KR20130011377A - 발광소자 패키지 - Google Patents

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KR20130011377A
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opening
wiring layer
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Abstract

발광소자 패키지가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 발광소자 패키지는 회로 기판 상에 접합된 제1 및 제2 금속 배선층, 제1 및 제2 금속 배선층 상에 실장되고 제1 및 제2 금속 배선층을 노출시키는 개구부를 포함하는 박막 기판 및 개구부 내에 실장되고 제1 및 제2 금속 배선층과 접촉하는 발광소자를 포함한다.

Description

발광소자 패키지 {LIGHT EMITTING PACKAGE}
본 발명의 실시예들은 발광소자 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 박형화 및 높은 방열 효율을 갖는 발광소자 패키지에 관한 것이다.
발광소자(Light Emitting Device) 패키지는 초기에는 신호 표시용으로 이용되었으나, 최근에는 휴대폰용 백라이트 유닛(Back Light Unit, BLU)나 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)와 같은 대형 표시 장치의 광원 및 조명용으로 광범위하게 이용되고 있다. 또한, 발광소자가 전구 또는 형광등에 비해 소모 전력이 낮고 수명이 길기 때문에 그 수요량이 증가하고 있다.
발광소자는 패키지 기판 상에 실장되어 발광소자 패키지로 제공될 수 있다.
발광소자 패키지는 발광소자에서 발생되는 열을 효율적으로 방출하기 위하여 세라믹 기판과 같은 방열 기판 상에 발광소자가 실장되고, 방열 기판이 회로 기판 상에 실장된 형태로 제조될 수 있다. 그러나, 방열 기판의 두께로 인해 발광소자 패키지의 전체 높이가 증가하여 소형화에 한계가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 개구부를 포함하는 박막 기판 상에 발광소자를 실장함으로써, 박형화 및 높은 방열 효율을 갖는 발광소자 패키지를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지는 회로 기판 상에 접합된 제1 및 제2 금속 배선층, 상기 제1 및 제2 금속 배선층 상에 실장되고, 상기 제1 및 제2 금속 배선층을 노출시키는 개구부를 포함하는 박막 기판 및 상기 개구부 내에 실장되고, 상기 제1 및 제2 금속 배선층과 접촉하는 발광소자를 포함한다.
일측에 따르면, 상기 박막 기판은 상기 발광소자가 갖는 제1 높이와 동일하거나 작은 제2 높이를 가질 수 있다.
일측에 따르면, 상기 박막 기판은 상기 발광소자가 갖는 제1 높이보다 큰 제2 높이를 가질 수 있다.
일측에 따르면, 상기 개구부는 상기 발광소자가 갖는 제1 면적보다 큰 제2 면적을 가질 수 있다.
일측에 따르면, 상기 발광소자 패키지는 상기 개구부와 상기 발광소자 사이에 충진된 광반사성 충진재를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 광반사성 충진재는 유기 또는 무기 폴리머, 광반사성 물질, 강화재, 접착제 및 산화 방지제를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 제1 및 제2 금속 배선층은 상기 회로 기판 상에서 일정한 간격으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 제1 및 제2 금속 배선층은 상기 박막 기판의 개구부를 통해 노출되는 영역에, 상기 회로 기판을 노출시키는 복수 개의 홀을 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 제1 및 제2 금속 배선층은 상기 회로 기판의 전면에 서로 이격되어 배치되고, 상기 박막 기판의 개구부의 내측을 따라 일정한 간격으로 노출될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 개구부는 상기 제1 금속 배선층을 노출시키는 제1 개구부 및 상기 제2 금속 배선층을 노출시키는 제2 개구부를 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 발광소자는 상기 제1 개구부 내에 실장되어 상기 제1 금속 배선층과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 개구부를 통해 노출된 상기 제2 금속 배선층과 와이어에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 개구부는 상기 제1 금속 배선층을 노출시키는 제3 개구부를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 발광소자는 상기 제1 개구부 내에 실장되고, 상기 제2 개구부를 통해 노출된 상기 제2 금속 배선층과 제1 와이어에 의해 전기적으로 연결되며, 상기 제3 개구부를 통해 노출된 상기 제1 금속 배선층과 제2 와이어에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 개구부는 내측면이 상기 박막 필름의 상면을 향해 경사진 구조를 가질 수 있다.
일측에 따르면, 상기 개구부의 내측면에서부터 상기 박막 필름의 상면까지 연장된 광반사막을 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 발광소자 패키지는 상기 박막 기판 상에 형성되어 상기 발광소자를 덮는 렌즈부를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 박막 기판은 폴리이미드, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(PET, polyethylene terephthalate), 폴리에스터 수지(polyester) 및 세라믹 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지는 회로 기판, 상기 회로 기판 상에 실장되고, 상기 회로 기판을 노출시키는 제1 및 제2 개구부를 포함하는 박막 기판, 상기 박막 기판 상에 접합되고, 상기 제1 및 제2 개구부 각각을 포함하는 제1 영역 및 제2 영역에 형성된 제1 및 제2 금속 배선층, 상기 제1 및 제2 개구부 내에 충진되어 상기 제1 및 제2 금속 배선층과 상기 회로 기판을 전기적으로 연결하는 금속 접합층 및 상기 제1 및 제2 금속 배선층 상에 실장된 발광소자를 포함한다.
일측에 따르면, 상기 발광소자 패키지는 상기 박막 기판의 외측면에서부터 상기 회로 기판과 접합면을 거쳐 상기 제1 및 제2 개구부의 내측면까지 연장된 금속 패턴층을 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 발광소자 패키지는 상기 박막 기판 상에 형성되어 상기 발광소자를 덮는 렌즈부를 더 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 구조를 나타내는 도면이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 구조를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 구조를 나타내는 도면이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 구조를 나타내는 도면이다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 발광소자 패키지의 구조를 나타내는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 구조를 나타내는 도면이다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이고, 도 2는 회로 기판 상에 박막 기판이 실장된 형태를 나타낸 평면도이며, 도 3은 박막 기판 상에 발광소자가 실장된 형태는 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 발광소자 패키지(100)는 회로 기판(110), 제1 금속 배선층(131), 제2 금속 배선층(132), 박막 기판(140), 발광소자(150), 광반사성 충진부(160) 및 렌즈부(170)를 포함한다.
회로 기판(110)은 발광소자(150)를 실장하여 패키징하기 위한 일종의 패키지 기판으로, 발광소자(150)에 외부 전원을 공급하기 위한 회로 패턴(111, 112)을 포함한다.
제1 금속 배선층(131) 및 제2 금속 배선층(132)은 금속 접합층(120)에 의해 회로 기판(110) 상에 접합되어 회로 패턴(111, 112)과 연결된다. 제1 금속 배선층(131) 및 제2 금속 배선층(132)은 회로 기판(110) 상의 전면에서 일정한 간격으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 제1 금속 배선층(131) 및 제2 금속 배선층(132)는 서로 동일하거나 상이한 면적을 가질 수도 있다.
박막 기판(140)은 접합 물질에 의해 제1 금속 배선층(131) 및 제2 금속 배선층(132) 상에 실장된다. 또한, 박막 기판(140)은 제1 금속 배선층(131) 및 제2 금속 배선층(132)을 노출시키는 개구부(140a)를 포함한다. 박막 기판(140)은 개구부(140a)를 하나만 포함할 수 있고, 다수 개 포함할 수도 있다. 박막 기판(140)의 구조는 도 2를 이용하여 구체적으로 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 회로 기판(110) 상에 박막 기판(140)이 실장된 경우, 제1 금속 배선층(131) 및 제2 금속 배선층(132)은 박막 기판(140)의 개구부(140a)를 통해 노출된다. 제1 금속 배선층(131) 및 제2 금속 배선층(132)은 회로 기판(110) 상에 접합되고, 서로 제1 간격(d1)만큼 이격되어 배치된다.
또한, 제1 금속 배선층(131) 및 제2 금속 배선층(132)은 발광소자(150)와 회로 패턴(111, 112) 간의 전기적 연결 기능 외에, 방열 기능을 포함한다. 구체적으로, 제1 금속 배선층(131) 및 제2 금속 배선층(132)은 발광소자(150)에서 발생하는 열을 회로 패턴(111, 112)으로 전달하여 신속하게 방출할 수 있다. 이를 위해, 제1 금속 배선층(131) 및 제2 금속 배선층(132)은 회로 기판(111, 112)의 전면에 접합될 수 있다.
발광소자(150)는 박막 기판(140)의 개구부(140a) 내에 실장되어 개구부(140a)를 통해 노출된 제1 금속 배선층(131) 및 제2 금속 배선층(132)과 접촉한다. 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 발광소자(150)에 구비된 제1 전극(미도시) 및 제2 전극(미도시)은 제1 금속 배선층(131) 및 제2 금속 배선층(132)에 마주하여 접촉하도록 플립칩 접합될 수 있다.
한편, 박막 기판(140)은 발광소자(150)가 갖는 제1 높이(h1)와 동일하거나 작은 제2 높이(h2)를 가질 수 있다.
또는, 박막 기판(140)이 갖는 제2 높이( h 2 )는 발광소자(150)가 갖는 제1 높이( h 1 )보다 클 수도 있다. 즉, 발광소자(140)를 박막 기판(140)보다 작은 높이로 가공하여 박막 기판(140)의 개구부(140a) 내에 발광소자(140)가 내장되도록 할 수도 있다.
박막 기판(140)은 폴리이미드, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지( PET , polyethylene terephthalate ), 폴리에스터 수지( polyester ) 및 세라믹 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 이 같은 재료로 형성된 박막 기판(140)은 보다 높은 경도를 갖거나, 기계적 물성을 보완하기 위하여 유리 섬유( glass fiber) 또는 세라믹 파우더를 더 포함할 수도 있다. 또한, 박막 기판(140)이 세라믹으로 형성하는 경우에는 알루미나( Al 2 O 3 ) 또는 알루미늄 질화물( AlN )을 포함할 수 있다. 또한, 박막 기판(140)은 광에 대하여 반사 특성을 가질 수 있도록 이산화티타늄( TiO 2 )을 더 포함할 수도 있다.
개구부(140a)는 발광소자(150)를 실장하기 위한 영역이므로, 발광소자(150)가 갖는 제1 면적보다 큰 제2 면적을 갖는 것이 바람직하다. 이 같이, 개구부(140a)가 제2 면적을 갖는 경우, 발광소자(150)와 개구부(140a) 사이에 틈이 형성된다. 이 틈에 광반사성 충진재(160)가 충진될 수 있다.
광반사성 충진재(160)는 유기 또는 무기 폴리머, 광반사성 물질, 강화재, 접착제 및 산화 방지제를 포함할 수 있다. 광반사성 물질은 고광반사성을 갖는 금속 입자가 될 수 있고, 강화재는 기계적 물성을 보강하기 위한 실리카가 될 수 있으며, 접착제는 실란(silane)이 될 수 있다.
렌즈부(170)는 박막 기판(140) 상에 형성되어 발광소자(150)를 덮는다.
도 1에서는 개구부(140a)와 발광소자(150) 사이의 틈에 광반사성 충진재(160)가 충진되는 구조를 도시 및 설명하였으나, 개구부(140a)와 발광소자(150) 사이의 틈은 렌즈부(170)로 충진될 수도 있다. 즉, 별도의 광반사성 충진재(160)를 이용하지 않고, 렌즈부(170) 형성을 위한 투명 수지를 발광소자(150) 상에 도포하여 틈 내부에 충진되도록 할 수도 있다.
종래 발광소자 패키지와 같이, 개구부가 없는 세라믹 기판을 방열 기판으로 이용하는 경우, 세라믹 기판에 비아 전극을 형성하고, 비아 전극과 연결되는 금속 배선층을 상/하면에 형성하는 공정이 필수적이다. 따라서, 공정이 복잡하며, 공정 중에 세라믹 기판이 손상 또는 파손될 수 있다.
또한, 세라믹 기판의 자체 두께 및 세라믹 기판의 상/하면에 형성된 금속 배선층의 두께로 인해 발광소자 패키지의 전체 두께가 증가한다.
반면, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발광소자 패키지(100)는 박막 기판(140)의 개구부(140a) 내에 발광소자(150)가 실장된 형태를 갖는다. 따라서, 방열 기판인 박막 기판(140)을 포함하더라도 발광소자 패키지(100)이 전체 두께가 증가하지 않아, 박형화 구조를 가질 수 있으며 저가의 박막 기판(140)을 이용하기 때문에 발광소자 패키지(100)의 단가를 감소시킬 수 있다.
또한, 도 1 내지 도 3에서는 발광소자 패키지(100)를 구조적인 측면에서 설명하였으나, 공정적인 측면에서 보더라도 크게, 회로 기판(110) 상에 제1 금속 배선층(131) 및 제2 금속 배선층(132)을 접합하는 공정, 박막 기판(140)에 개구부(140a)를 형성하여 제1 금속 배선층(131) 및 제2 금속 배선층(132) 상에 접합하는 공정 및 개구부(140a) 내에 발광소자(150)를 실장하는 공정으로 이루어질 수 있다. 즉, 방열 기판인 박막 기판(140) 상에 비아 전극 및 금속 배선층을 형성할 필요가 없으므로, 공정이 간소해진다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 구조를 나타내는 도면이다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이고, 도 5는 회로 기판 상에 박막 기판이 실장된 형태를 나타낸 평면도이다.
도 4를 참조하면, 발광소자 패키지(200)는 회로 기판(210), 제1 금속 배선층(231), 제2 금속 배선층(232), 박막 기판(240), 발광소자(250) 및 렌즈부(260)를 포함한다.
회로 기판(210), 박막 기판(240), 발광소자(250) 및 렌즈부(260)의 구성은 도 1에 도시된 발광소자 패키지(100)와 동일하므로, 이들 구성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
제1 금속 배선층(231) 및 제2 금속 배선층(232)은 회로 기판(210) 상에 접합되어 회로 패턴(211, 212)과 연결된다. 제1 금속 배선층(231) 및 제2 금속 배선층(232)은 회로 기판(210) 상에서 일정한 간격(d2)으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.
박막 기판(240)은 제1 금속 배선층(231) 및 제2 금속 배선층(232) 상에 실장되고, 발광소자(250)를 실장하기 위한 영역을 제공하는 개구부(240a)를 포함한다. 이 개구부(240a)를 통해서 제1 금속 배선층(231) 및 제2 금속 배선층(232)이 노출된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 금속 배선층(231) 및 제2 금속 배선층(232)은 박막 기판(240)의 개구부(240a)를 통해 노출되는 영역에 복수 개의 홀(h1, h2, h3, h4)을 포함할 수 있다. 이 복수 개의 홀(h1, h2, h3, h4)을 통해 회로 기판(210)에 포함된 회로 패턴(211, 212)이 노출될 수 있다.
복수 개의 홀(h1, h2, h3, h4)은 개구부(240a)의 크기에 따라 그 개수가 달라질 수 있으며, 원형 외에 사각형, 삼각형 등 다양한 모양을 가질 수 있다.
박막 기판(240) 내에 발광소자(250)가 실장된 경우, 발광소자(250)는 복수 개의 홀(h1, h2, h3, h4)을 통해 직접 회로 기판(210)의 회로 패턴(211, 212)에 접합될 수 있다. 발광소자(250)에서, 제1 금속 배선층(231) 및 제2 금속 배선층(232)과 접합된 영역은 제1 금속 배선층(231) 및 제2 금속 배선층(232)을 통해 열을 회로 기판(210)으로 전달하고, 복수 개의 홀(h1, h2, h3, h4)을 통해 회로 패턴(211, 212)에 접합된 영역은 열을 직접 회로 기판(210)에 전달할 수 있다. 따라서, 발광소자 패키지(200)는 회로 기판(210)으로 신속하게 열을 전달하여 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 구조를 나타내는 도면이다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이고, 도 7은 회로 기판 상에 박막 기판이 실장된 형태를 나타낸 평면도이다.
도 6을 참조하면, 발광소자 패키지(300)는 회로 기판(310), 제1 금속 배선층(331), 제2 금속 배선층(332), 박막 기판(340), 발광소자(350) 및 렌즈부(360)를 포함한다.
회로 기판(310), 박막 기판(340), 발광소자(350) 및 렌즈부(360)의 구성은 도 1에 도시된 발광소자 패키지(100)와 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.
제1 금속 배선층(331) 및 제2 금속 배선층(332)은 회로 기판(310) 상에 접합되어 회로 패턴(311, 312)과 연결된다. 제1 금속 배선층(331) 및 제2 금속 배선층(332)은 회로 기판 상에서 서로 이격되어 배치되고, 박막 기판(340)의 개구부(340a)의 내측을 따라 일정한 간격으로 노출될 수 있다.
구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 회로 기판(310) 상에 박막 기판(340)이 실장된 경우, 제1 금속 배선층(331)은 기준선(l)을 중심으로 왼쪽에서, 개구부(340a)의 내측을 따라 "ㄷ"자 형상으로 노출되어 있다. "ㄷ"자 형상으로 노출된 제1 금속 배선층(331)은 일정한 폭(w1)을 가질 수 있다.
또한, 제2 금속 배선층(332)은 기준선(l)을 중심으로 오른쪽에서, 개구부(340a)의 내측을 따라 "ㄷ"자 반대 형상으로 노출되어 있다. "ㄷ"자 반대 형상으로 노출된 제2 금속 배선층(332)은 일정한 폭(w2)을 가질 수 있다. 제1 폭(w1)과 제2 폭(w2)은 서로 같을 수도 있고, 다를 수도 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 금속 배선층(331) 및 제2 금속 배선층(332)이 개구부(340a)의 내측을 따라 일정한 간격으로 노출됨에 따라, 개구부(340a)에서 제1 금속 배선층(331) 및 제2 금속 배선층(332)이 배치되지 않은 영역을 통해 회로 기판(310)에 포함된 회로 패턴(311, 312)이 노출될 수 있다.
즉, 박막 기판(340) 내에 발광소자(350)가 실장된 경우, 발광소자(350)는 제1 금속 배선층(331) 및 제2 금속 배선층(332)이 배치되지 않은 영역에 의해 직접 회로 기판(310)에 접합될 수 있다. 도 1 및 도 4에 도시된 발광소자 패키지(100, 200)와 비교할 때, 발광소자(350)는 회로 기판(310)에 직접 접합되는 면적이 보다 넓어 발광소자(350)에서 발생된 열을 보다 신속하게 외부로 방출할 수 있다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 구조를 나타내는 도면이다. 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이고, 도 9는 회로 기판 상에 박막 기판이 실장된 형태를 나타낸 평면도이며, 도 10은 박막 기판 내에 발광소자가 실장된 형태를 나타낸 평면도이다.
도 8을 참조하면, 발광소자 패키지(400)는 회로 기판(410), 제1 금속 배선층(431), 제2 금속 배선층(432), 박막 기판(440), 발광소자(460) 및 렌즈부(480)를 포함한다.
회로 기판(410)은 발광소자(460)에 외부 전원을 공급하기 위한 회로 패턴(411, 412)을 포함한다.
제1 금속 배선층(431) 및 제2 금속 배선층(432)은 접합 물질(420)을 통해 회로 기판(410) 상에 접합되어 회로 패턴(411, 412)과 연결된다.
제1 금속 배선층(431) 및 제2 금속 배선층(432)은 회로 기판(410) 상에서 일정한 간격으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 이때, 제1 금속 배선층(431)과 제2 금속 배선층(432)은 상이한 면적을 가질 수 있다.
박막 기판(440)은 제1 금속 배선층(431) 및 제2 금속 배선층(432) 상에 실장된다. 또한, 박막 기판(440)은 제1 금속 배선층(431) 및 제2 금속 배선층(432)을 노출시키는 개구부(450)를 포함한다.
개구부(450)는 제1 금속 배선층(431)을 노출시키는 제1 개구부(450a) 및 제2 금속 배선층(432)을 노출시키는 제2 개구부(450b)를 포함한다.
도 9를 참조하면, 제1 금속 배선층(431)은 제1 개구부(450a)를 통해 노출되어 있고, 제2 금속 배선층(432)은 제2 개구부(450b)를 통해 노출되어 있다. 제1 개구부(450a)는 발광소자(460)를 실장하기 위한 공간을 제공하는 것이므로, 발광소자(460)가 갖는 제1 면적보다 큰 제2 면적을 가질 수 있다.
또한, 제2 개구부(450b)는 발광소자(460)와 제2 금속 배선층(432)을 전기적으로 연결하는 와이어 본딩 공간을 제공하는 것이므로, 제1 면적 및 제2 면적보다 작은 제3 면적을 가질 수 있다.
도 10을 참조하면, 발광소자(460)는 제1 개구부(450a) 내에 실장되어 제1 금속 배선층(431)과 전기적으로 연결된다. 이 실시예에서 발광소자(460)는 일 면에 제1 전극(미도시)을 포함하고, 타 면에 제2 전극(미도시)을 포함하는 수직 구조를 갖는다. 따라서, 일 면에 위치한 제1 전극은 제1 금속 배선층(431)에 배치되고, 타 면에 위치한 제2 전극은 와이어(470)를 통해 제2 개구부(450b)에 노출된 제2 금속 배선층(432)에 연결될 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 구조를 나타내는 도면이다. 도 11을 참조하면, 발광소자 패키지(500)는 회로 기판(510), 제1 금속 배선층(531), 제2 금속 배선층(532), 박막 기판(540), 발광소자(570) 및 렌즈부(580)를 포함한다. 회로 기판(510), 제1 금속 배선층(531), 제2 금속 배선층(532), 발광소자(570) 및 렌즈부(580)의 구성은 도 8 내지 도 10에 도시된 발광소자 패키지(100)와 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.
박막 기판(540)은 제1 개구부(550a) 및 제2 개구부(550b)를 포함한다. 제1 개구부(550a)는 내측면이 박막 필름(540)의 상면을 향해 경사진 구조를 갖는다. 이 같이 경사진 구조에 따라 발광소자(540)의 측면에서 발생된 광이 박막 기판(540)에 의해 반사되어 광 추출 효율이 향상될 수 있다.
또한, 광 추출 효율 향상을 위한 구성으로 광 반사막(560)이 더 포함될 수 있다. 구체적으로, 광 반사막(560)은 제1 개구부(550a) 및 제2 개구부(550b)의 내측면에서부터 박막 필름(540)의 상면까지 연장될 수 있다.
광 반사막(560)은 알루미늄(Al), 은(Ag) 및 크롬(Cr) 등과 같은 백색의 금속물질로 이루어질 수 있으며, 이 외에도 고반사성을 갖는 금속물질로 이루어질 수도 있다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 구조를 나타내는 도면이다. 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이고, 도 13은 회로 기판 상에 박막 기판이 실장된 형태를 나타낸 평면도이며, 도 14는 박막 기판 내에 발광소자가 실장된 형태를 나타낸 평면도이다.
도 12를 참조하면, 발광소자 패키지(600)는 회로 기판(610), 제1 금속 배선층(631), 제2 금속 배선층(632), 박막 기판(640), 발광소자(650) 및 렌즈부(670)를 포함한다.
회로 기판(610), 제1 금속 배선층(631), 제2 금속 배선층(632), 발광소자(650) 및 렌즈부(670)의 구성은 도 8 내지 도 10에 도시된 발광소자 패키지(400)와 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.
박막 기판(640)은 제1 금속 배선층(631) 및 제2 금속 배선층(632) 상에 실장된다. 또한, 박막 기판(640)은 제1 금속 배선층(631) 및 제2 금속 배선층(632)을 노출시키는 제1 내지 제3 개구부(540a, 540b, 540c)를 포함한다.
도 13을 참조하면, 제1 개구부(540a)는 제1 금속 배선층(631)을 노출시키며, 발광소자(650)를 실장하기 위한 공간을 제공한다. 또한, 제2 개구부(540b)는 제2 금속 배선층(632)을 노출시켜 발광소자(650)와 제2 금속 배선층(632)을 전기적으로 연결하는 와이어 본딩 공간을 제공한다. 또한, 제3 개구부(540c)는 제1 금속 배선층(531)을 노출시켜 발광소자(650)와 제1 금속 배선층(632)을 전기적으로 연결하는 와이어 본딩 공간을 제공한다.
도 14를 참조하면, 발광소자(650)는 제1 개구부(640a) 내에 실장된다. 발광소자(650)는 제1 전극(미도시) 및 제2 전극(미도시)이 동일면에 수평하게 배치된 에피업 구조를 갖는다. 제1 와이어(660a)는 발광소자(650)의 제1 전극과 제1 금속 배선층(631)에 본딩되고, 제2 와이어(660b)는 발광소자(650)의 제2 전극과 제2 금속 배선층(632)에 본딩될 수 있다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 발광소자 패키지의 구조를 나타내는 도면이다.
도 15를 참조하면, 발광소자 패키지(700)는 회로 기판(710), 박막 기판(720), 제1 금속 배선층(731), 제2 금속 배선층(732), 발광소자(750) 및 렌즈부(760)를 포함한다.
회로 기판(710)은 발광소자(750)에 외부 전원을 공급하기 위한 회로 패턴(711, 712)를 포함한다.
박막 기판(720)은 회로 기판(710) 상에 실장되고, 회로 기판(710)의 회로 패턴(711, 712)을 노출시키는 제1 개구부(720a) 및 제2 개구부(720b)를 포함한다.
박막 기판(720)은 폴리이미드, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지( PET , polyethylene terephthalate ), 폴리에스터 수지( polyester ) 및 세라믹 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 이 같은 재료로 형성된 박막 기판(720)은 보다 높은 경도를 갖거나, 기계적 물성을 보완하기 위하여 유리 섬유( glass fiber) 또는 세라믹 파우더를 더 포함할 수도 있다.
제1 금속 배선층(731) 및 제2 금속 배선층(732)은 박막 기판(720) 상에 접합되고, 서로 이격되어 배치된다. 제1 금속 배선층(731)은 제1 개구부(720a)를 포함하는 제1 영역(R1) 상에 접합되고, 제2 금속 배선층(732)은 제2 개구부(720b)를 포함하는 제2 영역(R2) 상에 접합된다.
금속 접합층(740)은 제1 개구부(720a) 및 제2 개구부(720b) 내에 충진되어 재1 금속 배선층(731) 및 제2 금속 배선층(732)과 회로 기판(710)을 전기적으로 연결한다.
발광소자(750)는 제1 금속 배선층(731) 및 제2 금속 배선층(732) 상에 실장된다. 발광소자(750)는 플립칩 접합되고, 발광소자(750)의 제1 전극(미도시)은 제1 금속 배선층(731)에 접합되고, 발광소자(750)은 제2 전극(미도시)은 제2 금속 배선층(732)에 접합된다.
렌즈부(760)는 제1 금속 배선층(731) 및 제2 금속 배선층(732) 상에 형성되어 발광소자(750)를 덮는다.
도 15에서는 발광소자(750)가 플립칩 접합되는 형태로 도시 및 설명하였으나, 발광소자(750)는 와이어 본딩에 의해 제1 금속 배선층(731) 및 제2 금속 배선층(732)과 전기적으로 연결될 수도 있다.
한편, 도시되어 있지는 않으나, 제1 금속 배선층(731) 및 제2 금속 배선층(732)의 상부에는 광 추출 효율을 증가시키기 위해 고반사성의 금속층이 코팅될 수 있다.
도 15에 도시된 실시예에서 박막 기판(720)은 발광소자(750)가 갖는 제1 높이(h1)보다 작은 제2 높이(h2)를 갖는다. 구체적으로는, 박막 기판(720)은 최하 십수 ㎛의 두께를 가질 수 있으므로, 종래의 세라믹 기판을 방열 기판으로 이용하는 발광소자 패키지에 비해 전체 두께가 감소될 수 있다.
또한, 발광소자 패키지(700)는 발광소자(750)에서 발생된 열을 제1 금속 배선층(731) 및 제2 금속 배선층(732)을 통해 금속 접합층(740)으로 전달하고, 최종적으로 회로 기판(710)에 전달함으로써, 외부로 신속하게 배출할 수 있다.
도 16을 참조하면, 발광소자 패키지(800)는 회로 기판(810), 박막 기판(820), 제1 금속 배선층(841), 제2 금속 배선층(842), 발광소자(860) 및 렌즈부(870)를 포함한다. 도 16에 도시된 발광소자 패키지(800)는 도 15에 도시된 발광소자 패키지(700)와 전반적인 구성이 동일하다.
다만, 발광소자 패키지(800)는 박막 기판(820)의 하면에 금속 패턴층(830)을 더 포함한다.
금속 접합층(840)을 박막 기판(820)의 제1 개구부(820a) 및 제2 개구부(820b)에 충진시킨 경우, 금속 접합층(840)의 두께에 의해 박막 기판(820) 중 제1 개구부(820a) 및 제2 개구부(820b)가 형성되지 않은 영역이 회로 패턴(811, 812)로부터 떨어진다. 따라서, 박막 기판(820)과 회로 패턴(811, 812) 간의 접합 면적을 증가시키기 위하여 박막 기판(820)의 하면에 금속 패턴층(830)을 포함할 수 있다.
금속 패턴층(830)은 박막 기판(820)의 외측면에서부터 회로 기판(810)의 접합면을 거쳐 제1 개구부(820a) 및 제2 개구부(820b)의 내측면까지 연장될 수 있다. 박막 기판(820)과 회로 기판(810) 간의 접합 면적이 증가함에 따라, 열 전달 면적이 증가하여 열 방출 효율을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800: 발광소자 패키지
110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810: 회로 기판
131, 231, 331, 431, 531, 631, 731, 831: 제1 금속 배선층
132, 232, 332, 432, 532, 632, 732, 832: 제2 금속 배선층
140, 240, 340, 440, 540, 640, 720, 820: 박막 기판
140a, 240a, 340a, 450, 550: 개구부
450a, 550a, 640a, 720a, 820a: 제1 개구부
450b, 550b, 640b, 720b, 820b: 제2 개구부
640c: 제3 개구부
150, 250, 350, 460, 570, 650, 750, 860: 발광소자

Claims (20)

  1. 회로 기판 상에 접합된 제1 및 제2 금속 배선층;
    상기 제1 및 제2 금속 배선층 상에 실장되고, 상기 제1 및 제2 금속 배선층을 노출시키는 개구부를 포함하는 박막 기판; 및
    상기 개구부 내에 실장되고, 상기 제1 및 제2 금속 배선층과 접촉하는 발광소자
    를 포함하는 발광소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 박막 기판은,
    상기 발광소자가 갖는 제1 높이와 동일하거나 작은 제2 높이를 갖는 발광소자 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 박막 기판은,
    상기 발광소자가 갖는 제1 높이보다 큰 제2 높이를 갖는 발광소자 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 개구부는,
    상기 발광소자가 갖는 제1 면적보다 큰 제2 면적을 갖는 발광소자 패키지.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 개구부와 상기 발광소자 사이에 충진된 광반사성 충진재
    를 더 포함하는 발광소자 패키지.
  6. 제4에 있어서,
    상기 광반사성 충진재는,
    유기 또는 무기 폴리머, 광반사성 물질, 강화재, 접착제 및 산화 방지제를 포함하는 발광소자 패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 금속 배선층은,
    상기 회로 기판 상에서 일정한 간격으로 서로 이격되어 배치된 발광소자 패키지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 금속 배선층은,
    상기 박막 기판의 개구부를 통해 노출되는 영역에, 상기 회로 기판을 노출시키는 복수 개의 홀을 포함하는 발광소자 패키지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 금속 배선층은,
    상기 회로 기판의 전면에 서로 이격되어 배치되고, 상기 박막 기판의 개구부의 내측을 따라 일정한 간격으로 노출된 발광소자 패키지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 개구부는,
    상기 제1 금속 배선층을 노출시키는 제1 개구부; 및
    상기 제2 금속 배선층을 노출시키는 제2 개구부
    를 포함하는 발광소자 패키지.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 발광소자는,
    상기 제1 개구부 내에 실장되어 상기 제1 금속 배선층과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 개구부를 통해 노출된 상기 제2 금속 배선층과 와이어에 의해 전기적으로 연결된 발광소자 패키지.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 개구부는,
    상기 제1 금속 배선층을 노출시키는 제3 개구부
    를 더 포함하는 발광소자 패키지.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 발광소자는,
    상기 제1 개구부 내에 실장되고, 상기 제2 개구부를 통해 노출된 상기 제2 금속 배선층과 제1 와이어에 의해 전기적으로 연결되며, 상기 제3 개구부를 통해 노출된 상기 제1 금속 배선층과 제2 와이어에 의해 전기적으로 연결된 발광소자 패키지.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 개구부는,
    내측면이 상기 박막 필름의 상면을 향해 경사진 구조를 갖는 발광소자 패키지.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 개구부의 내측면에서부터 상기 박막 필름의 상면까지 연장된 광반사막
    을 더 포함하는 발광소자 패키지.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 박막 기판 상에 형성되어 상기 발광소자를 덮는 렌즈부
    를 더 포함하는 발광소자 패키지.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 박막 기판은,
    폴리이미드, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지(PET, polyethylene terephthalate), 폴리에스터 수지(polyester) 및 세라믹 중 어느 하나로 형성된 발광소자 패키지.
  18. 회로 기판;
    상기 회로 기판 상에 실장되고, 상기 회로 기판을 노출시키는 제1 및 제2 개구부를 포함하는 박막 기판;
    상기 박막 기판 상에 접합되고, 상기 제1 및 제2 개구부 각각을 포함하는 제1 영역 및 제2 영역에 형성된 제1 및 제2 금속 배선층;
    상기 제1 및 제2 개구부 내에 충진되어 상기 제1 및 제2 금속 배선층과 상기 회로 기판을 전기적으로 연결하는 금속 접합층
    상기 제1 및 제2 금속 배선층 상에 실장된 발광소자
    를 포함하는 발광소자 패키지.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 박막 기판의 외측면에서부터 상기 회로 기판과 접합면을 거쳐 상기 제1 및 제2 개구부의 내측면까지 연장된 금속 패턴층
    을 더 포함하는 발광소자 패키지.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 박막 기판 상에 형성되어 상기 발광소자를 덮는 렌즈부
    를 더 포함하는 발광소자 패키지.
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