KR20180059257A - Semiconductor module - Google Patents
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- H01L25/167—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes
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- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
- H01L27/06—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
- H01L27/0611—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration integrated circuits having a two-dimensional layout of components without a common active region
Abstract
Description
실시 예는 반도체 모듈에 관한 것이다.An embodiment relates to a semiconductor module.
실시 예는 회로 기판 상에 복수의 반도체 소자가 배열된 반도체 모듈에 관한 것이다.The embodiment relates to a semiconductor module in which a plurality of semiconductor elements are arranged on a circuit board.
실시 예는 복수의 반도체 발광 소자를 갖는 반도체 모듈에 관한 것이다.The embodiment relates to a semiconductor module having a plurality of semiconductor light emitting elements.
GaN, AlGaN 등의 화합물을 포함하는 반도체 소자는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지고 있어, 발광 소자, 수광 소자 및 각종 다이오드 등과 같은 다양한 소자로 사용될 수 있다.Semiconductor devices including compounds such as GaN and AlGaN have a wide and easily adjustable band gap energy and can be used as various devices such as light emitting devices, light receiving devices and various diodes.
특히, 반도체의 III-V족 또는 II-VI족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다. Particularly, light emitting devices such as light emitting diodes and laser diodes using III-V or II-VI compound semiconductor materials of semiconductors can be used for various applications such as red, Blue, and ultraviolet rays. By using fluorescent materials or combining colors, it is possible to realize a white light beam with high efficiency. Also, compared to conventional light sources such as fluorescent lamps and incandescent lamps, low power consumption, , Safety, and environmental friendliness.
실시 예는 새로운 반사 구조를 갖는 반도체 모듈을 제공한다.Embodiments provide a semiconductor module having a novel reflective structure.
실시 예는 회로 기판 상에서의 반사 면적을 개선한 반도체 모듈을 제공한다.Embodiments provide a semiconductor module that improves the area of reflection on a circuit board.
실시 예는 회로 기판의 배선층에 리세스를 배치하고, 상기 리세스에 반사 재질의 수지층을 배치하여 반사 효율을 개선한 반도체 모듈을 제공한다.The embodiment provides a semiconductor module in which a recess is disposed in a wiring layer of a circuit board and a resin layer of a reflective material is disposed in the recess to improve the reflection efficiency.
실시 예는 반도체 소자와 오버랩되는 복수의 전극패드 사이에 리세스를 갖는 중간 연결부 상에 반사 재질의 수지층을 배치한 반도체 모듈을 제공한다.The embodiment provides a semiconductor module in which a resin layer of reflective material is disposed on an intermediate connection portion having a recess between a plurality of electrode pads overlapping with a semiconductor element.
실시 예는 반도체 소자와 오버랩되는 복수의 전극패드의 상면보다 낮은 반사 재질의 수지층을 갖는 반도체 모듈을 제공한다.The embodiment provides a semiconductor module having a resin layer of a reflective material lower than the upper surface of a plurality of electrode pads overlapping with a semiconductor element.
실시 예에 따른 반도체 모듈은, 복수의 전극패드를 갖는 배선층; 및 상기 배선층 상에 수지층을 갖는 회로 기판; 및 상기 회로 기판의 복수의 전극패드 상에 배치된 반도체 소자를 포함하며, 상기 수지층은 상기 전극패드의 반사율보다 높은 반사율을 갖는 재질을 포함하며, 상기 수지층의 상면은 상기 복수의 전극패드의 상면과 수평한 직선과 같거나 낮은 높이를 가질 수 있다.A semiconductor module according to an embodiment includes: a wiring layer having a plurality of electrode pads; And a circuit board having a resin layer on the wiring layer; And a semiconductor element disposed on the plurality of electrode pads of the circuit board, wherein the resin layer includes a material having a reflectivity higher than that of the electrode pad, and the upper surface of the resin layer It may have a height equal to or less than the horizontal straight line with the top surface.
실시 예에 따른 반도체 모듈은, 베이스층; 상기 베이스층 상에 복수의 전극패드 및 리세스를 갖는 배선층; 및 상기 베이스층 상에 수지층을 갖는 회로 기판; 및 상기 회로 기판의 복수의 전극패드 상에 배치된 반도체 소자를 포함하며, 상기 수지층은 반사 재질로 형성되며, 상기 수지층은 상기 리세스에 연장되며, 상기 수지층의 상면은 상기 반도체 소자의 하면보다 낮게 배치될 수 있다.A semiconductor module according to an embodiment includes: a base layer; A wiring layer having a plurality of electrode pads and recesses on the base layer; A circuit board having a resin layer on the base layer; And a semiconductor element disposed on a plurality of electrode pads of the circuit board, wherein the resin layer is formed of a reflective material, the resin layer extending in the recess, and the upper surface of the resin layer Can be disposed lower than the lower surface.
실시 예에 있어서, 상기 배선층은 상기 복수의 전극패드 사이에 오목한 리세스를 포함하며, 상기 수지층은 상기 리세스 내에 연장될 수 있다.In an embodiment, the wiring layer includes a concave recess between the plurality of electrode pads, and the resin layer may extend in the recess.
실시 예에 있어서, 상기 리세스는 상기 복수의 전극패드 중 적어도 하나에 연결된 입력 라인, 출력 라인 및 연결 라인 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.In an embodiment, the recess may be disposed in at least one of an input line, an output line and a connection line connected to at least one of the plurality of electrode pads.
실시 예에 있어서, 상기 반도체 소자는 상기 복수의 전극패드와 수직하게 오버랩되는 LED를 포함할 수 있다. 실시 예에 있어서, 상기 배선층은 인접한 두 LED를 직렬 또는 병렬로 연결해 줄 수 있다.In an embodiment, the semiconductor device may include an LED vertically overlapping the plurality of electrode pads. In an embodiment, the wiring layer may connect two adjacent LEDs in series or in parallel.
실시 예에 있어서, 상기 반도체 소자는 제1컬러의 광을 발광하며 서로 연결된 복수의 반도체 소자를 갖는 제1어레이부와, 제2컬러의 광을 발광하며 서로 연결된 복수의 제2반도체 소자를 갖는 제2어레이부가 포함하며, 상기 제1,2어레이부는 서로 병렬로 연결될 수 있다. In an embodiment, the semiconductor element may include a first array portion having a plurality of semiconductor elements coupled to each other to emit light of a first color, and a plurality of second semiconductor elements having a plurality of second semiconductor elements coupled to emit light of a second color, 2 array unit, and the first and second array units may be connected to each other in parallel.
실시 예에 있어서, 상기 입력 라인은 상기 복수의 반도체 소자의 입력 단에 연결된 전극 패드와 입력 단자를 연결해 주며, 상기 출력 라인은 상기 복수의 반도체 소자의 출력 단과 연결된 전극 패드와 출력 단자를 연결해 주며, 상기 연결 라인은 상기 복수의 반도체 소자들에 연결된 전극 패드들을 연결해 줄 수 있다. The input line connects the input terminal to the electrode pad connected to the input terminal of the plurality of semiconductor elements, and the output line connects the output terminal to the electrode pad connected to the output terminal of the plurality of semiconductor elements, The connection line may connect the electrode pads connected to the plurality of semiconductor elements.
실시 예에 있어서, 상기 전극 패드의 외측은 상기 반도체 소자 내의 반사층의 외측 지점을 기준으로 상기 반도체 소자의 측면으로부터 30도 이하의 각도로 배치될 수 있다. In an embodiment, an outer side of the electrode pad may be disposed at an angle of 30 degrees or less from a side surface of the semiconductor element with respect to an outer point of the reflective layer in the semiconductor element.
실시 예에 있어서, 상기 리세스는 상기 반도체 소자와 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치될 수 있다. 실시 예에 있어서, 상기 배선층은 상기 리세스가 배치된 복수의 연결 라인을 가질 수 있다. 실시 예에 있어서, 상기 수지층의 반사율은 상기 전극 패드의 상면의 반사율보다 높을 수 있다. In an embodiment, the recess may be disposed in an area that does not overlap vertically with the semiconductor element. In an embodiment, the wiring layer may have a plurality of connection lines in which the recesses are arranged. In an embodiment, the reflectance of the resin layer may be higher than that of the upper surface of the electrode pad.
실시 예는 반도체 모듈의 광 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다. The embodiment can improve the light reflection efficiency of the semiconductor module.
실시 예는 반도체 모듈로부터 방출된 광의 연색 지수를 개선시켜 줄 수 있다.The embodiment can improve the color rendering index of the light emitted from the semiconductor module.
실시 예의 반도체 모듈은 수지층의 반사 면적 증가에 의해 광속이 개선될 수 있다.In the semiconductor module of the embodiment, the light flux can be improved by the increase of the reflection area of the resin layer.
실시 예는 반도체 모듈에서 반도체 소자의 탑재 불량을 줄여줄 수 있다.The embodiment can reduce the mounting defect of the semiconductor element in the semiconductor module.
실시 예는 반도체 소자 및 이를 구비한 반도체 모듈의 신뢰성이 개선될 수 있다.The embodiment can improve the reliability of the semiconductor element and the semiconductor module having the semiconductor element.
도 1은 실시 예에 따른 반도체 모듈을 나타낸 측 단면도이다.
도 2는 도 1의 반도체 모듈의 부분 확대도이다.
도 3은 도 2의 반도체 모듈에서 플립 형태의 반도체 소자를 배치한 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 반도체 모듈에서 전극패드 및 반도체 소자를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 도 4의 반도체 모듈에서 배선층의 연결 라인의 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 도 3의 반도체 모듈에서 반도체 소자가 배치된 전극패드의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 1의 반도체 모듈의 다른 예이다.
도 8은 실시 예에 따른 반도체 모듈의 평면도의 예이다.
도 9는 실시 예에 따른 반도체 모듈의 다른 예이다.
도 10은 실시 예에 따른 반도체 모듈의 반도체 소자의 일 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 11은 도 9의 반도체 소자 상에 형광체층이 배치된 예이다.
도 12는 실시 예에 따른 반도체 모듈에서 반도체 소자의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 1의 반도체 모듈의 제조 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 비교 예에 따른 반도체 모듈의 일 예를 설명한 도면이다.
도 15는 실시 예에 따른 반도체 모듈에서 수지층의 반사율과 배선층의 반사율을 비교한 그래프이다.
도 16은 실시 예에 있어서, 단파장 스펙트럼과 태양광 스펙트럼의 차이를 비교한 그래프이다.1 is a side sectional view showing a semiconductor module according to an embodiment.
2 is a partial enlarged view of the semiconductor module of Fig.
3 is a diagram showing an example in which flip-shaped semiconductor elements are arranged in the semiconductor module of FIG. 2. FIG.
4 is a plan view for explaining electrode pads and semiconductor elements in the semiconductor module of FIG.
5 is a plan view for explaining a connection line of a wiring layer in the semiconductor module of FIG.
6 is a view showing another example of an electrode pad in which semiconductor elements are arranged in the semiconductor module of FIG.
7 is another example of the semiconductor module of Fig.
8 is a plan view of a semiconductor module according to an embodiment.
9 is another example of the semiconductor module according to the embodiment.
10 is a cross-sectional view illustrating an example of a semiconductor device of a semiconductor module according to an embodiment.
11 is an example in which the phosphor layer is arranged on the semiconductor element of Fig.
12 is a view for explaining another example of a semiconductor element in the semiconductor module according to the embodiment.
13 is a view for explaining a manufacturing process of the semiconductor module of FIG.
14 is a view for explaining an example of a semiconductor module according to a comparative example.
15 is a graph comparing the reflectance of the resin layer and the reflectance of the wiring layer in the semiconductor module according to the embodiment.
16 is a graph comparing the difference between the short-wavelength spectrum and the solar spectrum in the embodiment.
본 실시 예들은 다른 형태로 변형되거나 여러 실시 예가 서로 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 각각의 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 특정 실시 예에서 설명된 사항이 다른 실시 예에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시 예에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 실시 예에 관련된 설명으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 특정 실시 예에서 구성 A에 대한 특징을 설명하고 다른 실시 예에서 구성 B에 대한 특징을 설명하였다면, 구성 A와 구성 B가 결합된 실시 예가 명시적으로 기재되지 않더라도 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments may be modified in other forms or various embodiments may be combined with each other, and the scope of the present invention is not limited to each embodiment described below. Although not described in the context of another embodiment, unless otherwise described or contradicted by the description in another embodiment, the description in relation to another embodiment may be understood. For example, if the features of configuration A are described in a particular embodiment, and the features of configuration B are described in another embodiment, even if the embodiment in which configuration A and configuration B are combined is not explicitly described, It is to be understood that they fall within the scope of the present invention.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. In the description of the embodiment according to the present invention, in the case of being described as being formed "on or under" of each element, the upper (upper) or lower (lower) or under are all such that two elements are in direct contact with each other or one or more other elements are indirectly formed between the two elements. Also, when expressed as "on or under", it may include not only an upward direction but also a downward direction with respect to one element.
반도체 소자는 발광소자, 수광 소자 등 각종 전자 소자를 포함할 수 있으며, 발광소자와 수광소자는 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 반도체 소자는 발광소자일 수 있다. 발광소자는 전자와 정공이 재결합함으로써 빛을 방출하게 되고, 이 빛의 파장은 물질 고유의 에너지 밴드갭(band gap)에 의해서 결정될 수 있다. 따라서, 방출되는 빛의 파장은 상기 물질의 조성에 따라 다를 수 있다.The semiconductor device may include various electronic devices such as a light emitting device and a light receiving device. The light emitting device and the light receiving device may include a first conductivity type semiconductor layer, an active layer, and a second conductivity type semiconductor layer. The semiconductor device according to this embodiment may be a light emitting device. The light emitting device emits light by recombination of electrons and holes, and the wavelength of the light can be determined by an energy band gap inherent to the material. Thus, the wavelength of the emitted light may vary depending on the composition of the material.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 반도체 소자를 갖는 모듈을 설명한다. 첨부된 도면의 전체에 걸쳐, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면부호로 지칭되며, 중복되는 설명은 생략한다.Hereinafter, a module having a semiconductor device according to an embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. Throughout the accompanying drawings, the same or corresponding components are referred to by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
도 1은 실시 예에 따른 반도체 모듈을 나타낸 측 단면도이며, 도 2는 도 1의 반도체 모듈의 부분 확대도이고, 도 3은 도 2의 반도체 모듈에서 플립 형태의 반도체 소자를 배치한 예를 나타낸 도면이며, 도 4는 도 3의 반도체 모듈의 전극패드 및 반도체 소자를 설명하기 위한 평면도이다.FIG. 1 is a side sectional view showing a semiconductor module according to an embodiment, FIG. 2 is a partially enlarged view of the semiconductor module of FIG. 1, and FIG. 3 is a view showing an example in which flip- And FIG. 4 is a plan view for explaining electrode pads and semiconductor elements of the semiconductor module of FIG.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 반도체 모듈(100)은 회로 기판(200) 및 상기 회로 기판(200) 상에 배치된 복수의 반도체 소자(101)를 포함한다. 상기 반도체 모듈(100)은 각 종 조명 장치, 표시 장치 또는 차량 램프에 적용될 수 있다. 상기 반도체 모듈(100)은 녹색, 청색, 적색, 백색 중 적어도 한 종류 또는 두 종류 이상의 광을 발광하는 발광 모듈로 구현될 수 있다. 1 to 4, a
상기 회로 기판(200)은 X축 방향의 길이가 Y축 방향의 길이와 같거나 다를 수 있다. 상기 X축 방향과 Y축 방향은 서로 직교할 수 있으며, Z축 방향은 상기 X축과 Y축 방향과 각각 직교할 수 있다.The length of the
상기 회로 기판(200)은 금속 재질 또는 비 금속 재질의 열 전도성 기판일 수 있다. 상기 금속 재질은 구리 또는 구리 합금 재질일 수 있으며, 상기 비 금속 재질은 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질이거나, 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 회로 기판(200)은 세라믹 재질의 기판일 수 있다. 상기 회로 기판(200)은 수지 재질의 기판일 수 있다. 다른 예로서, 상기 회로 기판(200)은 주 재질이 수지 재질에 비해 열 전도도가 높고 열 저항이 낮은 재질을 포함할 수 있다. The
상기 회로 기판(200)은, 베이스층(base layer)(210), 상기 베이스층(210) 상에 복수의 전극패드(31,32,35,36)를 갖는 배선층(230), 및 상기 베이스층(210) 상에 수지층(250)을 포함할 수 있다. The
상기 베이스층(210)이 금속 재질인 경우, 예컨대 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 세라믹 재질, 흑연(Graphite), 실리콘(Si), 실리콘 카바이드(SiC) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 베이스층(210)이 금속 재질인 경우, 상기 베이스층(210)과 상기 배선층(230) 사이에는 절연층이 배치될 수 있다. 상기 베이스층(210)은 실리콘, 에폭시, 또는 플라스틱 재질일 수 있다. 상기 베이스층(210)은 열 전도율이 150W/mk 이상 예컨대, 200W/mk 이상인 재질을 포함할 수 있다. 상기 베이스층(210)은 예컨대, 열 전도율이 200W/mk 이상인 구리 재질일 수 있다. 상기 베이스층(210)은, 예컨대 상기 회로 기판(200)의 두께의 50% 이상의 두께를 가질 수 있다. 상기 베이스층(210)은 예컨대, 0.2mm 내지 1.5mm의 범위를 포함할 수 있다. 상기 베이스층(210)의 두께가 상기 범위보다 작으면 열 전도율이 저하되어 반도체 소자(101)의 열에 대한 신뢰성이 저하되거나 강성이 저하될 수 있고, 상기 범위보다 크면 열 전도율의 개선이 미미하거나 모듈의 두께가 두꺼워질 수 있다. 상기 베이스층(210)은 지지층 또는 방열층이 될 수 있다.When the
상기 수지층(250)은 유전체 재질을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 수지층(250)은 프리 프레그(Preimpregnated Materials)를 포함하며, 에폭시 수지, 페놀 수지, 불포화 폴리에스터 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 수지층(250)은 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 중 적어도 하나를 갖는 산화물, 질화물, 불화물, 및 황화물 중 적어도 하나로 형성된 절연물질 또는 절연성 수지를 포함한다. 상기 수지층(250)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 내에 예컨대, SiO2, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 수지층(250)은 30㎛ 내지 100㎛의 범위의 두께를 가질 수 있으며, 상기 수지층(250)의 두께가 상기 범위보다 작으면 반사 특성이 낮아질 수 있고 상기 범위보다 크면 내전압 특성이 저하될 수 있다. 실시 예에 따른 수지층(250)은 반사 재질의 층일 수 있다. 상기 수지층(250)은 상기 배선층(230)이 제거된 영역을 통해 상기 베이스층(210)과 접촉될 수 있다. 상기 수지층(250)은 반사 부재일 수 있다. 상기 수지층(250)은 내부에 화합물을 갖게 되므로, 열 전도성 재질일 수 있다. 상기 열 전도성 재질의 수지층(250)은 일반 수지층 보다는 열 전도성이 높은 물질로 배치될 수 있어, 방열도 개선시켜 줄 수 있다. 상기 수지층(250)은 상기 전극패드(31,32,35,36)의 재질 예컨대, 상면의 반사율보다 높은 반사율을 갖는 재질을 포함할 수 있다. The
상기 배선층(230)은 전원 입력을 위한 입력 단자(231) 및 전원 출력을 위한 출력 단자(233)를 포함할 수 있다. 상기 배선층(230)은 상기 입력 단자(231)와 출력 단자(233) 사이에 상기 반도체 소자(101)와 연결된 전극패드(31,32,35,36)를 포함한다. 상기 입력 단자(231) 및 상기 출력 단자(233)에는 반도체 소자(101)의 적어도 일부 전극과 연결된 전극패드(31,32)가 배치될 수 있다. 상기 입력 단자(231)에 연결된 입력측 전극패드(31)는 입력 라인으로 연결된 입력 패드일 수 있으며, 상기 출력 단자(233)에 연결된 출력측 전극 패드(32)는 출력 라인에 연결된 출력 패드일 수 있다. The
상기 배선층(230)은 상기 복수의 반도체 소자(101)를 직렬, 병렬, 직-병렬, 또는 병-직렬로 연결시켜 줄 수 있다. 상기 반도체 소자(101)는 복수로 연결된 경우 어레이부(110)로 정의될 수 있다. 상기 어레이부(110)는 상기 복수의 반도체 소자(101)가 직렬로 연결된 구성을 포함할 수 있다. 상기 어레이부(110)에서 반도체 소자(101)의 주기(T1)는 일정한 간격이거나 서로 다른 간격일 수 있다.The
상기 배선층(230)은 중간 연결부(235)를 포함하며, 상기 중간 연결부(235)는 인접한 두 반도체 소자(101)를 연결해 줄 수 있다. 상기 중간 연결부(235)는 인접한 반도체 소자(101)의 아래에 배치된 제1,2전극패드(35,36) 및 제1,2전극패드(35,36)에 연결된 연결 라인(Connection line, 37)을 포함할 수 있다. 상기 중간 연결부(235)는 리세스(38)를 포함할 수 있다. The
실시 예에서 수지층(250)의 상면이 상기 반도체 소자(101)의 하면과 같거나 상기 반도체 소자(101)의 하면보다 낮은 위치에 배치되므로, 수지층(250)에 의한 광 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 제1,2전극패드(35,36)와 상기 입력 단자(231) 및 출력 단자(233)는 서로 동일한 두께(D1)를 가질 수 있다. 상기 제1,2전극패드(35,36)와 상기 입/출력 단자(231,233)는 상기 수지층(250)의 두께와 동일한 두께(D1)로 형성될 수 있다. 상기 연결 라인(37)은 상기 리세스(38)를 가질 수 있으며, 상기 리세스(38)의 길이는 상기 연결 라인(37)의 길이(T2)와 같거나 작을 수 있다. 상기 연결 라인(37)의 길이(T2)는 상기 반도체 소자(101) 간의 간격(C3)과 같거나 다를 수 있다. 상기 연결 라인(37)의 길이(T2)는 상기 제1,2전극패드(35,36)의 상면 면적에 따라 달라질 수 있다. 상기 연결 라인(37)에서 상기 리세스(38)의 길이는 서로 연결된 인접한 두 반도체 소자(101) 간의 간격(C3)과 동일한 길이이거나 상기 간격(C3)의 80% 이상의 길이 예컨대, 80% 내지 120%의 범위를 가질 수 있다. 상기 리세스(38)의 길이가 상기 간격(C3)의 80% 미만의 길이로 형성된 경우, 상기 반도체 소자(101)들 사이의 영역에는 상기 연결 라인(37)의상면이 노출될 수 있어 광 손실이 커질 수 있다. 여기서, 상기 연결 라인(37)의 길이 방향은 인접한 두 반도체 소자(101)들이 배열되는 X축 방향이며, 상기 X축 방향으로 배열된 인접한 두 반도체 소자(101)는 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 연결 라인(37)의 두께(D3) 방향은 상기 X축 방향과 직교하는 수직한 Z축 방향일 수 있다. Since the upper surface of the
상기 연결 라인(37)의 길이(T2)는 인접한 반도체 소자(101)의 연결 방향으로 연장된 길이로서, 인접한 두 전극패드(35,36)에 연결된다. 상기 리세스(38)는 상기 중간 연결부(235) 상에 배치되거나, 상기 입력 단자(231)에 연결된 라인(line), 상기 출력 단자(233)에 연결된 라인 상에 배치될 수 있다. The length T2 of the
상기 연결 라인(37)의 두께(D3)는 상기 전극패드(35,36)의 두께(D1)의 40% 내지 60%의 범위로 형성될 수 있다. 상기 연결 라인(37)의 두께(D3)가 상기 범위보다 작게 형성된 경우 전원 라인이 오픈되어 전기적인 연결이 끊어질 수 있고 상기 범위보다 크게 형성된 경우 수지층(250)의 반사 영역(53)의 얇은 두께로 인해 반사 효율이 저하될 수 있는 문제가 있다. The thickness D3 of the
상기 리세스(38)의 깊이(D2)는 상기 연결 라인(37)의 두께(D3)와 동일하거나 다를 수 있다. 상기 리세스(38)의 깊이는 상기 전극 패드(35,36)의 두께(D1)의 40% 내지 60%일 수 있다. 상기 리세스(38)의 깊이(D2)와 상기 연결 라인(37)의 두께(D3)의 비율은 1.5:1 내지 1:1.5의 범위로 형성될 수 있다. 상기 리세스(38)의 깊이(D2)가 상기 범위보다 클 경우 연결 라인(37)에 의한 전원 공급 및 방열이 어렵고 상기 리세스(38)의 깊이(D2)가 상기 범위보다 작은 경우 상기 연결 라인(37) 상에 배치된 상기 수지층(250)의 두께가 얇아져 반사 효율이 저하될 수 있다. 상기 리세스(38)의 깊이(D2)는 상기 리세스(38)에 배치된 수지층(250)의 반사 영역(53)의 두께와 동일할 수 있다. 상기 연결 라인(37)은 상기 수지층(250)의 반사 영역(53)과 상기 베이스층(210) 사이에 배치될 수 있다. 상기 수지층(250)은 상기 베이스층(210) 상에 배치되며 상기 배선층(230)이 제거된 영역 상에 배치될 수 있다. 이에 따라 회로 기판(200)의 상면의 대부분의 영역은 상기 수지층(250)이 노출되고, 반도체 소자(101) 예컨대, 발광 소자의 측 방향으로 방출된 광을 효과적으로 반사시켜 줄 수 있다. 이에 따라 반도체 모듈(100)에서의 광속이 개선될 수 있다.The depth D2 of the
실시 예는 배선층(230)에 리세스(38)를 배치하여, 수지층(250)의 상면 높이를 낮추어 줌으로써, 솔더 재질로 인한 접합 불량을 줄여줄 수 있다. 또한 반도체 모듈 상에서의 수지층(250)에 의한 반사 면적을 비교 예에 비해 10% 이상 높여줄 수 있다. 여기서, 비교 예는 리세스 없는 배선층 상에 수지층이 배치된 반도체 모듈의 예이다. 실시 예에 따른 배선층(230)의 리세스(38)는 상기 복수의 전극패드(31,32,35,36) 중 적어도 하나에 연결된 입력 라인(도 8의 31A), 출력 라인(도 8의 32A) 및 연결 라인(37) 중 적어도 하나 또는 모두에 배치될 수 있고, 상기 라인들(31A,32A,37) 상에 수지층(250)이 연장될 수 있다.Embodiments can reduce the height of the upper surface of the
상기 수지층(250)은 간극부(51)를 포함하며, 상기 간극부(51)는 상기 인접한 두 전극패드(35,36)들 사이에 배치될 수 있다. 상기 간극부(51) 상에는 반도체 소자(101)가 배치될 수 있다. 상기 간극부(51)의 너비(T5)는 전극패드(35,36)의 너비(T3,T4)보다는 좁을 수 있다. The
상기 배선층(230)은 금속 예컨대, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 적어도 하나를 포함하며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 전극패드(35,36)는 30㎛ 내지 70㎛의 범위의 두께를 가질 수 있으며, 상기 전극패드(35,36)의 두께가 상기 범위보다 작으면 열 전도성이 저하될 수 있고 상기 범위보다 두꺼우면 모듈의 두께가 증가될 수 있다. 상기 배선층(230)의 표면에는 금(Au)층이 배치된 경우, 본딩 효율을 개선시켜 줄 수 있다.The
상기 배선층(230)은 상기 베이스층(210) 상에서 입력 단자(231), 출력 단자(233) 및 전극패드들(31,32,35,36)이 노출될 수 있다. 상기 배선층(230)의 리세스(38)는 상기 반도체 소자(101) 사이의 영역과 수직 방향으로 오버랩된 영역, 입력 단자(231)와 전극패드(31) 사이의 입력 라인(도 8의 31A), 상기 출력 단자(233)와 전극패드(32) 사이의 출력 라인(도 8의 32A)에 배치될 수 있다. 상기 리세스(38) 상에는 수지층(250)의 반사 영역(53)이 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 수지층(250)의 상면은 상기 전극패드(35,36)의 상면과 동일 수평선(X1) 상에 배치될 수 있다. 상기 수지층(250)의 상면은 상기 전극패드(35,36)의 상면과 동일 수평면 상에 배치될 수 있다. 상기 수지층(250)의 상면은 상기 전극패드(35,36)의 상면과 같거나 상기 전극패드(35,36)의 상면보다 낮게 배치될 수 있다. 상기 수지층(250)의 상면은 수평한 표면이거나 오목한 면 또는 볼록한 표면 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The
상기 리세스(38)는 상기에 개시된 바와 같이, 입력 라인(도 8의 31A), 출력 라인(도 8의 32A), 중간 연결부(235) 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 이러한 리세스(38)는 상기 반도체 소자(101)에 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치될 수 있다.The
상기 반도체 소자(101)는 상기 배선층(230)의 전극패드(31,32,35,36)와 연결될 수 있다. 상기 반도체 소자(101)는 상기 배선층(230)의 전극패드(31,32,35,36)와 수직 방향으로 오버랩될 수 있다. 상기 반도체 소자(101)는 플립 칩 구조로 배치될 수 있다. 상기 반도체 소자(101)는 예컨대, 발광 소자를 포함할 수 있다. 상기 반도체 소자(101)는 발광 소자 예컨대, LED를 포함하며, 상기 LED는 청색, 녹색, 적색, 또는 백색 광 중 적어도 하나를 방출할 수 있다. 상기 반도체 소자(101)는 가시광선, 자외선, 또는 적외선 대역의 범위 중에서 선택적으로 발광할 수 있다. 상기 반도체 소자(101)는 예컨대 UV(Ultraviolet) LED, 적색 LED, 청색 LED, 녹색 LED, 엘로우 그린(yellow green) LED, 적외선 또는 백색 LED 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The
도 3과 같이, 상기 반도체 소자(101)의 복수의 전극(127,129)은, 서로 분리되어 배치될 수 있다. 상기 전극(127,129)은, 금(Au), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 구리(Cu) 중 적어도 하나 또는 이들의 선택적인 합금으로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 복수의 전극(127,129) 중 적어도 하나는 암(arm) 패턴을 구비할 수 있으며, 상기 암 패턴은 상기 전극(127,129)로부터 분기된 소정 길이를 갖는 패턴으로 구현될 수 있다. 이러한 암 패턴은 전류를 확산시켜 줄 수 있다. 상기 반도체 소자(101)의 상면은 광 추출을 위해 패턴을 포함할 수 있으며, 이러한 패턴은 방출되는 광의 임계각을 변화시켜 줄 수 있다. 상기 반도체 소자(101)는, 광을 수신하는 수광 소자를 포함할 수 있다. 상기 반도체 소자(101)는 상기 LED를 전기적으로 보호할 수 있으며, 예컨대 싸이리스터, 제너 다이오드, 또는 TVS(Transient voltage suppression)로 구현될 수 있다. As shown in Fig. 3, the plurality of
상기 각 반도체 소자(101)의 복수의 전극(127,129) 각각은 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 이 경우 상기 반도체 소자(101)의 아래에 대응되는 상기 전극 패드(35,36) 각각은 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. Each of the plurality of
도 3을 참조하면, 상기 반도체 소자(101)의 복수의 전극(127,129)은 전극패드(35,36)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 반도체 소자(101)의 전극(127,129)은 전극패드(35,36)와 접합 부재(171,173)에 의해 접합될 수 있다. 상기 접합 부재(171,173)는 솔더(Solder)와 같은 재질을 포함할 수 있다. 상기 솔더는 예를 들어, AuSn 또는 PbSn을 포함할 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 상기 반도체 소자(101)의 각 전극(127,129)의 하면 면적은 상기 각 전극패드(35,36)의 상면 면적보다 작을 수 있다. 이에 따라 반도체 소자(101)의 탑재에 따른 본딩 불량을 줄여줄 수 있다. 만약 상기 반도체 소자(101)의 각 전극(127,129)의 하면 면적이 상기 각 전극 패드(35,36)의 상면면적보다 큰 경우, 상기 접합 부재(171,173) 간의 간섭이 발생될 수 있고, 반도체 모듈의 전기적인 신뢰성이 저하될 수 있다. Referring to FIG. 3, the plurality of
도 4와 같이, 상기 반도체 소자(101)의 X축 방향의 길이(C1)는 Y축 방향의 길이(C2)와 동일하거나 다를 수 있다. 상기 X축 길이(C1)는 전극패드(35,36)의 X축 방향의 너비(T3)보다 2배 이상 클 수 있으며, 상기 Y축 방향의 길이(C2)는 전극패드(35,36)의 Y축 방향의 너비(C5)와 동일하거나 클 수 있다. 상기 반도체 소자(101)가 구동될 때 발생되는 열은 서로 다른 전극패드(35,36)를 통해 전도되거나 베이스층(210)을 통해 방열될 수 있다. 상기 Y축 방향은 상기 X축 방향과 직교하는 방향일 수 있다.As shown in Fig. 4, the length C1 in the X-axis direction of the
상기 반도체 소자(101)의 영역은 전극패드(35,36)의 영역과 수직 방향으로 오버랩될 수 있다. 실시 예는 회로 기판(200) 상에서 수지층(250)의 영역을 증가시켜 주어, 수지층(250)에 의한 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 수지층(250)의 반사 효율은 상면 면적에 비례하여 증가될 수 있다. The region of the
인접한 두 전극패드(35,36)의 Y축 방향의 너비(C5)는 서로 동일할 수 있으며, 상기 전극패드(35,36)의 너비(C5)는 상기 연결 라인(37)의 길이(도 2의 T2)보다 작을 수 있으며, 이는 반도체 소자(101)의 사이즈에 따라 다를 수 있다. 상기 연결 라인(37)의 너비(C4)는 Y축 방향의 길이로서, 상기 너비(C5)와 동일하거나 클 수 있으며, 상기 반도체 소자(101)의 너비(C2)보다 작거나 상기 너비(C5)보다 클 수 있다. 이는 반도체 소자(101)의 사이즈 및 어레이부들 간의 간격에 따라 다를 수 있다. The width C5 of the
상기 전극패드(35,36)의 너비(C5)는 상기 간극부(51)의 너비(T5)보다 더 넓을 수 있다. 이러한 전극패드(35,36)는 반도체 소자(101)에 안정적으로 전원을 공급할 수 있고 상기 반도체 소자(101)로부터 전도된 열을 효과적으로 방열할 수 있다. 상기 연결 라인(37)은 상기 전극패드(35,36)에 하나의 라인으로 연결된 예로 설명하였으나, 도 5와 같이 두 개의 라인(37-1,37-2)으로 분산되어 연결될 수 있다. 상기 연결 라인(37)이 두 개의 라인(37-1,37-2)으로 배치된 경우, 연결 라인(37)이 끓어질 때의 회로 오픈(Circuit open)을 방지할 있고 상기 연결 라인(37)을 통해 안정적으로 전원을 공급할 수 있다.The width C5 of the
여기서, 도 3 및 도 6과 같이, 상기 반도체 소자(101)의 측면에 수직한 직선(V1,V2)상에 상기 전극패드(35,36)의 외측(35A,36A)이 같은 선상에 배치되거나 상기 수직한 선상(V1,V2)보다 외측으로 돌출될 수 있다. 상기 반도체 소자(101)가 LED인 경우, 내부에는 반사층(R1)이 배치될 수 있으며, 상기 반사층(R1)은 입사되는 광을 다른 방향으로 반사시켜 줄 수 있다. 상기 LED의 측면으로 누설된 광의 손실을 줄여주기 위해서는, 상기 반사층(R1)의 외측 지점을 기준으로 상기 수직한 직선으로부터 30도 이하의 각도(R2) 범위 내에서 상기 전극패드(35,36)의 외측(35A,36A)이 배치될 수 있다. 상기 각도(R2)가 30도를 초과하면 전극패드(35,36)의 표면이나 접합 부재(171,173)에 의해 광 손실이 발생될 수 있고 수지층(250)에 의한 반사율이 저하될 수 있다. 상기 전극패드(35,36)의 외측(35A,36A)이 반도체 소자(101)의 측면(S1,S2)의 외측으로 노출될수록 상기 접합 부재(171,173)의 노출 비율이 더 커질 수 있고, 이때의 노출 비율에 비례하여 광 손실은 증가될 수 있다.3 and 6, the
상기 수지층(250)의 상면은 상기 전극패드(35,36)의 상면에 수평한 직선(X1)과 같거나 낮을 수 있다. 상기 수지층(250)의 상면이 플랫한 경우, 상기 수평한 직선(X1)은 수지층(250)의 상면과 동일한 선상에 배치될 수 있다. 도 6과 같이, 상기 수지층(250)의 상면이 오목한 경우(점선 X2), 상기 수지층(250)의 상면 일부는 상기 수평한 직선(X1)보다 낮게 배치될 수 있다. 상기 전극패드(35,36)의 외측(35A,36A)이 상기 반도체 소자(101)의 영역보다 소정 너비(E1)로 돌출된 경우, 상기 각도(R2)는 상기 반도체 소자(101)의 반사층(R1)의 외측 지점을 기준으로 상기 반도체 소자(101)의 측면(S1,S2)에 평행한 직선으로부터 30도 이하로 배치될 수 있다.The upper surface of the
도 6과 같이, 상기 전극패드(35,36)의 외측(35A,36A)이 돌출된 경우, 상기 전극패드(35,36)의 외측(35A,36A)은 상기 반도체 소자(101)의 전극패드(35,36)와의 간격(E2)이 상기 반도체 소자(101)의 일 측면(S1)과의 간격(E1)보다 클 수 있다. The
실시 예는 수지층(250)에 의한 반사 면적을 극대화하여, 반사 효율의 개선 및 연색 지수를 개선시켜 줄 수 있다. 도 15와 같이, 상기 수지층(250)의 반사율(G1)은 배선층의 금속인 금(Au)의 반사율(G2) 보다는 높게 나타날 수 있으며, 예컨대 파장이 400nm 내지 500nm의 대역에서 금 재질의 반사율보다 40% 이상 높게 나타남을 알 수 있다. 이러한 수지층(250)의 반사율이 높게 나타남으로써, 도 16과 같이 색 온도 6000K에서의 흑체(Block body) 방사와 태양광 스펙트럼의 차이가 400nm 내지 500nm의 파장 대역에서 큰 차이를 갖게 되므로, 상기 파장 대역의 광 반사 효율을 개선시켜 주어, 연색지수(CRI)를 개선시켜 줄 수 있다. The embodiment maximizes the reflective area by the
도 14의 비교 예와 같이, 상기 회로 기판(200)의 수지층(252)은 상기 회로 기판(200)의 배선층(230)이나 전극패드(31,32) 또는 보호층(251)의 상면 상에서 소정 두께로 배치될 수 있다. 상기 보호층(251)은 배선층(230)을 보호하는 솔더 레지스트 재질일 수 있다. 도 14에 도시된 비교 예의 수지층(252)의 상면은 상기 반도체 소자(101)의 각 측면들과 대면할 수 있다. 상기 비교 예의 수지층(252)이 상기 반도체 소자(101)의 각 측면들과 대면하는 경우, 상기 반도체 소자(101) 예컨대, 발광 소자의 측면과 수지층(252) 사이의 영역을 통해 광이 손실될 수 있다. 또한 상기 발광 소자가 플립 칩 구조인 경우, 상기 발광 소자의 활성층의 위치가 낮아지므로, 상기 수지층(252)의 두께로 인해 상기 발광 소자와 수지층(252) 사이의 영역으로 진행되는 광이 손실될 수 있다. 상기 비교 예의 수지층(252)의 높이가 상기 전극패드(31,32)의 상면보다 높게 배치된 경우, 상기 비교 예의 수지층(252)이 상기 전극패드(31,32)의 표면을 덮을 수 있어, 전극패드(31,32)와의 접촉 불량이 발생될 수 있고 반도체 소자(101)의 탑재 불량이 발생될 수 있다. The
도 7은 반도체 모듈 상에 서로 다른 어레이부가 배열된 예이다. 도 7을 참조하면, 반도체 모듈은 복수의 제1반도체 소자(101)를 갖는 제1어레이부(110A)와, 복수의 제2반도체 소자(103)를 갖는 제2어레이부(110B)를 포함할 수 있다. 상기 제1,2반도체 소자(101,103)는 발광 소자를 포함할 수 있으며, 상기 발광 소자는 청색, 녹색, 적색 또는 백색의 발광 소자 예컨대, LED를 포함할 수 있다. 상기 제1,2반도체 소자(101,103)는 서로 동일한 컬러를 발광하는 LED를 포함하거나, 서로 다른 컬러를 발광하는 LED를 포함할 수 있다.7 is an example in which different array portions are arranged on a semiconductor module. 7, the semiconductor module includes a
상기 복수의 제1반도체 소자(101)는 서로 연결되며, 상기 복수의 제2반도체 소자(103)는 복수개가 서로 연결될 수 있다. 상기 제1어레이부(110A)는 제1입력 단자(231)와 출력 단자(234) 사이에 연결되며, 상기 제2어레이부(110B)는 제2입력 단자(232)와 출력 단자(234) 사이에 연결될 수 있다. 상기 출력 단자(234)는 상기 제1,2어레이부(110A,110B)에 공통으로 연결될 수 있다. The plurality of
실시 예의 반도체 모듈은 입력 단자(231,232), 출력 단자(234), 및 반도체 소자(101,103)을 제외한 영역 상에 수지층(250)인 반사 재질이 배치됨으로써, 광의 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다. The semiconductor module of the embodiment can improve reflection efficiency of light by disposing a reflective material such as a
도 8은 실시 예의 반도체 모듈 상에 복수의 어레이부가 배열된 예이다. 도 8 및 도 1을 참조하면, 회로 기판(200) 상에 배열된 반도체 소자(101)를 갖는 복수의 어레이부(110)를 포함하며, 상기 각 어레이부(110)는 입력 단자(231)에 연결된 입력 라인(31A)과 출력 단자(233)에 연결된 출력 라인(32A)에 연결될 수 있다. 상기 입력 라인(31A)과 출력 라인(32A)은 실시 예에 따른 도 1의 리세스(38)을 가질 수 있다. 이에 따라 상기 입력 라인(31A)과 상기 출력 라인(32A)의 리세스(38) 상에는 수지층(250)의 반사 영역(도 1의 53)이 배치될 수 있다. 상기 입력 라인(31A), 상기 출력 라인(32A)은 상기 리세스(38)을 갖게 되므로, 상기 연결 라인(37)의 두께(도 2의 D3)와 동일한 두께를 가질 수 있다. 상기 입력 라인(31A)은 복수의 어레이부(110)의 입력 단에 배치되며, 상기 출력 라인(32A)은 복수의 어레이부(110)의 출력 단에 배치될 수 있다. 상기 각 어레이부(110)는 복수의 반도체 소자(101)가 직렬로 연결될 수 있다. 상기 각 어레이부(110)는 서로 병렬로 연결될 수 있다. 상기 복수의 어레이부(110)는 적어도 한 컬러 또는 두 컬러 이상의 광을 발광하는 발광 소자를 포함할 수 있다. 상기 복수의 어레이부(110) 각각은 서로 동일한 또는 서로 다른 컬러를 발광할 수 있으며, 이 경우 구동 전압의 범위 내에서 구동될 수 있는 LED들을 포함할 수 있다.8 is an example in which a plurality of array portions are arranged on the semiconductor module of the embodiment. 8 and 1, the
이러한 반도체 모듈(100A)의 회로 기판(200) 상에는 수지층(250)이 배치되며, 상기 수지층(250)은 상기 회로 기판(200)의 상면 전 영역 상에 배치될 수 있다. 상기 수지층(250)은 입,출력 단자(231,233), 상기 입,출력 단자(231,233)에 연결된 반도체 소자(101)를 제외한 영역 상에 배치될 수 있다. 이러한 수지층(250)은 반사 재질로 상기 회로 기판(200)의 전 표면 상에 배치해 줌으로써, 반도체 소자(101) 예컨대, 발광 소자의 측면을 통해 조사된 광을 반사시켜 주어, 광 손실을 줄여줄 수 있다. 상기 회로 기판(200) 상에서의 전극패드(31,32,35,36)의 면적을 최소화함으로써, 전극패드(31,32,35,36)에 의한 광 손실을 줄여줄 수 있다. A
구체적으로, 입력 단자(231)와 반도체 소자(101) 사이에 연결된 입력 라인(31A)과, 상기 반도체 소자(101)들 사이의 연결 라인(37), 상기 반도체 소자(101)와 출력 단자(233) 사이에 연결된 출력 라인(32A)은 상기 리세스(도 1의 38)를 가지며 상기 수지층(350)에 의해 밀봉될 수 있다. 이러한 입력 라인(31A), 연결 라인(37) 및 출력 라인(32A)의 라인 폭은 내전압에 견딜 수 있는 폭으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 입력 라인(31A), 상기 출력 라인(32A)과 상기 연결 라인(37) 중 적어도 하나 또는 모두는 1개의 라인이거나 2개 이상의 라인으로 배치될 수 있다. 상기 라인들이 2중으로 배치된 경우, 각 라인들을 회로 기판을 통해 전달되는 외부 충격으로부터 보호할 수 있다.Specifically, the
비교 예로서, 복수의 어레이부를 갖는 반도체 모듈에서 도 14와 같이 회로 기판(200) 상에 배치된 수지층(252)이 상기 회로 기판(200)의 배선층(230)이나 보호층(251) 또는 전극패드(31,32)의 상면보다 높은 높이로 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 비교 예의 수지층(252)은 상기 각 어레이부의 반도체 소자(101)의 측면과 대면할 수 있다. 상기 비교 예의 수지층(252)이 상기 반도체 소자의 측면으로 돌출된 경우, 상기 반도체 소자(101) 예컨대, 발광 소자와 수지층 사이의 영역으로 진행되는 광이 손실될 수 있다. 또한 상기 발광 소자가 플립 칩 구조인 경우, 상기 발광 소자의 활성층의 위치가 낮아지므로, 상기 수지층(252)의 두께로 인해 상기 발광 소자와 수지층(252) 사이의 영역으로 진행되는 광이 손실될 수 있다. 상기 비교 예의 수지층(252)의 높이가 상기 전극패드(31,32)의 상면보다 높게 배치된 경우, 상기 비교 예의 수지층(252)이 상기 전극패드(31,32)의 표면을 덮을 수 있어, 전극패드(31,32)와의 접촉 불량이 발생될 수 있고 반도체 소자(101)의 탑재 불량이 발생될 수 있다.As a comparative example, in a semiconductor module having a plurality of array portions, a
도 9는 실시 예의 반도체 모듈 상에서 서로 다른 어레이부가 별도로 연결된 예이다. 9 is an example in which different array portions are separately connected on the semiconductor module of the embodiment.
도 9 및 도 1을 참조하면, 반도체 모듈(100B)는 회로 기판(200) 상에 복수의 어레이부(111,112,113)가 배치될 수 있다. 상기 복수의 어레이부(111,112,113)는 제1반도체 소자(101A)를 갖는 하나 또는 복수의 제1어레이부(111)와, 제2반도체 소자(101B)를 갖는 하나 또는 복수의 제2어레이부(112)와, 제3반도체 소자(101C)를 갖는 하나 또는 복수의 제3어레이부(113)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3반도체 소자(101A,101B,101C)는 서로 동일한 컬러를 발광하거나, 서로 다른 컬러를 발광할 수 있다. 예컨대, 상기 제1반도체 소자(101A)는 청색 LED 또는 청색 광을 방출하는 발광 소자이며, 상기 제2반도체 소자(101B)는 적색 LED 또는 적색 광을 방출하는 발광 소자이며, 상기 제3반도체 소자(101C)는 녹색 LED 또는 녹색 광을 방출하는 발광 소자를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3어레이부(111,112,113)는 서로 동일한 개수이거나, 제2어레이부(112)의 개수가 다른 제1,3어레이부(111,113)의 개수보다 더 적을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제2어레이부(112)는 상기 제1 및 제3어레이부(111,113) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 서로 다른 컬러의 광이 배열됨으로써, 광들의 혼색이 용이할 수 있다.Referring to FIG. 9 and FIG. 1, a plurality of
실시 예는 제1 내지 제3어레이부(111,112,113)에 연결된 입력 단자(231A,231B,231C)는 서로 다른 영역에 배치될 수 있으며, 상기 제1 내지 제3어레이부(231A,231B,231C)에 연결된 출력 단자(233)는 공통 단자일 수 있다. 상기 회로 기판(200)은 입력 단자(231A,231B,231C)와 각 어레이부(111,112,113)에 연결된 입력 라인(31B,31C,31D)과, 상기 각 반도체 소자(101)들 사이에 연결된 연결 라인(37)과, 상기 출력 단자(233)와 각 어레이부(111,112,113)를 연결한 출력 라인(32B)의 리세스에 수지층(250)으로 덮어주게 된다. 이에 따라 회로 기판(200) 상에서 배선층의 연결 라인, 입/출력 라인의 리세스에 수지층이 배치되므로, 상기 수지층(250)의 상면 면적은 증가될 수 있다. 상기 수지층(250)은 상기 입력 단자(231A,231B,231C) 및 출력 단자(233)의 상면보다 돌출되지 않는 높이를 갖고 배치되어, 입력되는 광의 반사를 효과적으로 수행할 수 있다. The
도 10은 실시 예에 따른 반도체 모듈의 반도체 소자의 일 예를 나타낸 도면이다. 10 is a view showing an example of a semiconductor element of a semiconductor module according to an embodiment.
도 10을 참조하면, 반도체 소자(101)는 예컨대, LED 칩으로서, 청색, 녹색 또는 적색의 광을 방출할 수 있다. 상기 반도체 소자(101)는 투광성 기판(11) 및 반도체 구조물(13)을 포함하며, 상기 투광성 기판(11)은 상기 반도체 구조물(13) 상에 배치되며, 상기 반도체 구조물(13)은 제1,2전극(127,129) 상에 배치될 수 있다. Referring to Fig. 10, the
상기 투광성 기판(11)은 예를 들어, 투광성, 전도성 기판 또는 절연성 기판일 수 있다. 상기 투광성 기판(11)의 상면 및/또는 하면에는 복수의 돌출부(미도시)가 형성될 수 있으며, 상기 복수의 돌출부 각각은 측 단면이, 반구형 형상, 다각형 형상, 타원 형상 중 적어도 하나를 포함하며, 스트라이프 형태 또는 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 상기 돌출부는 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 투광성 기판(11)과 제1도전형 반도체층(13A) 사이에 다른 반도체층 예컨대, 버퍼층(미도시)이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 투광성 기판(11)은 제거될 수 있다.The
상기 반도체 구조물(13)은 제1도전형 반도체층(13A), 제2도전형 반도체층(13C), 상기 제1,2도전형 반도체층(13A,13C) 사이에 활성층(13B)을 포함한다. 상기 활성층(13B)의 위 또는/및 아래에는 다른 반도체층들이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The
상기 제1도전형 반도체층(13A)은 상기 투광성 기판(11)과 상기 활성층(13B) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(13A)은 제1도전형의 도펀트가 도핑된 III족-V족 및 II족-VI족의 화합물 반도체 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(13A)은 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(13A)은 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(13A)은 Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑된 n형 반도체층이 될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(13A)은 단층 또는 다층으로 배치될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(13A)은 서로 다른 적어도 두 층이 교대로 배치된 초격자 구조로 형성될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(13A)은 전극 접촉층이 될 수 있다. The first
상기 활성층(13B)은 상기 제1도전형 반도체층(13A)과 상기 제2도전형 반도체층(13C) 사이에 배치될 수 있다. 상기 활성층(13B)은 단일 우물, 단일 양자우물, 다중 우물, 다중 양자우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 활성층(13B)은 상기 제1도전형 반도체층(13A)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 상기 제2도전형 반도체층(13C)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 상기 활성층(13B)의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드 갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 방출하는 층이다. 상기 활성층(13B)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 활성층(13B)은 예로서 II족-VI족 및 III족-V족 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다. 상기 활성층(13B)이 다중 우물 구조로 구현된 경우, 상기 활성층(13B)은 교대로 배치된 복수의 우물층과 복수의 장벽층을 포함하며, 우물층/장벽층의 페어는 2~30주기로 형성될 수 있다. 상기 우물층/장벽층의 주기는 예를 들어, InGaN/GaN, GaN/AlGaN, AlGaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, AlGaAs/GaAs, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, 또는 InP/GaAs의 페어 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 우물층은 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y<1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 배치될 수 있다. 상기 장벽층은 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y<1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. The
상기 제2도전형 반도체층(13C)은 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(13C)은 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, 또는 AlGaInP 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, p형 도펀트가 도핑된 p형 반도체층이 될 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(13C)은 단층 또는 다층으로 배치될 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(13C)은 서로 다른 적어도 두 층이 교대로 배치된 초격자 구조로 형성될 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(13C)은 전극 접촉층이 될 수 있다. The second conductivity
상기 반도체 구조물(13)은 제1도전형 반도체층(13A)부터 제2도전형 반도체층(13C)까지를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 반도체 구조물(13)은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.The
상기 제1,2전극(127,129)은 상기 반도체 구조물(13) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1전극은 상기 제1도전형 반도체층(13A)에 접촉되며 전기적으로 연결되며, 상기 제2전극는 상기 제2도전형 반도체층(13C)에 접촉되며 전기적으로 연결될 수 있다. The first and
상기 제1전극(127) 및 제2전극(129)은 오믹 접촉, 접착층, 본딩층의 특성을 갖는 금속으로 비 투광성으로 이루어질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 및 제2전극(127,129)은 바닥 형상이 다각형 또는 원 형상일 수 있다.The
상기 반도체 소자(101)는 제1 및 제2전극층(121,122), 제3전극층(123), 절연층(124,125)을 포함한다. 상기 제1 및 제2전극층(121,122) 각각은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 전류 확산층으로 기능할 수 있다. 상기 제1 및 제2전극층(121,122)은 상기 반도체 구조물(13)의 아래에 배치된 제1전극층(121); 및 상기 제1전극층(121) 아래에 배치된 제2전극층(122)을 포함할 수 있다. 상기 제1전극층(121)은 전류를 확산시켜 주게 되며, 상기 제2전극층(121)은 입사되는 광을 반사하게 된다.The
상기 제1 및 제2전극층(121,122)은 서로 다른 물질로 형성될 수 있다. 상기 제1전극층(121)은 투광성 재질로 형성될 수 있으며, 예컨대 금속 산화물 또는 금속 질화물로 형성될 수 있다. 상기 제1전극층(121)은 예컨대 ITO(indium tin oxide), ITON(ITO nitride), IZO(indium zinc oxide), IZON(IZO nitride), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide) 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 제2전극층(122)은 상기 제1전극층(121)의 하면과 접촉되며 반사 전극층으로 기능할 수 있다. 상기 제2전극층(122)은 금속 예컨대, Ag, Au 또는 Al를 포함한다. 상기 제2전극층(122)은 상기 제1전극층(121)이 일부 영역이 제거된 경우, 상기 제2도전형 반도체층(13C)의 하면에 부분적으로 접촉될 수 있다. The first and second electrode layers 121 and 122 may be formed of different materials. The
다른 예로서, 상기 제1 및 제2전극층(121,122)의 구조는 무지향성 반사(ODR: Omni Directional Reflector layer) 구조로 적층될 수 있다. 상기 무지향성 반사 구조는 낮은 굴절률을 갖는 제1전극층(121)과, 상기 제1전극층(121)과 접촉된 고 반사 재질의 금속 재질인 제2전극층(122)의 적층 구조로 형성될 수 있다. 상기 전극층(121,122)은, 예컨대, ITO/Ag의 적층 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 상기 제1전극층(121)과 제2전극층(122) 사이의 계면에서 전 방위 반사각을 개선시켜 줄 수 있다. As another example, the structures of the first and second electrode layers 121 and 122 may be stacked in an omni directional reflector layer (ODR) structure. The omnidirectional reflection structure may have a laminated structure of a
다른 예로서, 상기 제2전극층(122)은 제거될 수 있으며, 다른 재질의 반사층으로 형성될 수 있다. 상기 반사층은 분산형 브래그 반사(distributed bragg reflector: DBR) 구조로 형성될 수 있으며, 상기 분산형 브래그 반사 구조는 서로 다른 굴절률을 갖는 두 유전체층이 교대로 배치된 구조를 포함하며, 예컨대, SiO2층, Si3N4층, TiO2층, Al2O3층, 및 MgO층 중 서로 다른 어느 하나를 각각 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 전극층(121,122)은 분산형 브래그 반사 구조와 무지향성 반사 구조를 모두 포함할 수 있으며, 이 경우 98% 이상의 광 반사율을 갖는 발광 칩을 제공할 수 있다. 상기 플립 방식으로 탑재된 발광 칩은 상기 제2전극층(122)으로부터 반사된 광이 투광성 기판(11)을 통해 방출하게 되므로, 수직 상 방향으로 대부분의 광을 방출할 수 있다. As another example, the
상기 제3전극층(123)은 상기 제2전극층(122)의 아래에 배치되며, 제1절연층(124)에 의해 상기 제1 및 제2전극층(121,122)과 전기적으로 절연된다. 상기 제3전극층(123)은 금속 예컨대, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 제3전극층(123) 아래에는 제1전극(127) 및 제2전극(129)가 배치된다. The
상기 절연층(124,125)은 제1 및 제2전극층(121,122), 제3전극층(123), 제1 및 제2전극(127,129), 반도체 구조물(13)의 층 간의 불필요한 접촉을 차단하게 된다. 상기 절연층(124,125)은 제1 및 제2절연층(135,135)을 포함한다. 상기 제1절연층(124)은 상기 제3전극층(123)과 제2전극층(122) 사이에 배치된다. 상기 제2절연층(125)은 상기 제3전극층(123)과 제1,2전극(127,129) 사이에 배치된다. The insulating
상기 제3전극층(123)은 상기 제1도전형 반도체층(13A)과 연결된다. 상기 제3전극층(123)의 연결부(123A)는 상기 제1, 2전극층(121, 122) 및 반도체 구조물(13)의 하부를 통해 비아 구조로 돌출되며 제1도전형 반도체층(13A)과 접촉된다. 상기 연결부(123A)는 복수로 배치될 수 있다. 상기 제3전극층(123)의 연결부(123A)의 둘레에는 상기 제1절연층(124)의 일부(124A)가 연장되어 제3전극층(123)과 상기 제1 및 제2전극층(121,122), 제2도전형 반도체층(13C) 및 활성층(13B) 간의 전기적인 연결을 차단한다. 상기 반도체 구조물(13)의 측면에는 측면 보호를 위해 절연 층이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The
상기 제2전극(129)은 상기 제2절연층(125) 아래에 배치되고 상기 제2절연층(125)의 오픈 영역을 통해 상기 제1 및 제2전극층(121,122) 중 적어도 하나와 접촉되거나 연결된다. 상기 제1전극(127)은 상기 제2절연층(125)의 아래에 배치되며 상기 제2절연층(125)의 오픈 영역을 통해 상기 제3전극층(113)과 연결된다. 이에 따라 상기 제2전극(129)의 돌기(129A)는 제1,2전극층(121,122)을 통해 제2도전형 반도체층(13C)에 전기적으로 연결되며, 제1전극(127)의 돌기(127A)는 제3전극층(113)을 통해 제1도전형 반도체층(13A)에 전기적으로 연결된다. The
상기 제1전극(127)에 연결된 연결부(123A)는 복수개 배치될 수 있어, 전류 확산을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 제1,2전극(127,129)는 반도체 구조물(13)의 아래에 넓은 면적으로 제공될 수 있다. 상기 제1,2전극(127,129)의 하면은 동일한 수평 면 상에 배치될 수 있어, 접합 효율이 개선될 수 있다. A plurality of connection portions 123A connected to the
도 11은 도 10의 반도체 소자 상에 형광체층(120)이 배치된 예이다. 상기 형광체층(120)은 실리콘 또는 에폭시 수지 내에 형광체를 포함하며, 상기 형광체는 적색 형광체, 녹색 형광체, 청색 형광체, 황색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 형광체는 예컨대, YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계 물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다.11 is an example in which the
상기 형광체층(120)의 상면 면적은 상기 반도체 소자(101)의 상면 면적보다 클 수 있다. 상기 형광체층(120)의 너비는 상기 투광성 기판(11)의 너비보다는 클 수 있다. 상기 형광체층(120)의 상면 또는 하면에는 거칠기를 갖는 면이 형성될 수 있다. 상기 형광체층(120)은 하면 면적이 상기 반도체 소자(101)의 상면 면적보다 클 수 있어 입사되는 광의 파장 변환 효율을 개선시켜 줄 수 있다. The upper surface area of the
상기 형광체층(120)을 통해 방출된 광은 웜 화이트(warm white), 퓨어 화이트(Pure white), 또는 쿨 화이트(Cool White) 중 적어도 하나를 발광할 수 있다. 상기 웜 화이트는 4500K 이하의 색 온도를 가지며, 상기 쿨 화이트는 5000K 내지 6000K의 쿨 화이트(cool white)의 색 온도를 가질 수 있다. 상기 퓨어 화이트는 상기 쿨 화이트의 색 온도와 상기 쿨 화이트의 색 온도 사이에 배치될 수 있다. 반도체 모듈은 서로 다른 색 온도를 갖는 형광체층을 구비할 수 있어, 광의 CRI(Color rendering index)를 개선시켜 줄 수 있다. The light emitted through the
도 12는 실시 예에 따른 반도체 소자의 다른 예이다. 상기 반도체 소자를 설명함에 있어서, 도 10에 개시된 구성과 동일한 부분은 상기의 설명을 참조하기로 한다.12 is another example of the semiconductor device according to the embodiment. In describing the semiconductor device, the same components as those shown in FIG. 10 will be described with reference to the above description.
도 12를 참조하면, 반도체 소자(101)는 회로 기판(200) 상에 배치되며, 투광성 기판(11), 반도체 구조물(13), 전극층(131), 절연층(133)을 포함한다. 상기 전극층(131) 및 절연층(133)의 물질은 상기의 설명을 참조하기로 한다.12, a
상기 반도체 소자(101)는 반도체 구조물(13)의 아래에 제1전극(137) 및 제2전극(139)을 포함한다. 상기 제1전극(137)은 제1접촉층(135), 제1연결층(141), 및 제1본딩층(142)을 포함하며, 상기 제1접촉층(135)은 제1도전형 반도체층(13A)에 접촉되며 제1연결층(141)은 제1접촉층(135)와 제1본딩층(142) 사이에 연결된다. 상기 제1연결층(141), 및 제1본딩층(142)은 다층 구조로 배치될 수 있다. 상기 제1접촉층(135)은 Cr, Ti, Ta과 이들의 선택적인 합금 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 제1연결층(141)은 Al, Ti, Fe, Ni 및 이들의 선택적인 합금 중 적어도 2개를 포함하며, 상기 제1본딩층(142)은 In, Sn, Ni, Au 및 이들의 선택적인 합금 중 적어도 2개를 포함할 수 있다. The
상기 제2전극(139)은 제2접촉층(136), 제2연결층(143), 및 제2본딩층(144)을 포함하며, 상기 제2접촉층(136)는 제2도전형 반도체층(13C)에 접촉되며 제2연결층(143)은 제2접촉층(136)와 제2본딩층(144) 사이에 연결된다. 상기 제2접촉층(136), 제2연결층(143) 및 제2본딩층(144)은 단층 또는 다층 구조로 배치될 수 있다. 상기 제2접촉층(136)은 Cr, Ti, Ta과 이들의 선택적인 합금 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 제2연결층(143)은 Al, Ti, Cu, Ag, Pt 및 이들의 선택적인 합금 중 적어도 2개를 포함하며, 상기 제1본딩층(144)은 In, Sn, Cu, Au 및 이들의 선택적인 합금 중 적어도 2개를 포함할 수 있다. The
상기 반도체 소자(101)는 반도체 구조물(13)의 아래에 지지 부재(151)가 배치될 수 있다. 상기 지지 부재(151)는 절연성 재질로 형성되며, 상기 절연성 재질은 예컨대, 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지층으로 형성된다. 다른 예로서, 상기 절연성 재질은 페이스트 또는 절연성 잉크를 포함할 수 있다. 상기 절연성 재질의 재질은 그 종류는 polyacrylate resin, epoxy resin, phenolic resin, polyamides resin, polyimides rein, unsaturated polyesters resin, polyphenylene ether resin (PPE), polyphenilene oxide resin (PPO), polyphenylenesulfides resin, cyanate ester resin, benzocyclobutene (BCB), Polyamido-amine Dendrimers (PAMAM), 및 Polypropylene-imine, Dendrimers (PPI), 및 PAMAM 내부 구조 및 유기-실리콘 외면을 갖는 PAMAM-OS(organosilicon)를 단독 또는 이들의 조합을 포함한 수지로 구성될 수 있다.The
상기 지지 부재(151) 내에는 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 중 적어도 하나를 갖는 산화물, 질화물, 불화물, 황화물과 같은 화합물들 중 적어도 하나가 첨가될 수 있다. 여기서, 상기 지지 부재(151) 내에 첨가된 화합물은 열 확산제일 수 있으며, 상기 열 확산제는 소정 크기의 분말 입자, 알갱이, 필러(filler), 첨가제로 사용될 수 있으며, 이하 설명의 편의를 위해 열 확산제로 설명하기로 한다. 상기 열 확산제는 세라믹 재질을 포함하며, 상기 세라믹 재질은 동시 소성되는 저온 소성 세라믹(LTCC: low temperature co-fired ceramic), 고온 소성 세라믹(HTCC: high temperature co-fired ceramic), 알루미나(alumina), 수정(quartz), 칼슘지르코네이트(calcium zirconate), 감람석(forsterite), SiC, 흑연, 용융실리카(fusedsilica), 뮬라이트(mullite), 근청석(cordierite), 지르코니아(zirconia), 베릴리아(beryllia), 및 질화알루미늄(aluminum nitride) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 세라믹 재질은 예컨대, SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy(x≥ 0.1, y≥0.1), SiOxNy(x≥0.1, y≥0.1), Al2O3, BN, SiC(SiC-BeO), BeO, CeO, AlN와 같은 세라믹(Ceramic) 계열일 수 있다. 상기 열 전도성 물질은 C (다이아몬드, CNT)의 성분을 포함할 수 있다. At least one of compounds such as oxides, nitrides, fluorides and sulfides having at least one of Al, Cr, Si, Ti, Zn and Zr may be added to the
상기 지지 부재(151)는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 지지 부재(151)는 내부에 세라믹 물질의 분말을 포함함으로써, 지지 부재(151)의 강도는 개선되고, 열 전도율 또한 개선될 수 있다. 상기 지지 부재(151)의 두께는 2㎛ 이상으로 형성될 수 있으며, 2㎛ 미만으로 형성될 경우, 지지 부재(151)의 지지 및 열 전도 특성의 개선이 미미할 수 있다. The
상기 지지 부재(151)는 제1전극(137)의 둘레에 배치된 제1지지 부재와, 상기 제2전극(139)의 둘레에 배치된 제2지지 부재가 서로 분리되는 구조로 배치될 수 있어, 각 전극으로부터 발생된 열을 방열할 수 있다. 이러한 반도체 소자 상에 상기에 개시된 형광체층(120)이 배치될 수 있다.The
상기 반도체 소자(101) 상에는 광학 렌즈가 배치될 수 있다. 상기 광학 렌즈는 반구형 또는 비구면 렌즈의 형상을 포함할 수 있다. 상기 광학 렌즈가 비구면 렌즈인 경우, 광학 렌즈의 높이를 낮추면서 출사된 광을 확산시켜 색 분리 현상을 줄여줄 수 있다. 상기 광학 렌즈는 예컨대, 반도체 소자 또는 형광체층의 상면에 접촉되거나 이격될 수 있다 상기 광학 렌즈의 외곽부는 상기 수지층의 일부에 결합될 수 있다. 상기 광학 렌즈는 실리콘 또는 에폭시와 같은 투명한 수지 재질로 형성될 수 있다. 다른 예로서, 상기 광학 렌즈는 유리 재질로 형성되거나, 투명한 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. An optical lens may be disposed on the
도 13은 도 1의 반도체 모듈의 제조 과정을 설명한 도면이다. 도 13을 참조하면, (A)와 같이 회로 기판(200)의 베이스층(210) 상에 소정의 패턴을 갖는 배선층(230)을 부착할 수 있다. 상기 배선층(230)은 상기 베이스층(210)의 경화 전에 부착하거나 별도의 접착제로 부착할 수 있다.13 is a view illustrating a manufacturing process of the semiconductor module of FIG. Referring to FIG. 13, a
상기 배선층(230)의 리세스(38)는 상기 배선층(230)을 베이스층(210) 상에 부착한 후 형성하거나, 미리 형성한 다음 베이스층(210)에 부착할 수 있다. 상기 리세스(38)는 상기에 개시된 바와 같이, 입력 라인(도 8의 31A), 출력 라인(도 8의 32A), 중간 연결부(235) 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 이러한 리세스(38)는 반도체 소자(101)에 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치될 수 있다. The
도 13의 (B)와 같이, 베이스층(210) 상에 수지층(250)을 형성하게 된다. 상기 수지층(250)은 상기 배선층(230)이 배치되지 않는 상기 베이스층(210)을 덮고 상기 리세스(38) 상에 형성될 수 있다. 상기 수지층(250)의 형성 방법은 스크린 프린트 방법으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 배선층(230) 중에서 상기 수지층(250)으로부터 노출되는 영역은, 입력측 전극 패드(31)를 갖는 입력 단자(231), 출력측 전극 패드(32)를 갖는 출력 단자(233)와, 상기 입력 단자(231)와 출력 단자(233) 사이에 배치된 중간 연결부(235)의 전극 패드(35,36)의 상면이 노출될 수 있다. 상기 연결 라인(38)의 상면은 상기 수지층(250)으로부터 노출되지 않을 수 있다.The
도 13의 (C)와 같이, 반도체 소자(101)는 상기 전극패드(31,32,35,35) 상에 플립 칩 방식으로 본딩되고 서로 연결될 수 있다. 이에 따라 상기 반도체 소자(101) 예컨대, 발광 소자와 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역과 상기 발광 소자 사이의 영역에는 수지층 예컨대, 반사 재질의 수지층이 배치되므로, 광의 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다. As shown in FIG. 13C, the
실시 예에 따른 반도체 모듈은, 실내등, 실외등, 가로등, 자동차 램프, 이동 또는 고정장치의 전조등 또는 후미등, 지시등와 같은 장치를 포함한다. 실시 예에 따른 반도체 모듈의 광 출사 측에는 도광판, 확산 시트 및 프리즘 시트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The semiconductor module according to the embodiment includes devices such as an interior lamp, an outdoor lamp, a street lamp, an automobile lamp, a headlight or tail lamp of a moving or fixing device, and an indicator lamp. The light emitting side of the semiconductor module according to the embodiment may include at least one of a light guide plate, a diffusion sheet, and a prism sheet.
상술한 반도체 모듈은 조명 시스템의 광원으로 사용될 수 있는데, 예를 들어 영상표시장치의 광원이나 조명 장치 등의 광원으로 사용될 수 있다. 영상표시장치의 백라이트 유닛으로 사용될 때 에지 타입의 백라이트 유닛으로 사용되거나 직하 타입의 백라이트 유닛으로 사용될 수 있고, 조명 장치의 광원으로 사용될 때 등기구나 벌브 타입으로 사용될 수도 있으며, 또한 이동 단말기의 광원으로 사용될 수도 있다.The semiconductor module may be used as a light source of a lighting system, for example, as a light source of an image display device or a lighting device. When used as a backlight unit of a video display device, it can be used as an edge type backlight unit or as a direct-type backlight unit. When used as a light source of a lighting device, it can be used as a regulator or a bulb type. It is possible.
반도체 소자를 이용한 발광 소자는 상술한 발광 다이오드 외에 레이저 다이오드가 있다. 상기 레이저 다이오드는, 발광소자와 동일하게, 상술한 구조의 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다. 그리고, p-형의 제1 도전형 반도체와 n-형의 제2 도전형 반도체를 접합시킨 뒤 전류를 흘러주었을 때 빛이 방출되는 electro-luminescence(전계발광) 현상을 이용하나, 방출되는 광의 방향성과 위상에서 차이점이 있다. 즉, 레이저 다이오드는 여기 방출(stimulated emission)이라는 현상과 보강간섭 현상 등을 이용하여 하나의 특정한 파장(단색광, monochromatic beam)을 가지는 빛이 동일한 위상을 가지고 동일한 방향으로 방출될 수 있으며, 이러한 특성으로 인하여 광통신이나 의료용 장비 및 반도체 공정 장비 등에 사용될 수 있다.A light emitting device using a semiconductor device includes a laser diode in addition to the light emitting diode described above. Like the light emitting device, the laser diode may include a first conductivity type semiconductor layer having the structure described above, an active layer, and a second conductivity type semiconductor layer. Then, electro-luminescence (electroluminescence) phenomenon in which light is emitted when an electric current is applied after bonding the p-type first conductivity type semiconductor and the n-type second conductivity type semiconductor is used, And phase. That is, the laser diode can emit light having one specific wavelength (monochromatic beam) with the same phase and in the same direction by using a phenomenon called stimulated emission and a constructive interference phenomenon. It can be used for optical communication, medical equipment and semiconductor processing equipment.
수광 소자로는 빛을 검출하여 그 강도를 전기 신호로 변환하는 일종의 트랜스듀서인 광 검출기(photodetector)를 예로 들 수 있다. 이러한 광 검출기로서, 광전지(실리콘, 셀렌), 광도전 소자(황화 카드뮴, 셀렌화 카드뮴), 포토 다이오드(예를 들어, visible blind spectral region이나 true blind spectral region에서 피크 파장을 갖는 PD), 포토 트랜지스터, 광전자 증배관, 광전관(진공, 가스 봉입), IR(Infra-Red) 검출기 등이 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.As the light receiving element, a photodetector, which is a kind of transducer that detects light and converts the intensity of the light into an electric signal, is exemplified. As such a photodetector, a photodiode (e.g., a PD with a peak wavelength in a visible blind spectral region or a true blind spectral region), a photodiode (e.g., a photodiode such as a photodiode (silicon, selenium), a photoconductive element (cadmium sulfide, cadmium selenide) , Photomultiplier tube, phototube (vacuum, gas-filled), IR (Infra-Red) detector, and the like.
또한, 광검출기와 같은 반도체 소자는 일반적으로 광변환 효율이 우수한 직접 천이 반도체(direct bandgap semiconductor)를 이용하여 제작될 수 있다. 또는, 광검출기는 구조가 다양하여 가장 일반적인 구조로는 p-n 접합을 이용하는 pin형 광검출기와, 쇼트키접합(Schottky junction)을 이용하는 쇼트키형 광검출기와, MSM(Metal Semiconductor Metal)형 광검출기 등이 있다. In addition, a semiconductor device such as a photodetector may be fabricated using a direct bandgap semiconductor, which is generally excellent in photo-conversion efficiency. Alternatively, the photodetector has a variety of structures, and the most general structure includes a pinned photodetector using a pn junction, a Schottky photodetector using a Schottky junction, and a metal-semiconductor metal (MSM) photodetector have.
포토 다이오드(Photodiode)는 발광소자와 동일하게, 상술한 구조의 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있고, pn접합 또는 pin 구조로 이루어진다. 포토 다이오드는 역바이어스 혹은 제로바이어스를 가하여 동작하게 되며, 광이 포토 다이오드에 입사되면 전자와 정공이 생성되어 전류가 흐른다. 이때 전류의 크기는 포토 다이오드에 입사되는 광의 강도에 거의 비례할 수 있다.The photodiode, like the light emitting device, may include the first conductivity type semiconductor layer having the structure described above, the active layer, and the second conductivity type semiconductor layer, and may have a pn junction or a pin structure. The photodiode operates by applying reverse bias or zero bias. When light is incident on the photodiode, electrons and holes are generated and a current flows. At this time, the magnitude of the current may be approximately proportional to the intensity of the light incident on the photodiode.
광전지 또는 태양 전지(solar cell)는 포토 다이오드의 일종으로, 광을 전류로 변환할 수 있다. 태양 전지는, 발광소자와 동일하게, 상술한 구조의 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다. A photovoltaic cell or a solar cell is a type of photodiode that can convert light into current. The solar cell, like the light emitting device, may include the first conductivity type semiconductor layer, the active layer and the second conductivity type semiconductor layer having the above-described structure.
또한, p-n 접합을 이용한 일반적인 다이오드의 정류 특성을 통하여 전자 회로의 정류기로 이용될 수도 있으며, 초고주파 회로에 적용되어 발진 회로 등에 적용될 수 있다.In addition, it can be used as a rectifier of an electronic circuit through a rectifying characteristic of a general diode using a p-n junction, and can be applied to an oscillation circuit or the like by being applied to a microwave circuit.
또한, 상술한 반도체 소자는 반드시 반도체로만 구현되지 않으며 경우에 따라 금속 물질을 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 수광 소자와 같은 반도체 소자는 Ag, Al, Au, In, Ga, N, Zn, Se, P, 또는 As 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있으며, p형이나 n형 도펀트에 의해 도핑된 반도체 물질이나 진성 반도체 물질을 이용하여 구현될 수도 있다.In addition, the above-described semiconductor element is not necessarily implemented as a semiconductor, and may further include a metal material as the case may be. For example, a semiconductor device such as a light receiving element may be implemented using at least one of Ag, Al, Au, In, Ga, N, Zn, Se, P, or As, Or may be implemented using a doped semiconductor material or an intrinsic semiconductor material.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.
11: 투광성 기판
13: 반도체 구조물
31,33,35,36: 전극패드
37: 연결 라인
38: 리세스
51: 간극부
100,100A,100B: 반도체 모듈
127,129: 전극
101,103: 반도체 소자
120: 형광체층
200: 회로 기판
210: 베이스층
230: 배선층
231: 입력 단자
233: 출력 단자
235: 중간 연결부
250: 수지층11: Transparent substrate 13: Semiconductor structure
31, 33, 35, 36: electrode pad 37: connection line
38: recesses 51:
100, 100A, 100B:
101, 103: Semiconductor device 120: Phosphor layer
200: circuit board 210: base layer
230: wiring layer 231: input terminal
233: output terminal 235: intermediate connection
250: resin layer
Claims (14)
상기 회로 기판의 복수의 전극패드 상에 배치된 반도체 소자를 포함하며,
상기 수지층은 상기 전극패드의 반사율보다 높은 반사율을 갖는 재질을 포함하며,
상기 수지층의 상면은 상기 복수의 전극패드의 상면과 수평한 직선과 같거나 낮은 높이를 갖는 반도체 모듈.A wiring layer having a plurality of electrode pads; And a circuit board having a resin layer on the wiring layer; And
And a semiconductor element disposed on the plurality of electrode pads of the circuit board,
Wherein the resin layer includes a material having a reflectance higher than that of the electrode pad,
Wherein the upper surface of the resin layer has a height equal to or lower than a straight line parallel to the upper surface of the plurality of electrode pads.
상기 회로 기판의 복수의 전극패드 상에 배치된 반도체 소자를 포함하며,
상기 수지층은 반사 재질로 형성되며,
상기 리세스는 상기 전극 패드의 상면보다 낮게 배치되며,
상기 수지층은 상기 리세스에 연장되며,
상기 수지층의 상면은 상기 반도체 소자의 하면보다 낮게 배치되는 반도체 모듈.A base layer; A wiring layer having a plurality of electrode pads and recesses on the base layer; A circuit board having a resin layer on the base layer; And
And a semiconductor element disposed on the plurality of electrode pads of the circuit board,
The resin layer is formed of a reflective material,
Wherein the recess is disposed lower than the upper surface of the electrode pad,
Wherein the resin layer extends to the recess,
And the upper surface of the resin layer is disposed lower than the lower surface of the semiconductor element.
상기 수지층은 상기 리세스 내에 연장되는 반도체 모듈.The semiconductor device according to claim 1, wherein the wiring layer includes a concave recess between the plurality of electrode pads,
Wherein the resin layer extends within the recess.
상기 제1,2어레이부는 서로 병렬로 연결되는 반도체 모듈.6. The semiconductor device according to claim 5, wherein the semiconductor element has a first array portion having a plurality of semiconductor elements connected to each other and emitting light of a first color, and a plurality of second semiconductor elements connected to each other to emit light of a second color A second array section,
Wherein the first and second array units are connected in parallel to each other.
상기 출력 라인은 상기 복수의 반도체 소자의 출력 단과 연결된 전극 패드와 출력 단자를 연결해 주며,
상기 연결 라인은 상기 복수의 반도체 소자들에 연결된 전극 패드들을 연결해 주는 반도체 모듈.The semiconductor device according to claim 4, wherein the input line connects an input terminal to an electrode pad connected to an input terminal of the plurality of semiconductor elements,
The output line connects an output terminal and an electrode pad connected to an output end of the plurality of semiconductor elements,
Wherein the connection line connects electrode pads connected to the plurality of semiconductor elements.
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