KR20170058055A - 발광 소자 패키지 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
실시 예는 크기를 용이하게 변경할 수 있는 발광 소자 패키지 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지는 서로 이격된 제 1 리드 프레임 및 제 2 리드 프레임, 상기 제 1 리드 프레임과 상기 제 2 리드 프레임에 각각 배치되어 서로 전기적으로 연결된 제 1 발광 칩과 제 2 발광 칩, 상기 제 1, 제 2 리드 프레임의 상부면 및 하부면을 노출시키는 바닥면과 상기 바닥면에서 연장된 측면을 포함하여 이루어져, 상기 제 1 발광 칩과 제 2 발광 칩이 안착된 캐비티를 포함하는 제 1 반사부 및 상기 캐비티 내에 배치된 파장 변환층을 포함하는 발광 소자; 및 상기 발광 소자의 측면을 감싸는 제 2 반사부를 포함한다.
Description
본 발명 실시 예는 크기를 용이하게 변경할 수 있는 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류가 인가되면 광을 방출하는 발광 소자 중 하나이다. 발광 다이오드는 저전압으로 고효율의 광을 방출할 수 있어 에너지 절감 효과가 뛰어나다. 최근, 발광 다이오드의 휘도 문제가 크게 개선되어, 액정 표시 장치의 백라이트 유닛(Backlight Unit), 전광판, 표시기, 가전 제품 등과 같은 각종 기기에 적용되고 있다.
발광 다이오드는 제 1 반도체층, 활성층 및 제 2 반도체층으로 구성된 발광 구조물의 일 측에 제 1 전극과 제 2 전극이 배치된 구조일 수 있다. 그리고, 제 1 전극과 제 2 전극은 리드 프레임을 통해 외부 회로와 전기적으로 연결될 수 있다.
일반적인 발광 소자 패키지는 리드 프레임의 크기를 조절하여 패키지 크기를 조절할 수 있다. 그런데, 리드 프레임의 크기가 커질수록 발광 소자에서 방출되는 광을 반사시키는 반사 패턴이 외부로 노출되어, 반사 패턴이 산화되어 발광 소자 패키지의 신뢰성이 저하될 수 있다. 또한, 일반적인 리드 프레임은 사출 방식으로 제작하므로 패키지의 크기가 변경되면 금형 비용이 추가로 발생할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 크기를 용이하게 변경할 수 있는 발광 소자 패키지를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예의 발광 소자 패키지는 서로 이격된 제 1 리드 프레임 및 제 2 리드 프레임, 상기 제 1 리드 프레임과 상기 제 2 리드 프레임에 각각 배치되어 서로 전기적으로 연결된 제 1 발광 칩과 제 2 발광 칩, 상기 제 1, 제 2 리드 프레임의 상부면 및 하부면을 노출시키는 바닥면과 상기 바닥면에서 연장된 측면을 포함하여 이루어져, 상기 제 1 발광 칩과 제 2 발광 칩이 안착된 캐비티를 포함하는 제 1 반사부 및 상기 캐비티 내에 배치된 파장 변환층을 포함하는 발광 소자; 및 상기 발광 소자의 측면을 감싸는 제 2 반사부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예의 발광 소자 패키지는 서로 이격된 제 1 리드 프레임 및 제 2 리드 프레임, 상기 제 1 리드 프레임과 상기 제 2 리드 프레임에 각각 배치되어 서로 전기적으로 연결된 제 1 발광 칩과 제 2 발광 칩, 상기 제 1, 제 2 리드 프레임의 상부면 및 하부면을 노출시키는 바닥면을 포함하는 제 1 반사부 및 상기 제 1 발광 칩과 제 2 발광 칩을 덮는 파장 변환층을 포함하는 발광 소자; 및 상기 발광 소자의 측면을 감싸는 제 2 반사부를 포함한다.
본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지의 제조 방법은 막대 형상의 복수 개의 리드 프레임을 정렬하고, 상부면 및 하부면에서 상기 복수 개의 리드 프레임이 노출되도록 상기 복수 개의 리드 프레임을 고정하는 제 1 반사 패턴을 형성하는 단계; 상기 복수 개의 리드 프레임 상부면에 발광 칩을 각각 배치하는 단계; 상기 발광 칩을 상기 발광 칩이 안착된 상기 리드 프레임에 본딩하고, 인접한 두 개의 발광 칩을 서로 연결하는 단계; 상기 발광 칩을 덮도록 상기 제 1 반사 패턴 상에 파장 변환층을 형성하는 단계; 연결된 상기 두 개의 발광 칩이 한 쌍을 이루도록 상기 제 1 반사 패턴을 분리 및 이격시키는 단계; 상기 제 1 반사 패턴의 이격 영역에 제 2 반사 패턴을 형성하여 상기 제 1 반사 패턴으로 이루어진 바닥면과 상기 바닥면에서 연장되며 상기 제 2 반사 패턴으로 이루어진 측면을 포함하는 제 1 반사부, 한 쌍을 이루는 상기 두 개의 발광 칩, 상기 리드 프레임 및 상기 파장 변환층을 포함하는 발광 소자를 형성하는 단계; 및 상기 발광 소자의 측면을 감싸도록 제 2 반사부를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명 다른 실시 예의 발광 소자 패키지의 제조 방법은 막대 형상의 복수 개의 리드 프레임을 정렬하고, 상부면 및 하부면에서 상기 복수 개의 리드 프레임이 노출되도록 상기 복수 개의 리드 프레임을 고정하는 제 1 반사부를 형성하는 단계; 상기 복수 개의 리드 프레임 상부면에 발광 칩을 각각 배치하는 단계; 상기 발광 칩을 상기 발광 칩이 안착된 상기 리드 프레임에 본딩하고, 인접한 두 개의 발광 칩을 서로 연결하는 단계; 상기 발광 칩을 덮도록 상기 제 1 반사부 상에 파장 변환층을 형성하는 단계; 연결된 상기 두 개의 발광 칩이 한 쌍을 이루도록 상기 제 1 반사부를 분리 및 이격시켜, 한 쌍을 이루는 상기 두 개의 발광 칩, 제 1 반사부, 상기 리드 프레임 및 상기 파장 변환층을 포함하는 발광 소자를 형성하는 단계; 및 상기 발광 소자의 측면을 감싸도록 제 2 반사부를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 발광 소자 패키지는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 발광 소자를 감싸는 제 2 반사부의 두께를 조절하여 발광 소자 패키지의 크기를 결정할 수 있다. 따라서, 발광 소자 패키지의 크기를 용이하게 조절할 수 있다.
둘째, 파장 변환층을 형성한 후 레벨링(leveling) 공정을 실시함으로써, 발광 소자 패키지에서 방출되는 색 품질 및 균일도를 향상시킬 수 있다.
도 1a는 본 발명 제 1 실시 예의 발광 소자 패키지의 평면도이다.
도 1b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 1c는 도 1b의 제 2 반사부의 요철을 도시한 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 다양한 크기를 갖는 발광 소자 패키지의 평면도이다.
도 3a 내지 도 3o는 본 발명 제 1 실시 예의 발광 소자 패키지의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.
도 4a는 본 발명 제 2 실시 예의 발광 소자 패키지의 평면도이다.
도 4b는 도 4a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 4c는 도 4b의 제 2 반사부의 요철을 도시한 단면도이다.
도 1b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 1c는 도 1b의 제 2 반사부의 요철을 도시한 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 다양한 크기를 갖는 발광 소자 패키지의 평면도이다.
도 3a 내지 도 3o는 본 발명 제 1 실시 예의 발광 소자 패키지의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.
도 4a는 본 발명 제 2 실시 예의 발광 소자 패키지의 평면도이다.
도 4b는 도 4a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 4c는 도 4b의 제 2 반사부의 요철을 도시한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 제 1 실시 예의 발광 소자 패키지를 상세히 설명하면 다음과 같다.
* 제 1 실시 예 *
도 1a는 본 발명 제 1 실시 예의 발광 소자 패키지의 평면도이며, 도 1b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다. 그리고, 도 1c는 도 1b의 제 2 반사부의 요철을 도시한 단면도이다.
도 1a 및 도 1b와 같이, 본 발명 제 1 실시 예의 발광 소자 패키지는 발광 소자(100)와 발광 소자(100)의 측면을 감싸는 제 2 반사부(50)를 포함하며, 서로 이격된 제 1 리드 프레임(15a) 및 제 2 리드 프레임(15b), 제 1 리드 프레임(15a)과 제 2 리드 프레임(15b)에 각각 배치되어 서로 전기적으로 연결된 제 1 발광 칩(20a)과 제 2 발광 칩(20b), 제 1, 제 2 리드 프레임(15a, 15b)의 상부면 및 하부면을 노출시키는 바닥면과 바닥면에서 연장된 측면을 포함하여 이루어져, 제 1 발광 칩(20a)과 제 2 발광 칩(20b)이 안착된 캐비티를 포함하는 제 1 반사부(10) 및 캐비티 내에 배치된 파장 변환층(25)을 포함하는 발광 소자(100) 및 발광 소자(100)의 측면을 감싸는 제 2 반사부(50)를 포함한다. 이 때, 발광 소자 패키지의 크기는 제 2 반사층의 두께(t1, t2)로 결정될 수 있다.
구체적으로, 제 1, 제 2 리드 프레임(15a, 15b)은 제 1 반사부(10)의 하부면을 관통하며, 제 1 반사부(10)의 하부면에서 제 1, 제 2 리드 프레임(15a, 15b)의 상부면 및 하부면이 노출된다. 제 1, 제 2 리드 프레임(15a, 15b)의 상부면에는 각각 제 1, 제 2 발광 칩(20a, 20b)이 배치되며, 제 1 발광 칩(20a)은 와이어(25)를 통해 제 1 리드 프레임(15a)과 전기적으로 연결되고, 제 2 발광 칩(20b) 역시 와이어(25)를 통해 제 2 리드 프레임(15b)과 전기적으로 연결된다. 제 1, 제 2 발광 칩(20a, 20b) 역시 와이어(25)를 통해 서로 전기적으로 연결된다. 즉, 본 발명 제 1 실시 예의 발광 소자 패키지는 두 개의 발광 칩(20a, 20b)을 포함하는 멀티 칩 구조의 발광 소자 패키지이다.
도시하지는 않았으나, 제 1, 제 2 발광 칩(20a, 20b)은 제 1 반도체층, 제 1 활성층, 제 2 반도체층, 제 1 전극 및 제 2 전극을 포함할 수 있다. 그리고, 제 1 전극이 와이어(25)를 통해 제 1 리드 프레임(15a)과 전기적으로 연결되고, 제 2 전극이 와이어(25)를 통해 제 2 리드 프레임(15b)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제 1 반사부(10)는 제 1, 제 2 리드 프레임(15a, 15b)의 이격 구간을 지지하여 제 1, 제 2 리드 프레임(15a, 15b)을 고정시키며 동시에, 제 1, 제 2 발광 칩(20a, 20b)에서 방출되는 광을 반사시켜 상부로 용이하게 진행시킨다. 그리고 제 1 반사부(10)는 후술할 발광 소자 패키지의 제조 방법에 따르면 제 1 반사 시트에 부착되거나 분리되므로, 물리적인 강도, 경도 등이 요구된다.
이를 위해, 제 1 반사부(10)는 TiO2, SiO2, Silica, BaF, BaS Powder와 같은 백색(white)의 입자가 폴리프탈아미드(Polypthalamide; PPA), 폴리사이클로헥실디메틸렌 테레프탈레이트(Polycyclohexylenedimethylene terephthalate; PCT), 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound; EMC) 등과 같은 열 경화성 고분자에 포함된 구조로 이루어지며, 이에 한정하지 않는다. 특히, 제 1 반사부(10)는 상기 백색 입자가 폴리사이클로헥실디메틸렌 테레프탈레이트에 포함된 구조인 것이 가장 바람직하다.
파장 변환층(30)은 제 1, 제 2 발광 칩(20a, 20b)을 감싸도록 제 1 반사부(10)의 하부면과 측면에 의해 형성된 캐비티 내에 채워질 수 있다. 파장 변환층(30)은 고분자 수지로 제작될 수 있다. 고분자 수지는 광 투과성 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지, 및 아크릴 수지 중 어느 하나 이상일 수 있다. 일 예로, 고분자 수지는 실리콘 수지일 수 있다.
파장 변환부(30)에 분산된 파장변환입자는 제 1, 제 2 발광 칩(20a, 20b)에서 방출된 광을 흡수하여 백색광으로 변환할 수 있다. 예를 들면, 파장 변환 입자는 형광체, QD(Quantum Dot) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 이하에서는 파장 변환 입자를 형광체로 설명한다.
형광체는 YAG계, TAG계, Silicate계, Sulfide계 또는 Nitride계 중 어느 하나의 형광물질이 포함될 수 있으나, 실시 예는 형광체의 종류에 제한되지 않는다. YAG 및 TAG계 형광물질에는 (Y, Tb, Lu, Sc, La, Gd, Sm)3(Al, Ga, In, Si, Fe)5(O, S)12:Ce 중에서 선택하여 사용가능하며, Silicate계 형광물질에는 (Sr, Ba, Ca, Mg)2SiO4: (Eu, F, Cl) 중에서 선택 사용 가능하다.
또한, Sulfide계 형광물질에는 (Ca,Sr)S:Eu, (Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu 중에서 선택하여 사용가능하며, Nitride계 형광체는 (Sr, Ca, Si, Al, O)N:Eu (예,26-6CaAlSiN4:Eu β-SiAlON:Eu) 또는 Ca-α SiAlON:Eu계인 (Cax,My)(Si,Al)12(O,N)16일 수있다. 여기서 M 은 Eu, Tb, Yb 또는 Er 중 적어도 하나의 물질이며 0.05<(x+y)<0.3, 0.02<x<0.27 and 0.03<y<0.3을 만족하는 형광체 성분 중에서 선택하여 사용할 수 있다. 적색 형광체는 N(예, CaAlSiN3:Eu)을 포함하는 질화물(Nitride)계 형광체이거나 KSF(K2SiF6) 형광체일 수 있다.
상기와 같은 제 1, 제 2 리드 프레임(15a, 15b), 제 1 반사부(10), 제 1, 제 2 발광 칩(15a, 15b) 및 파장 변환층(30)을 포함하는 발광 소자(100)를 감싸도록 제 2 반사부(50)가 배치된다.
제 2 반사부(50)는 제 1 반사부(10)와 같이 TiO2, SiO2, Silica, BaF, BaS Powder와 같은 백색(white)의 입자가 포함된 폴리프탈아미드(Polypthalamide; PPA), 폴리사이클로헥실디메틸렌 테레프탈레이트(Polycyclohexylenedimethylene terephthalate; PCT), 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound; EMC) 중에서 선택된 물질로 이루어지거나, TiO2, SiO2, Silica, BaF, BaS Powder 등의 백색(white)의 입자를 포함하는 실리콘을 포함할 수 있다.
제 2 반사부(50)가 TiO2, SiO2, Silica, BaF, BaS Powder와 같은 백색(white)의 입자가 폴리프탈아미드(Polypthalamide; PPA), 폴리사이클로헥실디메틸렌 테레프탈레이트(Polycyclohexylenedimethylene terephthalate; PCT), 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound; EMC) 등에 포함된 구조인 경우, 제 2 반사부(50)의 물리적인 강도가 향상되어 발광 소자 패키지의 기계적인 강도가 향상될 수 있다.
반대로, 제 1 반사부(10)와 제 2 반사부(50)가 모두 TiO2, SiO2, Silica, BaF, BaS Powder 등의 백색(white)의 입자를 포함하는 실리콘으로 이루어질 수도 있다. 이 경우, 공정이 용이하고 제조 비용이 저렴하다.
한편, 제 2 반사부(50)가 TiO2, SiO2, Silica, BaF, BaS Powder 등의 백색(white)의 입자를 포함하는 실리콘으로 이루어지는 것이 가장 바람직하나, 제 1, 제 2 반사부(50)의 물질은 이에 한정하지 않는다.
도 1c와 같이, 제 2 반사부(50)의 측면에 요철이 더 형성될 수도 있다. 이 경우, 제 2 반사부(50)의 광 반사 효율이 향상되어, 발광 소자 패키지의 상부면으로 방출되는 광량이 증가하여 발광 소자 패키지의 광속이 향상될 수 있다. 또한, 도면에서는 제 2 반사부(50)의 측면 전체에 요철이 형성된 것을 도시하였으나, 요철은 부분적으로 형성될 수도 있다.
제 2 반사부(50)는 발광 소자 패키지의 크기를 결정하기 위한 것으로, 제 2 반사부(50)의 두께를 조절하여 발광 소자 패키지의 크기를 결정할 수 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명 제 1 실시 예의 발광 소자 패키지는 제 2 반사부(50)의 수평 두께(t1) 및 수직 두께(t2)가 동일한 경우, 발광 소자 패키지가 정사각형 형상을 가질 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 다양한 크기를 갖는 발광 소자 패키지의 평면도이다.
도 2a 및 도 2b와 같이, 제 2 반사부(50)의 수평 두께(t1) 및 수직 두께(t2)는 서로 상이할 수 있으며, 수평 두께(t1) 및 수직 두께(t2)를 조절하여 발광 소자 패키지의 크기를 용이하게 조절할 수 있다.
일반적인 발광 소자 패키지는 리드 프레임의 크기를 조절하여 패키지 크기를 조절하므로, 발광 소자 패키지의 크기를 용이하게 조절하기 어려우며, 패키지의 크기가 변경되면 금형 비용이 추가로 발생한다. 또한, 리드 프레임의 크기가 커질수록 발광 소자에서 방출되는 광을 반사시키는 반사 패턴이 외부로 노출되어, 반사 패턴이 산화되어 발광 소자 패키지의 신뢰성이 저하될 수 있다.
반면에, 본원 발명은 도 1b, 도 2a 및 도 2b의 발광 소자(100)의 크기는 모두 동일한 것으로, 제 1, 제 2 리드 프레임(15a, 15b)을 포함하는 발광 소자(100)의 설계 변경 없이, 발광 소자(100)를 감싸는 제 2 반사부(50)의 두께(t1, t2)를 조절하여 발광 소자 패키지의 크기를 용이하게 조절할 수 있으므로, 제조 비용을 절감할 수 있으며, 수율이 향상된다. 또한, 발광 소자 패키지의 크기를 결정하기 위한 2 반사부(50)의 두께(t1, t2)를 조절하여 발광 소자 패키지의 지향각 역시 조절 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명 제 1 실시 예의 발광 소자 패키지의 제조 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 3a 내지 도 3o는 본 발명 제 1 실시 예의 발광 소자 패키지의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도이다.
도 3a 및 도 3b와 같이, 막대 형상의 복수 개의 리드 프레임(15)을 정렬하고, 상부면 및 하부면에서 복수 개의 리드 프레임(15)이 노출되도록 복수 개의 리드 프레임(15)을 고정하는 제 1 반사 패턴(10a)을 형성한다. 이 때, 제 1 반사 패턴(10a)의 두께는 리드 프레임(15)의 두께와 동일하여, 제 1 반사 패턴(10a)에서 리드 프레임(15)의 상부면 및 하부면이 노출될 수 있다.
구체적으로, 복수 개의 리드 프레임(15)을 덮도록 제 1 반사 물질을 도포하고 제 1 반사 물질을 경화시켜 제 1 반사 패턴(10a)을 형성한 후, 제 1 반사 패턴(10a)의 상부면을 연마(polising)하여 리드 프레임(15)을 노출시킬 수 있다.
이 때, 제 1 반사 패턴(10a)은 TiO2, SiO2, Silica, BaF, BaS Powder와 같은 백색(white)의 입자가 폴리프탈아미드(Polypthalamide; PPA), 폴리사이클로헥실디메틸렌 테레프탈레이트(Polycyclohexylenedimethylene terephthalate; PCT), 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound; EMC) 등과 같은 열 경화성 고분자에 포함된 구조로 이루어지며, 이에 한정하지 않는다.
이어, 도 3c와 같이, 노출된 복수 개의 리드 프레임(15) 상부면에 발광 칩(20)을 각각 배치한다. 발광 칩(20)은 제 1 반도체층, 제 1 활성층, 제 2 반도체층, 제 1 전극 및 제 2 전극을 포함하는 구조일 수 있으며, 발광 칩(20)의 구조는 이에 한정하지 않는다.
도 3d와 같이, 와이어(25)를 이용하여 발광 칩(20)을 발광 칩(20)이 안착된 리드 프레임(20)에 각각 본딩하고, 동시에 인접한 두 개의 발광 칩(20)을 서로 연결한다. 이 때, 서로 연결된 두 개의 발광 칩(20)이 하나의 발광 소자(도 1a의 100)를 구성하여, 본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지는 멀티 칩 구조의 발광 소자 패키지일 수 있다. 또한, 도면에서는 두 개의 발광 칩(20)이 하나의 발광 소자를 구성하는 것을 도시하였으나, 발광 소자는 세 개 이상의 발광 칩을 포함하거나, 하나의 발광 칩으로 이루어질 수도 있다.
도 3e와 같이, 발광 칩(20)을 덮도록 제 1 반사 패턴(10a) 상에 파장 변환층(30)을 도포하고, 도 3f와 같이 파장 변환층(30)을 경화시킨다. 그리고, 도 3g와 같이, 와이어(2)를 통해 발광 칩(20)과 연결된 리드 프레임(15) 각각에 전압을 인가하여 발광 칩(20)의 점등 여부를 검사하여 발광 칩(20)의 불량 유무를 판단하고, 동시에 발광 칩(20)에서 방출되어 파장 변환층(30)을 통화하는 광의 색 좌표를 확인할 수 있다.
이어, 도 3h와 같이, 원하는 색 좌표를 얻기 위해 파장 변환층(30)의 레벨링(leveling)을 실시하여 색 품질 및 색 균일도를 향상시킬 수 있다. 레벨링은 발광 소자에서 방출되는 광의 색 좌표를 결정하기 위한 것으로, 원하는 색 좌표가 나올 때까지 파장 변환층(30)의 상부면을 연마(polising)한다. 즉, 파장 변환층(30)의 두께를 점점 조절하여 원하는 색 좌표를 얻을 수 있다.
구체적으로, 파장 변환층(30)은 파장 변환 입자가 고분자 수지에 혼합된 구조이다. 그런데, 원하는 함량의 파장 변환 입자를 포함하는 파장 변환층(30)을 발광 칩(20)을 덮도록 제 1 반사 패턴(10a) 상에 도포하더라도, 파장 변환 입자가 침전되거나 경화 공정에 의해 파장 변환층(30)에 균일하게 분산되지 않는다. 따라서, 발광 소자(100)에서 방출되는 광의 색 좌표가 원하는 색 좌표와 상이하거나, 발광 소자(100)마다 방출되는 광의 색 좌표가 상이할 수 있다. 따라서, 본 발명 실시 예는 파장 변환층(30)을 경화한 후, 원하는 색 좌표의 광을 구현하기 위해, 파장 변환층(30)의 상부면을 연마한다.
도 3i와 같이, 제 1 시트(40a)와 제 1 반사 패턴(10a)이 접하도록 제 1 시트(40a) 상에 제 1 반사 패턴(10a)을 안착시킨 후, 와이어(25)를 통해 연결된 두 개의 발광 칩(20)이 한 쌍을 이루도록 파장 변환층(30) 및 제 1 반사 패턴(10a)을 절단한다. 이 때, 제 1 시트(40a)는 신축성을 갖는 시트로, 도 3j와 같이 제 1 시트(40a)를 상, 하, 좌, 우로 신장(expending)시키면, 파장 변환층(30) 및 제 1 반사 패턴(10a)가 절단된 영역이 이격된다.
따라서, 두 개의 발광 칩(20)이 한 쌍을 이루도록 파장 변환층(30) 및 제 1 반사 패턴(10a)이 서로 분리될 수 있다.
그리고, 도 3k와 같이, 제 2 시트(40b)와 파장 변환층(30)이 접하도록 제 2 시트(40b) 상에 파장 변환층(30)을 안착시킨 후, 제 1 시트(40a)를 제거한다. 따라서, 리드 프레임(15) 및 제 1 반사 패턴(10a)의 하부면이 노출된다.
이어, 도 3l과 같이, 파장 변환층(30) 및 제 1 반사 패턴(10a)이 서로 분리된 이격 영역에 제 2 반사 물질을 도포하여, 파장 변환층(30) 및 제 1 반사 패턴(10a)이 서로 분리된 이격 영역에서 노출된 파장 변환층(30)을 덮는 제 2 반사 패턴(10b)을 형성한다. 이 때, 제 2 반사 패턴(10b)은 제 1 반사 패턴(10a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
제 2 반사 패턴(10b)은 제 1 시트(40a)의 신장 정도가 커질수록 두껍게 형성할 수 있다. 특히, 파장 변환층(30)을 제 2 시트(40b)에 부착한 후, 제 2 시트(40b)를 상, 하, 좌, 우로 신장(expending)시켜 제 2 시트(40b)의 두께를 더 두껍게 형성할 수 있다.
이어, 도 3m과 같이, 제 2 반사 패턴(10b)을 절단한다. 그리고, 도 3n과 같이, 제 2 시트(40b)를 제거하면, 복수 개로 분리된 발광 소자(100)가 형성된다. 발광 소자(100)는 서로 이격된 제 1 리드 프레임(15a) 및 제 2 리드 프레임(15b), 제 1 리드 프레임(15a)과 제 2 리드 프레임(15b)에 각각 배치되어 서로 전기적으로 연결된 제 1 발광 칩(20a)과 제 2 발광 칩(20b), 제 1, 제 2 리드 프레임(15a, 15b)의 상부면 및 하부면을 노출시키는 바닥면인 제 1 반사 패턴(10b)과 바닥면에서 연장된 측면인 제 2 반사 패턴(10b)을 포함하는 제 1 반사부(10) 및 파장 변환층(25)을 포함하여 이루어진다.
이어, 원하는 크기의 발광 소자 패키지를 구현하기 위해, 도 3o와 같이, 발광 소자(100)의 측면을 감싸는 제 2 반사층(50)을 형성한다. 제 2 반사층(50)은 TiO2, SiO2, Silica, BaF, BaS Powder 등의 백색(white)의 입자를 포함하는 실리콘을 포함할 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 그리고, 발광 소자 패키지의 크기는 제 2 반사층(50)의 두께를 조절하여 조절될 수 있다.
즉, 상기와 같은 본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지는 발광 소자(100)를 감싸는 제 2 반사층(50)의 두께를 조절하여 발광 소자 패키지의 크기를 결정할 수 있으며, 발광 소자 패키지의 제조 시, 파장 변환층(30)의 레벨링을 실시하여(도 5h) 색 품질 및 색 균일도를 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 제 2 실시 예의 발광 소자 패키지를 상세히 설명하면 다음과 같다.
* 제 2 실시 예 *
도 4a는 본 발명 제 2 실시 예의 발광 소자 패키지의 평면도이며, 도 4b는 도 4a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다. 그리고, 도 4c는 도 4b의 제 2 반사부의 요철을 도시한 단면도이다.
도 4a 및 도 4b와 같이, 본 발명 제 2 실시 예의 발광 소자 패키지는 제 1 반사층(10)이 바닥면만으로 이루어져, 파장 변환층(30)이 제 2 반사층(20)과 직접 접하는 것으로, 제 1 반사층(10)의 구조만 상이할 뿐, 제 1 실시 예의 발광 소자 패키지와 동일하다.
상기와 같은 본 발명 제 2 실시 예의 발광 소자 패키지의 제조 방법은 본 발명 제 1 실시 예의 발광 소자의 제조 방법의 도 3i 단계까지 수행하여 형성할 수 있다. 즉, 와이어(25)를 통해 연결된 두 개의 발광 칩(20)이 한 쌍을 이루도록 파장 변환층(30) 및 제 1 반사 패턴(10a)을 절단하여, 발광 소자(100)를 형성할 수 있으며,
발광 소자(100)는 제 1 리드 프레임(15a)과 제 2 리드 프레임(15b)에 각각 배치되어 서로 전기적으로 연결된 제 1 발광 칩(20a)과 제 2 발광 칩(20b), 제 1, 제 2 리드 프레임(15a, 15b)의 상부면 및 하부면을 노출시키는 바닥면을 포함하는 제 1 반사부(10) 및 제 1 발광 칩(20a)과 제 2 발광 칩(20b)을 감싸는 파장 변환층(30)을 포함하는 발광 소자(100) 및 발광 소자(100)의 측면을 감싸는 제 2 반사부(50)를 포함한다.
이 때, 파장 변환층(30) 및 제 1 반사 패턴(10a)을 절단하는 것은 도 3i에서 개시하는 제 1 시트(40a) 상에서 수행되지 않고 도 3h와 같이 레벨링 후 바로 실시될 수 있다.
도 4c와 같이, 제 2 반사부(50)의 측면에 요철이 더 형성될 수도 있다. 이 경우, 제 2 반사부(50)의 광 반사 효율이 향상되어, 발광 소자 패키지의 상부면으로 방출되는 광량이 증가하여 발광 소자 패키지의 광속이 향상될 수 있다. 또한, 도면에서는 제 2 반사부(50)의 측면 전체에 요철이 형성된 것을 도시하였으나, 요철은 부분적으로 형성될 수도 있다.
즉, 상기와 같은 본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지는 발광 소자(100)를 감싸는 제 2 반사부(50)의 두께만을 조절하여 발광 소자 패키지의 크기를 용이하게 조절할 수 있다.
상기와 같은 본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지는 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등의 광학 부재를 더 포함하여 이루어져 백라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 또한, 실시 예의 발광 소자 패키지는 표시 장치, 조명 장치, 지시 장치에 더 적용될 수 있다.
이 때, 표시 장치는 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판, 광학 시트, 디스플레이 패널, 화상 신호 출력 회로 및 컬러 필터를 포함할 수 있다. 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다.
반사판은 바텀 커버 상에 배치되고, 발광 모듈은 광을 방출한다. 도광판은 반사판의 전방에 배치되어 발광 소자에서 발산되는 광을 전방으로 안내하고, 광학 시트는 프리즘 시트 등을 포함하여 이루어져 도광판의 전방에 배치된다. 디스플레이 패널은 광학 시트 전방에 배치되고, 화상 신호 출력 회로는 디스플레이 패널에 화상 신호를 공급하며, 컬러 필터는 디스플레이 패널의 전방에 배치된다.
그리고, 조명 장치는 기판과 실시 예의 발광 소자 패키지를 포함하는 광원 모듈, 광원 모듈의 열을 발산시키는 방열부 및 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈로 제공하는 전원 제공부를 포함할 수 있다. 더욱이 조명 장치는, 램프, 해드 램프, 또는 가로등 등을 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 실시 예의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10: 제 1 반사층
10a: 제 1 반사 패턴
10b: 제 2 반사 패턴 15: 리드 프레임
15a: 제 1 리드 프레임 15b: 제 2 리드 프레임
20: 발광 칩 20a: 제 1 발광 칩
20b: 제 2 발광 칩 25: 와이어
30: 파장 변환층 40a: 제 1 시트
40b: 제 2 시트 50: 제 2 반사층
10b: 제 2 반사 패턴 15: 리드 프레임
15a: 제 1 리드 프레임 15b: 제 2 리드 프레임
20: 발광 칩 20a: 제 1 발광 칩
20b: 제 2 발광 칩 25: 와이어
30: 파장 변환층 40a: 제 1 시트
40b: 제 2 시트 50: 제 2 반사층
Claims (19)
- 서로 이격된 제 1 리드 프레임 및 제 2 리드 프레임, 상기 제 1 리드 프레임과 상기 제 2 리드 프레임에 각각 배치되어 서로 전기적으로 연결된 제 1 발광 칩과 제 2 발광 칩, 상기 제 1, 제 2 리드 프레임의 상부면 및 하부면을 노출시키는 바닥면과 상기 바닥면에서 연장된 측면을 포함하여 이루어져, 상기 제 1 발광 칩과 제 2 발광 칩이 안착된 캐비티를 포함하는 제 1 반사부 및 상기 캐비티 내에 배치된 파장 변환층을 포함하는 발광 소자; 및
상기 발광 소자의 측면을 감싸는 제 2 반사부를 포함하는 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1, 제 2 리드 프레임은 상기 제 1 반사부의 바닥면을 관통하는 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1, 제 2 리드 프레임 및 상기 제 1 반사부는 상부면의 높이가 동일한 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 반사부는 TiO2, SiO2, Silica, BaF, BaS Powder 중 선택된 하나 이상의 물질이 폴리프탈아미드(Polypthalamide; PPA), 폴리사이클로헥실디메틸렌 테레프탈레이트(Polycyclohexylenedimethylene terephthalate; PCT), 에폭시 몰딩 컴파운드(Epoxy Molding Compound; EMC) 중 선택된 물질에 포함된 구조인 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 반사부는 TiO2, SiO2, Silica, BaF, BaS Powder 중 선택된 하나 이상의 물질이 포함된 실리콘을 포함하는 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 반사부는 측면에 형성된 요철을 포함하는 발광 소자 패키지. - 막대 형상의 복수 개의 리드 프레임을 정렬하고, 상부면 및 하부면에서 상기 복수 개의 리드 프레임이 노출되도록 상기 복수 개의 리드 프레임을 고정하는 제 1 반사 패턴을 형성하는 단계;
상기 복수 개의 리드 프레임 상부면에 발광 칩을 각각 배치하는 단계;
상기 발광 칩을 상기 발광 칩이 안착된 상기 리드 프레임에 본딩하고, 인접한 두 개의 발광 칩을 서로 연결하는 단계;
상기 발광 칩을 덮도록 상기 제 1 반사 패턴 상에 파장 변환층을 형성하는 단계;
연결된 상기 두 개의 발광 칩이 한 쌍을 이루도록 상기 제 1 반사 패턴을 분리 및 이격시키는 단계;
상기 제 1 반사 패턴의 이격 영역에 제 2 반사 패턴을 형성하여 상기 제 1 반사 패턴으로 이루어진 바닥면과 상기 바닥면에서 연장되며 상기 제 2 반사 패턴으로 이루어진 측면을 포함하는 제 1 반사부, 한 쌍을 이루는 상기 두 개의 발광 칩, 상기 리드 프레임 및 상기 파장 변환층을 포함하는 발광 소자를 형성하는 단계; 및
상기 발광 소자의 측면을 감싸도록 제 2 반사부를 형성하는 단계를 포함하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 파장 변환층을 형성한 후, 상기 발광 소자에서 방출되는 광이 원하는 색 좌표를 가지도록 상기 파장 변환층의 일부를 제거하는 단계를 실시하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 반사 패턴을 분리 및 이격시키는 단계는 시트를 이용하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 반사 패턴이 상기 시트와 접하도록 상기 시트 상에 상기 제 1 반사 패턴을 안착시키는 단계;
연결된 상기 두 개의 발광 칩이 한 쌍을 이루도록 상기 파장 변환층 및 상기 제 1 반사 패턴을 절단하는 단계; 및
상기 시트를 신장시켜, 상기 파장 변환층과 상기 제 1 반사 패턴이 절단된 영역이 이격되는 단계를 포함하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 반사부와 상기 제 2 반사부를 동일한 물질로 형성하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 서로 이격된 제 1 리드 프레임 및 제 2 리드 프레임, 상기 제 1 리드 프레임과 상기 제 2 리드 프레임에 각각 배치되어 서로 전기적으로 연결된 제 1 발광 칩과 제 2 발광 칩, 상기 제 1, 제 2 리드 프레임의 상부면 및 하부면을 노출시키는 바닥면을 포함하는 제 1 반사부 및 상기 제 1 발광 칩과 제 2 발광 칩을 덮는 파장 변환층을 포함하는 발광 소자; 및
상기 발광 소자의 측면을 감싸는 제 2 반사부를 포함하는 발광 소자 패키지. - 제 12 항에 있어서,
상기 파장 변환층이 상기 제 2 반사부와 직접 접촉하는 발광 소자 패키지. - 제 12 항에 있어서,
상기 제 1, 제 2 리드 프레임은 상기 제 1 반사부의 바닥면을 관통하도록 배치된 발광 소자 패키지. - 제 12 항에 있어서,
상기 제 1, 제 2 리드 프레임 및 상기 제 1 반사부의 상부면의 높이가 동일한 발광 소자 패키지. - 제 12 항에 있어서,
상기 제 2 반사부의 측면에 형성된 요철을 포함하는 발광 소자 패키지. - 막대 형상의 복수 개의 리드 프레임을 정렬하고, 상부면 및 하부면에서 상기 복수 개의 리드 프레임이 노출되도록 상기 복수 개의 리드 프레임을 고정하는 제 1 반사부를 형성하는 단계;
상기 복수 개의 리드 프레임 상부면에 발광 칩을 각각 배치하는 단계;
상기 발광 칩을 상기 발광 칩이 안착된 상기 리드 프레임에 본딩하고, 인접한 두 개의 발광 칩을 서로 연결하는 단계;
상기 발광 칩을 덮도록 상기 제 1 반사부 상에 파장 변환층을 형성하는 단계;
연결된 상기 두 개의 발광 칩이 한 쌍을 이루도록 상기 제 1 반사부를 분리 및 이격시켜, 한 쌍을 이루는 상기 두 개의 발광 칩, 제 1 반사부, 상기 리드 프레임 및 상기 파장 변환층을 포함하는 발광 소자를 형성하는 단계; 및
상기 발광 소자의 측면을 감싸도록 제 2 반사부를 형성하는 단계를 포함하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제 17 항에 있어서,
상기 파장 변환층을 형성한 후, 상기 발광 소자에서 방출되는 광이 원하는 색 좌표를 가지도록 상기 파장 변환층의 일부를 제거하는 단계를 실시하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제 17 항에 있어서,
상기 제 2 반사부를 형성하는 단계는 상기 발광 소자의 상기 파장 변환층을 감싸도록 형성하는 발광 소자 패키지의 제조 방법.
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