KR20180044041A - 반도체 발광소자 - Google Patents
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Abstract
본 개시는, 반도체 발광소자에 있어서, 제1 도전부, 제2 도전부 및 제1 도전부와 제2 도전부 사이에 위치하는 절연부를 포함하는 기판; 기판 위에 위치하며 바닥부를 포함하는 몸체;로서, 바닥부에 홀이 형성된 몸체; 홀에 의해 노출된 기판 위에 배치되며 기판과 전기적으로 연결된 반도체 발광소자 칩;으로서, 전자와 전공의 재결합에 의해 자외선을 생성하는 복수의 반도체층과, 복수의 반도체층에 전기적으로 연결된 전극을 가지는 반도체 발광소자 칩; 그리고, 몸체의 내측면의 적어도 일부분에 형성된 반사층을 포함하는 반도체 발광소자에 관한 것이다.
Description
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 반도체 발광소자에 관한 것으로, 특히 광 추출 효율을 향상시킨 반도체 발광소자에 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 도면으로서, 반도체 발광소자 칩은 성장 기판(100; 예: 사파이어 기판), 성장 기판(100) 위에, 버퍼층(200), 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(300; 예: n형 GaN층), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(400; 예; INGaN/(In)GaN MQWs), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(500; 예: p형 GaN층)이 순차로 증착되어 있으며, 그 위에 전류 확산을 위한 투광성 도전막(600)과, 본딩 패드로 역할 하는 전극(700)이 형성되어 있고, 식각되어 노출된 제1 반도체층(300) 위에 본딩 패드로 역할 하는 전극(800; 예: Cr/Ni/Au 적층 금속 패드)이 형성되어 있다. 버퍼층(200)은 생략될 수 있다.
도 1과 같은 형태의 반도체 발광소자 칩을 특히 레터럴 칩(Lateral Chip)이라고 한다. 여기서, 성장 기판(100) 측이 외부와 전기적으로 연결될 때 장착면이 된다.
도 2는 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 제시된 반도체 발광소자 칩의 다른 예를 보여주는 도면으로서, 반도체 발광소자 칩은 성장 기판(100), 성장 기판(100) 위에, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(300), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(400), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(500)이 순차로 증착되어 있으며, 그 위에 성장 기판(100) 측으로 빛을 반사시키기 위한 3층으로 된 제1 전극막(901), 제2 전극막(902) 및 제3 전극막(903)이 형성되어 있고, 식각되어 노출된 제1 반도체층(300) 위에 본딩 패드로 기능하는 전극(800)이 형성되어 있다.
제1 전극막(901)은 Ag 반사막, 제2 전극막(902)은 Ni 확산 방지막, 제3 전극막(903)은 Au 본딩층일 수 있다. 여기서, 제3 전극막(903) 측이 외부와 전기적으로 연결될 때 장착면이 된다. 도 2와 같은 형태의 반도체 발광소자 칩을 특히 플립 칩(Flip Chip)이라고 한다. 도 2에 도시된 플립 칩의 경우 제1 반도체층(300) 위에 형성된 전극(800)이 제2 반도체층(500) 위에 형성된 전극막(901, 902, 903)보다 낮은 높이에 있지만, 동일한 높이에 형성될 수 있도록 할 수 도 있다. 여기서 높이의 기준은 성장 기판(100)으로부터의 높이일 수 있다.
도 3은 종래의 반도체 발광소자의 일 예를 보여주는 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 봉지재(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.
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 아니 된다(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 발광소자에 있어서, 제1 도전부, 제2 도전부 및 제1 도전부와 제2 도전부 사이에 위치하는 절연부를 포함하는 기판; 기판 위에 위치하며 바닥부를 포함하는 몸체;로서, 바닥부에 홀이 형성된 몸체; 홀에 의해 노출된 기판 위에 배치되며 기판과 전기적으로 연결된 반도체 발광소자 칩;으로서, 전자와 전공의 재결합에 의해 자외선을 생성하는 복수의 반도체층과, 복수의 반도체층에 전기적으로 연결된 전극을 가지는 반도체 발광소자 칩; 그리고, 몸체의 내측면의 적어도 일부분에 형성된 반사층을 포함하는 반도체 발광소자가 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 발광소자의 일 예를 보여주는 도면,
도 5는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 6은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 7은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 8은 도 7에 개시된 반도체 발광소자의 다양한 실시예를 보여주는 도면,
도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 제조방법의 일 예를 보여주는 도면,
도 10은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 제조방법의 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 11은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 보여주는 도면,
도 12는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 13은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 14는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 15 내지 도 19는 도 10에 도시된 반도체 발광소자의 제조방법의 일 예를 보여주는 도면,
도 20은 도 11에 도시된 반도체 발광소자의 제조방법의 다른 일 예를 보여주는 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 발광소자의 일 예를 보여주는 도면,
도 5는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 6은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 7은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 8은 도 7에 개시된 반도체 발광소자의 다양한 실시예를 보여주는 도면,
도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 제조방법의 일 예를 보여주는 도면,
도 10은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 제조방법의 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 11은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 보여주는 도면,
도 12는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 13은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 14는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 일 예를 보여주는 도면,
도 15 내지 도 19는 도 10에 도시된 반도체 발광소자의 제조방법의 일 예를 보여주는 도면,
도 20은 도 11에 도시된 반도체 발광소자의 제조방법의 다른 일 예를 보여주는 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)).
도 4는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 4(a)는 사시도이며, 도 4(b)는 AA'를 따라 자른 단면도이고, 도 4(c)는 절연성 접착층을 추가로 포함하는 반도체 발광소자를 나타내는 도면이고, 도 4(d)는 기판으로부터 이격되어 위치하는 반사층을 포함하는 반도체 발광소자를 나타내는 도면이다.
반도체 발광소자(200)는 기판(210), 반도체 발광소자 칩(220), 몸체(230), 반사층(240) 및 봉지재(250)를 포함한다.
기판(210)은 제1 도전부(211), 제2 도전부(212) 및 제1 도전부(211)과 제2 도전부(212) 사이에 위치하는 절연부(213)를 포함한다. 여기서, 기판(210)을 제조하는 방법은 한국 공개특허공보 제2012-0140454호에 기재되어 있다.
제1 도전부(211) 및 제2 도전부(212)는 예를 들어 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등과 같은 금속성 물질로 형성될 수 있다.
제1 도전부(211) 및 제2 도전부(212)가 도 3에 기재된 반도체 발광소자에서 리드 프레임 기능을 갖고 외부와 전기적으로 연결된다.
제1 도전부(211) 및 제2 도전부(212)는 전기적인 접촉이 우수한 물질, 예를 들어, 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 로듐(Rh), 납(Pd), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다.
본 예에서, 제1 도전부(211) 및 제2 도전부(212)가 전기적인 접촉이 우수한 금속성 물질 예를 들어, 금(Au)으로 형성되는 경우 기판(210)과 반도체 발광소자 칩(220) 및 몸체(230)와의 전기적 연결 및 물리적 연결을 용이하게 하여 반도체 발광소자(200)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 반도체 발광소자(200)의 광 추출 효율(extraction efficiency)을 향상시킬 수 있다.
절연부(213)는 전기 절연물질로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
반도체 발광소자 칩(220)은 제1 전극(221) 및 제2 전극(222)을 포함하며, 래터럴 칩, 플립 칩 또는 수직 칩이 가능하다. 다만 플립 칩을 사용하는 경우 제1 전극(221)과 제2 전극(222)이 와이어 본딩을 사용하지 않고 제1 도전부(211) 및 제2 도전부(212) 위에 위치하여 전기적으로 연결될 수 있어 바람직하다.
기판(210)의 높이(H1)는 몸체(230)의 높이(H2)와 동일하게 형성될 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 기판(210)의 높이(H1)가 몸체(230)의 높이(H2)보다 작거나 크게 형성될 수 있다.
몸체(230)는 기판(210) 위에 형성되며 반도체 발광소자 칩(220)을 둘러싸고 있으며, 측벽(231) 및 바닥부(232)를 포함한다. 여기서, 몸체(230)는 예를 들어 수지 계열 또는 세라믹 계열의 절연성 물질을 사용하여 사출 성형을 통해 얻을 수 있다.
여기서, 몸체(230)의 높이(H2)는 몸체(230)의 길이(L)보다 작을 수 있다. 예를 들어 몸체(230)의 높이(H2)는 0.1mm 이상 내지 0.6mm 이하일 수 있으며, 몸체(230)의 길이(L)는 0.5mm 이상일 수 있다.
바닥부(232)는 홀(233)을 포함한다. 또한 측벽(231) 및 바닥부(232)에 의해 형성된 캐비티(234)를 포함한다.
바닥부(232)는 상면(2320)과 하면(2321)을 포함한다.
측벽(231)은 외측면(2310)과 내측면(2311)을 포함한다. 한편, 측벽(231)은 필요에 따라 없을 수도 있다.
홀(233)의 크기는 반도체 발광소자 칩(220)의 크기와 비슷하거나 반도체 발광소자 칩(220)의 크기의 1.2배가 바람직하다.
또한 홀(233)을 형성하는 바닥부(232)의 내측면(2322)은 광 추출 효율의 향상을 위해 경사진 것이 바람직하다.
반도체 발광소자 칩(220)은 홀(233)에 위치하고 있다.
반도체 발광소자 칩(220)은 래터럴 칩, 수직 칩 및 플립 칩이 가능하다.
제1 전극(221) 및 제2 전극(222)은 봉지재(250)에 의해 덮이지 않고 봉지재(250)의 하면으로부터 노출된다.
바닥부(232)의 높이(2323)는 반도체 발광소자 칩(220)의 높이(223)보다 낮은 것이 바람직하다. 바닥부(232)의 높이(2323)가 반도체 발광소자 칩(220)의 높이(223)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(232)의 높이(2323)가 반도체 발광소자 칩(220)의 높이(223)보다 높게 할 수도 있다. 바닥부(232)의 높이(2323)가 반도체 발광소자 칩(220)의 높이(223)보다 높은 경우에 대해서는 도 7에서 설명한다.
바닥부(232)의 높이(2323) 및 반도체 발광소자 칩(220)의 높이(223)는 바닥부(232)의 하면(2321)을 기준으로 측정할 수 있다.
예를 들어, 반도체 발광소자 칩(220)의 높이(223)는 0.05mm 이상 내지 0.5mm 이하 일 수 있다. 바닥부(232)의 높이(2323)는 0.08mm 이상 내지 0.4mm 이하 일 수 있다.
반사층(240)은 측벽(231)의 내측면(2311), 바닥부(232)의 상면(2320) 및 바닥부(232)의 내측면(2322)의 일면에 형성된다. 여기서, 측벽(231)의 내측면(2311), 바닥부(232)의 상면(2320) 및 바닥부(232)의 내측면(2322)은 하나의 라인으로 연결되어 위치한다. 즉, 반사층(240)은 반도체 발광소자 칩(220)을 덮는 봉지재(250)와 접속하는 몸체(230)의 일면에 형성된다.
반사층(240)은 빛을 반사하는 효율이 높은 금속성 물질로 이루어진 것이 바람직하며 예를 들어 금속성 물질이 코팅, 도금 및 증착 등과 같은 방법으로 형성될 수 있다.
반사층(240)을 형성하는 금속성 물질에는 예를 들어 은(Ag), 알루미늄(Al) 등이 있지만 비용 및 효율을 고려했을 때 알루미늄(Al)이 바람직하다.
더욱이, 반도체 발광소자 칩(220)을 자외선 칩으로 사용하는 경우, 반사층(240)은 자외선에서 반사하는 효율이 높은 알루미늄(Al)으로 형성되는 것이 바람직하다. 반사층(240)이 알루미늄(Al)으로 형성됨으로써, 반도체 발광소자 칩(220)으로부터 나온 빛 예를 들어, 자외선의 일부를 반사시킴으로써, 반도체 발광소자의 광 추출 효율(extraction efficiency)을 향상시킬 수 있다.
또한, 도시 하지는 않았지만 몸체(230)의 상면에도 반사층이 형성될 수 있다. 예를 들어, 몸체(230)의 상면에 금속성 물질 또는 DBR 분포 브래그 리플렉터(DBR: Distributed Bragg Reflector)를 도포하여 반사층을 형성할 수 있다.
한편, 도 4(c)를 살펴보면, 몸체(230)가 절연성 물질로 형성되지만, 몸체(230)의 내측면에 반사층(240)이 형성되는 과장에서 바닥부(232)의 내측면(2322)에 형성된 반사층(240)과 기판(210)에 의한 쇼트 방지를 위해 반사층(240) 형성 이후, 바닥부(232)의 내측면(2322)에 절연층(23220)을 별도로 형성하여 쇼트 위험성을 낮출 수 있다.
또한, 바닥부(232)의 하면(2321)과 기판(210) 사이에 절연성 접착층(235)이 개재될 수 있다. 절연성 접착층(235)은 절연성 접착제를 사용하여 기판(210)과 몸체(230)을 접착하면서 형성되며, 이때 절연성 접착제의 일부가 제1 내측면(241)에 형성되어 금속성 반사층(240)에 의한 쇼트 위험성이 더 낮아질 수 있다.
그리고, 도 4(d)를 살펴보면, 반사층(240)은 바닥부(232) 내측면(2322) 중 기판(210)과 접촉하는 일부분(23221)을 제외한 나머지 바닥부(232)의 내측면(2322) 및 측벽(231)의 내측면(2311)에만 형성된다. 이에 따라, 반사층(240)이 기판(210)과 소정 간격으로 이격되어 위치함으로써, 금속성 물질로 이루어지는 반사층(240)과 기판(210) 사이에 쇼트 위험성을 방지할 수 있다.
또한 도시하지 않았지만, 반사층(240)이 바닥부(232)의 내측면(2322)을 제외한 측벽(231)의 내측면(2311) 에만 형성됨으로써, 금속성 물질로 이루어지는 반사층(240)과 기판(210) 사이에 쇼트 위험성이 더 낮아 질 수 있다.
봉지재(250)는 적어도 캐비티(214)에 구비되어 반도체 발광소자 칩(220)을 덮고 있어서, 홀(233)에 위치하고 있는 반도체 발광소자 칩(220)을 몸체(230)에 고정시킬 수 있다.
봉지재(250)는 투광성을 갖고 있으며, 예를 들어 에폭시 수지 및 실리콘 수지 중 하나로 이루어질 수 있으며, 반도체 발광소자 칩(220)을 자외선 칩으로 사용하는 경우에는 PDMS(polydimethylsiloxane)계 수지로 이루어질 수 있다. 한편, 봉지재(250)는 생략될 수 있다. 봉지재(250)가 생략되는 경우 유리 또는 석영 등으로 덮일 수 있다.
도 5는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 보여주는 도면이다.
반도체 발광소자(300)는 몸체(330)의 바닥부(331)와 반도체 발광소자 칩(320) 사이에 반사 물질(360)을 포함한다.
도 5에 도시된 반사 물질(360) 및 도 4에 도시된 반사층(240)을 제외하고는 도 4에 기재된 반도체 발광소자(200)와 동일한 특성을 갖는다.
반사 물질(360)이 반도체 발광소자 칩(320)의 측면에 위치함으로써 반도체 발광소자 칩(320)의 측면에서 나오는 빛을 반사시켜, 반도체 발광소자(300)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
반사 물질(360)은 백색 반사 물질이 바람직하다. 예를 들어 백색 실리콘 수지일 수 있다. 또한 도 5(b)와 같이 반사 물질(360)과 반도체 발광소자 칩(320) 사이에 공간(331)이 형성되게 반사 물질(360)이 위치할 수도 있다.
도 6은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 일 예를 보여주는 도면이다.
반도체 발광소자(400)는 몸체(430)의 바닥부(411)에 복수개의 홀(401)을 포함하며, 각각의 홀(401)에 반도체 발광소자 칩(420)이 위치한다.
복수개의 홀(401) 및 각각의 홀(401)에 반도체 발광소자 칩(420)이 위치하는 것과 도 4에 도시된 반사층(240)을 제외하고는 도 4에 기재된 반도체 발광소자(200)와 동일한 특성을 갖는다.
도 6에는 2개의 홀이 기재되어 있으나, 2개 이상도 가능하다. 또한 각각의 홀(401)에 위치하는 반도체 발광소자 칩(420)은 서로 다른 색을 발광할 수 있다.
도 7은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 보여주는 도면이다.
반도체 발광소자(500)는 몸체(530)의 바닥부(532)의 높이(5323)가 반도체 발광소자 칩(520)의 높이(523)보다 높은 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 도 7(a)는 도 4에 기재된 반도체 발광소자(200)로서 바닥부(232)의 높이(2323)가 반도체 발광소자 칩(220)의 높이(223)보다 낮은 경우 반도체 발광소자 칩(220)의 측면에서 나오는 빛(224, 225)의 경로를 보여준다.
도 7(b)는 바닥부(532)의 높이(5323)가 반도체 발광소자 칩(520)의 높이(523)보다 높은 경우 반도체 발광소자 칩(520)의 측면에서 나오는 빛(524, 525)의 경로를 보여준다.
도 7(a)를 보면, 반도체 발광소자 칩(220)의 측면에서 나온 빛(224, 225) 중 바닥부(232)의 높이(2323)보다 낮은 부분에서 나오는 빛(224)은 홀(233)을 형성하는 바닥부(232) 내측면(240)에 반사되어 상측으로 나가며, 바닥부(232)의 높이(2323)보다 높은 부분에서 나오는 빛(225)은 홀(233)을 형성하는 바닥부(232)의 내측면(2322)에 반사되지 않고 그대로 상측으로 나간다.
특히 바닥부(232) 내측면(2322)에 반사되지 않고 상측으로 나가는 빛(225) 때문에 반도체 발광소자 칩(220)의 측면에서 나오는 빛의 경로를 조절하는데 어려움이 있다.
반면에 그림 7(b)를 보면 반도체 발광소자 칩(520)의 측면에서 나온 빛(524, 525)의 대부분이 바닥부(532) 내측면(5322)에 반사되어 상측으로 나가기 때문에 7(a)에 비하여 반도체 발광소자 칩(520)의 측면에서 나오는 빛의 경로를 바닥부(532) 내측면(5322)에 의해 조절할 수 있다. 일반적으로 광 추출효율 측면에서는 도 7(a)와 같이 바닥부의 높이가 반도체 발광소자 칩의 높이보다 낮은 것이 바람직하지만, 상측으로 나가는 빛의 경로를 조절하기 위해서는 도 7(b)와 같이 바닥부의 높이가 반도체 발광소자 칩(520)의 높이보다 높은 것이 바람직하다. 다만 도 7(c)와 같이 홀(533)의 상측 개구의 폭(5330)보다 홀의 하측 개구의 폭(5331)이 크게 홀(533)이 형성되도록 홀(533)을 형성하는 바닥부(532)의 내측면(5322)이 경사진 경우에는 반도체 발광소자 칩(520)의 측면에서 나오는 빛(525)의 대부분이 상측으로 나가지 못하기 때문에 바람직하지 않다. 따라서 바닥부(532)의 높이(5323)가 반도체 발광소자 칩(520)의 높이(523)보다 높은 경우에 홀(533)을 형성하는 바닥부(532) 내측면(5322)은 홀(533)의 상측 개구의 폭(5330)이 홀(533)의 하측 개구의 폭(5331)보다 크도록 경사진 것이 바람직하다.
바닥부(532) 내측면(5322)의 다양한 경사각도에 따른 효과는 도 8에서 설명한다. 도 7에서 설명하는 것을 제외하고 반도체 발광소자(500)는 도 4에 기재된 반도체 발광소자(200)와 실질적으로 동일하다.
도 8은 도 7에 개시된 반도체 발광소자의 다양한 실시 예를 보여주는 도면이다.
반도체 발광소자 칩(520)의 측면에서 나오는 빛(525)의 경로를 조절하기 위해서 바닥부(532)의 높이(5323)를 반도체 발광소자 칩(520)의 높이(523)보다 2배 이하로 높이 하는 것이 광 추출 효율 측면에서 바람직하다. 2배보다 더 높은 경우에는 예를 들어 도 8(a)와 같이 반도체 발광소자 칩(520)의 측면에서 나오는 빛(525)이 바닥부(532) 내측면(5322)에 여러 번 반사되어 빛이 일부 손실될 수 있기 때문이다.
또한 도 8(b)를 보면 바닥부(532)의 내측면(5322)이 바닥부(5322)의 하면(7321)과 이루는 경사각(7324)은 45°이상인 것이 바람직하다. 45°미만인 경우에는 바닥부(532) 내측면(5322)에 의해 반도체 발광소자 칩(520)의 측면에서 나오는 빛(525)의 경로를 조절하는 효과가 떨어지기 때문이다. 또한 바닥부(532)의 내측면(5322)이 바닥부(532)의 하면(5321)과 이루는 경사각(5324)은 90°이하인 것이 바람직하다. 경사각(5324)은 90°를 넘는 경우에 발생하는 문제에 대해서는 도 7(c)에서 설명하였다.
도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 제조방법의 일 예를 보여주는 도면이다.
먼저 도 9(a)를 참조하면, 홀(633)을 포함하는 몸체(630)를 준비한다. 여기서, 몸체(630)는 사출성형을 통해 얻을 수 있다.
다음으로, 도 9(b)를 참조하면, 몸체(630)의 내측면에 반사층(640)을 형성한다. 이때, 반사층(640)은 증착 방식 또는 스프레이 코팅 등을 이용하여 형성될 수 있다.
다음으로, 도 9(c)를 참조하면, 기판(610) 위에 반사층(640)이 형성된 몸체(630)를 배치한다. 바닥부(632)의 하면과 기판(610) 사이에 절연성 접착층(635)이 개재될 수 있다.
다음으로, 도 9(d)를 참조하면, 반도체 발광소자 칩(620)을 홀(633)에 위치시킨다. 이에, 바닥부(632)의 높이(6323)는 홀(633)에 수용되는 반도체 발광소자 칩(620)의 높이보다 높게 형성되는 것이 바람직하다.
반도체 발광소자 칩(620)의 제1 전극(621) 및 제2 전극(622)은 각각 기판(610)의 제1 도전부(611) 및 제2 도전부(612) 위에 위치하여 서로 전기적 및 물리적으로 연결된다.
다음으로, 도 9(e)를 참조하면, 반도체 발광소자 칩(620)을 몸체(630)에 고정시키기 위해 봉지재(650)로 반도체 발광소자 칩(620)을 덮는다.
본 개시에 따른 반도체 발광소자의 제조방법의 순서는 당업자가 용이하게 변경할 수 있는 범위에서는 본 개시의 범위에 포함될 수 있다.
한편, 반도체 발광소자 칩(620)의 제1 전극(621) 및 제2 전극(622)과 기판(610)의 제1 도전부(611) 및 제2 도전부(612) 간의 정렬을 위해 기판(610) 위에 반도체 발광소자 칩(620)을 먼저 배치할 수도 있다.
다음으로, 홀(633)을 포함하는 몸체(630)를 기판(610)위에 배치한다.
본 개시에 따른 반도체 발광소자의 제조방법의 순서는 당업자가 용이하게 변경할 수 있는 범위에서는 본 개시의 범위에 포함될 수 있다.
도 10은 도 4(d)에 도시된 반도체 발광소자의 제조방법을 보여주는 도면이다.
먼저 도 10(a)를 참조하면, 베이스(1) 위에 접착층(2)을 도포한다.
접착층(2)은 3㎛ 이상 20㎛ 이하의 두께를 가지며, 실리콘 또는 아크릴 계 물질로 이루어진다.
접착층(2)의 두께가 3㎛ 이하인 경우에는 몸체(730)가 베이스(1) 위에 완벽하게 고정되지 않아 몸체(730)가 베이스(1)로부터 이탈될 수 있고, 20㎛ 이상인 경우 접착층(2)이 경화되는데 오랜 시간이 걸려 공정 시간이 지연될 수 있다. 따라서, 본 예에서 접착층(2)의 두께는 8㎛ 내지 10㎛의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 10(b)를 참조하면, 베이스(1) 위에 도포된 접착층(2)을 이용하여 홀(733)을 포함하는 몸체(730)를 베이스(1) 위에 고정시킨다.
여기서, 접착층(2)과 몸체(730)의 마찰력에 의해 접착층(2)과 몸체(730)가 접촉하는 부분에 일부 접착층(2)이 돌출되어 경화되는 돌출 부분(3a, 3b)이 형성된다.
본 예에서, 접착층(2)의 두께가 8㎛ 내지 10㎛ 이므로, 접착층(2)과 몸체(730)가 접촉하는 부분에서 돌출되어 경화된 접착층(2)의 돌출 부분(3a, 3b)은 약 3㎛ 내지 8㎛의 두께를 갖는다.
다음으로, 도 10(c)를 참조하면, 몸체(730)의 내측면에 반사층(740)을 형성한다. 이때, 반사층(740)은 증착 방식 또는 스프레이 코팅 등을 이용하여 형성될 수 있다.
다음으로, 도 10(d)를 참조하면, 반사층(740)이 형성된 몸체(730)를 베이스(1)로부터 분리한다.
반사층(740)이 형성된 몸체(730)를 베이스(1)로 분리한 후, 별도의 식각 공정을 통해 접착층(2)을 제거한다.
반사층(740)은 접착층(2)과 몸체(730)가 접촉하는 부분에서 돌출되어 경화된 접착층(2)의 돌출 부분(3a)에 의해 바닥부(732) 내측면(7322) 중 일부분(73221)을 제외한 바닥부(732)의 내측면(7322) 및 측벽(731)의 내측면(7311)에만 형성된다.
다음으로, 도 10(e)를 참조하면, 기판(710) 위에 바닥부(732) 내측면(7322) 중 기판(710)과 접촉하는 일부분(73221)을 제외한 나머지 바닥부(732)의 내측면(7322) 및 측벽(731)의 내측면(7311)에만 형성된 반사층(740)을 포함하는 몸체(730)를 배치한다. 바닥부(732)의 하면과 기판(710) 사이에 절연성 접착층(735)이 개재될 수 있다.
본 개시에 따른 반도체 발광소자의 제조방법의 순서는 당업자가 용이하게 변경할 수 있는 범위에서는 본 개시의 범위에 포함될 수 있다.
도 11은 본 개시에 따른 자외선을 생성하는 반도체 발광소자의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 11에 도시된 반도체 발광소자는 도 4 내지 도 10에 도시된 형태의 반도체 발광소자의 모양을 가질 수 있다. 특히, 벽은 다양한 모양을 가질 수 있다.
도 11(a)는 사시도이며, 도 11(b)는 AA'를 따라 자른 단면도이고, 도 11(c)는 자외선의 반사 경로를 나타내는 도면이고, 도 11(d)는 절연성 접착층을 추가로 포함하는 반도체 발광소자를 나타내는 도면이다.
반도체 발광소자(200)는 기판(210), 반도체 발광소자 칩(220), 본딩 패드(230), 벽(240), 반사층(250) 및 봉지재(260)를 포함한다.
기판(210)은 제1 도전부(211), 제2 도전부(212) 및 제1 도전부(211)과 제2 도전부(212) 사이에 위치하는 절연부(213)를 포함한다. 여기서, 기판(210)을 제조하는 방법은 한국 공개특허공보 제2012-0140454호에 기재되어 있다.
제1 도전부(211) 및 제2 도전부(212)는 예를 들어 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등과 같은 금속성 물질로 형성될 수 있다.
제1 도전부(211) 및 제2 도전부(212)는 도 3에 기재된 반도체 발광소자에서 리드 프레임 기능을 갖고 외부와 전기적으로 연결된다.
제1 도전부(211) 및 제2 도전부(212)는 빛을 반사하는 효율이 높아 반사성이 우수하고 전기적인 결합성이 우수한 물질, 예를 들어, 은(Ag), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 로듐(Rh), 납(Pd), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다.
본 예에서, 제1 도전부(211) 및 제2 도전부(212)가 자외선을 반사하는 효율이 높은 알루미늄(Al)으로 형성됨으로써, 반도체 발광소자 칩(220)으로부터 나온 빛 예를 들어, 자외선의 일부를 반사시킴으로써, 반도체 발광소자의 광 추출 효율(extraction efficiency)을 향상시킬 수 있다.
절연부(213)는 전기 절연물질로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
반도체 발광소자 칩(220)은 제1 전극(221) 및 제2 전극(222)을 포함하며, 래터럴 칩, 플립 칩 또는 수직 칩이 가능하다. 다만 플립 칩을 사용하는 경우 제1 전극(221)과 제2 전극(222)이 와이어 본딩을 사용하지 않고 제1 도전부(211) 및 제2 도전부(212) 위에 위치하여 전기적으로 연결될 수 있어 바람직하다.
본딩 패드(230)는 제1 본딩 패드(231), 제2 본딩 패드(232) 및 제3 본딩 패드(233)를 포함한다. 본 예에서, 결합성이 우수한 금속성 물질로 이루어지는 본딩 패드(230)는 반사성이 우수한 금속성 물질로 이루어지는 제1 전극(221) 및 제2 전극(222)와 서로 다른 물질로 이루어진다. 본딩 패드(230)는 증착 또는 도금 방식에 의해 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 본딩 패드(231)는 제1 도전부(211)와 제1 전극(221) 사이에 위치하며, 기판(210)과 반도체 발광소자 칩(220)을 전기적 및 물리적으로 연결한다.
제1 본딩 패드(231)의 두께는 제1 도전부(211)와 제1 전극(221)을 전기적 및 물리적으로 연결하기 위해 약 3㎛ 이상이 바람직하지만, 물리적 측면에서 반도체 발광소자(200)의 크기에 영향을 주지 않고, 전기적 측면에서 전기적 연결이 용이하도록 약 10㎛ 미만이 바람직하다.
제1 본딩 패드(231)의 폭은 제1 도전부(211)의 폭보다 작게 형성될 수 있으나, 제1 도전부(211)와 동일한 폭으로 형성될 수도 있다. 여기서, 제1 본딩 패드(231)는 기판(210)의 폭보다 작게 형성된다.
제1 본딩 패드(231)는 결합성이 우수하고 전도성이 높은 금속 물질, 예를 들어, 금(Au), 백금(Pt), AuSn 등으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 예에서 제1 본딩 패드(231)는 금(Au)으로 형성됨으로써, 제1 도전부(211)와 제1 전극(221) 사이의 전기적 연결 및 물리적 연결을 용이하게 하여 반도체 발광소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
제2 본딩 패드(232)는 제2 도전부(212)와 제2 전극(222) 사이에 위치하며, 기판(210)과 반도체 발광소자 칩(220)을 전기적 및 물리적으로 연결한다.
제2 본딩 패드(232)의 두께는 제2 도전부(212)와 제2 전극(222)을 전기적 및 물리적으로 연결하기 위해 약 3㎛ 이상이 바람직하지만, 물리적 측면에서 반도체 발광소자(200)의 크기에 영향을 주지 않고, 전기적 측면에서 전기적 연결이 용이하도록 약 10㎛ 미만이 바람직하다. 여기서, 제2 본딩 패드(232)의 두께는 제1 본딩 패드(231)의 두께와 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.
제2 본딩 패드(232)의 폭은 제2 도전부(212)의 폭보다 작게 형성될 수 있으나, 제2 도전부(212)와 동일한 폭으로 형성될 수도 있다. 여기서, 제2 본딩 패드(232)는 기판(210)의 폭보다 작게 형성된다. 한편, 제2 본딩 패드(232)는 제1 본딩 패드(231)의 폭과 동일하게 또는 크거나 작게 형성될 수도 있다.
제2 본딩 패드(232)는 결합성이 우수하며 전도성이 높은 금속 물질, 예를 들어, 백금(Pt), 금(Au), AuSn 등으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 예에서 제2 본딩 패드(232)는 금(Au)으로 형성되어 제2 도전부(212)와 제2 전극(222) 사이의 전기적 연결 및 물리적 연결을 용이하게 하여 반도체 발광소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 제2 본딩 패드(232)는 본딩 패드(230)의 공정을 간소화하기 위해 제1 본딩 패드(231)와 동일한 물질로 동시에 형성되는 것이 바람직하다.
제3 본딩 패드(233)는 반도체 발광소자 칩(220)과 접촉하는 기판(210)의 상면의 반대면인 하면에 위치하며, 외부와 전기적 및 물리적으로 연결된다. 여기서, 제3 본딩 패드(233)는 기판(210)의 절연부(213)를 제외한 하면 전체면에 형성된다. 이와 달리, 제3 본딩 패드(233)는 생략될 수 있다.
벽(240)은 기판(210) 위에 형성되며 반도체 발광소자 칩(220)을 둘러싸고 있으며, 제1 내측면(241), 제2 내측면(242) 및 하면(243)을 포함한다. 여기서, 벽(240)은 예를 들어 에폭시 수지나 실리콘 수지와 같은 절연성 물질을 사용하여 사출 성형을 통해 얻을 수 있다. 하지만, 벽(240)은 이에 한정되지 않고, 금속으로 형성될 수 있다.
제1 내측면(241)은 하면(243)과 이어져 있고, 제2 내측면(242)은 제1 내측면(241)과 이어져 있다.
반사층(250)은 벽(240)의 제2 내측면(242)의 일면에 형성된다. 즉, 반사층(250)은 반도체 발광소자 칩(220)을 덮는 봉지재(260)와 접촉하는 제2 내측면(242)의 일면에 형성된다.
반사층(250)은 빛을 반사하는 효율이 높은 금속성 물질로 이루어진 것이 바람직하며 예를 들어 금속성 물질이 코팅, 도금 및 증착 등과 같은 방법으로 형성될 수 있다.
반사층(250)을 형성하는 금속성 물질에는 예를 들어 은(Ag), 알루미늄(Al) 등이 있지만 반도체 발광소자 칩(220)을 자외선 칩으로 사용하는 경우, 반사층(240)은 자외선에서 반사하는 효율이 높은 알루미늄(Al)으로 형성되는 것이 바람직하다. 본 예에서, 반사층(250)은 제1 도전부(211) 및 제2 도전부(212)와 동일한 물질로 형성될 수 있지만, 이에 한정하지 않고 반사율이 높은 서로 금속성 물질로 이루어질 수 있다.
다만 금속성 물질로 이루어진 반사층(250)이 제1 내측면(241)에도 형성되는 경우 쇼트 문제가 발생할 수 있기 때문에 반사층(250)은 제1 내측면(241)에는 형성되지 않고, 제2 내측면(242)에만 형성된다.
또한 반사층(250)을 벽(240)의 제2 내측면(242)에 증착이나 코팅할 때 제1 내측면(241)에 반사층(250)이 형성되지 않도록 하기 위해서 제1 내측면(241)이 벽(240)의 하면(243)과 이루는 경사각(245)은 둔각인 것이 바람직하다.
또한 제2 내측면(242)이 벽(240)의 하면(243)과 평행한 가상의 면(247)과 이루는 경사각(246)은 예각인 것이 반사층(250)에 의해 반사되어 나가는 광의 추출 효율을 높일 수 있어 바람직하다.
예를 들어, 도 11(c)를 참고하면, 반도체 발광소자 칩(220)의 측면으로부터 나온 빛은 반사층(250)에 의해 일부가 흡수되고 일부가 반사된다. 반사된 빛은 다시 반도체 발광소자 칩(220) 내에서 진행하면 소멸되거나 봉지재(260) 측으로 나온다. 게다가 제1 도전부(211) 및 제2 도전부(212)가 자외선에서 반사하는 효율이 높은 알루미늄(Al)으로 형성됨으로써, 반도체 발광소자 칩(220)으로부터 나온 빛 또는 반사층(250)으로부터 반사된 빛의 일부를 반사시킴으로써, 반도체 발광소자의 광 추출 효율(extraction efficiency)을 향상시킬 수 있다.
도 11(d)를 참조하면, 벽(240)의 하면(243)과 기판(210) 사이에 절연성 접착층(270)이 개재될 수 있다. 절연성 접착층(270)은 절연성 접착제를 사용하여 기판(210)과 벽(240)을 접착하면서 형성되며, 이때 절연성 접착제의 일부가 제1 내측면(241)에 형성되어 금속성 반사층(250)에 의한 쇼트 위험성이 더 낮아질 수 있다.
또한 제1 내측면(241)과 제2 내측면(242)이 만나는 지점의 높이(248)는 쇼트 방지를 위해서 5um 이상이 바람직하지만 광 추출 효율을 위해 반사층(250)이 형성되지 않은 제1 내측면(241)이 적어야 되는 점에서 50um 미만이 바람직하다.
또한 도시 하지는 않았지만 벽(240)의 상면(249)에도 반사층(250)이 형성될 수 있다.
본 개시는 제1 내측면(241)에 금속성 반사층(250)이 형성되지 않는 것이며, 필요에 따라 제1 내측면(241) 이외에 반사층이 형성되는 것을 배제하는 것은 아니기 때문이다.
봉지재(260)는 반도체 발광소자 칩(220)을 덮도록(cover) 형성된다.
봉지재(260)는 투광성을 갖고 있으며, 에폭시 수지 및 실리콘 수지 중 하나로 이루어질 수 있으며, 반도체 발광소자 칩(220)을 자외선 칩으로 사용하는 경우에는 PDMS(polydimethylsiloxane)계 수지로 이루어질 수 있다. 한편, 봉지재(260)는 생략될 수 있다. 봉지재(260)가 생략되는 경우 유리 또는 석영 등으로 덮일 수 있다.
도 12는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 보여주는 도면이다.
반도체 발광소자(300)는 내측면(341)이 원형인 벽(340)을 포함한다.
평면도에서 벽(340)의 내측면(341)의 형상은 사각형, 원형 등 다양한 형상이 가능하다.
도 12에서 설명하는 것을 제외하고 반도체 발광소자(300)는 도 11에 기재된 반도체 발광소자(200)와 실질적으로 동일하다.
도 13은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 보여주는 도면이다.
반도체 발광소자(400)는 벽(440)의 제1 내측면(441)이 벽(440)의 하면(443)과 이루는 경사각(444)이 예각이다.
제1 내측면(441)이 벽(440)의 하면(443)과 이루는 경사각(444)은 도 11와 같이 둔각이 바람직하지만 예각을 배제하는 것은 아니다.
도 13에서 설명하는 것을 제외하고 반도체 발광소자(400)는 도 11에 기재된 반도체 발광소자(200)와 실질적으로 동일하다.
도 14는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 보여주는 도면이다.
반도체 발광소자(500)는 벽(540)의 제1 내측면(541)에 절연층(542)이 형성된다.
벽(540)이 절연성 물질로 형성되지만, 벽(540)의 내측면에 반사층(543)이 형성되는 과정에서 제1 내측면(541)의 일부에 반사층(543)이 형성될 수 있기 때문에 반사층(543) 형성 이후, 제1 내측면(541)에 절연층(542)을 별도로 형성하여 쇼트 위험성을 낮출 수 있다.
도 14에서 설명하는 것을 제외하고 반도체 발광소자(500)는 도 11에 기재된 반도체 발광소자(200)와 실질적으로 동일하다.
도 15 내지 도 19는 도 11에 도시된 반도체 발광소자의 제조 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
반도체 발광소자의 제조 방법에 있어서, 기판(210)을 준비하고, 반도체 발광소자 칩(220) 및 외부와의 전기적 및 물리적 연결을 위해 기판(210)의 상면 및 하면에 본딩 패드(230)를 형성한다. 여기서, 본딩 패드(230)는 패턴 형성 공정을 통해 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
반도체 발광소자의 제조 방법에 있어서, 기판(210)을 준비하고, 반도체 발광소자 칩(220) 및 외부와의 전기적 및 물리적 연결을 위해 기판(210)의 상면 및 하면에 본딩 패드(230)를 형성한다. 여기서, 본딩 패드(230)는 패턴 형성 공정을 통해 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 예에서, 본딩 패드(230)는 패턴 형성 공정을 이용하여 금(Au)으로 형성됨으로써, 기판(210)의 제2 도전부(212)와 제2 전극(222) 사이 그리고 외부와의 전기적 및 물리적 연결을 용이하게 하여 반도체 발광소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
먼저, 기판(210)을 준비하고, 도 15(a)에 도시된 봐와 같이, 기판(210)에 본딩 패드(230)가 형성될 부분이 노출된 패턴을 갖는 마스크(230a)를 기판(210)에 배치한다.
다음으로, 도 15(b)에 도시된 봐와 같이, 마스크(230a)에 의해 노출된 부분에 본딩 패드(230)를 형성한다. 여기서, 본딩 패드(230)는 증착 또는 도금 방식에 의해 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 기판(210)의 상면에 반도체 발광소자 칩(220)을 고정하기 위해 반도체 발광소자 칩(220)이 위치할 부분에 제1 본딩 패드(231) 및 제2 본딩 패드(232)를 부분적으로 형성하고, 외부와의 연결을 위해 기판(210)의 절연부(213)를 제외한 하면 전체면에 제3 본딩 패드(233)를 동시에 형성한다.
다음으로, 도 15(c)에 도시된 바와 같이, 별도의 식각 공정을 통해 마스크(230a)를 제거하여 본딩 패드(230)를 형성한다.
다음으로, 도 16을 참조하면, 기판(210)의 상면에 벽(240)을 형성한다. 벽(240)은 예를 들어 에폭시 수지나 실리콘 수지와 같은 절연성 물질을 사용하여 사출 성형을 통해 얻을 수 있다. 하지만, 벽(240)은 이에 한정되지 않고, 금속으로 형성될 수 있다.
여기서, 벽(240)은 소자 이송 장치(미도시)가 반도체 발광소자 칩(220)을 놓을 위치나 각도를 보정하기 위한 패턴으로 인식될 수 있으며, 이와 함께 봉지재(260)의 댐으로 기능한다.
구체적으로, 도 16(a)에 도시된 바와 같이, 벽(240)을 기판(210)의 상면에 형성하기 위해 벽(240)이 형성될 부분에 절연성 접착층(270)을 도포한다.
다음, 도 16(b)에 도시된 바와 같이, 절연성 접착층(270)이 경화되기 전에 절연성 접착층(270) 위에 벽(240)을 배치함으로써, 기판(210) 위에 벽(240)을 고정시킨다. 즉, 벽(240)을 기판(210) 위에 고정시키기 위해 절연성 접착층(270)을 일정 시간 경화한다.
여기서, 반사층(250)이 형성된 벽(240)은 다음과 같이 형성된다.
우선, 도 17(a)에 도시된 바와 같이, 베이스(1) 위에 사출성형을 통해 형성된 벽(240)을 배치시킨다. 여기서, 베이스(1)는 리지드(rigid)한 금속 판 또는 비금속 판이거나, 플렉시블한 필름 또는 테이프일 수 있다.
다음, 도 17(b)에 도시된 바와 같이, 벽(240)의 제2 내측면(242)의 일면에 반사층(250)을 형성한다. 여기서, 반사층(250)은 증착 방식 또는 스프레이 코팅 등을 이용하여 형성될 수 있다.
다음, 도 17(c)에 도시된 바와 같이, 반사층(250)이 형성된 벽(240)을 베이스(1)로부터 분리한다.
본 예에서, 베이스(1)와 벽(240)은 외력에 의해 가압되어 서로 접하거나, 접착물질을 이용하여 서로 접착할 수 있다. 예를 들어, 접착 물질은 도전성 페이스트, 절연성 페이스트, 폴리머 접착제 등 다양하게 선택가능하며, 특별히 제한되지는 않는다. 어느 온도 범위에서는 접착력을 상실하는 물질을 사용하면, 베이스(1)와 벽(240)의 분리 시에 상기 온도 범위에서 분리가 쉽게 될 수 있다.
한편 이와 달리, 소자 이송 장치(미도시)를 이용하여 반사층(250)이 형성된 벽(240)을 베이스(1)로부터 픽업(pick-up)하여 기판(210) 위에 놓을 수 있다.
즉, 베이스(1)의 아래에서 핀 또는 봉이 반사층(250)이 형성된 벽(240)을 치면 베이스(1)로부터 반사층(250)이 형성된 벽(240)이 떨어지며, 그 순간 소자 이송 장치가 반사층(250)이 형성된 벽(240)를 전기적 흡착 또는 진공 흡착할 수 있다.
다음, 기판(210) 및 본딩 패드(230)의 패턴을 인식하고, 위치 및 각도 보정이 가능한 소자 이송 장치를 이용하여 절연성 접착층(270)이 도포된 기판(210) 위에 반사층(250)을 포함하는 벽(240)을 배치할 수 있다.
다음으로, 도 18을 참조하면, 벽(240), 제1 본딩 패드(231) 및 제2 본딩 패드(232)의 패턴을 인식하고, 위치 및 각도 보정이 가능한 별도의 소자 이송 장치(미도시)를 이용하여 기판(210)의 전면에 반도체 발광소자 칩(220)을 배치한다.
구체적으로, 반도체 발광소자 칩(220)의 제1 전극(221) 및 제2 전극(222)과 기판(210)의 상면에 위치하는 제1 본딩 패드(231) 및 제2 본딩 패드(232)가 서로 대응하도록 배치한다. 다음, 일정 온도 범위에서 제1 본딩 패드(231) 및 제2 본딩 패드(232)의 접착력을 증가시켜 기판(210)의 제1 도전부(211) 및 제2 도전부(212)와 반도체 발광소자 칩(220)의 제1 전극(221) 및 제2 전극(222) 사이를 전기적 및 물리적 연결시킴으로써, 기판(210)의 전면에 반도체 발광소자 칩(220)을 고정시킨다.
다음으로, 도 19를 참조하면, 반도체 발광소자 칩(220)이 배치된 기판(210)의 상면에 봉지재(260)를 투입하여 형성하고 경화한다. 여기서 봉지재(260)는 디스펜싱, 스텐실, 스크린 프린팅, 스핀 코팅 등을 이용하여 형성할 수 있다. 두께의 균일도나 형광체의 내부 밀도 등의 관점에서 디스펜싱이 바람직하다.
봉지재(260)는 반도체 발광소자 분야에서 일반적으로 사용되는 에폭시 수지, 실리콘 수지 중 하나 일 수 있다. 한편, 봉지재(260)는 생략될 수 있다. 봉지재(260)가 생략되는 경우 유리 또는 석영 등으로 덮일 수 있다.
본 개시에 따른 반도체 발광소자의 제조방법의 순서는 당업자가 용이하게 변경할 수 있는 범위에서는 본 개시의 범위에 포함될 수 있다.
한편, 도 20을 참조하면, 제1 본딩 패드(231) 및 제2 본딩 패드(232)와 제1 전극(221) 및 제2 전극(222) 간의 정렬을 위해 기판(210) 위에 벽(240)을 배치하기 전에 반도체 발광소자 칩(220)을 먼저 배치할 수 있다.
본 개시에 따른 반도체 발광소자의 제조방법의 순서는 당업자가 용이하게 변경할 수 있는 범위에서는 본 개시의 범위에 포함될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 반도체 발광소자에 있어서, 제1 도전부, 제2 도전부 및 제1 도전부와 제2 도전부 사이에 위치하는 절연부를 포함하는 기판; 기판 위에 위치하며 바닥부를 포함하는 몸체;로서, 바닥부에 홀이 형성된 몸체; 홀에 의해 노출된 기판 위에 배치되며 기판과 전기적으로 연결된 반도체 발광소자 칩;으로서, 전자와 전공의 재결합에 의해 자외선을 생성하는 복수의 반도체층과, 복수의 반도체층에 전기적으로 연결된 전극을 가지는 반도체 발광소자 칩; 그리고, 몸체의 내측면의 적어도 일부분에 형성된 반사층을 포함하는 반도체 발광소자. 여기서, 반도체 발광소자 칩 및 기판은 봉지재, 유리 또는 석영으로 덮일 수 있다.
(2) 몸체의 하면 개구의 폭은 몸체의 상면 개구의 폭보다 작은 반도체 발광소자.
(3) 몸체의 상면 개구의 폭은 반도체 발광소자 칩의 폭보다 큰 반도체 발광소자.
(4) 몸체는 몸체의 하면과 이어진 제1 면, 제1면과 이어진 제2면, 제2 면과 이어진 제3 면을 포함하고, 몸체의 제2면 개구의 폭은 몸체 하면의 개구의 폭보다 크고, 몸체 상면의 개구의 폭보다 작은 반도체 발광소자.
(5) 반사층은 기판과 접촉하는 몸체의 제1 면의 일부분을 제외한 나머지 제1 면, 제2 및 제3 면에 형성되는 반도체 발광소자.
(6) 몸체의 제1 면 및 제3 면은 몸체의 하면으로 기울어진 경사각을 갖는 반도체 발광소자.
(7) 몸체의 제1 면이 몸체의 하면과 이루는 경사각은 45° 내지 90° 사이인 반도체 발광소자.
(8) 몸체의 제2 면의 높이는 반도체 발광소자의 높이보다 높게 형성되는 반도체 발광소자.
(9) 반사층은 벽과 다른 물질로 이루어지는 반도체 발광소자.
(10) 반사층은 제1 도전부 및 제2 도전부와 서로 다른 물질로 이루어지는 반도체 발광소자.
(11) 반도체 발광소자 칩은 제1 전극 및 제2 전극을 포함하며, 제1 전극이 제1 도전부 위에 위치하고 제2 전극이 제2 도전부 위에 위치하여 전기적으로 연결되는 반도체 발광소자.
(12) 몸체는 측벽을 포함하며, 측벽 및 바닥부에 의해 형성된 캐비티를 포함하는 반도체 발광소자.
본 개시에 따르면 광 추출 효율을 향상시키기 위해 반도체 발광소자 칩과 리드 프레임간의 전기적 접촉력을 유지하면서 반사율을 증가시키는 반도체 발광소자를 얻을 수 있다.
반도체 발광소자 : 200, 300, 400, 500
Claims (12)
- 반도체 발광소자에 있어서,
제1 도전부, 제2 도전부 및 제1 도전부와 제2 도전부 사이에 위치하는 절연부를 포함하는 기판;
기판 위에 위치하며 바닥부를 포함하는 몸체;로서, 바닥부에 홀이 형성된 몸체;
홀에 의해 노출된 기판 위에 배치되며 기판과 전기적으로 연결된 반도체 발광소자 칩;으로서, 전자와 전공의 재결합에 의해 자외선을 생성하는 복수의 반도체층과, 복수의 반도체층에 전기적으로 연결된 전극을 가지는 반도체 발광소자 칩; 그리고,
몸체의 내측면의 적어도 일부분에 형성된 반사층을 포함하는 반도체 발광소자. - 제1항에 있어서,
몸체의 하면 개구의 폭은 몸체의 상면 개구의 폭보다 작은 반도체 발광소자. - 제1항에 있어서,
몸체의 상면 개구의 폭은 반도체 발광소자 칩의 폭보다 큰 반도체 발광소자. - 제1항에 있어서,
몸체는 몸체의 하면과 이어진 제1 면, 제1면과 이어진 제2면, 제2 면과 이어진 제3 면을 포함하고,
몸체의 제2면 개구의 폭은 몸체 하면의 개구의 폭보다 크고, 몸체 상면의 개구의 폭보다 작은 반도체 발광소자. - 제4항에 있어서,
반사층은 기판과 접촉하는 몸체의 제1 면의 일부분을 제외한 나머지 제1 면, 제2 및 제3 면에 형성되는 반도체 발광소자. - 제4항에 있어서,
몸체의 제1 면 및 제3 면은 몸체의 하면으로 기울어진 경사각을 갖는 반도체 발광소자. - 제6항에 있어서,
몸체의 제1 면이 몸체의 하면과 이루는 경사각은 45° 내지 90° 사이인 반도체 발광소자. - 제4항에 있어서,
몸체의 제2 면의 높이는 반도체 발광소자의 높이보다 높게 형성되는 반도체 발광소자. - 제1항에 있어서,
반사층은 몸체와 다른 물질로 이루어지는 반도체 발광소자. - 제1항에 있어서,
반사층은 제1 도전부 및 제2 도전부와 서로 다른 물질로 이루어지는 반도체 발광소자. - 제1항에 있어서,
반도체 발광소자 칩은 제1 전극 및 제2 전극을 포함하며,
제1 전극이 제1 도전부 위에 위치하고 제2 전극이 제2 도전부 위에 위치하여 전기적으로 연결되는 반도체 발광소자. - 제1항에 있어서,
몸체는 측벽을 포함하며, 측벽 및 바닥부에 의해 형성된 캐비티를 포함하는 반도체 발광소자.
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| WO2019225866A1 (ko) * | 2018-05-24 | 2019-11-28 | 서울반도체주식회사 | 발광 소자 |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2006093632A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Matsushita Electric Works Ltd | 半導体発光装置 |
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-
2016
- 2016-10-21 KR KR1020160137620A patent/KR102017734B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006093632A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Matsushita Electric Works Ltd | 半導体発光装置 |
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|---|---|---|---|---|
| WO2019225866A1 (ko) * | 2018-05-24 | 2019-11-28 | 서울반도체주식회사 | 발광 소자 |
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