KR20160038568A - 복수의 곡면 캐비티를 포함하는 칩 기판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 칩 원판 및 칩 기판에 관한 것으로, 본 발명에 따른 복수의 곡면 캐비티를 포함하는 칩 기판은 일 방향으로 적층되어 칩 기판을 구성하는 도전부; 상기 도전부와 교호로 적층되어 상기 도전부를 전기적으로 분리시키는 절연부; 및 상기 칩 기판의 상면에서 상기 절연부를 포함하는 영역에서 소정의 깊이로 오목한 캐비티를 포함하고, 상기 캐비티는 소정의 곡률반경을 가지는 복수의 곡면들의 연속면으로 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 가공이 편한 평면형 렌즈를 통해 중심부의 조도가 높은 광소자 칩 패키지를 구현할 수 있다. 나아가, 반구형 렌즈를 이용하는 것에 비해 패키지의 두께도 줄일 수 있으므로 칩 패키지가 적용되는 기기의 두께를 줄일 수 있다.

Description

복수의 곡면 캐비티를 포함하는 칩 기판{Chip substrate comprising plural curve surface cavity}
본 발명은 칩 원판 및 칩 기판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 칩 실장을 위한 캐비티를 구비하는 칩 원판에 관한 것이다.
종래에는 칩 원판에 대하여 칩을 실장하기 위한 공간으로 칩 원판의 상부면에 기계적인 가공이나 화학적인 식각으로 형성하였다. 즉, 가공되지 않은 사각판 모양의 금속원판의 상부를 에칭하여 실장공간을 형성하는 과정을 통해 제조하는 방법이 대한민국 등록특허공보에 등록번호 10-0986211호로 공고된 바 있다. 나아가, 이러한 칩 원판에 UV나 LED와 같은 광소자 칩이 실장되는 경우에는 광반사 성능을 높이기 위해 상광하협(上廣下陜) 형상의 공간을 형성하였다. 이러한 공간을 형성한 후 칩을 실장하고 실장 공간을 봉지하는 데 있어, 렌즈를 구성하여 광효율을 높였다.
또한, 렌즈를 구성함에 있어 선행문헌 1(한국특허공개공보 10-2010-0122655)은 반구형태의 돔 구조의 렌즈를 형성하여 중심부의 조도를 향상시키고, 수지재 내에 함유되는 형광체가 일정하게 분산되도록 함으로써 균일한 밀도를 유지하여 색산포를 줄이는 방법을 제안하고 있다.
다만, 선행문헌 1과 같은 반구형의 렌즈는 가공상의 어려움이 존재하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 평면형태의 렌즈를 사용하여 중심부의 조도를 향상시키는 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.
보다 상세하게는 복수의 곡면 캐비티를 형성하여 평면형태의 렌즈를 사용하더라도 중심부의 조도를 향상시킬 수 있는 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 실시예에 따른 복수의 곡면 캐비티를 포함하는 칩 기판은 일 방향으로 적층되어 칩 기판을 구성하는 도전부; 상기 도전부와 교호로 적층되어 상기 도전부를 전기적으로 분리시키는 절연부; 및 상기 칩 기판의 상면에서 상기 절연부를 포함하는 영역에서 소정의 깊이로 오목한 캐비티를 포함하고, 상기 캐비티는 소정의 곡률반경을 가지는 복수의 곡면들의 연속면으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 캐비티는 양의 곡률반경을 가지는 적어도 하나의 곡면과, 음의 곡률반경을 가지는 적어도 하나의 곡면의 연속면으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 캐비티는 상기 칩 기판에 실장되는 칩을 기준으로 서로 대칭되는 형상의 연속면으로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 캐비티와 면으로 접하며 상기 캐비티보다 좁은 면적에서 깊지 않은 깊이로 형성된 보조홈을 더 포함한다.
상기 캐비티의 중앙부는 평평한 면으로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 가공이 편한 평면형 렌즈를 통해 중심부의 조도가 높은 광소자 칩 패키지를 구현할 수 있다. 나아가, 반구형 렌즈를 이용하는 것에 비해 패키지의 두께도 줄일 수 있으므로 칩 패키지가 적용되는 기기의 두께를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 곡면 캐비티를 구비하는 칩 기판의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 반구형 캐비티를 구비하는 칩 기판의 상면도이다.
도 3 내지 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 곡면 캐비티를 구비하는 칩 기판의 단면도이다.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
또한, 발명을 설명함에 있어서 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하에는 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하는데, 편의상 칩으로서 LED를 예로 들어 설명한다.
본 실시예에서 칩 원판을 제조하기 위하여 소정의 두께를 갖는 복수의 전기 전도성 물질을 포함하는 도전부(110)을 절연물질로 구성되는 절연부(120)을 사이에 두고 접합하여 교호로 적층한다.
적층한 상태에서 가열 및 가압함으로써, 내부에 복수의 절연부(120)가 간격을 두고 배열되어 있는 전도물질괴(塊)가 제조된다. 다음으로 이렇게 제조된 전도물질 괴를 절연부(120)이 포함되도록 수직으로 절단함으로써, 복수의 수직 절연부(120)이 간격을 두고 평행하게 배열된 칩 원판의 제조가 완료된다. 즉 본 실시예에서 일방향은 수직방향으로서, 전도물질괴를 적층방향에 따라 수직으로 절단하여 칩 원판(10)을 제조한다.
상술한 방법에 따라 절단하여 제조된 칩 원판에 대하여 복수의 곡면 캐비티(130)를 형성하여 본 실시예에 따른 칩 기판을 제조한다. 이때 캐비티는 원판 상태에서 형성하는 것도 가능하며, 절단 후 절단된 칩 기판의 상태에서 형성하는 것도 가능하다.
이하 도 1을 참조하여, 본 실시예에 따른 복수의 곡면 캐비티(130)를 구비하는 칩 기판(100)에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 곡면 캐비티(130)를 구비하는 칩 기판(100)의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 복수의 곡면 캐비티(130)를 구비하는 칩 기판(100)은 도전부(110), 절연부(120) 및 캐비티(130)를 포함한다.
즉 본 실시예에 따른 칩 기판(100)을 위에서 보면 사각형의 칩 기판(100)에 대하여 내측으로 복수의 곡면 캐비티(130)가 형성되며, 이때 복수의 곡면 캐비티(130)는 절연부(120)를을 포함하여 형성된다.
본 실시예에서 도전부(110)는 일 방향으로 적층되어 칩 기판(100)을 구성하는 것으로서, 후공정에 의해 실장되는 칩에 전극을 인가하는 전극으로서 기능하게 된다. 여기서, 일방향이란 상술한 바와 같이 적층단계에서 절연부(120)와 교호적으로 적층되는 도전부(110)의 적층방향에 따라 형성되는 것이며, 도 2에 따르면 수평방향으로 적층되어 형성 된다.
절연부(120)는 도전부(110)와 교호로 적층되어 도전부(110)를 전기적으로 분리시킨다. 즉 절연부(120)를 사이에 두고 절연되어 있는 칩 기판(100)은 각각 (+) 전극 단자, (-) 전극 단자로 기능할 수 있다.
본 실시예에서 절연부(120)는 두개의 도전부(110) 사이에 하나 존재하는 것을 예로 들어 설명하나, 3개의 도전부(110) 사이에 두개의 절연부(120)가 형성되어 칩 기판(100)을 구성하는 것도 가능하며, 그 용도에 따라서 더욱 많은 절연부(120)가 형성되는 것도 가능하다.
본 실시예에 따른 칩 기판(100)은 이상의 설명에 따라 절연부(120)를 포함하는 영역에 대하여 형성된 캐비티(130)를 더 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에서 캐비티(130)는 곡면을 포함하는 반구형 형상으로 이루어질 수 있다.
다만, 본 실시예에서 캐비티(130)는 반구형외에 소정의 곡률반경을 가지는 복수의 곡면들의 연속면으로 형성되는 것도 가능하다. 즉, 캐비티(130)의 표면은 자유곡면으로 형성될 수 있다.
구체적으로 도 3과 같이 서로 다른 곡률을 가지는 곡면들이 결합된 형태의 캐비티(130)를 가지는 것도 가능하다.
캐비티(130) 내에 칩이 실장되는 경우 칩에서 방출되어 캐비티(130)에 반사되는 광의 방출패턴은 실장되는 칩의 위치나, 높이에 따라 각각 달라질 수 있다.
또한, 칩의 구조나 칩이 실장된 칩 패키지의 용도 등에 따라 원하는 방출패턴이 달라질 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 사용자가 원하는 패턴의 방출패턴을 구현하기 위하여 칩이 실장되는 패키지를 복수의 곡면을 연속적으로 배치하여 구현한다.
도 3a와 같이 볼록한 양의 곡률반경을 가지는 곡면을 제1 단에 배치하고, 제1 단의 상부에는 오목한 음의 곡률반경을 가지는 곡면을 제2 단으로 구성하는 것도 가능하다.
반대로 도 3c와 같이 오목한 음의 곡률반경을 가지는 곡면을 제1 단에 배치하고, 제1 단의 상부에는 볼록한 양의 곡률반경을 가지는 곡면을 제2 단으로 구성하는 것도 가능하다.
또한, 도 3b와 3d와 같이 서로 부호는 같으나 곡률반경이 다른 곡면을 제1 단과 제2 단에 구성하는 것도 가능하다.
다른 실시예로, 도 3의 경우 절연부에 대하여 수직한 단면으로, 칩이 실장되는 위치를 기준으로 서로 대칭되는 곡면을 캐비티(130)가 형성하고 있는 것을 도시하고 있으나, 칩 패키지의 용도에 따라서 도 4와 같이 서로 대칭되지 않는 구조로 구현되는 것도 가능하다.
본 실시예에서 대칭되지 않는 구조는 도 4와 같이 제1 단에서 한쪽은 음의 곡률반경을 가지고 한쪽은 양의 곡률반경을 가지도록 구현하는 것을 예시하고 있으나, 양과 음의 차이가 아닌 곡률반경 값의 차이를 달리하여 비대칭적인 구조를 구현하는 것도 가능하다.
나아가, 이상의 실시예에서 곡면은 수직한 방향에서 제1 단과 제 2단으로 구분되어 다른 곡면의 결합에 의한 연속면으로 캐비티(130)를 구성하는 것을 도시하고 있으나, 수평한 방향으로 캐비티(130)를 복수의 영역으로 분할하여 각기 다른 곡률을 가지는 곡면으로 캐비티(130)를 구현하는 것도 가능하다.
이상의 실시예에 따른 캐비티(130)는 실장되는 칩의 위치나 종류, 용도 등에 따라서 사용자가 원하는 방향으로 광반사 성능을 높이고, 나아가 광원을 한 점으로 몰아주어 휘도를 상승시킬 수 있다.
또한, 캐비티(130)의 중앙부는 원형의 평평한 면으로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 칩이 기판에 대하여 기울어지지 않은 상태로 캐비티(130)에 실장되도록 하기 위하여 평평한 면을 더 포함할 수 있다.
나아가 다시 도 1을 참조하면, 본 실시예에 복수의 곡면 캐비티(130)를 구비하는 칩 기판(100)은 보조홈(140)을 더 포함할 수 있다. 즉 본 실시예에서 보조홈(140)은 캐비티(130)와 면으로 접하며 캐비티(130)보다 좁은 면적에서 깊지 않은 깊이로 형성된다.
즉 도 1을 참조하면, 보조홈(140)은 캐비티(130) 보다는 깊지 않게 형성되며, 캐비티(130)의 면과 면으로 접하도록 형성된다. 또한 보조홈(140)의 단면은 평평한 면으로 형성된다.
따라서 캐비티(130) 내에 칩이 실장되고 와이어 본딩을 통해 칩의 전극부와 전기적으로 연결되는 경우 와이어의 일단은 칩의 전극부와 접합되고 다른 일단은 보조홈의 평평한 면과 보다 쉽게 접합될 수 있다.
또한 본 실시예에서 보조홈(140)의 절단면의 형상은 구현의 편의상 원형으로 구현하였으나 설계에 따라서 직사각형, 타원형 등으로 변경될 수 있다. 또한 보조홈(140)의 깊이는 반구형의 캐비티(130)의 휘도 상승을 저하하지 않는 정도로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 캐비티(130)가 하나로 구성되는 것을 예로 들었으나, 칩 기판(100)의 용도에 따라서 복수의 캐비티(130)를 형성하는 것도 가능하며, 예를 들어 네개의 캐비티(130)를 형성하고, 절연부(120)를 두개로 형성하는 것도 가능하다.
이상의 본 발명에 따르면, 반구형태의 돔 구조의 렌즈를 형성하여 중심부의 조도를 향상시키고, 수지재 내에 함유되는 형광체가 일정하게 분산되도록 하기 위하여 반구형의 렌즈 대신 가공이 편한 평면형 렌즈를 통해 중심부의 조도가 높은 광소자 칩 패키지를 구현할 수 있다. 나아가, 반구형 렌즈를 이용하는 것에 비해 패키지의 두께도 줄일 수 있으므로 칩 패키지가 적용되는 기기의 두께를 줄일 수 있다.
나아가 도시하지는 않았으나 이상의 상술한 실시예에 따른 칩 기판(100)을 이용하여 광소자 칩을 패키징하는 경우 광소자 칩은 반구형으로 오목한 캐비티(130) 내에서 도전부(110) 상에 실장되며, 보조홈(140)의 단면과 와이어 본딩된다.
즉, 광소자 칩에 전극의 인가는 와이어 본딩이나 도전부(110)와의 접합을 통해 구현될 수 있으며, 이러한 전극의 인가 방식은 실장되는 칩의 구조에 따라 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 일 방향으로 적층되어 칩 기판을 구성하는 도전부;
    상기 도전부와 교호로 적층되어 상기 도전부를 전기적으로 분리시키는 절연부; 및
    상기 칩 기판의 상면에서 상기 절연부를 포함하는 영역에서 소정의 깊이로 오목한 캐비티를 포함하고,
    상기 캐비티는 소정의 곡률반경을 가지는 복수의 곡면들의 연속면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 복수의 곡면 캐비티를 포함하는 칩 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐비티는 양의 곡률반경을 가지는 적어도 하나의 곡면과, 음의 곡률반경을 가지는 적어도 하나의 곡면의 연속면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 복수의 곡면 캐비티를 포함하는 칩 기판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐비티는 상기 칩 기판에 실장되는 칩을 기준으로 서로 대칭되는 형상의 연속면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 복수의 곡면 캐비티를 포함하는 칩 기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐비티와 면으로 접하며 상기 캐비티보다 좁은 면적에서 깊지 않은 깊이로 형성된 보조홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 곡면 캐비티를 포함하는 칩 기판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐비티의 중앙부는 평평한 면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 복수의 곡면 캐비티를 포함하는 칩 기판.
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