KR20150013066A - 발광 소자 패키지 및 발광 소자 탑재용 패키지 - Google Patents

발광 소자 패키지 및 발광 소자 탑재용 패키지 Download PDF

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아츠시 나카무라
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신꼬오덴기 고교 가부시키가이샤
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Abstract

발광 소자를 탑재하기 위한 패키지. 상기 패키지는 기판과, 상기 기판의 한쪽 면에 설치된 배선을 포함하는 발광 소자 탑재부로서, 상기 배선은 평면 보기에 있어서 소정의 간격을 두고 대향 배치된 2개의 영역을 포함하는, 상기 발광 소자 탑재부와, 상기 기판을 관통하며 각기 상기 2개의 영역 상에 제공되는 제 1 및 제 2 관통 배선들로서, 상기 제 1 및 제 2 관통 배선들 각각은 상기 발광 소자 탑재부와 전기적으로 접속되는 일단 및 상기 기판의 다른쪽 면으로부터 노출되는 타단을 포함하는, 상기 제 1 및 제 2 관통 배선들을 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 관통 배선들 각각의 일부는 상기 제 1 및 제 2 관통 배선들 각각의 상기 일단의 평면 형상보다 큰 평면 형상을 가진 극대부(maximum part)를 포함한다.

Description

발광 소자 패키지 및 발광 소자 탑재용 패키지{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE AND PACKAGE FOR MOUNTING LIGHT EMITTING DEVICE}
본 명세서에서 논의되는 실시예들은 발광 소자를 탑재하기 위한 패키지(발광 소자 탑재용 패키지), 및 상기 발광 소자 탑재용 패키지에 발광 소자를 탑재한 패키지(발광 소자 패키지)에 관한 것이다.
최근, LED(Light Emitting Diode)와 같은 발광 소자를 탑재하기 위한 패키지(LED 탑재용 패키지)가 제안되어 있다. 예를 들면, LED 탑재용 패키지는 한쪽 면에 LED 접속용 패드(즉, LED에 접속될 패드)가 설치되고, 다른쪽 면에 외부 접속용 패드(즉, 외부 접속 디바이스에 접속될 패드)가 설치된 기판 및 LED 접속용 패드와 외부 접속용 패드를 접속시키는 관통 배선을 포함할 수 있다(예를 들어, 국제공개 팸플릿 WO 2004/084319호 참조).
국제공개 제2004/084319호 팸플릿
그러나, 상기 LED 탑재용 패키지에서는, 관통 구멍에 관통 배선을 형성한 이후에, 기판(예컨대, 세라믹 기판)의 한쪽 면 및 다른쪽 면에, LED 접속용 패드와 외부 접속용 패드 모두를 형성할 필요가 있다. 따라서, LED 탑재용 패키지를 제조하기 위해서는 많은 수의 프로세스들이 필요하게 된다. 이것은 LED 탑재용 패키지의 제조 비용의 증가를 야기한다.
LED 탑재용 패키지의 제조 비용을 감소시키기 위한 일 방법으로서, LED 탑재용 패키지는 기판의 다른쪽 면에 외부 접속용 패드를 설치하지 않고서 제조될 수 있으며, 대신에 관통 배선의 기판의 다른쪽 면으로부터 노출되는 부분을 외부 접속용 패드로서 이용할 수 있다.
그러나, 이 방법에서는 관통 배선과 관통 구멍의 측벽이 서로 접합되어 있지 않기 때문에, 충분한 접합 강도가 부족할 수 있다. 그 결과, LED 접속용 패드를 기판으로부터 분리시키는 방향으로 당김력(pulling force)이 가해지는 경우, LED 접속용 패드와 관통 배선이 기판으로부터 떨어지는 소위 "뽑힘(unsheathing)" 현상이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 발광 소자 탑재용 패키지로서, 기판과, 상기 기판의 한쪽 면에 설치된 배선을 포함하는 발광 소자 탑재부로서, 상기 배선은 평면 보기에 있어서 소정의 간격을 두고 대향 배치된 2개의 영역을 포함하는, 상기 발광 소자 탑재부와, 상기 기판을 관통하며 각기 상기 2개의 영역 상에 제공되는 제 1 및 제 2 관통 배선들로서, 상기 제 1 및 제 2 관통 배선들 각각은 상기 발광 소자 탑재부와 전기적으로 접속되는 일단 및 상기 기판의 다른쪽 면으로부터 노출되는 타단을 포함하는, 상기 제 1 및 제 2 관통 배선들을 포함하는, 상기 발광 소자 탑재용 패키지가 제공된다. 상기 제 1 및 제 2 관통 배선들 각각의 일부는 상기 제 1 및 제 2 관통 배선들 각각의 상기 일단의 평면 형상보다 큰 평면 형상을 가진 극대부를 포함한다.
본 발명의 목적 및 이점들은 특히 청구항들에 명시된 요소들 및 그 조합들의 수단에 의해 구현 및 획득된다.
전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 예시적이고 설명적인 것이며, 본 발명을 한정하는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 발광 소자 탑재용 패키지의 평면도.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 A 부분을 예시하는 확대도들.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 예에 따른 극대부를 설명하기 위한 개략도들.
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 발광 소자 패키지를 예시하는 단면도.
도 5a 및 도 5b는 제 1 실시형태의 발광 소자 탑재용 패키지의 제조 공정을 예시하는 개략도들(파트 1).
도 6a 내지 도 6d는 제 1 실시형태의 발광 소자 탑재용 패키지의 제조 공정을 예시하는 개략도들(파트 2).
도 7a 내지 도 7c는 제 1 실시형태의 발광 소자 탑재용 패키지의 제조 공정을 예시하는 개략도들(파트 3).
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 발광 소자 탑재용 패키지를 예시하는 단면도.
도 9는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 발광 소자 탑재용 패키지를 예시하는 평면도.
도 10a 및 도 10b는 도 9의 D 부분을 예시하는 확대도들.
도 11은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 발광 소자 패키지를 예시하는 단면도.
도 12a 내지 도 12c는 제 3 실시형태의 발광 소자 탑재용 패키지의 제조 공정을 예시하는 개략도들.
도 13은 제 3 실시형태의 제 1 변형예에 따른 발광 소자 탑재용 패키지를 예시하는 단면도.
도 14는 제 3 실시형태의 제 1 변형예에 따른 발광 소자 패키지를 예시하는 단면도.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 발광 소자 탑재용 패키지를 예시하는 개략도들(파트 1).
도 16a 및 도 16b는 제 4 실시형태의 발광 소자 탑재용 패키지를 예시하는 개략도들(파트 2).
도 17은 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 발광 소자 탑재용 패키지의 일 예를 예시하는 단면도.
이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 실시형태들을 설명한다. 도면들 전반에 걸쳐, 동일한 구성요소들/부분들에는 동일 참조 부호가 부여되어 있다. 따라서, 동일 참조 부호들이 부여된 동일한 구성요소들/부분들의 상세한 설명들은 생략된다.
<제 1 실시형태>
<제 1 실시형태의 발광 소자 탑재용 패키지의 구조>
우선, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 발광 소자를 탑재하기 위한 패키지(이하, "발광 소자 탑재용 패키지"로 지칭됨)(1)의 구조에 대해 설명한다. 도 1은 제 1 실시형태의 발광 소자 탑재용 패키지(1)의 평면도이다. 도 2a 및 도 2b는 도 1의 A 부분(즉, 도 1에서 파선으로 둘러싸인 부분)을 예시하는 확대도들이다. 도 2a는 A 부분의 평면도이다. 도 2b는 도 2a의 B-B 선을 따라 취해진 단면도이다.
도 1, 2a 및 2b를 참조하면, 발광 소자 탑재용 패키지(1)는 예를 들어, 기판(10), 접착층(20), 배선(30)(배선들(31, 32) 및 버스라인(33)), 도금막(40)(도금막들(41-45)), 관통 배선(50)(관통 배선들(51, 52)), 및 절연층(60)을 포함한다. 대상물의 "평면 보기"는 기판(10)의 상부 또는 하부 표면에 법선인 방향으로부터 대상물을 보는 것을 지칭한다. 대상물의 "평면 형상"은 기판(10)의 상부 또는 하부 표면에 법선인 방향으로부터 보여지는 대상물의 형상을 지칭한다.
도 2a 및 2b에서 이점 쇄선으로 예시된 영역(C)은 이점 쇄선을 따라 발광 소자 탑재용 패키지(1)를 절단하는 것에 의해 획득되는 발광 소자 탑재용 패키지(1)의 단일의 개별화된 유닛의 영역(이하, "개별 패키지 영역(C)"으로 지칭됨)에 해당한다. 즉, 발광 소자 탑재용 패키지(1)는 복수의 개별 패키지 영역(C)들을 포함하고, 각 개별 패키지 영역(C)은 단일의 발광 소자가 탑재되도록 구성된다. 도 1의 발광 소자 탑재용 패키지(1)는 60개의 개별 패키지 영역(C)들을 포함하지만, 발광 소자 탑재용 패키지(1)에 포함되는 개별 패키지 영역(C)들의 개수는 60개의 개별 패키지 영역(C)들로 한정되지 않는다.
예를 들어, 가요성을 가진 절연 수지 필름이 발광 소자 탑재용 패키지(1)의 기판(10)으로서 사용될 수 있다. 절연 수지 필름은 예를 들어, 폴리이미드계 수지제의 필름(폴리이미드 테이프), 에폭시계 수지제의 필름, 또는 폴리에스테르계 수지제의 필름일 수 있다. 그러나, 기판(10)은 가용성을 가진 절연 수지 필름으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 규격 FR4(Flame Retardant 4) 유리 에폭시 수지가 기판(10)으로서 사용될 수도 있다. 기판(10)의 두께는 예를 들어 대략 12㎛ ~ 75㎛가 될 수 있다.
접착층(20)은 기판(10)의 한쪽 면에 접착된다. 배선(31), 배선(32), 및 버스 라인(33)은 접착층(20)이 개재된 기판(10)에 접착되어 있다. 예를 들어, 에폭시계 접착제 또는 폴리이미드계 접착제와 같은 절연성 수지제의 내열성 접착제를 사용하여 접착층(20)을 형성할 수 있다. 접착층(20)의 두께는 예를 들어, 대략 8㎛ ~ 18㎛가 될 수 있다.
기판(10)의 양 단부에는 복수의 스프로킷 홀(10x)들이 형성되어 있다(예를 들어, 도 1 참조). 스프로킷 홀(10x)들은 소정 방향으로 대략 일정 간격이며 연속적으로 배열되어 있다. 스프로킷 홀(10x)들은, 발광 소자들을 실장하기 위하여 발광 소자 탑재용 패키지(1)가 실장 장치에 결합된 경우, 모터 등에 의해 구동되는 스프로킷의 핀과 맞물려서 발광 소자 탑재용 패키지(1)를 피치 이송하기 위한 관통 구멍들로서 사용된다.
기판(10)의 폭(스프로킷 홀(10x)들이 배열된 방향에 수직인 방향)은 발광 소자 탑재용 패키지(1)가 장착되는 실장 장치에 따라 결정된다. 기판(10)의 폭은 예를 들어, 대략 40mm ~ 90mm가 될 수 있다. 한편, 기판(10)의 길이(스프로킷 홀(10x)들이 배열되는 방향)는 임의로 결정될 수 있다.
도 1의 발광 소자 탑재용 패키지(1)는 10 열의 개별 패키지 영역(C)들을 포함한다. 그러나, 기판(10)으로서 가요성을 갖는 절연 수지 필름을 사용한 경우에는, 기판(10)의 길이를 증가시키는 것에 의해 발광 소자 탑재용 패키지(1)가 보다 많은 열의 개별 패키지 영역(C)들(예컨대, 대략 100 열)을 포함할 수도 있고 발광 소자 탑재용 패키지(1)를 테이프 형상으로 형성할 수도 있다. 이 경우, 발광 소자 탑재용 패키지(1)는 릴(reel)에 감긴 상태로 출하될 수도 있다.
기판(10)의 양 단부에 배열된 스프로킷 홀(10x)들의 사이에는, 표면이 도금막(40)(45)으로 덮인 버스 라인(45)이 배치되어 있다. 버스 라인(45)은 발광 소자 탑재용 패키지(1)에서 종횡으로 배열된 개별 패키지 영역(C)들의 전체를 둘러싼다. 버스 라인(33)은 전해 도금법에 의해 배선들(31, 32)에 도금막(40)(41, 42)을 형성할 때의 급전용으로 사용된다. 발광 소자 탑재용 패키지(1) 내의 발광 소자 탑재부를 구성하는 배선들(31, 32)은 버스 라인(33)과 전기적으로 접속되어 있다. 버스 라인(33)을 사용하여 배선(30)에 도금막(40)을 형성하는 방법에 대해 이하 상세히 설명한다.
각 개별 패키지 영역(C)들에 있어서, 접착층(20)이 개재된 기판(10)의 한쪽 면에는 배선들(31, 32)이 제공되어 있다. 배선(31)은 기판(10) 및 접착층(20)을 관통하는 관통 배선(51)의 일단과 전기적으로 접속되어 있다. 배선(32)은 기판(10) 및 접착층(20)을 관통하는 관통 배선(52)의 일단과 전기적으로 접속되어 있다.
관통 배선(51)의 타단 및 관통 배선(52)의 타단은 예를 들어, 각기 기판(10)의 다른쪽 면과 대략 동일 평면이 되도록 할 수 있다. 2개의 관통 배선(51)이 배선(31)과 접속되고, 2개의 관통 배선(52)이 배선(32)과 접속된다.
방열성의 관점에서는, 복수의 관통 배선(51)과 관통 배선(52) 양쪽 모두가 기판(10)에 제공되는 것이 바람직하다. 그럼에도 불구하고, 관통 배선(51) 및 관통 배선(52) 각각 중의 하나가 제공될 수도 있다. 배선(31) 및 배선(32) 각각 중의 적어도 하나는 기판(10)에 제공되기 위한 것이다. 단, 발광 소자 탑재용 패키지(1)가 절단되어 각각의 개별 패키지 영역(C)들이 소정의 평면에 배열된 이후의 패키지의 밸런스를 달성하는 관점에서는, 배선들(31, 32) 각각과 대응하는 2개 이상의 관통 배선들(51, 52)을 제공하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 개별 패키지 영역(C)의 평면 형상이 사각형인 경우, 개별 패키지 영역(C)의 각 모서리부에 관통 배선들(접속 단자들)(51, 52) 중의 하나를 제공하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 금속 기판에 패키지(예컨대, 발광 소자 탑재용 패키지 또는 발광 소자 패키지)를 탑재하는 경우, 개별 패키지 영역(C)의 모서리부들에 관통 배선들(51, 52)을 제공하는 것에 의해, 패키지가 기울어진 위치로 탑재되는 것을 방지할 수 있다.
편의를 위해, 상이한 참조 부호들이 사용되어 관통 배선(51)과 관통 배선(52)을 구별하고 있다. 그러나, 관통 배선(51)과 관통 배선(52)은 동일한 공정으로 형성되며, 동일한 재료가 사용되어 관통 배선(51)과 관통 배선(52)을 형성함에 유의한다. 관통 배선(51)과 관통 배선(52)을 구별할 필요가 없는 경우, 관통 배선(51)과 관통 배선(52)는 "관통 배선(50)"으로 총괄적으로 지칭될 수 있다. 또한, 관통 배선들(51, 52)의 노출된 부분들은 "접속 단자들"로 지칭될 수도 있다. 예를 들어, 관통 배선(50)의 재료로서는 구리(Cu)가 사용될 수 있다.
관통 배선(50)의 일단(즉, 배선(30)과 접촉하는 관통 배선(50)의 단부)의 평면 형상은 예를 들어, 원형일 수 있다. 이 경우, 관통 배선(50)의 일단의 평면 형상의 직경은 예를 들어, 대략 0.5mm ~ 1 mm가 될 수 있다. 그러나, 관통 배선(50)은 전기적 접속뿐만 아니라 방열에도 기여하기 때문에, 관통 배선(50)의 일단의 평면 형상의 직경은 예를 들어, 방열을 향상시킬 경우에는, 1 mm 보다 크게 될 수도 있다. 다르게는, 관통 배선(50)의 일단의 평면 형상은 예를 들어, 사각형이나 타원형일 수 있다. 관통 배선(50)의 일단의 평면 형상을 사각형으로 형성하는 것에 의해, 배선(30)과 접촉하기 위한 큰 면적이 얻어질 수 있다. 이에 따라, 방열이 더욱 향상될 수 있다(후술의, 제 4 및 제 5 실시형태 참조).
또한, 기판(10)에 매설되어 있는 관통 배선(50)의 부분은 관통 배선(50)의 일단의 평면 형상보다 큰 평면 형상을 갖는 극대부(maximum part)(M)를 포함한다. 예를 들어, 극대부(M)는 단면 보기에 있어서 관통 배선(50)의 양 측면들을 원호 형상으로 형성하는 것에 의해 형성될 수 있다. 즉, 기판(10)의 두께 방향에 있어서 관통 배선(50)의 일부(예컨대, 기판(10)의 두께 방향에서 관통 배선(50)의 중앙부)가 수평 방향으로 팽창될 수 있으며, 이에 따라 관통 배선(50)들의 측면들은 원호 형상 단면을 형성하게 된다.
그러나, 관통 배선(50)의 팽창된 부분의 단면은 관통 배선(50)의 양 측면들이 원호 형상을 갖는 형상으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 3a에 도시된 바와 같이, 단면 보기에 있어서 V자 형상(즉, 대략 육각형의 단면을 갖는 극대부(M))으로 관통 배선(50)의 양 측면들을 형성하는 것에 의해 극대부(M)가 형성될 수도 있다. 즉, 기판(10)의 두께 방향에서 관통 배선(50)의 일부는 수평 방향으로 팽창될 수 있으며, 이에 따라 관통 배선(50)의 측면들은 대략 V자 형상을 형성하게 된다. 다르게는, 관통 배선(50)의 양 측면들을 단면 보기에 있어서 보다 복잡한 형상으로 형성하는 것에 의해 극대부(M)가 형성될 수도 있다.
관통 배선(50)의 일부가 관통 배선(50)의 일단의 평면 형상보다 큰 평면 형상을 갖는 극대부(M)를 포함하기 때문에, 배선(30) 및 관통 배선(50)의 "뽑힘(unsheathing)"이 방지될 수 있다.
배선(31) 및 배선(32)은 개별 패키지 영역(C)의 거의 전체(일부 영역 제외)에 제공되는 절연층(60)으로 덮여 있다. 배선(31)의 일부 및 배선(32)의 일부는 절연층(60)으로부터 노출되어 있다. 배선들(31, 32)의 일부들이 노출되는 절연층(60)의 영역들에는 도금막들(41, 42, 43, 및 44)이 형성되어 있다.
절연층(60)은 인접하는 개별 패키지 영역(C)들의 경계 부분에 있는 접착층(20)의 표면을 노출시키도록 제공되는 것이 바람직하다. 인접하는 개별 패키지 영역(C)들 사이의 경계 부분을 노출시키는 절연층(60)을 제공하는 것에 의해, 발광 소자 탑재용 패키지(1)를 각각의 개별 패키지 영역(C)들로 절단할 경우에 절연층(60)의 림 부분(rim part)이 떨어져 나가거나 탈락하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 절연층(60)의 표면적이 감소하는 것을 방지할 수 있으며, 절연층(60)의 반사율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이 경우, 발광 소자 탑재용 패키지(1)를 각각의 개별 패키지 영역(C)들로 절단하는 경우에 절연층(60)의 림 부분이 기판(10)의 림 부분에 대해 더욱 안쪽으로 (후퇴적으로) 위치된다.
절연층(60)에서 떨어져 나감(chipping) 등이 발생하지 않는 경우, 절연층(60)은 인접하는 개별 패키지 영역(C)들 사이의 경계 부분에 있는 접착층(20)의 표면을 포함하는 접착층(20)의 전체 표면에 제공될 수 있다. 이 경우, 절연층(60)의 측면, 기판(10)의 측면, 및 접착층(20)의 측면은 서로 대략 동일한 평면이 된다.
편의를 위해, 상이한 참조 부호들이 사용되어 각각의 배선(31), 배선(32), 및 버스 라인(33)을 나타내고 있다. 그러나, 배선(31), 배선(32), 및 버스 라인(33)은 동일 공정으로 형성되며, 동일한 재료가 사용되어 배선(31), 배선(32), 및 버스 라인(33)을 형성함에 유의한다. 또한, 배선(31), 배선(32), 및 버스 라인(33)을 구별할 필요가 없을 경우에는, 배선(31), 배선(32), 버스 라인(33)이 "배선(30)"으로 총괄적으로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 배선(30)의 재료로서는 구리(Cu)가 사용될 수 있다. 배선(30)의 두께는 예를 들어, 대략 12㎛ ~ 35㎛가 될 수 있다.
마찬가지로, 편의를 위하여, 상이한 참조 부호들이 사용되어 각각의 도금막들(41 내지 45)을 나타내고 있다. 그러나, 도금막들(41 내지 45)은 동일 공정에서 형성되며, 동일한 재료가 사용되어 도금막들(41 내지 45)을 형성함에 유의한다. 또한, 도금막들(41-45) 간을 구별할 필요가 없을 경우에는, 도금막들(41 내지 45)이 "도금막(40)"으로 총괄적으로 지칭될 수 있다.
도금막(40)은 니켈(또는 니켈 합금) 및 금(또는 금 합금)을 포함하는 Ni/Au 막, 니켈(또는 니켈 합금), 팔라듐(또는 팔라듐 합금), 및 금(또는 금 합금)을 포함하는 Ni/Pd/Au 막, 또는 니켈(또는 니켈 합금), 팔라듐(또는 팔라듐 합금), 은(또는 은 합금), 및 금(또는 금 합금)을 포함하는 Ni/Pd/Ag/Au 막일 수 있다. 다르게는, 도금막은 예를 들어, 은(또는 은 합금)을 포함하는 Ag 막, 니켈(또는 니켈 합금) 및 은(또는 은 합금)을 포함하는 Ni/Ag 막, 니켈(또는 니켈 합금), 팔라듐(또는 팔라듐 합금), 및 은(또는 은 합금)을 포함하는 Ni/Pd/Ag 막일 수 있다. "AA/BB 막"은 AA 막과 BB 막이 대상 물체에 이 순서로 적층되어 있는 것을 나타냄에 유의한다. 동일한 것이 3개 이상 층의 막으로 이루어진 층 구조에 대해 적용된다.
도금막(40)을 형성하는 재료들 중, Au 막(또는 Au 합금 막) 및 Ag 막(또는 Ag 합금 막)의 두께는 각기 0.1㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 도금막(40)을 형성하는 재료들 중, Pd 막(또는 Pd 합금 막)의 두께는 0.005㎛로 하는 것이 바람직하다. 도금막(40)을 형성하는 재료들 중, Ni 막(또는 Ni 합금 막)의 두께는 0.5㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 일반적으로는, 도금막(40)과 마찬가지의 도금막이 관통 배선(50)의 타단에도 제공됨에 유의한다.
절연층(60)은, 패키지 세그먼트 영역(C)에 탑재되는 발광 소자로부터 조사되는 광의 반사율을 증가시키고 또한 발광 소자로부터 방사되는 열의 방열을 증가시키기 위해서 제공된다. 예를 들어, 절연층(60)의 재료로는 예를 들어, 산화티타늄(TiO2) 또는 황산바륨(BaSO4)의 필러나 안료를 포함하는 실리콘계 수지(예컨대, 에폭시계 수지, 오르가노폴리실록산)일 수 있다. 다르게는, 절연층(60)의 재료는 절연층(60)에 사용되는 전술한 재료들을 포함하는 백색 잉크일 수도 있다.
평면 보기에 있어서, 배선(31)과 배선(32)은 소정의 간격을 두고서 대향 배치된 2개의 영역을 구성한다. 이들 2개의 영역은 발광 소자 탑재부를 구성한다. 환언하면, 각 패키지 세그먼트 영역(C)에 있어서 발광 소자 탑재부는 기판(10)의 대략 전체 표면에 플레인(편평한 플레인)으로서 제공되는 금속층을 포함한다. 금속층에 소정의 슬릿(간극)을 형성하는 것에 의해, 서로 대향하는 2개의 영역(배선(31) 및 배선(32))은 서로 분리되어 있다. 상기 소정의 간극(슬릿)은 발광 소자의 한쪽 전극과 다른쪽 전극 사이의 간극에 대응하는 폭을 갖는다.
발광 소자 탑재부의 림(rim)은 기판(10)의 림에 대해 더욱 안쪽으로 (후퇴하여) 제공되어 있다. 따라서, 발광 소자 탑재용 패키지가 개별 패키지 세그먼트 영역(C)들로 절단될 경우에, 발광 소자 탑재부(배선(31), 배선(32))의 측면은 노출되지 않으며, 이에 따라 발광 소자 탑재용 패키지(1)가 사용될 시에 단락(short-circuiting) 등이 발생하는 것이 방지된다.
발광 소자는 발광 소자 탑재부에 탑재된다. 이에 따라, 발광 소자 탑재부의 일부에 형성된 도금막들(41, 42) 중의 한쪽이 발광 소자의 한쪽 전극과 접속되고, 도금막들(41, 42) 중의 다른쪽이 발광 소자의 다른쪽 전극과 접속된다. 즉, 배선(31)의 도금막(41)이 형성되어 있는 부분과 배선(32)의 도금막(42)이 형성되어 있는 부분은 소정의 간격을 두고 서로 대향 배치되어 있다. 도금막(41)은 발광 소자의 한쪽 전극에 접속되는 접속부가 되고, 도금막(42)은 발광 소자의 다른쪽 전극에 접속되는 접속부가 된다. 발광 소자 탑재부의 역할을 하는 배선(31)은 배선(31)의 바로 아래에 제공된 관통 배선(51)과 접속되어 있다. 발광 소자 탑재부의 역할을 하는 배선(32)은 배선(32)의 바로 아래에 제공된 관통 배선(52)과 접속되어 있다. 이에 따라, 발광 소자가 발하는 열을 관통 배선들(51, 52)을 통해 효율적으로 방열할 수 있다.
또한, 배선(31)의 도금막(41)이 형성되어 있는 부분과 배선(32)의 도금막(42)이 형성되어 있는 부분은 소정의 간격을 두고 서로 대향 배치되어 있다. 이에 따라, 도금막들(41 및 42) 상에 보호 부품이 탑재될 수 있다. 도금막들(41 및 42) 중 어느 한쪽은 보호 부품의 한쪽 전극과 접속되고, 도금막들(41 및 42) 중 다른쪽은 보호 부품의 다른쪽 전극과 접속된다. 즉, 도금막(41)은 보호 부품의 한쪽 전극과 접속되는 접속부가 되고, 도금막(42)은 보호 부품의 다른쪽 전극과 접속되는 접속부가 된다. 단, 보호 부품의 탑재가 필수적인 것은 아니다. 즉, 부호 부품은 필요에 따라서 탑재할 수 있다.
보호 부품으로는 제너 다이오드가 탑재될 수 있다. 도금막(41) 및 도금막(42) 중 전위가 높은 쪽(발광 소자의 양극측)을 애노드측으로 가정하고, 도금막(41) 및 도금막(42) 중 전위가 낮은 쪽(발광 소자의 음극측)을 캐소드측으로 가정한다. 도금막(41)과 도금막(42)의 사이에 제너 다이오드를 탑재하는 것에 의해, 도금막(41)과 도금막(42) 사이의 전압이 소정 전압(제너 전압) 이상으로 되는 것을 방지할 수 있다. 이것에 의해, 탑재되는 발광 소자를 보호할 수 있다.
또한, 배선(31)과 배선(32)이 서로 소정의 간격을 두고 대향하는 영역에 있어서, 평면 보기에서, 배선(31)의 일부는 볼록부로 형성되어 있고, 배선(32)의 일부는 오목부로 형성되어 있다. 이에 따라, 배선(31)의 볼록부는 배선(32)의 오목부에 수용될 수 있다. 따라서, 배선(31)의 볼록부와 배선(32)의 오목부가, 발광 다이오드의 한쪽 전극과의 접속부 및 다른쪽 전극과의 접속부로서 사용된다. 또한, 배선(31)과 배선(32)이 서로 소정의 간격을 두고 직선적으로 대향하는 영역(즉, 배선(31)의 볼록부와 배선(32)의 오목부 이외의 배선들(31, 32)의 부분)이 보호 부품의 전극들과 접속되는 접속부로서 사용된다. 도 2a에 나타내는 예에서는, 평면 보기에 있어서 배선(31)과 배선(32)이 서로 소정의 간격을 두고 대향하는 영역의 대략 중앙에 배선(31)의 볼록부와 배선(32)의 오목부가 제공되어 있다. 또한, 배선들(31, 32)의 하측에는 보호 부품의 전극들과 접속되는 접속부가 위치되어 있다. 단, 배선들(31, 32)의 볼록부, 오목부, 및 접속부의 배열은 도 2a에 나타낸 배열로 한정되지 않는다.
배선들(31, 32)을 전술한 바와 같은 패턴으로 형성한 이유는, 보호 부품을 탑재하는 부분을 발광 소자를 탑재하는 부분으로부터 가능한 한 멀리 떼어놓기 위해서이다. 보호 부품을 발광 소자의 근방에 탑재하는 경우, 발광 소자가 발광한 광의 일부가 보호 부품에 가로막혀 발광 소자의 조도가 저하될 수 있다. 도 2a 및 2b에 나타낸 패턴으로 배선들(31, 32)을 배열하는 것에 의해, 보호 부품은 발광 소자로부터 가능한 한 먼 곳에 탑재될 수 있으며, 보호 부품이 발광 소자의 바로 옆에 탑재되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 발광 소자의 조도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 단, 배선(31) 및 배선(32)의 패턴은 전술한 패턴으로 한정되지 않는다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 발광 소자 패키지(100)를 예시한 단면도이다. 도 4를 참조하면, 발광 소자 패키지(100)는, 발광 다이오드 탑재용 패키지(1)를 각각의 개별 패키지 영역(C)들로 절단하고, 그 개별 패키지 영역(C)의 발광 소자 탑재부(배선(31) 및 배선(32))에 발광 소자(110)를 탑재하고, 밀봉 수지(120)로 발광 소자(110)를 밀봉하고, 또한 금속 기판(125)에 발광 소자(110)를 탑재(발광 소자 탑재용 패키지에 탑재)하는 것에 의해 얻어진다.
발광 다이오드(110)는 예를 들어, 일단측에 애노드 단자, 타단측에 캐소드 단자가 형성된 LED일 수 있다. 발광 다이오드(110)는 LED에 한정되지 않는다. 예를 들어, 발광 소자로서는 면 발광형 레이저가 사용될 수 있다. 예를 들어, 밀봉 수지(120)는 형광 재료를 포함하는 절연성 수지(예컨대, 에폭시계 수지, 실리콘계 수지)일 수 있다.
다음의 실시형태에서, 발광 소자(110)는 LED로 기술되고, 발광 소자 패키지(100)는 LED 패키지로 기술된다. 따라서, 발광 소자(110)는 "LED(110)"로 지칭될 수도 있고, 발광 소자 패키지(100)는 "LED 패키지(100)"로 지칭될 수도 있다.
발광 소자 탑재용 패키지(1)에 탑재되는 LED(110)의 치수는 평면 보기에 있어서, 예를 들어, 0.3 mm(길이) × 0.3 mm(폭), 1.0 mm(길이) × 1.0 mm(폭), 또는 1.5 mm(길이) × 1.5 mm(폭)일 수 있다.
LED(110)에는 범프(111) 및 범프(112)가 형성되어 있다. 범프(111)는 LED(110)의 한쪽 전극 단자가 되고, 범프(112)는 LED(110)의 다른족 전극 단자가 된다. 범프들(111, 112) 중 어느 한쪽이 애노드 단자이고 다른쪽이 캐소드 단자이다. 범프들(111, 112)은 예를 들어, 도금막들(41, 42) 상에 플립-칩 접합될 수 있다. 도금막들(41, 42) 간의 간격은 도금막들(41, 42)에 탑재되는 LED(110)의 범프(111)와 범프(112) 간의 간격(예를 들면, 60㎛)과 대응하도록 결정되어 있다.
LED 패키지(100)에 있어서, LED(110)가 탑재된 발광 소자 탑재용 패키지가 금속 기판(125) 상에 더 탑재되어 있다. 금속 기판(125)은, 방열부(방열판)로서 기능하는 금속판(130)과, 금속판(130)의 한쪽 면에 형성된 절연층(140)과, 절연층(140) 상에 형성된 배선층(150)과, 배선층(150) 중의 선택된 부분(들)을 피복하는 솔더 레지스트층(155)을 포함한다.
솔더 레지스트층(155)에는 개구부(155x) 및 개구부(155y)가 형성되어 있다. 개구부(155x) 및 개구부(155y) 각각으로부터 배선층(150)의 일부가 노출되어 있다. 이후, 개구부(155x)로부터 노출되는 배선층(150)의 부분은 "패드(150A)"로 지칭될 수 있으며, 개구부(155y)로부터 노출되는 배선층(150)의 부분은 "외부 접속용 패드(150B)"로 지칭될 수 있다.
금속판(130)의 재료로서는 예를 들면 열전도율이 좋은 구리(Cu)나 알루미늄(A1)이 사용될 수 있다. 금속판(130)의 두께는 예를 들어, 대략 100㎛ ~ 500㎛가 될 수 있다. 그러나, 방열이 필요한 경우에는, 금속판(130)이 대략 수 mm의 두께를 가질 수도 있다. 예를 들어, 절연층(140)의 재료로서는 에폭시계 수지나 실리콘계 수지와 같은 절연성 수지가 사용될 수 있다. 예를 들어, 배선층(150)의 재료로서는 구리(Cu)가 사용될 수 있다.
패드(150A)들 중의 한쪽은 솔더나 도전성 페이스트로 형성된 접합부(160)에 의해 기판(10)의 다른쪽 면으로부터 노출되는 관통 배선(150)의 부분(접속 단자)과 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 패드(150A)들 중의 한쪽은 관통 배선(51), 배선(31), 및 도금막(41)에 의해 범프(111)(즉, LED(110)의 한쪽의 전극 단자)에 전기적으로 접속되어 있다.
마찬가지로, 패드(150A)들 중의 다른쪽은 솔더나 도전판으로 형성된 접합부(160)에 의해서 관통 배선(52)의 일부(접속 단자)에 전기적으로 접속되어 있다. 즉, 패드(150A)들 중의 다른쪽은 관통 배선(52), 배선(32), 및 도금막(42)에 의하여 범프(112)(즉, LED(110)의 다른쪽의 전극 단자)에 전기적으로 접속되어 있다.
외부 접속용 패드(150B)는 예를 들어, 발광 소자 패키지(100)의 외부에 제공되는 전원이나 구동 회로에 접속된다. 따라서, LED(110)의 범프(111)와 범프(112) 사이에 소정의 전위차를 부여하는 것에 의해 LED(110)가 발광한다. 또한, LED(110)가 발광하는 경우에는 LED(110)로부터 열이 발생한다.
LED(110)로부터 발생된 열은, 도금막(41) 및 배선(31)을 통해서 관통 배선(51)에 전해진다. 또한, LED(110)로부터 발생된 열은, 패드(150A)의 한쪽 및 절연층(140)을 통해서 금속판(130)에 전해진다. 마찬가지로, LED(110)로부터 발생된 열은, 도금막(42) 및 배선(32)을 통해서 관통 배선(52)에 전해진다. 또한, LED(110)로부터 발생된 열은, 패드(150A)의 다른쪽 및 절연층(140)을 통해서 금속판(130)에 전해진다. 그리고, 금속판(130)에 전해진 열은 금속판(130)에 의해 방열된다.
이에 따라, 관통 배선들(51, 52)은, 발광 소자 탑재부에 탑재되는 LED(110)와 주로 방열에 기여하는 금속 기판(125) 사이의 전기적 접속 경로를 구성한다. 또한, 관통 배선들(51, 52)은, LED(110)로부터 발생되는 열을 금속 기판(125)의 금속판(130)에 전달하는 방열 경로를 구성하고 있다.
관통 배선들(51, 52)은 LED(110)의 근방(예를 들면, LED(110)의 바로 아래)에 배치되어 있기 때문에, LED(110)로부터 발생되는 열을 효율적으로 금속판(130)에 전달하여 금속판(130)으로부터 방열할 수 있다.
<제 1 실시형태의 발광 소자 탑재용 패키지의 제조 방법>
다음으로, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 발광 소자 탑재용 패키지의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 5a 내지 도 7c는 제 1 실시형태의 발광 소자 탑재용 패키지의 제조 공정을 예시하는 개략도들이다. 또한, 제 1 실시형태에 따른 발광 소자 탑재용 패키지의 제조 공정을 설명함에 있어서 사용되는 다음의 단면도들(도 5b-7c)은 도 2b에 단면도에 대응한다.
우선, 도 5a 및 도 5b에 예시된 공정(도 5a는 평면도, 도 5b는 단면도)에서는, 기판(10)이 마련된다. 기판(10)은 예를 들어, 테이프의 형태나 테이프의 릴 형태로 제공되는 폴리이미드 필름일 수 있다. 예를 들어, 기판(10)의 한쪽 면에 에폭시계 접착제를 도포하는 것에 의해, 기판(10) 상에 접착층(20)이 형성될 수 있다. 다르게는, 에폭시계 접착제를 도포하는 대신에 에폭시계 접착 필름을 라미네이팅(laminating)하는 것에 의해 접착층(20)이 형성될 수도 있다.
그리고, 한쪽 면에 접착층(20)이 형성된 기판(10)에, 기판(10) 및 접착층(20)을 관통하는 스프로킷 홀(10x) 및 관통 구멍들(50x)을 형성한다. 스프로킷 홀(10x)들은, 기판(10)의 횡단 방향(즉, 도 5a의 길이 방향)의 양단부에, 기판(10)의 길이 방향(즉, 도 5a의 수평 방향)을 따라 대략 일정 간격이며 연속적으로 배열된다. 관통 구멍들(50x)은 후술하는 공정에서 배선(30)이 형성되는 영역들에 대응하는 소정의 영역들(도 1에 나타내는 관통 배선(50)들에 대응하는 영역들)에 형성된다.
스프로킷 홀(10x) 및 관통 구멍(50x)들은, 예를 들어 펀치와 다이를 갖는 금형을 사용하는 프레스 가공 방식에 의해 형성될 수 있다. 이 경우에, 금형의 펀치와 다이 간의 클리어런스를 조정하는 것에 의해, 기판(10) 내의 관통 구멍(50x)의 부분이 극대부(M)의 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 금형의 펀치와 다이 간의 클리어런스를 조정하는 것에 의해, 관통 구멍(50x)의 일단의 평면 형상보다 큰 평면 형상을 갖는 극대부(M)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 기판(10)의 두께 방향에서 관통 구멍(50x)의 일부(예컨대, 기판(10)의 두께 방향에서 관통 배선(50)의 중앙부)가 수평 방향으로 팽창될 수 있으며, 이에 따라 관통 구멍(50x)의 측면들이 단면 보기에 있어서 원호 형상들을 가지게 된다.
이어서, 도 6a에 나타낸 공정에서, 접착층(20) 상에 금속층(30A)이 형성된다. 이어서, 소정의 온도로 가열해서 접착층(20)을 경화시킨다. 금속층(30A)은 예를 들면 접착층(20) 상에 구리박을 라미네이팅하는 것에 의해 형성될 수 있다. 금속층(30A)의 두께는 예를 들어, 대략 18㎛ ~ 35㎛가 될 수 있다. 또한, 금속층(30A)은 금속층(30A) 상에 후술하는 패터닝 공정을 수행하는 것에 의해 배선(30)으로 형성된다.
다음으로, 도 6b에 나타내는 공정에서는, 도 6a에 나타내는 구조체를 웨트 에칭용의 용액(예를 들면, 과산화수소계의 용액)에 함침시켜, 관통 구멍(50x) 내에 노출되는 금속층(30A)의 하면과, 금속층(30A)의 상면의 에칭을 행한다(소위 마이크로 에칭 공정). 이 에칭 처리를 수행하는 것에 의해, 금속층(30A)의 표면에 존재하는 방청제(antirust agent)를 제거할 수 있고, 또한 금속층(30A)의 표면의 두께가 약간만 감소할 수 있다(예를 들면, 대략 0.5㎛ ~ 1㎛). 그러나, 이 에칭 처리가 필수적인 것은 아니다. 즉, 이 에칭 처리는 필요에 따라 행해질 수 있다.
다음으로, 도 6c에 나타내는 공정에서는 금속층(30A)의 상면에 마스킹 테이프(500)를 부착한다. 마스킹 테이프(500)는, 후술하는 도 6d의 전해 도금법에 의해 관통 배선(50)을 형성할 때에, 금속층(30A)의 상면측에 도금막이 성장하지 않게 하기 위하여 금속층(30A)의 상면을 덮도록 사용된다.
다음으로, 도 6d에 나타내는 공정에서는, 금속층(30A)을 급전층으로 사용하는 전해 도금법에 의해 관통 배선(50)(관통 배선들(51 및 52))이 형성된다. 그 후에, 도 6c에 나타내는 마스킹 테이프(500)를 제거한다. 관통 배선(50)은, 관통 구멍(50x) 내에 노출되는 금속층(30A)의 하면에 도금 금속을 석출시켜서, 관통 구멍(50x) 내에 도금 금속을 충진하는 것에 의해 주상(columnar shape)으로 형성된다.
관통 배선(50)은, 일단(도 6d에서 상단)이 금속층(30A)과 전기적으로 접속되고, 타단(도 6d에서 하단)이 기판(10)의 다른쪽 면으로부터 노출되어 노출부를 이루도록 형성된다. 관통 배선(50)의 타단은 각 기판(10)의 다른쪽 면과 대략 동일 평면으로 할 수 있다. 관통 배선(50)의 재료로서는 예를 들면 구리(Cu)가 사용될 수 있다.
다음으로, 도 7a에 나타내는 공정에서는, 금속층(30A)을 패터닝하는 것에 의해, 배선들(31, 32)(발광 소자 탑재부) 및 버스 라인(33)을 포함하는 배선(30)을 형성한다. 구체적으로는, 예를 들면 금속층(30A) 상에 레지스트(도시하지 않음)를 도포하고, 배선(30)의 패턴에 대응하는 광에 노출시킨다. 이에 따라, 레지스트 상에는 배선(30)의 패턴이 현상된다. 그리고, 레지스트를 마스크로서 이용하여 금속층(30A)을 에칭하는 것에 의해 소정의 패턴을 가진 배선(30)을 형성(패터닝)한다. 그 후, 레지스트를 제거한다.
다음으로, 도 7b에 나타내는 공정에서는, 배선(31) 상의 소정의 부분 및 배선(32) 상의 소정의 부분에 절연층(60)을 형성한다. 배선들(31, 32)의 소정의 부분들은 후속 공정에서 도금막들(41, 42)이 형성되지 않는 배선들(31, 32)의 부분들이다. 백색계 재료(white color type material)를 이용하여 절연층(60)을 형성할 수 있다. 절연층(60)은 예를 들면 스크린 인쇄법을 사용하여 형성될 수 있다. 절연층(60)의 형성시에는, 배선(30) 전체를 덮도록 백색 잉크 등을 형성 후, 절연층(60) 상에서 블라스팅 처리나 레이저 가공법이 수행될 수 있다. 이것에 의해, 도금막들(41, 42)이 형성될 배선들(31, 32)의 부분들이 절연층(60)으로부터 노출된다.
다음으로, 도 7c에 나타내는 공정에서는, 버스 라인(33)을 급전층으로 사용하여 전해도금 공정을 수행한다. 이것에 의해, 배선들(31, 32)의 절연층(60)으로부터 노출되는 표면들에 도금막들(41, 42, 43 및 44)을 형성한다. 버스 라인(33) 상에는 도금막(45)이 형성된다. 도금막들(41, 42, 43, 44 및 45)의 재료 및 두께는 전술한 바와 같다.
다음으로, 도 7c에 나타내는 공정 후, 도 7c의 구조체를 개별 조각들로 절단하는 것에 의해, 도 1 내지 도 2b에 나타내는 발광 소자 탑재용 패키지(1)의 제조가 완료된다. 도 7c의 구조체는 기판(10)의 길이 방향에 수직인 방향으로 기판(10)의 소정 부분(들)을 절단하는 것에 의해 개별 조각들로 절단된다.
도 4에 나타내는 발광 소자 패키지(100)는 하술하는 바와 같이 제조될 수 있다. 예를 들어, 발광 소자 탑재용 패키지(1)를 실장 장치에 장착한다. 그 후에, 각 개별 패키지 영역(C)의 도금막들(41, 42) 상에 예를 들면 솔더 크림(solder cream)을 도포한다. 그리고, 각 개별 패키지 영역(C)의 도금막들(41, 42)의 솔더 크림 상에 각각 발광 소자(110)의 범프들(111, 112)을 배치한다. 솔더 크림을, 리플로우 로(reflow furnace)로 용융시킨 후에 경화시킨다.
그 후, 발광 소자 탑재용 패키지(1)의 상면을 봉지 수지(120)에 의해 밀봉한다. 그 후, 발광 소자 탑재용 패키지(1)의 개별 패키지 영역(C)들 사이의 경계 영역들을 절단하여 발광 소자 탑재용 패키지(1)를 개별 조각들로 절단한다. 다르게는, 각 개별 패키지 영역(C)의 부분을 먼저 절단함으로써, 각 개별 패키지 영역(C)에 대응하는 발광 소자 탑재용 패키지(1)의 각 조각이 밀봉 수지(120)에 의해 밀봉될 수 있도록, 발광 소자 탑재용 패키지(1)를 개별 조각들로 절단할 수 있다. 그 후, 발광 소자 탑재용 패키지(1)의 각 조각을 금속판(130), 절연층(140), 및 배선층(150)을 포함하는 금속 기판(125) 상에 탑재한다. 보다 구체적으로는, 관통 배선들(51, 52)의 각각의 노출부(접속 단자)를, 접합부(160)를 통해서 패드(150A)와 전기적으로 접속시킨다. 이것에 의해, 도 4에 나타내는 발광 소자 패키지(100)의 제조가 완료된다.
이에 따라, 전술한 발광 소자 탑재용 패키지(1)에 있어서, 기판(10)에 매설되어 있는 관통 배선(50)의 부분에 극대부(M)를 형성하는 것에 의해, 배선(30) 및 관통 배선(50)의 소위 "뽑힘"을 방지할 수 있다. 즉, 관통 배선(50)의 일단의 평면 형상보다 큰 평면 형상을 가진 극대부(M)로 인하여 이러한 뽑힘이 방지될 수 있다.
또한, 관통 배선들(51, 52)을 전기적 접속을 위한 경로로서 이용함과 함께, 발광 소자로부터 발생되는 열의 방열 경로들로서도 이용한다. 이것에 의해, 발광 소자로부터 발생되는 열을 방열부(금속판(130))에 전달하여 방열할 수 있다. 관통 배선들(51, 52)은 발광 소자(1)를 탑재하는 발광 소자 탑재부(배선들(31, 32))의 바로 아래에 배치되어 있기 때문에, 발광 소자로부터 발생되는 열을 효율적으로 방열부(금속판(130))에 전달하여 방열할 수 있다.
또한, 관통 배선들(51, 52)을 발광 소자 탑재부의 바로 아래에 배치하여 방열성을 향상시키고 있기 때문에, 종래에 비하여, 방열성을 향상시키기 위하여 배선(30)의 두께를 필요 이상으로 증가시킬 필요가 없다. 따라서, 배선(30)으로서 비교적 얇은 대략 12㎛ ~ 35㎛의 두께를 가진 구리박을 이용하는 것이 가능해진다. 또한, 배선(31)과 배선(32) 사이의 간격을 좁게(예를 들면, 60㎛) 할 수 있다.
또한, 종래의 발광 소자 패키지에서는, 발광 소자와 방열판의 열팽창 계수의 미스매치로 인하여, 발광 소자와 발광 소자 탑재부 사이의 접속 신뢰성을 저하시킬 우려가 있었다. 그러나, 발광 소자 패키지(100)에서는, 발광 다이오드(110)와 방열판으로서 기능하는 금속판(130) 사이에 유연성 수지 재료를 주성분으로 하는 기판(10)이 제공되어 있다. 따라서, 발광 소자(110)와 금속판(130)의 열팽창 계수의 미스매치가 완화된다. 이에 따라, 발광 소자(110)와 발광 소자 탑재부 사이의 접속 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
<제 2 실시형태>
다음의 본 발명의 제 2 실시형태에서는, 제 1 실시형태의 발광 소자 탑재용 패키지(1)의 구조와 다른 발광 소자 탑재용 패키지의 구조에 대하여 설명한다. 제 2 실시형태에 있어서, 제 1 실시형태의 참조 부호들과 동일한 참조 부호들로 나타낸 동일한 구성요소들/부분들에 대한 설명을 생략한다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 발광 소자 탑재용 패키지(1A)를 예시하는 단면도이다. 도 8은 도 2b에 대응하는 단면도이다. 발광 소자 탑재용 패키지(1A)의 평면도는 발광 소자 탑재용 패키지(1)와 실질적으로 동일하기 때문에, 발광 소자 탑재용 패키지(1A)의 평면도는 생략되어 있다.
도 8을 참조하면, 발광 소자 탑재용 패키지(1A)는, 관통 배선(50)(관통 배선들(51 및 52)을 포함함)이 관통 배선(50A)(관통 배선들(51A 및 52A)을 포함함)으로 대체된 점에서 발광 소자 탑재용 패키지(1)(도 2a 및 도 2b 참조)와 상이하다.
관통 배선(50A)의 타단에는 돌출부가 형성되어 있다. 돌출부는 기판(10)의 다른쪽 면으로부터 돌출하여 기판(10)의 다른쪽 면측의 관통 배선(50A)의 단부의 주위로 연장되어 있다. 예를 들어, 관통 배선(50A)의 돌출부는, 기판(10)의 다른쪽 면측의 관통 배선(50A)의 단부의 주위에 환상(예컨대, 원 환상, 사각 환상)을 형성하도록 연장될 수 있다. 즉, 관통 배선(50A)의 돌출부의 평면 형상은, 관통 배선(50A)의 타단의 평면 형상보다도 크게 되어 있다. 관통 배선(50A)의 돌출부의 기판(10)의 다른쪽 면으로부터 돌출하는 양(돌출량(T))은, 예를 들어, 대략 20㎛ ~ 50㎛가 될 수 있다. 관통 배선(50A)의 돌출부가 기판(10)의 다른쪽 면측의 관통 배선(50A) 단부의 주위로 연장되는 부분의 길이(폭(W))는 예를 들어, 대략 2㎛ ~ 10㎛가 될 수 있다.
돌출부를 형성하기 위해서는, 예를 들면 도 6d에 나타내는 공정과 유사하게, 금속층(30A)을 급전층으로 사용하는 전해 도금법을 수행할 수 있다. 계속해서 전해 도금법을 진행하는 것에 의해, 금속 재료가 관통 구멍(50x)를 충진하여 기판(10)의 다른쪽 면으로부터 돌출된다.
이 경우, 도금 공정을 수행하는 시간을 조정하는 것에 의해, 관통 배선(50A)의 타단을 기판(10)의 다른쪽 면으로부터 돌출시켜, 기판(10)의 다른쪽 면측의 관통 배선(50A) 단부의 주위로 연장시킬 수 있다.
따라서, 기판(10)의 다른쪽 면으로부터 돌출하여, 기판(10)의 다른쪽 면측의 단부의 주위로 연장되는 돌출부를 제공하는 것에 의해, 극대부(M)만이 관통 배선(50)에 형성되는 경우보다도 배선(30) 및 관통 배선(50)의 뽑힘을 더 방지할 수 있다.
<제 3 실시형태>
본 발명의 다음의 제 3 실시형태에서는, 발광 소자 탑재용 패키지의 구조에 대하여 설명한다. 또한, 제 3 실시형태에 있어서, 제 1 실시형태의 참조 부호들과 동일한 참조 부호들로 표시되는 동일한 구성요소들/부분들에 대한 설명은 생략한다. 도 9는 제 3 실시형태의 발광 소자 탑재용 패키지를 예시하는 평면도이다. 도 10a 및 도 10b는 도 9의 D 부분(도 9에서 파선으로 둘러싸인 부분)을 예시하는 확대도들이다. 도 10a는 D 부분의 평면도이다. 도 10b는 도 10a의 B-B선을 따르는 단면도이다. 또한, 편의상 도 10a에 있어서 금속 부재(80)를 도트 패턴으로 나타내고 있다.
도 9, 도 10a, 및 도 10b를 참조하면, 발광 소자 탑재용 패키지(1B)는, 절연층(60) 대신에 발광 소자 탑재용 패키지(1B)의 표면에 금속 부재(80)가 설치되어 있는 점에서 발광 소자 탑재용 패키지(1)(도 1 내지 도 2b 참조)와 주로 상이할 수 있다.
발광 소자 탑재용 패키지(1B)에 있어서, 배선(31)의 상면 및 측면을 덮도록 도금막(41)이 형성되어 있다. 또한, 배선(32)의 상면 및 측면을 덮도록 도금막(42)이 형성되어 있다. 또한, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 버스 라인(33)의 상면 및 측면을 덮도록 도금막(45)이 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 도금막들(43, 44)이 형성되어 있지 않다. 대신에, 제 1 실시형태에서 도금막들(43, 44)이 형성되어 있는 영역들에는, 도금막들(41, 42)이 형성되어 있다.
금속 부재(80)는 접착층(70)을 통해 도금막(40)(도금막들(41, 42 및 45))에 부착되어 있다. 접착층(70)의 재료로서는, 예를 들어 에폭시계 수지, 실리콘계 수지, 또는 폴리이미드계 수지와 같은 절연성 수지로 형성된 접착제를 이용할 수 있다. 필요에 따라 접착층(70)으로서 내열성을 갖는 절연성 접착제를 이용할 수도 있다. 접착층(70)의 두께는 예를 들어, 대략 8㎛ ~ 18㎛가 될 수 있다. 접착층(70)에 사용되는 접착제는 접착층(20)에 사용되는 접착제와 동일하거나 상이할 수 있다.
발광 소자 탑재용 패키지(1B)에 있어서, 개별 조각들로 절단될 복수의 개별 패키지 영역(C)이 기판(10) 상에 발광 소자 탑재용 패키지(1B)의 수직 방향 및 수평 방향으로 배열되어 있다. 금속 부재(80)는 복수의 반사판(81)들, 프레임부(82), 및 현수부(83)를 포함한다. 복수의 반사판(81)들은 발광 소자 탑재용 패키지(1B)의 수직 방향 및 수평 방향으로 소정 간격들로 배열되어 있다. 프레임부(82)는 발광 소자 탑재용 패키지(1B)의 수직 방향 및 수평 방향으로 소정의 간격들로 배열되는 복수의 반사판(81)들을 둘러싸도록 제공된다. 현수부(83)는 프레임부(82)와 프레임부(82)에 인접하는 반사판(81) 및 인접하는 반사판(81)들끼리를 연결하도록 제공된다. 반사판(81)은 각 개별 패키지 영역(C)의 발광 소자 탑재부 상에 1개씩 배치되어 있다. 반사판(81), 프레임부(82) 및 현수부(83)는 일체로 형성되어 있다.
또한, 본 실시형태의 현수부(83)들이 한 방향(본 실시예에서는, 도 9에서 수직 방향)으로만 제공되어 있지만, 현수부(83)들이 도 9에서의 수직 방향으로 제공될 수도 있고, 수직 및 수평 방향 모두로 제공될 수도 있다. 금속 부재(80)의 프레임부(82)에는 스프로킷 홀(10x)들과 동일하게 기능하는 스프로킷 홀(80x)이 제공되어 있다.
금속 부재(80)의 각 반사판(81)에는 도금막(41)의 일부 및 도금막(42)의 일부를 노출시키는 개구부(81x)가 형성되어 있다. 개구부(81x) 내에 노출되는 도금막들(41, 42)은 발광 소자(110)의 한쪽의 전극 또는 다른쪽의 전극과 접속되는 접속부들이다. 개구부(81)의 내벽면은 상측으로 갈수록 넓어지는 나팔 형상(trumpet-like shape)과 같이 형성되도록 경사져 있다. 개구부(81x) 내에 노출되는 도금막들(41, 42)에 발광 소자(110)가 실장되어 발광되는 경우, 개구부(81x)의 내벽면은 발광 소자(110)로부터 조사되는 광을 소정 방향으로 반사하는 기능을 갖는다.
도금막(40)의 상면에 대한 개구부(81x)의 내벽면의 경사 각도는, 요구하는 사양에 따라서 임의로 설정될 수 있다. 예를 들어, 개구부(81x)의 내벽면의 경사 각도는 대략 20도 ~ 50도가 될 수 있다. 그러나, 개구부(81x)의 내벽면의 단면은 직선 형상으로 한정되지 않으며, 곡선 형상이 될 수도 있다. 또한, 반사율을 향상시키는 관점에서는 개구부(81x)가 작은 평면 형상을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 개구부(81x)의 평면 형상은 대략 수 ㎜의 직경을 가진 원형이 될 수 있다. 그러나, 개구부(81x)의 평면 형상은 원형으로 한정되지 않으며, 타원형이나 사각형이 될 수도 있다.
금속 부재(80)의 두께는 예를 들어, 대략 0.5㎜가 될 수 있다. 금속 부재(80)의 재료로서는, 예를 들어, 구리, 알루미늄, 또는 그들의 합금들이 이용될 수 있다. 금속 부재(80)로서 전술한 재료를 사용함에 있어서, 금속 부재(80)는 금속 부재(80)의 표면을 연마(예컨대, 화학 연마)하여 광택이 증가되게 하는 것이 바람직하다. 이는, 발광 소자(110)가 실장되어 발광하는 경우에, 반사판(81)의 개구부(81x)의 내벽면에서의 반사율이 높아지기 때문이다.
또한, 금속 부재(80)의 표면에 도금 처리(예컨대, 금 도금, 은 도금)를 수행하는 것에 의해 금속 부재(80)의 광택을 향상시킬 수도 있다. 이 경우에, 발광 소자(110)의 발광 파장에 대해서 반사율이 높은 도금 재료를 선택하는 것이 바람직하다. 연마 처리나 도금 처리는 금속 부재(80)의 전체나 특정 부분(예컨대, 개구부(81x)의 내벽면의 부분만)에 대해 수행될 수 있다.
각 반사판(81)에는 개구부(81x) 이외에 다른 개구부가 또한 제공될 수 있음에 유의한다. 예를 들면 제 1 실시형태에서 도금막(43 및 44)이 형성되어 있던 영역 상에 다른 개구부가 제공될 수도 있다. 이것에 의해, 개구부 내에 노출되는 도금막들(41, 42) 상에 제너 다이오드와 같은 보호 부품을 탑재할 수 있다.
도 11은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 발광 소자 패키지(100B)를 예시하는 단면도이다. 도 11을 참조하면, 발광 소자 패키지(100B)는, 발광 다이오드 탑재용 패키지(1B)를 각각의 개별 패키지 영역(C)들로 절단하고, 개별 패키지 영역(C)의 발광 소자 탑재부(배선(31 및 32))에 발광 소자(110)를 탑재하고, 발광 소자(110)를 밀봉 수지(120)로 밀봉하고 또한 금속 기판(125) 상에 발광 소자(110)를 탑재(발광 소자 탑재용 패키지(1B)에 탑재)하는 것에 의해 획득된다. 밀봉 수지(120)는 반사판(81)의 개구부(81x) 내에 제공되어 있다.
본 실시형태에서는, 반사판(81)의 개구부(81x)의 내벽면을 경사면으로 하고 있기 때문에, 발광 소자(110)가 발광했을 때에, 발광 소자(110)가 조사하는 광을 소정 방향으로 효율적으로 반사시킬 수 있다(반사율의 향상).
<제 3 실시형태의 발광 소자 탑재용 패키지 제조 방법>
다음으로, 제 3 실시형태에 따른 발광 소자 탑재용 패키지의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 12a 내지 도 12c는 제 3 실시형태의 발광 소자 탑재용 패키지의 제조 공정을 예시하는 개략도들이다. 제 3 실시형태의 발광 소자 탑재용 패키지를 제조하는 공정을 기술하는데 사용되는 다음의 단면도들(도 12a 내지 도 12c)은 도 10b의 단면도에 대응한다.
우선, 제 1 실시형태의 도 5a 내지 도 7a에 나타낸 공정들이 수행된다. 그리고, 도 12a에 나타내는 공정에서는, 도 7c에 나타낸 공정과 마찬가지로, 도금막들(41, 42 및 45)을 형성한다. 그러나, 본 실시형태에서는 절연층(60)을 형성하지 않기 때문에, 배선(31)의 상면 및 측면을 덮도록 도금막(41)이 형성된다. 또한, 배선(32)의 상면 및 측면을 덮도록 도금막(42)이 형성된다.
다음으로, 도 12b에 나타내는 공정에서는, 도금막들(41, 42 및 45) 상의 소정 영역에 예를 들어, 에폭시계 접착제를 도포하여 접착층(70)을 형성한다. 다르게는, 에폭시계 접착제를 도포하는 대신에 에폭시계 접착 필름을 라미네이팅하여 접착층(70)을 형성할 수도 있다. 또한, 소정 영역들은 각 반사판(81)의 개구부(81x) 내에 노출되는 부분을 제외한 부분들이다.
다음으로, 도 12c에 나타내는 공정에서는, 미리 준비한 금속 부재(80)를 접착층(70)을 통해서 도금막들(41, 42 및 45) 상에 부착한다. 개구부(81x) 및 현수부(83)는 준비되어 있는 금속 부재(80)의 소정의 부분들에 이미 형성되어 있다. 개구부(81x) 및 현수부(83)를 포함하는 금속 부재(80)는, 예를 들어 금속판을 프레스 가공하거나 에칭하는 것에 의해 형성될 수 있다. 이 공정에서, 금속 부재(80)의 각 반사판(81)들이 대응하는 각 개별 패키지 영역(C)들 내에 위치되어 기판(10)의 수직 방향 및 수평 방향으로 배열된다. 또한, 각 반사판(81)의 개구부(81x) 내에는 발광 소자(110)가 탑재되는 부분들에 해당하는 도금막들(41, 42)이 노출된다.
그 후, 도 12c에 나타내는 공정을 수행한 이후에, 도 12c의 구조체의 소정 부분(들)을 개별 조각들로 절단하는 것에 의해, 도 9 내지 도 10b에 나타내는 발광 소자 탑재용 패키지(1B)의 제조가 완료된다. 또한, 도 12c의 구조체가 개별 조각들로 절단되는 때에 현수부(83)도 절단된다.
이에 따라, 발광 소자 탑재용 패키지(1B)의 표면에 반사판(81)을 포함하는 금속 부재(80)를 부착하는 것에 의해, 발광 소자 탑재용 패키지(1B)의 강성이 향상될 수 있다. 따라서, 발광 소자 탑재용 패키지(1B)의 휘어짐이 방지될 수 있으며, 발광 소자 탑재용 패키지(1B)의 제조 공정이나 출하 후에 있어서의 취급이 용이해진다.
제 1 실시형태서 기술된 바와 같이, 백색 잉크 등으로 절연층(60)을 형성할 경우에는, 반사율 향상을 위하여 절연층(60)을 어느 정도의 두께(대략 40㎛ ~ 50㎛)를 갖도록 하는 것이 바람직하다. 그러나, 이러한 두께는 복수 회의 인쇄 공정을 수행하는 것에 의해서만 얻어질 수 있고, 1회의 인쇄 공정을 수행하는 것만으로는 얻어질 수 없다. 한편, 본 실시형태에서는, 반사판(81)의 개구부(81x)의 경사진 내벽면으로 인하여, 경사진 내벽면에서 광을 효율적으로 반사할 수 있다. 이에 따라, 백색 잉크 등을 인쇄하는 공정을 생략할 수 있다. 따라서, 발광 소자 탑재용 패키지(1B)의 제조 공정을 간략화할 수 있다.
또한, 제 1 실시형태에 있어서, 발광 소자(110)를 밀봉 수지(120)로 밀봉하는 공정 동안에, 밀봉 수지(120)의 유출을 방지하기 위하여, 발광 소자 탑재용 패키지(1)의 각 개별 패키지 영역(C)의 절연층(60) 상에는 환상의 댐(ring-shaped dam)을 형성할 필요가 있을 수 있다. 그러나, 본 실시형태에서는, 반사판(81)의 개구부(81x)의 내벽면이, 발광 소자(110)를 밀봉 수지(120)로 밀봉하는 공정 동안에, 밀봉 수지(120)의 유출을 방지하기 위한 댐으로서 기능한다. 그러므로, 본 실시형태는 댐으로서 기능하는 구성요소가 필요하지 않다. 따라서, 발광 소자 탑재용 패키지(1B) 및 발광 다이오드 패키지(100B)의 제조 공정을 간략화할 수 있다.
또한, 발광 소자로부터 발생되는 열을 반사판(81)으로부터도 방열할 수 있기 때문에, 발광 소자 패키지(100B)의 방열성을 향상시킬 수 있다. 또한, 발광 소자 패키지(1B)의 방열성을 중시할 경우에는, 반사판(81)을 위하여 열전도율이 높은 금속 재료(예컨대, 구리)를 사용하는 것이 바람직하다. 발광 소자 패키지(100B)의 경량화를 중시할 경우에는, 반사판(81)을 위하여 비중이 가벼운 금속 재료(예컨대, 알루미늄)를 사용하는 것이 바람직하다.
< 제 3 실시형태의 제 1 변형예>
제 3 실시형태의 제 1 변형예에서는, 제 3 실시형태의 반사판의 표면에 반사막을 제공한다. 또한, 제 3 실시형태의 제 1 변형예에 있어서, 제 3 실시형태의 참조 부호들과 동일한 참조 부호들로 나타낸 동일한 구성요소들/부분들에 대한 설명은 생략한다.
도 13은 제 3 실시형태의 제 1 변형예에 따른 발광 소자 탑재용 패키지(1C)를 예시하는 단면도이다. 도 13은 도 10b의 단면도에 대응한다. 도 14는 제 3 실시형태의 제 1 변형예에 따른 발광 소자 패키지(100C)를 예시하는 단면도이다. 도 14는 도 11의 단면도에 대응한다. 도 13의 발광 소자 탑재용 패키지(1C) 및 도 14의 발광 소자 패키지(100C)에 도시된 바와 같이, 반사판(81)의 상면 및 개구부(81x)의 내벽면에는 반사막(61)이 형성될 수 있다. 다르게는, 개구부(81x)의 내벽면에만 반사막(61)이 형성될 수도 있다.
반사막(61)의 재료는 산화티타늄(TiO2) 또는 황산바륨(BaSO4)의 필러나 안료를 포함하는 실리콘계 수지(예컨대, 에폭시계 수지, 오르가노폴리실록산)가 될 수 있다. 다르게는, 반사막(61)의 재료는 반사막(61)에 대해 사용되는 전술한 재료들을 포함하는 백색 잉크가 될 수도 있다.
예를 들어, 프레스 가공이나 에칭 처리 등에 의해 형성된 개구부(81x) 및 현수부(83)를 포함하는 금속 부재(80)에, 스크린 인쇄법을 사용하여 반사막(61)을 형성할 수 있다. 또한, 금속 부재(80)의 하면에 반사막(61)을 형성하고, 도금막(40) 상에 반사막(61)을 배치하고, 도금막(40)에 배치된 반사막(61)을 경화시키는 것에 의해, 접착층(70)을 이용하지 않고도 금속 부재(80)를 도금막(40) 상에 부착할 수 있다. 즉, 금속 부재(80)의 하면에 형성된 반사막(61)이 접착층(70)의 기능을 겸할 수도 있다.
또한, 금속 부재(80) 상에 반사막(61)을 형성하기 때문에, 제 1 실시형태의 절연층(60)에 비해서 반사막(61)은 얇아도 된다. 반사막(61)의 두께는 예를 들어, 대략 50㎛가 될 수 있다. 반사막(61)이 절연막(60)보다 얇을 수 있기 때문에, 반사막(61)을 형성하기 위해 인쇄 공정을 수행하는 횟수는 절연층(60)을 형성하기 위해 인쇄 공정을 수행하는 횟수에 비해 감소될 수 있다.
이에 따라, 반사판(81)의 상면 및 개구부(81x)의 내벽면(또는 개구부(81x)의 내벽면만)에 반사막(61)을 제공하는 것에 의해, 발광 소자(110)가 조사하는 광의 반사율을 더 높게 할 수 있다. 프레임부(82)의 상면에 반사막(61)을 형성할 필요는 없지만, 프레임부(82)를 마스킹하는 공정을 생략하기 위하여, 프레임부(82)의 상면에 반사막(61)을 형성할 수도 있다.
<제 4 실시형태>
본 발명의 다음의 제 4 실시형태에서는, 제 1 실시형태의 발광 소자 탑재용 패키지(1)의 구조와 다른 발광 소자 탑재용 패키지(1D)의 구조에 대하여 설명한다. 제 4 실시형태에 있어서, 제 1 실시형태의 참조 부호들과 동일한 참조 부호들로 나타낸 구성요소들/부분들에 대한 설명은 생략한다.
도 15a 내지 도 16b는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 발광 소자 탑재용 패키지(1D)를 예시하는 개략도들이다. 도 15a는 도 2에 나타내는 개별 패키지 영역(C)에 대응하는 부분을 나타내는 평면도이다. 도 15b는 도 15a의 D-D선을 따르는 단면도이다. 도 16a는 도 15a에 있어서 도금막(41 내지 44) 및 절연층(60)의 도시를 생략한 평면도이다. 도 16b는 도 15a의 발광 소자 탑재용 패키지(1D)에 발광 소자(110) 및 보호 부품(190)을 탑재한 발광 소자 패키지(100D)를 예시하는 평면도이다. 또한, 도 1 내지 도 2b와 마찬가지로, 도 1 내지 도 2b에서 생략되어 있는 부분들(예컨대, 버스 라인(33))은 도 15a 내지 도 16b에서 생략되어 있다.
도 15a 내지 도 16b를 참조하면, 발광 소자 탑재용 패키지(1D)는, 배선들(31, 32)이 배선들(31A, 32A)로 대체되고, 관통 배선들(51, 52)이 관통 배선들(51B, 52B)로 대체된 점에서, 제 1 실시형태의 발광 소자 탑재용 패키지(1)(도 2a 내지 도 2b 참조)와 상이하다. 또한, 보호 부품(190)의 전극과 접속되는 부분이 되는 도금막들(43, 44)의 위치가 제 1 실시형태의 것들과 상이하다는 점에서, 제 1 실시형태의 발광 소자 탑재용 패키지(1)(도 2a 내지 도 2b 참조)와 상이하다.
배선(31A)의 평면 형상은 대략 사각 형상이다. 배선(32A)의 평면 형상은 L자 형상이다. 평면 보기에 있어서, 배선(31A)의 배선(32A)측의 2개의 변은, 소정의 간격을 두고 배선(32A)의 역 L자의 내측의 2개의 변과 대향 배치되어 있다. 평면 보기에 있어서 배선(31A)과 배선(32A)을 합친 형상은 대략 사각 형상이다. 배선들(31A, 32A)에 형성된 도금막들(41, 42)의 위치는 도 2a 내지 도 2c에 나타낸 것들과 동일하다.
관통 배선들(51B, 52B)의 일단들(배선들(31A, 32A)과 접촉하는 부분들)의 평면 형상들은 대략 사각 형상으로 되어 있다. 즉, 관통 배선들(51B, 52B)은, 기판(10) 및 접착층(200)을 관통하는 대략 사각의 평면 형상들을 갖는 관통 구멍들을 형성하고, 관통 구멍들에 도금 금속(예컨대, 구리)을 충진하는 것에 의해 얻어진다.
극대부(M)는 각기 관통 배선(51B, 52B)의 기판(10)에 매설되어 있는 부분들에 포함되어 있다. 극대부(M)는 관통 배선(51B 및 52B)의 일단의 평면 형상보다 큰 평면 형상을 갖는다. 예를 들어, 극대부(M)는 단면 보기에 있어서, 관통 배선들(51B, 52B)의 양 측면들을 원호 형상으로 형성하는 것에 의해 형성될 수 있다. 즉, 기판(10)의 두께 방향에서 관통 배선(51B, 52B)의 일부(예컨대, 기판(10)의 두께 방향에서 관통 배선(51B, 52B)의 중앙부)가 수평 방향으로 팽창될 수 있으며, 이에 따라 관통 배선(51B, 52B)의 측면들이 원호 형상 단면을 형성하게 된다. 그러나, 관통 배선(51B, 52B)의 팽창된 부분의 단면은 다른 형상을 가질 수도 있으며, 관통 배선(51B, 52B)의 양 측면들이 원호 형상들을 갖는 형상으로 한정되지 않는다.
관통 배선들(51B, 52B)의 각각의 일단을 합친 면적(배선들(31A, 32A)과 접촉하는 관통 배선들(51B, 52B)의 부분의 총 면적)은, 발광 소자 탑재용 패키지(1D) 전체의 면적(도 15a의 E×F)의 60% 이상을 차지하도록 하는 것이 바람직하다. 이는, 관통 배선들(51B, 52B)의 일단의 면적 및 관통 배선들(51B, 52B)의 체적을 크게 하는 것에 의해 방열성을 상당히 향상시킬 수 있기 때문이다.
도금막(44)의 위치는 배선(32A)의 역 L자의 짧은 부분의 코너 근방으로 되고, 도금막(43)의 위치는 배선(31A)의 그것에 대향하는 부분으로 되어 있다. 도금막들(43, 44)의 위치는 제 1 실시형태의 발광 소자 탑재용 패키지(1)(도 2a 내지 도 2b 참조)와 상이하다. 그러나, 보호 부품(190)을 탑재하는 부분들을 발광 소자(110)를 탑재하는 부분들(도금막들(41, 42))로부터 멀리 떨어지게 해서 배치하는 양태는 제 1 실시형태와 동일하다. 보호 부품(190)을 탑재하는 부분들을 발광 소자(110)를 탑재하는 부분들로부터 가능한 한 먼 곳에 위치시킴으로써, 발광 소자(110)로부터 방출된 광을 반사층으로서 기능하는 절연층(60)에서 반사할 때에 지장을 주지 않게 된다. 이것에 의해, 발광 소자(110)의 조도의 저하를 억제 가능해진다. 단, 배선들(31A, 32A)의 패턴은 반드시 전술한 패턴으로 한정되지 않는다.
관통 배선들(51B, 52B)의 일단의 평면 형상들을 대략 사각 형상으로 함으로써, 관통 배선들(51B, 52B)의 일단의 평면 형상을 대략 원 형상으로 한 경우에 비해, 관통 배선들(51B, 52B)의 일단의 면적 및 관통 배선들(51B, 52B)의 체적을 크게 할 수 있다. 그 때문에, 발광 소자 탑재용 패키지(1D)의 방열성을 발광 소자 탑재용 패키지(1)에 비해 향상시킬 수 있다.
<제 5 실시형태>
도 17은 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 발광 소자 탑재용 패키지(1E)를 예시하는 단면도이다. 도 17은 도 15b의 단면도에 대응한다. 제 5 실시형태의 발광 소자 탑재용 패키지(1E)의 평면도는 도 15a에 나타낸 발광 소자 탑재용 패키지(1D)와 동일하기 때문에, 제 5 실시형태의 발광 소자 탑재용 패키지(1E)의 평면도는 생략되어 있다.
도 17을 참조하면, 발광 소자 탑재용 패키지(1E)는, 관통 배선들(51B, 52B)이 관통 배선들(51C, 52C)로 대체된 점에서 발광 소자 탑재용 패키지(1D)(도 15a 내지 15b 참조)와 상이하다. 도 8에 나타낸 관통 배선들(51A, 52A)과 마찬가지로, 관통 배선들(51C, 52C)의 타단에는 돌출부들이 형성되어 있다. 관통 배선들(51C, 52C)의 돌출부는 관통 배선들(51A, 52A)의 돌출부를 형성하는 것과 동일한 공정을 수행하는 것에 의해 형성될 수 있다.
따라서, 기판(10)의 다른쪽 면으로부터 돌출되어, 관통 구멍(50)들의 기판(10)의 다른쪽 면측의 단부의 주위로 연장되는 돌출부들로 관통 배선들(51C, 52C)의 타단부가 형성된다. 관통 배선들(51C, 52C)에 극대부(M)만이 형성된 경우에 비해, 배선들(31A, 32A) 및 관통 배선들(51C, 52C)의 뽑힘을 더욱 방지할 수 있다.
본원에 인용된 모든 예들 및 조건적 언어는 본 발명 및 본 발명자에 의해 당해 기술분야에 기여된 개념을 독자가 이해하는 것을 돕기 위한 정보전달적 목적으로 의도되며, 이러한 구체적으로 인용된 예들 및 조건들로 한정되지 않는 것으로 해석되어야 하며, 또한 상세한 설명 내의 이러한 예들의 구성은 본 발명의 우열을 나타내는 것이 아니다. 본 발명의 실시형태들을 상세히 설명하였지만, 본 발명의 사상 및 범주로부터 일탈되지 않는 범위 내의 다양한 변형, 대체, 및 변경이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.
예를 들면, 관통 배선들(51, 52)의 노출부나 관통 배선들(51A, 52A)의 돌출부, 관통 배선들(51B, 52B)의 노출부나 관통 배선들(51C, 52C)의 돌출부에, 예를 들면 니켈(Ni)이나 금(Au)을 함유하는 도금막을 형성해도 된다.
또한, 관통 배선들(51, 52)의 노출부나 관통 배선들(51A, 52A)의 돌출부에, OSP(Organic Solderability Preservative) 처리와 같은 산화 방지 처리를 수행할 수도 있다. 마찬가지로, 관통 배선들(51B, 52B)의 노출부나 관통 배선들(51C, 52C)의 돌출부에 대해서도 OSP(Organic Solderability Preservative) 처리와 같은 산화 방지 처리를 수행할 수도 있다.
또한, 각 발광 소자 탑재용 패키지에 발광 소자를 와이어 본딩에 의해 탑재하여 발광 소자 패키지로 해도 된다.
또한, 각 실시형태 및 그 변형예는 적절히 조합시킬 수 있다. 예를 들면, 발광 소자 탑재용 패키지들(1B 또는 1C)에 있어서, 발광 소자 탑재용 패키지(1A)와 마찬가지로, 관통 배선들(51 또는 52) 대신에 관통 배선들(51A 및 52A)을 설치해도 된다.
1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E : 발광 소자 탑재용 패키지
10 : 기판 10x, 80x : 스프로킷 홀
20, 70 : 접착층 30, 31, 32, 31A, 32A : 배선
30A : 금속층 33 : 버스 라인
40, 41, 42, 43, 44, 45 : 도금막
50, 50A, 51, 52, 51A, 52A, 51B, 52B, 51C, 52C : 관통 배선
50x : 관통 구멍 60 : 절연층
61 : 반사막 80 : 금속 부재
81 : 반사판 81x, 155x, 155y : 개구부
82 : 프레임부 83 : 현수부
100, 100A, 100B, 100C, 100D : 발광 소자 패키지
110 : 발광 소자 111, 112 : 범프
120 : 밀봉 수지 125 : 금속 기판
130 : 금속판 140 : 절연층
150 : 배선층 155 : 솔더 레지스트층
160 : 접합부 190 : 보호 부품
500 : 마스킹 테이프 C : 개별 패키지 영역

Claims (11)

  1. 발광 소자 탑재용 패키지로서,
    기판;
    상기 기판의 한쪽 면에 설치된 배선을 포함하는 발광 소자 탑재부로서, 상기 배선은 평면 보기에 있어서 소정의 간격을 두고 대향 배치된 2개의 영역을 포함하는, 상기 발광 소자 탑재부;
    상기 기판을 관통하며 각기 상기 2개의 영역 상에 제공되는 제 1 및 제 2 관통 배선들로서, 상기 제 1 및 제 2 관통 배선들 각각은 상기 발광 소자 탑재부와 전기적으로 접속되는 일단 및 상기 기판의 다른쪽 면으로부터 노출되는 타단을 포함하는, 상기 제 1 및 제 2 관통 배선들을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 관통 배선들 각각의 일부는 상기 제 1 및 제 2 관통 배선들 각각의 상기 일단의 평면 형상보다 큰 평면 형상을 가진 극대부(maximum part)를 포함하는,
    발광 소자 탑재용 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 2개의 영역은 상기 발광 소자의 전극들과 접속되는 접속부들을 포함하는, 발광 소자 탑재용 패키지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 관통 배선들이 그 내부에 제공되는 관통 구멍들을 더 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 관통 배선들 각각의 상기 타단은 돌출부를 포함하고,
    상기 돌출부는 상기 기판의 상기 다른쪽 면으로부터 돌출하여, 상기 제 1 및 제 2 관통 배선들 각각의 상기 타단의 주위로 연장되는, 발광 소자 탑재용 패키지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 돌출부는 환상(ring-like shape)인, 발광 소자 탑재용 패키지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 극대부들 각각은 팽창되어 있고, 이에 따라 상기 제 1 및 제 2 관통 배선들 각각의 측면은 원호 형상(arc-shaped)이 되며, 원형 단면을 형성하는, 발광 소자 탑재용 패키지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    평면 보기에 있어서, 상기 2개의 영역 중의 하나는 볼록부를 포함하고, 상기 2개의 영역 중의 다른 하나는 오목부를 포함하며,
    상기 볼록부는 상기 오목부에 수용되는, 발광 소자 탑재용 패키지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 소자 탑재부에 제공되는 반사판을 더 포함하고,
    상기 반사판은 상기 발광 소자의 전극과 접속될 접속부를 노출시키는 개구부를 포함하는, 발광 소자 탑재용 패키지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 상에는, 복수의 개별 패키지 영역들이 배열되고,
    상기 복수의 개별 패키지 영역들 각각은,
    상기 발광 소자 탑재부와,
    상기 제 1 및 제 2 관통 배선들과,
    상기 발광 소자 탑재부 상에 제공되는 반사판을 포함하고,
    상기 반사판은 상기 발광 소자의 전극과 접속될 접속부를 노출시키는 개구부를 포함하는, 발광 소자 탑재용 패키지.
  9. 제 8 항에 있어서,
    프레임부 및 복수의 현수부(hanging part)들을 더 포함하고,
    복수의 반사판들이 소정의 간격들로 배열되며 또한 상기 프레임부에 의해 둘러싸여 있고,
    상기 복수의 현수부들은 상기 프레임부와 상기 복수의 반사판들을 연결시키고 또한 상기 복수의 반사판들끼리를 연결시키며,
    상기 복수의 반사판들, 상기 복수의 현수부들, 및 상기 프레임부는 금속 재료에 의해 일체로 형성되어 있는, 발광 소자 탑재용 패키지.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 개구부의 내벽면에 형성된 반사막을 더 포함하는, 발광 소자 탑재용 패키지.
  11. 제 1 항에 기재된 패키지; 및
    상기 패키지에 탑재된 발광 소자를 포함하는,
    발광 소자 패키지.
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