KR20170058489A - 반도체 발광소자용 프레임 - Google Patents
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Abstract
본 개시는, 반도체 발광소자 칩이 수용되는 반도체 발광소자용 프레임에 있어서, 측벽; 그리고, 측벽과 연결된 바닥부;로서 반도체 발광소자 칩이 수용되는 적어도 하나 이상의 홀을 포함하는 바닥부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임에 관한 것이다.
Description
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 반도체 발광소자용 프레임에 관한 것으로, 특히 광 추출 효율을 향상시킨 반도체 발광소자용 프레임에 관한 것이다.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art). 또한 본 명세서에서 상측/하측, 위/아래 등과 같은 방향 표시는 도면을 기준으로 한다.
도 1은 종래의 반도체 발광소자 칩의 일 예를 나타내는 도면이다.
반도체 발광소자 칩은 성장기판(10; 예: 사파이어 기판), 성장기판(10) 위에, 버퍼층(20), 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(30; 예: n형 GaN층), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(40; 예; INGaN/(In)GaN MQWs), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(50; 예: p형 GaN층)이 순차로 증착되어 있으며, 그 위에 전류 확산을 위한 투광성 전도막(60)과, 본딩 패드로 역할하는 전극(70)이 형성되어 있고, 식각되어 노출된 제1 반도체층(30) 위에 본딩 패드로 역할하는 전극(80: 예: Cr/Ni/Au 적층 금속 패드)이 형성되어 있다. 도 1과 같은 형태의 반도체 발광소자를 특히 레터럴 칩(Lateral Chip)이라고 한다. 여기서, 기판(10) 측이 외부와 전기적으로 연결될 때 장착면으로 기능한다.
도 2는 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 제시된 반도체 발광소자 칩의 다른 예를 나타내는 도면이다. 설명의 편의를 위해 도면기호를 변경하였다.
반도체 발광소자 칩은 성장기판(10), 성장기판(10) 위에, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(30), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(40), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(50)이 순차로 증착되어 있으며, 그 위에 성장기판(10) 측으로 빛을 반사시키기 위한 3층으로 된 전극막(90, 91, 92)이 형성되어 있다. 제1 전극막(90)은 Ag 반사막, 제2 전극막(91)은 Ni 확산 방지막, 제3 전극막(92)은 Au 본딩층일 수 있다. 식각되어 노출된 제1 반도체층(30) 위에 본딩 패드로 기능하는 전극(80)이 형성되어 있다. 여기서, 전극막(92) 측이 외부와 전기적으로 연결될 때 장착면으로 기능한다. 도 2와 같은 형태의 반도체 발광소자 칩을 특히 플립 칩(Flip Chip)이라고 한다. 도 2에 도시된 플립 칩의 경우 제1 반도체층(30) 위에 형성된 전극(80)이 제2 반도체층 위에 형성된 전극막(90, 91, 92)보다 낮은 높이에 있지만, 동일한 높이에 형성될 수 있도록 할 수도 있다. 여기서 높이의 기준은 성장기판(10)으로부터의 높이일 수 있다.
도 3은 종래의 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면이다.
반도체 발광소자(100)는 리드 프레임(110, 120), 몰드(130), 그리고 캐비티(140) 내에 수직형 반도체 발광소자 칩(150; Vertical Type Light Emitting Chip)이 구비되어 있고, 캐비티(140)는 파장 변환재(160)를 함유하는 봉지제(170)로 채워져 있다. 수직형 반도체 발광소자 칩(150)의 하면이 리드 프레임(110)에 전기적으로 직접 연결되고, 상면이 와이어(180)에 의해 리드 프레임(120)에 전기적으로 연결되어 있다. 수직형 반도체 발광소자 칩(150)에서 나온 광의 일부가 파장 변환재(160)를 여기 시켜 다른 색의 광을 만들어 두 개의 서로 다른 광이 혼합되어 백색광을 만들 수 있다. 예를 들어 반도체 발광소자 칩(150)은 청색광을 만들고 파장 변환재(160)에 여기 되어 만들어진 광은 황색광이며, 청색광과 황색광이 혼합되어 백색광을 만들 수 있다. 도 3은 수직형 반도체 발광소자 칩(150)을 사용한 반도체 발광소자를 보여주고 있지만 , 도 1 및 도 2에 도시된 반도체 발광소자 칩을 사용하여 도 3과 같은 형태의 반도체 발광소자를 제조할 수도 있다. 그러나 도 3에 기재된 반도체 발광소자(100)는 반도체 발광소자 칩(150)과 리드 프레임(110, 120) 사이에 접합이 필요하며, 특히 도 2에 도시된 플립 칩을 사용하는 경우 리드 프레임(110, 120)에 접합하는 과정에서 플립 칩에서 나오는 광량이 접합물질(예 : solder paste)에 의해 손실될 가능성이 큰 문제가 있었다. 또한 반도체 발광소자(100)를 외부 기판(예 : PCB 기판, 서브마운트 등)과 접합하는 SMT 공정 중 발생하는 열 때문에 반도체 발광소자 칩(150)과 리드 프레임(110, 120) 사이의 접합에 문제가 발생할 수 있었다.
본 개시는 반도체 발광소자에 사용된 반도체 발광소자 칩의 전극이 직접 외부과 접합할 수 있도록 반도체 발광소자 칩을 수용하는 반도체 발광소자용 프레임을 제공하고자 한다. 특히 플립 칩을 사용하였음에도 리드 프레임과 플립 칩 사이의 접합에 의해 플립 칩에서 나오는 광량에 손실이 없도록 리드 프레임과 플립 칩 사이에 접합이 필요없는 반도체 발광소자용 프레임을 제공하고자 한다.
이에 대하여 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자 칩이 수용되는 반도체 발광소자용 프레임에 있어서, 측벽; 그리고, 측벽과 연결된 바닥부;로서 반도체 발광소자 칩이 수용되는 적어도 하나 이상의 홀을 포함하는 바닥부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임이 제공된다.
이에 대하여 '발명을 실시하기 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
도 1은 종래의 반도체 발광소자 칩의 일 예를 나타내는 도면,
도 2는 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 제시된 반도체 발광소자 칩의 다른 예를 나타내는 도면,
도 3은 종래의 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 4는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 일 예를 보여주는 도면,
도 5는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 6은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 7은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 8은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임에서 보강재의 다양한 실시 예를 보여주는 도면,
도 10은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 11은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 12는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 제조방법을 보여주는 도면,
도 13은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 14는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 15는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 바닥부 상면이 오목부 및 볼록부 중 적어도 하나를 포함하는 경우 광 추출이 향상되는 원리를 설명하는 도면.
도 2는 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 제시된 반도체 발광소자 칩의 다른 예를 나타내는 도면,
도 3은 종래의 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 4는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 일 예를 보여주는 도면,
도 5는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 6은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 7은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 8은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임에서 보강재의 다양한 실시 예를 보여주는 도면,
도 10은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 11은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 12는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 제조방법을 보여주는 도면,
도 13은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 14는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 15는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 바닥부 상면이 오목부 및 볼록부 중 적어도 하나를 포함하는 경우 광 추출이 향상되는 원리를 설명하는 도면.
이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)). 반도체 발광소자용 프레임에 대한 설명의 편의 및 이해를 돕기 위해 반도체 발광소자용 프레임에 반도체 발광소자 칩이 수용된 반도체 발광소자를 중심으로 설명한다.
도 4는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 4(a)는 사시도이며, 도 4(b)는 AA'에 따른 단면도이다.
반도체 발광소자(200)는 반도체 발광소자용 프레임(210), 반도체 발광소자 칩(220) 및 봉지재(230)를 포함한다.
반도체 발광소자용 프레임(210)은 측벽(211) 및 바닥부(212)를 포함한다. 바닥부(212)는 홀(213)을 포함한다. 또한 측벽(211) 및 바닥부(212)에 의해 형성된 캐비티(214)를 포함한다. 바닥부(212)는 상면(215)과 하면(216)을 포함한다. 측벽(211)은 외측면(217)과 내측면(218)을 포함한다. 측벽(211)의 높이(H)는 바닥부(212)의 길이(L)보다 작을 수 있다. 예를 들어 측벽(211)의 높이(H)는 0.1mm 이상 내지 0.6mm 이하 일 수 있으며, 바닥부(212)의 길이(L)는 0.5mm 이상일 수 있다. 또한 측벽(211)은 필요에 따라 없을 수도 있다(미도시). 홀(213)의 크기는 반도체 발광소자 칩(220)의 크기와 비슷하거나 반도체 발광소자 칩(220)의 크기의 1.5배가 바람직하다. 또한 홀(213)의 측면(240)은 광 추출 효율의 향상을 위해 경사진 것이 바람직하다.
반도체 발광소자 칩(220)은 홀(213)에 수용된다. 반도체 발광소자 칩(220)은 래터럴 칩, 수직 칩 및 플립 칩이 가능하다. 다만 본 개시에서 반도체 발광소자 칩의 전극(221)이 반도체 발광소자용 프레임(210) 바닥부(212) 하면(216) 방향으로 노출되어 있는 점에서 플립 칩이 바람직하다. 바닥부(212)의 높이(219)는 반도체 발광소자 칩(220)의 높이(222)보다 낮은 것이 바람직하다. 바닥부(212)의 높이(219)가 반도체 발광소자 칩(220)의 높이(222)보다 높은 경우 반도체 발광소자(200)의 광 추출 효율이 떨어질 수 있기 때문이다. 다만 광 추출 효율이 떨어질 수 있지만, 광 경로 등을 고려하여 바닥부(212)의 높이(219)가 반도체 발광소자 칩(220)의 높이보다 높게 할 수도 있다. 바닥부(212)의 높이(219) 및 반도체 발광소자 칩(220)의 높이(222)는 바닥부(212)의 하면(216)을 기준으로 측정할 수 있다. 반도체 발광소자 칩(220)의 높이(222)는 0.05mm 이상 내지 0.5mm 이하 일 수 있다. 바닥부(212)의 높이(219)는 0.08mm 이상 내지 0.4mm 이하 일 수 있다.
봉지재(230)는 적어도 캐비티(214)에 구비되어 반도체 발광소자 칩(220)을 덮고 있어서, 홀(213)에 수용된 반도체 발광소자 칩(220)을 반도체 발광소자용 프레임(210)에 고정시킬 수 있다. 봉지재(230)는 투광성을 갖고 있으며, 예를 들어 에폭시 수지 및 실리콘 수지 중 하나로 이루어질 수 있다. 필요한 경우 파장 변환재(231)를 포함할 수 있다. 파장 변환재(231)는 반도체 발광소자 칩(220)의 활성층으로부터 생성되는 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 것이라면 어떠한 것이라도 좋지만(예: 안료, 염료 등), 광 변환 효율을 고려할 때 형광체(예: YAG, (Sr,Ba,Ca)2SiO4:Eu 등)를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 파장 변환재(231)는 반도체 발광소자에서 나오는 빛의 색에 따라 정해질 수 있으며, 당업자에게 잘 알려져 있다.
도 5는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 다른 일 예를 보여주는 도면이다.
반도체 발광소자(300)는 반도체 발광소자용 프레임(310)에 접합부(330)를 포함한다. 접합부(330)를 제외하고는 도 4에 기재된 반도체 발광소자용 프레임(210)과 동일한 특성을 갖는다. 접합부(330)는 반도체 발광소자용 프레임(310) 바닥부(311)의 하면(312)에 위치한다. 다만 반도체 발광소자용 프레임(310) 바닥부(311)의 하면(312) 방향으로 노출되는 반도체 발광소자 칩(320)의 전극(321)과 떨어질 수 있도록 홀(313)과 간격을 두고 위치한다. 접합부(330)로 인하여 반도체 발광소자(300)가 외부 기판과 접합될 때, 전극(321)만으로 접합하는 경우보다 접합력이 향상될 수 있다. 접합부(330)는 금속일 수 있다. 예를 들어 접합부(330)는 은(Ag), 구리(Cu) 및 금(Au) 중 하나일 수 있다. 또한 접합부(330)는 2개 이상의 금속의 조합일 수 있다. 예를 들어 니켈(Ni)과 구리 조합, 크롬(Cr)과 구리 조합, 티타늄(Ti)과 구리 조합 중 하나일 수 있다. 당업자가 용이하게 변경할 수 있는 범위에서 접합부(330)는 다양한 조합이 가능하다. 도 5(b)는 도 5(a)의 저면도이며, 전극(321)과 접합부(330)의 배치를 확인할 수 있다.
도 6은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 또 다른 일 예를 보여주는 도면이다.
반도체 발광소자(400)는 반도체 발광소자용 프레임(410) 측벽(411)의 내측면(413) 및 바닥부(412)의 상면(414) 중 적어도 하나에 반사층(430)을 포함한다. 반사층(430)을 제외하고는 도 5에 제시된 반도체 발광소자용 프레임(310)과 동일한 특성을 갖는다. 반사층(430)은 반도체 발광소자용 프레임(410) 바닥부(412)의 상면(414) 전체에 형성될 수 있다. 반사층(430)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 분포 브래그 리플렉터(DBR : Distributed Bragg Reflector), 고반사 백색 반사물질 등이 될 수 있다. 특히 도 3과 같은 종래의 반도체 발광소자(100)에는 리드 프레임(110, 120)에 반도체 발광소자 칩(150)이 접합되어야 하기 때문에, 반사효율이 좋은 금속의 반사층이 반도체 발광소자 칩(150)이 접합되는 리드 프레임(110, 120) 상면 전체에 전기적 쇼트 문제로 인하여 형성될 수 없었다. 그러나 본 개시에서는 반도체 발광소자 칩(420)에 접합되는 리드 프레임이 없으며, 또한 바닥부(412)의 상면(414)에 반도체 발광소자 칩(420)이 위치하지 않기 때문에, 반사효율이 높은 금속의 반사층(430)이 바닥부(412)의 상면(414) 전체에 형성될 수 있다. 반사효율이 높은 금속의 반사층(430)을 바닥부(412)의 상면(414) 전체에 형성시킴으로써, 반도체 발광소자(400)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 도시 하지는 않았지만, 반사층(430)은 홀의 측면에 위치할 수도 있다.
도 7은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 또 다른 일 예를 보여주는 도면이다.
반도체 발광소자(500)는 반도체 발광소자용 프레임(510) 바닥부(511)에 복수개의 홀(512)을 포함하며, 각각의 홀(512)에 반도체 발광소자 칩(520)이 수용된다. 복수개의 홀(512) 및 각각의 홀(512)에 반도체 발광소자 칩(520)이 수용되는 것을 제외하고는 도 5에 기재된 반도체 발광소자용 프레임(310)과 동일한 특성을 갖는다. 도 7에는 2개의 홀이 기재되어 있으나, 2개 이상도 가능하다.
도 8은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 또 다른 일 예를 보여주는 도면이다. 도 8(a)는 저면도이며, 도 8(b)는 사시도 이다.
반도체 발광소자(600)는 반도체 발광소자용 프레임(610)에 보강재(620)를 포함한다. 보강재(620)를 제외하고는 도 4에 기재된 반도체 발광소자용 프레임(210)과 동일한 특성을 갖는다. 보강재(620)는 복수 개 일 수 있다. 도 8에 도시된 것처럼 보강재(620)가 2개인 경우 홀(611) 및 홀(611)에 수용되는 반도체 발광소자 칩(630)은 보강재(620) 사이에 위치한다. 즉 보강재(620)와 홀(611)은 중첩되지 않게 배치하는 것이 바람직하다. 보강재(620)는 반도체 발광소자용 프레임(610)의 휨이나 휨에 의한 반도체 발광소자용 프레임(710)의 깨짐 문제 등을 보완할 수 있다. 보강재(620)는 금속이 바람직하다. 보강재(620)는 도 3에 기재된 리드 프레임일 수도 있다. 또한 도 8(a)와 같이 위치하는 보강재(620) 및 도 9(b) 내지 도 9(c)와 같이 위치하는 보강재(620)는 도 5에 기재된 접합부의 기능도 가질 수 있다.
도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임에서 보강재의 다양한 실시 예를 보여주는 도면이다. 도 9(a) 내지 도 9(c)는 사시도이며, 도 9(d)는 저면도이다.
도 9(a) 내지 도 9(c)는 보강재(620)의 다양한 실시 예로서 반도체 발광소자용 프레임(610)의 바닥부의 상면(612)과 하면(613) 사이에 보강재(620)가 다양하게 위치하는 것을 보여주고 있다. 도 9(a)의 보강재(620)는 반도체 발광소자용 프레임(610)에 완전히 삽입되어 있는 것을 보여준다. 도 9(b)의 보강재(620)는 보강재(620)의 하면(621)이 반도체 발광소자용 프레임(610) 바닥부의 하면(613)과 일치하는 것을 보여준다. 도 9(c)의 보강재(620)는 보강재(620)의 일부가 반도체 발광소자용 프레임(610) 바닥부의 하면(613)에서 돌출되어 있는 것을 보여준다. 또한 도 9(d)를 보면 보강재(620)가 반도체 발광소자용 프레임(610)의 길이방향으로 형성되어 있는 도 8(a)와 다르게 보강재(620)가 반도체 발광소자용 프레임(610)의 길이방향과 세로방향에 모두 형성되어 있는 것을 보여준다. 즉 보강재(620)가 반도체 발광소자용 프레임(610)의 홀과 중첩되지 않게 가능한 넓게 형성되는 것이 반도체 발광소자용 프레임(610)의 휨이나 휨에 의한 반도체 발광소자용 프레임(610)의 깨짐 문제 등에 바람직하다.
도 10은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 또 다른 일 예를 보여주는 도면이다. 도 10(a) 및 도 10(c)는 저면도이며, 도 10(b)는 도 10(a)의 AA'를 따라 자른 단면도이고 도 10(d)는 도 10(c)의 BB'를 따라 자른 단면도이다.
보강재(620)를 포함하는 반도체 발광소자(600)는 도 10(a) 및 도 10(b)와 같이 보강재(620)가 반도체 발광소자 칩(630)을 정전기 또는 역방향 전류로부터 보호하기 위한 보호 소자(640; 예: 제너 다이오드, pn 다이오드)를 포함할 수 있다. 또한 도 10(b)와 같이 보강재(620)에 보호 소자(640)가 삽입되어 있다. 보호 소자(640)는 보호 소자(640)의 전극(641)을 제외하고 예를 들어 백색 실리콘 수지(650)로 덮혀 있다. 또한 보호 소자(640)의 위치관계를 명확히 하기 위해 도 10(b)에 반도체 발광소자용 프레임(610) 바닥부의 상면(612)을 표시하였다. 다만 보호 소자(640)의 크기가 작기 때문에 외부 기판의 전극에 직접 실장하는 것이 어려울 수 있으며, 이를 해결하기 위해 도 10(c) 및 도 10(d)와 같이 반도체 발광소자용 프레임(610)에 보호 소자(640)가 삽입될 수 있다. 보호 소자(640)의 전극(641)이 단락된 보강재(620) 위에 위치하여, 보강재(620)와 전기적으로 연결된다. 보호 소자(640)는 백색 실리콘 수지(650)로 덮혀 있다. 보강재(620)가 외부 기판의 전극에 반도체 발광소자 칩(730)과 함께 연결된다. 쇼트를 방지하기 위해 도 10(c)에 기재된 보강재는 단락(622)되어 있다. 도 10(a) 및 10(c)의 보호 소자(640)는 외부 기판의 전극을 통해 반도체 발광소자 칩(630)과 전기적으로 역방향 병렬연결된다. 다만 도 10(a)에서는 보호 소자(640)가 직접 외부 기판과 전기적으로 연결되지만, 도 10(c)에서는 보호 소자(640)가 보강재(620)를 통해 외부 기판과 전기적으로 연결된다. 도 10(a) 및 도 10(c)에서 반도체 발광소자 칩(630)과 보호 소자(640)가 전기적으로 역방향 병렬연결되도록 하는 외부 기판의 전극 배열은 당업자에게 용이하다.
도 11은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 또 다른 일 예를 보여주는 도면이다.
반도체 발광소자(700)는 반도체 발광소자용 프레임(710) 바닥부(711)에 복수개의 홀(712)을 포함하며, 각각의 홀(712)에는 반도체 발광소자 칩(720)이 수용된다. 또한 반도체 발광소자용 프레임(710)은 복수개의 홀(712) 사이에 격벽(713)을 포함한다. 격벽(713)에 의해 복수개의 홀(712)에 대응하는 복수개의 캐비티(714)가 형성된다. 복수개의 캐비티(714)에 서로 다른 파장 변환재(731, 732)를 사용할 수 있다. 예를 들어 도 11에 도시된 것처럼 각각의 홀(712)에는 청색을 발광하는 3개의 반도체 발광소자 칩(720)이 위치하고, 1개의 캐비티(714)에는 파장 변환재가 없는 봉지재(730)가 사용되고, 1개의 캐비티(714)에는 청색에 여기되어 녹색을 발광하는 파장 변환재(731)가 포함된 봉지재(730)가 사용되고, 나머지 1개의 캐비티(714)에는 청색에 여기되어 적색을 발광하는 파장 변환재(732)가 포함된 봉지재(730)가 사용될 수 있다. 격벽(713)에 의해 복수개의 캐비티(714)에서 나오는 빛이 상호 간에 영향을 미치지 않을 수 있다. 특히 복수개의 캐비티(714)에서 나오는 빛이 각각의 캐비티(714)내에 있는 파장 변환재(731, 732)에 영향을 미치지 않을 수 있다. 따라서 색순도가 높은 다양한 컬러 및 다양한 색온도의 백색광을 구현할 수 있으며, 연색성이 우수한 반도체 발광소자(700)를 얻을 수 있다. 도 11에서 설명하지 않는 나머지 특성은 도 7에 기재된 반도체 발광소자용 프레임(510)과 동일하다.
도 12는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 제조방법을 보여주는 도면이다.
반도체 발광소자용 프레임(800)은 사출성형을 통해 제조할 수 있다. 또한 도 12와 같이 복수 개의 반도체 발광소자용 프레임(800)을 포함하는 기판(810)을 사출성형을 통해 제조한 후 절단선(820)에 따라 절단하여 각각의 반도체 발광소자용 프레임(800)으로 사용할 수도 있다.
도 13은 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 또 다른 일 예를 보여주는 도면이다.
반도체 발광소자(900)는 반도체 발광소자용 프레임(910)의 측벽(911)에 돌출부(912)를 포함하며, 돌출부(912) 사이 및 봉지재 위에 형성된 렌즈(920)를 포함한다. 도 13에서 설명하지 않는 나머지 특성은 도 4에 기재된 반도체 발광소자용 프레임(210)과 동일하다. 돌출부(912)는 렌즈(920)를 형성할 때, 렌즈(920)가 돌출부(912)를 넘어서 형성되지 않도록 하는 경계턱의 역할을 한다.
도 14는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임의 또 다른 일 예를 보여주는 도면이다.
반도체 발광소자(1000)는 반도체 발광소자용 프레임(1100)의 바닥부(1110)의 상면(1111)이 오목부 및 볼록부 중 적어도 하나를 포함한다. 즉 반도체 발광소자용 프레임(1100)의 바닥부(1110)의 상면(1111)이 도 14(a)와 같이 오목부를 포함하거나, 도 14(b)와 같이 볼록부를 포함하거나, 도 14(c)와 같이 연속하여 나타나는 오목부와 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 바닥부의 상면이 오목부 및 볼록부중 적어도 하나를 포함하는 경우, 반도체 발광소자(1000)의 광 추출 효율이 높아질 수 있으며, 광 추출 효율이 높아지는 이유는 도 15에서 설명한다. 도 14에서 설명하지 않는 나머지 특성은 도 5에 기재된 반도체 발광소자용 프레임(310)과 동일하다.
도 15는 본 개시에 따른 반도체 발광소자용 프레임에서 바닥부 상면이 오목부 및 볼록부 중 적어도 하나를 포함하는 경우 광 추출이 향상되는 원리를 설명하는 도면이다.
반도체 발광소자(1000)의 반도체 발광소자 칩(1200)에서 발광하는 빛(1400)은 봉지재(1300)와 외부의 경계(1500)에서 굴절율 차이로 인하여 반사된다. 반사된 빛(1400)은 반도체 발광소자용 프레임(1100) 바닥부(1110) 상면(1111)의 오목부에서 점선과 같이 반사되어 반도체 발광소자(1000)로부터 나갈 수 있다. 즉 바닥부(1110)의 상면(1111)이 평탄면일 경우, 반도체 발광소자(1000) 내부에 갇힐 수 있는 빛이 바닥부(1110)의 상면(1111)이 볼록부 및 오목부 중 적어도 하나를 포함함으로써 반도체 발광소자(1000)에서 나갈 수 있게 되어 광 추출 효율을 높일 수 있다. 바람직하게는 바닥부(1110)의 상면(1111)이 오목부를 포함하는 경우 광 추출 효율이 더 좋다.
본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 반도체 발광소자 칩이 수용되는 반도체 발광소자용 프레임에 있어서, 측벽; 그리고, 측벽과 연결된 바닥부;로서 반도체 발광소자 칩이 수용되는 적어도 하나 이상의 홀을 포함하는 바닥부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임.
(2) 측벽의 내측면 및 바닥부의 상면 중 적어도 하나에 반사층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임.
(3) 반사층이 바닥부의 상면 전체에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임.
(4) 반사층이 금속층인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임.
(5) 바닥부의 하면에 위치하는 접합부;로서, 바닥부의 홀에서 떨어져 위치하는 접합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임.
(6) 접합부는 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임.
(7) 측벽의 높이보다 바닥부의 길이가 큰 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임.
(8) 홀은 복수개 있으며, 홀과 홀 사이에 격벽이 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임.
(9) 홀의 측면은 경사진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임.
(10) 측벽은 돌출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임.
(11) 바닥부의 홀과 중첩되지 않게 바닥부에 구비되는 적어도 하나 이상의 보강재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임.
(12) 보강재는 바닥부의 상면과 하면 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임.
(13) 보강재는 바닥부의 하면에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임.
(14) 보강재는 보호소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임.
(15) 바닥부는 보호 소자;를 포함하며, 보호 소자의 전극이 단락된 보강재 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임.
(16) 바닥부의 상면은 오목부 및 볼록부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임.
본 개시에 따르면 수용되는 반도체 발광소자 칩의 전극이 직접 외부 기판과 접합하는 반도체 발광소자용 프레임을 얻을 수 있다.
또한 본 개시에 따르면 플립 칩을 사용하였음에도 리드 프레임과 플립 칩 사이의 접합에 의해 플립 칩에서 나오는 광량에 손실이 없도록 리드 프레임과 플립 칩 사이에 접합이 필요없는 반도체 발광소자용 프레임을 얻을 수 있다.
반도체 발광소자용 프레임 : 210, 310, 410, 510, 610, 710, 800, 910, 1100
반도체 발광소자 칩 : 150, 220, 320, 420, 520, 630, 720, 1200
보강재 : 620
반도체 발광소자 칩 : 150, 220, 320, 420, 520, 630, 720, 1200
보강재 : 620
Claims (16)
- 반도체 발광소자 칩이 수용되는 반도체 발광소자용 프레임에 있어서,
측벽; 그리고,
측벽과 연결된 바닥부;로서 반도체 발광소자 칩이 수용되는 적어도 하나 이상의 홀을 포함하는 바닥부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임. - 청구항 1에 있어서,
측벽의 내측면 및 바닥부의 상면 중 적어도 하나에 반사층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임. - 청구항 2에 있어서,
반사층이 바닥부의 상면 전체에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임. - 청구항 3에 있어서,
반사층이 금속층인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임. - 청구항 1에 있어서,
바닥부의 하면에 위치하는 접합부;로서, 바닥부의 홀에서 떨어져 위치하는 접합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임. - 청구항 5에 있어서,
접합부는 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임. - 청구항 1에 있어서,
측벽의 높이보다 바닥부의 길이가 큰 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임. - 청구항 1에 있어서,
홀은 복수개 있으며, 홀과 홀 사이에 격벽이 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임. - 청구항 1에 있어서,
홀의 측면은 경사진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임. - 청구항 1에 있어서,
측벽은 돌출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임. - 청구항 1에 있어서,
바닥부의 홀과 중첩되지 않게 바닥부에 구비되는 적어도 하나 이상의 보강재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임. - 청구항 11에 있어서,
보강재는 바닥부의 상면과 하면 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임. - 청구항 11에 있어서,
보강재는 바닥부의 하면에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임. - 청구항 11에 있어서,
보강재는 보호 소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임. - 청구항 11에 있어서,
바닥부는 보호 소자;를 포함하며, 보호 소자의 전극이 단락된 보강재 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임. - 청구항 1에 있어서,
바닥부의 상면은 오목부 및 볼록부 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자용 프레임.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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