KR20130051206A - 발광소자 모듈 - Google Patents

발광소자 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20130051206A
KR20130051206A KR1020110116424A KR20110116424A KR20130051206A KR 20130051206 A KR20130051206 A KR 20130051206A KR 1020110116424 A KR1020110116424 A KR 1020110116424A KR 20110116424 A KR20110116424 A KR 20110116424A KR 20130051206 A KR20130051206 A KR 20130051206A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wiring layer
light emitting
emitting device
device module
layer
Prior art date
Application number
KR1020110116424A
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 KR1020110116424A priority Critical patent/KR20130051206A/ko
Publication of KR20130051206A publication Critical patent/KR20130051206A/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
    • H01L33/48—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
    • 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
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85909—Post-treatment of the connector or wire bonding area
    • H01L2224/8592—Applying permanent coating, e.g. protective coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Abstract

발광소자 모듈이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 제1 배선층 및 제1 배선층과 이격된 제2 배선층, 제1 배선층 및 제2 배선층의 상부에 실장되고 제1 배선층 및 제2 배선층과 전기적으로 연결된 적어도 하나 이상의 발광소자 및 제1 배선층 및 제2 배선층의 하부에 접합된 히트 싱크를 포함한다.

Description

발광소자 모듈 {LIGHT EMITTING MODULE}
본 발명의 실시예들은 발광소자 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 방열 효율 향상 및 모듈 두께 감소를 위한 발광소자 모듈에 관한 것이다.
발광소자(Light Emitting Device) 모듈은 적어도 하나 이상의 발광소자 패키지가 기판 상에 탑재된 구조를 갖는다. 이 같은 발광소자 모듈은 발광소자 패키지에서 발생하는 열을 외부로 신속하게 방출시키기 위하여 기판의 하부에 부탁된 히트 싱크(heat sink)를 포함한다. 발광소자 모듈을 이용하는 조명 장치에서, 열 방출은 조명 장치로부터 발생되는 광의 균일도 및 조명 장치의 수명에 영향을 미치는 요인이므로, 히트 싱크를 이용한 열 방출이 필수적이다.
상술한 바와 같이, 발광소자 모듈은 발광소자 패키지가 기판 상에 탑재된 구조를 갖는 것으로, 기판의 두께가 상당하다. 따라서, 히트 싱크를 포함하는 발광소자 모듈의 경우, 전체 모듈의 두께로 인해 조명 장치의 사이즈가 증가한다.
또한, 발광소자 모듈에서, 기판과 히트 싱크는 접착 물질에 의해 상호 접합된다. 따라서, 발광소자 모듈에서 발생하는 열은, 발광소자 패키지에서 기판으로 1차 전달되고, 기판에서 접착 물질로 2차 전달되며, 접착 물질에서 히트 싱크로 3차 전달된다. 따라서, 다수의 열 전달 경로에 의해 발광소자 모듈의 방열 효율이 떨어질 수 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 발광소자 모듈의 전체 두께를 감소시키고, 열 전달 경로를 감소시켜 방열 효율을 향상시킬 수 있는 발광소자 모듈을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 모듈은, 제1 배선층 및 상기 제1 배선층과 이격된 제2 배선층, 상기 제1 배선층 및 상기 제2 배선층의 상부에 실장되고, 상기 제1 배선층 및 상기 제2 배선층과 전기적으로 연결된 적어도 하나 이상의 발광소자 및 상기 제1 배선층 및 상기 제2 배선층의 하부에 접합된 히트 싱크를 포함한다.
일측에 따르면, 상기 발광소자는 복수 개의 범프에 의해 상기 제1 배선층 및 상기 제2 배선층 상에 플립칩 본딩될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 발광소자 모듈은 상기 제1 배선층 및 상기 제2 배선층 상에 위치하고, 상기 복수의 범프에 대응하는 영역에 범프 수용홀을 포함하는 필름 기판을 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 발광소자 모듈은 상기 발광소자와 상기 제1 배선층 및 상기 제2 배선층 사이에 언더필되어 상기 복수 개의 범프를 둘러싸는 충진재를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 발광소자 모듈은, 상기 발광소자와 상기 제1 배선층 및 상기 제2 배선층 사이에 위치하고, 상기 복수의 범프에 대응하는 영역에 범프 수용홀을 포함하는 절연 물질층을 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 절연 물질층은 백색의 솔더 레지스트일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 발광소자는 복수 개의 와이어에 의해 상기 제1 배선층 및 상기 제2 배선층 상에 와이어 본딩될 수 있다.
일측에 따르면, 상기 발광소자 모듈은 상기 제1 배선층 및 상기 제2 배선층의 상부에 위치하고, 상기 제1 배선층 및 상기 제2 배선층을 일부 노출시키는 개구부를 포함하는 필름 기판을 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 필름 기판은 상기 개구부의 바닥면에서 내측면을 지나 상기 필름 기판의 상부면 일부까지 연장된 광 반사 코팅층을 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 필름 기판은 50 마이크로미터 내지 150 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다.
일측에 따르면, 상기 제1 배선층 및 상기 제2 배선층과, 상기 히트 싱크는 상호 접합면에 각각 요철 패턴을 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 발광소자 모듈은 상기 발광소자의 광 방출면을 둘러싸는 파장 변환층 및 상기 제1 및 제2 배선층 상에 도포되어 상기 발광소자 및 상기 파장 변환층 상에 형성된 투명 렌즈부를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 필름 기판은 상기 발광소자 상에 형성될 투명 렌즈부의 형상 유지를 위한 형상 유지 수단을 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 형상 유지 수단은 상기 필름 기판의 상부면의 일 영역에 형성된 홈부, 돌출부 및 넘침 방지 잉크 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 따르면, 발광소자 모듈의 전체 두께를 감소시키고 열 전달 경로를 감소시켜 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 모듈의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 발광소자 모듈에 적용된 기판 구조물의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 모듈의 기판 구조물의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 발광소자 모듈에 적용된 기판 구조물의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 모듈의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 모듈의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 모듈의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 모듈의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 9 및 10은 본 발명에서 제공되는 필름 기판 상에 형성된 형상 유지 수단의 다양한 실시예를 나타내는 단면도이다.
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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 모듈의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 발광소자 모듈(100)은 제1 배선층(111), 제2 배선층(112), 발광소자(140) 및 히트 싱크(130)를 포함한다.
제1 배선층(111) 및 제2 배선층(112)은 발광소자(140)와 외부 회로(미도시)와의 전기적 연결을 위한 회로적 구성이고, 서로 다른 전기적 극성을 갖는 것으로 물리적으로 이격되어 배치된다.
발광소자(140)는 제1 배선층(111) 및 제2 배선층(112) 상부에 적어도 하나 이상 실장될 수 있다. 즉, 도 1에서는 하나의 발광소자(140)가 실장된 형태를 도시하고 있으나, 발광소자(140)는 복수 개가 실장될 수도 있다.
발광소자(140)는 일 면에 서로 다른 전기적 극성을 갖는 두 종류의 전극을 포함하며, 각 전극 상에 형성된 복수 개의 범프(141)에 의해 제1 배선층(111) 및 제2 배선층(112) 상에 플립칩 본딩될 수 있다. 발광소자(140)가 플립칩 본딩되는 경우, 발광소자(140)와, 제1 배선층(111) 및 제2 배선층(112) 사이에 범프(141)의 높이에 해당하는 이격 공간이 발생될 수 있다. 충진재(160)는 이 이격 공간에 언더필되어 발광소자(140)와, 제1 배선층(111) 및 제2 배선층(112) 간의 접합력을 향상시킬 수 있다.
파장 변환층(150)은 발광소자(140)의 상부 및 측면을 포함한 광 방출면을 둘러싼다. 따라서, 파장 변환층(150)은 광 방출면을 통해 방출되는 광의 파장을 변환시켜 최종적으로 원하는 파장의 광을 외부로 추출한다. 파장 변환층(150)은 형광체와 같은 파장 변환 물질을 포함하며, 파장 변환 물질의 종류는 발광소자(140)에서 방출되는 광의 파장과 최종적으로 원하는 광의 파장에 따라 달라질 수 있다.
투명 렌즈부(170)는 제1 배선층(111) 및 제2 배선층(112) 상에 도포되어 발광소자(140) 및 파장 변환층(150) 상에 형성된다. 투명 렌즈부(170)는 투광성을 갖는 것으로, 파장 변환층(150)에서 파장 변환된 광을 외부로 추출한다. 투명 렌즈부(170)는 반구형 구조를 가질 수 있으며, 광 추출 증가를 위한 다른 구조를 가질 수도 있다.
히트 싱크(130)는 접합층(120)에 의해 제1 배선층(111) 및 제2 배선층(112)의 하부에 접합된다.
접합층(120)은 절연성을 갖는 열 전달 물질(TIM, Thermal Interface Material)로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 접합층(120)은 고분자 수지에 높은 열 전달 물질이 입자 형태로 분산된 물질층으로, 페이스트 또는 필름의 형태로 유지될 수 있다.
도 1에 도시된 발광소자 모듈(100)은 별도의 스테이지에서 제1 배선층(111) 및 제2 배선층(112)을 형성한 후, 발광소자(140) 실장 공정, 충진재(160) 형성 공정, 파장 변환층(150) 형성 공정 및 투명 렌즈부(170) 도포 공정 등을 진행하고, 그 결과물을 접합층(120)이 형성된 히트 싱크(130) 상에 이동시키는 방식으로 제조될 수 있다.
또는, 발광소자 모듈(100)은 별도의 스테이지에서 제1 배선층(111) 및 제2 배선층(112)을 형성하고, 접합층(120)이 형성된 히트 싱크(130) 상에 이동시킨 후, 발광소자(140) 실장 공정, 충진재(160) 형성 공정, 파장 변환층(150) 형성 공정 및 투명 렌즈부(170) 도포 공정 등을 진행하는 방식으로 제조될 수 있다.
상술한 발광소자 모듈(100)의 제조 과정에서, 충진재(160) 형성 공정은 해당 물질을 제1 배선층(111) 및 제2 배선층(112) 상에 발광소자(140)가 실장되기 전에 도포하거나, 발광소자(140)가 실장된 후에 충진할 수도 있다. 또한, 파장 변환층(150) 형성 공정은 발광소자(140) 제조 과정에서 형성될 수 있으며, 발광소자(140)를 제1 배선층(111) 및 제2 배선층(112) 상부에 실장한 후 해당 물질을 도포할 수도 있다.
도 1에 도시된 발광소자 모듈(100)은 제1 배선층(111) 및 제2 배선층(112)이 접합층(120)에 의해 히트 싱크(130)에 접합된 구조를 갖기 때문에, 발광소자(140)에서 발생된 열이 제1 배선층(111) 및 제2 배선층(112)을 거쳐 바로 히트 싱크(130)로 전달될 수 있다. 즉, 열이 다수의 열 전달 경로를 거치지 않으므로, 발광소자 모듈(100)의 방열 효율이 향상될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 발광소자 모듈에 적용된 기판 구조물의 구조를 나타내는 평면도이다. 도 2에 도시된 기판 구조물은 접합층(120)에 의해 접합된 제1 배선층(111) 및 제2 배선층(112)과, 히트 싱크(130)를 포함할 수 있다.
제1 배선층(111) 및 제2 배선층(112)은 히트 싱크(130) 상에 접합되고, 물리적으로 이격되어 있다. 발광소자(140)는 제1 배선층(111) 및 제2 배선층(112)의 일부 영역을 포함하는 소자 실장 영역(A) 상에 실장될 수 있으며, 투명 렌즈부(170)는 렌즈 형성 영역(B) 상에 실장될 수 있다. 발광소자(140) 실장 및 투명 렌즈부(170) 형성이 용이하도록 기판 구조물 상에는 소자 실장 영역(A) 및 렌즈 형성 영역(B)이 표시되어 있을 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 발광소자(140)가 실장될 제1 배선층(111) 및 제2 배선층(112)이 히트 싱크(130) 상부에 직접 접합됨에 따라, 제1 배선층(111) 및 제2 배선층(112)은 발광소자(140)에서 발생되는 열을 히트 싱크(130)로 바로 전달하여 신속하게 방출할 수 있도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 모듈의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 3을 참조하면, 발광소자 모듈(200)은 제1 배선층(211), 제2 배선층(212), 발광소자(240), 히트 싱크(230) 및 절연 물질층(250)를 포함한다.
제1 배선층(211) 및 제2 배선층(212)은 도 1에서 도시된 제1 배선층(111) 및 제2 배선층(112)과 동일한 구조를 갖는다.
발광소자(240)는 일 면에 서로 다른 전기적 극성을 갖는 두 종류의 전극을 포함하며, 각 전극 상에 형성된 복수 개의 범프(241)에 의해 제1 배선층(211) 및 제2 배선층(212) 상에 플립칩 본딩될 수 있다.
제1 배선층(211) 및 제2 배선층(212)과 발광소자(240) 사이에는 절연 물질층(250)이 형성된다. 절연 물질층(250)은 발광소자(240)에 포함된 복수 개의 범프(241)에 대응하는 영역에 범프 수용홀(251)을 포함한다. 범프 수용홀(251)은 절연 물질층(250)의 일 면에서 타 면까지 관통된 것으로, 제1 배선층(211) 및 제2 배선층(212)을 노출시킬 수 있다. 이 범프 수용홀(251)에 복수 개의 범프(241)가 수용될 경우, 복수 개의 범프(241)는 제1 배선층(211) 및 제2 배선층(212)과 접합될 수 있다. 또한, 범프 수용홀(251)은 복수 개의 범프(241)의 형상 및 사이즈(높이, 길이, 폭 등)에 따라 그 형상 및 사이즈가 달라질 수 있다.
절연 물질층(250)은 백색의 솔더 레지스트로 이루어질 수 있다. 백색의 솔더 레지스트는 절연성 및 고반사성을 갖는 물질로, 발광소자(240)에서 방출되는 광 중에서 하부 방향으로 진행하는 광을 반사시킬 수 있다.
한편, 절연 물질층(250)은 다음과 같은 방법으로 형성될 수 있다. 우선, 백색의 솔더 레지스트를 상온에서 별도의 플레이트 상에 도포한 후, 열처리를 통해 반경화시킨다. 반경화 상태에서, 백색의 솔더 레지스트를 펀칭하거나 식각하여 범프 수용홀(251)을 형성한다. 이후, 이 백색의 솔더 레지스트를 제1 배선층(211) 및 제2 배선층(212)의 상부에 이송한 후, 복수 개의 범프(241)가 범프 수용홀(251)에 수용되도록 발광소자(240)를 실장한다. 이 상태에서, 다시 한번 열처리하여 백색의 솔더 레지스트가 완전 경화시킴으로써, 절연 물질층(250)을 형성한다.
백색의 솔더 레지스트는 반경화 상태에서 접합력을 갖는 것으로, 일 면에서는 발광소자(240)와 접합되고, 타 면에서는 제1 배선층(211) 및 제2 배선층(212)과 접합된다. 또한, 절연 물질층(250)에 의해 발광소자(240)가 제1 배선층(211) 및 제2 배선층(212) 상에 접합되므로 충진재 형성 공정(언더필 공정) 을 생략할 수 있다.
범프 수용홀(251)은 복수 개의 범프(241)와 접합되어 발광소자(240)와의 접합력을 높일 수 있으며, 복수의 범프(241)의 내충격성을 완화시킬 수 있다.
파장 변환층(260)은 발광소자(240)의 상부 및 측면을 포함한 광 방출면을 둘러싼다.
투명 렌즈부(270)는 제1 배선층(211) 및 제2 배선층(212) 상에 도포되어 발광소자(240) 및 파장 변환층(250) 상에 형성된다.
히트 싱크(230)는 접합층(220)에 의해 제1 배선층(211) 및 제2 배선층(212)의 하부에 접합된다. 접합층(220)은 절연성을 갖는 열 전달 물질(TIM, Thermal Interface Material)로 이루어져 제1 배선층(211) 및 제2 배선층(212)을 통해 전달된 열을 히트 싱크(230)로 신속하게 전달할 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 발광소자 모듈에 적용된 기판 구조물을 나타내는 도면이다. 도 4에 도시된 기판 구조물은 절연 물질층(250), 제1 배선층(211) 및 제2 배선층(212), 접합층(220) 및 히트 싱크(230)를 포함할 수 있다.
제1 배선층(211) 및 제2 배선층(212)은 히트 싱크(230) 상에 접합되고, 물리적으로 이격되어 있다. 이 제1 배선층(211) 및 제2 배선층(212) 상에는 절연 물질층(250)이 형성된다.
절연 물질층(250)은 범프 수용홀(251)을 포함한다. 이 범프 수용홀(251)을 통해 제1 배선층(211) 및 제2 배선층(212)이 노출된다.
발광소자(240)는 소자 실장 영역(C) 상에 실장될 수 있으며, 복수 개의 범프(241)가 범프 수용홀(251)에 수용되는 구조로 실장될 수 있다. 투명 렌즈부(270)는 렌즈 형성 영역(D) 상에 실장될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 절연 물질층(250)을 통해 발광소자(240)가 제1 배선층(211) 및 제2 배선층(212) 상에 실장되도록 함으로써, 발광소자(240)와 제1 배선층(211) 및 제2 배선층(212) 사이의 접합력을 향상시킬 수 있다.
또한, 제1 배선층(211) 및 제2 배선층(212)은 접합층(220)을 거쳐 히트 싱크(230)로 바로 열을 전달함으로 발광소자 모듈(200)의 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 모듈의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 5를 참조하면, 발광소자 모듈(300)은 필름 기판(310), 제1 배선층(321), 제2 배선층(322), 발광소자(350) 및 히트 싱크(340)를 포함한다.
필름 기판(310)은 제1 배선층(321) 및 제2 배선층(322)과 함께 발광소자(350) 실장을 위한 기판을 구성한다.
필름 기판(310)은 제1 배선층(321) 및 제2 배선층(322) 상에 형성되고, 제1 배선층(321) 및 제2 배선층(322)을 일부 노출시키는 개구부(311)를 포함한다. 이 개구부(311)는 발광소자(350) 실장을 위한 공간을 제공한다.
필름 기판(310)은 고내열성을 갖는 고분자 물질로 이루어지며, 50 마이크로미터 내지 150 마이크로미터의 두께를 가질 수 있다. 또한, 필름 기판(310)은 제1 배선층(321) 및 제2 배선층(322)과 함께 기판을 구성하더라도, 수백 마이크로미터의 두께를 갖는 것으로, 필름 기판(310)이 플렉서블한 물성을 갖는 경우에는 곡면의 히트 싱크에도 적용 가능하다.
도면을 통해 도시하고 있지 않으나, 필름 기판(310)은 그 표면에, 발광소자(350)에서 방출된 광을 상부 방향으로 반사시킬 수 있는 반사층을 포함할 수 있다. 반사층은 백색의 절연물질이 코팅된 것으로, 예를 들어, 이산화티타늄(TiO2)이 될 수 있다.
제1 배선층(321) 및 제2 배선층(322)은 구리로 이루어질 수 있는데, 개구부(311)를 통해 노출된 제1 배선층(321) 및 제2 배선층(322)은 산화 방지를 위하여 유기 재료를 코팅하거나, 다른 금속 물질(예를 들어, 니켈, 금)로 도금될 수 있다.
발광소자(350)는 필름 기판(310)의 개구부(311) 내에 수용되고, 제1 배선층(321) 및 제2 배선층(322) 상에 플립칩 본딩된다. 플립칩 본딩에는, 금속 접합 물질(360)이 이용될 수 있다.
파장 변환층(370)은 발광소자(350)의 광 방출면에 형성된다.
투명 렌즈부(380)는 개구부(311)에 충진되고, 발광소자(350) 및 파장 변환층(370)를 덮는 구조로 형성된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 모듈의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 6을 참조하면, 발광소자 모듈(400)은 도 5에 도시된 발광소자 모듈(300)과 전반적인 구조는 동일하다.
구체적으로, 발광소자 모듈(400)은 발광소자(450) 실장을 위한 기판으로 필름 기판(410)과 제1 배선층(421) 및 제2 배선층(422)을 포함한다. 제1 배선층(421) 및 제2 배선층(422)은 접합층(430)을 통해 히트 싱크(440)에 접합된다.
또한, 필름 기판(410)은 발광소자(450)를 수용하기 위한 개구부(411)를 포함한다. 발광소자(450)는 이 개구부(411) 내에 수용되어 제1 배선층(421) 및 제2 배선층(422) 상에 실장된다. 이 실시예에서, 발광소자(450)는 도 4에 도시된 발광소자(350)와 달리, 복수 개의 와이어(461, 462)에 의해 제1 배선층(421) 및 제2 배선층(422)에 와이어 본딩된다.
파장 변환층(470)은 발광소자(450)의 광 방출면에 형성된다.
투명 렌즈부(480)는 개구부(411)에 충진되고, 발광소자(450) 및 파장 변환층(470)를 덮는 구조로 형성된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 모듈의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 7을 참조하면, 발광소자 모듈(500)은 도 6에 도시된 발광소자 모듈(400)과 전반적인 구조는 동일하다.
구체적으로, 발광소자 모듈(500)은 발광소자(550) 실장을 위한 기판으로 필름 기판(510)과 제1 배선층(511) 및 제2 배선층(512)을 포함한다.
제1 배선층(511) 및 제2 배선층(512)은 접합층(530)에 의해 히트 싱크(540)와 상호 접합된다.
이 실시예에서, 제1 배선층(521) 및 제2 배선층(522)과, 히트 싱크(540)는 상호 접합면에 각각 요철 패턴(P1, P2)을 포함할 수 있다. 이 요철 패턴(P1, P2)에 의해 제1 배선층(521) 및 제2 배선층(522), 히트 싱크(540)는 접합층(530)과의 접촉 면적이 증가될 수 있다. 접촉 면적이 증가될 경우, 접합층(530)의 열 전달 효율가 증가될 수 있다.
또한, 요철 패턴(P1, P2)에 의해 제1 배선층(521) 및 제2 배선층(522)과 히트 싱크(540) 간의 열 팽창 계수와 모듈러스(modulus) 차이로 인해 발생하는 계면 스트레스가 감소되어, 계면 박리가 방지될 수 있다.
발광소자(550)는 필름 기판(510)의 개구부(511) 내에 수용되고, 복수 개의 와이어(561, 562)에 의해 제1 배선층(521) 및 제2 배선층(522)과 와이어 본딩된다.
파장 변환층(570)은 발광소자(550)의 광 방출면에 형성된다.
투명 렌즈부(580)는 개구부(511)에 충진되고, 발광소자(550) 및 파장 변환층(570)를 덮는 구조로 형성된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 모듈의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 8을 참조하면, 발광소자 모듈(600)은 도 6에 도시된 발광소자 모듈(400)과 전반적인 구조는 동일하다.
구체적으로, 발광소자 모듈(600)은 발광소자(650) 실장을 위한 기판으로 필름 기판(610)과 제1 배선층(611) 및 제2 배선층(612)을 포함한다.
제1 배선층(511) 및 제2 배선층(512)은 접합층(530)에 의해 히트 싱크(540)와 상호 접합된다.
필름 기판(610)은 발광소자(650)를 수용하기 위한 개구부(611)을 포함한다. 이 실시예에서, 개구부(611)는 도 6에 도시된 개구부(411)와 달리, 내측면이 경사진 구조를 갖는다. 이 내측면을 따라 광 반사 코팅층(612)이 형성될 수 있다.
광 반사 코팅층(612)은 개구부(611)의 바닥면(제1 배선층(621) 및 제2 배선층(622)의 일부면)에서 내측면을 따라 필름 기판(610)의 상부면 일부까지 연장된다. 광 반사 코팅층(612)은 고반사성 금속인 은(Ag), 알루미늄(Al) 등으로 이루어질 수 있다.
발광소자(650)는 필름 기판(610)의 개구부(611) 내에 수용되고, 복수 개의 와이어(661, 662)에 의해 제1 배선층(621) 및 제2 배선층(622)과 와이어 본딩된다.
파장 변환층(670)은 발광소자(650)의 광 방출면에 형성된다.
투명 렌즈부(680)는 개구부(611)에 충진되고, 발광소자(650) 및 파장 변환층(670)를 덮는 구조로 형성된다.
도 9 및 도 10은 본 발명에서 제공되는 필름 기판 상에 형성된 형상 유지 수단의 다양한 실시예를 나타내는 단면도이다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 각 발광소자 모듈(700, 800)에서 필름 기판(710, 810)은 발광소자(720, 820) 상에 형성될 투명 렌즈부(730, 830)의 형상 유지를 위한 형상 유지 수단을 포함한다.
도 9를 참조하면, 필름 기판(710)은 형상 유지 수단으로 홈부(711)를 포함한다. 홈부(711)는 필름 기판(710)에서 투명 렌즈부(730)가 형성될 영역의 외측 둘레 영역에 형성될 수 있다. 필름 기판(710) 상에 투명 렌즈부(730)의 물질을 도포할 경우, 홈부(711)에 투명 렌즈부(730)의 물질이 수용됨에 따라 넘침이 방지될 수 있다. 이 상태에서 투명 렌즈부(730)의 물질을 경화시켜, 원하는 형상을 유지할 수 있게 된다. 도 9에서는 V자 형태의 홈부(711)가 도시되어 있으나, 홈부(711)는 U자 형태, 요철 형태로 될 수도 있다.
도 10을 참조하면, 필름 기판(810)은 형상 유지 수단으로 넘침 방지 잉크(811)을 포함한다. 넘침 방지 잉크(811)는 필름 기판(810)의 상면으로 돌출된 구조를 가질 수 있다. 넘침 방지 잉크(811)는 필름 기판(810)에서 투명 렌즈부(830)가 형성될 영역의 외측 둘레 영역에 도포될 수 있다. 넘침 방지 잉크(811)에 의해 투명 렌즈부(830)의 물질의 넘침이 방지될 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.
111, 211, 321, 421, 521, 621: 제1 배선층
112, 212, 322, 422, 522, 622: 제2 배선층
120, 220, 330, 430, 530, 630: 접합층
130, 230, 340, 440, 540, 640: 히트싱크
310, 410, 510, 610, 710, 810, 910: 필름 기판

Claims (14)

  1. 제1 배선층 및 상기 제1 배선층과 이격된 제2 배선층;
    상기 제1 배선층 및 상기 제2 배선층의 상부에 실장되고, 상기 제1 배선층 및 상기 제2 배선층과 전기적으로 연결된 적어도 하나 이상의 발광소자; 및
    상기 제1 배선층 및 상기 제2 배선층의 하부에 접합된 히트 싱크
    를 포함하는 발광소자 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자는,
    복수 개의 범프에 의해 상기 제1 배선층 및 상기 제2 배선층 상에 플립칩 본딩된 발광소자 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 배선층 및 상기 제2 배선층 상에 위치하고, 상기 복수의 범프에 대응하는 영역에 범프 수용홀을 포함하는 필름 기판
    을 더 포함하는 발광소자 모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 발광소자와 상기 제1 배선층 및 상기 제2 배선층 사이에 언더필되어 상기 복수 개의 범프를 둘러싸는 충진재
    를 더 포함하는 발광소자 모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 발광소자와 상기 제1 배선층 및 상기 제2 배선층 사이에 위치하고, 상기 복수의 범프에 대응하는 영역에 범프 수용홀을 포함하는 절연 물질층
    을 더 포함하는 발광소자 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 절연 물질층은 백색의 솔더 레지스트인 발광소자 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자는,
    복수 개의 와이어에 의해 상기 제1 배선층 및 상기 제2 배선층 상에 와이어 본딩된 발광소자 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 배선층 및 상기 제2 배선층의 상부에 위치하고, 상기 제1 배선층 및 상기 제2 배선층을 일부 노출시키는 개구부를 포함하는 필름 기판
    을 더 포함하는 발광소자 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 필름 기판은,
    상기 개구부의 바닥면에서 내측면을 지나 상기 필름 기판의 상부면 일부까지 연장된 광 반사 코팅층
    을 더 포함하는 발광소자 모듈.
  10. 제3항 또는 제8항에 있어서,
    상기 필름 기판은,
    50 마이크로미터 내지 150 마이크로미터의 두께를 갖는 발광소자 모듈.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 배선층 및 상기 제2 배선층과, 상기 히트 싱크는 상호 접합면에 각각 요철 패턴을 포함하는 발광소자 모듈.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광소자의 광 방출면을 둘러싸는 파장 변환층; 및
    상기 제1 및 제2 배선층 상에 도포되어 상기 발광소자 및 상기 파장 변환층 상에 형성된 투명 렌즈부
    를 더 포함하는 발광소자 모듈.
  13. 제3항 또는 제8항에 있어서,
    상기 필름 기판은,
    상기 발광소자 상에 형성될 투명 렌즈부의 형상 유지를 위한 형상 유지 수단을 더 포함하는 발광소자 모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 형상 유지 수단은,
    상기 필름 기판의 상부면의 일 영역에 형성된 홈부, 돌출부 및 넘침 방지 잉크 중 어느 하나인 발광소자 모듈.
KR1020110116424A 2011-11-09 2011-11-09 발광소자 모듈 KR20130051206A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110116424A KR20130051206A (ko) 2011-11-09 2011-11-09 발광소자 모듈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110116424A KR20130051206A (ko) 2011-11-09 2011-11-09 발광소자 모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130051206A true KR20130051206A (ko) 2013-05-20

Family

ID=48661274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110116424A KR20130051206A (ko) 2011-11-09 2011-11-09 발광소자 모듈

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20130051206A (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101443870B1 (ko) * 2014-03-05 2014-09-23 주식회사 루멘스 발광 소자 패키지, 백라이트 유닛, 조명 장치 및 발광 소자 패키지의 제조 방법
KR20160007452A (ko) * 2015-12-23 2016-01-20 주식회사 루멘스 발광 소자 패키지
KR101633226B1 (ko) 2015-08-04 2016-06-23 강릉원주대학교산학협력단 인공혈관의 제조방법
KR101705224B1 (ko) * 2015-11-03 2017-02-14 (주) 파루 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자의 제조방법
WO2019115190A1 (de) * 2017-12-14 2019-06-20 Siteco Beleuchtungstechnik Gmbh Leuchtdiodenbauteil und verfahren zur herstellung eines leuchtdiodenbauteils
JP2020080440A (ja) * 2014-01-07 2020-05-28 ルミレッズ ホールディング ベーフェー 発光デバイスパッケージ

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020080440A (ja) * 2014-01-07 2020-05-28 ルミレッズ ホールディング ベーフェー 発光デバイスパッケージ
KR101443870B1 (ko) * 2014-03-05 2014-09-23 주식회사 루멘스 발광 소자 패키지, 백라이트 유닛, 조명 장치 및 발광 소자 패키지의 제조 방법
WO2015133705A1 (ko) * 2014-03-05 2015-09-11 주식회사 루멘스 발광 소자 패키지, 백라이트 유닛, 조명 장치 및 발광 소자 패키지의 제조 방법
US9397278B2 (en) 2014-03-05 2016-07-19 Lumens Co., Ltd. Light emitting device package, backlight unit, lighting device and its manufacturing method
US9570664B2 (en) 2014-03-05 2017-02-14 Lumens Co., Ltd. Light emitting device package, backlight unit, lighting device and its manufacturing method
KR101633226B1 (ko) 2015-08-04 2016-06-23 강릉원주대학교산학협력단 인공혈관의 제조방법
KR101705224B1 (ko) * 2015-11-03 2017-02-14 (주) 파루 플라스틱 기판을 이용한 표면 실장용 발광소자의 제조방법
KR20160007452A (ko) * 2015-12-23 2016-01-20 주식회사 루멘스 발광 소자 패키지
WO2019115190A1 (de) * 2017-12-14 2019-06-20 Siteco Beleuchtungstechnik Gmbh Leuchtdiodenbauteil und verfahren zur herstellung eines leuchtdiodenbauteils

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI381555B (zh) 發光二極體封裝結構與發光元件
TWI550897B (zh) 功率式表面安裝之發光晶粒封裝
KR100586944B1 (ko) 고출력 발광다이오드 패키지 및 제조방법
JP5596901B2 (ja) 反射レンズを備えたパワー発光ダイパッケージおよびその作製方法
US7582496B2 (en) LED package using Si substrate and fabricating method thereof
KR100958024B1 (ko) 발광 다이오드 패키지 및 그 제조방법
KR102210072B1 (ko) 발광 소자 패키지 및 발광 소자 탑재용 패키지
US9512968B2 (en) LED module
JP6293995B2 (ja) 発光素子搭載用パッケージ及びその製造方法、並びに発光素子パッケージ
US7755099B2 (en) Light emitting device package
US9041020B2 (en) Electrolytically coated optoelectronic semiconductor component and method for producing an optoelectronic semiconductor component
TWI517455B (zh) 發光裝置
JP5940799B2 (ja) 電子部品搭載用パッケージ及び電子部品パッケージ並びにそれらの製造方法
WO2010050067A1 (ja) 発光素子パッケージ用基板及び発光素子パッケージ
US9627583B2 (en) Light-emitting device and method for manufacturing the same
US20150280093A1 (en) Light emitting device, method for manufacturing same, and body having light emitting device mounted thereon
KR20130051206A (ko) 발광소자 모듈
JP2012074483A (ja) 発光素子収納用パッケージ
JP6280710B2 (ja) 配線基板、発光装置及び配線基板の製造方法
TWI464929B (zh) 提昇散熱效率之光源模組及其嵌入式封裝結構
TWI472067B (zh) 光學封裝及其製造方法
JP5745784B2 (ja) 発光ダイオード
JP2008300542A (ja) 発光素子パッケージ用基板及び発光素子パッケージ
US10784423B2 (en) Light emitting device
KR101363980B1 (ko) 광 모듈 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