KR20130059875A - 발광 다이오드 패키지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 발광 다이오드 칩; 몸체부와 상기 몸체부 상에 구비된 벽부를 구비하는 패키지 기판; 및 상기 벽부 상에 배치된 렌즈;를 포함하며, 상기 발광 다이오드 칩은 상기 몸체부의 일정 영역 상에 실장되며, 상기 패키지 기판의 벽부의 일정 영역 또는 상기 벽부의 일정 영역에 대응하는 렌즈의 일정 영역 상에 접합 패턴을 구비하며, 상기 패키지 기판의 벽부와 렌즈는 상기 접합 패턴 상에 구비된 금속 접합제에 의해 결합되는 발광 다이오드 패키지가 제공된다.
Description
본 발명은 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드는 기본적으로 P형 반도체와 N형 반도체의 접합인 PN 접합 다이오드이다.
상기 발광 다이오드는 P형 반도체와 N형 반도체를 접합한 뒤, 상기 P형 반도체와 N형 반도체에 전압을 인가하여 전류를 흘려주면, 상기 P형 반도체의 정공은 상기 N형 반도체 쪽으로 이동하고, 이와는 반대로 상기 N형 반도체의 전자는 상기 P형 반도체 쪽으로 이동하여 상기 전자 및 정공은 상기 PN 접합부로 이동하게 된다.
상기 PN 접합부로 이동된 전자는 전도대(conduction band)에서 가전대(valence band)로 떨어지면서 정공과 결합하게 된다. 이때, 상기 전도대와 가전대의 높이 차이 즉, 에너지 차이에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하는데, 상기 에너지가 광의 형태로 방출된다.
이러한 발광 다이오드는 광을 발하는 반도체 소자로서 친환경, 저 전압, 긴 수명 및 저 가격 등의 특징이 있으며, 종래에는 표시용 램프나 숫자와 같은 단순 정보표시에 많이 응용되어 왔으나, 최근에는 산업기술의 발전, 특히 정보표시 기술과 반도체 기술의 발전으로 디스플레이 분야, 자동차 헤드램프, 프로젝터 등 다방면에 걸쳐서 사용되기에 이르렀다.
도 1은 종래의 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 종래의 발광 다이오드 패키지(100)는 발광 다이오드 칩(110), 헤더(120), 캡(130) 및 렌즈(140)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 발광 다이오드 칩(110)은 성장 기판(미도시)과 상기 성장 기판(미도시)의 일측 표면 상에 발광 다이오드(미도시)가 구비된 발광 다이오드 소자(112)를 포함하고, 상기 다이오드 소자(112)는 범프(114)들을 통해 서브 마운트(116)에 플립 본딩된 형태로 구비된 플립 칩이다.
상기 발광 다이오드 칩(110)은 상기 헤더(120)의 일측 표면 상에 실장되어 구비될 수 있다. 상기 헤더(120)는 상기 헤더(120)를 관통하여 상기 헤더(120)의 일측 표면에서 타측 표면으로 연장되어 구비된 리드(122)들을 구비할 수 있다. 이때, 상기 발광 다이오드 칩(110)은 와이어(118)들을 이용하여 리드(122)들에 연결될 수 있다. 이때, 도 1에서는 자세히 도시하고 있지 않지만, 상기 리드(122)들은 상기 헤더(120)와 절연되어 구비될 수 있다. 즉, 상기 리드(122)들과 상기 헤더(120) 사이는 절연층, 바람직하게는 연질 유리(soft glass)로 절연될 수 있다.
한편, 종래의 발광 다이오드 패키지(100), 특히, 리드 타입 또는 STEM 타입의 발광 다이오드 패키지는 상기 헤더(120)의 가장 자리를 따라 캡(130)을 형성하고, 상기 캡(130) 상에 렌즈(140)를 접착체(150) 등으로 접착하여 상기 발광 다이오드 칩(110)을 밀폐함으로써 패키지화하였다.
이와 같은 종래의 발광 다이오드 패키지는 상기 캡(130)을 헤더(120)에 부착하여 접합하고, 상기 캡(130)에 렌즈(140)를 부착하여 접합하는 삼중 접합방식을 사용함에 따라 단가가 높고, 발광 다이오드 패키지를 제조하는 공정이 복잡하고, 까다롭다는 단점이 있었다.
또한, 도 1에서 도시하고 이지는 않지만 종래의 발광 다이오드 패키지, 특히 SMD 타입의 발광 다이오드 패키지는 격벽과 렌즈를 부착하는 접착제로 폴리머 계열, 바람직하게는 UV 경화 재료 또는 열경화 재료를 사용함에 따라 상기 격벽과 렌즈의 접합 면적이 수백 마이크로 이하로는 접합 불가능함에 따라 실장 기판의 크기 등을 소형화할 수 어렵고, 이로 인해 종래의 발광 다이오드 패키지는 소형화하기 어렵다는 단점이 있었다.
또한, 종래의 발광 다이오드 패키지는 상기 격벽과 렌즈를 부착하는 상기 접착제를 개별 단위의 격벽 또는 렌즈에 각각 디스펜싱(dispensing) 함에 따라 생산성이 저하되는 단점이 있었다.
본 발명의 목적은 패키지 기판 또는 렌즈의 접합 부위에 접합 패턴을 형성하고, 상기 접합 패턴 상에 금속 접합제를 형성한 후 접합함으로써 발광 다이오드 패키지를 소형화할 수 있는 발광 다이오드 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 복수 개의 발광 다이오드 패키지를 동시에 제조할 수 있어 생산성이 향상된 발광 다이오드 패키지를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 발광 다이오드 칩; 몸체부와 상기 몸체부 상에 구비된 벽부를 구비하는 패키지 기판; 및 상기 벽부 상에 배치된 렌즈;를 포함하며, 상기 발광 다이오드 칩은 상기 몸체부의 일정 영역 상에 실장되며, 상기 패키지 기판의 벽부의 일정 영역 또는 상기 벽부의 일정 영역에 대응하는 렌즈의 일정 영역 상에 접합 패턴을 구비하며, 상기 패키지 기판의 벽부와 렌즈는 상기 접합 패턴 상에 구비된 금속 접합제에 의해 결합되는 발광 다이오드 패키지가 제공된다.
상기 접합 패턴은 상기 벽부의 일정 영역과 상기 렌즈의 일정 영역 둘 다에 구비되며, 상기 금속 접합제는 상기 벽부의 접합 패턴과 상기 렌즈의 접합 패턴 사이에 구비되며, 상기 금속 접합제는 상기 벽부의 접합 패턴과 상기 렌즈의 접합 패턴 사이를 결합할 수 있다.
상기 접합 패턴은 상기 벽부의 일정 영역 상에 구비되며, 상기 금속 접합제는 상기 벽부의 접합 패턴 상에 구비되며, 상기 금속 접합제는 상기 벽부의 접합 패턴과 렌즈 사이를 결합할 수 있다.
상기 접합 패턴은 상기 렌즈의 일정 영역 상에 구비되며, 상기 금속 접합제는 상기 렌즈의 접합 패턴 상에 구비되며, 상기 금속 접합제는 상기 렌즈의 접합 패턴과 벽부 사이를 결합할 수 있다.
상기 벽부는 홈부를 구비하며, 상기 패키지 기판의 벽부의 일정 영역은 상기 홈부에 구비되며, 상기 렌즈는 상기 홈부에 삽입되는 형태로 구비될 수 있다.
상기 발광 다이오드 칩은 제1형 반도체층, 활성층 및 제2형 반도체층을 포함하는 반도체 구조체층을 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드 칩은 플립 칩 형태로 구비되며, 상기 활성층은 자외선 영역의 광을 발광할 수 있다.
상기 발광 다이오드 칩은 상기 반도체 구조체층 상에 구비되며, 상기 제1형 반도체층 및 제2형 반도체층의 일부를 노출시키는 개구부들을 구비한 패시베이션층; 및 상기 패시베이션층 상에 구비되되, 상기 패시베이션층의 개구부들을 통해 각각 상기 제1형 반도체층과 제2형 반도체층과 전기적으로 연결된 제1 범프 및 제2 범프;를 포함할 수 있다.
상기 패키지 기판의 몸체부는 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드를 더 포함하며, 상기 제1 전극 패드 또는 제2 전극 패드 상에 형성되는 제1 반사 부재 또는 제2 반사 부재를 구비할 수 있다.
상기 제1 반사 부재 또는 상기 제2 반사 부재는 그 표면에 요철을 포함할 수 있다.
상기 제1 반사 부재 또는 상기 제2 반사 부재는 상기 발광 다이오드 칩과 와이어를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 발광 다이오드 칩은 자외선을 발광하는 자외선 발광 다이오드 칩일 수 있다.
상기 접합 패턴은 Ti 또는 Cr/Ni/Au, Ni/Au, Al/Ni-V/Cu, Ti-W/Cu, Ni/Au, Cr/Cr-Cu/Cu, Ti/Cu, Ti-W/Au/Cu, Ti-W/Cu/Ni, Cu-Ni 또는 Cr-Cu 중 어느 하나의 층으로 이루어질 수 있다.
상기 금속 접합제는 주석(Sn)을 포함하는 합금, 구리, 금 또는 은을 포함하는 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명에 의하면, 패키지 기판 또는 렌즈의 접합 부위에 접합 패턴을 형성하고, 상기 접합 패턴 상에 금속 접합제를 형성한 후 접합함으로써 발광 다이오드 패키지를 소형화할 수 있는 발광 다이오드 패키지를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 복수 개의 발광 다이오드 패키지를 동시에 제조할 수 있어 생산성이 향상된 발광 다이오드 패키지를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 제조하는 방법을 보여주는 단면도들이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 제조하는 방법을 보여주는 단면도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지(1000)는 발광 다이오드 칩(200), 패키지 기판(300), 렌즈(400) 및 접합 부재(500)를 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드 칩(200)은 성장 기판(210), 반도체 구조체층(220), 패시베이션층(230), 범프들(240) 및 서브 마운트(250)를 포함할 수 있으며, 자외선 또는 가시 광선을 발광하는 발광 다이오드 칩일 수 있다. 즉, 상기 발광 다이오드 칩(200)은 자외선 발광 다이오드 칩일 수 있고, 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는 자외선 발광 다이오드 패키지일 수 있다.
상기 접합 부재(500)는 접합 패턴들(510) 및 금속 접합제(520)를 포함할 수 있다.
상기 성장 기판(210)은 이후 설명되는 반도체 구조체층(220)을 형성할 수 있는 어떠한 기판, 즉, 사파이어 기판, 실리콘카바이드 기판 또는 실리콘 기판 등일 수 있으나, 바람직하게는 상기 성장 기판(210)은 사파이어 기판일 수 있다.
상기 성장 기판(210)은 그 일측 표면 상에 상기 반도체 구조체층(220)을 구비하고, 상기 성장 기판(210)의 일측 표면 또는 타측 표면에는 PSS 패턴(Patterned Sapphire Substrate)(미도시)을 구비할 수 있다.
상기 PSS 패턴(미도시)은 상기 반도체 구조체층(220)에서 생성된 광이 상기 성장 기판(210)의 타측 표면을 통해 외부로 방출될 때, 상기 성장 기판(210)에서 내부로 전반사되어 손실되는 광을 줄여주는 역할을 한다. 즉, 상기 PSS 패턴(미도시)은 광의 특성상, 광이 서로 다른 굴절률을 가지는 두 매질 사이를 통과할 때, 즉, 상기 성장 기판(210)에서 외부(즉, 대기중)로 진행할 때, 그 경계면(즉, 상기 성장 기판(210)과 외부의 경계면)에서 반사와 투과가 일어나는데, 상기 반사를 최소화하여 상기 성장 기판(210)을 통해 외부로 방출되는 광량을 증가시켜 발광 효율을 높이는 역할을 한다.
상기 PSS 패턴(미도시)은 상기 성장 기판(210)의 타측 표면에 반구형의 돌출부들로 이루어질 수도 있으나, 그 형태는 이에 한정되지 않으며 다양한 형태, 예컨대, 원뿔 형태 또는 피라미드 형태를 포함하는 다각뿔 형태의 요철 등으로 구비될 수 있다.
상기 반도체 구조체층(220)은 제1형 반도체층(222), 활성층(224) 및 제2형 반도체층(226)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 반도체 구조체층(220)은 버퍼층(미도시), 초격자층(미도시) 또는 전자 브로킹층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 반도체 구조체층(220)은 상기 활성층(224)을 제외한 다른 층들은 생략될 수 있다. 또한, 상기 반도체 구조체층(220)은 적어도 상기 제2형 반도체층(226) 및 활성층(224)의 일부가 메사 식각되어 상기 제1형 반도체층(222)의 일부가 노출된 형태로 구비될 수 있다.
상기 제1형 반도체층(222)은 제1형 불순물, 예컨대, N형 불순물이 도핑된 Ⅲ-N 계열의 화합물 반도체, 예컨대 (Al, Ga, In)N 계열의 Ⅲ족 질화물 반도체층일 수 있다. 상기 제1형 반도체층(222)은 N형 불순물이 도핑된 GaN층, 즉, N-GaN층일 수 있고, 상기 활성층(224)이 자외선을 발광하는 경우, 알루미늄이 도핑된 N-GaN층인 N-AlGaN층일 수 있다. 또한, 상기 제1형 반도체층(222)은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있으며, 상기 제1형 반도체층(222)이 다중층으로 이루어지는 경우, 초격자 구조로 이루어질 수 있다.
상기 활성층(224)은 Ⅲ-N 계열의 화합물 반도체, 예컨대 (Al, Ga, In)N 반도체층으로 이루어질 수 있으며, 상기 활성층(224)은 단일층 또는 복수층으로 이루어질 수 있고, 적어도 일정 파장의 광, 예컨대, 자외선을 발광할 수 있다. 또한, 상기 활성층(224)은 하나의 웰층(미도시)을 포함하는 단일 양자웰 구조일 수도 있고, 웰층(미도시)과 장벽층(미도시)이 교대로 반복되어 적층된 구조인 다중 양자웰 구조로 구비될 수 있다. 이때, 상기 웰층(미도시) 또는 장벽층(미도시)은 각각 또는 둘 다 초격자 구조로 이루어질 수 있다. 상기 활성층(224)은 자외선 광을 발광하는 경우, Al을 포함하는 질화물 반도체층, 예컨대, InAlGaN을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제2형 반도체층(226)은 제2형 불순물, 예컨대, P형 불순물이 도핑된 Ⅲ-N 계열의 화합물 반도체, 예컨대 (Al, In, Ga)N 계열의 Ⅲ족 질화물 반도체일 수 있다. 상기 제2형 반도체층(226)은 P형 불순물이 도핑된 GaN층, 즉, P-GaN층일 수 있고, 상기 활성층(224)이 자외선을 발광하는 경우, 알루미늄이 도핑된 P-GaN층인 P-AlGaN층일 수 있다. 또한, 상기 제2형 반도체층(226)은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2형 반도체층(226)은 초격자 구조로 이루어질 수 있다.
상기 버퍼층(미도시)은 상기 기판(210)과 상기 제1형 반도체층 (222) 사이의 격자 부정합을 완화하기 위해 구비될 수 있다. 또한, 상기 버퍼층(미도시)은 단일층 또는 복수층으로 이루어질 수 있으며, 복수층으로 이루어질 경우, 저온 버퍼층과 고온 버퍼층으로 이루어질 수 있다. 상기 버퍼층(미도시)은 AlN으로 이루어질 수 있다.
상기 초격자층(미도시)은 상기 제1형 반도체층(222)과 활성층(224) 사이에 구비될 수 있으며, Ⅲ-N 계열의 화합물 반도체, 예컨대 (Al, Ga, In)N 반도체층이 복수층으로 적층된 층, 예컨대, InN층과 InGaN층이 반복하여 적층된 구조일 수 있으며, 상기 초격자층(미도시)은 상기 활성층(224) 이전에 형성되는 위치에 구비됨으로써 상기 활성층(224)으로 전위(dislocation) 또는 결함(defect) 등이 전달되는 것을 방지하여 상기 활성층(224)의 전위 또는 결함 등의 형성을 완화시키는 역할 및 상기 활성층(224)의 결정성을 우수하게 하는 역할을 할 수 있다.
상기 전자 브로킹층(미도시)은 상기 활성층(224)과 제2형 반도체층(226) 사이에 구비될 수 있으며, 전자 및 전공의 재결합 효율을 높이기 위해 구비될 수 있으며 상대적으로 넓은 밴드갭을 갖는 물질로 구비될 수 있다. 상기 전자 브로킹층(미도시)은 (Al, In, Ga)N 계열의 Ⅲ족 질화물 반도체로 형성될 수 있으며, Mg이 도핑된 P-AlGaN층으로 이루어질 수 있다.
상기 패시베이션층(230)은 상기 반도체 구조체층(220)을 구비한 성장 기판(210)의 일측 표면 상에 구비될 수 있다. 이때, 상기 패시베이션층(230)은 상기 반도체 구조체층(220)의 표면뿐만 아니라 측면 역시 덮어 상기 반도체 구조체층(220)이 외부로 노출되지 않도록 하여 상기 반도체 구조체층(220)을 보호하는 역할을 할 수 있다. 상기 패시베이션층(230)은 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막 등과 같은 절연막으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 패시베이션층(230)은 상기 제1형 반도체층(222)의 일부 영역을 노출시키는 개구부(232) 및 상기 제2형 반도체층(226)의 일부 영역을 노출시키는 개구부(234)를 구비할 수 있다.
상기 범프들(240)은 제1 범프(242) 및 제2 범프(244)를 포함할 수 있다. 상기 제1 범프(242)는 상기 패시베이션층(230)의 개구부(232)를 통해 노출된 상기 제1형 반도체층(222)에 접촉할 수 있고, 상기 제2 범프(244)는 상기 패시베이션층(230)의 개구부(234)를 통해 노출된 상기 제2형 반도체층(226)에 접촉할 수 있다. 상기 범프들(240)은 상기 패시베이션층(230)의 표면으로 일정 높이로 돌출된 형태로 구비된다.
상기 범프들(240)은 단일층 또는 복수층으로 이루어질 수 있으며, 상기 층 또는 층들은 Ni, Cr, Ti, Al, Ag, Au 또는 이들의 화합물을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 패키지 기판(300)은 몸체부(310)와 벽부(320)를 포함할 수 있으며, 상기 벽부(320)는 상기 몸체부(310)의 가장자리를 상기 몸체부(310) 상에 구비된 형태로 구비될 수 있다.
상기 몸체부(310)와 벽부(320)는 일체형으로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 패키지 기판(300)의 몸체부(310)와 벽부(320)는 패키지 기판의 일정 영역에 공동을 형성함으로써 형성할 수 있다. 상기 패키지 기판(300)은 플라스틱계 물질을 포함하는 기판일 수 있고, 상기 패키지 기판(300)은 특히 P.P(Prepreg), CCL(Cu Clad Laminate) 또는 RCC(Resin Coated Cu foil)일 수도 있다. 또한, 상기 패키지 기판(300)은 절연 물질을 포함하여 이루어진 세라믹 기판일 수도 있고, 상기 패키지 기판(300)은 절연 물질이 포함되어 있는 금속 기판일 수도 있다.
상기 패키지 기판(300)은 상기 몸체부(310)의 일정 영역에 상기 몸체부(310)를 관통하는 형태로 구비될 수 있으며, 상기 몸체부(310)의 일측 표면으로부터 타측 표면으로 연장되는 형태로 구비된 전극 패드들(330)을 구비할 수 있다.
상기 전극 패드들(330)은 제1 전극 패드(332) 및 제2 전극 패드(334)를 포함하며, 상기 제1 전극 패드(332)는 상기 제1 범프(242)와 전기적으로 연결되며, 상기 제2 전극 패드(334)는 제2 범프(244)와 전기적으로 연결된다.
상기 패키지 기판(300)은 상기 전극 패드들(330) 상에 반사 부재들(340)을 포함할 수 있다. 상기 반사 부재들(340)은 제1 반사 부재(342) 및 제2 반사 부재(344)를 포함할 수 있다. 상기 제1 반사 부재(342)는 상기 제1 전극 패드(332) 상, 바람직하게는 상기 제1 범프(242)와 상기 제1 전극 패드(332) 사이에 구비될 수 있으며, 상기 제2 반사 부재(344)는 상기 제2 전극 패드(334) 상, 바람직하게는 상기 제2 범프(244)와 상기 제2 전극 패드(334) 사이에 구비될 수 있다.
상기 전극 패드들(330)은 상기 범프들(240)과 와이어(260)에 의해 연결되며, 상기 전극 패드들(330) 상에 상기 반사 부재들(340)이 구비되는 경우, 상기 와이어(260)는 상기 반사 부재들(340)에 연결될 수 있다.
상기 반사 부재들(340)은 상기 발광 다이오드 칩(200)에서 발광되는 광, 특히 자외선이 상기 패키지 기판(300) 방향, 특히, 상기 패키지 기판(300)의 몸체부(310)에 도달하는 광을 반사시켜 상기 렌즈(400) 방향으로 반사시켜 발광 효율을 높이는 역할뿐만 아니라 상기 광, 예컨대, 자외선이 상기 패키지 기판(300)의 몸체부(310)에 도달하지 않도록 하여, 일반적으로 광, 특히, 자외선으로부터 패키지 기판(300)을 보호하는 역할을 할 수 있다.
상기 반사 부재들(340)은 상기 광, 예컨대, 자외선을 반사시킬 수 있는 어떠한 물질로 이루어져도 무방하나, 상기 범프들(240)과의 결합성을 고려하여 상기 범프들(240)과 동일한 재질로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 범프들(240)이 Au를 포함하여 이루어질 경우, 상기 반사 부재들(340)도 Au를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 반사 부재들(340)은 그 표면에 요철(미도시)을 구비할 수 있다. 상기 요철(미도시)은 광, 예컨대, 자외선을 반사시킬 수 있는 어떠한 형태여도 무방하며, 그 크기 또한 한정되지 않는다.
상기 반사 부재들(340)은 상기 몸체부(310)의 표면 영역 중, 상기 발광 다이오드 칩(200)의 하부 영역을 제외한 상기 몸체부(310)의 대부분의 표면 영역 상에 구비되어 상기 발광 다이오드 칩(200)에서 발광되는 광을 반사시키는 역할을 할 수 있다.
이때, 도 2에서는 상기 반사 부재들(340)은 상기 몸체부(310)의 표면 상에 구비되고, 상기 벽부(320)의 표면 상에는 구비되지 않은 것으로 도시하고 있으나, 필요하다면 상기 벽부(320)의 표면 상에도 구비될 수 있다.
상기 렌즈(400)는 상기 패키지 기판(300)의 벽부(320) 상에 배치될 수 있다.
상기 접합 부재(500)는 접합 패턴들(510) 및 금속 접합제(520)를 포함할 수 있으며, 상기 접합 패턴들(510)은 상기 패키지 기판(300)의 벽부(320)의 일정 영역 상에 구비된 제1 접합 패턴(512)과 상기 패키지 기판(300)의 벽부(320)의 일정 영역에 대응하는 상기 렌즈(400)의 일정 영역 상에 구비된 제2 접합 패턴(514)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 벽부(320) 상에 구비된 제1 접합 패턴(512)은 상기 벽부(320) 상에 용이하게 형성되나, 상기 벽부(320)와의 부착력은 높으면서, 상기 금속 접합제(520)와 체결될 수 있는 어떠한 물질로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 Ti, Cr, Ni, Au, Al, Cu 및 W 중 어느 하나 또는 이들을 포함하는 합금으로 이루어진 단일층 또는 복층으로 구비될 수 있으며, Ti 또는 Cr/Ni/Au, Ni/Au, Al/Ni-V/Cu, Ti-W/Cu, Ni/Au, Cr/Cr-Cu/Cu, Ti/Cu, Ti-W/Au/Cu, Ti-W/Cu/Ni, Cu-Ni 또는 Cr-Cu 중 어느 하나의 층으로 구비될 수 있다.
또한, 상기 렌즈(400) 상에 구비된 제2 접합 패턴(514)은 상기 렌즈(400) 상에 용이하게 형성되나, 상기 렌즈(400)와의 부착력은 높으면서, 상기 금속 접합제(520)와 체결될 수 있는 어떠한 물질로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 Ti, Cr, Ni, Au, Al, Cu 및 W 중 어느 하나 또는 이들을 포함하는 합금으로 이루어진 단일층 또는 복층으로 구비될 수 있으며, Ti 또는 Cr/Ni/Au, Ni/Au, Al/Ni-V/Cu, Ti-W/Cu, Ni/Au, Cr/Cr-Cu/Cu, Ti/Cu, Ti-W/Au/Cu, Ti-W/Cu/Ni, Cu-Ni 또는 Cr-Cu 중 어느 하나의 층으로 구비될 수 있다.
상기 금속 접합제(520)는 상기 제1 접합 패턴(512)과 제2 접합 패턴(514) 양쪽 모두와 체결할 수 있는 어떠한 물질로 이루어질 수 있으나, 바람직하게는 주석(Sn)을 포함하는 합금, 또는 구리, 금 또는 은 등의 접합이 가능한 금속 물질로 이루어질 수 있다.
이때, 상기 제1 접합 패턴(512)과 제2 접합 패턴(514)은 상기 벽부(320) 및 상기 렌즈(400) 상에 각각 패터닝하여 형성될 수 있고, 상기 금속 접합제(520)는 상기 제1 접합 패턴(512), 제2 접합 패턴(514) 또는 상기 제1 접합 패턴(512)과 제2 접합 패턴(514) 둘 다의 표면 상에 스크린 프린트 방식 또는 도금 방식 등으로 형성할 수 있다. 상기 제1 접합 패턴(512)과 제2 접합 패턴(514)은 도금 방식으로 형성하는 경우, 수십 ㎛의 너비로 형성할 수 있고, 스크린 프린트 방식으로 형성하는 경우, 약 100 ㎛의 너비로 형성할 수 있다.
상기 금속 접합제(520)는 상기 제1 접합 패턴(512)과 제2 접합 패턴(514)을 체결하고, 상기 접합 패턴들(510)의 체결에 의해 상기 렌즈(400)가 상기 패키지 기판(300)에 체결되도록 한다.
그러므로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지(1000)는 패키지 기판(300) 또는 렌즈(400)의 접합 부위에 접합 패턴들(510)을 형성하고, 상기 접합 패턴들(510) 상에 금속 접합제(520)를 형성한 후 상기 렌즈(400)를 상기 패키지 기판(300)에 접합함으로써 패키지를 소형화할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지(2000)는 발광 다이오드 칩(200), 패키지 기판(300), 렌즈(400) 및 접합 부재(500)를 포함할 수 있고, 상기 발광 다이오드 칩(200)은 성장 기판(210), 반도체 구조체층(220), 패시베이션층(230), 범프들(240) 및 서브 마운트(250)를 포함할 수 있으며, 상기 접합 부재(500)는 제1 접합 패턴(512) 및 금속 접합제(520)를 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지(2000)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지(1000)와 비교하여 상기 패키지 기판(300) 및 접합 부재(500)에서 차이가 있을 뿐이므로 차이가 있는 부분에 대해서 자세히 설명한다.
본 실시 예의 상기 패키지 기판(300)은 몸체부(310) 및 벽부(320)을 포함하되, 상기 벽부(320)의 일정 영역에 홈부(322)를 구비할 수 있다.
상기 홈부(322)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 렌즈(500)가 상기 벽부(320) 사이에 끼워져 삽입되는 형태가 되도록 상기 벽부(320)의 일정 영역, 바람직하게는 상기 벽부(320)의 표면 중 내측을 향하는 측면의 일정 영역이 파인 형태로 구비될 수 있다. 상기 벽부(320)는 상기 홈부(322)와 대응되는 턱부(324)를 구비하며, 상기 턱부(324)는 상기 렌즈(500)의 측면을 접촉하여 상기 렌즈(500)의 측면을 보호하는 역할을 한다.
또한, 본 실시 예의 상기 접합 부재(500)는 제1 접합 패턴(512) 및 금속 접합제(520)를 포함한다. 즉, 본 실시 예의 상기 접합 부재(500)는 본 발명의 일 실시 예와는 달리 제1 접합 패턴(512)이 상기 홈부(322)의 표면 상에 구비되고, 상기 제1 접합 패턴(512)과 렌즈(400) 사이에 상기 금속 접합제(520)를 구비하고, 상기 금속 접합제(520)로 상기 제1 접합 패턴(512) 및 렌즈(500)를 체결하여 상기 렌즈(500)가 상기 패키지 기판(300)에 체결되도록 한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지(3000)는 발광 다이오드 칩(200), 패키지 기판(300), 렌즈(400) 및 접합 부재(500)를 포함할 수 있고, 상기 발광 다이오드 칩(200)은 성장 기판(210), 반도체 구조체층(220), 패시베이션층(230), 범프들(240) 및 서브 마운트(250)를 포함할 수 있으며, 상기 접합 부재(500)는 제2접합 패턴(514) 및 금속 접합제(520)를 포함할 수 있다.
이때, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지(3000)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지(1000)와 비교하여 상기 패키지 기판(300) 및 접합 부재(500)에서 차이가 있을 뿐이므로 차이가 있는 부분에 대해서 자세히 설명한다.
본 실시 예의 상기 패키지 기판(300)은 몸체부(310) 및 벽부(320)을 포함하되, 상기 벽부(320)의 일정 영역에 홈부(322)를 구비할 수 있다.
상기 홈부(322)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 렌즈(500)가 상기 벽부(320) 사이에 끼워져 삽입되는 형태가 되도록 상기 벽부(320)의 일정 영역, 바람직하게는 상기 벽부(320)의 표면 중 내측을 향하는 측면의 일정 영역이 파인 형태로 구비될 수 있다. 상기 벽부(320)는 상기 홈부(322)와 대응되는 턱부(324)를 구비하며, 상기 턱부(324)는 상기 렌즈(500)의 측면을 접촉하여 상기 렌즈(500)의 측면을 보호하는 역할을 한다.
또한, 본 실시 예의 상기 접합 부재(500)는 제2 접합 패턴(514) 및 금속 접합제(520)를 포함한다. 즉, 본 실시 예의 상기 접합 부재(500)는 본 발명의 일 실시 예와는 달리 제2 접합 패턴(514)이 상기 홈부(322)와 대응하는 상기 렌즈(400)의 일정 영역의 표면 상에 구비되고, 상기 제2 접합 패턴(514)과 홈부(322) 사이에 상기 금속 접합제(520)를 구비하고, 상기 금속 접합제(520)로 상기 제2 접합 패턴(514) 및 렌즈(500)를 체결하여 상기 렌즈(500)가 상기 패키지 기판(300)에 체결되도록 한다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 제조하는 방법을 보여주는 단면도들이다.
도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 제조하는 방법은 우선, 상기 발광 다이오드 칩(200) 및 렌즈(400)를 별도의 공정으로 각각 제조한다.
이때, 상기 발광 다이오드 칩(200) 및 렌즈(400)는 복수 개를 준비한다. 상기 렌즈(400)들은 일 표면의 가장 자리에 제2 접합 패턴(514)들이 구비된 형태로 제조된다.
한편, 복수 개의 상기 패키지 기판(300)을 제조할 수 있는 마더 기판(600)을 준비한다.
이어서, 상기 마더 기판(600)의 일정 표면 상에 복수 개의 제1 접합 패턴(512)들을 형성한다. 상기 제1 접합 패턴(512)들은 이후 설명에서 설명하는 바와 같이 상기 마더 기판(600)을 절단하여 복수 개의 패키지 기판(300)으로 형성하였을 때, 상기 벽부(320) 상에 위치되도록 형성한다.
이어서, 상기 마더 기판(600)의 일정 영역들에 복수 개의 공동(610)을 형성한다.
이어서, 상기 공동(610)들 각각에 상기 공동(610)의 바닥을 관통하는 형태로 구비되며, 상기 공동(610)의 일측 표면으로부터 타측 표면으로 연장되는 형태로 구비된 전극 패드들(330)을 형성한다.
이어서, 상기 공동(610)의 일정 영역 상에 상기 발광 다이오드 칩(200)을 각각 실장한 후, 와이어(260)들을 이용하여 상기 발광 다이오드 칩(200)과 상기 전극 패드들(330)을 연결한다.
그리고, 상기 마더 기판(600)의 제1 접합 패턴(512)들 또는 상기 렌즈(400)의 제2 접합 패턴(514)들 상에 금속 접합제(520)를 형성한다. 도 5에서는 상기 제1 접합 패턴(512)들 상에 상기 금속 접합제(520)을 형성하는 것을 도시하고 있으나, 제2 접합 패턴(514)들 또는 둘 다에 형성할 수도 있다.
한편, 상기에서는 상기 제1 접합 패턴(512)들을 먼저 형성한 후, 상기 공동(610)들을 형성하는 것으로 설명하고 있으나, 상기 공동(610)들을 먼저 형성한 후, 상기 제1 접합 패턴(512)들을 형성할 수도 있다. 즉, 상기 제1 접합 패턴(512)들은 이후 설명되는 상기 렌즈(400)와 마더 기판(600)의 접합 이전에 언제든지 형성될 수 있다.
도 6을 참조하여 설명하면, 상기 마더 기판(600) 상에 복수 개의 상기 렌즈(400)를 체결한다. 이때, 상기 마더 기판(600)과 상기 복수 개의 상기 렌즈(400)의 체결은 상기 마더 기판(600) 상에 형성된 제1 접합 패턴(512)과 상기 렌즈(400)의 제2 접합 패턴(514)을 상기 금속 접합제(520)로 체결하여 이루어질 수 있다.
상기 체결은 상기 금속 접합제(520)를 리플로우(reflow)시킴으로써 이루어질 수 있다. 즉, 상기 마더 기판(600)과 복수 개의 렌즈(400)를 밀착시켜, 상기 제1 접합 패턴(512)과 제2 접합 패턴(514) 사이에 상기 금속 접합제(520)를 접촉시킨 후, 온도를 상기 금속 접합제(520)의 리플로우 온도로 상승시켜 상기 금속 접합제(520)를 리플로우시킨 후, 냉각하여 상기 금속 접합제(520)가 상기 제1 접합 패턴(512)과 제2 접합 패턴(514)을 체결하도록 한다.
도 7을 참조하여 설명하면, 상기 마더 기판(600) 상에 복수 개의 렌즈(400)가 체결된 후, 상기 마더 기판(600)을 분리하여 복수 개의 발광 다이오드 패키지(1000)를 형성한다.
이때, 상기 마더 기판(600)의 분리는 상기 공동(610)들을 일정 간격으로 이격하여 형성하고, 상기 제1 접촉 패턴(152)들을 일정 간격으로 이격한 후 형성함으로써 형성된 상기 제1 접촉 패턴(152)들 사이의 이격 공간에서 이루어질 수 있다.
이상 본 발명을 상기 실시 예들을 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니다. 당업자라면, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경을 할 수 있으며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
200 : 발광 다이오드 칩 300 : 패키지 기판
310 : 몸체부 320 : 벽부
400 : 렌즈 500 : 접합 부재
510 : 접합 패턴들 520 : 금속 접합제
310 : 몸체부 320 : 벽부
400 : 렌즈 500 : 접합 부재
510 : 접합 패턴들 520 : 금속 접합제
Claims (14)
- 발광 다이오드 칩;
몸체부와 상기 몸체부 상에 구비된 벽부를 구비하는 패키지 기판; 및
상기 벽부 상에 배치된 렌즈;를 포함하며,
상기 발광 다이오드 칩은 상기 몸체부의 일정 영역 상에 실장되며,
상기 패키지 기판의 벽부의 일정 영역 또는 상기 벽부의 일정 영역에 대응하는 렌즈의 일정 영역 상에 접합 패턴을 구비하며,
상기 패키지 기판의 벽부와 렌즈는 상기 접합 패턴 상에 구비된 금속 접합제에 의해 결합되는 발광 다이오드 패키지.
- 청구항 1에 있어서, 상기 접합 패턴은 상기 벽부의 일정 영역과 상기 렌즈의 일정 영역 둘 다에 구비되며, 상기 금속 접합제는 상기 벽부의 접합 패턴과 상기 렌즈의 접합 패턴 사이에 구비되며, 상기 금속 접합제는 상기 벽부의 접합 패턴과 상기 렌즈의 접합 패턴 사이를 결합하는 발광 다이오드 패키지.
- 청구항 1에 있어서, 상기 접합 패턴은 상기 벽부의 일정 영역 상에 구비되며, 상기 금속 접합제는 상기 벽부의 접합 패턴 상에 구비되며, 상기 금속 접합제는 상기 벽부의 접합 패턴과 렌즈 사이를 결합하는 발광 다이오드 패키지.
- 청구항 1에 있어서, 상기 접합 패턴은 상기 렌즈의 일정 영역 상에 구비되며, 상기 금속 접합제는 상기 렌즈의 접합 패턴 상에 구비되며, 상기 금속 접합제는 상기 렌즈의 접합 패턴과 벽부 사이를 결합하는 발광 다이오드 패키지.
- 청구항 1에 있어서, 상기 벽부는 홈부를 구비하며, 상기 패키지 기판의 벽부의 일정 영역은 상기 홈부에 구비되며, 상기 렌즈는 상기 홈부에 삽입되는 형태로 구비되는 발광 다이오드 패키지.
- 청구항 1에 있어서, 상기 발광 다이오드 칩은
제1형 반도체층, 활성층 및 제2형 반도체층을 포함하는 반도체 구조체층을 포함하는 발광 다이오드.
- 청구항 6에 있어서, 상기 발광 다이오드 칩은 플립 칩 형태로 구비되며, 상기 활성층은 자외선 영역의 광을 발광하는 발광 다이오드 패키지.
- 청구항 6에 있어서, 상기 발광 다이오드 칩은
상기 반도체 구조체층 상에 구비되며, 상기 제1형 반도체층 및 제2형 반도체층의 일부를 노출시키는 개구부들을 구비한 패시베이션층; 및
상기 패시베이션층 상에 구비되되, 상기 패시베이션층의 개구부들을 통해 각각 상기 제1형 반도체층과 제2형 반도체층과 전기적으로 연결된 제1 범프 및 제2 범프;를 포함하는 발광 다이오드 패키지.
- 청구항 1에 있어서, 상기 패키지 기판의 몸체부는 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드를 더 포함하며, 상기 제1 전극 패드 또는 제2 전극 패드 상에 형성되는 제1 반사 부재 또는 제2 반사 부재를 구비한 발광 다이오드 패키지.
- 청구항 9에 있어서, 상기 제1 반사 부재 또는 상기 제2 반사 부재는 그 표면에 요철을 포함하는 발광 다이오드 패키지.
- 청구항 9에 있어서, 상기 제1 반사 부재 또는 상기 제2 반사 부재는 상기 발광 다이오드 칩과 와이어를 통해 전기적으로 연결되는 발광 다이오드 패키지.
- 청구항 1에 있어서, 상기 발광 다이오드 칩은 자외선을 발광하는 자외선 발광 다이오드 칩인 발광 다이오드 패키지.
- 청구항 1에 있어서, 상기 접합 패턴은 Ti 또는 Cr/Ni/Au, Ni/Au, Al/Ni-V/Cu, Ti-W/Cu, Ni/Au, Cr/Cr-Cu/Cu, Ti/Cu, Ti-W/Au/Cu, Ti-W/Cu/Ni, Cu-Ni 또는 Cr-Cu 중 어느 하나의 층으로 이루어지는 발광 다이오드 패키지.
- 청구항 1에 있어서, 상기 금속 접합제는 주석(Sn)을 포함하는 합금, 구리, 금 또는 은을 포함하는 도전성 물질로 이루어지는 발광 다이오드 패키지.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110126097A KR20130059875A (ko) | 2011-11-29 | 2011-11-29 | 발광 다이오드 패키지 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020110126097A KR20130059875A (ko) | 2011-11-29 | 2011-11-29 | 발광 다이오드 패키지 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130059875A true KR20130059875A (ko) | 2013-06-07 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190032562A (ko) * | 2016-09-01 | 2019-03-27 | 니기소 가부시키가이샤 | 광반도체 장치 및 광반도체 장치의 제조 방법 |
| US10309612B2 (en) | 2014-12-26 | 2019-06-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Light source module having lens with support posts |
| KR20200021462A (ko) * | 2017-06-22 | 2020-02-28 | 에이지씨 가부시키가이샤 | 창재, 광학 패키지 |
| CN113394320A (zh) * | 2020-03-11 | 2021-09-14 | 隆达电子股份有限公司 | 发光二极管封装结构 |
-
2011
- 2011-11-29 KR KR1020110126097A patent/KR20130059875A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10309612B2 (en) | 2014-12-26 | 2019-06-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Light source module having lens with support posts |
| KR20190032562A (ko) * | 2016-09-01 | 2019-03-27 | 니기소 가부시키가이샤 | 광반도체 장치 및 광반도체 장치의 제조 방법 |
| KR20200021462A (ko) * | 2017-06-22 | 2020-02-28 | 에이지씨 가부시키가이샤 | 창재, 광학 패키지 |
| CN113394320A (zh) * | 2020-03-11 | 2021-09-14 | 隆达电子股份有限公司 | 发光二极管封装结构 |
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