KR20150059198A - 발광 소자 패키지, 백라이트 유닛, 조명 장치 및 발광 소자 패키지의 제작 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디스플레이 용도나 조명 용도로 사용할 수 있는 발광 소자 패키지, 백라이트 유닛, 조명 장치 및 발광 소자 패키지의 제작 방법에 관한 것으로서, 제 1 단자 및 제 2 단자가 설치되는 플립칩 형태의 발광 소자; 전극 분리 공간을 기준으로 일측에 제 1 전극 및 타측에 제 2 전극이 형성되는 기판; 상기 발광 소자의 상기 제 1 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 1 전극에 설치되는 제 1 도전성 본딩 부재; 상기 발광 소자의 상기 제 2 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 2 전극에 설치되는 제 2 도전성 본딩 부재; 상기 발광 소자에서 발생된 빛을 반사하는 반사컵부를 형성할 수 있도록 상기 기판에 몰딩 설치되고, 상기 전극 분리 공간에 충진되어 전극 분리부를 형성하는 반사 봉지재; 및 상기 반사컵부 및 상기 제 1 도전성 본딩 부재와 상기 제 2 도전성 본딩 부재 사이에 충진되는 충진물;을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 발광 소자 패키지, 백라이트 유닛, 조명 장치 및 발광 소자 패키지의 제작 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스플레이 용도나 조명 용도로 사용할 수 있는 발광 소자 패키지, 백라이트 유닛, 조명 장치 및 발광 소자 패키지의 제작 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 화합물 반도체(compound semiconductor)의 PN 다이오드 형성을 통해 발광원을 구성함으로써, 다양한 색의 광을 구현할 수 있는 일종의 반도체 소자를 말한다. 이러한 발광 소자는 수명이 길고, 소형화 및 경량화가 가능하며, 저전압 구동이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 이러한 LED는 충격 및 진동에 강하고, 예열시간과 복잡한 구동이 불필요하며, 다양한 형태로 기판이나 리드프레임에 실장한 후, 패키징할 수 있어서 여러 가지 용도로 모듈화하여 백라이트 유닛(backlight unit)이나 각종 조명 장치 등에 적용할 수 있다.
그러나, 종래의 발광 소자 패키지는 플립칩 형태의 발광 소자를 기판에 부착하는 경우, 일반적으로 고온의 환경에 장시간 노출되는 발광 소자 패키지의 특성상, 기판의 열팽창 계수와 봉지재의 열팽창 계수의 차이로 열적 스트레스로 인해 발광 소자에 크랙이 발생되거나, 본딩 부재가 파손되는 등의 문제점이 있었다.
또한, 종래의 발광 소자 패키지는 반사컵부에 충진되는 충진물이 발광 소자와 기판 사이의 공간에 충분히 충진되지 못하고, 기포를 형성하여 제품 성능을 크게 떨어뜨리는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 기판과 열팽창 계수의 차이가 상대적으로 작고, 반사컵부를 형성하는 동시에 전극 분리부를 형성할 수 있는 화이트 EMC 재질의 반사 봉지재를 기판에 몰딩하여 열적 스트레스를 최소화하고, 원심력을 이용하여 충진물의 기포 형성을 방지할 수 있으며, 발광 소자의 단자 구조를 개선하여 열적 스트레스로 인한 발광 소자나 본딩 부재의 파손이나 손상을 방지할 수 있게 하는 발광 소자 패키지, 백라이트 유닛, 조명 장치 및 발광 소자 패키지의 제작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 발광 소자 패키지는, 제 1 단자 및 제 2 단자가 설치되는 플립칩 형태의 발광 소자; 전극 분리 공간을 기준으로 일측에 제 1 전극 및 타측에 제 2 전극이 형성되는 기판; 상기 발광 소자의 상기 제 1 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 1 전극에 설치되는 제 1 도전성 본딩 부재; 상기 발광 소자의 상기 제 2 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 2 전극에 설치되는 제 2 도전성 본딩 부재; 상기 발광 소자에서 발생된 빛을 반사하는 반사컵부를 형성할 수 있도록 상기 기판에 몰딩 설치되고, 상기 전극 분리 공간에 충진되어 전극 분리부를 형성하는 반사 봉지재; 및 상기 반사컵부 및 상기 제 1 도전성 본딩 부재와 상기 제 2 도전성 본딩 부재 사이에 충진되는 충진물;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 반사 봉지재는, 상기 기판의 열팽창계수와의 차이가 80퍼센트 이내의 열팽창계수를 갖는 열경화성 수지인 화이트 EMC(Epoxy Molding Compound) 또는 SMC(Silicone Molding Compound)일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 제 1 도전성 본딩 부재는, 상기 발광 소자의 제 1 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 1 전극에 설치되고, 도팅 핀에 의해 도팅(dotting)될 수 있도록 액상의 용제와 혼합되어 도팅 점도를 갖는 제 1 솔더 크림(solder cream)이고, 상기 제 2 도전성 본딩 부재는, 상기 발광 소자의 제 2 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 2 전극에 설치되고, 도팅 핀에 의해 도팅(dotting)될 수 있도록 액상의 용제와 혼합되어 도팅 점도를 갖는 제 2 솔더 크림(solder cream)일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 전극 분리부는 그 높이가 상기 기판의 높이 보다 높은 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 충진물은, 적어도 실리콘, 투명 에폭시, 형광체 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 충진물은, 원심력에 의해서 상기 제 1 도전성 본딩 부재와 상기 제 2 도전성 본딩 부재 사이에 충진되는 것일 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 백라이트 유닛은, 제 1 단자 및 제 2 단자가 설치되는 플립칩 형태의 발광 소자; 전극 분리 공간을 기준으로 일측에 제 1 전극 및 타측에 제 2 전극이 형성되는 기판; 상기 발광 소자의 상기 제 1 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 1 전극에 설치되는 제 1 도전성 본딩 부재; 상기 발광 소자의 상기 제 2 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 2 전극에 설치되는 제 2 도전성 본딩 부재; 상기 발광 소자에서 발생된 빛을 반사하는 반사컵부를 형성할 수 있도록 상기 기판에 몰딩 설치되고, 상기 전극 분리 공간에 충진되어 전극 분리부를 형성하는 반사 봉지재; 상기 반사컵부 및 상기 제 1 도전성 본딩 부재와 상기 제 2 도전성 본딩 부재 사이에 충진되는 충진물; 및 상기 발광 소자의 광 경로에 설치되는 도광판;를 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 조명 장치는, 제 1 단자 및 제 2 단자가 설치되는 플립칩 형태의 발광 소자; 전극 분리 공간을 기준으로 일측에 제 1 전극 및 타측에 제 2 전극이 형성되는 기판; 상기 발광 소자의 상기 제 1 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 1 전극에 설치되는 제 1 도전성 본딩 부재; 상기 발광 소자의 상기 제 2 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 2 전극에 설치되는 제 2 도전성 본딩 부재; 상기 발광 소자에서 발생된 빛을 반사하는 반사컵부를 형성할 수 있도록 상기 기판에 몰딩 설치되고, 상기 전극 분리 공간에 충진되어 전극 분리부를 형성하는 반사 봉지재; 및 상기 반사컵부 및 상기 제 1 도전성 본딩 부재와 상기 제 2 도전성 본딩 부재 사이에 충진되는 충진물;을 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 발광 소자 패키지의 제작 방법은, 전극 분리 공간을 기준으로 일측에 제 1 전극 및 타측에 제 2 전극이 형성되는 기판을 준비하는 단계; 반사컵부를 형성할 수 있고, 상기 전극 분리 공간에 충진되어 전극 분리부를 형성하는 반사 봉지재를 상기 기판에 몰딩하는 단계; 플립칩 형태의 발광 소자의 제 1 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 1 전극에 제 1 도전성 본딩 부재를 본딩하고, 상기 발광 소자의 제 2 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 2 전극에 제 2 도전성 본딩 부재를 본딩하는 단계; 상기 발광 소자를 상기 기판에 안착시키는 단계; 도팅된 상기 제 1 도전성 본딩 부재 및 상기 제 2 도전성 본딩 부재가 경화되도록 상기 기판을 다단계의 온도로 다단 배기하면서 리플로우하는 단계; 및 상기 반사컵부에 충진물을 충진하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 반사컵부에 충진물을 충진하는 단계 이후에, 상기 충진물이 상기 제 1 도전성 본딩 부재 및 상기 제 2 도전성 본딩 부재 사이에 충진되도록 상기 기판을 회전시켜서 상기 충진물에 원심력을 인가하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 반사 봉지재의 구조와 재질을 개선하여 열적 스트레스를 최소화하고, 원심력을 이용하여 충진물의 기포 형성을 방지할 수 있으며, 발광 소자의 단자 구조를 개선하여 열적 스트레스로 인한 발광 소자나 본딩 부재의 파손이나 손상을 방지할 수 있고, 플립칩의 본딩을 용이하게 하여 제품의 내구성을 향상시키고, 플립칩 발광 소자 제품의 양산성 및 생산성을 극대화할 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 개념적으로 나타내는 단면도이다.
도 2 내지 도 5는 도 1의 발광 소자 패키지의 제 1 솔더 크림 및 제 2 솔더 크림의 설치 과정을 단계적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 3의 도팅 핀을 나타내는 사시도이다.
도 7는 도 3의 발광 소자 패키지의 기판을 나타내는 평면도이다.
도 8는 도 1의 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 9는 도 1의 발광 소자 패키지의 리플로우 과정의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 1의 발광 소자 패키지의 충진물 충진 과정의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 백라이트 유닛을 개념적으로 나타내는 단면도이다.
도 12은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지의 제작 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2 내지 도 5는 도 1의 발광 소자 패키지의 제 1 솔더 크림 및 제 2 솔더 크림의 설치 과정을 단계적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 3의 도팅 핀을 나타내는 사시도이다.
도 7는 도 3의 발광 소자 패키지의 기판을 나타내는 평면도이다.
도 8는 도 1의 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 9는 도 1의 발광 소자 패키지의 리플로우 과정의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 1의 발광 소자 패키지의 충진물 충진 과정의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 백라이트 유닛을 개념적으로 나타내는 단면도이다.
도 12은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지의 제작 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면, 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(100)를 개념적으로 나타내는 단면도이다. 그리고, 도 2 내지 도 5는 도 1의 발광 소자 패키지(100)의 제 1 솔더 크림(31-1) 및 제 2 솔더 크림(32-1)의 설치 과정을 단계적으로 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 3의 도팅 핀(DP)을 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 3의 발광 소자 패키지(100)의 기판(20)을 나타내는 평면도이고, 도 8은 도 1의 발광 소자 패키지의 사시도이다.
먼저, 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(100)는, 크게 발광 소자(10)와, 기판(20)과, 본딩 부재(30)와, 반사 봉지재(40) 및 충진물(50)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 발광 소자(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 하면에 제 1 단자(11) 및 제 2 단자(12)가 설치되는 플립칩 형태의 LED(Light Emitting Diode)일 수 있다.
이러한, 상기 발광 소자(10)는, 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 반도체로 이루어질 수 있다. 예를 들어서, 질화물 반도체로 이루어지는 청색, 녹색, 적색, 황색 발광의 LED, 자외 발광의 LED 등이 적용될 수 있다. 질화물 반도체는, 일반식이 AlxGayInzN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1, x+y+z=1)으로 나타내진다.
또한, 상기 발광 소자(10)는, 예를 들면, MOCVD법 등의 기상성장법에 의해, 성장용 사파이어 기판이나 실리콘 카바이드 기판 상에 InN, AlN, InGaN, AlGaN, InGaAlN 등의 질화물 반도체를 에피택셜 성장시켜 구성할 수 있다. 또한, 상기 발광 소자(10)는, 질화물 반도체 이외에도 ZnO, ZnS, ZnSe, SiC, GaP, GaAlAs, AlInGaP 등의 반도체를 이용해서 형성할 수 있다. 이들 반도체는, n형 반도체층, 발광층, p형 반도체층의 순으로 형성한 적층체를 이용할 수 있다. 상기 발광층(활성층)은, 다중 양자웰 구조나 단일 양자웰 구조를 한 적층 반도체 또는 더블 헤테로 구조의 적층 반도체를 이용할 수 있다. 또한, 상기 발광 소자(10)는, 디스플레이 용도나 조명 용도 등 용도에 따라 임의의 파장의 것을 선택할 수 있다.
여기서, 상기 성장용 기판으로는 필요에 따라 절연성, 도전성 또는 반도체 기판이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 성장용 기판은 사파이어, SiC, Si, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN일 수 있다. GaN 물질의 에피성장을 위해서는 동종 기판인 GaN 기판이 좋으나, GaN 기판은 그 제조상의 어려움으로 생산단가가 높은 문제가 있다.
이종 기판으로는 사파이어, 실리콘 카바이드(SiC) 기판 등이 주로 사용되고 있으며. 가격이 비싼 실리콘 카바이드 기판에 비해 사파이어 기판이 더 많이 활용되고 있다. 이종 기판을 사용할 때는 기판 물질과 박막 물질 사이의 격자상수의 차이로 인해 전위(dislocation) 등 결함이 증가한다. 또한, 기판 물질과 박막 물질 사이의 열팽창계수의 차이로 인해 온도 변화시 휨이 발생하고, 휨은 박막의 균열(crack)의 원인이 된다. 기판과 GaN계인 발광 적층체 사이의 버퍼층을 이용해 이러한 문제를 감소시킬 수도 있다.
또한, 상기 성장용 기판은 LED 구조 성장 전 또는 후에 LED 칩의 광 또는 전기적 특성을 향상시키기 위해 칩 제조 과정에서 완전히 또는 부분적으로 제거되거나 패터닝하는 경우도 있다.
예를 들어, 사파이어 기판인 경우는 레이저를 기판을 통해 반도체층과의 계면에 조사하여 기판을 분리할 수 있으며, 실리콘이나 실리콘 카바이드 기판은 연마/에칭 등의 방법에 의해 제거할 수 있다.
또한, 상기 성장용 기판 제거 시에는 다른 지지 기판을 사용하는 경우가 있으며 지지 기판은 원 성장 기판의 반대쪽에 LED 칩의 광효율을 향상시키게 위해서, 반사 금속을 사용하여 접합하거나 반사구조를 접합층의 중간에 삽입할 수 있다.
또한, 상기 성장용 기판 패터닝은 기판의 주면(표면 또는 양쪽면) 또는 측면에 LED 구조 성장 전 또는 후에 요철 또는 경사면을 형성하여 광 추출 효율을 향상시킨다. 패턴의 크기는 5nm ~ 500㎛ 범위에서 선택될 수 있으며 규칙 또는 불규칙적인 패턴으로 광 추출 효율을 좋게 하기 위한 구조면 가능하다. 모양도 기둥, 산, 반구형, 다각형 등의 다양한 형태를 채용할 수 있다.
상기 사파이어 기판의 경우, 육각-롬보형(Hexa-Rhombo R3c) 대칭성을 갖는 결정체로서 c축 및 a측 방향의 격자상수가 각각 13.001과 4.758 이며, C면, A면, R면 등을 갖는다. 이 경우, 상기 C면은 비교적 질화물 박막의 성장이 용이하며, 고온에서 안정하기 때문에 질화물 성장용 기판으로 주로 사용된다.
또한, 상기 성장용 기판의 다른 물질로는 Si 기판을 들 수 있으며, 대구경화에 보다 적합하고 상대적으로 가격이 낮아 양산성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 실리콘(Si) 기판은 GaN계 반도체에서 발생하는 빛을 흡수하여 발광소자의 외부 양자 효율이 낮아지므로, 필요에 따라 상기 기판을 제거하고 반사층이 포함된 Si, Ge, SiAl, 세라믹, 또는 금속 기판 등의 지지기판을 추가로 형성하여 사용한다.
상기 Si 기판과 같이 이종 기판상에 GaN 박막을 성장시킬 때, 기판 물질과 박막 물질 사이의 격자 상수의 불일치로 인해 전위(dislocation) 밀도가 증가하고, 열팽창 계수 차이로 인해 균열(crack) 및 휨이 발생할 수 있다. 발광 적층체의 전위 및 균열을 방지하기 위한 목적으로 성장용 기판과 발광적층체 사이에 버퍼층을 배치시킬 수 있다. 상기 버퍼층은 활성층 성장시 기판의 휘는 정도를 조절해 웨이퍼의 파장 산포를 줄이는 기능도 한다.
여기서, 상기 버퍼층은 AlxInyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, x+y≤1), 특히 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, 또는 InGaNAlN를 사용할 수 있으며, 필요에 따라 ZrB2, HfB2, ZrN, HfN, TiN 등의 물질도 사용할 수 있다. 또한, 복수의 층을 조합하거나, 조성을 점진적으로 변화시켜 사용할 수도 있다.
또한, 도시하지 않았지만, 상기 발광 소자(10)는, 범프나 패드나 솔더 등의 신호전달매체를 갖는 플립칩 형태일 수 있고, 이외에도, 수평형, 수직형 등 제 1 단자 및 제 2 단자에 모두 본딩 와이어가 적용되거나, 부분적으로 제 1 단자 또는 제 2 단자에만 본딩 와이어가 적용되는 발광 소자들이 모두 적용될 수 있다.
또한, 상기 발광 소자(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 기판(20)에 1개가 설치될 수도 있고, 이외에도 상기 기판(20)에 복수개가 설치되는 것도 가능하다.
한편, 상기 기판(20)은, 예컨데, 도 1에 도시된 바와 같이, 전극 분리 공간을 기준으로 일측에 제 1 전극(21) 및 타측에 제 2 전극(22)이 형성되는 리드 프레임을 포함할 수 있다.
이러한, 상기 기판(20)은, 상기 발광 소자(10)를 지지할 수 있도록 적당한 기계적 강도와 절연성을 갖는 재료나 전도성 재료로 제작될 수 있다.
예를 들어서, 상기 기판(20)은, 절연 처리된 알루미늄, 구리, 아연, 주석, 납, 금, 은 등의 금속 기판 등이 적용될 수 있으며, 플레이트 형태나 리드 프레임 형태의 기판들이 적용될 수 있다.
이외에도, 상기 기판(20)은, 에폭시계 수지 시트를 다층 형성시킨 인쇄 회로 기판(PCB: Printed Circuit Board)일 수 있다. 또한, 상기 기판(20)은, 연성 재질의 플랙서블 인쇄 회로 기판(FPCB: Flexible Printed Circuit Board)일 수 있다.
이외에도, 상기 기판(20)은, 레진, 글래스 에폭시 등의 합성 수지 기판이나, 열전도율을 고려하여 세라믹(ceramic) 기판이 적용될 수 있다.
또한, 상기 기판(20)은, 가공성을 향상시키기 위해서 부분적 또는 전체적으로 적어도 EMC(Epoxy Mold Compound), PI(polyimide), 세라믹, 그래핀, 유리합성섬유 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 것일 수 있다.
한편, 상기 본딩 부재(30)는, 상기 발광 소자(10)와 상기 기판(20)을 전기적으로 서로 연결기시키는 역할을 할 수 있다.
예를 들면, 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 본딩 부재(30)는, 제 1 도전성 본딩 부재(31) 및 제 2 도전성 본딩 부재(32)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 제 1 도전성 본딩 부재(31)는, 상기 발광 소자(10)의 상기 제 1 단자(11)와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판(20)의 제 1 전극(21)에 설치되는 본딩 부재일 수 있다.
또한, 상기 제 2 도전성 본딩 부재(32)는, 상기 발광 소자(10)의 상기 제 2 단자(12)와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판(20)의 제 2 전극(22)에 설치되는 본딩 부재일 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 도전성 본딩 부재(31)는, 상기 발광 소자(10)의 제 1 단자(11)와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판(20)의 제 1 전극(21)에 설치되고, 도팅 핀(DP)에 의해 도팅(dotting)될 수 있도록 액상의 용제와 혼합되어 도팅 점도를 갖는 제 1 솔더 크림(31-1)(solder cream)일 수 있다.
또한, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 도전성 본딩 부재(32)는, 상기 발광 소자(10)의 제 2 단자(12)와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판(20)의 제 2 전극(22)에 설치되고, 도팅 핀(DP)에 의해 도팅(dotting)될 수 있도록 액상의 용제와 혼합되어 도팅 점도를 갖는 제 2 솔더 크림(32-1)일 수 있다.
따라서, 먼저 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 도팅 핀(DP)들이 도팅액 수용 용기(도시하지 않음)에 수용된 솔더 크림을 찍어서 그 선단에 방울 형태의 상기 제 1 솔더 크림(31-1)을 먼저 형성한 후, 상기 기판(20)의 정위치에 정렬되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 도팅 핀(DP)이 하강하여 상기 도팅 핀(DP)의 선단에 묻은 상기 제 1 솔더 크림(31-1)을 상기 기판(20)에 도팅할 수 있다.
이 때, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 솔더 크림(31-1)은, 상기 기판(20)의 상기 제 1 전극(21)의 표면에 복수개가 동시에 다점 도팅되고, 도팅된 상기 제 1 솔더 크림(31-1)들은 서로 붙어서 이어지게 형성될 수 있다. 이외에도 상기 제 1 솔더 크림(31-1)들은 서로 붙지 않고, 이격되게 형성되는 것도 가능하다.
이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 도팅 핀(DP)들이 도팅액 수용 용기(도시하지 않음)에 수용된 솔더 크림을 찍어서 그 선단에 방울 형태의 상기 제 2 솔더 크림(32-1)을 먼저 형성한 후, 상기 기판(20)의 정위치에 정렬되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 도팅 핀(DP)이 하강하여 상기 도팅 핀(DP)의 선단에 묻은 상기 제 2 솔더 크림(32-1)을 상기 기판(20)에 도팅할 수 있다.
여기서, 상기 제 2 솔더 크림(32-1) 역시, 상기 기판(20)의 상기 제 2 전극(22)의 표면에 복수개가 동시에 다점 도팅될 수 있다.
이외에도, 상기 제 1 솔더 크림(31-1) 및 상기 제 2 솔더 크림(32-1)을 동시에 도팅하는 것도 가능하다.
이러한 초정밀 도팅 핀(DP)을 이용하여 상기 기판(20)에 솔더 크림을 도팅하는 방법을 초정밀 전사 방식이나 초정밀 스템핑(stamping) 방식이라 할 수 있고, 이외에도 잉크젯 프린팅(inkjet printing) 방식, 스텐실 프린팅(stencil printing) 방식, 스퀴즈 프린팅(squeeze printing) 방식 등 각종 프린트 방식으로 상기 솔더 크림을 상기 기판(20)에 도포할 수 있다.
한편, 상기 반사 봉지재(40)는, 상기 발광 소자(10)에서 발생된 빛을 반사하는 반사컵부(C)를 형성할 수 있도록 상기 기판(20)에 몰딩 설치되고, 상기 전극 분리 공간에 충진되어 전극 분리부(41)를 형성하는 몰딩 성형물이다.
여기서, 상기 반사 봉지재(40)는, 상기 기판(20)의 제 1 전극(21) 및 제 2 전극(22)의 열팽창계수와의 차이가 80 퍼센트 이내의 열팽창계수를 갖는 열경화성 수지일 수 있고, 예를 들어 화이트 EMC(Epoxy Molding Compound) 또는 SMC(Silicone Molding Compound)일 수 있다.
즉, 상기 기판(20)의 제 1 전극(21) 및 제 2 전극(22)의 열팽창 계수가 대략 10 ppm/℃ 일 때, 종래의 수지류들은 대략 50 ppm/℃으로 열팽창 계수의 차이가 커서 과도한 열적 스트레스로 인하여 부품이 파손되거나 손상되는 등의 문제점이 있었으나, 화이트 EMC의 열팽창 계수는 최대 30 ppm/℃인 것으로 실험적으로 상기 기판(20)의 제 1 전극(21) 및 제 2 전극(22)의 열팽창계수와의 차이가 80퍼센트 이내일 때, 열적 스트레스를 최소화하여 부품의 파손이나 손상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 반사 봉지재(40)는, 상술된 바와 같이, 상기 전극 분리부를 형성하는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전극 분리부(41)는 그 높이(H2)가 상기 기판(20)의 높이(H1) 보다 높은 것일 수 있다. 따라서, 상기 전극 분리부(41)가 상기 제 1 솔더 크림(31-1) 및 상기 제 2 솔더 크림(32-1)의 도팅 시, 상기 제 1 솔더 크림(31-1)과 상기 제 2 솔더 크림(32-1)의 분리벽을 형성하여 쇼트 불량을 방지하고, 상기 제 1 솔더 크림(31-1)과 상기 제 2 솔더 크림(32-1)을 정위치로 안내하는 역할을 할 수 있다. 다만, 반사 봉지재(40)의 형상은 다양하게 변형될 수 있고, 예컨대 두 높이(H1, H2)가 기판(20)의 높이와 동일할 수도 있다.
이외에도, 상기 반사 봉지재(40)는, 에폭시 수지 조성물, 실리콘 수지 조성물, 변성 에폭시 수지 조성물, 변성 실리콘 수지 조성물, 폴리이미드 수지 조성물, 변성 폴리이미드 수지 조성물, 폴리프탈아미드(PPA), 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 액정 폴리머(LCP), ABS 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, PBT 수지, 브래그(Bragg) 반사층, 에어갭(air gap), 전반사층, 금속층 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 반사 봉지재(40)는, 적어도 반사물질이 포함된 EMC, 반사물질이 포함된 화이트 실리콘, PSR(Photoimageable Solder Resist) 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.
또한, 더욱 구체적으로는, 예를 들어서, 상기 반사 봉지재(40)은, 실리콘 수지 조성물, 실리콘 변성 에폭시 수지 등의 변성 에폭시 수지 조성물, 에폭시 변성 실리콘 수지 등의 변성 실리콘 수지 조성물, 폴리이미드 수지 조성물, 변성 폴리이미드 수지 조성물, 폴리프탈아미드(PPA), 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 액정 폴리머(LCP), ABS 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, PBT 수지 등의 수지 등이 적용될 수 있다.
또한, 이들 수지 중에, 산화 티타늄, 이산화규소, 이산화티탄, 이산화지르코늄, 티타늄산 칼륨, 알루미나, 질화알루미늄, 질화붕소, 멀라이트, 크롬, 화이트 계열이나 금속 계열의 성분 등 광 반사성 물질을 함유시킬 수 있다.
한편, 상기 충진물(50)은, 상기 반사컵부(C) 및 상기 제 1 도전성 본딩 부재(31)와 상기 제 2 도전성 본딩 부재(32) 사이에 충진되는 물질로서, 상기 반사컵부(C)에 디스펜싱되거나 도포될 수 있다.
여기서, 상기 충진물(50)은, 상기 발광 소자(10)와 상기 기판(20) 사이에 충진될 수 있도록 입자의 크기가 상대적으로 작고 치밀한 재질인, 적어도 실리콘, 투명 에폭시, 형광체 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 것일 수 있다.
또한, 상기 충진물(50)은 형광체를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 형광체는 아래와 같은 조성식 및 컬러를 가질 수 있다.
산화물계: 황색 및 녹색 Y3Al5O12:Ce, Tb3Al5O12:Ce, Lu3Al5O12:Ce
실리케이트계: 황색 및 녹색 (Ba,Sr)2SiO4:Eu, 황색 및 등색 (Ba,Sr)3SiO5:Ce
질화물계: 녹색 β-SiAlON:Eu, 황색 L3Si6O11:Ce, 등색 α-SiAlON:Eu, 적색 CaAlSiN3:Eu, Sr2Si5N8:Eu, SrSiAl4N7:Eu
이러한, 상기 형광체의 조성은 기본적으로 화학양론(Stoichiometry)에 부합하여야 하며, 각 원소들은 주기율표상 각 족들 내 다른 원소로 치환이 가능하다. 예를 들어 Sr은 알카리토류(II)족의 Ba, Ca, Mg 등으로, Y은 란탄계열의 Tb, Lu, Sc, Gd 등으로 치환이 가능하다, 또한 활성제인 Eu 등은 원하는 에너지 준위에 따라 Ce, Tb, Pr, Er, Yb 등으로 치환이 가능하며, 활성제 단독 또는 특성 변형을 위해 부활성제등이 추가로 적용될 수 있다.
또한, 상기 형광체의 대체 물질로 양자점(Quantum Dot) 등의 물질들이 적용될 수 있으며, LED에 형광체와 QD를 혼합 또는 단독으로 사용될 수 있다.
QD는 CdSe, InP 등의 코어(3 ~ 10nm)와 ZnS, ZnSe 등의 쉘(0.5 ~ 2nm)및 코어, 쉘의 안정화를 위한 리간드(Ligand)의 구조로 구성될 수 있으며, 크기에 따라 다양한 칼라를 구현할 수 있다.
또한, 상기 형광체 또는 양자점(Quantum Dot)의 도포 방식은 크게 LED 칩 또는 발광소자에 뿌리는 방식, 또는 막 형태로 덮는 방식, 필름 또는 세라믹 형광체 등의 시트 형태를 부착하는 방식 중 적어도 하나를 사용 할 수 있다.
뿌리는 방식으로는 디스펜싱, 스프레이 코팅 등이 일반적이며 디스펜싱은 공압방식과 스크류(Screw), 리니어 타입(Linear type) 등의 기계적 방식을 포함한다. 제팅(Jetting) 방식으로 미량 토출을 통한 도팅량 제어 및 이를 통한 색좌표 제어도 가능하다. 웨이퍼 레벨 또는 발광 소자 기판상에 스프레이 방식으로 형광체를 일괄 도포하는 방식은 생산성 및 두께 제어가 용이할 수 있다.
발광 소자 또는 LED 칩 위에 막 형태로 직접 덮는 방식은 전기영동, 스크린 프린팅 또는 형광체의 몰딩 방식으로 적용될 수 있으며 LED 칩 측면의 도포 유무 필요에 따라 해당 방식의 차이점을 가질 수 있다.
발광 파장이 다른 2종 이상의 형광체 중 단파장에서 발광하는 광을 재 흡수하는 장파장 발광 형광체의 효율을 제어하기 위하여 발광 파장이 다른 2종 이상의 형광체층을 구분할 수 있으며, LED 칩과 형광체 2종 이상의 파장 재흡수 및 간섭을 최소화하기 위하여 각 층 사이에 DBR(ODR)층을 포함 할 수 있다.
균일 도포막을 형성하기 위하여 형광체를 필름 또는 세라믹 형태로 제작 후 LED 칩 또는 발광 소자 위에 부착할 수 있다.
광 효율, 배광 특성에 차이점을 주기 위하여 리모트 형식으로 광변환 물질을 위치할 수 있으며, 이 때 광변환 물질은 내구성, 내열성에 따라 투광성 고분자, 유리등의 물질 등과 함께 위치한다.
이러한, 상기 형광체 도포 기술은 발광 소자에서 광특성을 결정하는 가장 큰 역할을 하게 되므로, 형광체 도포층의 두께, 형광체 균일 분산 등의 제어 기술들이 다양하게 연구되고 있다. QD 또한 형광체와 동일한 방식으로 LED 칩 또는 발광 소자에 위치할 수 있으며, 유리 또는 투광성 고분자 물질 사이에 위치하여 광 변환을 할 수 있다.
도 9는 도 1의 발광 소자 패키지(100)의 리플로우 과정의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 도 1의 발광 소자 패키지(100)는 리플로우 과정에서 상술된 솔더 크림 등에서 발생할 수 있는 플럭스(flux)나 흄(fume) 등의 이물질들이 기판을 오염시키는 것을 방지할 수 있도록 다단계로 온도를 제어하면서 흄을 제거시킬 수 있는 리플로우 장치(RL)를 이용할 수 있다.
예를 들어서, 상기 리플로우 장치(RL)는 복수개의 단계별 처리실(R1)(R2)(R3)(R4)들이 설치될 수 있다. 여기서, 이러한 처리실(R1)(R2)(R3)(R4)들은 상기 발광 소자 패키지(100) 또는 스트립들이 인라인으로 이송될 수 있도록 연달아서 설치될 수 있고, 칸막이, 분리벽, 에어커튼 등으로 각각의 처리실들의 온도 환경이 차별될 수 있도록 구획될 수 있다.
이러한, 상기 처리실(R1)(R2)(R3)(R4)들은 도 9의 온도 그래프에 도시된 바와 같이, 각각 개별적으로 제어되는 히터들을 이용하여 구간별로 제 1 온도(T1), 제 2 온도(T2), 제 3 온도(T3), 제 4 온도(T4)를 유지하면서 인라인 이송되는 상기 발광 소자 패키지(100) 또는 스트립들을 단계적으로 가열 또는 냉각시킬 수 있다.
더욱 구체적으로 예시하면, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 온도(T1) 보다 상기 제 2 온도(T2)가 높고, 상기 제 2 온도 보다 상기 제 3 온도(T3)가 높을 수 있고, 상기 제 4 온도(T4)는 상기 제 1 온도(T1)와 같을 수 있다.
따라서, 상기 발광 소자 패키지(100) 또는 스트립들에서 배출되는 흄 가스 등은 다단계로 배출라인을 따라 외부로 배출되어 플럭스(flux)나 흄(fume) 등의 이물질들이 기판을 오염시키는 것을 방지할 수 있기 때문에 별도의 세정공정이 불필요할 수 있다.
도 10는 도 1의 발광 소자 패키지(100)의 충진물 충진 과정의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 충진물(50)은, 원심가압기(M)의 원심력(F)에 의해서 상기 제 1 도전성 본딩 부재(31)와 상기 제 2 도전성 본딩 부재(32) 사이에 충진될 수 있다. 여기서, 이러한 상기 원심가압기(M)는 상기 충진물에서 발생되는 흄(fume) 가스 등을 외부로 배출시킬 수 있도록 별도의 가스 배기 장치가 설치될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 백라이트 유닛(1000)을 개념적으로 나타내는 단면도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 백라이트 유닛(1000)은, 제 1 단자(11) 및 제 2 단자(12)가 설치되는 플립칩 형태의 발광 소자(10)와, 전극 분리 공간을 기준으로 일측에 제 1 전극(21) 및 타측에 제 2 전극(22)이 형성되는 기판(20)과, 상기 발광 소자(10)의 상기 제 1 단자(11)와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판(20)의 제 1 전극(21)에 설치되는 제 1 도전성 본딩 부재(31)와, 상기 발광 소자(10)의 상기 제 2 단자(12)와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판(20)의 제 2 전극(22)에 설치되는 제 2 도전성 본딩 부재(32)와, 상기 발광 소자(10)에서 발생된 빛을 반사하는 반사컵부(C)를 형성할 수 있도록 상기 기판(20)에 몰딩 설치되고, 상기 전극 분리 공간에 충진되어 전극 분리부(41)를 형성하는 반사 봉지재(40)와, 상기 반사컵부(C) 및 상기 제 1 도전성 본딩 부재(31)와 상기 제 2 도전성 본딩 부재(32) 사이에 충진되는 충진물(50) 및 상기 발광 소자(10)의 광 경로에 설치되는 도광판(90)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 발광 소자(10)와, 상기 기판(20)과, 상기 제 1 도전성 본딩 부재(31)와, 상기 제 2 도전성 본딩 부재(32)와, 상기 반사 봉지재(40) 및 상기 충진물(50)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상술된 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(100)의 구성 요소들과 그 역할 및 구성이 동일할 수 있다. 따라서, 상세한 설명은 생략한다.
또한, 상기 도광판(90)은, 상기 발광 소자(10)에서 발생된 빛을 유도할 수 있도록 투광성 재질로 제작될 수 있는 광학 부재일 수 있다.
이러한, 상기 도광판(90)은, 상기 발광 소자(10)에서 발생된 빛의 경로에 설치되어, 상기 발광 소자(10)에서 발생된 빛을 보다 넓은 면적으로 전달할 수 있다.
이러한, 상기 도광판(90)은, 그 재질이 폴리카보네이트 계열, 폴리술폰계열, 폴리아크릴레이트 계열, 폴리스틸렌계, 폴리비닐클로라이드계, 폴리비닐알코올계, 폴리노르보넨 계열, 폴리에스테르 등이 적용될 수 있고, 이외에도 각종 투광성 수지 계열의 재질이 적용될 수 있다. 또한, 상기 도광판(90)은, 표면에 미세 패턴이나 미세 돌기나 확산막등을 형성하거나, 내부에 미세 기포를 형성하는 등 다양한 방법으로 이루어질 수 있다.
여기서, 도시하지 않았지만, 상기 도광판(90)의 상방에는 각종 확산 시트, 프리즘 시트, 필터 등이 추가로 설치될 수 있다. 또한, 상기 도광판(90)의 상방에는 LCD 패널 등 각종 디스플레이 패널이 설치될 수 있다.
한편, 도시하지 않았지만, 본 발명은 상술된 상기 발광 소자 패키지(100)를 포함하는 조명 장치를 포함할 수 있다. 여기서, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 조명 장치의 구성 요소들은 상술된 본 발명의 발광 소자 패키지의 그것들과 구성과 역할이 동일할 수 있다. 따라서, 상세한 설명은 생략한다.
도 12은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지의 제작 방법을 나타내는 순서도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지의 제작 방법은, 전극 분리 공간을 기준으로 일측에 제 1 전극(21) 및 타측에 제 2 전극(22)이 형성되는 기판(20)을 준비하는 단계(S1)와, 반사컵부(C)를 형성할 수 있고, 상기 전극 분리 공간에 충진되어 전극 분리부(41)를 형성하는 반사 봉지재(40)를 상기 기판(20)에 몰딩하는 단계(S2)와, 플립칩 형태의 발광 소자(10)의 제 1 단자(11)와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판(20)의 제 1 전극(21)에 제 1 도전성 본딩 부재(31)를 본딩하고, 상기 발광 소자(10)의 제 2 단자(12)와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 2 전극(22)에 제 2 도전성 본딩 부재(32)를 본딩하는 단계(S3)와, 상기 발광 소자(10)를 상기 기판(20)에 안착시키는 단계(S4)와, 본딩된 상기 제 1 도전성 본딩 부재(31) 및 상기 제 2 도전성 본딩 부재(32)이 경화되도록 상기 기판(20)을 다단계로 리플로우하는 단계(S5)와, 상기 반사컵부(C)에 충진물(50)을 충진하는 단계(S6) 및 상기 충진물(50)이 상기 제 1 도전성 본딩 부재(31) 및 상기 제 2 도전성 본딩 부재(32) 사이에 충진되도록 상기 기판(20)을 회전시켜서 상기 충진물(50)에 원심력을 인가하는 단계(S7)를 포함할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 발광 소자
11: 제 1 단자
12: 제 2 단자
20: 기판
21: 제 1 전극
22: 제 2 전극
30: 본딩 부재
31: 제 1 도전성 본딩 부재
31-1: 제 1 솔더 크림
32: 제 2 도전성 본딩 부재
32-1: 제 2 솔더 크림
C: 반사컵부
40: 반사 봉지재
41; 전극 분리부
50: 충진물
DP: 도팅 핀
H1, H2; 높이
RL: 리플로우 장치
R1, R2, R3, R4: 처리실
M: 원심가압기
F: 원심력
90: 도광판
100: 발광 소자 패키지
1000: 백라이트 유닛
11: 제 1 단자
12: 제 2 단자
20: 기판
21: 제 1 전극
22: 제 2 전극
30: 본딩 부재
31: 제 1 도전성 본딩 부재
31-1: 제 1 솔더 크림
32: 제 2 도전성 본딩 부재
32-1: 제 2 솔더 크림
C: 반사컵부
40: 반사 봉지재
41; 전극 분리부
50: 충진물
DP: 도팅 핀
H1, H2; 높이
RL: 리플로우 장치
R1, R2, R3, R4: 처리실
M: 원심가압기
F: 원심력
90: 도광판
100: 발광 소자 패키지
1000: 백라이트 유닛
Claims (10)
- 제 1 단자 및 제 2 단자가 설치되는 플립칩 형태의 발광 소자;
전극 분리 공간을 기준으로 일측에 제 1 전극 및 타측에 제 2 전극이 형성되는 기판;
상기 발광 소자의 상기 제 1 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 1 전극에 설치되는 제 1 도전성 본딩 부재;
상기 발광 소자의 상기 제 2 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 2 전극에 설치되는 제 2 도전성 본딩 부재;
상기 발광 소자에서 발생된 빛을 반사하는 반사컵부를 형성할 수 있도록 상기 기판에 몰딩 설치되고, 상기 전극 분리 공간에 충진되어 전극 분리부를 형성하는 반사 봉지재; 및
상기 반사컵부 및 상기 제 1 도전성 본딩 부재와 상기 제 2 도전성 본딩 부재 사이에 충진되는 충진물;
을 포함하는, 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 반사 봉지재는, 상기 기판의 열팽창계수와의 차이가 80퍼센트 이내의 열팽창계수를 갖는 열경화성 수지인 화이트 EMC(Epoxy Molding Compound) 또는 SMC(Silicone Molding Compound)인, 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 도전성 본딩 부재는,
상기 발광 소자의 제 1 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 1 전극에 설치되고, 도팅 핀에 의해 도팅(dotting)될 수 있도록 액상의 용제와 혼합되어 도팅 점도를 갖는 제 1 솔더 크림(solder cream)이고,
상기 제 2 도전성 본딩 부재는,
상기 발광 소자의 제 2 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 2 전극에 설치되고, 도팅 핀에 의해 도팅(dotting)될 수 있도록 액상의 용제와 혼합되어 도팅 점도를 갖는 제 2 솔더 크림(solder cream)인, 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 전극 분리부는 그 높이가 상기 기판의 높이 보다 높은 것인, 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 충진물은, 적어도 실리콘, 투명 에폭시, 형광체 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 것인, 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 충진물은, 원심력에 의해서 상기 제 1 도전성 본딩 부재와 상기 제 2 도전성 본딩 부재 사이에 충진되는 것인, 발광 소자 패키지. - 제 1 단자 및 제 2 단자가 설치되는 플립칩 형태의 발광 소자;
전극 분리 공간을 기준으로 일측에 제 1 전극 및 타측에 제 2 전극이 형성되는 기판;
상기 발광 소자의 상기 제 1 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 1 전극에 설치되는 제 1 도전성 본딩 부재;
상기 발광 소자의 상기 제 2 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 2 전극에 설치되는 제 2 도전성 본딩 부재;
상기 발광 소자에서 발생된 빛을 반사하는 반사컵부를 형성할 수 있도록 상기 기판에 몰딩 설치되고, 상기 전극 분리 공간에 충진되어 전극 분리부를 형성하는 반사 봉지재;
상기 반사컵부 및 상기 제 1 도전성 본딩 부재와 상기 제 2 도전성 본딩 부재 사이에 충진되는 충진물; 및
상기 발광 소자의 광 경로에 설치되는 도광판;
를 포함하는, 백라이트 유닛. - 제 1 단자 및 제 2 단자가 설치되는 플립칩 형태의 발광 소자;
전극 분리 공간을 기준으로 일측에 제 1 전극 및 타측에 제 2 전극이 형성되는 기판;
상기 발광 소자의 상기 제 1 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 1 전극에 설치되는 제 1 도전성 본딩 부재;
상기 발광 소자의 상기 제 2 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 2 전극에 설치되는 제 2 도전성 본딩 부재;
상기 발광 소자에서 발생된 빛을 반사하는 반사컵부를 형성할 수 있도록 상기 기판에 몰딩 설치되고, 상기 전극 분리 공간에 충진되어 전극 분리부를 형성하는 반사 봉지재; 및
상기 반사컵부 및 상기 제 1 도전성 본딩 부재와 상기 제 2 도전성 본딩 부재 사이에 충진되는 충진물;
을 포함하는, 조명 장치. - 전극 분리 공간을 기준으로 일측에 제 1 전극 및 타측에 제 2 전극이 형성되는 기판을 준비하는 단계;
반사컵부를 형성할 수 있고, 상기 전극 분리 공간에 충진되어 전극 분리부를 형성하는 반사 봉지재를 상기 기판에 몰딩하는 단계;
플립칩 형태의 발광 소자의 제 1 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 1 전극에 제 1 도전성 본딩 부재를 본딩하고, 상기 발광 소자의 제 2 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 상기 기판의 제 2 전극에 제 2 도전성 본딩 부재를 본딩하는 단계;
상기 발광 소자를 상기 기판에 안착시키는 단계;
도팅된 상기 제 1 도전성 본딩 부재 및 상기 제 2 도전성 본딩 부재가 경화되도록 상기 기판을 리플로우하는 단계; 및
상기 반사컵부에 충진물을 충진하는 단계;
를 포함하는, 발광 소자 패키지의 제작 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 반사컵부에 충진물을 충진하는 단계 이후에,
상기 충진물이 상기 제 1 도전성 본딩 부재 및 상기 제 2 도전성 본딩 부재 사이에 충진되도록 상기 기판을 회전시켜서 상기 충진물에 원심력을 인가하는 단계;
를 포함하는, 발광 소자 패키지의 제작 방법.
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