KR20120119395A - 발광소자 패키지 및 그 제조방법 - Google Patents

발광소자 패키지 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120119395A
KR20120119395A KR1020110037287A KR20110037287A KR20120119395A KR 20120119395 A KR20120119395 A KR 20120119395A KR 1020110037287 A KR1020110037287 A KR 1020110037287A KR 20110037287 A KR20110037287 A KR 20110037287A KR 20120119395 A KR20120119395 A KR 20120119395A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
emitting device
main body
electrode pad
electrode
Prior art date
Application number
KR1020110037287A
Other languages
English (en)
Inventor
유철준
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020110037287A priority Critical patent/KR20120119395A/ko
Priority to US13/428,977 priority patent/US20120268916A1/en
Priority to EP12164981A priority patent/EP2515356A2/en
Priority to CN2012101190108A priority patent/CN102751423A/zh
Publication of KR20120119395A publication Critical patent/KR20120119395A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers 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
    • H01L33/64Heat extraction or cooling elements
    • H01L33/647Heat extraction or cooling elements the elements conducting electric current to or from the semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers 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
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • H01L33/60Reflective elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013Alloys
    • H01L2924/0132Binary Alloys
    • H01L2924/01322Eutectic Alloys, i.e. obtained by a liquid transforming into two solid phases
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • H01L2924/1815Shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • H01L2924/1815Shape
    • H01L2924/1816Exposing the passive side of the semiconductor or solid-state body
    • H01L2924/18165Exposing the passive side of the semiconductor or solid-state body of a wire bonded chip
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers 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
    • H01L33/483Containers
    • H01L33/486Containers adapted for surface mounting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers 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
    • H01L33/62Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49117Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/4913Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

본 발명의 실시형태에 따른 발광소자 패키지는, 전극 패드를 구비하는 발광소자; 상기 발광소자를 지지하며, 상부에는 상기 발광소자의 상면을 노출시키는 반사홈을 구비하고, 하면으로는 상기 발광소자의 하면을 노출시키는 본체부; 및 상기 본체부 상에 구비되어 상기 발광소자를 덮는 렌즈부;를 포함한다.

Description

발광소자 패키지 및 그 제조방법{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 발광소자 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 개인 휴대전화나 PDA 등과 같은 이동통신 단말기는 물론 각종 전자제품에 전기적 신호에 따라 발광이 이루어지도록 하는 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED)로 만들어진 발광소자 패키지가 발광원으로 널리 사용되고 있다.
발광다이오드는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaInP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 다양한 색의 빛을 구현할 수 있는 발광소자의 일종이다.
광원으로서 발광소자는 지속적으로 광속의 증가를 요구받고 있으며, 이를 위해서는 칩의 성능 향상과 더불어 칩 사이즈 증가가 필요하다. 이에 따라 과거 수백 ㎛ 수준의 칩 크기에서 현재는 수 mm 크기의 칩이 등장하고 있으며, GaN과 같은 반도체층을 증착하기 위한 성장 기판(growth substrate)의 대면적화가 진행됨에 따라서 칩 사이즈의 증가는 가속화될 전망이다.
그러나, 이러한 칩 사이즈의 증가는 발광소자 칩의 동작 시 보다 많은 열을 발생시키게 되며, 이에 따라 열을 보다 효율적으로 방출시키기 위한 노력이 요구된다. 통상 발광소자의 열 관리는 패키지 단계, 모듈 단계, 시스템 단계 등으로 구분할 수 있으며, 각 단계에서 방열 효율을 극대화할 수 있는 구조에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 발명의 목적 중 하나는 칩의 하단면이 패키지 본체의 하부로 노출되어 장착 기판에 직접 접착됨으로써 동작시 발생하는 열을 직접 장착 기판으로 방출시킬 수 있어 방열 효율을 극대화 할 수 있는 발광소자 패키지 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 목적 중 다른 하나는 칩과 와이어를 봉지재가 아닌 기계적, 전기적 물성이 우수한 몰딩 재료로 봉지하여 와이어의 접합 신뢰성을 향상시킬 수 있는 발광소자 패키지 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지는,
전극 패드를 구비하는 발광소자; 및 상기 발광소자를 지지하며, 상부에는 상기 발광소자의 상면을 노출시키는 반사홈을 구비하고, 하면으로는 상기 발광소자의 하면을 노출시키는 본체부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광소자는 상면 또는 상면과 하면에 상기 전극 패드를 구비하며, 상기 전극 패드 중 상면에 구비된 전극 패드는 상기 본체부에 의해 봉지될 수 있다.
또한, 본딩 와이어 및 상기 본딩 와이어를 통해 상기 전극 패드와 전기적으로 연결되는 전극 단자를 더 포함하며, 상기 본딩 와이어 및 상기 전극 단자는 상기 발광소자와 함께 상기 본체부에 의해 일체로 봉지되어 지지되며, 상기 전극 단자는 그 하면이 상기 본체부의 하면으로 노출될 수 있다.
또한, 상기 전극 단자는 상기 본체부와의 결합력을 향상시키는 요철을 적어도 일면에 구비할 수 있다.
또한, 상기 발광소자는 하면에 상기 전극 패드를 구비하며, 상기 전극 패드는 상기 본체부의 하면으로 노출될 수 있다.
또한, 상기 발광소자는 상기 본체부에 의해 봉지되는 측면이 역 피라미드 형태로 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 상기 본체부는 그 상면이 상기 반사홈을 통해 노출되는 상기 발광소자의 상면과 동일 면상에 위치할 수 있다.
또한, 상기 반사홈 내에 형성되어 상기 발광소자의 상면을 덮는 봉지부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 봉지부는 형광물질, 확산물질, 형광물질과 확산물질이 혼합된 혼합물질 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 본체부 상에 구비되어 상기 발광소자를 덮는 렌즈부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광소자의 상면에 형성되는 형광층을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지 제조방법은,
전극 패드가 구비된 발광소자를 캐리어 필름 상에 실장하는 단계; 몰드 내에 수지를 주입하여 상기 발광소자를 봉지하며, 상기 발광소자의 상면 노출되는 반사홈이 상면에 형성되도록 몰딩하여 상기 캐리어 필름 상에 본체부를 형성하는 단계; 및 상기 캐리어 필름을 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광소자를 덮도록 상기 본체부 상에 렌즈부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광소자를 실장하는 단계 이전에 상기 캐리어 필름 상에 전극 단자를 패터닝하여 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광소자는 상면에 상기 전극 패드를 구비하거나 상면과 하면에 각각 상기 전극 패드를 구비하며, 상기 전극 패드 중 상면에 구비된 전극 패드와 상기 전극 단자를 본딩 와이어를 통해 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 본체부를 형성하는 단계는 상기 반사홈을 통해 상면이 노출되는 상기 발광소자를 상기 전극 단자 및 상기 본딩 와이어와 함께 일체로 봉지할 수 있다.
또한, 상기 발광소자는 상기 캐리어 필름과 접하는 하면에 상기 전극 패드를 구비하며, 상기 본체부를 형성하는 단계는 상기 전극 패드 및 상기 반사홈을 통해 노출되는 상면을 제외한 면을 덮는 구조로 몰딩할 수 있다.
또한, 상기 본체부를 형성하는 단계는 상기 발광소자의 상면과 상기 본체부의 상면이 동일 수평면 상에 위치하거나 서로 상이한 수평면 상에 위치하는 구조로 몰딩할 수 있다.
또한, 상기 본체부를 형성하는 단계와 상기 렌즈부를 형성하는 단계 사이에 상기 발광소자의 상면에 형광층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 캐리어 필름을 제거하는 단계 이전에 상기 캐리어 필름에 구비되는 프로브 관통홀에 프로브 전극을 삽입하여 상기 발광소자를 테스트하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 프로브 관통홀은 상기 발광소자의 전극 패드와 전기적으로 연결되는 위치에 구비될 수 있다.
또한, 커팅 라인을 따라서 다이싱하여 개별 패키지로 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면 칩의 하단면이 패키지 본체의 하부로 노출되어 직접 장착 기판에 접착됨으로써 발광소자 동작시 발생하는 열을 직접 장착 기판으로 방출시킬 수 있어 방열 효율을 극대화할 수 있다.
또한, 칩 및 와이어가 패키지 본체를 이루는 기계적, 전기적 물성이 우수한 몰딩 재료로 봉지됨으로써 고온/고습의 작동환경에서도 와이어와 칩의 접합 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 프로브 관통홀이 구비된 임시 기판(캐리어 필름)을 사용하여 별도의 패키지 홀딩 장치 없이 패키지 제조공정 단계에서 직접 패키지 테스트가 가능하여 제조될 패키지의 하자 여부를 신속하게 확인할 수 있다.
또한, 칩 본딩 및 와이어 본딩 공정 후 몰딩을 진행하므로 몰드 소재의 공정 투입 전 베이크 등의 비부가가치성 공정 단계를 생략하여 전체 프로세스를 간소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에서 발광소자와 본딩 와이어로 연결되는 전극 단자의 다양한 형태를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 1에서 발광소자의 상면을 노출시키는 반사홈의 다양한 형태를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 변형예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 6에서 발광소자와 본딩 와이어로 연결되는 전극 단자의 다양한 형태를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 8은 도 6에서 발광소자의 상면을 노출시키는 반사홈의 다양한 형태를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9의 평면도이다.
도 11은 도 9에서 발광소자를 봉지하는 본체부의 다양한 형태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 12는 도 1 및 도 6의 발광소자 패키지가 기판 상에 장착된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 13은 도 9의 발광소자 패키지가 기판 상에 장착된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 14 내지 도 22는 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 제조방법을 각 단계별로 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 일실시형태에 따른 발광소자 패키지 및 그 제조방법에 관한 사항을 도면을 참조하여 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 도면 상에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 참조부호를 사용할 것이다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1에서 발광소자와 본딩 와이어로 연결되는 전극 단자의 다양한 형태를 개략적으로 나타내는 평면도이며, 도 3은 도 1에서 발광소자의 상면을 노출시키는 반사홈의 다양한 형태를 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 4는 도 3의 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지(1)는 발광소자(10), 본체부(20), 렌즈부(30)를 포함하여 구성되며, 상기 발광소자(10) 상면에 형성되는 형광층(40)을 더 포함할 수 있다.
상기 발광소자(10)는 외부에서 인가되는 전기 신호에 의해 소정 파장의 광을 출사하는 반도체 소자의 일종이며, 발광다이오드를 포함할 수 있다. 상기 발광소자(10)는 함유되는 물질에 따라서 청색광, 적색광 또는 녹색광을 출사할 수 있으며, 백색광을 출사할 수도 있다.
상기 발광소자(10)는 상면(10a) 및 측면(10c)으로 광을 출사하지만 대부분 광 방출면인 상면(10a)을 통해 광을 외부로 출사하며, 이와 동일한 면, 즉 상면(10a)에 본딩 와이어(15)와의 접속을 위한 전극 패드(11)를 구비할 수 있다.
도면에서와 같이 상기 전극 패드(11)는 상기 발광소자(10)의 상면(10a) 중 테두리 부근에 인접하여 복수개로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 전극 패드(11)는, 예를 들어 한 쌍의 P형 전극과 N형 전극일 수 있다.
도면에서는 상기 발광소자(10)가 단일로 구비되는 것으로 도시하고 있으나, 복수개가 매트릭스 구조로 배열될 수 있다. 동일 패키지 내에 배열되는 발광소자(10)는 동종(同種) 또는 이종(異種)일 수 있다.
상기 발광소자(10)와 인접한 측면으로는 상기 전극 패드(11)와 각각 전기적으로 연결되는 전극 단자(50)가 구비된다. 상기 전극 단자(50)는 일단이 상기 전극 패드(11)와 접속된 상기 본딩 와이어(15)의 타단과 접속하여 상기 전극 패드(11)와 전기적으로 연결된다.
상기 전극 단자(50)는 도면에서 도시하는 바와 같이 상기 전극 패드(11)와 대응하여 양 측면에 각각 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 전극 패드(11)가 P형 전극와 N형 전극으로 구비되는 경우 상기 전극 단자(50)도 각 전극과 대응하여 연결될 수 있도록 구비된다.
상기 전극 단자(50)는 도 2a에서 도시하는 바와 같이 상기 발광소자(10)를 사이에 두고 서로 대향하는 구조로 상기 발광소자(10)의 양 측면에 각각 배치될 수 있다. 또한, 상기 전극 단자(50)는 도 2b에서 도시하는 바와 같이 상기 발광소자(10)의 네 측면을 따라서 연장되어 상기 발광소자(10)를 에워싸는 구조로 배치될 수도 있다. 이 경우, 상기 전극 단자(50)의 면적 증가에 따라서 상기 본딩 와이어(15)는 상기 전극 단자(50)와의 접속이 용이해지며, 본 발명의 실시예에 따른 발광소자 패키지가 장착될 기판과의 전기적 연결이 용이해지는 장점이 있다. 또한, 상기 전극 단자(50)를 통한 방열 효율의 향상도 기대할 수 있다.
상기 전극 단자(50)는 상기 본체부(20)와의 결합력을 향상시키는 요철(51)을 적어도 일면에 구비할 수 있다. 상기 요철(51)은 상기 전극 단자(50)를 에워싸도록 몰딩되어 봉지하는 상기 본체부(20)와의 접촉 면적을 증가시켜 상기 전극 단자(50)와 상기 본체부(20) 사이의 결합력을 향상시킨다.
도면에서는 상기 전극 단자(50)가 한 쌍으로 구비되는 것으로 도시하고 있으나, 상기 전극 단자(50)의 개수 및 배치 위치는 다양하게 변경될 수 있다.
상기 본체부(20)는 상기 본딩 와이어(15) 및 상기 전극 패드(11)를 포함하여 상기 발광소자(10)와 상기 전극 단자(50)를 일체로 봉지하여 지지한다. 구체적으로, 상기 본체부(20)는 상기 본딩 와이어(15)와 함께 상기 발광소자(10)의 측면(10c) 및 상기 전극 패드(11)를 포함한 상기 발광소자(10)의 상면(10a) 일부를 덮어 일체로 봉지한다.
상기 본체부(20)는 광 반사율이 높은 백색 성형 복합재(molding compound)로 이루어질 수 있다. 이는 발광소자의 측면에서 방출되는 광을 반사시켜 상부로 방출되는 광량을 증가시키는 효과가 있다. 이러한 백색 성형 복합재는 고 내열성의 열경화성 수지 계열 또는 실리콘 수지 계열을 포함할 수 있다. 또한, 열 가소성 수지 계열에 백색 안료 및 충진제, 경화제, 이형제, 산화방지제, 접착력 향상제 등이 첨가되어 있으며, 100℃ 이상의 높은 Tg, 20ppm 이하의 낮은 CTE, 높은 접착력을 갖는다. 따라서, 종래와 같이 기계적 물성이 떨어지는 렌즈 소재의 봉지부에 의해 봉지되지 않고 기계적 물성이 우수한 본체부에 의해 발광소자와 본딩 와이어가 일체로 봉지됨으로써 접속의 신뢰성을 확보하는 것이 가능하다.
상기 본체부(20)는 상면(20a)에 상기 발광소자(10)의 광 방출면인 상면(10a)을 노출시키는 반사홈(21)을 구비한다. 이 경우, 상기 발광소자(10)의 상면(10a) 중 상기 전극 패드(11)가 형성된 부분은 상기 본체부(20)에 의해 봉지되므로 상기 반사홈(21)을 통해 노출되지 않는다. 상기 본체부(20)의 상면(20a)은 상기 발광소자(10)가 상기 본체부(20)의 상면(20a) 위로 돌출되지 않도록 상기 발광소자(10)의 상면(10a)보다 높게 형성된다.
도 1 및 도 4에서와 같이 상기 반사홈(21)은 내측면이 상기 발광소자(10)를 향해 하향 경사진 테이퍼 형태의 컵 구조를 가지며, 도 3a에서 처럼 상기 발광소자(10)의 형상과 대응하여 사각형으로 형성되거나, 도 3b에서 처럼 원형으로 형성될 수 있으며, 광 반사 특성을 고려하여 기타 다각형으로도 형성될 수 있다.
상기 본체부(20)의 하면(20b)으로는 상기 발광소자(10)의 하면(10b)과 상기 전극 단자(50)의 하면이 각각 노출될 수 있다. 또한, 상기 본체부(20)의 측면으로 상기 전극 단자(50)의 측면이 노출될 수도 있다.
이와 같이, 발광소자(10)가 본체부(20)의 하면을 통해 직접 외부로 노출되는 구조를 가짐으로써 발광소자(10)에서 발생된 열을 직접 외부로 방출시키는 것이 가능하고, 따라서 방열 효율을 극대화할 수 있는 장점을 갖는다. 특히, 종래와 같이 발광소자가 실장되어 전기적으로 연결되는 리드 프레임 또는 기판과 같은 구성요소가 생략됨으로써 이러한 리드 프레임 또는 기판이 차지하는 공간은 물론 부품수를 줄일 수 있어 패키지를 보다 효과적으로 슬림화할 수 있다.
상기 렌즈부(30)는 상기 본체부(20) 상에 구비되어 상기 발광소자(10)를 덮어 보호한다. 상기 렌즈부(30)는 상기 발광소자(10)에서 출사되는 광이 원활하게 외부로 방출될 수 있도록 투명한 수지재로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 렌즈부(30)는 방출되는 광의 지향각 향상을 위해 도면에서와 같이 상부로 볼록한 돔 형상의 구조로 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 않고 지향각 특성을 고려하여 기타 다양한 구조로 형성될 수 있다.
상기 렌즈부(30)는 압축 성형(compression molding)이나 트랜스퍼 성형(transfer molding) 등의 몰딩법 또는 디스펜서를 사용하는 포팅법을 통해 상기 본체부(20) 상에 직접 형성되거나, 별도의 공정을 통해 제조되어 접착제 등을 통해 상기 본체부(20) 상에 접착될 수 있다.
상기 형광층(40)은 상기 발광소자(10)의 상면(10a)을 덮도록 상기 반사홈(21) 내에 형성될 수 있다. 상기 형광층(40)은 적어도 한 종류의 형광물질을 함유할 수 있으며, 이를 통해 상기 발광소자(10)에서 출사되는 광의 파장을 원하는 색상의 파장으로 변환시킨다. 예를 들어, 청색광을 백색광으로 변환시킬 수 있다. 도면에서와 같이 상기 발광소자(10)의 상면(10a) 중 광이 출사되는 영역은 상기 반사홈(21)을 통해 노출되므로 상기 형광층(40)은 상기 발광소자(10)의 광이 출사되는 영역 상에만 형광물질을 분포시킬 수 있어 고가의 형광물질의 사용량을 줄이는 것이 가능하다. 또한, 상기 본체부(20)는 상기 반사홈(21)을 통해 상기 발광소자(10)의 광이 출사되는 영역만을 노출시키게 되므로 용이하게 상기 형광층(40)을 상기 광 출사 영역 상에만 형성하는 것이 가능하다. 상기 형광층(40)은 상기 발광소자(10)가 자체적으로 백색광을 출사하는 경우에는 생략될 수 있다.
상기 형광층(40)은 형광물질을 함유하는 수지를 상기 반사홈(21)에 주입하여 경화시켜 형성하거나 증착을 통해 형성할 수 있다. 또한, 상기 발광소자(10)가 웨이퍼 레벨 상태에서 개별 다이(die)로 싱귤레이팅 되기 전에 형성될 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 변형예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 5에서 도시하는 변형예에 따른 발광소자 패키지를 구성하는 구성은 상기 도 1 내지 도 4에 도시된 실시형태와 기본적인 구조는 실질적으로 동일하다. 다만, 형광층(40)과 렌즈부(30) 사이에 봉지부(60)가 더 구비되는 점에서 상기 도 1 내지 도 4에 도시된 실시형태와 차이가 있다.
상기 봉지부(60)는 상기 반사홈(21) 내에 형성되어 상기 발광소자(10)의 상면을 덮도록 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 발광소자(10) 상면(10a)에 형성된 형광층(40)과 상기 본체부(20) 상에 구비된 렌즈부(30) 사이에 배치되어 상기 반사홈(21)을 채우는 구조로 구비된다. 다만, 상기 형광층(40)이 생략된 구조에서는 상기 발광소자(10) 상면(10a)과 직접 접하는 구조로 구비될 수 있다.
상기 봉지부(60)는 상기 렌즈부(30)와 마찬가지로 상기 발광소자(10)에서 출사되는 광이 원활하게 외부로 방출될 수 있도록 투명한 수지로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 봉지부(60)와 렌즈부(30)는 굴절률이 동일한 재질로 이루어질 수 있고, 또한 출사되는 광의 지향각 조절을 위해 서로 상이한 굴절률을 갖는 재질로 이루어질 수도 있다. 이 경우, 상기 봉지부(60)의 굴절률은 상기 렌즈부(30)의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖도록 하는 것이 바람직하다.
상기 봉지부(60)는 형광물질을 함유하여 상기 발광소자(10)에서 발생한 광의 파장을 원하는 파장으로 변환시킬 수 있다. 이 경우, 상기 봉지부(60) 내에 함유되는 형광물질은 상기 형광층(40) 내의 형광물질과 상이한 형광물질일 수 있으며, 또한, 상기 봉지부(60)가 형광물질을 함유하는 경우에는 상기 형광층(40)이 생략될 수도 있다. 또한, 상기 봉지부(60)는 형광물질 외에 광의 확산을 위해 확산물질을 함유할 수 있고, 형광물질과 확산물질이 혼합된 혼합물질을 함유할 수도 있다.
도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시형태에 따른 발광소자 패키지에 대해 설명한다.
도 6 내지 도 8에서 도시하는 실시형태에 따른 발광소자 패키지를 구성하는 구성은 상기 도 1 내지 도 5에 도시된 실시형태와 기본적인 구조는 실질적으로 동일하다. 다만, 발광소자의 전극 패드 구조와 이에 따른 전극 단자와의 연결 구조가 상기 도 1 내지 도 5에 도시된 실시형태와 다르기 때문에 이하에서는 앞서 설명한 실시형태와 중복되는 부분에 관한 설명은 생략하고 발광소자 및 전극 단자에 관한 구성을 위주로 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 7은 도 6에서 발광소자와 본딩 와이어로 연결되는 전극 단자의 다양한 형태를 개략적으로 나타내는 평면도이며, 도 8은 도 6에서 발광소자의 상면을 노출시키는 반사홈의 다양한 형태를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도면에서 도시하는 바와 같이, 상기 발광소자(10)는 상면(10a) 및 하면(10b)에 각각 전극 패드(11,11')를 구비할 수 있다. 상기 발광소자(10)의 상면(10a)에 형성되는 상기 전극 패드(11)는 본딩 와이어(15)와 접속되며, 도면에서와 같이 상기 발광소자(10)의 상면(10a) 중 테두리 부근에 인접하여 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 발광소자(10)의 하면(10b)에 형성되는 상기 전극 패드(11')는 상기 발광소자(10)의 하면(10b)에 전체적으로 형성될 수 있다. 상기 전극 패드(11,11')는 각각 P형 전극과 N형 전극일 수 있다.
도면에서는 상기 발광소자(10)가 단일로 구비되는 것으로 도시하고 있으나, 복수개가 매트릭스 구조로 배열될 수 있다. 동일 패키지 내에 배열되는 발광소자(10)는 동종(同種) 또는 이종(異種)일 수 있다.
상기 발광소자(10)와 인접한 측면으로는 상기 발광소자(10)의 상면(10a)에 형성된 상기 전극 패드(11)와 전기적으로 연결되는 전극 단자(50)가 구비된다. 상기 전극 단자(50)는 일단이 상기 전극 패드(11)와 접속된 상기 본딩 와이어(15)의 타단과 접속하여 상기 전극 패드(11)와 전기적으로 연결된다.
상기 전극 단자(50)는 상기 전극 패드(11)와 동일한 전극을 가지며, 도 7a에서 도시하는 바와 같이 상기 전극 패드(11)와 대응하여 적어도 하나가 상기 전극 패드(11)와 인접한 상기 발광소자(10)의 측면을 따라서 배치될 수 있다. 상기 전극 단자(50)의 적어도 일면에는 요철(51)이 형성되어 있어 상기 본체부(20)와의 결합력을 향상시키도록 할 수 있다.
상기 전극 단자(50)는 도 7b에서 도시하는 바와 같이 상기 발광소자(10)의 측면 둘레를 따라서 감싸는 구조로 배치될 수도 있다. 또한, 도 7c에서 도시하는 바와 같이 상기 전극 패드(11)와 인접한 상기 발광소자(10)의 모서리 부근에 배치되어 상기 전극 패드(11)와 본딩 와이어(15)를 통해 전기적으로 연결될 수도 있다.
상기 본체부(20)는 상기 본딩 와이어(15) 및 이와 접속된 상기 전극 패드(11)를 포함하여 상기 발광소자(10)와 상기 전극 단자(50)를 일체로 봉지하여 지지한다. 이 경우, 상기 발광소자(10)의 상면(10a)과 하면(10b)에 각각 구비되는 전극 패드(11,11') 중 상기 발광소자(10)의 상면(10a)에 구비되는 전극 패드(11)만이 상기 본체부(20)에 의해 봉지되어 외부로 노출되지 않는다.
구체적으로, 상기 본체부(20)는 상기 본딩 와이어(15)와 함께 상기 발광소자(10)의 측면(10c) 및 상기 전극 패드(11)를 포함한 상기 발광소자(10)의 상면(10a) 일부를 덮어 일체로 봉지한다. 따라서, 종래와 같이 기계적 물성이 떨어지는 봉지부에 의해 봉지되지 않고 기계적 물성이 우수한 본체부(20)에 의해 발광소자(10)와 본딩 와이어(15)가 일체로 봉지됨으로써 상기 발광소자(10)와 본딩 와이어(15) 간의 접속의 신뢰성을 확보하는 것이 가능하다.
상기 본체부(20)의 하면(20b)으로는 발광소자(10)의 하면(10b)에 구비되는 전극 패드(11')와 상기 전극 단자(50)의 하면이 각각 외부로 노출될 수 있다. 또한, 상기 본체부(20)의 측면으로 상기 전극 단자(50)의 측면이 노출될 수도 있다.
도 9 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 발광소자 패키지에 대해 설명한다.
도 9 내지 도 11에서 도시하는 실시형태에 따른 발광소자 패키지를 구성하는 구성은 상기 도 1 내지 도 8에 도시된 실시형태와 기본적인 구조는 실질적으로 동일하다. 다만, 발광소자의 전극 패드 구조와 이에 따른 전극 단자가 생략된 구조 및 본체부가 발광소자를 봉지하는 구조가 상기 도 1 내지 도 8에 도시된 실시형태와 다르기 때문에 이하에서는 앞서 설명한 실시형태와 중복되는 부분에 관한 설명은 생략하고 발광소자에 관한 구성을 위주로 설명한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 10은 도 9의 평면도이며, 도 11은 도 9에서 발광소자를 봉지하는 본체부의 다양한 형태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도면에서 도시하는 바와 같이, 상기 발광소자(10)는 광 방출면인 상면(10a)과 대향하는 하면(10b)에 전극 패드(11')를 구비할 수 있다. 상기 발광소자(10)의 하면(10b)에 형성되는 상기 전극 패드(11')는 도면에서와 같이 복수개가 상기 발광소자(10)의 하면(10b) 전체에 걸쳐 서로 분리된 구조로 형성되는 것이 전기적 접속 및 방열 측면에서 바람직하다. 상기 전극 패드(11')는 각각 P형 전극과 N형 전극일 수 있다.
상기 발광소자(10)의 측면(10c)은 상면(10a)의 면적이 하면(10b)의 면적보다 큰 역 피라미드 형태로 경사지게 형성될 수 있다.
도면에서는 상기 발광소자(10)가 단일로 구비되는 것으로 도시하고 있으나, 복수개가 매트릭스 구조로 배열될 수 있다. 동일 패키지 내에 배열되는 발광소자(10)는 동종(同種) 또는 이종(異種)일 수 있다.
상기 본체부(20)는 상기 발광소자(10)를 봉지하여 지지한다. 구체적으로, 상기 본체부(20)는 상기 발광소자(10)의 상면(10a)이 상기 본체부(20)의 상면(20a)에 구비된 반사홈(21)을 통해 노출되고, 상기 전극 패드(11')를 포함한 상기 발광소자(10)의 하면(10b)이 상기 본체부(20)의 하면(20b)을 통해 각각 외부로 노출되는 구조로 상기 발광소자(10)를 봉지한다. 따라서, 상기 발광소자(10)는 소정 기울기로 경사진 측면(10c)이 상기 본체부(20)에 의해 봉지되어 외부로 노출되지 않고, 상면(10a)과 하면(10b)이 모두 상기 본체부(20)로부터 노출되는 구조로 상기 본체부(20) 내에 몰딩되어 고정된다.
상기 발광소자(10)는 상기 본체부(20)의 하면(20b)으로 노출되는 상기 전극 패드(11')를 통해 직접 전기적으로 도통될 수 있다. 이 경우, 도 1 및 도 6에서 도시된 발광소자에서와 같이 전극 패드가 본체부에 의해 봉지되는 상면에 구비되어 있어 전기적 도통을 위해 별도로 전극 단자 및 본딩 와이어를 구비해야 할 필요가 없으며, 따라서 구조가 보다 단순해지고 사이즈도 보다 슬림화할 수 있다.
특히, 상기 본체부(20)는 상기 발광소자(10)의 경사진 측면(10c)을 봉지하므로, 상기 발광소자(10)의 경사진 측면(10c)으로 출사되는 광은 상기 본체부(20)와의 계면에서 반사되어 상면(10a) 방향으로 진행하게 된다. 따라서, 광속이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
상기 본체부(20)는 도 11a에서와 같이 상기 발광소자(10)의 상면(10a)이 노출되는 반사홈(21)이 상기 발광소자(10)의 상면(10a) 테두리 부분을 일부를 덮는 구조로 형성될 수 있으며, 도면에서 처럼 소정 기울기로 경사지게 형성되거나, 도 11b에서 처럼 수직하게 단차지는 구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 본체부(20)는 도 11c에서와 같이 그 상면(20a)이 상기 반사홈(21)을 통해 노출되는 상기 발광소자(10)의 상면(10a)과 동일 면상에 위치하는 구조로 형성될 수 있다.
도 12는 도 1 및 도 6의 발광소자 패키지가 기판 상에 장착된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 13은 도 9의 발광소자 패키지가 기판 상에 장착된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 11에 도시된 본 발명의 실시형태에 따른 발광소자의 하면이 본체부의 하면으로 노출된 구조를 갖는 발광소자 패키지(1,1',1'')는 미도시된 조명 장치나 기타 디스플레이 장치에 구비되는 기판(B) 상에 장착되어 광원으로 사용될 수 있다.
예를 들어, 도 12 및 도 13에서 도시하는 바와 같이 발광소자 패키지(1,1',1'')는 조명 장치(미도시)를 구성하는 기판(B) 상에 장착되어 회로 패턴(C)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 기판(B)의 회로 패턴(C)과 전기적으로 연결되는 각 발광소자 패키지의 전극 단자(50) 및/또는 전극 패드(11')는 솔더 페이스트와 같은 도전성 접착제(S)로 접착되며, 기판(B)과 접하는 상기 발광소자의 하면(10b)은 고 열전도성 접착제(S')로 접착될 수 있다. 고 열전도성재료로는 nano-size metal composite, CNT-metal composite, CNT-polymer composite, metal-polymer composite, Eutectic metal paste 등이 포함될 수 있다. 경우에 따라서는 도 13b에서와 같이 접착제에 의해 형성되는 기판과 발광소자 패키지 사이의 간극을 언더필(U)로 충진하여 채울 수도 있다. 이를 통해 회로 패턴과의 접합면을 보호하고, 본체부(20)로부터 노출되는 발광소자(10)와의 경계면을 보완하여 수분 등이 발광소자 패키지의 내부로 침투되는 것을 차단하여 외부환경으로부터 구조물을 보호하는 효과를 기대할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시형태에 따른 발광소자 패키지는 본체부(20) 하면(20b)으로 발광소자(10)가 노출되는 구조를 가짐으로써 조명 장치 등의 기판(B)에 장착되는 경우 본체부(20)의 하면으로 노출되는 발광소자(10)를 통해 직접적으로 열을 기판 측으로 전달하여 열을 방출할 수 있다. 또한, 전극 패드(11')가 발광소자(10)의 노출되는 하면(10b)에 구비되는 경우에는 상기 전극 패드(11')를 통해 전기적 도통 및 방열이 이루어지도록 할 수 있다. 따라서, 제품의 소형화는 물론 방열 효율을 극대화할 수 있다. 또한, 일반적인 패키지 구조에 구비되어 발광소자가 실장되는 리드 프레임이나 기판과 같은 부품수 생략에 따라 제조비용을 절감할 수 있다.
도 14 내지 도 22를 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지의 제조방법에 대해 설명한다. 도 14 내지 도 22는 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 제조방법을 각 단계별로 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 14에서 도시하는 바와 같이, 캐리어 필름(100) 상에 전극 단자(50)를 패터닝하여 형성한다.
상기 캐리어 필름(100)은 내열성 및 절연성을 갖는 얇은 필름으로 발광소자(10)를 실장하여 고정시키는 지지수단의 일종이다. 상기 캐리어 필름(100) 상에는 상기 발광소자(10)가 실장될 위치에 대응하여 각 발광소자(10)의 실장 위치를 표시하는 기준 마크(fiducial mark)(101)가 표면에 형성될 수 있다.
상기 전극 단자는 복수개가 쌍을 이루며 가로 및 세로 방향으로 배열되어 매트릭스 구조로 배열될 수 있다.
다음으로, 도 15에서 도시하는 바와 같이, 전극 패드(50)가 구비된 발광소자(10)를 캐리어 필름(100) 상에 적어도 하나 실장한다.
상기 발광소자(10)는 미도시 된 화학기상증착장치 등을 통해 순차적으로 성장된 n형 반도체층과 활성층 및 p형 반도체층의 발광적층체를 웨이퍼 레벨 상태에서 개별 다이(die)로 싱귤레이팅 하여 준비한다.
상기 발광소자(10)는 도 1에 도시된 실시예에서와 같이 광 방출면인 상면(10a)에 전극 패드(11)를 구비할 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 실시예에서와 같이 상면(10a)과 하면(10b)에 각각 전극 패드(11,11')를 구비할 수 있다. 또한, 도 9에 도시된 실시예에서와 같이 하면(10b)에 전극 패드(11')를 구비할 수 있다. 본 실시형태에 따른 제조방법에서는 상면(10a)에 전극 패드(11)가 구비된 발광소자(10)를 기준으로 설명한다. 도 9에서와 같이 상기 전극 패드(11')가 하면(10b)에 구비된 구조를 갖는 발광소자일 경우라면 상기 전극 단자(50)를 캐리어 필름(100) 상에 형성하는 단계는 생략될 수 있다.
상기 발광소자(10)는 쌍을 이루는 각 전극 단자(50)에 대응하여 각각 실장되어 매트릭스 구조의 배열을 이룬다.
다음으로, 도 16에서 도시하는 바와 같이 본딩 와이어(15)의 일단을 상기 전극 패드(11)에 본딩하고, 타단을 상기 전극 단자(50)에 본딩하여 상기 발광소자(10)와 상기 전극 단자(50)를 각각 전기적으로 연결한다. 물론, 도 9에서와 같이 상기 전극 패드(11')가 하면(10b)에 형성된 구조를 갖는 발광소자(10)의 경우에는 상기 전극 단자(50)가 없으므로 본딩 와이어(15)와 연결하는 단계가 생략된다.
다음으로, 도 17에서 도시하는 바와 같이 미도시된 몰드 내에 수지를 주입하여 상기 발광소자(10)를 봉지하는 본체부(20)를 상기 캐리어 필름(100) 상에 형성한다.
구체적으로, 상기 발광소자(10)와 전극 단자(50)가 본딩 와이어(15)로 연결된 상태로 구비된 상기 캐리어 필름(100)을 몰드(미도시)의 내부에 장착한 후 고정시키고, 상기 내부 공간으로 몰딩 수지를 주입하여 도면에서 처럼 상기 캐리어 필름(100) 상에 실장된 상기 발광소자(10)를 상기 본딩 와이어(15) 및 상기 전극 단자(50)와 함께 일체로 봉지하는 본체부(20)를 상기 캐리어 필름(100) 상에 형성한다. 그리고, 상기 본체부(20)의 상면(20a)에는 상기 발광소자(10)의 상면(10a)이 노출되는 반사홈(21)이 형성된다.
상기 본체부(20) 형성에 사용되는 몰딩 수지로는 광 반사율이 높은 백색 성형 복합재(molding compound)가 사용될 수 있다. 이는 발광소자의 측면에서 방출되는 광을 반사시켜 상부로 방출되는 광량을 증가시키는 효과가 있다. 이러한 백색 성형 복합재는 고 내열성의 열경화성 수지 계열 또는 실리콘 수지 계열을 포함할 수 있다. 또한, 열 가소성 수지 계열에 백색 안료 및 충진제, 경화제, 이형제, 산화방지제, 접착력 향상제 등이 첨가되어 있으며, 100℃ 이상의 높은 Tg, 20ppm 이하의 낮은 CTE, 높은 접착력을 갖는다.
상기 본체부(20)는 도면에서와 같이 상기 전극 단자(50), 상기 본딩 와이어(15), 상기 발광소자(10)의 측면(10c) 및 상기 전극 패드(11)를 포함한 상기 발광소자(10)의 상면(10a) 일부를 덮어 일체로 봉지하도록 상기 캐리어 필름(100) 상에 몰딩되어 형성된다. 따라서, 상기 반사홈(21)을 통해 노출되는 상기 발광소자(10)의 상면(10a)과 상기 캐리어 필름(100)과 접촉하는 상기 발광소자(10)의 하면(10b)은 상기 본체부(20)에 의해 봉지되지 않는다.
한편, 상기 발광소자(10)가 도 9에서와 같이 하면(10b)에 상기 전극 패드(11')가 형성된 구조를 갖는 발광소자(10)인 경우에 있어서는 상기 전극 패드(11')가 상기 캐리어 필름(100)과 접촉하여 실장되므로 상기 반사홈(21)을 통해 노출되는 상면(10a)과 상기 캐리어 필름(100)과 접촉하는 상기 발광소자의 전극 패드(11')가 상기 본체부(20)에 의해 봉지되지 않는다. 따라서, 상기 상면(10a)과 상기 전극 패드(11')를 제외한 면을 덮는 구조로 몰딩된다. 또한, 상기 본체부(20)는 그 상면(20a)이 상기 발광소자(10)의 상면(10a)과 동일 수평면 상에 위치하거나 서로 상이한 수평면 상에 위치하는 구조로 몰딩되어 형성될 수 있다.
이와 같이, 캐리어 필름(100) 상에서 발광소자(10)와 전극 단자(50)를 본딩 와이어(15)로 연결한 후에 수지를 몰딩하여 본체부(20)를 형성하는 포스트 몰딩(post-molding) 방법은 기존의 본체부를 형성한 상태에서 발광소자를 본체부 상에 실장하여 와이어 본딩하는 프리 몰딩(pre-molding) 방법과 달리 수지재의 투입 전 베이크 등의 비부가가치성 공정이 생략되므로 전체 공정의 간소화가 가능하다. 또한, 발광소자(10)가 노출되는 정도, 즉 상면만을 노출시키도록 반사홈(21)의 구조를 조절하여 몰딩할 수 있어 불필요하게 공간이 낭비되는 것을 방지하여 소형화 및 집광 효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다. 특히, 발광소자(10)와 본딩 와이어(15)가 기계적 물성이 떨어지는 봉지부에 의해 봉지되는 종래와 달리 기계적 물성이 우수한 본체부(20)에 의해 일체로 봉지됨으로써 접속의 신뢰성을 확보하는 장점이 있다.
다음으로, 도 18에서와 같이 상기 발광소자(10)의 상면(10a)에 형광층(40)을 형성한다. 상기 형광층(40)은 적어도 한 종류의 형광물질을 함유하여 상기 발광소자(10)에서 출사되는 광의 파장을 원하는 색상의 파장으로 변환시킬 수 있도록 한다. 특히, 상기 발광소자(10)는 상면(10a) 중 광이 방출되는 영역만이 상기 반사홈(21)을 통해 노출되므로 형광물질을 함유하는 상기 형광층(40)은 상기 광 방출 영역 상에만 형광물질을 분포시킬 수 있어 고가의 형광물질의 사용량을 줄일 수 있는 장점을 갖는다.
상기 형광층(40)은 형광물질을 함유하는 수지를 상기 반사홈(21) 내에 주입한 후 경화시켜 형성하거나, 스프레이 또는 프린팅 등의 방법으로 도포하여 형성하거나, 박막 형태로 형성하여 부착할 수도 있다.
다음으로, 도 19에서와 같이 상기 발광소자(10)를 덮도록 상기 본체부(20) 상에 렌즈부(30)를 형성한다. 상기 렌즈부(30)는 방출되는 광의 지향각 향상을 위해 상부로 볼록한 돔 형상의 구조로 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니다. 상기 렌즈부(30)는 압축 성형(compression molding)이나 트랜스퍼 성형(transfer molding) 등의 몰딩법 또는 디스펜서를 사용하는 포팅법을 통해 상기 본체부(20) 상에 직접 형성되거나, 별도의 공정을 통해 제조되어 접착제 등을 통해 상기 본체부(20) 상에 접착될 수 있다.
다음으로, 도 20에서와 같이 절단장치(300)를 통해 커팅 라인을 따라서 다이싱하여 개별 패키지로 분리한다. 구체적으로, 상기 절단장치(300)는 상기 캐리어 필름(100)의 상면으로부터 일정 깊이까지로만 상기 본체부(20)를 다이싱하여 복수개의 패키지(1)가 분리된 상태로 상기 캐리어 필름(100) 상에서 배열을 유지하도록 한다.
다음으로, 도 21에서와 같이 상기 캐리어 필름(100)에 구비되는 프로브 관통홀(110)에 테스트 장치(200)의 프로브 전극(210)을 삽입하여 상기 발광소자(10)를 테스트 한다. 상기 프로브 관통홀(110)은 상기 발광소자(10)의 전극 패드(11)와 전기적으로 연결되는 위치에 구비된다. 구체적으로, 상기 프로브 관통홀(210)은 도면에서와 같이 상기 발광소자(10)의 전극 패드(11)와 전기적으로 연결되는 전극 단자(50)의 위치에 대응하여 상기 캐리어 필름(100)을 관통하는 구조로 구비될 수 있다. 따라서, 상기 프로브 관통홀(110)에 삽입된 상기 프로브 전극(210)은 상기 전극 단자(50)와 연결되어 상기 발광소자(10)를 구동시키게 된다.
한편, 도면으로 도시하지는 않았으나, 상기 전극 패드(11')가 하면에 형성된 구조를 갖는 발광소자(10)의 경우에는 상기 전극 패드(11')가 상기 캐리어 필름(100)과 접하는 위치에 상기 프로브 관통홀(110)이 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 프로브 전극(210)은 상기 전극 패드(11')와 직접 연결되어 상기 발광소자(10)를 구동시키게 된다.
이와 같이, 개별 발광소자 패키지(1)로 제조되기 이전에, 캐리어 필름(100) 상에 배열된 복수의 발광소자 패키지(1) 각각에 대한 테스트를 일괄적으로 수행할 수 있고, 테스트 결과에 따라 불량 유무 판별 및 등급 분류와 같은 제품제조 후 공정을 제조공정 단계에서 완료할 수 있어 공정이 간소화되는 장점이 있다.
다음으로, 도 22에서와 같이 상기 캐리어 필름(100)을 제거하여 복수개의 발광소자 패키지(1)를 제조한다.
1,1',1''... 발광소자 패키지 10... 발광소자
11,11'... 전극 패드 15... 본딩 와이어
20... 본체부 21... 반사홈
30... 렌즈부 40... 형광층
50... 전극 단자 51... 요철

Claims (22)

  1. 전극 패드를 구비하는 발광소자; 및
    상기 발광소자를 지지하며, 상부에는 상기 발광소자의 상면을 노출시키는 반사홈을 구비하고, 하면으로는 상기 발광소자의 하면을 노출시키는 본체부;
    를 포함하는 발광소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자는 상면 또는 상면과 하면에 상기 전극 패드를 구비하며, 상기 전극 패드 중 상면에 구비된 전극 패드는 상기 본체부에 의해 봉지되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    본딩 와이어 및 상기 본딩 와이어를 통해 상기 전극 패드와 전기적으로 연결되는 전극 단자를 더 포함하며,
    상기 본딩 와이어 및 상기 전극 단자는 상기 발광소자와 함께 상기 본체부에 의해 일체로 봉지되어 지지되며, 상기 전극 단자는 그 하면이 상기 본체부의 하면으로 노출되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전극 단자는 상기 본체부와의 결합력을 향상시키는 요철을 적어도 일면에 구비하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자는 하면에 상기 전극 패드를 구비하며, 상기 전극 패드는 상기 본체부의 하면으로 노출되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 발광소자는 상기 본체부에 의해 봉지되는 측면이 역 피라미드 형태로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 본체부는 그 상면이 상기 반사홈을 통해 노출되는 상기 발광소자의 상면과 동일 면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 반사홈 내에 형성되어 상기 발광소자의 상면을 덮는 봉지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 봉지부는 형광물질, 확산물질, 형광물질과 확산물질이 혼합된 혼합물질 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 본체부 상에 구비되어 상기 발광소자를 덮는 렌즈부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자의 상면에 형성되는 형광층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  12. 전극 패드가 구비된 발광소자를 캐리어 필름 상에 실장하는 단계;
    몰드 내에 수지를 주입하여 상기 발광소자를 봉지하며, 상기 발광소자의 상면 노출되는 반사홈이 상면에 형성되도록 몰딩하여 상기 캐리어 필름 상에 본체부를 형성하는 단계; 및
    상기 캐리어 필름을 제거하는 단계;
    를 포함하는 발광소자 패키지 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 발광소자를 덮도록 상기 본체부 상에 렌즈부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 발광소자를 실장하는 단계 이전에 상기 캐리어 필름 상에 전극 단자를 패터닝하여 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 발광소자는 상면에 상기 전극 패드를 구비하거나 상면과 하면에 각각 상기 전극 패드를 구비하며, 상기 전극 패드 중 상면에 구비된 전극 패드와 상기 전극 단자를 본딩 와이어를 통해 전기적으로 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 본체부를 형성하는 단계는 상기 반사홈을 통해 상면이 노출되는 상기 발광소자를 상기 전극 단자 및 상기 본딩 와이어와 함께 일체로 봉지하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 발광소자는 상기 캐리어 필름과 접하는 하면에 상기 전극 패드를 구비하며, 상기 본체부를 형성하는 단계는 상기 전극 패드 및 상기 반사홈을 통해 노출되는 상면을 제외한 면을 덮는 구조로 몰딩하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 본체부를 형성하는 단계는 상기 발광소자의 상면과 상기 본체부의 상면이 동일 수평면 상에 위치하거나 서로 상이한 수평면 상에 위치하는 구조로 몰딩하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조방법.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 본체부를 형성하는 단계와 상기 렌즈부를 형성하는 단계 사이에 상기 발광소자의 상면에 형광층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조방법.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 캐리어 필름을 제거하는 단계 이전에 상기 캐리어 필름에 구비되는 프로브 관통홀에 프로브 전극을 삽입하여 상기 발광소자를 테스트하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 프로브 관통홀은 상기 발광소자의 전극 패드와 전기적으로 연결되는 위치에 구비되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조방법.
  22. 제12항에 있어서,
    커팅 라인을 따라서 다이싱하여 개별 패키지로 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지 제조방법.
KR1020110037287A 2011-04-21 2011-04-21 발광소자 패키지 및 그 제조방법 KR20120119395A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110037287A KR20120119395A (ko) 2011-04-21 2011-04-21 발광소자 패키지 및 그 제조방법
US13/428,977 US20120268916A1 (en) 2011-04-21 2012-03-23 Light emitting device package and method of manufacturing the same
EP12164981A EP2515356A2 (en) 2011-04-21 2012-04-20 Light emitting device package and method of manufacturing the same
CN2012101190108A CN102751423A (zh) 2011-04-21 2012-04-20 发光器件封装件及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110037287A KR20120119395A (ko) 2011-04-21 2011-04-21 발광소자 패키지 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120119395A true KR20120119395A (ko) 2012-10-31

Family

ID=45992109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110037287A KR20120119395A (ko) 2011-04-21 2011-04-21 발광소자 패키지 및 그 제조방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20120268916A1 (ko)
EP (1) EP2515356A2 (ko)
KR (1) KR20120119395A (ko)
CN (1) CN102751423A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140130621A (ko) * 2013-05-01 2014-11-11 서울바이오시스 주식회사 솔더 페이스트를 통해 접착된 발광 다이오드를 갖는 발광 다이오드 모듈 및 발광 다이오드
KR20150100671A (ko) * 2012-12-21 2015-09-02 오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하 광전자 반도체 소자의 제조 방법 및 광전자 반도체 소자

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103151446A (zh) * 2013-03-04 2013-06-12 中国科学院半导体研究所 无支架led封装结构及封装方法
DE102013205138A1 (de) * 2013-03-22 2014-09-25 Infineon Technologies Ag Halbleiterbauelement, Halbleitermodul sowie Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements und eines Halbleitermoduls
CN103236486B (zh) * 2013-04-22 2017-04-26 厦门立达信绿色照明集团有限公司 Led封装方法、封装结构及使用该封装结构的led灯
DE102015102785A1 (de) * 2015-02-26 2016-09-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronische Leuchtvorrichtung
CN104848096A (zh) * 2015-05-28 2015-08-19 成都斯科泰科技有限公司 一种集成大功率led透镜的led灯具
JP2017157683A (ja) * 2016-03-02 2017-09-07 ローム株式会社 Led発光装置およびその製造方法
JP6729648B2 (ja) * 2018-08-27 2020-07-22 日亜化学工業株式会社 発光装置
US10739513B2 (en) 2018-08-31 2020-08-11 RAB Lighting Inc. Apparatuses and methods for efficiently directing light toward and away from a mounting surface
US10801679B2 (en) 2018-10-08 2020-10-13 RAB Lighting Inc. Apparatuses and methods for assembling luminaires
JP7305909B2 (ja) * 2019-08-07 2023-07-11 ローム株式会社 半導体発光装置
CN115588726B (zh) * 2022-12-07 2023-03-10 宁波安芯美半导体有限公司 一种多次光学折射的led发光器件

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3207738B2 (ja) * 1996-01-15 2001-09-10 株式会社東芝 樹脂封止型半導体装置及びその製造方法
US6642548B1 (en) * 2000-10-20 2003-11-04 Emcore Corporation Light-emitting diodes with loop and strip electrodes and with wide medial sections
KR100514917B1 (ko) * 2002-05-07 2005-09-14 미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤 고체 촬상소자 장착용 패키지
DE10332009B4 (de) * 2003-07-14 2008-01-31 Infineon Technologies Ag Halbleiterbauelement mit elektromagnetischer Abschirmvorrichtung
CN1684278A (zh) * 2004-04-15 2005-10-19 联欣光电股份有限公司 一种发光二极管的封装结构及其封装方法
US7049639B2 (en) * 2004-05-28 2006-05-23 Harvatek Corporation LED packaging structure
DE102004051379A1 (de) * 2004-08-23 2006-03-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Vorrichtung für ein optoelektronisches Bauteil und Bauelement mit einem optoelektronischen Bauteil und einer Vorrichtung
US7436066B2 (en) * 2004-10-19 2008-10-14 Nichia Corporation Semiconductor element
DE102004058305B3 (de) * 2004-12-02 2006-05-18 Infineon Technologies Ag Halbleiterbauteil mit einem eine Passivierungsschicht aufweisenden Halbleiterchip sowie Verfahren zur Herstellung desselben
EP1864339A4 (en) * 2005-03-11 2010-12-29 Seoul Semiconductor Co Ltd LIGHT-EMITTING DIODE DIODE WITH PHOTO-EMITTING CELL MATRIX
US7705465B2 (en) * 2005-04-01 2010-04-27 Panasonic Corporation Surface-mount type optical semiconductor device and method for manufacturing the same
JP4830768B2 (ja) * 2006-05-10 2011-12-07 日亜化学工業株式会社 半導体発光装置及び半導体発光装置の製造方法
US7960819B2 (en) * 2006-07-13 2011-06-14 Cree, Inc. Leadframe-based packages for solid state emitting devices
US7791096B2 (en) * 2007-06-08 2010-09-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Mount for a semiconductor light emitting device
KR20090002284A (ko) * 2007-06-26 2009-01-09 엘지이노텍 주식회사 발광 장치
US8129742B2 (en) * 2008-03-25 2012-03-06 Bridge Semiconductor Corporation Semiconductor chip assembly with post/base heat spreader and plated through-hole
KR100986518B1 (ko) * 2008-06-16 2010-10-07 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자
JP5342867B2 (ja) * 2008-12-19 2013-11-13 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置及び駆動方法
US10431567B2 (en) * 2010-11-03 2019-10-01 Cree, Inc. White ceramic LED package
CN102117876B (zh) * 2009-12-30 2013-02-27 展晶科技(深圳)有限公司 半导体封装结构
KR101072212B1 (ko) * 2010-01-05 2011-10-10 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 및 그 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150100671A (ko) * 2012-12-21 2015-09-02 오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하 광전자 반도체 소자의 제조 방법 및 광전자 반도체 소자
KR20140130621A (ko) * 2013-05-01 2014-11-11 서울바이오시스 주식회사 솔더 페이스트를 통해 접착된 발광 다이오드를 갖는 발광 다이오드 모듈 및 발광 다이오드

Also Published As

Publication number Publication date
CN102751423A (zh) 2012-10-24
EP2515356A2 (en) 2012-10-24
US20120268916A1 (en) 2012-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20120119395A (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조방법
US8324646B2 (en) Chip coated light emitting diode package and manufacturing method thereof
US9512968B2 (en) LED module
KR101626412B1 (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조방법
US20070278513A1 (en) Semiconductor light emitting device and method of fabricating the same
US9012941B2 (en) Light emitting diode device, light emitting apparatus and method of manufacturing light emitting diode device
US8952404B2 (en) Light-emitting device package and method of manufacturing the light-emitting device package
KR101618029B1 (ko) 발광 소자 패키지 및 그 제조방법
KR101766297B1 (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조방법
KR20120062302A (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조방법
CN114783959A (zh) 一种封装结构及封装方法
KR20150042954A (ko) 측면발광 발광 장치 및 그 제조 방법
KR20120083080A (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조 방법
KR20130041873A (ko) 가요성을 구비한 발광 디바이스
KR20120100626A (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조 방법
KR20120095651A (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조방법
KR20120086566A (ko) 발광소자의 패키지 및 그 제조방법
KR20130076328A (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid