KR20190031946A - Semiconductor device package - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체소자패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor device package.
GaN, AlGaN, InGaN, InAlGaN, GaAs, AlGaAs, InGaAs, GaP, AlGaInP, InP 등의 화합물을 포함하는 반도체 소자는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점이 있기 때문에 발광소자, 수광소자 및 각종 다이오드 등으로 다양하게 사용되고 있다. Semiconductor devices including compounds such as GaN, AlGaN, InGaN, InAlGaN, GaAs, AlGaAs, InGaAs, GaP, AlGaInP and InP have many merits such as wide and easy bandgap energy, And various diodes.
특히 반도체의 3-5족 또는 2-6족 등의 화합물 반도체 물질을 이용한 발광다이오드(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 조절함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안정성, 환경 친화성의 장점을 가진다.Particularly, light emitting devices such as light emitting diodes and laser diodes using compound semiconductor materials such as Group 3-5 or 2-6 of semiconductors have been developed with thin film growth technology and device materials, , Blue, and ultraviolet rays. By using fluorescent materials or controlling the color, it is possible to realize white light with high efficiency. Also, it has lower power consumption, semi-permanent life time, quick response Speed, stability, and environmental friendliness.
뿐만 아니라, 광 검출기나 태양 전지와 같은 수광 소자도 반도체의 3-5족 또는 2-6족 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 흡수하여 감마선부터 라디오 파장 영역까지 다양한 파장 영역의 빛을 이용할 수 있다. 또한 빠른 응답속도, 안정성, 환경친화성 및 소자 재료의 용이한 조절의 장점을 가지므로 전력 제어 또는 초고조파 회로나 통신용 모듈에서 용이하게 이용할 수 있다.In addition, when a light-receiving element such as a photodetector or a solar cell is manufactured using a semiconductor material of Group 3-5 or Group 2-6 compound semiconductor, development of a device material absorbs light of various wavelength regions to generate a photocurrent Thereby absorbing light of various wavelength ranges from the gamma ray to the radio wave range, and thus can use light of various wavelength ranges from the gamma ray to the radio wave range. It also has the advantages of fast response speed, stability, environmental friendliness and easy control of device materials, so it can be easily used in power control or ultra-harmonic circuits or communication modules.
따라서, 반도체 소자는 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold cathcode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등 및 Gas 나 화재를 감지하는 센서, 의료용 기기 등 응용이 확대되고 있다. 또한, 반도체소자는 고주파 응용회로나 기타 전력제어장치, 통신용 모듈에까지 응용이 확대될 수 있다.Accordingly, the semiconductor device can be replaced with a transmission module of an optical communication means, a light emitting diode backlight replacing a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) constituting a backlight of an LCD (Liquid Crystal Display) display device, White light emitting diode (LED) lighting devices, automotive headlights and traffic lights, sensors for detecting gas and fire, and medical devices. In addition, semiconductor devices can be applied to high frequency application circuits, other power control devices, and communication modules.
최근에는 반도체소자의 광속, 광추출효율 등을 개선하기 위한 반도체소자 패키지의 구조에 대한 다양한 개발이 이루어지고 있다.In recent years, various developments have been made on the structure of a semiconductor device package for improving the luminous flux and the light extraction efficiency of semiconductor devices.
본 발명은 광변환효율을 향상시킬 수 있는 반도체소자패키지를 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide a semiconductor device package capable of improving light conversion efficiency.
본 발명은 공정효율을 향상시키고, 제조 단가를 감소시키는 반도체소자패키지를 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide a semiconductor device package that improves process efficiency and reduces manufacturing cost.
본 발명에 따른 반도체소자패키지는 캐비티를 포함하는 몸체; 상기 캐비티 내에 배치되는 반도체 소자; 상기 반도체 소자를 감싸며 배치되는 투광부재; 및 상기 투광부재 상에 배치되는 파장변환층;을 포함하고, 상기 몸체는 경사면을 포함하고,상기 파장변환층은 반도체 소자 상에 배치되는 제1파장변환층, 상기 반도체소자 측면과 상기 몸체의 경사면 사이에 배치되는 제2 파장변환층을 포함하고, 상기 제2 파장변환층의 두께는 상기 제1 파장변환층의 두께보다 클 수 있다.A semiconductor device package according to the present invention comprises: a body including a cavity; A semiconductor element disposed in the cavity; A translucent member disposed around the semiconductor element; And a wavelength conversion layer disposed on the translucent member, wherein the body includes an inclined surface, the wavelength conversion layer includes a first wavelength conversion layer disposed on a semiconductor element, a first wavelength conversion layer disposed on a side of the semiconductor element, And a thickness of the second wavelength conversion layer may be greater than a thickness of the first wavelength conversion layer.
상기 제1파장변환층 두께 대비 제2파장변환층의 두께는 1:2 이상 내지 1:4 이하일 수 있다.The thickness of the second wavelength conversion layer may be 1: 2 or more to 1: 4 or less with respect to the first wavelength conversion layer thickness.
상기 제1파장변환층은 상기 반도체소자의 수평방향의 폭과 같은 수평방향의 폭을 가질 수 있다.The first wavelength conversion layer may have a horizontal width equal to the horizontal width of the semiconductor element.
상기 파장변환층은 상기 제1파장변환층 및 제2파장변환층의 경계에서 하나 이상의 곡률부를 포함할 수 있다.The wavelength conversion layer may include at least one curvature portion at a boundary between the first wavelength conversion layer and the second wavelength conversion layer.
상기 파장변환층은 상기 제1파장변환층 및 제2파장변환층의 경계에서 단차부를 포함할 수 있다.The wavelength conversion layer may include a step at a boundary between the first wavelength conversion layer and the second wavelength conversion layer.
상기 파장변환층은 파장변환물질을 포함하고, 상기 파장변환층 상부의 파장변환물질의 밀도는 상기 파장변환층 하부의 파장변환물질의 밀도보다 클 수 있다.The wavelength conversion layer may include a wavelength conversion material, and the density of the wavelength conversion material on the wavelength conversion layer may be greater than the density of the wavelength conversion material below the wavelength conversion layer.
상기 투광부재는 제1파장변환층이 배치되는 제1영역 및 제2파장변환층이 배치되는 제2영역을 포함할 수 있다.The translucent member may include a first region in which the first wavelength conversion layer is disposed and a second region in which the second wavelength conversion layer is disposed.
상기 투광부재는 제1영역 및 제2영역의 경계에서 하나 이상의 곡률부를 포함할 수 있다.The translucent member may include at least one curvature portion at a boundary between the first region and the second region.
상기 투광부재는 제1영역 및 제2영역의 경계에서 단차부를 포함할 수 있다.The translucent member may include a stepped portion at a boundary between the first region and the second region.
본 발명을 통해 광 변환 효율 및 광속을 향상시킬 수 있다.The light conversion efficiency and the light flux can be improved through the present invention.
또한, 본 발명을 통해 파장변환물질의 집적도를 증가시킬 수 있다.Also, the degree of integration of the wavelength converting material can be increased through the present invention.
또한, 본 발명을 통해 공정 효율을 개선시키고, 제조 단가를 줄일 수 있다.Further, the present invention can improve the process efficiency and reduce the manufacturing cost.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It should be understood, however, that the effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art to which the present invention belongs It will be possible.
도 1은 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 사시도이다.
도 2는 도 1에 대해 A-A' 방향으로 자른 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 단면을 도시한 것이다.
도 3은 기존의 반도체소자패키지와 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 색좌표를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 반도체소자패키지의 형광체함량 대비 광속을 나타낸 그래프이다.
도 5는 도 1에 대해 A-A'방향으로 자른 단차부를 포함하는 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 단면을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 반도체소자패키지의 단면 x-ray이다.
도 7은 비교대상인 반도체소자패키지와 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 상면을 찍은 사진이다.
도 8은 본 발명에 따른 반도체소자의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a perspective view of a semiconductor device package according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor device package according to the present invention taken along the line AA 'in FIG.
Fig. 3 shows the color coordinates of a conventional semiconductor device package and a semiconductor device package according to the present invention.
4 is a graph showing luminous flux versus phosphor content of the semiconductor device package of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a semiconductor device package according to the present invention including a step portion cut in a direction A-A 'in FIG.
6 is a cross-sectional x-ray of the semiconductor device package of the present invention.
7 is a photograph of a semiconductor device package to be compared and a top view of the semiconductor device package according to the present invention.
8 is a view for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
본 발명의 전술한 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 이하의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The above-described objects, technical features and effect of the present invention will be more clearly understood from the following detailed description.
본 발명의 설명에 있어서, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성요소들이 제1, 제2등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.In the description of the present invention, terms such as first, second, etc. used below are merely reference numerals for distinguishing the same or corresponding components, and the same or corresponding components are used in the terms of first, But is not limited thereto.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.The singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. The word "comprise" or "having" is used herein to mean that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part, or a combination thereof is described in the specification, A step, an operation, an element, a part, or a combination thereof.
이하 사용되는 "포함한다(Comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.As used hereinafter, the terms " comprising "and / or" comprising "are used interchangeably with a component, step, operation and / Do not exclude the addition.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체소자패키지에 대해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a semiconductor device package according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 반도체소자 패키지의 사시도이고, 도 2는 도 1를 A-A'방향으로 자른 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 단면을 도시한 것이다.FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor device package according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor device package according to the present invention taken along line A-A 'in FIG.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 반도체소자패키지는 몸체(10), 반도체소자(20), 투광부재(30) 및 파장변환층(40)을 포함한다.1 to 2, a semiconductor device package according to the present invention includes a
상기 반도체소자(20)는 플립칩(flip chip) 발광소자일 수 있다.The
상기 플립칩 발광소자는 6면 방향으로 빛이 방출되는 투과형 플립칩 발광소자 일 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.The flip chip light emitting device may be a transmissive flip chip light emitting device that emits light in six directions, but the present invention is not limited thereto.
몸체(10)는 반도체소자(20)의 측면광을 반사하며, 반사된 광은 다시 반도체소자(20)로 유입되거나 파장변환층(40)의 일면으로 출사될 수 있다.The
상기 몸체(10)는 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지 및 아크릴 수지 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.The
상기 몸체(10)는 반사물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어 상기 반사물질은 TiO2 또는 SiO2일 수 있다.The
상기 몸체(10)는 캐비티(cavity)를 포함할 수 있고, 상기 캐비티(cavity) 내에 상기 반도체소자(20)가 배치될 수 있다.The
상기 몸체(10)는 상기 반도체소자(20)의 측면과 가까운 제1측면, 상기 제1측면과 마주보는 제2측면을 포함할 수 있다. 상기 제1측면 또는 상기 제2측면은 상기 몸체(10)의 일면에 대하여 경사면을 가질 수 있고, 투광부재(30)는 상기 제1측면과 상기 반도체소자(20)의 측면 사이에 배치될 수 있으며, 상기 제1측면의 경사면에 대응되는 경사면(S)을 포함할 수 있다.The
몸체(10)가 포함하는 제1측면의 경사면(S)를 통해 반도체소자(20)의 측면에서 방출된 광이 반사되어 광 추출 효율이 증가할 수 있다.The light emitted from the side surface of the
투광부재(30)는 상기 몸체(10)의 경사면(S)과 상기 반도체소자(20)의 측면 사이에 배치될 수 있다.The
상기 투광부재(30)는 상기 반도체소자(20)의 측면인 4면 및 상면에 배치될 수 있고, 상기 몸체(10)와 반도체소자(20) 사이에 배치되어 상기 반도체소자(20)를 둘러싸며 배치될 수 있다. The
상기 투광부재(30)는 상기 반도체소자(20)의 상면 및 상기 파장변환층(40) 하면 사이에 배치될 수 있다.The
한편, 상기 투광부재(30)는 상기 반도체소자(20)의 굴절률과 다른 굴절률을 가질 수 있고, 상기 투광부재(30)의 굴절률은 상기 반도체소자(20)의 굴절률 이하의 굴절률을 가질 수 있다. The
따라서, 상기 반도체소자패키지에서 외부로 방출되는 광의 추출효율을 향상시킬 수 있다.Therefore, extraction efficiency of light emitted to the outside from the semiconductor device package can be improved.
상기 투광부재(30)의 상부는 제1파장변환층(40a)이 배치되는 제1영역 및 제2파장변환층(40b)이 배치되는 제2영역을 포함할 수 있다.The upper portion of the
상기 투광부재(30)는 제1영역 및 제2영역의 경계에서 단차부를 포함할 수 있다.The
상기 투광부재(30)는 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지 및 아크릴 수지 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.The
상기 투광부재(30)는 수지물 내에 열 확산제가 첨가될 수 있다.The
상기 열 확산제는 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 과 같은 물질을 갖는 산화물, 질화물, 불화물, 황화물 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다. The heat spreader may include at least one of oxides, nitrides, fluorides, and sulfides having a material such as Al, Cr, Si, Ti, Zn, and Zr.
상기 열 확산제는 소정 크기의 분말 입자, 알갱이, 필러(filler), 첨가제로 정의될 수 있다. The heat spreader may be defined as a powder particle, a grain, a filler, or an additive having a predetermined size.
본 발명의 투광부재(30)는 필러(filler)를 함유할 수 있다. The
상기 필러는 0Wt/% 이상 내지 3Wt/% 이하로 함유될 수 있다. The filler may be contained at 0 Wt /% or more to 3 Wt /% or less.
상기 필러의 함량이 3Wt/% 이상이면, 상기 필러(filler)가 유기물이기 때문에, 상기 반도체소자패키지의 열 신뢰성에 취약해지므로, 상기 필러는 3Wt/% 이하로 함유될 수 있다.If the content of the filler is 3 Wt /% or more, the filler becomes insoluble in the thermal reliability of the semiconductor device package because the filler is an organic substance, so that the filler can be contained at 3 Wt /% or less.
바람직하게는, 본 발명의 투광부재는 0Wt/%이상 내지 1Wt/% 이하의 필러(filler)를 함유할 수 있다.Preferably, the translucent member of the present invention may contain fillers of 0 Wt /% or more and 1 Wt /% or less.
상기 본 발명은 필러(filler)의 함량이 0Wt/% 라도 제1파장변환층(40a) 및 제2파장변환층(40b)를 통해 균일한 색의 산포를 구현할 수 있다.The present invention can achieve uniform color dispersion through the first
파장변환층(40)은 상기 투광부재(30)의 상에 배치되며, 파장변환물질을 포함할 수 있다.The
반도체소자(20)에서 파장변환층(40)으로 입사된 광이 외부로 방출되는 경우, 상기 파장변환층(40)은 외부로 방출되는 광의 파장을 변환할 수 있다.When the light incident on the
상기 파장변환층(40)은 반도체소자(20) 상에 배치되는 제1파장변환층(40a) 및 상기 반도체소자(20) 측면과 몸체(10)의 경사면 사이에 배치되는 제2파장변환층(40b)을 포함한다.The
상기 제2파장변환층(40b)은 상기 반도체소자(20)의 측면과 닿을 수 있으며, 상기 반도체소자(20)의 측면의 일부분을 덮을 수 있도록 배치될 수 있다. The second
상기 제2파장변환층(40b)가 상기 반도체소자(20)의 측면의 일부분을 덮는 경우, 반도체소자(20)의 측면에서 입사되는 광이 외부로 발광할 때, 광 변환되는 경로가 짧아질 수 있어, 광 변환효율이 향상될 수 있다.When the second
상기 제1파장변환층(40a)의 및 제2파장변환층(40b)의 두께는 반도체소자패키지의 광 변환효율에 영향을 미칠 수 있다. 상기 제1파장변환층의 두께(d3) 및 제2파장변환층의 두께(d2)는 상기 반도체소자(20)로부터 입사된 광이 충분히 변환할 수 있는 범위 내에서 결정될 수 있다.The thicknesses of the first
상기 반도체소자패키지의 두께(d1)는 몸체(10)의 두께(d1)와 같다.The thickness d1 of the semiconductor device package is equal to the thickness d1 of the
상기 몸체(10) 두께(d1) 대비 제1파장변환층(40a)의 두께(d3)의 비율을 제1비율이라고 했을 때, 상기 제1비율은 8:1 이상 내지 6:1 이하일 수 있다.When the ratio of the thickness d3 of the first
파장변환물질을 침전시켜 제1파장변환층(40a)을 구현하는 데 많은 시간을 소요하게 되므로 공정시간에 따른 공정수율을 확보하기 위해서는 상기 제1비율은 8:1이상이어야 한다.It takes a long time to realize the first
상기 제1파장변환층(40a)에서 반도체소자(20)의 상면으로부터 입사된 광이 외부로 방출되는 경우, 상기 제1파장변환층(40a)에서 외부로 방출되는 광의 파장을 충분히 변환하기 위해서는 상기 제1비율은 6:1 이하이어야 한다.In order to sufficiently convert the wavelength of the light emitted from the first
바람직하게는, 본 발명에 따른 제1비율은 7:1일 수 있다.Preferably, the first ratio according to the present invention may be 7: 1.
상기 몸체(10) 두께(d1) 대비 제2파장변환층(40b) 두께(d2)의 비율을 제2비율이라고 했을 때, 상기 제2비율은 4:1 이상 내지 2:1 이하일 수 있다.When the ratio of the thickness d2 of the second
파장변환물질을 침전시켜 제2파장변환층(40b)을 구현하는 데 많은 시간을 소요하게 되므로 공정시간에 따른 공정수율을 확보하기 위해서는 상기 제2비율은 4:1 이상이어야 한다.It takes a long time to realize the second
상기 제2파장변환층(40b)에서 반도체소자(20)의 측면으로부터 입사된 광이 외부로 방출되는 경우, 상기 제2파장변환층(40b)에서 외부로 방출되는 광의 파장을 충분히 변환하기 위해서는 상기 제2비율은 2:1 이하이어야 한다.In order to sufficiently convert the wavelength of the light emitted from the second
바람직하게는, 본 발명에 따른 제2비율은 3:1일 수 있다.Preferably, the second ratio according to the present invention may be 3: 1.
상기 제1파장변환층(40a)과 제2파장변환층(40b)은 서로 다른 두께를 갖는다. The first
상기 제2파장변환층(40b)는 상기 제1파장변환층(40a)보다 큰 두께를 갖는다.The second
상기 제1파장변환층 두께(d3) 대비 제2파장변환층 두께(d2)의 비율은 1:2 이상 내지 1:4 이하일 수 있다.The ratio of the thickness d2 of the second wavelength conversion layer to the thickness d3 of the first wavelength conversion layer may be 1: 2 or more and 1: 4 or less.
반도체소자패키지의 공정 수율을 확보하기 위해서 상기 제1파장변환층 두께 (d3) 대비 제2파장변환층 두께(d2)의 비율은 1:2 이상이어야 한다.The ratio of the thickness d2 of the second wavelength conversion layer to the thickness d3 of the first wavelength conversion layer should be 1: 2 or more in order to ensure the process yield of the semiconductor device package.
상기 제1파장변환층(40a) 및 제2파장변환층(40b)에서 반도체소자로부터 입사된 광이 외부로 방출되는 경우, (특히, 반도체소자(20) 측면에서 입사된 광이 외부로 방출되는 경우) 입사된 광의 파장을 충분히 변환하기 위해서는 상기 제1파장변환층 두께(d3) 대비 제2파장변환층 두께(d2)의 비율은 1:4 이하이어야 한다.When the light incident from the semiconductor element in the first
바람직하게는, 상기 제1파장변환층 두께(d3) 대비 제2파장변환층 두께(d2)의 비율은 1:3일 수 있다.Preferably, the ratio of the thickness d2 of the second wavelength conversion layer to the thickness d3 of the first wavelength conversion layer may be 1: 3.
상기 제1파장변환층(40a) 및 제2파장변환층(40b)의 서로 다른 두께를 가짐으로써, 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 광변환효율이 향상될 수 있다.By having different thicknesses of the first
파장변환층(40)은 제1파장변환층(40a) 및 제2파장변환층(40b)의 경계에서 단차부를 포함할 수 있다.The
상기 단차부는 투광부재(30)가 포함하는 단차부와 대응하여 배치될 수 있다.The stepped portion may be arranged corresponding to the stepped portion included in the
상기 제1파장변환층(40a)의 수평방향의 폭(W1)은 반도체소자의 수평방향의 폭(W2) 대비 0.8 이상 내지 1.1 이하 일 수 있다.The width W1 of the first
상기 제1파장변환층(40a)과 상기 제2파장변환층(40b)의 경계에서 단차부가 배치될 수 있으므로, 상기 단차부가 배치됨에 따라, 상기 제1파장변환층(40a)의 수평방향의 폭(W1)은 반도체소자의 수평방향의 폭(W2) 대비 0.8 이상 내지 1.1 이하일 수 있다. Since the step portion can be disposed at the boundary between the first
상기 반도체소자(20) 상면으로부터 입사된 광의 파장변환율을 확보하기 위해서는 상기 제1파장변환층(40a)의 수평방향의 폭(W1)은 반도체소자의 수평방향의 폭(W2)대비 0.8 이상이어야 한다.The horizontal width W1 of the first
상기 반도체소자(20)의 측면에서 입사되는 광의 파장변환율을 확보하기 위해서는 상기 제1파장변환층(40a)의 수평방향의 폭(W1)은 반도체소자의 수평방향의 폭(W2) 대비 1.1 이하여야 한다.The width W1 of the first
상기 파장변환층(40)은 파장변환물질이 함유된 고분자 수지로 이루어질 수 있다.The
상기 파장변환층(40)은 파장변환층(40)의 상면으로 갈수록 파장변환물질의 밀도가 증가할 수 있다.The density of the wavelength converting material may increase as the
상기 파장변환층(40)의 상면으로 갈수록 상대적으로 무거운 파장변환물질이 배치되고, 반도체소자(20)가 배치된 방향으로 상대적으로 가벼운 파장변환물질이 배치될 수 있다.A relatively heavier wavelength conversion material may be disposed toward the upper surface of the
따라서, 상기 파장변환층(40) 상부의 파장변환물질의 밀도는 상기 파장변환층(40) 하부의 파장변환물질의 밀도보다 클 수 있다.Therefore, the density of the wavelength conversion material on the
상기 고분자 수지는 투과성 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지 및 아크릴 수지 중 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.The polymer resin may include at least one of a transparent epoxy resin, a silicone resin, a polyimide resin, a urea resin, and an acrylic resin, but is not limited thereto.
상기 파장변환물질은 형광체일 수 있다. The wavelength converting material may be a phosphor.
상기 파장변환물질은 황화물계, 산화물계 또는 질화물계 화합물 중 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다. The wavelength converting material may include, but not limited to, at least one of a sulfide-based, an oxide-based, or a nitride-based compound.
상기 형광체는 사용자가 원하는 색을 구현하기 위해 다양하게 선택될 수 있다.The phosphor may be variously selected to realize a color desired by the user.
예를 들어, 반도체소자(20)가 자외선 파장대의 광을 방출하는 경우 형광체는 녹색 형광체, 청색 형광체 및 적색 형광체가 선정될 수 있다. 반도체소자(20)가 청색 파장 대의 광을 방출하는 경우 형광체는 황색형광체 또는 적색형광체 및 녹색형광체의 조합 또는 황색형광체, 적색형광체 및 녹색 형광체의 조합이 선정될 수 있다.For example, when the
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체소자패키지는 색좌표가 상승하는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 3, it can be seen that the color coordinate increases in the semiconductor device package according to the present invention.
비교의 대상이 되는 기존의 반도체소자패키지와 본 발명에 따른 반도체소자패키지는 파장변환물질 함량은 동일하다.The conventional semiconductor device package to be compared and the semiconductor device package according to the present invention have the same wavelength conversion material content.
상기 그래프에서, a라고 표시된 지점들은 기존의 반도체소자패키지의 색좌표를 나타낸 것이고,In the graph, points labeled a indicate the color coordinates of a conventional semiconductor device package,
b라고 표시된 지점들은 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 색좌표를 나타낸 것이다.b indicate the color coordinates of the semiconductor device package according to the present invention.
*기존의 반도체소자패키지는 파장변환층이 배치되어 있지 않고, 파장변환물질이 투광부재 상에 균일하게 분포되어 있는 구조이다.In the conventional semiconductor device package, the wavelength conversion layer is not disposed, and the wavelength conversion material is uniformly distributed on the light transmitting member.
반도체소자 패키지의 파장변환물질 함량이 적으면 도 4의 색좌표 그래프에서 파란색의 (x,y)색좌표에 해당하는 부분에 표시가 되고, 파장변환물질 함량이 많으면 빨간색 의 (x,y) 색좌표에 해당하는 부분에 표시가 된다.When the content of the wavelength conversion material in the semiconductor device package is small, the color coordinate of the blue (x, y) coordinate is displayed in the color coordinate graph of FIG. 4, and when the content of the wavelength conversion material is large, Is displayed.
기존의 반도체소자패키지는 파란색의 (x,y) 색좌표에 표시되는 반면, 파장변환물질을 동일하게 함량하고 있는 본 발명에 따른 반도체소자패키지는 빨간색 (x,y) 색좌표에 표시된다.A conventional semiconductor device package is displayed in a blue (x, y) color coordinate, while a semiconductor device package according to the present invention having the same content of a wavelength conversion material is displayed in a red (x, y) color coordinate.
따라서, 본 발명에 따른 반도체소자패키지는 동일한 파장변환물질의 함량으로 색좌표가 상승한다는 것을 확인할 수 있다.Therefore, it can be seen that the color coordinate increases with the content of the same wavelength conversion material in the semiconductor device package according to the present invention.
이와 같이, 동일한 파장변환물질의 함량으로 색좌표 상승 효과를 얻는다는 것은 보다 적은 파장변환물질의 함량으로 동일한 색좌표를 가질 수 있도록 구현할 수 있다는 것을 의미한다. Thus, obtaining the effect of increasing the color coordinate by the same amount of the wavelength conversion material means that the same color coordinate can be realized with a smaller amount of the wavelength conversion material.
예를 들어, 기존의 반도체소자패키지는 전체 체적대비 70% 이상 내지 80% 이하의 파장변환물질 함량으로 natural White 광을 구현하는 반면, 본 발명에 따른 반도체소자패키지는 전체 체적대비 20% 이상 내지 30% 이하의 파장변환물질함량으로 natural White 광을 구현할 수 있다.For example, a conventional semiconductor device package realizes natural white light with a wavelength conversion material content of not less than 70% and not more than 80% of the total volume, while the semiconductor device package according to the present invention has a total volume of not less than 20% and not more than 30 % ≪ / RTI > of the wavelength conversion material.
따라서, 본 발명에 따른 반도체소자패키지는 파장변환물질의 함량이 적으므로, 제조단가를 낮출 수 있다.Therefore, the semiconductor device package according to the present invention has a low content of the wavelength converting material, so that the manufacturing cost can be reduced.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 반도체소자패키지는 광속이 향상되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that the light flux is improved in the semiconductor device package according to the present invention.
동일한 파장변환물질을 함량하고 있을 때, 기존의 반도체소자패키지와 비교하여 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 광속은 향상된다.When the same wavelength conversion material is contained, the luminous flux of the semiconductor device package according to the present invention is improved as compared with the conventional semiconductor device package.
또한, 파장변환물질의 함량이 증가할수록 기존의 반도체소자패키지의 광속은 더이상 증가하지 않고 세츄레이션(saturation) 되나, 본 발명에 따른 반도체소자패키지는 파장변환물질 함량에 비례하여 광속이 선형적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다.Also, as the content of the wavelength conversion material increases, the light flux of the conventional semiconductor device package is no longer increased but saturation. However, in the semiconductor device package according to the present invention, the light flux linearly increases in proportion to the content of the wavelength conversion material .
도 5를 참조하면, 파장변환층(40)은 제1파장변환층(40a) 및 제2파장변환층(40b)의 경계에서 하나 이상의 곡률부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the
상기 곡률부는 반도체소자(20)에 대하여 볼록한 곡률을 가질 수 있다.The curvature portion may have a convex curvature with respect to the
파장변환층(40)은 반도체소자(20)의 측면을 경계로 제1파장변환층(40a) 및 제2파장변환층(40b)으로 구분할 수 있으며, 서로 다른 두께를 가질 수 있다.The
상기 파장변환층(40)은 파장변환물질을 포함할 수 있다.The
예를 들어, 상기 파장변환물질은 형광체일 수 있다.For example, the wavelength converting material may be a phosphor.
상기 파장변환물질은 상기 파장변환층(40)의 표면으로 갈수록 밀도가 증가할 수 있다.The wavelength conversion material may increase in density toward the surface of the
상기 파장변환층(40)의 표면으로 갈수록 상대적으로 무거운 파장변환물질이 배치되고, 반도체소자(20)가 배치된 방향으로 가벼운 파장변환물질이 배치될 수 있다.A relatively heavier wavelength conversion material may be disposed toward the surface of the
상기 투광부재(30)는 제1파장변환층(40a)이 배치되는 제1영역 및 제2파장변환층(40b)이 배치되는 제2영역을 포함할 수 있다.The
상기 투광부재(30)는 제1영역 및 제2영역의 경계에서 곡률부를 포함할 수 있다.The
상기 투광부재(30)가 포함하는 곡률부는 상기 파장변환층(40)이 포함하는 곡률부와 대응하여 배치될 수 있다.The curvature portion included in the
상기 곡률부는 반도체소자(20)에 대하여 볼록한 곡률을 가질 수 있다.The curvature portion may have a convex curvature with respect to the
상기 서술한 곡률부를 포함하는 반도체소자패키지는 단차부를 포함하는 반도체소자패키지와 비교하여, 광변환효율 및 광속 향상 등 동일한 효과를 얻을 수 있다.The semiconductor device package including the curvature portion described above can obtain the same effect as the light conversion efficiency and the light flux enhancement as compared with the semiconductor device package including the step portion.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 x-ray 사진으로, 도 1 내지 도 2를 참조하여 상술한 구성이 x-ray 상으로도 확연하게 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6, an x-ray photograph of a semiconductor device package according to the present invention can clearly confirm the above-described configuration with reference to FIGS. 1 and 2 also on an x-ray.
특히 파장변환층(40)이 포함하는 제1파장변환층(40a) 및 제2파장변환층(40b)은 육안으로 구별할 수 있다.In particular, the first
도 7를 참조하면, 본 발명에 따른 투광부재(30) 상에 배치된 파장변환층(40)을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, the
도 7(a)는 기존의 반도체소자패키지의 상면도이고, 도 7(b)는 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 상면을 도시한 것이다7 (a) is a top view of a conventional semiconductor device package, and FIG. 7 (b) shows a top view of a semiconductor device package according to the present invention
동일한 파장변환물질의 함량을 갖는 다는 것을 가정 하에, 기존의 반도체소자패키지와 본 발명에 따른 반도체소자패키지를 비교하면, 도 7(a)는 파장변환물질의 집적도가 낮아 투광부재(30)를 통해 내부의 반도체소자(20)를 육안으로 확인할 수 있다.7 (a) shows that the degree of integration of the wavelength converting material is low, and therefore, the light emitting efficiency of the light emitting diode of the present invention is lowered through the
한편, 도 7(b)는 파장변환물질의 집적도가 높아 투광부재(30) 상에 파장변환층(40)이 형성되어, 반도체소자패키지의 상면에서 내부의 반도체소자(20)를 육안으로 확인하기 어렵다.On the other hand, FIG. 7 (b) shows that the
도 8를 참조하여, 본 발명에 따른 반도체소자패키지의 제조방법에 대해 설명하고자 한다.Referring to FIG. 8, a method of manufacturing a semiconductor device package according to the present invention will be described.
본 발명에 따른 반도체소자패키지의 제조방법을 설명함에 있어, 도 1 내지 도 2 및 도 5를 참조하여 설명된 구성과 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.In explaining the method of manufacturing a semiconductor device package according to the present invention, description of the same components as those described with reference to FIGS. 1 to 2 and 5 will be omitted.
또한, 본 발명에 따른 반도체소자패키지 제조방법은 칩 스케일 패키지 공정이 적용될 수 있다.In addition, the semiconductor device package manufacturing method according to the present invention may be applied to a chip scale package process.
도 8(a)를 참조하면, 캐비티(cavity)를 포함하는 몸체(10)가 배치된다.Referring to Fig. 8 (a), a
복수 개의 몸체(10)가 배치될 수 있다. A plurality of
상기 몸체(10)는 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지 및 아크릴 수지 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다.The
상기 몸체(10)에 캐비티(cavity)가 배치될 수 있다.A cavity may be disposed in the
상기 캐비티(cavity)의 상면의 폭과 하면의 폭이 서로 다를 수 있다.The width of the upper surface of the cavity may be different from the width of the lower surface of the cavity.
도 8(b)를 참조하면, 캐비티(cavity) 내에 반도체소자(20)가 배치된다.Referring to FIG. 8 (b), a
반도체소자(20)는 플립칩(flip chip) 발광소자 일 수 있다.The
상기 플립칩 발광소자는 6면 방향으로 빛이 방출되는 투과형 플립칩 발광소자 일 수 있다.The flip chip light emitting device may be a transmissive flip chip light emitting device in which light is emitted in six directions.
도 8(c)를 참조하면, 반도체소자(20)가 배치된 캐비티(cavity)에 투광부재(30)가 제공된다.Referring to Fig. 8 (c), a
상기 투광부재(30)는 디스펜서(dispenser)를 통해 반도체소자(20) 측면과 몸체(10) 사이에 제공될 수 있다.The
상기 투광부재(30)는 상기 반도체소자(20)의 측면인 4면과 상면에 배치될 수 있고, 상기 몸체(10)와 반도체소자(20) 사이에 배치되어 상기 반도체소자(20)를 둘러싸며 배치될 수 있다. The
상기 투광부재(30)는 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지 및 아크릴 수지 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다The
상기 투광부재(30)는 파장변환물질을 포함한다.The
상기 파장변환물질은 형광체일 수 있다. 상기 파장변환물질은 황화물계, 산화물계 또는 질화물계 화합물 중 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다. 상기 형광체는 사용자가 원하는 색을 구현하기 위해 다양하게 선택될 수 있다.The wavelength converting material may be a phosphor. The wavelength converting material may include, but not limited to, at least one of a sulfide-based, an oxide-based, or a nitride-based compound. The phosphor may be variously selected to realize a color desired by the user.
예를 들어, 반도체소자가 자외선 파장대의 광을 방출하는 경우 형광체는 녹색 형광체, 청색 형광체 및 적색 형광체가 선정될 수 있다. 반도체소자가 청색 파장 대의 광을 방출하는 경우 형광체는 황색형광체 또는 적색형광체 및 녹색형광체의 조합 또는 황색형광체, 적색형광체 및 녹색 형광체의 조합이 선정될 수 있다.For example, when the semiconductor element emits light in the ultraviolet wavelength range, the green phosphor, the blue phosphor, and the red phosphor may be selected as the phosphor. When the semiconductor element emits light of a blue wavelength band, a combination of a yellow phosphor, a red phosphor and a green phosphor or a combination of a yellow phosphor, a red phosphor and a green phosphor may be selected.
상기 투광부재(30)는 열 확산제를 포함할 수 있다.The
상기 투광부재(30)는 필러(filler)가 함유될 수 있다.The
도 8(d)를 참조하면, 투광부재(30)가 배치된 반도체소자(20)를 180도 뒤집어서 경화시킨다. Referring to Fig. 8 (d), the
투광부재(30)와 반도체소자(20)가 배치된 경화틀 사이에 표면 장력이 발생하기 때문에, 180도 뒤집혀져도, 투광부재(30)가 중력방향으로 떨어지지 않는다. Since the surface tension is generated between the
투광부재(30)가 배치된 반도체소자(20)가 180도 뒤집어져 있기 때문에 상기 반도체소자(20)가 배치된 방향과 반대방향으로 파장변환물질이 침전된다. The wavelength conversion material is precipitated in a direction opposite to the direction in which the
도 8(e)를 참조하면, 투광부재(30) 상에 파장변환층(40)이 형성된다.Referring to Fig. 8 (e), the
상기 파장변환층(40)은 반도체소자(20)와 수직으로 중첩되어 배치되는 제1파장변환층(40a) 및 반도체소자(20) 측면과 수직으로 중첩되어 투광부재(30) 상에 배치되는 제2파장변환층(40b)을 포함할 수 있다.The
상기 제2파장변환층(40b)는 상기 제1파장변환층(40a)보다 더 큰 두께를 포함할 수 있다.The second
본 발명에 따른 반도체소자패키지 제조방법에 의하면, 상기 투광부재(30) 상에 파장변환층(40)이 배치된 본 발명에 따른 반도체소자패키지가 제공될 수 있다.According to the semiconductor device package manufacturing method of the present invention, the semiconductor device package according to the present invention in which the
이상과 같이 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상과 필수적 특징을 유지한 채로 다른 형태로도 실시될 수 있음을 인지할 수 있을 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. .
본 발명의 범위는 특허청구범위에 의하여 규정되어질 것이지만, 특허청구범위 기재사항으로부터 직접적으로 도출되는 구성은 물론 그 외 등가인 구성으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although the scope of the present invention will be defined by the appended claims, it is to be understood that any alterations or modifications derived from the claims, as well as other equivalents, .
10 : 몸체
20 : 반도체소자
30 : 투광부재
40 : 파장변환층
40a: 제1파장변환층
40b : 제2파장변환층10: Body
20: Semiconductor device
30:
40: Wavelength conversion layer
40a: first wavelength conversion layer
40b: second wavelength conversion layer
Claims (11)
상기 캐비티 내에 배치되는 반도체 소자;
상기 반도체 소자를 감싸며 배치되는 투광부재; 및
상기 투광부재 상에 배치되는 파장변환층;을 포함하고,
상기 몸체는 경사면을 포함하고,
상기 파장변환층은 반도체 소자와 수직으로 중첩되는 제1 파장변환층, 상기 반도체 소자 측면과 상기 몸체의 경사면 사이에 배치되는 제2 파장변환층을 포함하고,
상기 제2 파장변환층의 두께는 상기 제1 파장변환층의 두께보다 큰 반도체소자패키지.A body including a cavity;
A semiconductor element disposed in the cavity;
A translucent member disposed around the semiconductor element; And
And a wavelength conversion layer disposed on the translucent member,
Wherein the body includes an inclined surface,
Wherein the wavelength conversion layer includes a first wavelength conversion layer vertically overlapping the semiconductor element, and a second wavelength conversion layer disposed between the semiconductor element side surface and the sloped surface of the body,
Wherein the thickness of the second wavelength conversion layer is larger than the thickness of the first wavelength conversion layer.
상기 제1파장변환층 두께 대비 제2파장변환층의 두께는 1:2 이상 내지 1:4 이하인 반도체소자패키지.The method according to claim 1,
Wherein a thickness of the second wavelength conversion layer is not less than 1: 2 and not more than 1: 4.
제1파장변환층은 상기 반도체소자와 수직으로 중첩하며,
상기 제1파장변환층의 수평방향의 폭은 상기 반도체소자의 수평방향의 폭 대비 0.8 이상 내지 1.1 이하인 반도체소자패키지.The method according to claim 1,
The first wavelength conversion layer is vertically overlapped with the semiconductor element,
Wherein a width of the first wavelength conversion layer in a horizontal direction is 0.8 or more to 1.1 or less of a width in a horizontal direction of the semiconductor element.
상기 파장변환층은 상기 제1파장변환층 및 제2파장변환층의 경계에서 하나 이상의 곡률부를 포함하는 반도체소자패키지.The method according to claim 1,
Wherein the wavelength conversion layer includes at least one curvature portion at a boundary between the first wavelength conversion layer and the second wavelength conversion layer.
상기 곡률부는 반도체소자에 대하여 볼록한 곡률을 갖는 반도체소자패키지.5. The method of claim 4,
Wherein the curvature portion has a convex curvature with respect to the semiconductor element.
상기 파장변환층은 상기 제1파장변환층 및 제2파장변환층의 경계에서 단차부를 포함하는 반도체소자패키지.The method according to claim 1,
Wherein the wavelength conversion layer includes a step at a boundary between the first wavelength conversion layer and the second wavelength conversion layer.
상기 파장변환층은 파장변환물질을 포함하고,
상기 파장변환층 상부의 파장변환물질의 밀도는 상기 파장변환층 하부의 파장변환물질의 밀도보다 큰 반도체소자패키지.The method according to claim 1,
Wherein the wavelength conversion layer comprises a wavelength converting material,
Wherein a density of the wavelength conversion material on the wavelength conversion layer is larger than a density of the wavelength conversion material below the wavelength conversion layer.
상기 투광부재는 제1파장변환층이 배치되는 제1영역 및 제2파장변환층이 배치되는 제2영역을 포함하는 반도체소자패키지.The method according to claim 1,
Wherein the translucent member includes a first region in which the first wavelength conversion layer is disposed and a second region in which the second wavelength conversion layer is disposed.
상기 투광부재는 제1영역 및 제2영역의 경계에서 하나 이상의 곡률부를 포함하는 반도체소자패키지.The method according to claim 1,
Wherein the translucent member includes at least one curvature portion at a boundary between the first region and the second region.
상기 곡률부는 반도체소자에 대하여 볼록한 곡률을 갖는 반도체소자패키지.10. The method of claim 9,
Wherein the curvature portion has a convex curvature with respect to the semiconductor element.
상기 투광부재는 제1영역 및 제2영역의 경계에서 단차부를 포함하는 반도체소자패키지.
The method according to claim 1,
Wherein the translucent member includes a step at a boundary between the first region and the second region.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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AMND | Amendment | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |