KR20160131527A - 자외선 발광 장치 - Google Patents

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Abstract

발광 장치가 제공된다. 발광 장치는, 기저부, 및 기저부 상에 위치하는 적어도 세 개의 도전성 패턴을 포함하되, 복수의 소자 실장 영역을 포함하는 제1 몸체부; 및 제1 몸체부의 복수의 소자 실장 영역 상에 위치하는 복수의 발광 소자를 포함하고, 도전성 패턴들 중 적어도 1개의 도전성 패턴은 적어도 2개 이상의 발광 소자와 전기적으로 연결되며, 적어도 2개 이상의 발광 소자는 서로 직렬로 연결되고, 도전성 패턴들 중 적어도 2개의 도전성 패턴은 패드 전극 영역을 포함하고, 복수의 도전성 패턴의 면적은 기저부 상면 면적의 80% 이상이며, 복수의 도전성 패턴들 간의 이격 거리는 200㎛ 내지 2400㎛이다.

Description

자외선 발광 장치{UV LIGHT EMITTING APPARATUS}
본 발명은 발광 장치에 관한 것으로, 특히, 복수의 발광 소자를 포함하는 고신뢰성 및 고출력의 자외선 발광 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드는 전자와 정공의 재결합으로 발생하는 광을 방출하는 무기 반도체 소자로, 특히, 자외선 발광 소자는 UV 경화, 살균, 백색 광원, 의학 분야, 및 장비 부속 부품 등으로 이용될 수 있어서, 그 이용 범위가 증가하고 있다. 특히, 근자외선(약 340nm 내지 약 400nm 범위의 피크 파장을 갖는 광) 발광 소자에 비해, 더 짧은 파장의 광을 방출하는 심자외선(약 340nm 이하의 피크 파장을 갖는 광, 나아가, 약 200nm 내지 약 340nm 범위의 피크 파장을 갖는 광) 발광 소자는 UV-C 영역의 광에 대한 발광 강도가 강하다. 따라서, 이러한 심자외선 발광 소자는 의료용 장치 등 다양한 분야에서 사용된다.
자외선 발광 소자에서 방출되는 광은 가시광 발광 소자에서 방출되는 광에 비해 상대적으로 에너지가 높다. 이에 따라, 자외선 발광 소자를 이용하여 발광 소자 패키지 또는 발광 소자 모듈과 같은 발광 장치를 제조할 때 가시광 발광 장치를 구성하는 재료 등을 그대로 적용하게 되면, 자외선 광에 의한 손상이 발생할 가능성이 높다. 특히, 자외선 경화 장치 등에 사용되는 자외선 발광 장치는 그 출력이 높아, 발광 장치를 구성하는 다른 부분들의 높은 신뢰성이 요구된다.
또한, 심자외선 발광 소자의 경우, 가시광 발광 소자에 비해 발광 효율이 낮아서, 광으로 출력이 되지 않는 나머지의 에너지는 열로 방출된다. 따라서, 고출력의 광이 요구되는 어플리케이션의 경우, 단일 칩을 포함하는 패키지만으로는 필요로 하는 강도의 광을 얻기 어렵다. 이에 따라, 고출력의 광이 요구되는 어플리케이션에 심자외선 발광 소자를 적용할 때, 상술한 낮은 발광 효율을 보상하기 위하여 복수의 단위 칩들을 포함하는 멀티 칩 패키지 또는 COB(Chip On Board) 형태의 발광 장치가 요구된다. 그러나, 이러한 복수의 발광 칩들을 포함하는 발광 장치는, 방출되는 광 에너지에 비해 열이 많이 발생한다. 예를 들어, 종래에 JP2006-508514 A 등에는 복수의 발광 다이오드를 갖는 조명 장치를 개시하고 있으나, 상기 문헌에 개시된 발광 다이오드는 선형의 전극 패턴에 연결되어 방열 효율이 떨어지며, 상기 문헌의 구조를 자외선 발광 장치에 적용하는 경우 신뢰성이 매우 낮다.
JP 2006-508514 A
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 발광 다이오드 간 연결 전극의 면적을 극대화 시켜 전극을 통한 열 방출량을 증가시켜 자외선 광에 대한 신뢰성이 높고, 열 방출 효율이 우수한 고출력의 광을 방출하는 자외선 발광 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치는, 기저부, 및 상기 기저부 상에 위치하는 적어도 세 개의 도전성 패턴을 포함하되, 복수의 소자 실장 영역을 포함하는 제1 몸체부; 및 상기 제1 몸체부의 복수의 소자 실장 영역 상에 위치하는 복수의 발광 소자를 포함하고, 상기 도전성 패턴들 중 적어도 1개의 도전성 패턴은 적어도 2개 이상의 발광 소자와 전기적으로 연결되며, 상기 적어도 2개 이상의 발광 소자는 서로 직렬로 연결되고, 상기 도전성 패턴들 중 적어도 2개의 도전성 패턴은 패드 전극 영역을 포함하고, 상기 복수의 도전성 패턴의 면적은 상기 기저부 상면 면적의 80% 이상이며, 상기 복수의 도전성 패턴들 간의 이격 거리는 200㎛ 내지 2400㎛이다.
상기 도전성 패턴은 제1 내지 제5 도전성 패턴을 포함할 수 있고, 상기 제1 도전성 패턴은 상기 기저부의 제1 측면 및 제2 측면을 따라 위치하고, 상기 제5 도전성 패턴은 상기 기저부의 상기 제1 측면에 반대하여 위치하는 제3 측면 및 상기 기저부의 제2 측면에 반대하여 위치하는 제4 측면을 따라 위치할 수 있으며, 상기 제2 내지 제4 도전성 패턴은 상기 제1 및 제5 도전성 패턴에 둘러싸이도록 위치할 수 있다.
상기 발광 장치는, 상기 제1 몸체부 상에 위치하며, 캐비티 및 상기 캐비티 내에 위치하는 제1 관통홀을 포함하는 제2 몸체부; 및 상기 제2 몸체부의 캐비티 상에 위치하는 커버를 더 포함할 수 있고, 상기 복수의 자외선 발광 소자는 상기 제1 관통홀 내에 위치할 수 있다.
상기 제1 몸체부는, 상기 기저부와 상기 복수의 도전성 패턴의 사이에 위치하는 제1 절연부; 및 상기 복수의 도전성 패턴을 부분적으로 노출시키는 개구부들을 갖는 제2 절연부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 절연부는, 상기 복수의 소자 실장 영역에 대응하며, 상기 복수의 도전성 패턴들 중 적어도 두 개의 도전성 패턴의 일부를 노출시키는 제1 개구부를 포함할 수 있다.
상기 제1 몸체부는, 상기 제1 개구부 내에 위치하며, 상기 도전성 패턴의 일부 영역을 둘러싸는 제3 절연부를 더 포함할 수 있고, 상기 제3 절연부에 둘러싸인 부분은 소자 본딩 영역으로 정의될 수 있다.
상기 제1 몸체부는, 상기 도전성 패턴들의 이격 공간 상에 위치하는 제4 절연부를 더 포함할 수 있고, 상기 제3 절연부와 상기 제4 절연부는 동일한 물질로 형성될 수 있다.
상기 제2 절연부는, 상기 복수의 도전성 패턴들 중 적어도 두 개의 도전성 패턴의 일부를 노출시키는 제2 개구부를 포함할 수 있으며, 상기 제2 개구부를 통해 노출된 도전성 패턴의 일부분은 패드 전극으로 정의될 수 있다.
상기 제2 몸체부는 상기 제2 절연부의 제2 개구부 상에 위치할 수 있으며, 상기 제2 개구부를 통해 노출된 도전성 패턴의 일부분을 노출시키는 제2 관통홀을 더 포함할 수 있다.
상기 도전성 패턴은 제1 금속층, 상기 제1 금속층 상에 위치하는 제2 금속층 및 상기 제2 금속층 상에 위치하는 제3 금속층을 포함할 수 있다.
상기 제3 금속층은 상기 제2 절연부의 제1 개구부를 통해 부분적으로 노출되며, 상기 제3 금속층은 Au를 포함할 수 있다.
상기 제2 절연부는 포토솔더레지스트를 포함할 수 있다.
상기 발광 장치는, 상기 제1 몸체부 상에 위치하는 보호 소자를 더 포함할 수 있고, 상기 제2 절연부는, 상기 복수의 도전성 패턴들 중 적어도 두 개의 도전성 패턴의 일부를 노출시키는 제3 개구부를 더 포함하며, 상기 보호 소자는 상기 제3 개구부 상에 위치할 수 있다.
상기 제2 몸체부는, 상기 보호 소자의 위치에 대응하고, 상기 제2 몸체부의 하면으로부터 상면을 향해 적어도 부분적으로 관통하는 보호 소자 홈을 포함할 수 있다.
상기 제1 몸체부 및 제2 몸체부는 결속 유닛을 통해 서로 결속될 수 있다.
상기 제2 몸체부는, 상기 제2 몸체부의 캐비티의 표면으로부터 함입된 홈부를 더 포함할 수 있고, 상기 제2 몸체부와 상기 커버는 접착제에 의해 접착될 수 있다.
상기 기저부, 및 상기 제2 몸체부는 Al을 포함할 수 있다.,
상기 발광 소자는, 서브 마운트; 및 상기 서브 마운트 상에 위치하는 복수의 발광 다이오드 칩을 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드 칩은 상기 서브 마운트에 플립 본딩될 수 있다.
상기 복수의 도전성 패턴들이 서로 대향하는 측면들 중 상기 제1 개구부에 노출되는 부분에 위치하는 측면들 간의 이격 거리는 200㎛ 내지 300㎛일 수 있다.
상기 복수의 도전성 패턴들이 서로 대향하는 측면들 중 상기 제2 절연부에 의해 덮이는 부분에 위치하는 측면들 간의 이격 거리는 500㎛ 내지 1000㎛일 수 있다.
본 발명에 따르면, 플립 본딩된 발광 소자가 실장된 제1 몸체부 및 제1 몸체부 상에 위치하여 상기 발광 소자를 둘러싸는 제2 몸체부 및 제2 몸체부의 캐비티에 밀착되어 발광 소자를 보호하는 커버를 포함하는 자외선 발광 장치가 제공된다. 이에 따르면, 제조 공정이 단순화되어 제조가 용이하고, 와이어링 공정이 생략되어 제조가 용이할 뿐만 아니라 경박단소화된 발광 장치가 제공될 수 있으며, 생산 수율이 향상된 자외선 발광 장치가 제공될 수 있다. 또한, 자외선 발광 장치에 최적화되어 열 방출 효율 및 신뢰성이 높은 고출력의 자외선 발광 장치가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 발광 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 발광 장치를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 발광 장치의 제2 몸체부를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 발광 장치의 제1 몸체부를 설명하기 위한 평면도들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 발광 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 발광 장치를 설명하기 위한 확대 평면도 및 확대 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자외선 발광 장치를 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자외선 발광 장치를 설명하기 위한 확대 평면도 및 확대 단면도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자외선 발광 장치를 설명하기 위한 확대 평면도 및 확대 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 또한, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에" 또는 "상에" 있다고 기재된 경우 각 부분이 다른 부분의 "바로 상부" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라 각 구성요소와 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1 내지 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 자외선 발광 장치를 설명하기 위한 도면들이다. 구체적으로, 도 1은 상기 자외선 발광 장치를 도시하는 사시도이고, 도 2는 상기 자외선 발광 장치의 분해 사시도이다. 도 3은 상기 자외선 발광 장치의 제2 몸체부(200)를 설명하기 위한 평면도이고, 도 4a 및 도 4b는 상기 자외선 발광 장치의 제1 몸체부(100)를 설명하기 위한 평면도들이다. 또한, 도 5는 도 1 내지도 4b의 A-A선에 대응하는 부분의 단면을 도시하는 단면도이고, 도 6a는 도 4b의 'X' 영역을 확대 도시하는 확대 평면도이며, 도 6b는 도 5의 'Y' 영역을 확대 도시하는 확대 단면도이다.
도 1 내지 도 6b를 참조하면, 실시예들에 따른 자외선 발광 장치는, 제1 몸체부(100), 제1 몸체부(100) 상에 위치하는 제2 몸체부(200), 제2 몸체부(200) 상에 위치하는 커버(300) 및 발광 소자(500)를 포함한다. 나아가, 상기 자외선 발광 장치는, 제1 몸체부(100)과 제2 몸체부(200)를 결속하는 결속 유닛(410), 및 보호 소자(600)를 더 포함할 수 있다.
복수의 발광 소자(500)는 제1 몸체부(100) 상에 위치할 수 있고, 제2 몸체부(200)는 제1 몸체부(100)에 상에 위치하되, 복수의 발광 소자(500)들을 노출시키는 개구부들을 포함할 수 있다. 또한, 제2 몸체부(200)는 캐비티(240)를 포함할 수 있으며, 상기 캐비티(240)에 커버(300)가 배치된다. 이하, 상기 자외선 발광 장치의 각 구성에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
먼저, 도 2, 도 4a 내지 도 6b를 참조하여, 제1 몸체부(100)에 대해 상세하게 설명한다.
제1 몸체부(100)는 기저부(110), 도전성 패턴(120), 상부 절연부(130)를 포함한다. 나아가, 상기 제1 몸체부(100)는 하부 절연부(115) 및 복수의 홀(150, 160)을 더 포함할 수 있다.
기저부(110)는 제1 몸체부(100)의 저부에 위치하며, 제1 몸체부(100)를 지지하는 역할을 할 수 있다. 기저부(110)는 열전도율이 높은 물질을 포함할 수 있고, 특히, 금속을 포함할 수 있다. 또한, 기저부(110)는 자외선광, 특히, 400nm 이하의 피크 파장을 갖는 광, 나아가, 350nm 이하의 피크 파장을 갖는 광에 대한 내성이 강한 금속을 포함할 수 있다. 기저부(110)는, 예를 들어, Al, Ag, Cu, Ni 등을 포함할 수 있으며, 특히, Al 벌크 금속으로 형성될 수 있다.
기저부(110)가 Al을 포함하며, 나아가, Al 벌크 금속으로 형성됨으로써, 기저부(110)의 가공성이 우수해질 수 있으며, 자외선 광에 의한 변색 또는 손상을 방지할 수 있어, 상기 자외선 발광 장치의 신뢰성 및 수명이 향상될 수 있다. 또한, 기저부(110)가 Al과 같은 금속을 포함하거나, Al 벌크 금속으로 형성되어, 상기 자외선 발광 장치의 방열 효율이 향상될 수 있다. 특히, 본 실시예와 같이 고전압에서 구동되는 고출력 자외선 발광 장치에 있어서, 상기 자외선 발광 장치가 방열 효율이 우수한 Al 벌크 금속으로 형성된 기저부(110)를 포함함으로써, 구동 시 열에 의해 발생할 수 있는 발광 장치의 손상 등을 최소화할 수 있다.
다만, 기저부(110)를 형성하는 물질은 이에 한정되는 것은 아니며, 고 열전도율을 갖는 세라믹, 폴리머 물질로 형성될 수도 있다.
기저부(110)의 외곽 형상은 다각형 또는 원형으로 형성될 수 있고, 예컨대, 도시된 바와 같이 8각형의 형상을 가질 수 있다. 본 실시예의 자외선 발광 장치의 평면 형상은 기저부(110)의 평면 형상과 대체로 동일하게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 자외선 발광 장치의 평면 형상 역시 사각형 또는 8각형과 같은 다각형 형상일 수 있고, 또는 원형 형상일 수 있다.
하부 절연부(115)는 기저부(110) 상면의 적어도 일부 상에 위치하며, 나아가, 도 5에 도시된 바와 같이, 기저부(110)의 상면을 거의 전체적으로 덮을 수 있다. 하부 절연부(115)는 전기적 도전성을 갖는 기저부(110)와 도전성 패턴(120)을 절연시키는 역할을 할 수 있다. 따라서, 기저부(110)가 전기적 절연성을 갖는 경우, 상기 하부 절연부(115)는 적어도 부분적으로 생략될 수도 있다. 하부 절연부(115)는 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 절연성의 세라믹 또는 폴리머 물질 등으로 형성될 수 있다.
도전성 패턴(120)은 기저부(110) 상에 위치할 수 있고, 기저부(110)가 전기적 도전성을 갖는 경우 하부 절연부(115) 상에 위치하여 기저부(110)와 전기적으로 절연될 수 있다. 도전성 패턴(120)은 복수의 패턴들을 포함하고, 후술하는 발광 소자(500)들의 전기적 연결을 고려하여 다양하게 설계될 수 있다.
예를 들어, 도 4a는 하부 절연부(115) 상에 위치하는 복수의 도전성 패턴(120)의 배치 관계의 일례를 도시한다. 도 4a를 참조하면, 도전성 패턴(120)은 제1 내지 제5 도전성 패턴(121, 122, 123, 124, 125)을 포함할 수 있고, 각각의 도전성 패턴들(121, 122, 123, 124, 125)은 서로 이격되어 전기적으로 절연되며, 상기 도전성 패턴들(121, 122, 123, 124, 125) 사이에는 하부 절연부(115)가 노출될 수 있다. 제1 도전성 패턴(121)은 기저부(110)의 제1 측면 및 상기 제1 측면에 인접하는 제2 측면을 따라 배치될 수 있고, 제5 도전성 패턴(125)은 상기 제1 측면에 반대하여 위치하는 제3측면 및 상기 제2 측면에 반대하여 위치하는 제4 측면을 따라 배치될 수 있다. 이와 같이, 제1 도전성 패턴(121)과 제5 도전성 패턴(125)은 기저부(110)의 측면들을 따라 배치되는 형태로 형성될 수 있고, 제2 내지 제4 도전성 패턴(122, 123, 124)은 제1 및 제5 도전성 패턴(121, 125)에 둘러싸인 영역 내에 위치할 수 있다. 제2 내지 제4 도전성 패턴(122, 123, 124)은 서로 이격되어 배치될 수 있으며, 도시된 바와 같이, 일 방향을 따라 기다랗게 연장된 형태로 형성될 수 있다. 특히, 제1 도전성 패턴(121)과 제5 도전성 패턴(125)은 서로 인접하는 부분을 갖도록 배치될 수 있으며, 이에 따라, 후술하는 보호 소자(600)가 제1 및 제5 도전성 패턴(121, 125)에 전기적으로 연결될 수 있다. . 또한 제1 도전성 패턴(121)과 제5 도전성 패턴(125)이 제2 내지 제4 도전성 패턴(122, 123, 124)을 둘러싸는 형태로 구성되어 제1 몸체부(100)와 제2 몸체부(200) 접착 시 패턴 간 이격으로 인한 접착력 약화를 최소화 할 수 있다. 한편, 복수의 도전성 패턴(120)의 배치는 발광 소자(500)들의 전기적 연결 관계에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
또한, 도전성 패턴(120)은 기저부(110)의 상면을 거의 덮도록 형성될 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이, 도전성 패턴(120)은 대체로 기저부(110) 상면 전체에 걸쳐 형성될 수 있으며, 예를 들어, 도전성 패턴(120)은 기저부(110) 상면 면적의 약 80% 이상을 덮도록 형성될 수 있다. 도전성 패턴(120)이 기저부(110)의 상면을 약 80% 이상 덮도록 형성됨으로써, 발광 소자(500) 동작 시 발생하는 열을 효과적으로 기저부(110)에 전달할 수 있다. 이때, 기저부(110)는, 예컨대, Al을 포함하는 기저부(110)는 열 방출 효율이 높아, 발광 소자(500)에서 발생하는 열을 효과적으로 외부로 방출시킬 수 있다.
나아가, 도전성 패턴(120)들의 배치를 상술한 바와 같이 형성함으로써, 도전성 패턴(120)이 기저부(110) 상면의 약 80% 이상의 면적을 차지하도록 배치될 수 있다. 또한, 도전성 패턴(120) 중 발광 소자(500)들의 실장 영역을 제공하는 제2 내지 제4 도전성 패턴(122, 123, 124)이 전체 도전성 패턴(120) 면적의 50% 이상의 면적을 차지하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 자외선 발광 장치의 열 방출 효율이 향상될 수 있다. 더욱이, 도전성 패턴(120)이 대체로 기저부(110) 상면 전체적으로 배치되어, 제1 몸체부(100)와 제2 몸체부(200)를 효율적으로 밀착시킬 수 있어, 상기 자외선 발광 장치의 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 복수의 도전성 패턴(120)들 간의 이격 거리는 약 200㎛ 내지 2400㎛ 범위 내일 수 있다. 또한, 복수의 도전성 패턴(120)들의 이격 거리는 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제3 개구부(133)에 의해 도전성 패턴(120)이 노출되는 부분, 즉, 소자 실장 영역에 대응하는 부분의 도전성 패턴(120)들 간의 이격 거리는, 제2 절연부(130)에 의해 덮여지는 부분에 위치하는 도전성 패턴(120)들 간의 이격 거리보다 작을 수 있다. 도 4a를 참조하면, 제2 내지 제4 도전성 패턴(122, 123, 124)에 있어서, 각각의 제2 내지 제4 도전성 패턴(122, 123, 124)은 제3 개구부(133)에 의해 부분적으로 노출되는 제1 측면들 및 상기 제1 측면들의 사이에 위치하며, 제2 절연부(130)에 의해 덮이는 제2 측면들을 포함할 수 있다. 제1 및 제5 도전성 패턴(121, 125)에 있어서, 각각의 제1 및 제5 도전성 패턴(121, 125)은 제3 개구부(133)에 의해 부분적으로 노출되는 제3 측면들 및 상기 제2 내지 제4 도전성 패턴(122, 123, 124)의 제2 측면에 대향하여 위치하는 제4 측면들을 포함할 수 있다. 이때, 서로 대향하는 제1 측면과 제3 측면의 이격 거리는 약 200㎛ 내지 300㎛일 수 있고, 서로 대향하는 제1 측면들 간의 이격 거리 역시 약 200㎛ 내지 300㎛일 수 있다. 또한, 서로 대향하는 제2 측면과 제4 측면의 이격 거리는 약 500㎛ 내지 1000㎛일 수 있다. 나아가, 제1 도전성 패턴(121)과 제5 도전성 패턴(125)이 서로 대향하는 부분의 이격 거리는 약 500㎛ 내지 1000㎛일 수 있다. 다만, 보호 소자(600)가 실장되는 부분에 있어서, 제1 도전성 패턴(121)과 제5 도전성 패턴(125)의 이격 거리는 상술한 범위에 한정되지 않고, 보호 소자(600)의 특성에 따라 더 크게 형성될 수도 있다.
따라서, 본 실시예에 따르면, 방열 효율이 우수한 자외선 발광 장치가 제공될 수 있으며, 복수의 발광 소자(500)를 포함하여 광 출력이 높으면서도, 방열 특성이 우수하여 신뢰성이 높은 자외선 발광 장치가 제공될 수 있다.또한, 도전성 패턴(120)은 금속을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다. 도전성 패턴(120)이 다중층으로 이루어진 경우, 도전성 패턴(120)은 복수의 금속층을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 6b는 도 5의 'Y' 영역을 확대 도시한다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제5 도전성 패턴(121, 122, 123, 124, 125)들 중 적어도 하나는 제1 금속층(120a), 제1 금속층(120a) 상에 위치하는 제2 금속층(120b), 및 제2 금속층(120b) 상에 위치하는 제3 금속층(120c)을 포함할 수 있다. 제1 금속층(120a)은 하부 절연부(115)과 접합성(adhesion)이 우수하며, 열전도성 및 전기적 도전성이 우수한 금속을 포함할 수 있고, 예컨대, Cu를 포함할 수 있다. 제3 금속층(120c)은 전기적 도전성이 우수하고, 자외선 광에 대한 내성이 강하고, 자외선 광에 대한 반사율이 우수한 금속을 포함할 수 있으며, 예컨대, Au를 포함할 수 있다. 제2 금속층(120b)은 제1 및 제3 금속층(120a, 120c) 간의 접합성이 우수하고, 전기적 도전성 및 열 전도성이 우수한 금속을 포함할 수 있고, 예컨대, Ni을 포함할 수 있다. 특히, 도전성 패턴(120)의 최상부에 위치하는 제3 금속층(120c)이 Au를 포함함으로써, 자외선 광에 의한 도전성 패턴(120)의 손상 및 변색을 최소활 수 있어, 자외선 발광 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
다만, 제1 내지 제3 금속층(120a, 120b, 120c)을 형성하는 물질이 상술한 바에 한정되는 것은 아니다. 도전성 패턴(120)은 Cu/Ni/Au의 적층 구조 외에도 상기 금속 물질을 적어도 부분적으로 대체하거나 추가적으로 첨가되는 다른 금속을 포함할 수 있고, 예를 들어, 상기 다른 금속은 Pt, Pd, Rh, W, Ti, Al, Mg, Ag 등을 포함할 수 있다.
상부 절연부(130)는 도전성 패턴(120) 상에 위치하며, 도전성 패턴(120)을 노출시키는 개구부들(131, 132, 133)을 포함한다. 상부 절연부(130)는 도전성 패턴(120)을 부분적으로 덮으며, 또한, 상기 개구부들(131, 132, 133)을 제외한 다른 부분의 기저부(110) 상부를 거의 전체적으로 덮도록 형성될 수 있다. 따라서, 기저부(110)는 후술하는 제2 몸체부(200)와 이격되어 절연될 수 있다.
상부 절연부(130)는 적어도 2개의 제1 개구부(131)를 포함할 수 있고, 이때, 적어도 2개의 제1 개구부(131)를 통해 도전성 패턴(120)이 부분적으로 노출된다. 이때, 제1 내지 제5 도전성 패턴(121, 122, 123, 124, 125)들 중 서로 다른 도전성 패턴이 적어도 2개의 제1 개구부(131)를 통해 노출될 수 있다. 예를 들어, 도 4b는 제1 몸체부(100)의 평면을 도시하며, 설명의 편의를 위하여 발광 소자(500) 및 보호 소자(600)는 생략하여 도시한다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 개구부(131)는 제1 도전성 패턴(121) 및 제5 도전성 패턴(125)을 노출시킨다. 상기 도전성 패턴들(121, 125)이 노출된 부분은 본 실시예의 자외선 발광 장치가 외부 전원에 연결될 수 있는 패드 전극(120p)에 대응할 수 있다. 따라서, 적어도 2개의 패드 전극(120p)은 각각 양극 및 음극의 패드 전극(120p)으로 기능할 수 있다. 또한, 본 실시예와 달리, 도전성 패턴(120)이 부분적으로 노출되어 제공되는 패드 전극(120p)은 3개 이상의 복수로 형성될 수도 있다. 제1 개구부(131)의 위치 및 개수는 패드 전극(120p)이 형성되는 위치 및 개수에 대응하므로, 상기 자외선 발광 소자를 다양한 어플리케이션에 적용할 때 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
또한, 상부 절연부(130)는 적어도 2개의 제2 개구부(132)를 포함할 수 있고, 이때, 적어도 2개의 제2 개구부(132)를 통해 도전성 패턴(120)이 부분적으로 노출된다. 이때, 제1 내지 제5 도전성 패턴(121, 122, 123, 124, 125)들 중 서로 다른 도전성 패턴이 적어도 2개의 제1 개구부(131)를 통해 노출될 수 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 제2 개구부(132)는 제1 도전성 패턴(121) 및 제5 도전성 패턴(125)을 각각 노출시킨다. 이때, 제2 개구부(132)에 의해 노출되는 제1 도전성 패턴(121) 및 제5 도전성 패턴(125)을 통해 보호 소자(600)가 실장될 수 있도록, 제2 개구부(132)들의 이격 거리는 보호 소자(600)가 실장 가능한 거리 내로 형성될 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이, 제1 및 제5 도전성 패턴(121, 125)은 서로 인접하는 부분을 갖도록 배치될 수 있고, 상기 서로 인접하는 부분 중 일부분에 보호 소자(600)가 실장될 수 있다. 보호 소자(600)는, 예컨대, 제너 다이오드 또는 TSV등을 포함할 수 있으며, 발광 소자(500)가 정전기방전 또는 서지 등에 의해 손상 또는 파손되는 것을 방지한다.
나아가, 상부 절연부(130)는 복수의 제3 개구부(133)를 포함한다. 복수의 제3 개구부(133) 각각에는 적어도 2개의 도전성 패턴들(121, 122, 123, 124, 125)이 노출된다. 예컨대, 도 4b에 도시된 바와 같이, 복수의 제3 개구부(133)들 중 일 제3 개구부(133)에는 제1 도전성 패턴(121)과 제2 도전성 패턴(122)이 노출된다. 복수의 제3 개구부(133)는 발광 소자(500)가 실장되는 소자 실장 영역에 대응할 수 있다. 즉, 제3 개구부(133)들은 실장되는 발광 소자(500)의 위치 및 개수에 따라 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 4b에 도시된 바와 같이, 제3 개구부(133)들은 4행 4열의 형태로 복수로 배치될 수 있고, 각각의 제3 개구부(133)에는 인접하는 서로 다른 도전성 패턴들(121, 122, 123, 124, 125)이 노출된다. 즉, 도 4b에 도시된 제3 개구부(133)들의 제1 열의 제3 개구부(133)들에는 제1 및 제2 도전성 패턴(121, 122)이 부분적으로 노출되고, 제2 열의 제3 개구부(133)들에는 제2 및 제3 도전성 패턴(122, 123)이 부분적으로 노출되며, 제3 열의 제3 개구부(133)들에는 제3 및 제4 도전성 패턴(123, 124)이 부분적으로 노출되고, 제4 열의 제4 개구부(133)들에는 제4 및 제5 도전성 패턴(124, 125)이 부분적으로 노출된다.
제3 개구부(133)들에 의해 정의되는 소자 실장 영역에는 발광 소자(500)들이 위치할 수 있으며, 이때, 발광 소자(500)는 각각의 제3 개구부(133)에 노출된 도전성 패턴(121, 122, 123, 124, 125)들에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 제3 개구부(133)들에 노출되는 도전성 패턴(121, 122, 123, 124, 125)들의 연결 관계 및 배치 관계를 다양하게 변경함으로써, 복수의 발광 소자(500)들 간의 전기적 연결 관계를 다양하게 제어할 수 있다. 예컨대, 본 실시예에서, 동일한 행에 배치된 제3 개구부(133)들 내에 위치하는 발광 소자(500)들은 서로 직렬 연결되며, 동일한 열에 배치된 개구부(133)들 내에 위치하는 발광 소자(500)들은 서로 병렬 연결된다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 복수의 발광 소자(500)들은 서로 직렬, 병렬 또는 역병렬로 전기적으로 연결될 수 있다.
제3 절연부(135)에 의해 본딩 영역(135m)이 정의됨으로써, 발광 소자(500)를 제1 몸체부(100)에 실장하는 공정에서 본딩 영역(135m)에 따라 발광 소자(500)를 얼라인할 수 있어 본 실시예의 자외선 발광 장치 제조가 용이해질 수 있다. 나아가, 제3 절연부(135)에 의해 본딩 영역(135m)이 더욱 확실하게 구별될 수 있어, 발광 소자(500)의 실장 과정에서 솔더 또는 도전성 접착제에 의해 도전성 패턴(120) 간에 전기적 쇼트가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 나아가, 제3 개구부(133)에 노출된 부분에서, 제3 절연부(135)에 의해 커버되는 영역을 제외한 다른 부분에는 도전성 패턴(120)이 노출됨으로써, 발광 소자(500)에서 방출되는 광을 더욱 효과적으로 반사시킬 수 있다. 특히, 상술한 바와 같이, 도전성 패턴(120)이 다중층으로 이루어진 경우, 제3 개구부(133)에 노출되는 도전성 패턴(120)의 최상부는 Au를 포함할 수 있다. 따라서, Au를 포함하는 금속은 자외선 광에 대한 내구성이 우수하여, 발광 소자(500)에서 방출되는 자외선 광에 의해 도전성 패턴(120)이 손상되어 발생하는 전기적 저항 증가 및 발광 강도 감소를 방지할 수 있다.
한편, 제1 몸체부(100)는 상기 소자 실장 영역 내에 위치하는 제3 절연부(135)를 포함할 수 있다. 도 6a는 제3 개구부(133)들에 의해 노출되는 소자 실장 영역을 확대 도시하는 평면도이며, 이는 도 4b의 'X' 영역에 대응한다. 또한, 도 6b는 제3 개구부(133)들에 의해 노출되는 소자 실장 영역 주변을 확대 도시하는 단면도이고, 이는 도 5의 'Y' 영역에 대응한다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 제3 절연부(135)는 제3 개구부(133) 내에 위치하되, 상기 제3 개구부(133)에 노출된 도전성 패턴(120) 상에 위치할 수 있다. 제3 절연부(135)는 도전성 패턴(120)의 일부 영역을 둘러싸는 형태로 형성될 수 있으며, 예컨대, 도 6a에 도시된 바와 같이, 제3 절연부(135)는 제3 개구부(133)의 대체로 중심 영역에 형성되어, 제1 도전성 패턴(121)의 일부 및 제2 도전성 패턴(122)의 일부를 둘러쌀 수 있다. 이때, 제3 절연부(135)에 둘러싸인 영역은 본딩 영역(135m)으로 정의될 수 있으며, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 본딩 영역(135m) 상에 발광 소자(500)가 본딩될 수 있다. 특히, 발광 소자(500)는 제3 개구부(133) 내의 실장 영역에 플립 본딩될 수 있다.
발광 소자(500)는 자외선 광을 방출하는 반도체 발광 소자를 포함하는 경우이면 제한되지 않는다. 예를 들어, 도 6b에 도시된 바와 같이, 발광 소자(500)는 발광 다이오드 칩(510)을 포함할 수 있고, 나아가, 서브 마운트(520) 및 범프 전극(530)을 더 포함할 수 있다.
발광 다이오드 칩(510)은 질화물계 반도체로 형성된 반도체 발광 다이오드일 수 있고, 약 400nm 이하의 피크 파장을 갖는 광을 방출할 수 있고, 나아가, 350nm 이하의 피크 파장을 갖는 광을 방출할 수 있으며, 더 나아가, 약 310nm의 피크 파장을 갖는 광을 방출할 수 있다. 또한, 발광 다이오드 칩(510)은 플립칩 형태의 발광 다이오드 칩일 수 있고, 이 경우, 발광 다이오드 칩(510)은 서브 마운트(520) 상에 본딩되어 전기적으로 연결된다. 발광 소자(500)는 적어도 하나의 발광 다이오드 칩(510)을 포함할 수 있다. 예컨대, 발광 소자(500)는 서브 마운트(520) 상에 대체로 정방형으로 배치된 4개의 발광 다이오드 칩(510)을 포함할 수 있다.
서브 마운트(520)는 적어도 하나의 발광 다이오드 칩(510)의 하부에 위치하여 발광 다이오드 칩(510)과 도전성 패턴(120)을 전기적으로 연결한다. 서브 마운트(520)의 구조는 발광 다이오드 칩(510)과 도전성 패턴(120)을 전기적으로 연결할 수 있는 구조이면 제한되지 않는다. 예를 들어, 서브 마운트(520)는 AlN과 같은 고 열전도성 세라믹 기판과, 상기 세라믹 기판의 상부 및 하부에 형성되는 전극들을 포함할 수 있다. 이때, 상기 세라믹 기판의 상부 및 하부에 형성되는 전극들은 비아 전극을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 서브 마운트(520)가 고 열전도성 물질을 포함함으로써, 발광 다이오드 칩(510) 구동 시 발생하는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
서브 마운트(520)는 범프 전극(530)을 통해 제3 개구부(133)에 노출된 도전성 패턴들(121, 122, 123, 124, 125)과 전기적으로 접촉될 수 있다. 이에 따라, 자외선 광을 방출하는 발광 다이오드 칩(510)과 도전성 패턴(120)이 전기적으로 연결될 수 있다.
발광 소자(500)가 서브 마운트(520)를 포함하는 경우, 복수의 발광 다이오드 칩(510)을 서브 마운트(520) 상에 실장함으로써, 단일 발광 소자(500)에서 방출되는 자외선 광의 출력을 향상시킬 수 있다. 이러한 복수의 발광 다이오드 칩(510)을 포함하는 발광 소자(500)들을 복수로 배치함으로써, 본 실시예의 자외선 발광 장치는 고출력의 자외선 광을 방출할 수 있다. 또한, 발광 다이오드 칩(510)의 하부에 서브 마운트(520)를 배치하여 열 방출 효율을 향상시킴으로써, 상기 자외선 발광 장치가 고전압 및 고출력 환경에서 구동되는 경우에도 열에 의한 손상을 감소시킬 수 있다.
한편, 발광 소자(500)는 서브 마운트(520)를 포함하지 않고, 발광 다이오드 칩(510a)이 제1 몸체부(100) 상에 실장된 칩-온-보드(Chip-on-board) 형태를 가질 수도 있다. 예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이, 발광 소자(500)는 발광 다이오드 칩(510a) 및 발광 다이오드 칩(510)과 도전성 패턴(120)을 전기적으로 연결하는 범프 전극(530a)을 포함할 수 있다. 발광 소자(500)가 서브 마운트(520)를 포함하지 않는 경우, 상기 자외선 발광 장치가 소형화될 수 있다.
발광 소자(500)가 서브 마운트(520)를 포함하는 경우는 물론, 칩-온-보드 형태로 발광 다이오드 칩(510)이 제1 몸체부(100) 상에 실장된 경우도 발광 소자(500)는 플립칩 본딩될 수 있다. 따라서 와이어 본딩을 위한 공정이 생략되어 자외선 발광 장치의 제조 공정이 단순화될 수 있고, 또한 자외선 광에 의한 와이어의 손상을 방지할 수 있어 자외선 발광 장치의 신뢰성이 향상될 수 있다. 나아가, 와이어 본딩을 위한 공간이 요구되지 않으므로, 상기 자외선 발광 장치의 두께가 더욱 얇아질 수 있다. 그뿐만 아니라, 와이어를 통해 전기적 연결을 형성할 필요가 없으므로, 자외선 발광 장치 설계 시, 와이어의 위치를 고려할 필요가 없어 설계 유연성이 향상될 수 있다. 따라서 본 실시예의 자외선 발광 장치를 적용하는 어플리케이션에 따라 용이하게 설계 변경하여, 각각의 어플리케이션에 최적화된 자외선 발광 장치를 제공할 수 있다.
한편, 제3 개구부(133)에 의해 노출되는 소자 실장 영역에 형성되는 제3 절연부(135)는 다양하게 변형될 수 있다. 예컨대, 도 8a 및 도 8b의 실시예에 따르면, 제1 몸체부(100)는 도전성 패턴(120)들의 이격 영역에 위치하는 제4 절연부(137)를 더 포함할 수 있다. 이때, 제4 절연부(137)는 제3 절연부(135)와 일체로 형성될 수 있으며, 동일한 물질로 형성될 수도 있다. 이 경우, 제4 절연부(137)는 발광 소자(500)의 범프 전극들(530)의 사이 공간을 적어도 부분적으로 채울 수 있어, 범프 전극들(530) 간에 발생하는 전기적 쇼트를 효과적으로 방지할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 제1 몸체부(100)는 제3 개구부(133)에 노출된 영역을 부분적으로 덮는 제5 절연부(139)를 포함할 수도 있다. 제5 절연부(139)는 제1 도전성 패턴(121)과 제2 도전성 패턴(122)을 각각 부분적으로 노출시켜, 발광 소자(500)가 본딩되는 본딩 영역(139m)을 형성할 수 있다. 상기 본딩 영역(139m)은 실장된 발광 소자(500)에 의해 거의 전체가 커버될 수 있으므로, 이 경우, 제3 개구부(133)에는 도전성 패턴(120)이 거의 노출되지 않을 수 있다. 본 실시예에 따르면, 도전성 패턴(120)의 최상부가 자외선 광에 대한 내구성이 상대적으로 약한 금속으로 형성된 경우, 자외선 광에 의한 도전성 패턴(120)의 손상을 방지할 수 있다.
제2 절연부(130), 제3 절연부(135), 제4 절연부(137) 및 제5 절연부(139)는 모두 동일한 물질로 형성될 수도 있고, 서로 다른 물질로 형성될 수도 있다. 제2 내지 제5 절연부(130, 135, 137, 139)는 절연성 물질로 형성되며, 예를 들어, 포토솔더레지스트(PSR)를 포함할 수 있다.
다시 도 1 내지 도 6b를 참조하면, 제1 몸체부(100)는 제1 홀(150)을 포함할 수 있고, 나아가 제2 홀(160)을 더 포함할 수 있다. 제1 홀(150) 및 제2 홀(160)은 제1 몸체부(100)를 적어도 부분적으로 관통할 수 있다. 제1 및 제2 홀(150, 160)이 제1 몸체부(100)를 완전히 관통하지 않는 경우, 제1 및 제2 홀(150, 160)은 제1 몸체부(100)의 상부로부터 하부 방향으로 부분적으로 제1 몸체부(100)를 관통하는 홈 형태로 형성될 수도 있다. 제1 홀(150)은, 후술하는 바와 같이, 제1 몸체부(100)과 제2 몸체부(200)를 결속시킬 수 있는 결속 유닛(410)이 삽입되는 공간을 제공할 수 있다. 제2 홀(160)은, 본 실시예의 자외선 발광 장치 제조 시, 제1 몸체부(100)와 제2 몸체부(200)를 용이하게 얼라인(align)시킬 수 있도록 돕는 역할을 할 수 있다.
제2 몸체부(200)는 제1 몸체부(100) 상에 위치한다. 제2 몸체부(200)는 그 상면으로부터 하부로 함입된 캐비티(240), 및 상기 캐비티(240) 내에 위치하며, 제2 몸체부(200)를 관통하는 복수의 제1 관통홀(250)들을 포함한다. 나아가, 제2 몸체부(200)는 제2 관통홀(210), 제3 관통홀(220), 제4 관통홀(230), 보호 소자 홀(260) 및 홈부(245)를 더 포함할 수 있다.
도 1, 도 2, 도 3 및 도 5를 참조하면, 제2 몸체부(200)의 캐비티(240)는 제2 몸체부(200)의 상면으로부터 함입되어 형성된다. 캐비티(240)는 커버(300)가 위치되는 공간을 제공할 수 있으며, 캐비티(240)의 깊이는 커버(300)의 두께와 대체로 유사하거나, 커버(300)의 두께보다 클 수 있다. 한편, 홈부(245)는 캐비티(240) 내의 표면 상에 형성될 수 있다. 홈부(245)는 캐비티(240)의 테두리 부분을 따라 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
복수의 제1 관통홀(250)은 캐비티(240) 내에 형성되며, 또한, 제1 관통홀(250)들의 위치는 제3 개구부(133)의 위치에 대체로 대응한다. 따라서, 제1 관통홀(250)을 통해 발광 소자(500)들이 노출될 수 있다. 제1 관통홀(250)의 측벽은 각각의 발광 소자(500)에 대한 리플렉터 역할을 할 수 있다. 따라서, 제1 관통홀(250)의 측벽의 기울기는 상기 자외선 발광 장치의 지향각 등을 고려하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 제1 관통홀(250)의 측면은 제1 몸체부(100)의 상면에 대해서 대체로 수직일 수 있고, 또한, 제1 몸체부(100)의 상면에 대해 기울기를 갖도록 경사질 수도 있다.
또한, 제1 관통홀(250) 측벽의 최상단은 발광 소자(500)의 최상단보다 높이 위치할 수 있다. 이 경우, 발광 소자(500)는 제1 관통홀(250)의 외부로 돌출되지 않고, 제1 관통홀(250)에 의해 형성되는 함입 영역 내에 위치할 수 있다. 이에 따라, 커버(300)가 제1 관통홀(250) 측벽의 최상단, 즉 캐비티(240) 내의 표면에 밀착될 수 있어서, 외부 환경으로부터 발광 소자(500)를 효과적으로 보호할 수 있다. 또한, 커버(300)가 제1 관통홀(250) 측벽의 최상단, 즉 캐비티(240) 내의 표면으로부터 이격되는 경우, 이러한 이격 공간을 통해 광이 손실될 수 있다. 반면 본 실시예에 따르면, 커버(300)가 제1 관통홀(250) 측벽의 최상단, 즉 캐비티(240) 내의 표면에 밀착 또는 접착되어, 상술한 이격 공간에 의해 광이 손실되는 것을 방지하여, 상기 자외선 발광 장치의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 본 실시예의 자외선 발광 장치에 따르면, 발광 소자(500)는 제1 몸체부(100)에 플립칩 본딩되므로, 와이어를 형성하기 위해서 커버(300)와 캐비티(240) 내의 표면을 이격시킬 필요가 없다. 즉, 본 실시예의 자외선 발광 장치(500)는 플립칩 본딩되는 발광 소자(500)와 제1 관통홀(250)를 포함하는 제2 몸체부(200), 및 제2 몸체부(200)의 캐비티(240) 표면에 밀착되는 커버(300)를 통해 발광 효율이 높고, 신뢰성이 향상되며, 소형화된 고출력 자외선 발광 장치를 제공할 수 있다.
제2 관통홀(210)은 제1 몸체부(100)의 제1 홀(150)에 대응하는 위치에 형성될 수 있고, 제1 몸체부(100)과 제2 몸체부(200)를 결속시킬 수 있는 결속 유닛(410)이 삽입되는 공간을 제공할 수 있다. 제3 관통홀(220)은 제1 몸체부(100)의 제2 홀(160)에 대응하는 위치에 형성될 수 있고, 본 실시예의 자외선 발광 장치 제조 시, 제1 몸체부(100)와 제2 몸체부(200)를 용이하게 얼라인(align)시킬 수 있도록 돕는 역할을 할 수 있다. 제4 관통홀(230)은 제2 절연부(130)의 제1 개구부(131) 상에 위치할 수 있으며, 이에 따라, 제4 관통홀(230)을 통해 패드 전극(120p)들이 노출될 수 있다. 제4 관통홀(230)은 제2 몸체부(200)의 측면으로부터 함입된 오목부 형상으로 형성된 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 몸체부(200)를 상하로 관통하는 형태로 형성될 수도 있다.
보호 소자 홀(260)은 보호 소자(600)가 배치된 위치에 대응하여 위치할 수 있고, 보호 소자(600)의 측면을 둘러쌀 수 있다. 보호 소자(600)의 높이는 보호 소자 홀(260)의 깊이보다 작을 수 있고, 따라서, 보호 소자(600)는 제2 몸체부(200)의 상부로 돌출되지 않는다. 보호 소자(600)가 보호 소자 홀(260)에 둘러싸여 위치함으로써, 발광 소자(500)에서 방출된 광이 보호 소자(600)로 직접적으로 도달하는 것이 방지된다. 따라서, 발광 소자(500)로부터 방출된 광이 보호 소자(600)에 의해 흡수되어 발광 장치의 발광 효율이 감소하는 것을 방지할 수 있다. 한편, 본 실시예에서 보호 소자 홀(260)은 제2 몸체부(200)를 상하로 관통하는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 보호 소자 홀(260)은 제2 몸체부(200)의 하면으로부터 상면 방향으로 부분적으로 함입된 홈 형태로 형성될 수도 있고, 이 경우, 보호 소자(600)는 자외선 발광 장치의 외부에 노출되지 않는다.
제2 몸체부(200)는 자외선 광에 대한 반사율이 높고, 자외선 광에 대한 내성이 높은 물질로 형성될 수 있고, 예를 들어, Al, Ag, Cu, Ni 등을 포함할 수 있다. 제2 몸체부(200)는 기저부(110)와 동일한 물질을 포함할 수 있고, 나아가 동일한 물질로 형성될 수 있으며, 예컨대, Al 벌크 금속으로 형성될 수 있다. 제2 몸체부(200)가 Al을 포함하며, 나아가, Al 벌크 금속으로 형성됨으로써, 제2 몸체부(200)의 가공성이 우수해질 수 있으며, 자외선 광에 의한 변색 또는 손상을 방지할 수 있어, 상기 자외선 발광 장치의 신뢰성 및 수명이 향상될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 몸체부(100)와 제2 몸체부(200)의 사이에는 접착제(미도시)가 더 개재될 수 있다. 상기 접착제는 제1 몸체부(100)와 제2 몸체부(200)를 접합하는 역할을 할 수 있고, 예를 들어, 폴리머 또는 세라믹 재질의 접착제일 수 있고, 상기 접착제는 필름 또는 테이프 형태의 접착제일 수 있다. 상기 접착제는 제1 몸체부(100)의 적어도 일부 상면 상에 위치할 수 있고, 예를 들어, 상부 절연부(130)가 위치하는 영역 내에 위치할 수 있다. 특히, 상기 접착제는 상부 절연부(130)의 제3 개구부(133)가 위치하는 영역을 제외한 나머지 영역 내에 위치할 수 있다. 따라서, 접착제가 제3 개구부(133) 내의 영역에 형성되어, 상기 접착제가 발광 소자(500)로부터 방출된 자외선 광에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 접착제는 생략될 수도 있다.
커버(300)는 제2 몸체부(200) 상에 위치할 수 있고, 특히, 제2 몸체부(200)의 캐비티(240) 상에 위치할 수 있다. 커버(300)는 제2 몸체부(200)의 캐비티(240)의 내부 표면과 접촉 또는 밀착될 수 있다. 커버(300)는, 예를 들어, 접착제를 통해 제2 몸체부(200)에 접착될 수 있다. 이때, 접착제는 캐비티(240)의 테두리 영역을 따라 형성될 수 있다. 한편, 캐비티(240) 내에 형성된 홈부(245)의 적어도 일부 공간에는 커버(300)와 제2 몸체부(200) 접착 시 이용되는 접착제가 위치될 수 있다. 따라서, 커버(300)와 제2 몸체부(200) 접착 시 상기 접착제가 퍼지면서 제1 관통홀(240)을 통해 소자 실장 영역으로 흘러 들어가는 것이 홈부(245)에 의해서 방지될 수 있다. 상기 접착제가 소자 실장 영역으로 흘러 들어가거나, 제1 관통홀(240)의 측벽에 흡착되는 경우, 접착제가 자외선 광에 의해 변색되어 자외선 발광 장치의 발광 효율을 저하시킬 수 있다. 따라서, 홈부(245)를 형성함으로써, 접착제에 의해 자외선 발광 장치의 광 출력이 감소하는 것을 방지할 수 있다.
커버(300)는 자외선 광에 의한 변형 또는 변색이 거의 없는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 커버(300)는 유리, 석영과 같은 세라믹 물질로 형성될 수 있고, 또는 불소계 폴리머와 같이 자외선 광에 대한 내성이 강한 폴리머 물질로 형성될 수도 있다.
또한, 커버(300)의 두께는 제2 몸체부(200)의 깊이보다 작을 수 있다. 이 경우, 커버(300)의 상면은 제2 몸체부(200)의 상면보다 낮게 위치할 수 있다. 커버(300)가 제2 몸체부(200)의 상면 위로 돌출되지 않아, 커버(300)가 외부적 요인에 의해 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 제1 몸체부(100)와 제2 몸체부(200)는 결속 유닛(410)을 통해 고정될 수 있다. 결속 유닛(410)은, 예를 들어, 도시된 바와 같은 나사 또는 볼트를 포함할 수 있다. 결속 유닛(410)은 제2 몸체부(200)의 제2 관통홀(210) 및 제1 몸체부(100)의 제1 홀(150)을 적어도 부분적으로 관통함으로써, 제1 및 제2 몸체부(100, 200)를 결속시킨다.
한편, 결속 유닛(410)의 개수 및 위치는 제한되지 않으며, 예를 들어, 6개의 결속 유닛(410)을 포함할 수도 있다. 또한, 본 실시예에서 결속 유닛(410)은 제2 몸체부(200)로부터 제1 몸체부(100)를 향하는 방향으로 삽입되어 있는 것으로 설명되어 있으나, 이와 달리, 결속 유닛(410)은 제1 몸체부(100)의 하부로부터 제2 몸체부(200)를 향하는 방향으로 삽입될 수도 있다. 이 경우, 제2 몸체부(200)의 제2 관통홀(210)은 상부가 막힌 형태로, 제2 몸체부(200)의 하면에 형성된 홈 형태로 형성될 수 있고, 제1 몸체부(100)의 제1 홀(150)은 제1 몸체부(100)를 관통하는 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 이러한 경우에 상기 자외선 발광 장치의 상면에는 결속 유닛(410)이 노출되지 않는다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 결속 유닛(410)이 제1 몸체부(100)와 제2 몸체부(200)를 결속시킬 수 있는 구조이면, 어느 형태로든 변형이 가능하다.
제1 몸체부(100)와 제2 몸체부(200)가 결속 유닛(410)에 의해 서로 결속되어 고정됨으로써, 제1 몸체부(100)와 제2 몸체부(200) 사이에는 별도의 접착제가 요구되지 않거나, 또는 소량의 접착제에 의해서도 제1 및 제2 몸체부(100, 200)가 안정적으로 결속될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 제1 몸체부(100)와 제2 몸체부(200) 사이에 위치하는 접착제가 자외선 광에 의해 변색 또는 변형되어 자외선 발광 장치의 신뢰성이 저하되는 문제를 최소화할 수 있다.
한편, 제1 몸체부(100) 및 제2 몸체부(200)는 도면에 도시되지 않은 추가의 홀 또는 홈을 더 포함할 수 있다. 상기 추가의 홀 또는 홈은 상기 자외선 발광 장치가 어플리케이션에 적용될 때, 상기 자외선 발광 장치가 상기 어플리케이션에 결합, 실장, 또는 결속될 수 있는 공간을 제공할 수 있다.
상술한 실시예들에 따르면, 간단한 제조 공정을 통해 제조할 수 있고, 소형화된 고출력 고신뢰성 자외선 발광 장치가 제공될 수 있다.
이상에서, 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명하였지만, 상술한 각각의 실시예들 및 특징들에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 실시예들에서 설명하는 기술적 특징들의 결합 및 치환을 통하여 변경된 발명 역시 본 발명의 범위에 모두 포함되며, 본 발명의 특허청구범위에 의한 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능하다.

Claims (21)

  1. 기저부, 및 상기 기저부 상에 위치하는 적어도 세 개의 도전성 패턴을 포함하되, 복수의 소자 실장 영역을 포함하는 제1 몸체부; 및
    상기 제1 몸체부의 복수의 소자 실장 영역 상에 위치하는 복수의 발광 소자를 포함하고,
    상기 도전성 패턴들 중 적어도 1개의 도전성 패턴은 적어도 2개 이상의 발광 소자와 전기적으로 연결되며, 상기 적어도 2개 이상의 발광 소자는 서로 직렬로 연결되고,
    상기 도전성 패턴들 중 적어도 2개의 도전성 패턴은 패드 전극 영역을 포함하고,
    상기 복수의 도전성 패턴의 면적은 상기 기저부 상면 면적의 80% 이상이며, 상기 복수의 도전성 패턴들 간의 이격 거리는 200㎛ 내지 2400㎛인 발광 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 도전성 패턴은 제1 내지 제5 도전성 패턴을 포함하고,
    상기 제1 도전성 패턴은 상기 기저부의 제1 측면 및 제2 측면을 따라 위치하고, 상기 제5 도전성 패턴은 상기 기저부의 상기 제1 측면에 반대하여 위치하는 제3 측면 및 상기 기저부의 제2 측면에 반대하여 위치하는 제4 측면을 따라 위치하며,
    상기 제2 내지 제4 도전성 패턴은 상기 제1 및 제5 도전성 패턴에 둘러싸이도록 위치하는 발광 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 몸체부 상에 위치하며, 캐비티 및 상기 캐비티 내에 위치하는 제1 관통홀을 포함하는 제2 몸체부; 및
    상기 제2 몸체부의 캐비티 상에 위치하는 커버를 더 포함하고,
    상기 복수의 자외선 발광 소자는 상기 제1 관통홀 내에 위치하는 발광 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 몸체부는,
    상기 기저부와 상기 복수의 도전성 패턴의 사이에 위치하는 제1 절연부; 및
    상기 복수의 도전성 패턴을 부분적으로 노출시키는 개구부들을 갖는 제2 절연부를 더 포함하는 발광 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 절연부는, 상기 복수의 소자 실장 영역에 대응하며, 상기 복수의 도전성 패턴들 중 적어도 두 개의 도전성 패턴의 일부를 노출시키는 제1 개구부를 포함하는 발광 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 몸체부는, 상기 제1 개구부 내에 위치하며, 상기 도전성 패턴의 일부 영역을 둘러싸는 제3 절연부를 더 포함하고,
    상기 제3 절연부에 둘러싸인 부분은 소자 본딩 영역으로 정의되는 발광 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 몸체부는, 상기 도전성 패턴들의 이격 공간 상에 위치하는 제4 절연부를 더 포함하고,
    상기 제3 절연부와 상기 제4 절연부는 동일한 물질로 형성된 자외선 발광 소자.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2 절연부는, 상기 복수의 도전성 패턴들 중 적어도 두 개의 도전성 패턴의 일부를 노출시키는 제2 개구부를 포함하며,
    상기 제2 개구부를 통해 노출된 도전성 패턴의 일부분은 패드 전극으로 정의되는 발광 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2 몸체부는 상기 제2 절연부의 제2 개구부 상에 위치하며, 상기 제2 개구부를 통해 노출된 도전성 패턴의 일부분을 노출시키는 제2 관통홀을 더 포함하는 발광 장치.
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 도전성 패턴은 제1 금속층, 상기 제1 금속층 상에 위치하는 제2 금속층 및 상기 제2 금속층 상에 위치하는 제3 금속층을 포함하는 발광 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제3 금속층은 상기 제2 절연부의 제1 개구부를 통해 부분적으로 노출되며, 상기 제3 금속층은 Au를 포함하는 발광 장치.
  12. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 절연부는 포토솔더레지스트를 포함하는 발광 장치.
  13. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 몸체부 상에 위치하는 보호 소자를 더 포함하고,
    상기 제2 절연부는, 상기 복수의 도전성 패턴들 중 적어도 두 개의 도전성 패턴의 일부를 노출시키는 제3 개구부를 더 포함하며, 상기 보호 소자는 상기 제3 개구부 상에 위치하는 발광 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제2 몸체부는, 상기 보호 소자의 위치에 대응하고, 상기 제2 몸체부의 하면으로부터 상면을 향해 적어도 부분적으로 관통하는 보호 소자 홈을 포함하는 발광 장치.
  15. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 몸체부 및 제2 몸체부는 결속 유닛을 통해 서로 결속되는 발광 장치.
  16. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 몸체부는, 상기 제2 몸체부의 캐비티의 표면으로부터 함입된 홈부를 더 포함하고,
    상기 제2 몸체부와 상기 커버는 접착제에 의해 접착되는 발광 장치.
  17. 청구항 4에 있어서,
    상기 기저부, 및 상기 제2 몸체부는 Al을 포함하는 발광 장치.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 소자는,
    서브 마운트; 및
    상기 서브 마운트 상에 위치하는 복수의 발광 다이오드 칩을 포함하는 발광 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩은 상기 서브 마운트에 플립 본딩 되는 발광 장치.
  20. 청구항 5에 있어서,
    상기 복수의 도전성 패턴들이 서로 대향하는 측면들 중 상기 제1 개구부에 노출되는 부분에 위치하는 측면들 간의 이격 거리는 200㎛ 내지 300㎛인 발광 장치.
  21. 청구항 5에 있어서,
    상기 복수의 도전성 패턴들이 서로 대향하는 측면들 중 상기 제2 절연부에 의해 덮이는 부분에 위치하는 측면들 간의 이격 거리는 500㎛ 내지 1000㎛인 발광 장치.
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