KR20120061655A - 발광 소자 패키지 - Google Patents

발광 소자 패키지 Download PDF

Info

Publication number
KR20120061655A
KR20120061655A KR1020100123039A KR20100123039A KR20120061655A KR 20120061655 A KR20120061655 A KR 20120061655A KR 1020100123039 A KR1020100123039 A KR 1020100123039A KR 20100123039 A KR20100123039 A KR 20100123039A KR 20120061655 A KR20120061655 A KR 20120061655A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
insulating layer
emitting device
heat dissipation
conductive
Prior art date
Application number
KR1020100123039A
Other languages
English (en)
Inventor
유철준
Original Assignee
삼성엘이디 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성엘이디 주식회사 filed Critical 삼성엘이디 주식회사
Priority to KR1020100123039A priority Critical patent/KR20120061655A/ko
Publication of KR20120061655A publication Critical patent/KR20120061655A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0066—Processes relating to semiconductor body packages relating to arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0075—Processes relating to semiconductor body packages relating to heat extraction or cooling elements

Abstract

도전성 기판과, 상기 도전성 기판이 제1 및 제2 도전 영역과 방열 영역으로 나뉘도록 각 영역 사이에 개재된 절연층과, 상기 방열 영역 상에 배치되며 상기 제1 및 제2 도전 영역과 전기적으로 연결되는 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지를 제공한다.

Description

발광 소자 패키지 {Light Emitting Device Package}
본 발명은 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
반도체 광원의 일종인 발광 다이오드(LED)는 전류가 가해지면 p, n형 반도체의 접합 부분에서 전자와 정공의 재결합에 기하여, 다양한 색상의 빛을 발생시킬 수 있는 반도체 장치이다. 이러한 발광 다이오드는 필라멘트에 기초한 광원에 비해 긴 수명, 낮은 전원, 우수한 초기 구동 특성, 높은 진동 저항 등의 여러 장점을 갖기 때문에 그 수요가 지속적으로 증가하고 있다.
이러한 LED를 이용한 발광 소자 패키지의 경우, 절연성 기판을 중심에 두고 발광 소자가 실장된 상면과, 이와 대향하는 하면을 관통 또는 연결하는 배선 구조를 가지는 것이 일반적이다. 그러나 이와 같은 경우에는 절연성 기판의 방열 효율이 낮고, 공정이 복잡하다는 문제점이 있다.
따라서, 이러한 발광 소자 패키지에 있어서, 방열효율이 우수하고, 동시에 생산 공정이 단순화되며 원가 절감이 가능하도록 설계할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명은 방열효율이 우수하고, 동시에 생산 공정이 단순화되며 원가 절감이 가능한 발광 소자 패키지를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 실현하기 위해서, 본 발명의 일 측면은,
도전성 기판과, 상기 도전성 기판이 제1 및 제2 도전 영역과 방열 영역으로 나뉘어 서로 전기적으로 절연되도록 상기 각 영역 사이에 개재되며, 적어도 일부 영역은 고반사성 물질로 이루어진 절연층과, 상기 방열 영역 상에 배치되며 상기 제1 및 제2 도전 영역과 전기적으로 연결되는 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 절연층은, 상기 도전성 기판의 하면으로부터 상면까지 관통할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 절연층 표면 중 적어도 일부 영역에 형성된 광반사 수단을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 절연층은, 상기 도전성 기판 하면의 적어도 일부 표면을 덮는 제1 절연층 및 상기 도전성 기판 상면의 적어도 일부 표면을 덮는 제2 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
이 경우, 상기 광반사 수단은 무기계 광반사 물질이 분산된 필름 및 고반사성 금속 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 절연층은, 상기 제1 및 제2 절연층 일부가 제거되어 상기 도전성 기판의 적어도 일부 표면이 외부로 노출되는 노출 영역을 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 발광 소자는 상기 노출 영역을 통하여 상기 제1 및 제2 도전 영역과 전기적으로 연결될 수 있다.
이 경우, 상기 노출 영역에는 금속 접합재가 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 금속 접합재는 Ni 및 Au 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 방열 영역을 노출하는 노출 영역은 상기 제1 및 제2 도전 영역을 노출하는 노출 영역에 비하여 상대적으로 큰 면적을 가질 수 있다.
이 경우, 상기 도전성 기판의 하면에 형성된 상기 노출 영역에는 솔더볼이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 도전성 기판은 구리, 탄소나노튜브(Carbon nanotube) 및 그래핀(Graphene) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 도전성 기판의 표면 중 적어도 일부에는 요철 구조가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광 소자는 복수개 배치되되, 상기 복수의 발광 소자의 적어도 일부간에는 상기 제1 및 제2 도전 영역과, 상기 방열 영역을 공유할 수 있다.
이 경우, 상기 공유된 제1 및 제2 도전 영역을 통하여 상기 복수의 발광 소자가 전기적으로 병렬 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 방열 영역의 적어도 일부 면 상에 부착된 히트 싱크를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 방열 영역의 측면 중 적어도 일부 영역은 외부로 노출될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면은,
제1 절연층을 마련하는 단계와, 상기 제1 절연층 상에 도전성 기판을 배치하는 단계와, 상기 제1 절연층의 일부 영역을 제거하여 상기 제1 및 제2 도전 영역과, 상기 방열 영역이 각각 외부로 노출되는 노출 영역을 형성하는 단계와, 상기 도전성 기판을 패터닝하여 제1 및 제2 도전 영역과 방열 영역으로 분리하는 단계와, 상기 분리 영역 및 상기 도전성 기판 상면에 제2 절연층을 형성하는 단계와, 상기 제2 절연층의 일부 영역을 제거하여 상기 제1 및 제2 도전 영역과, 상기 방열 영역이 각각 외부로 노출되는 노출 영역을 형성하는 단계와, 상기 노출 영역을 통하여 발광 소자를 방열 영역에 배치하고, 제1 및 제2 도전 영역과 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는 반도체 패키지 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 노출 영역을 형성하는 단계 이후에, 상기 노출 영역에 본딩 패드를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 노출 영역을 형성하는 단계 이후에, 상기 제1 절연층 상면에 광반사 수단을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광 소자는 복수개 배치되며, 상기 제1 및 제2 도전 영역과 방열 영역을 구획하는 단계는, 상기 복수의 발광 소자의 적어도 일부가 상기 제1 및 제2 도전 영역과, 상기 방열 영역을 공유할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 공유된 제1 및 제2 도전 영역을 통하여 상기 복수의 발광 소자가 전기적으로 병렬 연결될 수 있다.
본 발명에서 제안하는 발광 소자 패키지의 경우, 도전성 기판상에 배선구조와 방열 영역을 일체로 형성하여 방열효율이 우수하고, 동시에 생산 공정이 단순화되며, 기판의 유연성 조절이 용이하고, 박형화에 적합하다.
도1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 소자 패키지를 개략적으로 나타낸 분해사시도이다.
도2a는, 도1에 도시된 발광 소자 패키지의 상면도이다.
도2b는, 도2a에 도시된 발광 소자 패키지의 AA'면을 절단하여 나타낸 단면도이다.
도2c는, 도 2a에 도시된 발광 소자 패키지의 BB'면을 절단하여 나타낸 단면도이다.
도2d는, 도2a에 도시된 발광 소자 패키지의 저면도이다.
도3은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 소자 패키지를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도4는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 소자 패키지를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도5는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 소자 패키지를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도6은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 소자 패키지를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도7a는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 소자 패키지에서, 구조에 대한 이해를 돕기 위하여 제2 절연층을 제외하고 나타낸 평면도이다.
도7b는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 소자 패키지에서, 제2 절연층을 포함한 전체 구조를 나타낸 평면도이다.
도8은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법에서, 제1 절연층 상에 도전성 기판을 형성하는 단계를 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도9는, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법에서, 상기 도전성 기판을 분리하여 제1 및 제2 도전 영역과 방열 영역을 형성하는 단계를 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도10은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법에서, 제2 절연층을 형성하는 단계를 나타내는 평면도, 단면도 및 저면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 소자 패키지를 개략적으로 나타낸 분해사시도이며,
도2a 내지 도2d는, 각각 도 1에 도시된 발광 소자 패키지의 상면도, 도2a에 도시된 발광 소자 패키지의AA'면을 절단하여 나타낸 단면도, 도2a에 도시된 발광 소자 패키지의 BB'면을 절단하여 나타낸 단면도, 도 1에 도시된 발광 소자 패키지의 저면도를 나타낸다.
도1 내지 도2d를 함께 참조하면, 본 실시 형태에서 제공되는 발광 소자 패키지는, 도전성 기판(12)과, 상기 도전성 기판(12)을 각각 하면과 상면에서 덮고 있는 절연층(13) 및, 상기 도전성 기판에 안착되는 발광 소자(11)를 포함하는 기본 구성으로 제공될 수 있다. 이 경우, 특히 상기 도전성 기판(12)은, 절연층(13)의 일부에 의하여 각각 제1 및 제2 도전 영역(121, 122)과, 방열 영역(123)으로 구분되는 구성으로 제공될 수 있다.
발광 소자(11)는, 본 실시예에서 제공되는 발광 소자 패키지의 중심 상면에 위치하여 전기신호를 빛으로 바꾸어 외부로 방출하는 역할을 수행하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 발광 다이오드(LED)로 제공될 수 있고, 도시하지는 않았으나, n형 및 p형 반도체층과, 그 사이에 형성된 활성층을 포함하는 구성으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 n형 및 p형 반도체층과 각각 전기적으로 연결된 n측 및 p측 전극을 구비하되, 발광 소자의 형태에 따라 양 전극이 모두 상면을 향하도록 배치될 수 있고, 실시 형태에 따라서는 일측 전극은 하면에, 타측 전극은 상면에 배치되는 형태로 제공될 수 있다.
또한, 이와 같은 발광 소자(11)는, 상기 n측 및 p측 전극과 전기적으로 연결되는 전기적 연결 수단을 더 포함하여 전원 인가가 가능한 형태로 제공될 수 있는데, 예를 들어, 도시된 바와 같이 도전성 와이어(18)로 제공될 수 있다.
도전성 기판(12)은, 상기 발광 소자(11)가 장착되어 지지함과 동시에, 상기 발광 소자(11)가 외부와 전기적 연결을 형성할 수 있는 통로로서의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 도전성 기판(12)은, 넓은 플레이트 형상을 가지며, 우수한 방열 및 전기전도 능력을 가지는 기판으로서, 예를 들어, 구리(Cu), CNT(Carbon nano tube) 및 그래핀 중 적어도 하나를 포함하는 소재로 형성되는 것이 바람직하며, 실시 형태에 따라 그 면적 및 형상을 다양하게 형성할 수 있으나, 바람직하게는, 전체적으로 상면이 직사각형인 직육면체의 기본 구조를 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 도전성 기판(12)은, 그 일부 영역을 두께방향으로 관통하여 형성된 분리 영역(15) 및, 상기 분리 영역에 개재된 절연층(13)에 의하여 크게 3부분, 즉, 방열 영역(123) 및, 제1 및 제2 도전 영역(121, 122)으로 나누어지는 형태로 제공될 수 있고, 이하에서는 상기 도전성 기판(12)을 이루는 방열 영역(123) 및, 제1 및 제2 도전 영역(121, 122)의 기능 및 구성에 대하여 상세히 설명한다.
상기 제1 및 제2 도전 영역(121, 122)은, 상기 발광 소자(11)의 n측 및 p측 전극과 각각 전기적으로 연결되는 전류 흐름의 통로를 제공하는 역할을 수행하며, 상기 절연층(13)에 의하여 상기 도전성 기판(12)이 상면에서 하면으로 관통하여 이격 및 분리됨으로써, 상기 방열 영역(123)을 사이에 두고 좌 우측으로 형성되는 형태로 제공될 수 있고, 바람직하게는, 상기 도전성 기판(12)의 일측 변 영역과, 이와 대향하는 타측 변 영역에 형성될 수 있다.
상기 방열 영역(123)은, 상기 발광 소자(11)가 안착되며, 상기 발광 소자(11)가 동작하는 과정에서 발생하는 열을 효율적으로 외부로 방출할 수 있도록 하는 기능을 수행한다. 따라서 상기 방열 영역(123)은 상기 발광 소자(11)과 가능하면 넓은 면적에서 접촉하는 것이 바람직하며, 이와 같이 함으로써 외부로 넓은 영역에서 노출되어 열 방출이 빠르게 이루어질 수 있도록 할 수 있을 것이다. 또한, 도시하지는 않았으나, 상기 방열 영역의 적어도 일부 표면에 요철 구조를 형성하거나, 방열핀을 형성하여 외부와 접촉하는 면적이 넓어지도록 하거나, 히트 싱크를 부착하여 방열 효율을 향상시키는 구성을 채용할 수도 있다.
그러나, 본 실시 형태에서 설명한 도전성 기판(12) 및 방열 영역(123)과, 제1 및 제2 도전 영역(121, 122)의 형태에 반드시 한정될 필요는 없을 것이다. 예를 들어, 발광 소자(11)의 형태에 따라서는 상기 방열 영역(11) 자체를 하나의 전기적 연결 통로로 활용할 수 있을 것이며, 이와 같은 경우에 있어서는 본 실시 형태에서와 같이 제1 및 제2 도전 영역을 모두 형성할 필요가 없고, 하나의 도전 영역만을 형성하여 실시 가능하다. 또한, 제1 및 제2 도전 영역(121, 122)과 방열 영역(123)이 형성되는 위치 또한 실시 형태에 따라 다양하게 구성하여 전체적인 회로 구성을 단순화하고, 전기적 연결이 용이한 형태로 제공될 수 있음은 해당기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
절연층(13)은, 상술한 바와 같이, 도전성 기판(12)의 분리 영역(15)에 개재되어 상기 방열 영역(123) 및, 제1 및 제2 도전 영역(121, 122)을 형성하며, 상기 각 영역들을 전기적으로 절연함과 동시에, 공간적으로도 분리시키는 역할을 수행한다.
또한, 상기 절연층(13)은 상기 도전성 기판(12)의 하면 및 상면의 적어도 일부 영역을 각각 덮는 형태로 제공될 수 있는데, 이와 같이 함으로써 각 영역들간의 전기적 절연이 보다 확실하게 이루어질 수 있고, 상기 도전성 기판(12)이 외부의 오염이나 충격으로부터 보호될 수 있을 것이다.
또한, 상기 절연층(13)은 제1 및 제2 절연층(131, 132)으로 나누어지는 것으로 제공될 수 있으며, 이 경우, 제1 절연층은 상기 도전성 기판(12)의 하면을, 상기 제2 절연층은 상기 분리 영역(15) 및 상기 도전성 기판(12)의 상면을 각각 덮는 형태로 제공될 수 있으며, 보다 바람직하게는, 상기 제1 및 제2 절연층은 이종물질로 형성될 수 있다. 그러나, 본 실시예에서와 같이 절연층(13)을 나누어 구분하는 것은 반드시 이에 한정될 필요가 없으며, 후술하는 제조 공정과 관계되는 바람직한 실시 형태로서의 예시일 뿐, 절연층 전체가 구분되지 않고 일체로 형성될 수도 있으며, 필요에 따라서 일부 영역만이 타 영역과 다른 구성 성분으로 형성될 수도 있을 것이다.
또한, 상기 절연층(13)의 적어도 일부 영역은 자체 광 반사율이 높은 표면 특성을 갖도록 광반사물질로 형성될 수 있는데, 특히 상기 제2 절연층(132)이 광반사물질로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 상기 발광 소자(11)에서 방출된 빛이 상기 제2 절연층(132)에서 반사되어 발광 소자 패키지의 상부 측으로 향하게 되므로, 원하지 않는 방향으로의 반사 또는 광흡수 등을 방지할 수 있어 광 추출 효율 향상이 가능하다.
또한, 상기 절연층(13)의 적어도 일부 영역은 고분자 필름 형태, 무기소재와 고분자의 복합재료로 형성될 수 있고, 바람직하게는 유리섬유(glass fiber)에 고분자수지가 함침된 복합재료를 사용할 수 있다. 이와 같이 하는 경우에는, 강성을 확보할 수 있어, 공정상 기판을 다루기에 유리하다.
또한, 상기 도전성 기판(12)의 상면 및 하면을 각각 덮고 있는 제1 및 제2절연층(131, 132)은, 상기 도전성 기판(12)의 표면이 외부로 노출될 수 있도록 일부 영역에 형성된 노출 영역(16, 17)을 포함할 수 있는데, 상기 노출 영역(16, 17)은, 상기 제1 절연층(131)에 형성된 제1 노출 영역(16)과, 상기 제2 절연층(132)에 형성된 제2 노출 영역(17)을 포함할 수 있다.
이와 같이 함으로써 상기 제1 및 제2 도전 영역(121, 122)은, 상기 발광 소자(11) 또는, 도시하지는 않았으나, 외부에 형성된 배선 구조와 전기적 연결을 형성할 수 있으며, 상기 방열 영역(123)은 외부로 노출되어 방열 기능을 수 행할 수 있게 된다.
또한, 상기 노출 영역(16, 17)은, 필요에 따라 다양한 형태를 가지도록 형성될 수 있으나, 바람직하게는, 본 실시예에서 도시하는 바와 같이 방열 영역에 형성된 노출 영역(163, 173)은 제1 및 제2 도전 영역에 형성된 노출 영역(161, 162, 171, 172)보다 그 면적과 폭이 넓도록 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 상기 방열 영역(123)은 효과적으로 방열 기능을 수행할 수 있고, 동시에 상기 제1 및 제2 도전 영역(121, 122)은, 전기적 연결을 위해 필요한 최소한의 영역을 노출시키고 다른 영역을 절연층에 의해 절연 및 보호되도록 형성할 수 있을 것이다.
또한, 본 실시 형태에서 제공하는 반도체 패키지의 경우, 도2b 를 참조하면, 제2 절연층(132)이, 제1 및 제2 도전 영역(121, 122)의 측면을 감싸서 외부와 차단시키는 형태로 제공될 수 있다. 이와 같이 함으로써, 제1 및 제2 도전 영역(121, 122)이 외부와 완전히 절연될 수 있다는 점에서 바람직하다.
이와 달리, 도2c 를 참조하면, 제2 절연층(132)은, 방열 영역(123)의 측면 부분에는 형성되지 않을 수 있다. 즉, 방열 영역(123)의 측면은 외부로 노출될 수있도록 함으로써 방열 효율 면에서 보다 우수한 효과를 나타내도록 형성할 수 있다.
도3 내지 도6은, 각각 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 소자 패키지를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 이 경우, 도3은, 제2 절연층(332) 상면에 광반사 수단(39)을 구비하는 실시 형태를, 도4는, 제1 및 제2 도전 영역(421, 422)과 방열 영역(423)이 외부로 노출된 노출 영역에 금속 접합재(49)가 형성되는 실시 형태를, 도5는, 상기 노출 영역에 솔더볼(59)이 형성된 실시 형태를, 도6은 도전성 기판 표면에 요철 구조(69)가 형성된 실시 형태를 각각 나타낸다.
도3을 참조하면, 도1 및 도2에서 도시된 발광 소자 패키지와 전체적으로 동일한 구조이나, 제2 절연층(332) 상면에 광반사 수단(39)을 구비한다는 점에서 차이가 있다.
본 실시예에서는, 상술한 바와 같이 상기 제2 절연층(332)을 광반사물질로 형성하는 구성 대신에 또는 그와 같은 구성에 부가적으로, 광반사 수단(39)을 형성하는 구성을 채용하는 형태로 제공될 수 있다. 이와 같이 함으로써, 상기 발광 소자(31)에서 방출된 빛이 상기 광반사 수단(39)에서 반사되므로, 광추출 효율이 향상되는 효과를 기대할 수 있다.
이 경우, 상기 광반사 수단(39)은, 예를 들어, 무기계 광반사물질이 분산된 필름 형태, 고반사성 금속을 제2 절연층 위에 접착 또는 증착하는 형태, 또는 고반사성 금속이 증착된 필름을 부착하는 형태로 제공될 수 있으며, 그 밖에도 실시 형태에 따라 다양하게 형성될 수 있을 것이다.
도4를 참조하면, 도1 및 도2에서 도시된 발광 소자 패키지와 전체적으로 동일한 구조이나, 제1 및 제2 도전 영역(421, 422)과 방열 영역(423)이 외부로 노출된 노출 영역에 금속 접합재(49)가 형성되는 구조로 제공된다는 점에서 차이가 있다.
이 경우, 상기 금속 접합재(49)는, 예를 들어, 통상의 인쇄회로기판(PCB) 제조 공정에서 사용하는 니켈(Ni)-알루미늄(Al)도금을 순차적으로 진행하여 형성하는 형태로 제공될 수 있으며, 도시하지는 않았으나, 방열 영역(423) 하부에는 히트 싱크가 부착될 수 있으며, 상기 방열 영역(423)과 히트 싱크 사이에도 상기 금속 접합재가 형성될 수 있다. 이와 같이 함으로써, 와이어 본딩이나 실장접합을 용이하게 진행할 수 있을 것이다.
도5를 참조하면, 도1 및 도2에서 도시된 발광 소자 패키지와 전체적으로 동일한 구조이나, 제1 및 제2 도전 영역(521, 522)과 방열 영역(523)이 외부로 노출된 노출 영역에 솔더볼(59)이 형성되는 구조로 제공된다는 점에서 차이가 있다.
이와 같이 함으로써, 별도의 배선 구조를 구비하지 않고도 노출 영역 및 제1 및 제2 도전 영역(531, 532)을 통하여 발광 소자(51)와 전기적 연결이 가능하도록 솔더볼(59)을 형성하여 외부 배선 구조(미도시)와 접합이 가능하다.
본 실시 형태에서는 상기 솔더볼(59)이 상기 제1 및 제2 도전 영역(531, 532)에 형성된 구조를 예시하였으나, 반드시 이에 한정될 필요는 없으며, 예를 들어, 상기 방열 영역(523)의 하부에도 솔더볼을 형성할 수 있을 것이다.
도6을 참조하면, 도1 및 도2에서 도시된 발광 소자 패키지와 전체적으로 동일한 구조이나, 도전성 기판 표면에 요철 구조(69)가 형성되는 구조로 제공된다는 점에서 차이가 있다.
이와 같은 요철 구조는, 발광 소자(61)가 상기 방열 영역(623)에 접착되는 경우 개재되는 접착 수단의 접착면적을 증가시켜 접착력을 향상시키는 효과를 기대할 수 있다. 또한, 도시하지는 않았으나 절연층(63)의 표면, 바람직하게는 제2 절연층(632)의 상부 표면에도 요철 구조를 형성할 수 있다.
도7은, 본 실시 형태에서 제공하는 발광 소자 패키지가, 일체로 형성된 도전성 기판 내부에서 서로 연결된 구조를 나타내는 분해도이다. 이 경우, 도7a는 구조에 대한 이해를 돕기 위하여 제2 절연층을 제외하고 나타낸 평면도이고, 도7b는 제2 절연층을 포함한 전체 구조를 나타낸 평면도이다.
우선 도7a를 참조하면, 제1 절연층(731)상에 제1 및 제2 도전 영역(721, 722)가 형성되어 있고, 그 사이에 방열 영역(723)이 형성되어 있다는 점은 도1 및 도2에서 도시된 발광 소자 패키지와 유사하다. 단, 상술한 실시 형태들에서 설명된 제1 및 제2 도전 영역(721, 722)과 방열 영역(723)이 일정한 패턴을 이루면서 연장되어 있다는 점에서 차이가 있다.
구체적으로, 제1 및 제2 도전 영역(721, 722)은, 상기 제1 절연층(731)의 가로방향으로 스트라이프 형상을 이루면서 교호 배치되어 있고, 그 사이에 상기 방열 영역(723)이 자연스럽게 위치하여 복수의 방괄 소자(미도시)가 장착될 수 있는 공간을 마련하는 형태로 제공되어 있으며, 이 경우 상기 제1 도전 영역(721)들은 상기 제1 절연층(731)의 좌측 변에서 공통으로 연결되고, 상기 제2 도전 영역(722)들은 상기 제1 절연층(731)의 우측 변에서 공통으로 연결되는 형태로 제공된다. 이와 같이 함으로써, 상기 제1 및 제1 및 제2 도전 영역(721, 722)을 통하여 상기 발광 소자들이 하나의 전원을 공유하면서 병렬 연결을 이룰 수 있도록 제공될 수 있다.
도7b를 참조하면, 상술한 바와 같이 형성되어 있는 구조 위에 형성된 제2 절연층(732)은, 상기 도1 및 도2에서 설명한 바와 마찬가지로 노출 영역을 구비하는 형태로 제공된다. 다만, 상술한 바와 같이 복수의 발광 소자(미도시)가 안착될 수 있도록 노출 영역이 이와 대응되는 개수와 형태로 형성되도록 제공될 수 있다.
또한, 상기 도7a에서 설명되었던 바와 같이, 상기 제1 도전 영역(721)들은 상기 제1 절연층(731)의 좌측 변에서 공통으로 연결되어 최종적으로 외부와 연결될 수 있도록 제1 단자부(791) 및 제2 단자부(792)가 형성될 수 있다.
또한, 도시되지는 않았지만, 상기 제2 절연층(732)은, 상기 제1 및 제2 도전 영역(721, 722)과 방열 영역(723) 사이에 형성된 분리 영역 사이까지 개재되어 절연 기능을 수행할 수 있다는 점은 상술한 바와 같다.
도8 내지 도10은, 본 실시 형태에서 제공하는 발광 소자 패키지의 제조 방법을 단계별로 나타낸다. 이 경우, 도8a 및 도8b는, 제1 절연층(831) 상에 도전성 기판(82)를 형성하는 단계를 나타내는 평면도 및 단면도이며, 도9a 및 도9b는, 상기 도전성 기판(82)을 분리하여 제1 및 제2 도전 영역(821, 822)과 방열 영역(823)을 형성하는 단계를 나타내는 평면도 및 단면도이며, 도10a 내지 도10c는 제2 절연층을 형성하는 단계를 나타내는 평면도, 단면도 및 저면도이다.
먼저, 도8a 및 도8b를 함께 참조하면, 제1 절연층(831) 상에 도전성 기판(82)를 형성할 수 있다.
이 경우, 상기 도전성 기판(82)은 바람직하게는 CCL(Copper Clad Laminate)로 형성될 수 있고, 그 밖에 실시 형태에 따라 탄소나노튜브 및 그래핀 중 적어도 하나를 포함하는 소재로 이루어질 수 있다.
다음으로, 도9a 및 도9b를 함께 참조하면, 상기 도전성 기판(82)을 패터닝을 통해 분리하여 제1 및 제2 도전 영역(821, 822)과 방열 영역(823)을 형성할 수 있다.
다음으로, 도10a 내지 도10c를 함께 참조하면, 상기 분리 영역 및 도전성 기판 상에 제2 절연층(832)을 형성하고, 상기 제1 및 제2 절연층(831, 832)의 일부 영역에 노출 영역을 형성할 수 있으며, 이와 같은 패터닝에는, 예를 들어, laser 를 사용할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서 제공되는 발광 소자 패키지의 경우에는 노출 영역을 형성하는 패터닝 단계를 최후에 실시하는 것으로 예시하였으나, 이에 한정될 필요는 없으며, 상기 제1 절연층(831)에 대한 노출 영역의 형성을 위한 패터닝, 상기 도전성 기판(82)을 분리하여 상기 제1 및 제2 도전 영역(821, 822)과 방열 영역(823)을 형성하는 패터닝 및 상기 도전성 기판(82)을 배치하는 단계가, 순서에 상관없이 어느 것이라도 먼저 실행될 수 있다.
마찬가지로, 상기 제2 절연층(832)에 대한 노출 영역의 형성을 위한 패터닝, 및 상기 분리 영역 및 도전성 기판 상에 제2 절연층(832)을 형성하는 단계가, 순서에 상관없이 어느 것이라도 먼저 실행될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.
11, 31, 41, 51, 61: 발광 소자 12, 82: 도전성 기판
121, 321, 421, 521, 621, 721, 811: 제1 도전 영역
122, 322, 422, 522, 622, 722, 822: 제2 도전 영역
123, 323, 423, 523, 623, 723, 823: 방열 영역
13, 33, 43, 53, 63: 절연층
131, 331, 431, 531, 631, 731, 831: 제1 절연층
132, 332, 432, 532, 632, 732, 832: 제2 절연층
15: 분리 영역 16, 17: 노출 영역
18, 48, 58, 68: 도전성 와이어 39: 광반사 수단
49: 금속 접합재 59: 솔더볼
69: 요철 구조 791: 제1 전극 단자
792: 제2 전극 단자

Claims (22)

  1. 도전성 기판;
    상기 도전성 기판이 제1 및 제2 도전 영역과 방열 영역으로 나뉘어 서로 전기적으로 절연되도록 상기 각 영역 사이에 개재되며, 적어도 일부 영역은 고반사성 물질로 이루어진 절연층;
    상기 방열 영역 상에 배치되며 상기 제1 및 제2 도전 영역과 전기적으로 연결되는 발광 소자;
    를 포함하는 발광 소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절연층은, 상기 도전성 기판의 하면으로부터 상면까지 관통하도록 개재되는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연층 표면 중 적어도 일부 영역에 형성된 광반사 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 절연층은, 상기 도전성 기판 하면의 적어도 일부 표면을 덮는 제1 절연층 및 상기 도전성 기판 상면의 적어도 일부 표면을 덮는 제2 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광반사 수단은 무기계 광반사 물질이 분산된 필름 및 고반사성 금속 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 절연층은, 상기 제1 및 제2 절연층 일부가 제거되어 상기 도전성 기판의 적어도 일부 표면이 외부로 노출되는 노출 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 발광 소자는 상기 노출 영역을 통하여 상기 제1 및 제2 도전 영역과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 노출 영역에는 금속 접합재가 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 금속 접합재는 Ni 및 Au 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 방열 영역을 노출하는 노출 영역은 상기 제1 및 제2 도전 영역을 노출하는 노출 영역에 비하여 상대적으로 큰 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 도전성 기판의 하면에 형성된 상기 노출 영역에는 솔더볼이 형성된 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 기판은 구리, 탄소나노튜브(Carbon nanotube) 및 그래핀(Graphene) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 기판의 표면 중 적어도 일부에는 요철 구조가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자는 복수개 배치되되, 상기 복수의 발광 소자 중 적어도 일부는, 상기 제1 및 제2 도전 영역을 통하여 서로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 발광 소자는 상기 제1 및 제2 도전 영역을 통하여 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 방열 영역의 적어도 일부 면 상에 부착된 히트 싱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 방열 영역의 측면 중 적어도 일부 영역은 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  18. 제1 절연층을 마련하는 단계;
    상기 제1 절연층 상에 도전성 기판을 배치하는 단계;
    상기 제1 절연층의 일부 영역을 제거하여 상기 제1 및 제2 도전 영역과, 상기 방열 영역이 각각 외부로 노출되는 노출 영역을 형성하는 단계;
    상기 도전성 기판을 패터닝하여 제1 및 제2 도전 영역과 방열 영역으로 분리하는 단계;
    상기 분리 영역 및 상기 도전성 기판 상면에 제2 절연층을 형성하는 단계;
    상기 제2 절연층의 일부 영역을 제거하여 상기 제1 및 제2 도전 영역과, 상기 방열 영역이 각각 외부로 노출되는 노출 영역을 형성하는 단계;
    상기 노출 영역을 통하여 발광 소자를 방열 영역에 배치하고, 제1 및 제2 도전 영역과 전기적으로 연결하는 단계;
    를 포함하는 반도체 패키지 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 노출 영역을 형성하는 단계 이후에, 상기 노출 영역에 본딩 패드를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 노출 영역을 형성하는 단계 이후에, 상기 제1 절연층 상면에 광반사 수단을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 발광 소자는 복수개 배치되며,
    상기 제1 및 제2 도전 영역과 방열 영역을 구획하는 단계는, 상기 복수의 발광 소자의 적어도 일부가 상기 제1 및 제2 도전 영역과, 상기 방열 영역을 공유하도록 하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 방법.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 공유된 제1 및 제2 도전 영역을 통하여 상기 복수의 발광 소자가 전기적으로 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지 제조 방법.
KR1020100123039A 2010-12-03 2010-12-03 발광 소자 패키지 KR20120061655A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100123039A KR20120061655A (ko) 2010-12-03 2010-12-03 발광 소자 패키지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100123039A KR20120061655A (ko) 2010-12-03 2010-12-03 발광 소자 패키지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120061655A true KR20120061655A (ko) 2012-06-13

Family

ID=46612162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100123039A KR20120061655A (ko) 2010-12-03 2010-12-03 발광 소자 패키지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120061655A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140007288A (ko) * 2012-07-09 2014-01-17 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 발광 장치
KR20160070667A (ko) * 2014-12-09 2016-06-20 (주)팔콘시스템 Led 패키지를 실장하는 조명장치용 패널

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140007288A (ko) * 2012-07-09 2014-01-17 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 발광 장치
KR20160070667A (ko) * 2014-12-09 2016-06-20 (주)팔콘시스템 Led 패키지를 실장하는 조명장치용 패널
WO2017023059A1 (ko) * 2014-12-09 2017-02-09 (주)팔콘시스템 Led 패키지를 실장하는 조명장치용 패널

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4241658B2 (ja) 発光ダイオード光源ユニット及びそれを用いて形成した発光ダイオード光源
KR101000860B1 (ko) 발광다이오드 패키지 및 그 제조 방법
JP5288642B2 (ja) 発光素子
JP7320452B2 (ja) 平坦なキャリア上へのｌｅｄ素子の取り付け
KR20110011619A (ko) Ｌｅｄ 장치
JP2005158957A (ja) 発光装置
US9484514B2 (en) Light-emitting device
JP2013041865A (ja) 発光ダイオード
US10236429B2 (en) Mounting assembly and lighting device
JP2012099700A (ja) 半導体発光装置
JP5705323B2 (ja) 放熱特性が向上した高光力ｌｅｄ光源構造体
TWI445100B (zh) 封裝結構及其製作方法
US8841172B2 (en) Method for forming package substrate
KR20100089115A (ko) 발광 다이오드 유닛의 제조 방법과, 이 방법에 의하여 제조된 발광 다이오드 유닛
CN113394321A (zh) 发光装置
KR20120061655A (ko) 발광 소자 패키지
JP5569210B2 (ja) 光源装置
JP2013140978A (ja) 半導体発光素子及びｌｅｄモジュール
JP3158994U (ja) 回路基板
KR101064013B1 (ko) 발광모듈
JP2009199977A (ja) 照明装置
JP2016096322A (ja) 発光装置
KR20180117015A (ko) 반도체 발광소자
JP4862808B2 (ja) 発光装置
JP2017069475A (ja) 半導体発光装置

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
WITN Withdrawal due to no request for examination