KR20190028014A - 발광소자 패키지 - Google Patents

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KR20190028014A KR1020170114882A KR20170114882A KR20190028014A KR 20190028014 A KR20190028014 A KR 20190028014A KR 1020170114882 A KR1020170114882 A KR 1020170114882A KR 20170114882 A KR20170114882 A KR 20170114882A KR 20190028014 A KR20190028014 A KR 20190028014A
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Abstract

실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 상면과 하면을 관통하는 제1 개구부를 포함하는 제1 프레임 및 제1 프레임과 이격되고 제2 개구부를 포함하는 제2 프레임; 제1 및 제2 개구부 내에 각각 배치되는 제1 및 제2 도전층; 제1 및 제2 프레임 사이에 배치된 몸체; 몸체 상에 배치되는 제1 수지; 및 제1 수지 상에 배치되는 발광소자; 를 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 발광소자는 발광 구조물, 발광 구조물 아래에 배치되고 제1 프레임과 전기적으로 연결되는 제1 본딩부, 및 발광 구조물 아래에 배치되고 제1 본딩부와 이격되어 제2 프레임과 전기적으로 연결되는 제2 본딩부를 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 발광소자는, 발광 구조물과 제1 본딩부 사이에 배치된 제1 반사층과 발광 구조물과 제2 본딩부 사이에 배치된 제2 반사층을 더 포함할 수 있다.

Description

발광소자 패키지 {LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE}
실시 예는 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법, 광원 장치에 관한 것이다.
GaN, AlGaN 등의 화합물을 포함하는 반도체 소자는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점을 가져서 발광 소자, 수광 소자 및 각종 다이오드 등으로 다양하게 사용될 수 있다.
특히, 3족-5족 또는 2족-6족 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 파장 대역의 빛을 구현할 수 있는 장점이 있다. 또한, 3족-5족 또는 2족-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광원도 구현이 가능하다. 이러한 발광소자는, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저 소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다.
뿐만 아니라, 광검출기나 태양 전지와 같은 수광 소자도 3족-5족 또는 2족-6족 화합물 반도체 물질을 이용하여 제작하는 경우 소자 재료의 개발로 다양한 파장 영역의 빛을 흡수하여 광 전류를 생성함으로써 감마선부터 라디오 파장 영역까지 다양한 파장 영역의 빛을 이용할 수 있다. 또한, 이와 같은 수광 소자는 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성 및 소자 재료의 용이한 조절의 장점을 가져 전력 제어 또는 초고주파 회로나 통신용 모듈에도 용이하게 이용될 수 있다.
따라서, 반도체 소자는 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등 및 가스(Gas)나 화재를 감지하는 센서 등에까지 응용이 확대되고 있다. 또한, 반도체 소자는 고주파 응용 회로나 기타 전력 제어 장치, 통신용 모듈에까지 응용이 확대될 수 있다.
발광소자(Light Emitting Device)는 예로서 주기율표상에서 3족-5족 원소 또는 2족-6족 원소를 이용하여 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드로 제공될 수 있고, 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 파장 구현이 가능하다.
예를 들어, 질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭 넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 자외선(UV) 발광소자, 적색(RED) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.
예를 들어, 자외선 발광소자의 경우, 200nm~400nm의 파장대에 분포되어 있는 빛을 발생하는 발광 다이오드로서, 상기 파장대역에서, 단파장의 경우, 살균, 정화 등에 사용되며, 장파장의 경우 노광기 또는 경화기 등에 사용될 수 있다.
자외선은 파장이 긴 순서대로 UV-A(315nm~400nm), UV-B(280nm~315nm), UV-C (200nm~280nm) 세 가지로 나뉠 수 있다. UV-A(315nm~400nm) 영역은 산업용 UV 경화, 인쇄 잉크 경화, 노광기, 위폐 감별, 광촉매 살균, 특수조명(수족관/농업용 등) 등의 다양한 분야에 응용되고 있고, UV-B(280nm~315nm) 영역은 의료용으로 사용되며, UV-C(200nm~280nm) 영역은 공기 정화, 정수, 살균 제품 등에 적용되고 있다.
한편, 고 출력을 제공할 수 있는 반도체 소자가 요청됨에 따라 고 전원을 인가하여 출력을 높일 수 있는 반도체 소자에 대한 연구가 진행되고 있다.
또한, 반도체 소자 패키지에 있어, 반도체 소자의 광 추출 효율을 향상시키고, 패키지 단에서의 광도를 향상시킬 수 있는 방안에 대한 연구가 진행되고 있다. 또한, 반도체 소자 패키지에 있어, 패키지 전극과 반도체 소자 간의 본딩 결합력을 향상시킬 수 있는 방안에 대한 연구가 진행되고 있다.
또한, 반도체 소자 패키지에 있어, 공정 효율 향상 및 구조 변경을 통하여 제조 단가를 줄이고 제조 수율을 향상시킬 수 있는 방안에 대한 연구가 진행되고 있다.
실시 예는 광 추출 효율 및 전기적 특성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법, 광원 장치를 제공할 수 있다.
실시 예는 공정 효율을 향상시키고 새로운 패키지 구조를 제시하여 제조 단가를 줄이고 제조 수율을 향상시킬 수 있는 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법, 광원 장치를 제공할 수 있다.
실시 예는 반도체 소자 패키지가 기판 등에 재 본딩되는 과정에서 반도체 소자 패키지의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법을 제공할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 상면과 하면을 관통하는 제1 개구부를 포함하는 제1 프레임 및 상기 제1 프레임과 이격되고 제2 개구부를 포함하는 제2 프레임; 상기 제1 및 제2 개구부 내에 각각 배치되는 제1 및 제2 도전층; 상기 제1 및 제2 프레임 사이에 배치된 몸체; 상기 몸체 상에 배치되는 제1 수지; 및 상기 제1 수지 상에 배치되는 발광소자; 를 포함하고, 상기 발광소자는 발광 구조물, 상기 발광 구조물 아래에 배치되고 상기 제1 프레임과 전기적으로 연결되는 제1 본딩부, 및 상기 발광 구조물 아래에 배치되고 상기 제1 본딩부와 이격되어 상기 제2 프레임과 전기적으로 연결되는 제2 본딩부를 포함하고, 상기 발광소자는, 상기 발광 구조물과 상기 제1 본딩부 사이에 배치된 제1 반사층과 상기 발광 구조물과 상기 제2 본딩부 사이에 배치된 제2 반사층을 더 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 반사층은 개구부를 포함하고, 상기 제1 본딩부의 일부 영역이 상기 개구부에 배치되어 상기 발광 구조물과 전기적으로 연결될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 반사층은 DBR층으로 제공될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 상기 제1 및 제2 개구부 내에 제공되고, 상기 제1 및 제2 도전층과 상기 제1 및 제2 본딩부 사이에 배치된 제2 수지를 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 상기 제1 및 제2 도전층과 상기 제1 및 제2 본딩부 사이에 배치된 제1 및 제2 도전체를 더 포함하고, 상기 제2 수지는 상기 제1 및 제2 도전체 둘레에 배치될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 상기 제1 도전층과 상기 제1 프레임 사이에 배치된 제1 합금층을 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 몸체는 상기 몸체의 상면에서 하면을 향하는 방향으로 오목한 리세스를 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 수지는 상기 리세스에 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 프레임은 하면에서 상면을 향하는 방향으로 오목한 하부 리세스를 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 상기 하부 리세스 내에 배치된 수지층을 더 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법에 의하면, 광 추출 효율 및 전기적 특성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
실시 예에 따른 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법에 의하면, 공정 효율을 향상시키고 새로운 패키지 구조를 제시하여 제조 단가를 줄이고 제조 수율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
실시 예에 따른 반도체 소자 패키지는 반사율이 높은 몸체를 제공함으로써, 반사체가 변색되지 않도록 방지할 수 있어 반도체 소자 패키지의 신뢰성을 개선할 수 있는 장점이 있다.
실시 예에 따른 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 제조방법에 의하면, 반도체 소자 패키지가 기판 등에 재 본딩되는 과정에서 반도체 소자 패키지의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 저면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 D-D 선에 따른 단면도이다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지 제조방법을 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 발광소자의 다른 예를 설명하는 평면도이다.
도 13은 도 12에 도시된 발광소자의 F-F 선에 따른 단면도이다.
이하 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on/over)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명하나 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법에 대해 상세히 설명하도록 한다. 이하에서는 반도체 소자의 예로서 발광소자가 적용된 경우를 기반으로 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 저면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 D-D 선에 따른 단면도이다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 패키지 몸체(110), 발광소자(120)를 포함할 수 있다.
상기 패키지 몸체(110)는 제1 프레임(111)과 제2 프레임(112)을 포함할 수 있다. 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)은 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 패키지 몸체(110)는 몸체(113)를 포함할 수 있다. 상기 몸체(113)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 사이에 배치될 수 있다. 상기 몸체(113)는 일종의 전극 분리선의 기능을 수행할 수 있다. 상기 몸체(113)는 절연부재로 지칭될 수도 있다.
상기 몸체(113)는 상기 제1 프레임(111) 위에 배치될 수 있다. 또한, 상기 몸체(113)는 상기 제2 프레임(112) 위에 배치될 수 있다.
상기 몸체(113)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 위에 배치된 경사면을 제공할 수 있다. 상기 몸체(113)의 경사면에 의하여 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 위에 캐비티(C)가 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 패키지 몸체(110)는 캐비티(C)가 있는 구조로 제공될 수도 있으며, 캐비티(C) 없이 상면이 평탄한 구조로 제공될 수도 있다.
예로서, 상기 몸체(113)는 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide), PCT(Polychloro Tri phenyl), LCP(Liquid Crystal Polymer), PA9T(Polyamide9T), 실리콘, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC: Epoxy molding compound), 실리콘 몰딩 컴파운드(SMC), 세라믹, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3) 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나로 형성될 수 있다. 또한, 상기 몸체(113)는 TiO2와 SiO2와 같은 고굴절 필러를 포함할 수 있다.
상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)은 도전성 프레임으로 제공될 수도 있다. 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)은 상기 패키지 몸체(110)의 구조적인 강도를 안정적으로 제공할 수 있으며, 상기 발광소자(120)에 전기적으로 연결될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광소자(120)는 제1 본딩부(121), 제2 본딩부(122), 발광 구조물(123), 기판(124)을 포함할 수 있다.
상기 발광 구조물(123)은 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함할 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)는 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 본딩부(122)는 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 발광소자(120)는 상기 패키지 몸체(110) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 패키지 몸체(110)에 의해 제공되는 상기 캐비티(C) 내에 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)는 상기 제1 프레임(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 제2 프레임(112) 위에 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)는 상기 발광 구조물(123)과 상기 제1 프레임(111) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광 구조물(123)과 상기 제2 프레임(112) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)는 Ti, Al, Sn, In, Ir, Ta, Pd, Co, Cr, Mg, Zn, Ni, Si, Ge, Ag, Ag alloy, Au, Hf, Pt, Ru, Rh, ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, Ni/IrOx/Au/ITO를 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 물질 또는 합금을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
한편, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 개구부(TH1)와 제2 개구부(TH2)를 포함할 수 있다. 상기 제1 프레임(111)은 상기 제1 개구부(TH1)를 포함할 수 있다. 상기 제2 프레임(112)은 상기 제2 개구부(TH2)를 포함할 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 프레임(111)에 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 프레임(111)을 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 프레임(111)의 상면과 하면을 제1 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 프레임(111)의 상면에서 하면으로 향하는 제1 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)는 상기 제1 개구부(TH1) 상에 배치될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제2 프레임(112)에 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제2 프레임(112)을 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제2 프레임(112)의 상면과 하면을 제1 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122)와 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제2 프레임(112)의 상면에서 하면으로 향하는 제1 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122)와 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 제2 개구부(TH2) 상에 배치될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2)는 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(120)의 하부 면 아래에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 프레임(111)의 상면에 인접하여 배치된 상부 영역 및 상기 제1 프레임(111)의 하면에 인접하여 배치된 하부 영역을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역 둘레는 상기 제1 개구부(TH1)의 하부 영역 둘레보다 작게 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 제1 방향의 둘레가 제일 작은 제1 지점을 포함하고, 상기 제1 지점은 상기 제1 방향과 수직한 방향을 기준으로 상기 제1 개구부(TH1)의 하부 영역 보다 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역에 더 가깝게 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제2 프레임(112)의 상면에 인접하여 배치된 상부 영역 및 상기 제2 프레임(112)의 하면에 인접하여 배치된 하부 영역을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역 둘레는 상기 제2 개구부(TH2)의 하부 영역 둘레보다 작게 제공될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)는 제1 방향의 둘레가 제일 작은 제1 지점을 포함하고, 상기 제1 지점은 상기 제1 방향과 수직한 방향을 기준으로 상기 제2 개구부(TH2)의 하부 영역 보다 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역에 더 가깝게 배치될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 발광소자 패키지는, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)를 형성하는 공정에서, 상기 제1 및 제2 리드 프레임(111, 112)의 상면 방향과 하면 방향에서 식각이 각각 수행된 경우를 나타낸 것이다.
상기 제1 및 제2 리드 프레임(111, 112)의 상면 방향과 하면 방향에서 각각 식각이 진행됨에 따라, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)는 상부와 하부가 각각 서로 다른 폭을 갖는 구형으로 배치될 수 있다..
상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)는 상부와 하부 사이에 제1 지점을 가질 수 있고, 하부 영역에서 제1 지점으로 향할수록 폭이 점차적으로 증가되다가 다시 감소될 수 있다. 또한, 폭이 감소된 중간 영역에서 다시 상부 영역으로 향할수록 폭이 점차적으로 증가되다가 다시 감소될 수 있다.
앞에서 설명된 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)의 제1 지점은 개구부의 크기가 하부 영역에서 상부 영역으로 가면서 작아졌다가 다시 커지는 경계 영역을 지칭할 수 있다. 또한, 상기 제1 지점은 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)의 상면과 하면 사이에서 제1 방향의 폭이 가장 작은 지점일 수 있다.
상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)는 상기 제1 지점을 기준으로, 상기 제1 및 제2 프레임(111, 112) 각각의 상면에 배치된 제1 영역, 상기 제1 및 제2 프레임(111, 112) 각각의 하면에 배치된 제2 영역을 포함할 수 있다. 상기 제1 영역의 상면의 폭은 상기 제2 영역의 하면의 폭 보다 작게 제공될 수 있다.
상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)가 상면과 하면 사이에 제1 지점을 포함하고, 상면과 제1 지점 사이에서 곡률을 갖는 제1 영역, 상기 제1 지점과 하면 사이에서 곡률을 갖는 제2 영역을 포함함으로써 후술될 제1 및 제2 도전체(221, 222)와 제1 및 제2 도전층(321) 간의 접착력을 개선할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)를 형성하는 공정 중에 상기 제1 및 제2 프레임이 손상되는 공정 문제를 개선할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 프레임(111, 112)은 지지부재와 상기 지지부재를 감싸는 제1 및 제2 금속층(111a, 112a)을 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)를 형성하는 식각 공정이 완료된 후, 상기 제1 및 제2 프레임(111, 112)을 구성하는 상기 지지부재에 대한 도금 공정 등을 통하여 상기 제1 및 제2 금속층(111a, 112a)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 프레임(111, 112)을 구성하는 지지부재의 표면에 상기 제1 및 제2 금속층(111a, 112a)이 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 금속층(111a, 112a)은 상기 제1 및 제2 프레임(111, 112)의 상면 및 하면에 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 금속층(111a, 112a)은 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)와 접하는 경계 영역에 제공될 수도 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)와 접하는 경계 영역에 제공된 상기 제1 및 제2 금속층(111a, 112a)은 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 제공되는 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 결합되어 제1 및 제2 합금층(111b, 112b)으로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 합금층(111b, 112b)의 형성에 대해서는 뒤에서 더 설명하기로 한다.
예로서, 상기 제1 및 제2 프레임(111, 112)은 기본 지지부재로서 Cu층으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 금속층(111a, 112a)은 Ni층, Ag층 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 금속층(111a, 112a)이 Ni층을 포함하는 경우, Ni층은 열 팽창에 대한 변화가 작으므로, 패키지 몸체가 열 팽창에 의하여 그 크기 또는 배치 위치가 변화되는 경우에도, 상기 Ni층에 의하여 상부에 배치된 발광소자(120)의 위치가 안정적으로 고정될 수 있게 된다.
상기 제1 및 제2 금속층(111a, 112a)이 Ag층을 포함하는 경우, Ag층은 상부에 배치된 발광소자(120)에서 발광되는 빛을 효율적으로 반사시키고 광도를 향상시킬 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 광 추출 효율을 개선하기 위해 발광소자(120)의 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 크기를 작게 배치하는 경우, 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역의 폭이 상기 제1 본딩부(121)의 폭에 비해 더 크거나 같게 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역의 폭이 상기 제2 본딩부(122)의 폭에 비해 더 크거나 같게 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역의 폭(W1)이 상기 제1 개구부(TH1)의 하부 영역의 폭(W2)에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역의 폭이 상기 제2 개구부(TH2)의 하부 영역의 폭에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역의 폭(W1)은 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1 개구부(TH1)의 하부 영역의 폭(W2)은 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역의 폭(W1)에 비하여 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터 더 크게 제공될 수 있다.
또한, 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역의 폭은 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 개구부(TH2)의 하부 영역의 폭은 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역의 폭에 비하여 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터 더 크게 제공될 수 있다.
상기 제1 프레임(111) 및 상기 제2 프레임(112)의 하면 영역에서 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2) 사이의 폭(W3)은 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 제1 프레임(111) 및 상기 제2 프레임(112)의 하면 영역에서 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2) 사이의 폭(W3)은 예로서 100 마이크로 미터 내지 150 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 제1 프레임(111) 및 상기 제2 프레임(112)의 하면 영역에서 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2) 사이의 폭(W3)은, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)가 추후 회로기판, 서브 마운트 등에 실장되는 경우에, 패드 간의 전기적인 단락(short)이 발생되는 것을 방지하기 위하여 일정 거리 이상으로 제공되도록 선택될 수 있다.
한편, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 반사층(137)과 제2 반사층(138)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 상기 발광 구조물(123)의 하면에 제공될 수 있다.
상기 제1 반사층(137)은 상기 발광 구조물(123)과 상기 제1 본딩부(121) 사이에 제공될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)의 일부 영역은 상기 제1 반사층(137)에 제공된 개구부 내에 배치될 수 있으며 상기 발광 구조물(123)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제2 반사층(138)은 상기 발광 구조물(123)과 상기 제2 본딩부(122) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)의 일부 영역은 상기 제2 반사층(138)에 제공된 개구부 내에 배치될 수 있으며 상기 발광 구조물(123)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 절연성 반사층으로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 DBR(Distributed Bragg Reflector)층으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)와의 사이에서 ODR(Omni Directional Reflector)층의 기능을 제공할 수 있다.
상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)과 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)가 ODR(Omni Directional Reflector)를 구성하는 경우, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)는 복수의 층으로 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)는 상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)과 접촉할 수 있고, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)는 반사층(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 반사층(미도시)은 예를 들어, Ag, Ni, Al, Au 등을 포함하는 그룹 중에서 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)는 상기 반사층(미도시)를 감싸며 배치되는 도전 본딩부(미도시)를 포함할 수 있다.
예시적으로, 도 12를 참고하였을 때 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)는 상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)과 접하는 반사층(미도시), 상기 반사층을 감싸며 배치되는 도전 본딩부(미도시)를 포함할 수 있고, 상기 도전 본딩부(미도시)는 상기 반사층 상에서 연장되어 상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)과 접촉할 수 있다. 따라서, 상기 발광 소자에서 방출되는 열이나 광 또는 외부의 습기로부터 상기 반사층(미도시)이 열화, 부식 또는 산화되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 상기 발광 구조물(123)의 활성층에서 발광되는 빛을 반사시켜 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에서 광 흡수가 발생되는 것을 최소화하여 광도(Po)를 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 절연성 재료로 이루어지되, 상기 발광 구조물(123)의 활성층에서 방출된 빛의 반사를 위하여 반사율이 높은 재료, 예를 들면 DBR 구조를 이룰 수 있다.
상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 굴절률이 다른 물질이 서로 반복하여 배치된 DBR 구조를 이룰 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 TiO2, SiO2, Ta2O5, HfO2 중 적어도 하나 이상을 포함하는 단층 또는 적층 구조로 배치될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 제1 수지(130)를 포함할 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 몸체(113)와 상기 발광소자(120) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 몸체(113)의 상면과 상기 발광소자(120)의 하면 사이에 배치될 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 리세스(R)를 포함할 수 있다.
상기 리세스(R)는 상기 몸체(113)에 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2) 사이에 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 몸체(113)의 상면에서 하면 방향으로 오목하게 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 발광소자(120) 아래에 배치될 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 방향에서 중첩되어 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 수지(130)는 상기 리세스(R)에 배치될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 본딩부(121)의 측면과 상기 제2 본딩부(122)의 측면에 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 접착 기능을 포함할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 이웃한 구성요소에 대해 접착력을 제공할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 접착제로 지칭될 수도 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 패키지 몸체(110) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 예로서 상기 몸체(113)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 둘레에 제공되어 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)의 상부 영역을 밀봉 시킬 수 있다.
예로서, 상기 제1 수지(130)는 에폭시(epoxy) 계열의 물질, 실리콘(silicone) 계열의 물질, 에폭시 계열의 물질과 실리콘 계열의 물질을 포함하는 하이브리드(hybrid) 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 예로서, 상기 제1 수지(130)가 반사 기능을 포함하는 경우 상기 제1 수지(130)는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 몸체(113)와 상기 발광소자(120) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있고, 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출되는 경우, 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113) 사이에서 광 확산 기능을 제공할 수 있다. 상기 발광소자(120)로부터 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출될 때 상기 제1 수지(130)는 광 확산 기능을 제공함으로써 상기 발광소자 패키지(100)의 광 추출 효율을 개선할 수 있다.
또한, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)에서 방출하는 광을 반사할 수 있다. 상기 제1 수지(130)가 반사 기능을 포함하는 경우, 상기 제1 수지(130)는 TiO2, SiO2 등을 포함하는 물질로 구성될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 리세스(R)의 깊이(T1)는 상기 제1 개구부(TH1)의 깊이(T2) 또는 상기 제2 개구부(TH2)의 깊이(T2)에 비해 작게 제공될 수 있다.
상기 리세스(R)의 깊이(T1)는 상기 제1 수지(130)의 접착력을 고려하여 결정될 수 있다. 또한, 상기 리세스(R)이 깊이(T1)는 상기 몸체(113)의 안정적인 강도를 고려하거나 및/또는 상기 발광소자(120)에서 방출되는 열에 의해 상기 발광소자 패키지(100)에 크랙(crack)이 발생하지 않도록 결정될 수 있다.
상기 리세스(R)는 상기 발광소자(120) 하부에 일종의 언더필(under fill) 공정이 수행될 수 있는 적정 공간을 제공할 수 있다. 여기서, 상기 언더필(Under fill) 공정은 발광소자(120)를 패키지 몸체(110)에 실장한 후 상기 제1 수지(130)를 상기 발광소자(120) 하부에 배치하는 공정일 수 있고, 상기 발광소자(120)를 패키지 몸체(110)에 실장하는 공정에서 상기 제1 수지(130)를 통해 실장하기 위해 상기 제1 수지(130)를 상기 리세스(R)에 배치 후 상기 발광소자(120)를 배치하는 공정일 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 발광소자(120)의 하면과 상기 몸체(113)의 상면 사이에 상기 제1 수지(130)가 충분히 제공될 수 있도록 제1 깊이 이상으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 리세스(R)는 상기 몸체(113)의 안정적인 강도를 제공하기 위하여 제2 깊이 이하로 제공될 수 있다.
상기 리세스(R)의 깊이(T1)와 폭(W4)은 상기 제1 수지(130)의 형성 위치 및 고정력에 영향을 미칠 수 있다. 상기 리세스(R)의 깊이(T1)와 폭(W4)은 상기 몸체(113)와 상기 발광소자(120) 사이에 배치되는 상기 제1 수지(130)에 의하여 충분한 고정력이 제공될 수 있도록 결정될 수 있다.
예로서, 상기 리세스(R)의 깊이(T1)는 수십 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)의 깊이(T1)는 40 마이크로 미터 내지 60 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
또한, 상기 리세스(R)의 폭(W4)은 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 여기서, 상기 리세스(R)의 폭(W4)은 상기 발광소자(120)의 장축 방향으로 제공될 수 있다.
상기 리세스(R)의 폭(W4)은 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122) 간의 간격에 비해 좁게 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)의 폭(W4)은 140 마이크로 미터 내지 160 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 리세스(R)의 폭(W4)은 150 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)의 깊이(T2)는 상기 제1 프레임(111)의 두께에 대응되어 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)의 깊이(T2)는 상기 제1 프레임(111)의 안정적인 강도를 유지할 수 있는 두께로 제공될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)의 깊이(T2)는 상기 제2 프레임(112)의 두께에 대응되어 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)의 깊이(T2)는 상기 제2 프레임(112)의 안정적인 강도를 유지할 수 있는 두께로 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)의 깊이(T2) 및 상기 제2 개구부(TH2)의 깊이(T2)는 상기 몸체(113)의 두께에 대응되어 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)의 깊이(T2) 및 상기 제2 개구부(TH2)의 깊이(T2)는 상기 몸체(113)의 안정적인 강도를 유지할 수 있는 두께로 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 개구부(TH1)의 깊이(T2)는 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)의 깊이(T2)는 180 마이크로 미터 내지 220 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 개구부(TH1)의 깊이(T2)는 200 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
예로서, 상기 (T2-T1)의 두께는 적어도 100 마이크로 미터 이상으로 선택될 수 있다. 이는 상기 몸체(113)의 크랙 프리(crack free)를 제공할 수 있는 사출 공정 두께가 고려된 것이다.
실시 예에 의하면, T1 두께와 T2 두께의 비(T2/T1)는 2 내지 10으로 제공될 수 있다. 예로서, T2의 두께가 200 마이크로 미터로 제공되는 경우, T1의 두께는 20 마이크로 미터 내지 100 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 도전체(221)와 제2 도전체(222)를 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 제1 도전층(321)과 제2 도전층(322)을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전층(321)은 상기 제2 도전층(322)과 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 도전체(221)는 상기 제1 본딩부(121) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전체(221)는 상기 제1 본딩부(121)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 도전체(221)는 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제1 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다.
상기 제1 도전체(221)는 상기 제1 개구부(TH1)에 제공될 수 있다. 상기 제1 도전체(221)는 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제1 도전층(321) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전체(221)는 상기 제1 본딩부(121) 및 상기 제1 도전층(321)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 도전체(221)의 하면은 상기 제1 개구부(TH1)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제1 도전체(221)의 하면은 상기 제1 도전층(321)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다.
상기 제1 도전체(221)는 상기 제1 개구부(TH1) 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 도전체(221)는 상기 제1 본딩부(121)에서 상기 제1 개구부(TH1) 내부까지 연장되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 도전체(222)는 상기 제2 본딩부(122) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 도전체(222)는 상기 제2 본딩부(122)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 도전체(222)는 상기 제2 본딩부(122)와 상기 제1 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다.
상기 제2 도전체(222)는 상기 제2 개구부(TH2)에 제공될 수 있다. 상기 제2 도전체(222)는 상기 제2 본딩부(122)와 상기 제2 도전층(322) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 도전체(222)는 상기 제2 본딩부(122) 및 상기 제2 도전층(322)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제2 도전체(222)의 하면은 상기 제2 개구부(TH2)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제2 도전체(222)의 하면은 상기 제2 도전층(322)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다.
상기 제2 도전체(222)는 상기 제2 개구부(TH2) 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 도전체(222)는 상기 제2 본딩부(122)에서 상기 제2 개구부(TH2) 내부까지 연장되어 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 도전체(221)의 하면 및 측면에 상기 제1 도전층(321)이 배치될 수 있다. 상기 제1 도전층(321)은 상기 제1 도전체(221)의 하면 및 측면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 제1 도전층(321)의 하면은 하부에서 상부 방향으로 오목한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제1 도전층(321)은 상기 제1 개구부(TH1)에 제공될 수 있다. 상기 제1 도전층(321)은 상기 제1 본딩부(121) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전층(321)의 폭은 상기 제1 본딩부(121)의 폭에 비해 더 크게 제공될 수 있다.
이와 같이 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 상기 제1 도전체(221)에 의하여 상기 제1 도전층(321)과 상기 제1 본딩부(121) 간에 전기적 결합이 더 안정적으로 제공될 수 있다.
또한, 실시 예에 의하면, 상기 제2 도전체(222)의 하면 및 측면에 상기 제2 도전층(322)이 배치될 수 있다. 상기 제2 도전층(322)은 상기 제2 도전체(222)의 하면 및 측면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 제2 도전층(322)의 하면은 하부에서 상부 방향으로 오목한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제2 도전층(322)은 상기 제2 개구부(TH2)에 제공될 수 있다. 상기 제2 도전층(322)은 상기 제2 본딩부(122) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 도전층(322)의 폭은 상기 제2 본딩부(122)의 폭에 비해 더 크게 제공될 수 있다.
이와 같이 실시 예에 따른 발광소자 패키지(200)에 의하면, 상기 제2 도전체(222)에 의하여 상기 제2 도전층(322)과 상기 제2 본딩부(122) 간에 전기적 결합이 더 안정적으로 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전체(221, 222)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 각각 별도의 본딩 물질을 통하여 안정적으로 본딩될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 도전체(221, 222)의 측면 및 하면이 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)에 각각 접촉될 수 있다. 따라서, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 하면에 각각 직접적으로 접촉되는 경우에 비하여, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 상기 제1 및 제2 도전체(221, 222)와 각각 접촉되는 면적이 더 커질 수 있게 된다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 도전체(221, 222)를 통하여 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)으로부터 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 전원이 각각 안정적으로 공급될 수 있게 된다.
상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)은 Ag, Au, Pt, Sn, Cu 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정하지 않고, 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)으로 전도성 기능을 확보할 수 있는 물질이 사용될 수 있다.
예로서, 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)은 도전성 페이스트를 이용하여 형성될 수 있다. 상기 도전성 페이스트는 솔더 페이스트(solder paste), 실버 페이스트(silver paste) 등을 포함할 수 있고, 서로 다른 물질로 구성되는 다층 또는 합금으로 구성된 다층 또는 단층으로 구성될 수 있다. 예로서, 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)은 SAC(Sn-Ag-Cu) 물질을 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제 2 도전층(321, 322)이 형성되는 과정 또는 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 제공된 후 열처리 과정에서, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 상기 제1 및 제2 프레임(111, 112) 사이에 금속간 화합물(IMC; intermetallic compound)층이 형성될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)을 이루는 물질과 상기 제1 및 제2 프레임(111, 112)의 제1 및 제2 금속층(111a, 112a) 간의 결합에 의해 제1 및 제2 합금층(111b, 112b)이 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 도전층(321)과 상기 제1 프레임(111)이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 제1 도전층(321), 상기 제1 합금층(111b), 상기 제1 프레임(111)이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다.
또한, 상기 제2 도전층(322)과 상기 제2 프레임(112)이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 제2 도전층(322), 상기 제2 합금층(112b), 상기 제2 프레임(112)이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다.
예로서, 상기 제1 및 제2 합금층(111b, 112b)은 AgSn, CuSn, AuSn 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속간 화합물층을 포함할 수 있다. 상기 금속간 화합물층은 제1 물질과 제2 물질의 결합으로 형성될 수 있으며, 제1 물질은 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)으로부터 제공될 수 있고, 제2 물질은 상기 제1 및 제2 금속층(111a, 112a) 또는 상기 제1 및 제2 프레임(111, 112)의 지지부재로부터 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 금속간 화합물층은 수 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 금속간 화합물층은 1 마이크로 미터 내지 3 마이크로 미터의 두께로 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 Sn 물질을 포함하고 상기 제1 및 제2 금속층(111a, 112a)이 Ag 물질을 포함하는 경우, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Sn 물질과 Ag 물질의 결합에 의하여 AgSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 Sn 물질을 포함하고 상기 제1 및 제2 금속층(111a, 112a)이 Au 물질을 포함하는 경우, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Sn 물질과 Au 물질의 결합에 의하여 AuSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 Sn 물질을 포함하고 상기 제1 및 제2 프레임(111, 112)의 지지부재가 Cu 물질을 포함하는 경우, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Sn 물질과 Cu 물질의 결합에 의하여 CuSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 Ag 물질을 포함하고 상기 제1 및 제2 금속층(111a, 111b) 또는 상기 제1 및 제2 프레임(111, 112)의 지지부재가 Sn 물질을 포함하는 경우, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Ag 물질과 Sn 물질의 결합에 의하여 AgSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
이상에서 설명된 금속간 화합물층은 일반적인 본딩 물질에 비해 더 높은 용융점을 가질 수 있다. 또한, 상기 금속한 화합물층이 형성되는 열처리 공정은 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 낮은 온도에서 수행될 수 있다.
따라서, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 회로 기판 등에 리플로우(reflow) 공정을 통해 본딩되는 경우에도 상기 발광 소자(120)와 상기 발광소자 패키지(100) 간의 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되지 않으므로 전기적 연결 및 물리적 본딩력이 열화되지 않는 장점이 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100) 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 패키지 몸체(110)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 패키지 몸체(110)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 몸체(113)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 실시 예에 의하면, 상기 몸체(113)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다.
예를 들어, 상기 몸체(113)는 PPA(PolyPhtalAmide) 수지, PCT(PolyCyclohexylenedimethylene Terephthalate) 수지, EMC(Epoxy Molding Compound) 수지, SMC(Silicone Molding Compound) 수지를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
한편, 실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 도전체(221, 222)와 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322) 사이에도 금속간 화합물층이 형성될 수도 있다.
이상에서 설명된 바와 유사하게, 실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제 2 도전층(321, 322)이 형성되는 과정 또는 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 제공된 후 열처리 과정에서, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 상기 제1 및 제2 도전체(221, 222) 사이에 금속간 화합물(IMC; intermetallic compound)층이 형성될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)을 이루는 물질과 상기 제1 및 제2 도전체(221, 222) 간의 결합에 의해 합금층이 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 도전층(321)과 상기 제1 도전체(221)가 물리적으로 또한 전기적으로 더 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 제1 도전층(321), 합금층, 상기 제1 도전체(221)가 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다.
또한, 상기 제2 도전층(322)과 상기 제2 도전체(222)가 물리적으로 또한 전기적으로 더 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 제2 도전층(322), 합금층, 상기 제2 도전체(222)가 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다.
예로서, 상기 합금층은 AgSn, CuSn, AuSn 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속간 화합물층을 포함할 수 있다. 상기 금속간 화합물층은 제1 물질과 제2 물질의 결합으로 형성될 수 있으며, 제1 물질은 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)으로부터 제공될 수 있고, 제2 물질은 상기 제1 및 제2 도전체(221, 222)로부터 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 금속간 화합물층은 수 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 금속간 화합물층은 1 마이크로 미터 내지 3 마이크로 미터의 두께로 형성될 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 수지(135)를 포함할 수 있다.
상기 제2 수지(135)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 제공될 수 있다. 상기 제2 수지(135)는 상기 제1 및 제2 도전체(221, 222) 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(135)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 아래에 배치될 수 있다.
상기 제2 수지(135)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)의 상부 영역에 배치되어 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 주변으로 확산되어 이동되는 것을 방지할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 수지(130)뿐만 아니라 상기 제2 수지(135)가 추가로 제공됨에 따라, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 주변으로 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 확산되는 것을 확실하게 방지할 수 있게 된다.
이에 따라, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 상기 발광소자(120) 주변으로 확산되는 것이 방지될 수 있으므로, 상기 발광소자(120)가 열화되거나 전기적으로 단락되는 것이 방지될 수 있게 된다.
상기 제2 수지(135)는 에폭시(epoxy) 계열의 물질, 실리콘(silicone) 계열의 물질, 에폭시 계열의 물질과 실리콘 계열의 물질을 포함하는 하이브리드(hybrid) 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 예로서, 상기 제2 수지(135)가 반사 기능을 포함하는 경우 상기 제2 수지(135)는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제3 수지(140)를 포함할 수 있다.
상기 제3 수지(140)는 상기 발광소자(120) 위에 제공될 수 있다. 상기 제3 수지(140)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 위에 배치될 수 있다. 상기 제3 수지(140)는 상기 패키지 몸체(110)에 의하여 제공된 캐비티(C)에 배치될 수 있다.
상기 제3 수지(140)는 절연물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제3 수지(140)는 상기 발광소자(120)로부터 방출되는 빛을 입사 받고, 파장 변환된 빛을 제공하는 파장변환 수단을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제3 수지(140)는 형광체, 양자점 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 할 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 하부 리세스(R11)와 제2 하부 리세스(R12)를 포함할 수 있다. 상기 제1 하부 리세스(R11)와 상기 제2 하부 리세스(R12)는 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 하부 리세스(R11)는 상기 제1 프레임(111)의 하면에 제공될 수 있다. 상기 제1 하부 리세스(R11)는 상기 제1 프레임(111)의 하면에서 상면 방향으로 오목하게 제공될 수 있다. 상기 제1 하부 리세스(R11)는 상기 제1 개구부(TH1)로부터 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 하부 리세스(R11)는 수 마이크로 미터 내지 수십 마이크로 미터의 폭으로 제공될 수 있다. 상기 제1 하부 리세스(R11)에 수지부가 제공될 수 있다. 상기 제1 하부 리세스(R11)에 채워진 수지부는 예로서 상기 몸체(113)와 동일 물질로 제공될 수 있다.
다만, 이에 한정하지 않고, 상기 수지부는 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 접착력, 젖음성이 좋지 않은 물질 중에서 선택되어 제공될 수 있다. 또는 상기 수지부는 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)과의 표면 장력이 낮은 물질 중에서 선택되어 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 하부 리세스(R11)에 채워진 수지부는 상기 제1 프레임(111), 상기 제2 프레임(112), 상기 몸체(113)가 사출 공정 등을 통하여 형성되는 과정에서 제공될 수 있다.
상기 제1 하부 리세스(R11)에 채워진 수지부는 상기 제1 개구부(TH1)를 제공하는 상기 제1 프레임(111)의 하면 영역 주위에 배치될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)를 제공하는 상기 제1 프레임(111)의 하면 영역은 일종의 아일랜드(island) 형상으로 주위의 상기 제1 프레임(111)을 이루는 하면으로부터 분리되어 배치될 수 있다.
예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 개구부(TH1)를 제공하는 상기 제1 프레임(111)의 하면 영역은 상기 제1 하부 리세스(R11)에 채워진 수지부와 상기 몸체(113)에 의하여 주변의 상기 제1 프레임(111)으로부터 아이솔레이션(isolation)될 수 있다.
따라서, 상기 수지부가 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 접착력, 젖음성이 좋지 않은 물질 또는 상기 수지부와 상기 제1 및 제2 도전층(321,322) 사이의 표면 장력이 낮은 물질로 배치되는 경우 상기 제1 개구부(TH1)에 제공된 상기 제1 도전층(321)이 상기 제1 개구부(TH1)로부터 벗어나, 상기 제1 하부 리세스(R11)에 채워진 수지부 또는 상기 몸체(113)를 넘어 확산되는 것이 방지될 수 있다.
이는 상기 제1 도전층(321)과 상기 수지부 및 상기 몸체(113)의 접착 관계 또는 상기 수지부와 상기 제1 및 제2 도전층(321,322) 사이의 젖음성, 표면 장력 등이 좋지 않은 점을 이용한 것이다. 즉, 상기 제1 도전층(321)을 이루는 물질이 상기 제1 프레임(111)과 좋은 접착 특성을 갖도록 선택될 수 있다. 그리고, 상기 제1 도전층(321)을 이루는 물질이 상기 수지부 및 상기 몸체(113)와 좋지 않은 접착 특성을 갖도록 선택될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 도전층(321)이 상기 제1 개구부(TH1)에서 상기 수지부 또는 상기 몸체(113)가 제공된 영역 방향으로 흘러 넘쳐, 상기 수지부 또는 상기 몸체(113)가 제공된 영역 외부로 넘치거나 퍼지는 것이 방지되고, 상기 제1 도전층(321)이 상기 제1 개구부(TH1)가 제공된 영역에 안정적으로 배치될 수 있게 된다.
따라서, 상기 제1 개구부(TH1)에 배치되는 제1 도전층(321)이 흘러 넘치는 경우, 상기 수지부 또는 상기 몸체(113)가 제공된 제1 하부 리세스(R11)의 바깥 영역으로 상기 제1 도전층(321)이 확장되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제1 도전층(321)이 상기 제1 개구부(TH1) 내에서 상기 제1 본딩부(121)의 하면에 안정적으로 연결될 수 있게 된다.
따라서, 상기 발광소자 패키지가 회로 기판에 실장되는 경우 제1 도전층(321)과 제2 도전층(322)이 서로 접촉되어 단락되는 문제를 방지할 수 있고, 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)을 배치하는 공정에 있어서 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)의 양을 제어하기 매우 수월해질 수 있다.
또한, 상기 제2 하부 리세스(R12)는 상기 제2 프레임(112)의 하면에 제공될 수 있다. 상기 제2 하부 리세스(R12)는 상기 제2 프레임(112)의 하면에서 상면 방향으로 오목하게 제공될 수 있다. 상기 제2 하부 리세스(R12)는 상기 제2 개구부(TH2)로부터 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제2 하부 리세스(R12)는 수 마이크로 미터 내지 수십 마이크로 미터의 폭으로 제공될 수 있다. 상기 제2 하부 리세스(R12)에 수지부가 제공될 수 있다. 상기 제2 하부 리세스(R12)에 채워진 수지부는 예로서 상기 몸체(113)와 동일 물질로 제공될 수 있다.
다만, 이에 한정하지 않고, 상기 수지부는 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 접착력, 젖음성이 좋지 않은 물질 중에서 선택되어 제공될 수 있다. 또는 상기 수지부는 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)과의 표면 장력이 낮은 물질 중에서 선택되어 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제2 하부 리세스(R12)에 채워진 수지부는 상기 제1 프레임(111), 상기 제2 프레임(112), 상기 몸체(113)가 사출 공정 등을 통하여 형성되는 과정에서 제공될 수 있다.
상기 제2 하부 리세스(R12)에 채워진 수지부는 상기 제2 개구부(TH2)를 제공하는 상기 제2 프레임(112)의 하면 영역 주위에 배치될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)를 제공하는 상기 제2 프레임(112)의 하면 영역은 일종의 아일랜드(island) 형상으로 주위의 상기 제2 프레임(112)을 이루는 하면으로부터 분리되어 배치될 수 있다.
예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제2 개구부(TH2)를 제공하는 상기 제2 프레임(112)의 하면 영역은 상기 제2 하부 리세스(R12)에 채워진 수지부와 상기 몸체(113)에 의하여 주변의 상기 제2 프레임(112)으로부터 아이솔레이션(isolation)될 수 있다.
따라서, 상기 수지부가 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 접착력, 젖음성이 좋지 않은 물질 또는 상기 수지부와 상기 제1 및 제2 도전층(321,322) 사이의 표면 장력이 낮은 물질로 배치되는 경우 상기 제2 개구부(TH2)에 제공된 상기 제2 도전층(322)이 상기 제2 개구부(TH2)로부터 벗어나, 상기 제2 하부 리세스(R12)에 채워진 수지부 또는 상기 몸체(113)를 넘어 확산되는 것이 방지될 수 있다.
이는 상기 제2 도전층(322)과 상기 수지부 및 상기 몸체(113)의 접착 관계 또는 상기 수지부와 상기 제1 및 제2 도전층(321,322) 사이의 젖음성, 표면 장력 등이 좋지 않은 점을 이용한 것이다. 즉, 상기 제2 도전층(322)을 이루는 물질이 상기 제2 프레임(112)과 좋은 접착 특성을 갖도록 선택될 수 있다. 그리고, 상기 제2 도전층(322)을 이루는 물질이 상기 수지부 및 상기 몸체(113)와 좋지 않은 접착 특성을 갖도록 선택될 수 있다.
이에 따라, 상기 제2 도전층(322)이 상기 제2 개구부(TH2)에서 상기 수지부 또는 상기 몸체(113)가 제공된 영역 방향으로 흘러 넘쳐, 상기 수지부 또는 상기 몸체(113)가 제공된 영역 외부로 넘치거나 퍼지는 것이 방지되고, 상기 제2 도전층(322)이 상기 제2 개구부(TH2)가 제공된 영역에 안정적으로 배치될 수 있게 된다.
따라서, 상기 제2 개구부(TH2)에 배치되는 제2 도전층(322)이 흘러 넘치는 경우, 상기 수지부 또는 상기 몸체(113)가 제공된 제2 하부 리세스(R12)의 바깥 영역으로 상기 제2 도전층(322)이 확장되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 제2 도전층(322)이 상기 제2 개구부(TH2) 내에서 상기 제2 본딩부(122)의 하면에 안정적으로 연결될 수 있게 된다.
따라서, 상기 발광소자 패키지가 회로 기판에 실장되는 경우 제1 도전층(321)과 제2 도전층(322)이 서로 접촉되어 단락되는 문제를 방지할 수 있고, 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)을 배치하는 공정에 있어서 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)의 양을 제어하기 매우 수월해질 수 있다.
한편, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)에 의하면, 상기 리세스(R)에 제공된 상기 제1 수지(130)가, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발광소자(120)의 하부면과 상기 패키지 몸체(110)의 상부면 사이에 제공될 수 있다. 상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 둘레에 제공될 수 있다. 또한, 상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 둘레에 제공될 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)를 상기 패키지 몸체(110)에 안정적으로 고정시키는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 측면에 접촉되어 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)의 주위를 밀봉시킬 수 있다.
상기 제1 수지(130) 및 상기 제2 수지(135)는 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)이 상기 제1 개구부(TH1) 영역과 상기 제2 개구부(TH2) 영역을 벗어나 상기 발광소자(120) 외측면 방향으로 확산되어 이동되는 것을 방지할 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 상기 발광소자(120)의 외측면 방향으로 확산되어 이동할 경우 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)이 상기 발광소자(120)의 활성층과 접할 수 있어 단락에 의한 불량을 유발할 수 있다. 따라서, 상기 제1 수지(130) 및 상기 제2 수지(135)가 배치되는 경우 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)과 활성층에 의한 단락을 방지할 수 있어 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 수지(130) 및 상기 제2 수지(135)는 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)이 상기 제1 개구부(TH1) 영역과 상기 제2 개구부(TH2) 영역을 벗어나 상기 발광소자(120)의 하부면 아래에서 상기 리세스(R) 방향으로 확산되어 이동되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)이 상기 발광소자(120) 아래에서 전기적으로 단락되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 실시 예에 의하면, 상기 발광 구조물(123)은 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 상기 발광 구조물(123)은 예로서 2족-6족 또는 3족-5족 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 발광 구조물(123)은 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In), 인(P), 비소(As), 질소(N)로부터 선택된 적어도 두 개 이상의 원소를 포함하여 제공될 수 있다.
상기 발광 구조물(123)은 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전형 반도체층은 3족-5족 또는 2족-6족의 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층은 예컨대 InxAlyGa1 -x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층은 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층은 Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑된 n형 반도체층일 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층은 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑된 p형 반도체층일 수 있다.
상기 활성층은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 활성층은 예로서 3족-5족 또는 2족-6족의 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다. 상기 활성층이 다중 우물 구조로 구현된 경우, 상기 활성층은 교대로 배치된 복수의 우물층과 복수의 장벽층을 포함할 수 있고, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 활성층은 InGaN/GaN, GaN/AlGaN, AlGaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, AlGaAs/GaAs, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, InP/GaAs을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 상기 제1 개구부(TH1) 영역을 통해 상기 제1 본딩부(121)에 전원이 연결되고, 상기 제2 개구부(TH2) 영역을 통해 상기 제2 본딩부(122)에 전원이 연결될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 본딩부(121) 및 상기 제2 본딩부(122)를 통하여 공급되는 구동 전원에 의하여 상기 발광소자(120)가 구동될 수 있게 된다. 그리고, 상기 발광소자(120)에서 발광된 빛은 상기 패키지 몸체(110)의 상부 방향으로 제공될 수 있게 된다.
한편, 이상에서 설명된 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장되어 공급될 수도 있다.
그런데, 종래 발광소자 패키지가 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장됨에 있어 리플로우(reflow) 등의 고온 공정이 적용될 수 있다. 이때, 리플로우 공정에서, 발광소자 패키지에 제공된 리드 프레임과 발광소자 간의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되어 전기적 연결 및 물리적 결합의 안정성이 약화될 수 있게 된다.
그러나, 실시 예에 따른 발광소자 패키지 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 실시 예에 따른 발광소자의 본딩부는 개구부에 배치된 도전층을 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 개구부에 배치된 도전층의 용융점 및 금속간 화합물층의 용융점이 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 높은 값을 갖도록 선택될 수 있다.
따라서, 실시 예에 따른 발광소자 소자 패키지(100)는 메인 기판 등에 리플로우(reflow) 공정을 통해 본딩되는 경우에도 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되지 않으므로 전기적 연결 및 물리적 본딩력이 열화되지 않는 장점이 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100) 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 패키지 몸체(110)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 패키지 몸체(110)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 몸체(113)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 실시 예에 의하면, 상기 몸체(113)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다.
예를 들어, 상기 몸체(113)는 PPA(PolyPhtalAmide) 수지, PCT(PolyCyclohexylenedimethylene Terephthalate) 수지, EMC(Epoxy Molding Compound) 수지, SMC(Silicone Molding Compound) 수지를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
또한, 실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 면적의 합은 상기 기판(124)의 상면 면적을 기준으로 10% 이하로 제공될 수 있다. 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 발광소자로부터 방출되는 발광 면적을 확보하여 광추출 효율을 높이기 위해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 면적의 합은 상기 기판(124)의 상면 면적을 기준으로 10% 이하로 설정될 수 있다.
또한, 실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 면적의 합은 상기 기판(124)의 상면 면적을 기준으로 0.7% 이상으로 제공될 수 있다. 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 실장되는 발광소자에 안정적인 본딩력을 제공하기 위해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 면적의 합은 상기 기판(124)의 상면 면적을 기준으로 0.7% 이상으로 설정될 수 있다.
이와 같이, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 면적이 작게 제공됨에 따라, 상기 발광소자(120)의 하면으로 투과되는 빛의 양이 증대될 수 있다. 또한, 상기 발광소자(120) 아래에는 반사특성이 좋은 상기 제1 수지(130)가 제공될 수 있다. 따라서, 상기 발광소자(120)의 하부 방향으로 방출된 빛은 상기 제1 수지(130)에서 반사되어 발광소자 패키지의 상부 방향으로 효과적으로 방출되고 광추출효율이 향상될 수 있게 된다.
그러면, 도 4 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지 제조방법을 설명하기로 한다.
도 4 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지 제조방법을 설명함에 있어, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명이 생략될 수 있다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 패키지 몸체(110)가 제공될 수 있다.
상기 패키지 몸체(110)는 제1 프레임(111)과 제2 프레임(112)을 포함할 수 있다. 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)은 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 패키지 몸체(110)는 몸체(113)를 포함할 수 있다. 상기 몸체(113)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 사이에 배치될 수 있다.
상기 몸체(113)는 상기 제1 프레임(111) 위에 배치될 수 있다. 또한, 상기 몸체(113)는 상기 제2 프레임(112) 위에 배치될 수 있다.
상기 몸체(113)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 위에 배치된 경사면을 제공할 수 있다. 상기 몸체(113)의 경사면에 의하여 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 위에 캐비티(C)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1 프레임(111)은 제1 개구부(TH1)를 포함할 수 있다. 상기 제2 프레임(112)은 제2 개구부(TH2)를 포함할 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 프레임(111)에 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 프레임(111)을 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 프레임(111)의 상면과 하면을 제1 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제2 프레임(112)에 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제2 프레임(112)을 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제2 프레임(112)의 상면과 하면을 제1 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 패키지 몸체(110)는 상기 몸체(113)에 제공된 리세스(R)를 포함할 수 있다.
상기 리세스(R)는 상기 몸체(113)에 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2) 사이에 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 몸체(113)의 상면에서 하면 방향으로 오목하게 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 프레임(111)의 상면에 인접하여 배치된 상부 영역 및 상기 제1 프레임(111)의 하면에 인접하여 배치된 하부 영역을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역 둘레는 상기 제1 개구부(TH1)의 하부 영역 둘레보다 작게 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 제1 방향의 둘레가 제일 작은 제1 지점을 포함하고, 상기 제1 지점은 상기 제1 방향과 수직한 방향을 기준으로 상기 제1 개구부(TH1)의 하부 영역 보다 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역에 더 가깝게 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제2 프레임(112)의 상면에 인접하여 배치된 상부 영역 및 상기 제2 프레임(112)의 하면에 인접하여 배치된 하부 영역을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역 둘레는 상기 제2 개구부(TH2)의 하부 영역 둘레보다 작게 제공될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)는 제1 방향의 둘레가 제일 작은 제1 지점을 포함하고, 상기 제1 지점은 상기 제1 방향과 수직한 방향을 기준으로 상기 제2 개구부(TH2)의 하부 영역 보다 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역에 더 가깝게 배치될 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 하부 리세스(R11)와 제2 하부 리세스(R12)를 포함할 수 있다. 상기 제1 하부 리세스(R11)와 상기 제2 하부 리세스(R12)는 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 하부 리세스(R11)는 상기 제1 프레임(111)의 하면에 제공될 수 있다. 상기 제1 하부 리세스(R11)는 상기 제1 프레임(111)의 하면에서 상면 방향으로 오목하게 제공될 수 있다. 상기 제1 하부 리세스(R11)는 상기 제1 개구부(TH1)로부터 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 하부 리세스(R11)는 수 마이크로 미터 내지 수십 마이크로 미터의 폭으로 제공될 수 있다. 상기 제1 하부 리세스(R11)에 수지부가 제공될 수 있다. 상기 제1 하부 리세스(R11)에 채워진 수지부는 예로서 상기 몸체(113)와 동일 물질로 제공될 수 있다.
다만, 이에 한정하지 않고, 상기 수지부는 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 접착력, 젖음성이 좋지 않은 물질 중에서 선택되어 제공될 수 있다. 또는 상기 수지부는 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)과의 표면 장력이 낮은 물질 중에서 선택되어 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 하부 리세스(R11)에 채워진 수지부는 상기 제1 프레임(111), 상기 제2 프레임(112), 상기 몸체(113)가 사출 공정 등을 통하여 형성되는 과정에서 제공될 수 있다.
상기 제1 하부 리세스(R11)에 채워진 수지부는 상기 제1 개구부(TH1)를 제공하는 상기 제1 프레임(111)의 하면 영역 주위에 배치될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)를 제공하는 상기 제1 프레임(111)의 하면 영역은 일종의 아일랜드(island) 형상으로 주위의 상기 제1 프레임(111)을 이루는 하면으로부터 분리되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 하부 리세스(R12)는 상기 제2 프레임(112)의 하면에 제공될 수 있다. 상기 제2 하부 리세스(R12)는 상기 제2 프레임(112)의 하면에서 상면 방향으로 오목하게 제공될 수 있다. 상기 제2 하부 리세스(R12)는 상기 제2 개구부(TH2)로부터 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제2 하부 리세스(R12)는 수 마이크로 미터 내지 수십 마이크로 미터의 폭으로 제공될 수 있다. 상기 제2 하부 리세스(R12)에 수지부가 제공될 수 있다. 상기 제2 하부 리세스(R12)에 채워진 수지부는 예로서 상기 몸체(113)와 동일 물질로 제공될 수 있다.
다만, 이에 한정하지 않고, 상기 수지부는 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 접착력, 젖음성이 좋지 않은 물질 중에서 선택되어 제공될 수 있다. 또는 상기 수지부는 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)과의 표면 장력이 낮은 물질 중에서 선택되어 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제2 하부 리세스(R12)에 채워진 수지부는 상기 제1 프레임(111), 상기 제2 프레임(112), 상기 몸체(113)가 사출 공정 등을 통하여 형성되는 과정에서 제공될 수 있다.
상기 제2 하부 리세스(R12)에 채워진 수지부는 상기 제2 개구부(TH2)를 제공하는 상기 제2 프레임(112)의 하면 영역 주위에 배치될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)를 제공하는 상기 제2 프레임(112)의 하면 영역은 일종의 아일랜드(island) 형상으로 주위의 상기 제2 프레임(112)을 이루는 하면으로부터 분리되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 프레임(111, 112)은 지지부재와 상기 지지부재를 감싸는 제1 및 제2 금속층(111a, 112a)을 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)를 형성하는 식각 공정이 완료된 후, 상기 제1 및 제2 프레임(111, 112)을 구성하는 상기 지지부재에 대한 도금 공정 등을 통하여 상기 제1 및 제2 금속층(111a, 112a)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 프레임(111, 112)을 구성하는 지지부재의 표면에 상기 제1 및 제2 금속층(111a, 112a)이 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 금속층(111a, 112a)은 상기 제1 및 제2 프레임(111, 112)의 상면 및 하면에 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 금속층(111a, 112a)은 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)와 접하는 경계 영역에 제공될 수도 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)와 접하는 경계 영역에 제공된 상기 제1 및 제2 금속층(111a, 112a)은 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 제공되는 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 결합되어 제1 및 제2 합금층(111b, 112b)으로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 합금층(111b, 112b)의 형성에 대해서는 뒤에서 더 설명하기로 한다.
예로서, 상기 제1 및 제2 프레임(111, 112)은 기본 지지부재로서 Cu층으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 금속층(111a, 112a)은 Ni층, Ag층 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다음으로, 실시 예에 따른 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 리세스(R)에 제1 수지(130)가 제공될 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 리세스(R) 영역에 도팅(doting) 방식 등을 통하여 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 수지(130)는 상기 리세스(R)가 형성된 영역에 일정량 제공될 수 있으며, 상기 리세스(R)를 넘치도록 제공될 수 있다.
그리고, 실시 예에 따른 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 패키지 몸체(110) 위에 발광소자(120)가 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광소자(120)가 상기 패키지 몸체(110) 위에 배치되는 과정에서 상기 리세스(R)는 일종의 정렬키(align key) 역할을 하도록 활용될 수도 있다.
상기 발광소자(120)는 상기 제1 수지(130)에 의하여 상기 몸체(113)에 고정될 수 있다. 상기 리세스(R)에 제공된 상기 제1 수지(130)의 일부는 상기 발광소자(120)의 제1 본딩부(121) 및 제2 본딩부(122) 방향으로 이동되어 경화될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 둘레를 밀봉시킬 수 있다.
이에 따라, 상기 발광소자(120)의 하면과 상기 몸체(113)의 상면 사이의 넓은 영역에 상기 제1 수지(130)가 제공될 수 있으며, 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113) 간의 고정력이 향상될 수 있게 된다.
실시 예에 의하면, 도 3을 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 프레임(111)의 상면에서 하면으로 향하는 제1 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 중첩되어 제공될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122)와 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제2 프레임(112)의 상면에서 하면으로 향하는 제1 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122)와 중첩되어 제공될 수 있다.
다음으로, 실시 예에 따른 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 제3 수지(140)가 형성될 수 있다.
상기 제3 수지(140)는 상기 발광소자(120) 위에 제공될 수 있다. 상기 제3 수지(140)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 위에 배치될 수 있다. 상기 제3 수지(140)는 상기 패키지 몸체(110)에 의하여 제공된 캐비티(C)에 배치될 수 있다.
상기 제3 수지(140)는 절연물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제3 수지(140)는 상기 발광소자(120)로부터 방출되는 빛을 입사 받고, 파장 변환된 빛을 제공하는 파장변환 수단을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제3 수지(140)는 형광체, 양자점 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 할 수 있다.
다음으로, 실시 예에 따른 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 수지(135)가 형성될 수 있다.
상기 제2 수지(135)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 제공될 수 있다. 상기 제2 수지(135)는 상기 제1 및 제2 도전체(221, 222) 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(135)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 접척되어 배치될 수 있다.
예로서, 상기 제2 수지(135)는 도 7에 도시된 발광소자 패키지의 상하가 반전된 상태에서 형성될 수 있다. 상기 제2 수지(135)로부터 상기 제1 및 제2 도전체(221, 222)의 일부가 노출될 수 있도록 상기 제2 수지(135)의 양이 조절되어 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제2 수지(135)의 형성이 용이할 수 있도록, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)가 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 D-D 선으로부터 수직한 일측 방향으로 길게 비대칭으로 연장되어 형성될 수 있다. 이에 따라, D-D 선에 따른 중심 영역에 제공될 상기 제1 및 제2 도전체(221, 222)와 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)의 측벽 사이에 충분한 공간이 제공될 수 있다.
상기 제2 수지(135)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 내에서 상기 제1 및 제2 도전체(221, 222)가 배치되지 않은 영역에 공급될 수 있으며, 상기 제2 수지(135)는 확산 등에 의한 이동을 통하여 상기 제1 및 제2 도전체(221, 222) 둘레에 제공되어 경화될 수 있다.
다음으로, 실시 예에 따른 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 형성될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 개구부(TH1)에 상기 제1 도전층(321)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 개구부(TH2)에 상기 제2 도전층(322)이 형성될 수 있다.
상기 제1 도전층(321)은 상기 제1 개구부(TH1)에 제공될 수 있다. 상기 제1 도전층(321)은 상기 제1 본딩부(121) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전층(321)은 상기 제1 본딩부(121)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 도전층(321)은 상기 제1 프레임(111)에 의하여 둘러 싸이게 배치될 수 있다.
상기 제2 도전층(322)은 상기 제2 개구부(TH2)에 제공될 수 있다. 상기 제2 도전층(322)은 상기 제2 본딩부(122) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 도전층(322)은 상기 제2 본딩부(122)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 도전층(322)은 상기 제2 프레임(112)에 의하여 둘러 싸이게 배치될 수 있다.
예로서, 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)은 도전성 페이스트를 이용하여 형성될 수도 있다. 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)은 솔더 페이스트(solder paste) 또는 실버 페이스트(silver paste) 등을 통하여 형성될 수도 있다. 예로서, 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)은 SAC(Sn-Ag-Cu) 물질을 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제 2 도전층(321, 322)이 형성되는 과정 또는 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 제공된 후 열처리 과정에서, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 상기 제1 및 제2 프레임(111, 112) 사이에 금속간 화합물(IMC; intermetallic compound)층이 형성될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)을 이루는 물질과 상기 제1 및 제2 프레임(111, 112)의 제1 및 제2 금속층(111a, 112a) 간의 결합에 의해 제1 및 제2 합금층(111b, 112b)이 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 도전층(321)과 상기 제1 프레임(111)이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 제1 도전층(321), 상기 제1 합금층(111b), 상기 제1 프레임(111)이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다.
또한, 상기 제2 도전층(322)과 상기 제2 프레임(112)이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 제2 도전층(322), 상기 제2 합금층(112b), 상기 제2 프레임(112)이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다.
예로서, 상기 제1 및 제2 합금층(111b, 112b)은 AgSn, CuSn, AuSn 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속간 화합물층을 포함할 수 있다. 상기 금속간 화합물층은 제1 물질과 제2 물질의 결합으로 형성될 수 있으며, 제1 물질은 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)으로부터 제공될 수 있고, 제2 물질은 상기 제1 및 제2 금속층(111a, 112a) 또는 상기 제1 및 제2 프레임(111, 112)의 지지부재로부터 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 금속간 화합물층은 수 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 금속간 화합물층은 1 마이크로 미터 내지 3 마이크로 미터의 두께로 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 Sn 물질을 포함하고 상기 제1 및 제2 금속층(111a, 112a)이 Ag 물질을 포함하는 경우, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Sn 물질과 Ag 물질의 결합에 의하여 AgSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 Sn 물질을 포함하고 상기 제1 및 제2 금속층(111a, 112a)이 Au 물질을 포함하는 경우, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Sn 물질과 Au 물질의 결합에 의하여 AuSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 Sn 물질을 포함하고 상기 제1 및 제2 프레임(111, 112)의 지지부재가 Cu 물질을 포함하는 경우, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Sn 물질과 Cu 물질의 결합에 의하여 CuSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 Ag 물질을 포함하고 상기 제1 및 제2 금속층(111a, 111b) 또는 상기 제1 및 제2 프레임(111, 112)의 지지부재가 Sn 물질을 포함하는 경우, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Ag 물질과 Sn 물질의 결합에 의하여 AgSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
이상에서 설명된 금속간 화합물층은 일반적인 본딩 물질에 비해 더 높은 용융점을 가질 수 있다. 또한, 상기 금속한 화합물층이 형성되는 열처리 공정은 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 낮은 온도에서 수행될 수 있다.
따라서, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 메인 기판 등에 리플로우(reflow) 공정을 통해 본딩되는 경우에도 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되지 않으므로 전기적 연결 및 물리적 본딩력이 열화되지 않는 장점이 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100) 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 패키지 몸체(110)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 패키지 몸체(110)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 몸체(113)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 실시 예에 의하면, 상기 몸체(113)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다.
예를 들어, 상기 몸체(113)는 PPA(PolyPhtalAmide) 수지, PCT(PolyCyclohexylenedimethylene Terephthalate) 수지, EMC(Epoxy Molding Compound) 수지, SMC(Silicone Molding Compound) 수지를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
한편, 실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 형성된 후에 상기 제3 수지(140)가 형성될 수도 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 상기 제1 개구부(TH1) 영역을 통해 상기 제1 본딩부(121)에 전원이 연결되고, 상기 제2 개구부(TH2) 영역을 통해 상기 제2 본딩부(122)에 전원이 연결될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 본딩부(121) 및 상기 제2 본딩부(122)를 통하여 공급되는 구동 전원에 의하여 상기 발광소자(120)가 구동될 수 있게 된다. 그리고, 상기 발광소자(120)에서 발광된 빛은 상기 패키지 몸체(110)의 상부 방향으로 제공될 수 있게 된다.
한편, 이상에서 설명된 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장되어 공급될 수도 있다.
그런데, 종래 발광소자 패키지가 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장됨에 있어 리플로우(reflow) 등의 고온 공정이 적용될 수 있다. 이때, 리플로우 공정에서, 발광소자 패키지에 제공된 프레임과 발광소자 간의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되어 전기적 연결 및 물리적 결합의 안정성이 약화될 수 있고 이에 따라 상기 발광소자의 위치가 변할 수 있어, 상기 발광소자 패키지의 광학적, 전기적 특성 및 신뢰성이 저하될 수 있다.
그러나, 실시 예에 따른 발광소자 패키지 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 실시 예에 따른 발광소자의 본딩부는 개구부에 배치된 도전층을 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 개구부에 배치된 도전층의 용융점 및 금속간 화합물층의 용융점이 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 높은 값을 갖도록 선택될 수 있다.
따라서, 실시 예에 따른 발광소자 소자 패키지(100)는 메인 기판 등에 리플로우(reflow) 공정을 통해 본딩되는 경우에도 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되지 않으므로 전기적 연결 및 물리적 본딩력이 열화되지 않는 장점이 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100) 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 패키지 몸체(110)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 패키지 몸체(110)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 몸체(113)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 실시 예에 의하면, 상기 몸체(113)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다.
예를 들어, 상기 몸체(113)는 PPA(PolyPhtalAmide) 수지, PCT(PolyCyclohexylenedimethylene Terephthalate) 수지, EMC(Epoxy Molding Compound) 수지, SMC(Silicone Molding Compound) 수지를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
다음으로 도 9를 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 다른 예를 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 9를 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명함에 있어 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명된 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명이 생략될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 배치된 수지층(115)을 포함할 수 있다. 상기 수지층(115)은 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322) 아래에 배치될 수 있다.
상기 수지층(115)은 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)을 보호할 수 있다. 상기 수지층(115)은 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)를 밀봉시킬 수 있다. 상기 수지층(115)은 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 상기 제1 및 제2 개구부(TH1. TH2) 하부로 확산되어 이동되는 것을 방지할 수 있다.
예로서, 상기 수지층(115)은 상기 몸체(113)와 유사한 물질을 포함할 수 있다. 상기 수지층(115)은 PPA(PolyPhtalAmide) 수지, PCT(PolyCyclohexylenedimethylene Terephthalate) 수지, EMC(Epoxy Molding Compound) 수지, SMC(Silicone Molding Compound) 수지를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
또한, 상기 수지층(115)은 에폭시(epoxy) 계열의 물질, 실리콘(silicone) 계열의 물질, 에폭시 계열의 물질과 실리콘 계열의 물질을 포함하는 하이브리드(hybrid) 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 이상에서 설명된 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 경우, 각 본딩부 아래에 하나의 개구부가 제공된 경우를 기준으로 설명되었다.
그러나, 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 각 본딩부 아래에 복수의 개구부가 제공될 수도 있다. 또한, 복수의 개구부는 서로 다른 폭을 갖는 개구부로 제공될 수도 있다.
또한, 실시 예에 따른 개구부의 형상은 다양한 형상으로 제공될 수도 있다.
예를 들어, 실시 예에 따른 개구부는 상부 영역으로부터 하부 영역까지 동일한 폭으로 제공될 수도 있다.
또한, 실시 예에 따른 개구부는 다단 구조의 형상으로 제공될 수도 있다. 예로서, 개구부는 2단 구조의 서로 다른 경사각을 갖는 형상으로 제공될 수도 있다. 또한, 개구부는 3단 이상의 서로 다른 경사각을 갖는 형상으로 제공될 수도 있다.
또한, 개구부는 상부 영역에서 하부 영역으로 가면서 폭이 변하는 형상으로 제공될 수도 있다. 예로서, 개구부는 상부 영역에서 하부 영역으로 가면서 곡률을 갖는 형상으로 제공될 수도 있다.
또한, 이상에서 설명된 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 패키지 몸체(110)는 상면이 평탄한 지지부재(113)만을 포함하고, 경사지게 배치된 반사부를 포함하지 않도록 제공될 수도 있다.
다른 표현으로서, 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 상기 패키지 몸체(110)는 캐비티(C)를 제공하는 구조로 제공될 수도 있다. 또한, 상기 패키지 몸체(110)는 캐비티(C)의 제공 없이 상면이 평탄한 구조로 제공될 수도 있다.
다음으로 도 10을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 10을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명함에 있어 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명된 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명이 생략될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 도 10에 도시된 바와 같이, 패키지 몸체(110), 발광소자(120)를 포함할 수 있다.
상기 패키지 몸체(110)는 몸체(113)와 반사부(117)를 포함할 수 있다. 상기 반사부(117)는 상기 몸체(113) 위에 배치될 수 있다. 상기 반사부(117)는 상기 몸체(113)의 상부 면 둘레에 배치될 수 있다. 상기 반사부(117)는 상기 몸체(113)의 상부 면 위에 캐비티(C)를 제공할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 패키지 몸체(110)는 캐비티(C)가 있는 구조로 제공될 수도 있으며, 캐비티(C) 없이 상면이 평탄한 구조로 제공될 수도 있다.
예로서, 상기 몸체(113)는 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide), PCT(Polychloro Tri phenyl), LCP(Liquid Crystal Polymer), PA9T(Polyamide9T), 실리콘, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC: Epoxy molding compound), 실리콘 몰딩 컴파운드(SMC), 세라믹, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3) 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나로 형성될 수 있다. 또한, 상기 몸체(113)는 TiO2와 SiO2와 같은 고굴절 필러를 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광소자(120)는 제1 본딩부(121), 제2 본딩부(122), 발광 구조물(123), 기판(124)을 포함할 수 있다.
상기 발광소자(120)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 기판(124) 아래에 배치된 상기 발광 구조물(123)을 포함할 수 있다. 상기 발광 구조물(123)과 상기 몸체(113) 사이에 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)가 배치될 수 있다.
상기 발광소자(120)는 상기 패키지 몸체(110) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 몸체(113) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 반사부(117)에 의해 제공되는 상기 캐비티(C) 내에 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)는 상기 발광 구조물(123)과 상기 몸체(113) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광 구조물(123)과 상기 몸체(113) 사이에 배치될 수 있다.
한편, 실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 반사층(137)과 제2 반사층(138)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 상기 발광 구조물(123)의 하면에 제공될 수 있다.
상기 제1 반사층(137)은 상기 발광 구조물(123)과 상기 제1 본딩부(121) 사이에 제공될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)의 일부 영역은 상기 제1 반사층(137)에 제공된 개구부 내에 배치될 수 있으며 상기 발광 구조물(123)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제2 반사층(138)은 상기 발광 구조물(123)과 상기 제2 본딩부(122) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)의 일부 영역은 상기 제2 반사층(138)에 제공된 개구부 내에 배치될 수 있으며 상기 발광 구조물(123)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 절연성 반사층으로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 DBR(Distributed Bragg Reflector)층으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)와의 사이에서 ODR(Omni Directional Reflector)층의 기능을 제공할 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 상기 발광 구조물(123)의 활성층에서 발광되는 빛을 반사시켜 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에서 광 흡수가 발생되는 것을 최소화하여 광도(Po)를 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 절연성 재료로 이루어지되, 상기 발광 구조물(123)의 활성층에서 방출된 빛의 반사를 위하여 반사율이 높은 재료, 예를 들면 DBR 구조를 이룰 수 있다.
상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 굴절률이 다른 물질이 서로 반복하여 배치된 DBR 구조를 이룰 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 TiO2, SiO2, Ta2O5, HfO2 중 적어도 하나 이상을 포함하는 단층 또는 적층 구조로 배치될 수 있다.
한편, 실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 개구부(TH1)와 제2 개구부(TH2)를 포함할 수 있다.
상기 패키지 몸체(110)는 상기 캐비티(C)의 바닥면에서 상기 패키지 몸체(110)의 하면을 관통하는 상기 제1 개구부(TH1)를 포함할 수 있다. 상기 패키지 몸체(110)는 상기 캐비티(C)의 바닥면에서 상기 패키지 몸체(110)의 하면을 관통하는 상기 제2 개구부(TH2)를 포함할 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(113)의 상면에서 하면으로 향하는 제1 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 중첩되어 제공될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)는 상기 몸체(113)에 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 몸체(113)를 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 몸체(113)의 상면과 하면을 제1 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122)와 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 몸체(113)의 상면에서 하면으로 향하는 제1 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122)와 중첩되어 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2)는 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(120)의 하부 면 아래에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역의 폭이 상기 제1 본딩부(121)의 폭에 비해 더 크게 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역의 폭이 상기 제2 본딩부(122)의 폭에 비해 더 크게 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 본딩부(121)의 하부 영역이 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역 내에 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)의 바닥면이 상기 몸체(113)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 본딩부(122)의 하부 영역이 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역 내에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)의 바닥면이 상기 몸체(113)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역의 폭이 상기 제1 개구부(TH1)의 하부 영역의 폭에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역의 폭이 상기 제2 개구부(TH2)의 하부 영역의 폭에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 하부 영역에서 상부 영역으로 가면서 폭이 점차적으로 작아지는 경사진 형태로 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 하부 영역에서 상부 영역으로 가면서 폭이 점차적으로 작아지는 경사진 형태로 제공될 수 있다.
다만 이에 한정하지 않고, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)의 상부 영역과 하부 영역 사이의 경사면은 기울기가 서로 다른 복수의 경사면을 가질 수 있고, 상기 경사면은 곡률을 가지며 배치될 수 있다.
상기 몸체(113)의 하면 영역에서 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2) 사이의 폭은 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 몸체(113)의 하면 영역에서 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2) 사이의 폭은 예로서 100 마이크로 미터 내지 150 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 몸체(113)의 하면 영역에서 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2) 사이의 폭은, 실시 예에 따른 발광소자 패키지가 추후 회로기판, 서브 마운트 등에 실장되는 경우에, 패드 간의 전기적인 단락(short)이 발생되는 것을 방지하기 위하여 일정 거리 이상으로 제공되도록 선택될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는 제1 수지(130)를 포함할 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 몸체(113)와 상기 발광소자(120) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 몸체(113)의 상면과 상기 발광소자(120)의 하면 사이에 배치될 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 도 10에 도시된 바와 같이, 리세스(R)를 포함할 수 있다.
상기 리세스(R)는 상기 몸체(113)에 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2) 사이에 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 몸체(113)의 상면에서 하면 방향으로 오목하게 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 발광소자(120) 아래에 배치될 수 있다. 상기 리세스(R)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 방향에서 중첩되어 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 수지(130)는 상기 리세스(R)에 배치될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 본딩부(121)의 측면과 상기 제2 본딩부(122)의 측면에 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 접착 기능을 포함할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 이웃한 구성요소에 대해 접착력을 제공할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 접착제로 지칭될 수도 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 패키지 몸체(110) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 예로서 상기 몸체(113)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 둘레에 제공되어 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)의 상부 영역을 밀봉 시킬 수 있다.
예로서, 상기 제1 수지(130)는 에폭시(epoxy) 계열의 물질, 실리콘(silicone) 계열의 물질, 에폭시 계열의 물질과 실리콘 계열의 물질을 포함하는 하이브리드(hybrid) 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 예로서, 상기 제1 수지(130)가 반사 기능을 포함하는 경우 상기 제1 수지(130)는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 몸체(113)와 상기 발광소자(120) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있고, 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출되는 경우, 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113) 사이에서 광 확산 기능을 제공할 수 있다. 상기 발광소자(120)로부터 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출될 때 상기 제1 수지(130)는 광 확산 기능을 제공함으로써 상기 발광소자 패키지(100)의 광 추출 효율을 개선할 수 있다. 또한, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)에서 방출하는 광을 반사할 수 있다. 상기 제1 수지(130)가 반사 기능을 포함하는 경우, 상기 제1 수지(130)는 TiO2, SiO2 등을 포함하는 물질로 구성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 도전체(221)와 제2 도전체(222)를 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 제1 도전층(321)과 제2 도전층(322)을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전층(321)은 상기 제2 도전층(322)과 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 도전체(221)는 상기 제1 본딩부(121) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전체(221)는 상기 제1 본딩부(121)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 도전체(221)는 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제1 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다.
상기 제1 도전체(221)는 상기 제1 개구부(TH1)에 제공될 수 있다. 상기 제1 도전체(221)는 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제1 도전층(321) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전체(221)는 상기 제1 본딩부(121) 및 상기 제1 도전층(321)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 도전체(221)의 하면은 상기 제1 개구부(TH1)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제1 도전체(221)의 하면은 상기 제1 도전층(321)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다.
상기 제1 도전체(221)는 상기 제1 개구부(TH1) 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 도전체(221)는 상기 제1 본딩부(121)에서 상기 제1 개구부(TH1) 내부까지 연장되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 도전체(222)는 상기 제2 본딩부(122) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 도전체(222)는 상기 제2 본딩부(122)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 도전체(222)는 상기 제2 본딩부(122)와 상기 제1 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다.
상기 제2 도전체(222)는 상기 제2 개구부(TH2)에 제공될 수 있다. 상기 제2 도전체(222)는 상기 제2 본딩부(122)와 상기 제2 도전층(322) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 도전체(222)는 상기 제2 본딩부(122) 및 상기 제2 도전층(322)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제2 도전체(222)의 하면은 상기 제2 개구부(TH2)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제2 도전체(222)의 하면은 상기 제2 도전층(322)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다.
상기 제2 도전체(222)는 상기 제2 개구부(TH2) 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 도전체(222)는 상기 제2 본딩부(122)에서 상기 제2 개구부(TH2) 내부까지 연장되어 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 도전체(221)의 하면 및 측면에 상기 제1 도전층(321)이 배치될 수 있다. 상기 제1 도전층(321)은 상기 제1 도전체(221)의 하면 및 측면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 제1 도전층(321)의 하면은 하부에서 상부 방향으로 오목한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제1 도전층(321)은 상기 제1 개구부(TH1)에 제공될 수 있다. 상기 제1 도전층(321)은 상기 제1 본딩부(121) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전층(321)의 폭은 상기 제1 본딩부(121)의 폭에 비해 더 크게 제공될 수 있다.
이와 같이 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 상기 제1 도전체(221)에 의하여 상기 제1 도전층(321)과 상기 제1 본딩부(121) 간에 전기적 결합이 더 안정적으로 제공될 수 있다.
또한, 실시 예에 의하면, 상기 제2 도전체(222)의 하면 및 측면에 상기 제2 도전층(322)이 배치될 수 있다. 상기 제2 도전층(322)은 상기 제2 도전체(222)의 하면 및 측면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 제2 도전층(322)의 하면은 하부에서 상부 방향으로 오목한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제2 도전층(322)은 상기 제2 개구부(TH2)에 제공될 수 있다. 상기 제2 도전층(322)은 상기 제2 본딩부(122) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 도전층(322)의 폭은 상기 제2 본딩부(122)의 폭에 비해 더 크게 제공될 수 있다.
이와 같이 실시 예에 따른 발광소자 패키지(200)에 의하면, 상기 제2 도전체(222)에 의하여 상기 제2 도전층(322)과 상기 제2 본딩부(122) 간에 전기적 결합이 더 안정적으로 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전체(221, 222)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 각각 별도의 본딩 물질을 통하여 안정적으로 본딩될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 도전체(221, 222)의 측면 및 하면이 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)에 각각 접촉될 수 있다. 따라서, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 하면에 각각 직접적으로 접촉되는 경우에 비하여, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 상기 제1 및 제2 도전체(221, 222)와 각각 접촉되는 면적이 더 커질 수 있게 된다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 도전체(221, 222)를 통하여 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)으로부터 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 전원이 각각 안정적으로 공급될 수 있게 된다.
상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)은 Ag, Au, Pt, Sn, Cu 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정하지 않고, 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)으로 전도성 기능을 확보할 수 있는 물질이 사용될 수 있다.
예로서, 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)은 도전성 페이스트를 이용하여 형성될 수 있다. 상기 도전성 페이스트는 솔더 페이스트(solder paste), 실버 페이스트(silver paste) 등을 포함할 수 있고, 서로 다른 물질로 구성되는 다층 또는 합금으로 구성된 다층 또는 단층으로 구성될 수 있다. 예로서, 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)은 SAC(Sn-Ag-Cu) 물질을 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제 2 도전층(321, 322)이 형성되는 과정 또는 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 제공된 후 열처리 과정에서, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 상기 제1 및 제2 도전체(221, 222) 사이에 합금층이 형성될 수 있다. 예로서, 상기 합금층은 금속간 화합물(IMC; intermetallic compound)층으로 형성될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)을 이루는 물질과 상기 제1 및 제2 도전체(221, 222)를 이루는 물질 간의 결합에 의해 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 도전층(321)과 상기 제1 도전체(221)가 물리적으로 또한 전기적으로 더 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 제1 도전층(321), 합금층, 상기 제1 도전체(221)가 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다.
또한, 상기 제2 도전층(322)과 상기 제2 도전체(222)가 물리적으로 또한 전기적으로 더 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 제2 도전층(322), 합금층, 상기 제2 도전체(222)가 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다.
예로서, 상기 합금층은 AgSn, CuSn, AuSn 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속간 화합물층을 포함할 수 있다. 상기 금속간 화합물층은 제1 물질과 제2 물질의 결합으로 형성될 수 있으며, 제1 물질은 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)으로부터 제공될 수 있고, 제2 물질은 상기 제1 및 제2 도전체(221, 222)로부터 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 금속간 화합물층은 수 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 금속간 화합물층은 1 마이크로 미터 내지 3 마이크로 미터의 두께로 형성될 수 있다.
이상에서 설명된 금속간 화합물층은 일반적인 본딩 물질에 비해 더 높은 용융점을 가질 수 있다. 또한, 상기 금속한 화합물층이 형성되는 열처리 공정은 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 낮은 온도에서 수행될 수 있다.
따라서, 실시 예에 따른 발광소자 패키지는 메인 기판 등에 리플로우(reflow) 공정을 통해 본딩되는 경우에도 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되지 않으므로 전기적 연결 및 물리적 본딩력이 열화되지 않는 장점이 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 패키지 몸체(110)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 패키지 몸체(110)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 몸체(113)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 실시 예에 의하면, 상기 몸체(113)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다.
예를 들어, 상기 몸체(113)는 PPA(PolyPhtalAmide) 수지, PCT(PolyCyclohexylenedimethylene Terephthalate) 수지, EMC(Epoxy Molding Compound) 수지, SMC(Silicone Molding Compound) 수지를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 수지(135)를 포함할 수 있다.
상기 제2 수지(135)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 제공될 수 있다. 상기 제2 수지(135)는 상기 제1 및 제2 도전체(221, 222) 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(135)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 아래에 배치될 수 있다.
상기 제2 수지(135)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)의 상부 영역에 배치되어 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 주변으로 확산되어 이동되는 것을 방지할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 수지(130)뿐만 아니라 상기 제2 수지(135)가 추가로 제공됨에 따라, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 주변으로 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 확산되는 것을 확실하게 방지할 수 있게 된다.
이에 따라, 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 상기 발광소자(120) 주변으로 확산되는 것이 방지될 수 있으므로, 상기 발광소자(120)가 열화되거나 전기적으로 단락되는 것이 방지될 수 있게 된다.
상기 제2 수지(135)는 에폭시(epoxy) 계열의 물질, 실리콘(silicone) 계열의 물질, 에폭시 계열의 물질과 실리콘 계열의 물질을 포함하는 하이브리드(hybrid) 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 예로서, 상기 제2 수지(135)가 반사 기능을 포함하는 경우 상기 제2 수지(135)는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 도 10에 도시된 바와 같이, 제3 수지(140)를 포함할 수 있다.
상기 제3 수지(140)는 상기 발광소자(120) 위에 제공될 수 있다. 상기 제3 수지(140)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 위에 배치될 수 있다. 상기 제3 수지(140)는 상기 패키지 몸체(110)에 의하여 제공된 캐비티(C)에 배치될 수 있다.
상기 제3 수지(140)는 절연물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제3 수지(140)는 상기 발광소자(120)로부터 방출되는 빛을 입사 받고, 파장 변환된 빛을 제공하는 파장변환 수단을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제3 수지(140)는 형광체, 양자점 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 할 수 있다.
한편, 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 상기 리세스(R)에 제공된 상기 제1 수지(130)가, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 발광소자(120)의 하부면과 상기 패키지 몸체(110)의 상부면 사이에 제공될 수 있다. 상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 둘레에 제공될 수 있다. 또한, 상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 둘레에 제공될 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)를 상기 패키지 몸체(110)에 안정적으로 고정시키는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 측면에 접촉되어 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)의 주위를 밀봉시킬 수 있다.
상기 제1 수지(130) 및 상기 제2 수지(135)는 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)이 상기 제1 개구부(TH1) 영역과 상기 제2 개구부(TH2) 영역을 벗어나 상기 발광소자(120) 외측면 방향으로 확산되어 이동되는 것을 방지할 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)이 상기 발광소자(120)의 외측면 방향으로 확산되어 이동할 경우 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)이 상기 발광소자(120)의 활성층과 접할 수 있어 단락에 의한 불량을 유발할 수 있다. 따라서, 상기 제1 수지(130) 및 상기 제2 수지(135)가 배치되는 경우 상기 제1 및 제2 도전층(321,322)과 활성층에 의한 단락을 방지할 수 있어 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 수지(130) 및 상기 제2 수지(135)는 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)이 상기 제1 개구부(TH1) 영역과 상기 제2 개구부(TH2) 영역을 벗어나 상기 발광소자(120)의 하부면 아래에서 상기 리세스(R) 방향으로 확산되어 이동되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 도전층(321)과 상기 제2 도전층(322)이 상기 발광소자(120) 아래에서 전기적으로 단락되는 것을 방지할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 상기 제1 개구부(TH1) 영역을 통해 상기 제1 본딩부(121)에 전원이 연결되고, 상기 제2 개구부(TH2) 영역을 통해 상기 제2 본딩부(122)에 전원이 연결될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 본딩부(121) 및 상기 제2 본딩부(122)를 통하여 공급되는 구동 전원에 의하여 상기 발광소자(120)가 구동될 수 있게 된다. 그리고, 상기 발광소자(120)에서 발광된 빛은 상기 패키지 몸체(110)의 상부 방향으로 제공될 수 있게 된다.
한편, 이상에서 설명된 실시 예에 따른 발광소자 패키지는 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장되어 공급될 수도 있다.
그런데, 종래 발광소자 패키지가 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장됨에 있어 리플로우(reflow) 등의 고온 공정이 적용될 수 있다. 이때, 리플로우 공정에서, 발광소자 패키지에 제공된 리드 프레임과 발광소자 간의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되어 전기적 연결 및 물리적 결합의 안정성이 약화될 수 있게 된다.
그러나, 실시 예에 따른 발광소자 패키지 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 실시 예에 따른 발광소자의 본딩부는 개구부에 배치된 도전층을 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 개구부에 배치된 도전층의 용융점 및 금속간 화합물층의 용융점이 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 높은 값을 갖도록 선택될 수 있다.
따라서, 실시 예에 따른 발광소자 소자 패키지는 메인 기판 등에 리플로우(reflow) 공정을 통해 본딩되는 경우에도 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되지 않으므로 전기적 연결 및 물리적 본딩력이 열화되지 않는 장점이 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 패키지 몸체(110)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 패키지 몸체(110)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 몸체(113)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 실시 예에 의하면, 상기 몸체(113)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다.
예를 들어, 상기 몸체(113)는 PPA(PolyPhtalAmide) 수지, PCT(PolyCyclohexylenedimethylene Terephthalate) 수지, EMC(Epoxy Molding Compound) 수지, SMC(Silicone Molding Compound) 수지를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
또한, 실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 면적의 합은 상기 기판(124)의 상면 면적을 기준으로 10% 이하로 제공될 수 있다. 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 발광소자로부터 방출되는 발광 면적을 확보하여 광추출 효율을 높이기 위해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 면적의 합은 상기 기판(124)의 상면 면적을 기준으로 10% 이하로 설정될 수 있다.
또한, 실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 면적의 합은 상기 기판(124)의 상면 면적을 기준으로 0.7% 이상으로 제공될 수 있다. 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 실장되는 발광소자에 안정적인 본딩력을 제공하기 위해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 면적의 합은 상기 기판(124)의 상면 면적을 기준으로 0.7% 이상으로 설정될 수 있다.
이와 같이, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 면적이 작게 제공됨에 따라, 상기 발광소자(120)의 하면으로 투과되는 빛의 양이 증대될 수 있다. 또한, 상기 발광소자(120) 아래에는 반사특성이 좋은 상기 제1 수지(130)가 제공될 수 있다. 따라서, 상기 발광소자(120)의 하부 방향으로 방출된 빛은 상기 제1 수지(130)에서 반사되어 발광소자 패키지의 상부 방향으로 효과적으로 방출되고 광추출효율이 향상될 수 있게 된다.
다음으로 도 11을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 설명하기로 한다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 11을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명함에 있어 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명된 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명이 생략될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 도 11에 도시된 바와 같이, 도 10을 참조하여 설명된 발광소자 패키지에 대비하여 금속층(430)을 더 포함할 수 있다.
상기 금속층(430)은 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 제공될 수 있다. 상기 금속층(430)은 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322) 아래에 배치될 수 있다. 상기 금속층(430)은 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)의 하면에 제공된 오목부에 배치될 수 있다.
또한, 실시 예에 의하면, 상기 금속층(430)은 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)과 인접한 상기 패키지 몸체(110)의 하면에도 제공될 수 있다.
상기 금속층(430)은 상기 패키지 몸체(110)와 접착력이 좋은 물성을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 금속층(430)은 상기 제1 및 제2 도전층(321, 322)과 접착력이 좋은 물성을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
예로서, 추후 실시 예에 따른 발광소자 패키지가 회로 기판 등에 실장되는 경우, 회로 기판에 제공된 패드부와 상기 금속층(430) 간에 본딩 및 전기적인 연결이 수행될 수 있다.
한편, 이상에서 설명된 발광소자 패키지에는 예로서 플립칩 발광소자가 제공될 수 있다.
예로서, 플립칩 발광소자는 6면 방향으로 빛이 방출되는 투과형 플립칩 발광소자로 제공될 수 있으며, 5면 방향으로 빛이 방출되는 반사형 플립칩 발광소자로 제공될 수도 있다.
상기 5면 방향으로 빛이 방출되는 반사형 플립칩 발광소자는 상기 패키지 패키지 몸체(110)에 가까운 방향으로 반사층이 배치된 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 반사형 플립칩 발광소자는 제1 및 제2 본딩부와 발광구조물 사이에 절연성 반사층(예를 들어 Distributed Bragg Reflector, Omni Directional Reflector 등) 및/또는 전도성 반사층(예를 들어 Ag, Al, Ni, Au 등)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 6면 방향으로 빛이 방출되는 플립칩 발광소자는 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극, 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극을 가지며, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서 빛이 방출되는 일반적인 수평형 발광소자로 제공될 수 있다.
또한, 상기 6면 방향으로 빛이 방출되는 플립칩 발광소자는, 상기 제1 및 제2 본딩부 사이에 반사층이 배치된 반사 영역과 빛이 방출되는 투과 영역을 모두 포함하는 투과형 플립칩 발광소자로 제공될 수 있다.
여기서, 투과형 플립칩 발광소자는 상부면, 4개의 측면, 하부면의 6면으로 빛이 방출되는 소자를 의미한다. 또한, 반사형 플립칩 발광소자는 상부면, 4개의 측면의 5면으로 빛이 방출되는 소자를 의미한다.
그러면, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 플립칩 발광소자의 예를 설명하기로 한다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 발광소자의 전극 배치를 설명하는 평면도이고, 도 13은 도 12에 도시된 발광소자의 F-F 선에 따른 단면도이다.
한편, 이해를 돕기 위해, 도 12를 도시함에 있어, 제1 전극(127)과 제2 전극(128)의 상대적인 배치 관계 만을 개념적으로 도시하였다. 상기 제1 전극(127)은 제1 본딩부(121)와 제1 가지전극(125)을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극(128)은 제2 본딩부(122)와 제2 가지전극(126)을 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 기판(124) 위에 배치된 발광 구조물(123)을 포함할 수 있다.
상기 기판(124)은 사파이어 기판(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge을 포함하는 그룹 중에서 선택될 수 있다. 예로서, 상기 기판(124)은 상부 면에 요철 패턴이 형성된 PSS(Patterned Sapphire Substrate)로 제공될 수 있다.
상기 발광 구조물(123)은 제1 도전형 반도체층(123a), 활성층(123b), 제2 도전형 반도체층(123c)을 포함할 수 있다. 상기 활성층(123b)은 상기 제1 도전형 반도체층(123a)과 상기 제2 도전형 반도체층(123c) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제1 도전형 반도체층(123a) 위에 상기 활성층(123b)이 배치되고, 상기 활성층(123b) 위에 상기 제2 도전형 반도체층(123c)이 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 도전형 반도체층(123a)은 n형 반도체층으로 제공되고, 상기 제2 도전형 반도체층(123c)은 p형 반도체층으로 제공될 수 있다. 물론, 다른 실시 예에 의하면, 상기 제1 도전형 반도체층(123a)이 p형 반도체층으로 제공되고, 상기 제2 도전형 반도체층(123c)이 n형 반도체층으로 제공될 수도 있다.
실시 예에 따른 발광소자는, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 전극(127)과 제2 전극(128)을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(127)은 제1 본딩부(121)와 제1 가지전극(125)을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극(127)은 상기 제2 도전형 반도체층(123c)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 가지전극(125)은 상기 제1 본딩부(121)로부터 분기되어 배치될 수 있다. 상기 제1 가지전극(125)은 상기 제1 본딩부(121)로부터 분기된 복수의 가지전극을 포함할 수 있다.
상기 제2 전극(128)은 제2 본딩부(122)와 제2 가지전극(126)을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극(128)은 상기 제1 도전형 반도체층(123a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 가지전극(126)은 상기 제2 본딩부(122)로부터 분기되어 배치될 수 있다. 상기 제2 가지전극(126)은 상기 제2 본딩부(122)로부터 분기된 복수의 가지전극을 포함할 수 있다.
상기 제1 가지전극(125)와 상기 제2 가지전극(126)은 핑거(finger) 형상으로 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 상기 제1 가지전극(125)과 상기 제2 가지전극(126)에 의하여 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)를 통하여 공급되는 전원이 상기 발광 구조물(123) 전체로 확산되어 제공될 수 있게 된다.
상기 제1 전극(127)과 상기 제2 전극(128)은 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(127)과 상기 제2 전극(128)은 오믹 전극일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(127)과 상기 제2 전극(128)은 ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나 또는 이들 중 2개 이상의 물질의 합금일 수 있다.
한편, 실시 예에 따른 발광소자는, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 반사층(137)과 제2 반사층(138)을 포함할 수 있다.
상기 제1 반사층(137)은 상기 발광 구조물(123)과 상기 제1 본딩부(121) 사이에 제공될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)의 일부 영역은 상기 제1 반사층(137)에 제공된 개구부 내에 배치될 수 있으며 상기 발광 구조물(123)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제2 반사층(138)은 상기 발광 구조물(123)과 상기 제2 본딩부(122) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)의 일부 영역은 상기 제2 반사층(138)에 제공된 개구부 내에 배치될 수 있으며 상기 발광 구조물(123)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 절연성 반사층으로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 DBR(Distributed Bragg Reflector)층으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)와의 사이에서 ODR(Omni Directional Reflector)층의 기능을 제공할 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 상기 발광 구조물(123)의 상기 활성층(123b)에서 발광되는 빛을 반사시켜 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에서 광 흡수가 발생되는 것을 최소화하여 광도(Po)를 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 절연성 재료로 이루어지되, 상기 발광 구조물(123)의 상기 활성층(123b)에서 방출된 빛의 반사를 위하여 반사율이 높은 재료, 예를 들면 DBR 구조를 이룰 수 있다.
상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 굴절률이 다른 물질이 서로 반복하여 배치된 DBR 구조를 이룰 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 반사층(137, 138)은 TiO2, SiO2, Ta2O5, HfO2 중 적어도 하나 이상을 포함하는 단층 또는 적층 구조로 배치될 수 있다.
한편, 상기 발광 구조물(123)에 보호층이 더 제공될 수도 있다. 상기 보호층은 상기 발광 구조물(123)의 상면에 제공될 수 있다. 또한, 상기 보호층은 상기 발광 구조물(123)의 측면에 제공될 수도 있다. 상기 보호층은 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)가 노출되도록 제공될 수 있다. 또한, 상기 보호층은 상기 기판(124)의 둘레 및 하면에도 선택적으로 제공될 수 있다.
예로서, 상기 보호층은 절연물질로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층은 SixOy, SiOxNy, SixNy, AlxOy 를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는, 상기 활성층(123b)에서 생성된 빛이 발광소자의 6면 방향으로 발광될 수 있다. 상기 활성층(123b)에서 생성된 빛이 발광소자의 상면, 하면, 4개의 측면을 통하여 6면 방향으로 방출될 수 있다.
참고로, 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명된 발광소자의 상하 배치 방향과 도 12 및 도 13에 도시된 발광소자의 상하 배치 방향은 서로 반대로 도시되어 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 면적의 합은 상기 기판(124)의 상면 면적을 기준으로 10% 이하로 제공될 수 있다. 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 발광소자로부터 방출되는 발광 면적을 확보하여 광추출 효율을 높이기 위해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 면적의 합은 상기 기판(124)의 상면 면적을 기준으로 10% 이하로 설정될 수 있다.
또한, 실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 면적의 합은 상기 기판(124)의 상면 면적을 기준으로 0.7% 이상으로 제공될 수 있다. 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 실장되는 발광소자에 안정적인 본딩력을 제공하기 위해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 면적의 합은 상기 기판(124)의 상면 면적을 기준으로 0.7% 이상으로 설정될 수 있다.
예로서, 상기 제1 본딩부(121)의 상기 발광소자의 장축 방향에 따른 폭은 수십 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)의 폭은 예로서 70 마이크로 미터 내지 90 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1 본딩부(121)의 면적은 수천 제곱 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
또한, 상기 제2 본딩부(122)의 상기 발광소자의 장축 방향에 따른 폭은 수십 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)의 폭은 예로서 70 마이크로 미터 내지 90 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 본딩부(122)의 면적은 수천 제곱 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
이와 같이, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 면적이 작게 제공됨에 따라, 상기 발광소자(120)의 하면으로 투과되는 빛의 양이 증대될 수 있다.
한편, 이상에서 설명된 실시 예에 따른 발광소자 패키지는 광원 장치에 적용될 수 있다. 또한, 광원 장치는 산업 분야에 따라 표시 장치, 조명 장치, 헤드 램프 등을 포함할 수 있다.
광원 장치의 예로, 표시 장치는 바텀 커버와, 바텀 커버 위에 배치되는 반사판과, 광을 방출하며 발광 소자를 포함하는 발광 모듈과, 반사판의 전방에 배치되며 발광 모듈에서 발산되는 빛을 전방으로 안내하는 도광판과, 도광판의 전방에 배치되는 프리즘 시트들을 포함하는 광학 시트와, 광학 시트 전방에 배치되는 디스플레이 패널과, 디스플레이 패널과 연결되고 디스플레이 패널에 화상 신호를 공급하는 화상 신호 출력 회로와, 디스플레이 패널의 전방에 배치되는 컬러 필터를 포함할 수 있다. 여기서 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판, 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다. 또한, 표시 장치는 컬러 필터를 포함하지 않고, 적색(Red), 녹색(Gren), 청색(Blue) 광을 방출하는 발광 소자가 각각 배치되는 구조를 이룰 수도 있다.
광원 장치의 또 다른 예로, 헤드 램프는 기판 상에 배치되는 발광소자 패키지를 포함하는 발광 모듈, 발광 모듈로부터 조사되는 빛을 일정 방향, 예컨대, 전방으로 반사시키는 리플렉터(reflector), 리플렉터에 의하여 반사되는 빛을 전방으로 굴절시키는 렌즈, 및 리플렉터에 의하여 반사되어 렌즈로 향하는 빛의 일부분을 차단 또는 반사하여 설계자가 원하는 배광 패턴을 이루도록 하는 쉐이드(shade)를 포함할 수 있다.
광원 장치의 다른 예인 조명 장치는 커버, 광원 모듈, 방열체, 전원 제공부, 내부 케이스, 소켓을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 광원 장치는 부재와 홀더 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시 예를 한정하는 것이 아니며, 실시 예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 특허청구범위에서 설정하는 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 패키지 몸체 111 제1 프레임
111a 제1 금속층 111b 제1 합금층
112 제2 프레임 112a 제2 금속층
112b 제2 합금층 113 몸체
115 수지층 120 발광소자
121 제1 본딩부 122 제2 본딩부
123 발광 구조물 130 제1 수지
135 제2 수지 137 제1 반사층
138 제2 반사층 140 제3 수지
221 제1 도전체 222 제2 도전체
321 제1 도전층 322 제2 도전층
R 리세스 R11 제1 하부 리세스
R12 제2 하부 리세스 TH1 제1 개구부
TH2 제2 개구부

Claims (10)

  1. 상면과 하면을 관통하는 제1 개구부를 포함하는 제1 프레임 및 상기 제1 프레임과 이격되고 제2 개구부를 포함하는 제2 프레임;
    상기 제1 및 제2 개구부 내에 각각 배치되는 제1 및 제2 도전층;
    상기 제1 및 제2 프레임 사이에 배치된 몸체;
    상기 몸체 상에 배치되는 제1 수지; 및
    상기 제1 수지 상에 배치되는 발광소자; 를 포함하고,
    상기 발광소자는 발광 구조물, 상기 발광 구조물 아래에 배치되고 상기 제1 프레임과 전기적으로 연결되는 제1 본딩부, 및 상기 발광 구조물 아래에 배치되고 상기 제1 본딩부와 이격되어 상기 제2 프레임과 전기적으로 연결되는 제2 본딩부를 포함하고,
    상기 발광소자는, 상기 발광 구조물과 상기 제1 본딩부 사이에 배치된 제1 반사층과 상기 발광 구조물과 상기 제2 본딩부 사이에 배치된 제2 반사층을 더 포함하는 발광소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 반사층은 개구부를 포함하고, 상기 제1 본딩부의 일부 영역이 상기 개구부에 배치되어 상기 발광 구조물과 전기적으로 연결된 발광소자 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 반사층은 DBR층으로 제공된 발광소자 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 개구부 내에 제공되고, 상기 제1 및 제2 도전층과 상기 제1 및 제2 본딩부 사이에 배치된 제2 수지를 포함하는 발광소자 패키지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 도전층과 상기 제1 및 제2 본딩부 사이에 배치된 제1 및 제2 도전체를 더 포함하고,
    상기 제2 수지는 상기 제1 및 제2 도전체 둘레에 배치된 발광소자 패키지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도전층과 상기 제1 프레임 사이에 배치된 제1 합금층을 포함하는 발광소자 패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 몸체는 상기 몸체의 상면에서 하면을 향하는 방향으로 오목한 리세스를 포함하는 발광소자 패키지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 수지는 상기 리세스에 제공된 발광소자 패키지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 프레임은 하면에서 상면을 향하는 방향으로 오목한 하부 리세스를 포함하는 발광소자 패키지.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 하부 리세스 내에 배치된 수지층을 더 포함하는 발광소자 패키지.
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