KR20190034016A - 발광소자 패키지 및 조명 모듈 - Google Patents
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Abstract
실시 예에 개시된 발광소자 패키지는,서로 이격되는 제1 및 제2 프레임; 상기 제1 및 제2 프레임을 지지하는 몸체; 및 상기 제2 프레임 상에 배치되는 발광소자;를 포함하고, 상기 몸체는 하면, 제1 측면, 및 상기 제1 측면과 마주보는 제2 측면을 포함하고, 상기 제1 프레임은 제1측면부, 상기 제1측면부와 마주보는 제2측면부, 상기 제2측면부에서 상기 제1측면부 방향으로 오목한 제1 리세스를 포함하고, 상기 제2 프레임은 제3 측면부, 상기 제3 측면부와 마주보는 제4 측면부, 및 상기 제4 측면부에서 상기 제3 측면부 방향으로 오목한 제2 리세스를 포함하고, 상기 제1프레임의 제2 측면부는 상기 몸체의 제1 측면으로 노출되는 2개의 돌출부를 포함하고, 상기 제1 리세스는 상기 제2 측면부의 2개의 돌출부 사이에 배치되고, 상기 제2프레임의 제4 측면부는 상기 몸체의 제2 측면으로 노출되는 2개의 돌출부를 포함하고, 상기 제2 리세스는 상기 제4 측면부의 2개의 돌출부 사이에 배치되며, 상기 제1 및 제2리세스의 제2방향의 제1길이는 제1방향의 폭보다 길게 배치될 수 있다.
Description
실시 예는 발광 소자 패키지, 반도체 소자 패키지, 반도체 소자 패키지 제조방법, 조명 모듈, 또는 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 패키지 몸체의 양 측면 하부에 각 프레임으로부터 오목한 리세스를 배치한 발광 소자 패키지, 반도체 소자 패키지, 조명 모듈 및 그 제조방법을 제공한다.
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, 서로 이격되는 제1 및 제2 프레임; 상기 제1 및 제2 프레임을 지지하는 몸체; 및 상기 제2 프레임 상에 배치되는 발광소자;를 포함하고, 상기 몸체는 하면, 제1 측면, 및 상기 제1 측면과 마주보는 제2 측면을 포함하고, 상기 제1 프레임은 제1측면부, 상기 제1측면부와 마주보는 제2측면부, 상기 제2측면부에서 상기 제1측면부 방향으로 오목한 제1 리세스를 포함하고, 상기 제2 프레임은 제3 측면부, 상기 제3 측면부와 마주보는 제4 측면부, 및 상기 제4 측면부에서 상기 제3 측면부 방향으로 오목한 제2 리세스를 포함하고, 상기 제1프레임의 제2 측면부는 상기 몸체의 제1 측면으로 노출되는 2개의 돌출부를 포함하고, 상기 제1 리세스는 상기 제2 측면부의 2개의 돌출부 사이에 배치되고, 상기 제2프레임의 제4 측면부는 상기 몸체의 제2 측면으로 노출되는 2개의 돌출부를 포함하고, 상기 제2 리세스는 상기 제4 측면부의 2개의 돌출부 사이에 배치되며, 상기 제1 및 제2리세스의 제2방향의 제1길이는 제1방향의 폭보다 길며, 상기 제1길이는 제1 및 제2프레임에서 2개의 돌출부 사이의 간격인 제2방향의 제2길이보다 크며, 상기 제1길이에 대한 상기 제2길이의 비는 0.3 내지 0.6 범위일 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 각 돌출부에서 상기 제1,2리세스와 상기 돌출부가 제1방향으로 중첩되는 영역의제2방향의 폭은 상기 제2길이에 비해 0.5 내지 1의 범위를 가질 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2리세스 상에는 상기 몸체의 일부가 노출되며, 상기 제1,2리세스의 제2방향의 폭은 상기 제1 및 제2프레임의 2개의 돌출부 사이의 간격보다 넓을 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1,2리세스는 제2방향의 폭이 상기 제2방향과 직교하는 제1방향의 폭보다 클 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2프레임으로부터 돌출된 2개의 돌출부에서 상기 몸체와 결합되는 최소 폭을 갖는 부분은 상기 제1,2리세스와 제2방향으로 대응되며 상기 각 돌출부의 외부 폭보다 작을 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1프레임의 2개의 돌출부는 상기 제1리세스의 상부 둘레에 단차부를 가지며, 상기 제2프레임의 2개의 돌출부는 상기 제2리세스의 상부 둘레에 단차부를 가질 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2프레임은 전도성 프레임이며, 상기 발광 소자는 상기 제1 및 제2프레임 상에서 수직형 칩, 수평형 칩 또는 플립 칩 중 어느 하나로 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2프레임 사이에 배치된 상기 몸체는 발광 소자 아래에 배치되며, 리세스 또는 개구부가 가질 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 리세스 또는 개구부에 반사성 수지가 배치될 수 있다.
실시 예에 따른 조명 모듈은, 회로 기판; 상기 회로 기판 위에 상기의 발광 소자 패키지를 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 패키지 몸체의 양측 하부에 각 프레임으로부터 오목한 리세스를 배치하여, 몸체의 사출 공정이 개선될 수 있다.
실시 예에 의하면, 습기 침투 경로를 길게 제공하여, 내습성 또는 방습성 패키지를 제공할 수 있다.
실시 예에 의하면, 광 추출 효율 및 전기적 특성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
실시 예에 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 사시도이다.
도 2는 도 1의 발광소자 패키지의 평면도이다.
도 3은 도 1의 발광소자 패키지의 저면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 발광소자 패키지의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 발광소자 패키지의 B-B선에 따른 단면도이다.
도 6은 도 4의 발광 소자 패키지에 제1변형 예이다.
도 7은 도 4의 발광 소자 패키지의 제2변형 예이다.
도 8은 도 4의 발광 소자 패키지의 제3변형 예이다.
도 9는 도 4의 발광 소자 패키지의 제4변형 예이다.
도 10 내지 도 13은 도 2의 발광 소자 패키지의 제조 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 14는 도 4의 발광 소자 패키지를 갖는 조명 모듈의 예이다.
도 2는 도 1의 발광소자 패키지의 평면도이다.
도 3은 도 1의 발광소자 패키지의 저면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 발광소자 패키지의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 발광소자 패키지의 B-B선에 따른 단면도이다.
도 6은 도 4의 발광 소자 패키지에 제1변형 예이다.
도 7은 도 4의 발광 소자 패키지의 제2변형 예이다.
도 8은 도 4의 발광 소자 패키지의 제3변형 예이다.
도 9는 도 4의 발광 소자 패키지의 제4변형 예이다.
도 10 내지 도 13은 도 2의 발광 소자 패키지의 제조 과정을 설명하기 위한 도면들이다.
도 14는 도 4의 발광 소자 패키지를 갖는 조명 모듈의 예이다.
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 패키지에 대해 상세히 설명하도록 한다. 상기 소자 패키지의 반도체 소자는 자외선, 적외선 또는 가시광선의 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 이하에서는 반도체 소자의 예로서 발광소자가 적용된 경우를 기반으로 설명하며, 상기 발광소자가 적용된 패키지 또는 광원 장치에 비 발광소자 예컨대, 제너 다이오드와 같은 소자나 파장이나 열을 감시하는 센싱 소자를 포함할 수 있다. 이하에서는 반도체 소자의 예로서 발광소자가 적용된 경우를 기반으로 설명하며, 발광소자 패키지에 대해 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 사시도이고, 도 2는 도 1의 발광소자 패키지의 평면도이며, 도 3은 도 1의 발광소자 패키지의 저면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 발광소자 패키지의 A-A 선에 따른 단면도이며, 도 5는 도 2에 도시된 발광소자 패키지의 B-B선에 따른 단면도이다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 패키지 몸체(110), 및 상기 패키지 몸체(110) 상에 배치된 발광소자(120)를 포함할 수 있다.
상기 패키지 몸체(110)는 복수의 프레임 예컨대, 제1 프레임(111)과 제2 프레임(112)을 포함할 수 있다. 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)은 제1방향(X)으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 패키지 몸체(110)는 제1방향(X)의 길이가 제2방향(Y)의 길이와 동일하거나 제1방향의 길이보다 길게 배치될 수 있다. 상기 제1방향은 X 방향이며, 상기 제2방향은 X방향과 직교하는 Y 방향이며, 제3방향은 X, Y 방향에 직교하는 방향으로서 높이 또는 두께 방향일 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)의 일부는 상기 제1 프레임(111) 위에 배치될 수 있다. 또한, 상기 몸체(113)의 일부는 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 경사면(105)에 의하여 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 위에 캐비티(102)가 제공될 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 패키지 몸체(110)는 캐비티(102)가 있는 구조로 제공될 수도 있으며, 캐비티(102) 없이 상면이 평탄한 구조로 제공될 수도 있다. 상기 패키지 몸체(110)는 상기 캐비티(102)를 갖는 반사측벽(110A)을 제공할 수 있다. 상기 반사측벽(110A)은 상기 캐비티(102)의 둘레를 커버하고 상기 몸체(110)와 결합될 수 있다. 상기 경사면(105)은 패키지 몸체(110)의 바닥에 대해 경사진 면으로 제공될 수 있으나, 다른 예로서 수직한 면 또는 곡면일 수 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 TiO2, Al2O3, SiO2와 같은 고굴절 필러를 포함할 수 있다. 상기 반사 측벽(110A)는 상기 몸체(113)와 동일한 재질일 수 있다. 다른 예로서, 상기 반사 측벽(110A)은 상기 몸체(113)와 다른 재질일 수 있다.
상기 반사 측벽(110A) 또는 몸체(113)는 서로 반대측 제1,2측면(S1,S2)과, 상기 제1측면(S1)의 양단에서 제2측면(S2) 방향으로 연장되며 서로 반대측에 배치된 제3 및 제4측면(S3,S4)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2측면(S1,S2)은 제1방향으로 배치되고 제2방향으로 긴 길이를 가지며, 상기 제3 및 제4측면(S3,S4)은 제2방향으로 배치되고 제1방향으로 긴 길이를 가질 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 리드 프레임일 수 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. 상기 제1 프레임(111)의 제1돌출부는 패키지 몸체(110)의 외 측면 방향으로 연장되고 노출되거나 돌출될 수 있다. 상기 제2 프레임(112)의 제2돌출부는 패키지 몸체(110)의 외측면 방향으로 연장되고 노출되거나 돌출될 수 있다. 상기 제1프레임(111) 및 제2프레임(112)에는 상기 몸체(113) 또는/및 상기 반사 측벽(110A)과 결합되는 홀(Hole) 구조 또는 리세스 구조를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
다른 예로서, 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)은 절연성 프레임으로 제공될 수 있다. 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)은 상기 패키지 몸체(110)의 구조적인 강도를 안정적으로 제공할 수 있다.
상기 제1프레임(111) 및 제2프레임(112)는 베이스층으로서 Cu층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1프레임(111) 및 제2프레임(112)는 베이스층 상에 적어도 한 층의 도금층이 형성될 수 있으며, 예컨대 Ni층, Ag층 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도금층이 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 발광소자의 위치가 안정적으로 고정될 수 있게 된다. 상기 도금층이 Ag층을 포함하는 경우, Ag층은 상부에 배치된 발광소자에서 발광되는 빛을 효율적으로 반사시키고 광도를 향상시킬 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광소자(120)는 2족-6족 또는/및 3족-5족 화합물 반도체층을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 반도체층은 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 소자(120)는 자외선 광, 청색 광, 녹색 광, 적색 광, 또는 적외선 중 적어도 하나를 발광할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 소자(120)는 수직형 칩이거나, 플립 칩 또는 수평형 칩 중 어느 하나일 수 있다. 상기 발광 소자(120)는 상기 캐비티(102) 내에 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 복수의 발광 소자(120)가 배치된 경우, 제1프레임(111) 또는/및 제2프레임(112) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(120)가 상기 제2프레임(112) 상에 배치된 경우, 상기 제2프레임(112)의 상면 면적은 상기 제1프레임(111)의 상면 면적보다 클 수 있다.
도 4 및 도 5와 같이, 상기 캐비티(102)에는 몰딩 부재(140)가 배치될 수 있으며, 상기 몰딩 부재(140)는 절연물질을 포함할 수 있다. 상기 몰딩부재(140)는 상기 발광소자(120)로부터 방출되는 빛을 입사 받고, 파장 변환된 빛을 제공하는 파장변환 수단을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 몰딩부재(140)는 형광체, 양자점 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 할 수 있다. 상기 몰딩부재(140)는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있고, 다층인 경우 어느 한 층은 형광체와 같은 불순물이 없을 수 있으며, 다른 한층은 형광체와 같은 불순물을 가질 수 있다. 상기 몰딩부재(140) 및 반사 측벽(110A)의 표면에는 투광성 방습층이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)에서 제1프레임(111)은 제1단차부(31) 및 상기 제2프레임(112)는 제2단차부(35)를 가질 수 있다. 상기 제1단차부(31)과 상기 제2단차부(35)의 일부 영역은 서로 대응되게 배치될 수 있다.
상기 제1프레임(111)은 상기 제1측면(S1)에 인접한 영역에 제3단차부(33)를 포함할 수 있다. 상기 제2프레임(112)는 제2측면(S2)에 인접한 영역에 제4단차부(37)를 포함할 수 있다.
상기 제1프레임(111)의 제1단차부(31)는 상기 제1 및 제2프레임(111,112) 사이에 배치된 상기 몸체(113)와 대응되는 영역에 배치되고, 상기 제1프레임(111)의 제2방향의 측면을 따라 연장될 수 있다. 상기 제1단차부(31)는 상기 제1프레임(111)의 에지로부터 상기 제1프레임(111)의 내측 방향으로 단차진 구조를 가질 수 있다. 상기 제2프레임(112)의 제2단차부(35)는 상기 제1 및 제2프레임(111,112) 사이에 배치된 상기 몸체(113)와 대응되는 영역에 배치되고, 상기 제2프레임(112)의 제2방향의 측면을 따라 연장될 수 있다. 상기 제2단차부(35)는 상기 제2프레임(112)의 에지로부터 상기 제2프레임(112)의 내측 방향으로 단차진 구조를 가질 수 있다.
상기 제1 및 제2프레임(111,112) 사이에 배치된 상기 몸체(113)는 상부 너비가 하부 너비보다 더 넓을 수 있다. 상기 제1프레임(111)의 제1단차부(31)와 상기 제2프레임(112)의 제2단차부(35)는 상기 몸체(113)와의 접착 면적이 증가될 수 있고 상기 몸체(113)와의 결합을 강화시켜 줄 수 있다. 따라서, 상기 제1 및 제2프레임(111,112) 사이에 배치된 상기 몸체(113)는 발광 소자 패키지의 센터 부분의 강성을 강화시켜 줄 수 있다.
상기 제1프레임(111)의 제3단차부(33)는 상기 제1프레임(111)의 하부 영역 중에서 상기 몸체(113) 즉, 반사 측벽(110A)과 제3방향으로 중첩되며 상기 제1측면(S1)에 인접한 영역에 배치될 수 있다. 상기 제2프레임(112)의 제4단차부(37)는 상기 제2프레임(112)의 하부 영역 중에서 상기 몸체 즉, 상기 반사 측벽(110A)과 제3방향으로 중첩되며 상기 제2측면(S2)에 인접한 영역에 배치될 수 있다. 상기 제3단차부(33)와 상기 제4단차부(37)는 상기 캐비티(102)를 기준으로 서로 반대측에 배치될 수 있다. 상기 제3 및 제4단차부(33,37) 및 그 주변 영역은 상기 몸체(113)의 사출 공정에서 게이트가 배치되는 영역으로서, 상기 게이트가 밀착될 수 있도록 단차 구조를 제공할 수 있다.
실시 예는 발광 소자 패키지의 제조 시 사출 게이트(Gate)를 위한 영역을 복수의 위치에 배치할 수 있다. 상기 사출 게이트를 위한 영역이 복수로 할 경우, 상기 몸체 재질이 서로 다른 영역을 통해 주입됨으로써, 주입 효율이 개선될 수 있고, 몸체의 성형이 용이할 수 있다. 또한 복수의 게이트를 통해 몸체를 형성해 줌으로써, 공정을 단순화시켜 줄 수 있다. 또한 복수의 게이트를 통해 몸체 전 영역에 균일한 압력으로 채워짐으로써, 경화된 몸체 표면이 균일할 수 있어, 광속이 개선될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 제1프레임(111)은 상기 몸체(113)의 제1측면(S1) 방향으로 돌출되는 2개의 돌출부를 포함하며, 예컨대 제1 및 제2돌출부(11,12)를 포함할 수 있다. 상기 제2프레임(113)은 몸체(113) 또는 반사 측벽(110A) 제2측면(S2) 방향으로 돌출되는 2개의 돌출부를 포함하며, 예컨대 제3 및 제4돌출부(21,22)를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2돌출부(11,12)는 상기 캐비티(102)의 바닥 영역에서 제1측면(S1) 방향으로 연장될 수 있고, 그 단부가 상기 제1측면(S1)을 통해 돌출될 수 있다. 상기 제3 및 제4돌출부(21,22)는 상기 캐비티(102)의 바닥 영역에서 제2측면(S2) 방향으로 연장될 수 있고, 그 단부가 상기 제2측면(S2)을 통해 돌출될 수 있다.
상기 제1 및 제2돌출부(11,12)는 상기 제1프레임(111)으로부터 분기되는 형태로 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2돌출부(11,12)는 상기 제1측면(S1) 외부에 노출된 부분의 폭(a)이 내부에 배치된 부분의 폭보다 넓을 수 있다. 상기 제1,2돌출부(11,12)의 외부 폭(a)은 제2방향(Y)의 길이일 수 있다. 상기 제3 및 제4돌출부(21,22)는 상기 제2프레임(112)으로부터 분기되는 형태로 제공될 수 있다. 상기 제3 및 제4돌출부(21,22)는 상기 제2측면(S2) 외부에 노출된 부분의 폭(a)이 내부에 배치된 부분의 폭보다 넓을 수 있다. 상기 제3,4돌출부(21,22)의 외부 폭(a)은 제2방향의 길이일 수 있다. 상기 외부 폭(a)는 상기 제1 및 제2리세스(15,25)의 제2방향의 길이(d1) 보다 상기 제1,2 리세스(15,25)의 입구인 제1,2오픈 영역(15A,25A)을 더 좁은 간격(c)으로 제공하여, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC)의 주입 경로를 제공할 수 있다. 상기 간격(c)은 제1,2 돌출부(11,12)와 제3,4돌출부(21,22) 사이의 간격으로서, 에폭시 몰딩 컴파운드가 주입될 수 있도록 상기 에폭시 몰딩 컴파운드의 파티클 사이즈의 이상의 갭으로 제공될 수 있다. 상기 간격(c)는 100 마이크로 미터 내지 200 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 상기 에폭시 몰딩 컴파운드의 파티클 사이즈는 예컨대, 50 마이크로 미터 내지 150 마이크로 미터의 범위에 있을 수 있다. 상기 길이(d1)에 대한 간격(c)의 비는 0.3 내지 0.6의 범위이며, 상기 범위 내에서 상기 간격(c)을 통해 에폭시 몰딩 컴파운드의 통로를 제공할 수 있고 상기 제1,2 리세스(15,25)의 길이에 의해 에폭시 몰딩 컴파운드의 파티클 입자가 각 몸체 영역으로의 주입 효율이 개선될 수 있다. 상기 제1 내지 제4돌출부(11,12,21,22) 각각의 외부 폭(a)은 상기 제1 및 제2돌출부(11,12) 사이의 간격(c), 또는 제3 및 제4돌출부(21,22) 사이의 간격(c, c<a)보다 클 수 있다. 상기 제1 내지 제4돌출부(11,12,21,22) 각각의 외부 폭(a)이 상기 간격(c)보다 더 크게 배치되므로, 각 프레임(111,112)의 외부에서의 본딩력이 개선될 수 있다. 상기 폭(a)는 100 마이크로 미터 이상 예컨대, 100 내지 600 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 상기 간격(c)은 350 마이크로 미터 이하 예컨대, 50 내지 350 마이크로 미터 또는 50 마이크로 미터 내지 200 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 상기 비율 a/c는 0.5 내지 1.8일 수 있으며, 상기 범위보다 작을 경우 각 돌출부(11,12,21,22)의 기능 및 강성이 저하될 수 있고 상기 범위보다 큰 경우 몸체와의 결합력이 저하될 수 있다.
여기서, 상기 제1 내지 제4돌출부(11,12,21,22) 각각의 외부 폭(a) 중에서 상기 몸체(113)과 결합되는 부분의 최소 폭(a1)는 외부 폭(a)보다 작거나 100 마이크로 미터 이상일 수 있다. 상기 최소 폭(a1)이 상기 범위보다 작은 경우 프레임(111,112)이 사출 성형 공정에서 압력에 의해 휘어지거나 틀어지는 문제가 발생될 수 있다. 상기 최소 폭(a1)을 갖는 부분은 제2방향으로 상기 제1,2리세스(15,25)과 대응될 수 있다.상기 제 1내지 제4돌출부(11,12,21,22)는 상기 패키지 몸체(110)의 제1,2측면(S1,S2)으로부터 소정 길이(f)로 돌출될 수 있으며, 상기 길이(f)는 150 마이크로 미터 이하 예컨대, 50 내지 150 마이크로 미터 범위일 수 있다. 이러한 돌출부(11,12,21,22)의 돌출된 길이(f)는 커텅될 때의 공정 마진을 제공할 수 있고 각 돌출부(11,12,21,22)를 테스트 기능을 위해 노출시켜 줄 수 있다. 또한 각 돌출부(11,12,21,22)가 각 측면(S1,S2)보다 돌출됨으로써, 본딩력이 개선될 수 있다.
상기 제1 및 제3돌출부(11,21)는 제3측면(S3)으로부터 이격되며, 상기 제2 및 제4돌출부(12,22)는 제4측면(S4)으로부터 이격될 수 있다. 상기 제1 내지 제4돌출부(11,12,21,22)는 외측의 제3 또는 제4측면(S3,S4)으로부터 이격된 거리(b)가 0.5mm 이상이거나 상기 각 돌출부(11,12,21,22)의 외부 폭(a)보다 클 수 있다. 즉, b>a를 만족하며, 상기 b와 a의 차이는 0.1mm 이상일 수 있다. 상기 b>a에 의해 상기 몸체(113) 또는 반사 측벽(110A)이 상기 각 돌출부(11,12,21,22)의 외측을 커버할 수 있어, 상기 각 돌출부(11,12,21,22)의 외부 폭(a)을 지지할 수 있다.
상기 제3단차부(33)는 상기 제1리세스(15)의 둘레에 제공되며, 상기 제4단차부(37)는 상기 제2리세스(25)의 둘레에 제공될 수 있다. 이에 따라 사출 게이트의 면적을 증가시켜 줄 수 있다. 상기 제1 내지 제4돌출부(11,12,21,22)의 외측 부분은 단차진 구조이거나 단차진 구조를 갖지 않을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
패키지 몸체(110)는 하부에 서로 반대측 제1,2측면(S1,S2)에 인접한 영역에 리세스(15,25)를 각각 포함할 수 있다. 상기 제1프레임(11)은 상기 제2프레임(112)과 마주보는 제1측면부, 상기 제1측면부의 반대측 제2측면부를 포함하며, 상기 제1측면부에서 상기 제1측면부 방향으로 오목한 제1리세스(15)를 포함할 수 있다.
상기 제2프레임(112)은 상기 제1프레임(111) 또는 상기 제1측면부와 마주보는 제3측면부, 상기 제3측면부의 반대측 제4측면부를 포함하며, 상기 제4측면부에서 상기 제3측면부 방향으로 오목한 제2리세스(25)를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2리세스(15,25)는 제1측면(S1)에 인접한 제1리세스(15)와, 제2측면(S2)에 인접한 제2리세스(25)를 포함할 수 있다. 상기 제1,2리세스(15,25) 각각은 상기 제3,4측면(S3,S4)으로부터 동일한 거리로 이격될 수 있다. 상기 제1리세스(15)는 제1측면(S1)의 센터 영역 아래에 배치되며, 상기 제2리세스(25)는 제2측면(S2)의 센터 영역 아래에 배치될 수 있다.
상기 제1리세스(15)는 상기 제1프레임(111)의 제1방향 외측에 배치될 수 있다. 상기 제1리세스(15)는 상기 몸체(113)의 제1측면(S1)에 인접하며 상기 제1 및 제2돌출부(11,12) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1리세스(15)는 상기 몸체(113)와 제3방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제1리세스(15)에는 상기 몸체(113)의 일부가 상기 제1 및 제2돌출부(11,12) 사이를 통해 노출될 수 있다. 상기 제1 및 제2돌출부(11,12) 사이의 영역에 배치된 상기 제1리세스(15)에는 상기 몸체(113)가 돌출되지 않고 상기 제1프레임(111)의 측면을 따라 배치될 수 있다. 상기 제1리세스(15) 상에 노출된 상기 몸체(113)의 바닥은 러프한 면이거나 오목하게 형성될 수 있다.
상기 제1리세스(15)는 상기 제1측면(S1) 외측에 배치된 상기 제1 및 제2돌출부(11,12) 사이에 제1방향으로 개방된 제1오픈 영역(15A)과 연결될 수 있다. 상기 제1오픈 영역(15A)의 제2방향의 폭 또는 간격(c)은 제1리세스(15)의 제2방향의 길이(d1, d1>c)보다 작을 수 있다. 상기 길이(d1)는 상기 간격(c)의 2배이상으로 배치되어, 상기 에폭시 몰딩 컴파운드의 파티클 사이즈 보다 크게 제공하여, 상기 제1리세스(15)를 통해 몸체의 상부 방향과 캐비티의 둘레 방향으로 주입되는 컴파운드의 주입 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제1리세스(15)의 제2방향의 길이(d1)는 제1방향의 폭(d2, d1>d2)보다 넓을 수 있다. 이는 상기 제1방향의 폭(d2)이 증가될 경우 상기 캐비티(102)의 바닥과 상기 제1리세스(15)의 사이의 거리 확보가 어려울 수 있으며 사출 성형 후 습기가 침투될 수 있다. 상기 제1방향의 폭(d2)이 너무 작을 경우 사출 게이트를 위한 공간을 제공할 수 없을 수 있다.
상기 제2리세스(25)는 상기 제2프레임(112)의 제1방향 외측에 배치될 수 있으며, 상기 제2리세스(25)는 상기 몸체(113)의 제2측면(S2)에 인접하며 상기 제3 및 제4돌출부(21,22) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2리세스(25)는 상기 몸체(113)와 제3방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제2리세스(25)에는 상기 몸체(113)의 일부가 상기 제3 및 제4돌출부(21,22) 사이를 통해 노출될 수 있다. 상기 제3 및 제4돌출부(21,22) 사이의 제2오픈영역(25A)에 배치된 상기 제2리세스(25)에는 상기 몸체(113)가 돌출되지 않고 상기 제2프레임(112)의 측면을 따라 배치될 수 있다. 상기 제2리세스(25) 상에 노출된 상기 몸체(113)의 바닥은 러프한 면이거나 오목하게 형성될 수 있다.
상기 제2리세스(25)는 상기 제2측면(S2) 외측에 배치된 상기 제3 및 제4돌출부(21,22) 사이에 제1방향으로 개방된 제2오픈 영역(25A)과 연결될 수 있다. 상기 제2오픈 영역(25A)의 제2방향의 폭 또는 간격(c)은 제2리세스(25)의 제2방향의 길이(d1, d1>c)보다 작을 수 있다. 상기 길이(d1)는 상기 간격(c)의 2배이상으로 배치되어, 상기 에폭시 몰딩 컴파운드의 파티클 사이즈 보다 크게 제공하여, 상기 제2리세스(25)를 통해 몸체의 상부 방향과 캐비티의 둘레 방향으로 주입되는 컴파운드의 주입 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제2리세스(25)의 제2방향의 길이(d1)는 제1방향의 폭(d2, d1>d2)보다 넓을 수 있다. 이는 상기 제1방향의 폭(d2)이 증가될 경우 상기 캐비티(102)의 바닥과 상기 제2리세스(25)의 사이의 거리가 좁아져 사출 성형 후 습기가 침투될 수 있다. 상기 제1방향의 폭(d2)이 너무 작을 경우 사출 게이트를 위한 공간을 제공할 수 없을 수 있다. 상기 제1 및 제2리세스(15,25)는 제2방향의 길이(d1)이 제1방향의 폭(d2)에 비해 1.6배 이상 예컨대, 1.6 배 내지 2.2배의 범위일 수 있다. 상기 제1방향의 폭(d2)는 0.5mm 이하 예컨대, 0.25mm 내지 0.5mm의 범위일 수 있다. 상기 제1,2방향의 폭(d1,d2)는 단차부를 제외한 영역의 폭일 수 있다.
상기 제1 및 제2리세스(15,25)는 상기 캐비티(102)의 바닥과 제3방향으로 중첩되지 않게 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2리세스(15,25)는 상기 제1,2측면(S1,S2)에 인접한 외부의 폭 또는 간격(c)이 상기 캐비티(102)에 인접한 내부의 폭(d1)보다 좁을 수 있다.
상기 제1 및 제2리세스(15,25)의 제2방향의 길이(d1)는 간격(c)보다 클 수 있으며, 그 차이는 2×a2일 수 있다. 여기서, 상기 길이(a2)는 상기 제1 내지 제4돌출부(11,12,21,22)가 제1,2오픈 영역(15A,25A) 방향으로 연장되는 길이일 수 있다. 상기 길이(a2)는 제2방향의 길이로서, 상기 에폭시 몰딩 컴파운드의 주입을 위한 통로로 제공될 수 있으며, 상기 간격(c)보다 제2방향의 양측으로 최소 폭(a2) 만큼 연장될 수 있다. 상기 간격(c)에 대한 상기 최소 폭(a2)의 비율은 0.5 내지 1의 범위일 수 있다. 상기 최소 폭(a2)은 80 마이크로 미터 이상 예컨대, 80 마이크로 미터 내지 120 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 상기 최소 폭(a2)이 상기 범위보다 작은 경우, 에폭시 몰딩 컴파운드의 주입 통로 확보가 어려울 수 있고 상기 범위보다 큰 경우 사출 주입 효율의 개선이 미미할 수 있다. 즉, 상기 최소 폭(a2)은 상기 에폭시 몰딩 컴파운드의 파티클 사이즈와 같거나 클 수 있다. 즉, 상기 최소 길이(a2)는 상기 각 돌출부(11,12,21,22)로부터 상기 제1 및 2리세스(15,25)의 양측으로 연장되는 길이로서, d1-c의 1/2로 구해질 수 있다. 상기 최소 폭(a2)은 a-a1으로 구해질 수 있다. 상기 최소 폭(a2)은 상기 제1 및 제2리세스(15,25)의 영역과 상기 각 돌출부(11,12,21,22)가 제1방향으로 중첩되는 영역의 폭일 수 있다.
상기 제1리세스(15) 및 제2리세스(15,25)에서의 제3,4단차부(33,37)의 폭 또는 깊이는 80 마이크로 미터 이상 예컨대, 80 내지 150 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 상기 제3,4단차부(33,37)의 폭 또는 깊이는 캐비티(102)의 바닥까지의 거리를 고려하여 상기 범위 내에서 형성되거나, 캐비티(102)와 다른 제2방향인 경우 제1방향의 깊이보다 더 깊게 형성될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 및 제2돌출부(11,12)와 상기 제3 및 제4돌출부(21,22)는 상기 제1 및 제2리세스(15,25)와 접촉되는 코너(C11)가 곡률을 갖는 곡선 또는 곡면 형상으로 제공될 수 있다. 상기 코너(C11)가 곡선 형상으로 제공되므로, 에폭시 몰딩 컴파운드의 주입시 전달되는 압력을 분산시키거나 주입 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제1리세스(15)와 상기 제2리세스(25)의 외 측면들은 제2방향으로 볼록한 곡면 또는 곡선 형상을 갖는 라운드(C12)를 포함할 수 있다. 상기 제1리세스(15)와 상기 제2리세스(25)의 외측과 상기 제1 내지 제4돌출부(11,12,21,22)의 내측 면들 사이의 경계 부분인 라운드부(C12)는 제2방향으로 볼록한 곡선 또는 곡면으로 형성될 수 있다. 상기 라운드부(C12)가 제2방향으로 볼록한 곡면이나 곡선 형상으로 제공되므로, 에폭시 몰딩 컴파운드의 주입시 전달되는 압력을 분산시켜 주어 상기 제1 내지 제4돌출부(11,12,21,22)의 돌출된 부분이 휘어지거나 끓어지는 문제를 방지할 수 있고, 에폭시 몰딩 컴파운드의 주입 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 패키지 몸체(110)의 제1,2측면(S1,S2)으로부터 제1,2리세스(15,25)의 끝단까지의 깊이(e)는 250 마이크로 미터 이상 예컨대, 250 내지 400 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 이러한 제1,2리세스(15,25)의 깊이(e)가 상기 범위를 초과한 경우 패키지 사이즈가 커지거나 캐비티 바닥과의 거리가 짧아질 수 있으며, 상기 범위보다 작은 경우 게이트 영역으로 사용할 수 없을 수 있다.
상기 제1 및 제2리세스(15,25)는 제1방향으로 이격될 수 있다. 상기 제1리세스(15)는 상기 제1프레임(111)에 상기 몸체(113)의 제1측면(S1)으로부터 반대측 제2측면 방향 또는 제2프레임(112) 방향으로 상기 제1프레임(111)이 오목하게 배치될 수 있다. 상기 제2리세스(25)는 상기 제2프레임(112)에 상기 몸체(113)의 제2측면(S2)으로부터 반대측 제1측면 방향 또는 제1프레임(111) 방향으로 오목하게 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2리세스(15,25) 사이의 간격은 제1방향으로 상기 캐비티(102)의 바닥 폭보다 더 이격될 수 있다. 이는 상기 제1,2리세스(15,25) 사이의 간격이 상기 캐비티(102)의 바닥 폭보다 좁은 경우, 액상의 몸체 재질이 주입되는 영역이 균일하게 분포되지 않거나 프레임(111,112)의 면적이 감소되거나 캐비티(102)에 인접하여 방습 경로 확보가 어려운 문제가 발생될 수 있다.
상기 제1 및 제2리세스(15,25)의 높이 또는 두께는 상기 제1프레임(111) 및 제2프레임(112)의 두께의 40% 이상 예컨대, 40% 내지 60%의 범위일 수 있다. 상기 범위를 초과한 경우 프레임 강성이 저하될 수 있고 상기 범위보다 작은 경우 주입 효율이 저하될 수 있다. 상기 제1프레임(111) 및 제2프레임(112)의 두께는 200 마이크로 미터 이상 예컨대, 200 내지 350 마이크로 미터의 범위일 수 있다.
여기서, 상기 패키지 몸체(110)의 한 변의 길이 예컨대, 제1,2측면(S1,S2)의 제2방향 길이가 y1인 경우, 상기 y1은 2mm 내지 5mm의 범위일 수 있다. 이러한 길이 y1은 발광 소자(120)의 사이즈 및 탑재된 발광 소자의 개수에 따라 다를 수 있다.
도 4 및 도 5와 같이, 상기 제1,2돌출부(11,12) 사이의 영역 중에서 상기 몸체(113)와 중첩되는 부분에는 상기 몸체(113)의 일부가 연장되어, 상기 제1리세스(15)와 제1측면(S1) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제3,4돌출부(21,22) 사이의 영역 중에서 상기 몸체(113)와 중첩되는 부분에는 상기 몸체(113)의 일부가 연장되어, 상기 제2리세스(25)와 제2측면(S2) 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제1,2돌출부(11,12) 사이 및 상기 제3,4돌출부(21,22) 사이에 상기 몸체(113)의 일부가 배치된 경우, 상기 제1,2리세스(15,25)에 배치된 몸체(113)의 바닥과는 단차진 구조로 돌출될 수 있다.
상기 발광 소자(120)는 상기 제2프레임(112) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(120)는 수직형 칩인 경우, 제2프레임(112)과 도전층으로 접촉되어 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 발광 소자(120)는 수평형 칩인 경우, 제2프레임(112)과 전도성 또는 절연성 접착제로 접착될 수 있다. 상기 발광 소자(120)는 와이어(127)로 제1프레임(111)과 연결될 수 있다. 상기 발광 소자(120)는 제1프레임(111) 및 제2프레임(112)과 와이어로 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 도전층은 상기 제2프레임(112)과 상기 발광 소자(120)의 하부 전극 사이에 배치되어 본딩될 수 있다. 상기 도전층은 Ag, Au, Pt, Sn, Cu 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 상기 제2프레임(112)과 하부 전극 중 적어도 하나를구성하는 물질과 상기 도전층의 물질이 화합된 화합물로 결합될 수 있다. 상기 화합물은 CuxSny, AgxSny, AuxSny 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 x는 0<x<1, y=1-x, x>y의 조건을 만족할 수 있다. 예 로서, 상기 도전층은 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 도전층은 SAC(Sn-Ag-Cu) 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1프레임(111) 및 제2프레임(112) 중 적어도 하나의 위에는 보호 소자가 배치될 수 있다. 상기 보호 소자는 상기 발광 소자(120)를 전기적으로 보호할 수 있다. 상기 보호 소자는 싸이리스터, 제너 다이오드, 또는 TVS(Transient voltage suppression)로 구현될 수 있으며, 상기 제너 다이오드는 ESD(electro static discharge)로부터 발광 소자(120A)를 보호하게 된다.
상기 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 발광소자의 제1 본딩부(121)와 제2 본딩부(122)는 프레임(111,112) 및 도전층을 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 상기 도전층의 용융점이 다른 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 패키지에 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.
실시 예는 패키지 몸체(110)의 하부의 서로 반대측 영역 또는 각 프레임(111,112)의 서로 반대측 영역에 제1,2리세스(15,25)를 각각 배치하여, 상기 몸체(113)의 표면을 개선시켜 주어 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
도 6 내지 도 9는 도 4의 발광 소자 패키지의 제1 내지 제4변형 예이다. 도 6 내지 도 9를 설명함에 있어서, 상기의 설명과 동일한 부분은 상기의 설명을 참조하기로 하며 선택적으로 적용될 수 있다.
도 6을 참조하면, 발광 소자 패키지는 패키지 몸체(110) 상에 배치된 발광 소자(120A)를 포함할 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 발광소자(120A)는 제1 본딩부(121), 제2 본딩부(122), 발광 구조물(123), 기판(124)을 포함할 수 있다.
상기 기판(124)은 투광 층으로서, 절연성 재질 또는 반도체 재질로 형성될 수 있다. 상기 기판(124)은 예컨대, 사파이어 기판(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge을 포함하는 그룹 중에서 선택될 수 있다. 예로서, 상기 기판(124)은 표면에 요철 패턴이 형성될 수 있다. 상기 기판(124)는 제거되거나, 다른 수지 재질의 투광층이 배치될 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)은 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 본딩부(122)은 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결될 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 발광 소자(120A)는 하부에 제1 및 제2본딩부(121,122)를 구비할 수 있으며, 상기 제1 및 제2본딩부(121,122)는 전극 또는 패드일 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)는 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121) 및 상기 제2 본딩부(122)을 통하여 공급되는 구동 전원에 의하여 상기 발광소자(120A)가 구동될 수 있게 된다. 그리고, 상기 발광소자(120A)에서 발광된 빛은 상기 패키지 몸체(110)의 상부 방향으로 제공될 수 있게 된다. 상기 제1 본딩부(121)과 상기 제2 본딩부(122)는 Ti, Al, 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.
상기 발광소자(120A)는 상기 패키지 몸체(110) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120A)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120A)는 몸체(113) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120A)는 상기 패키지 몸체(110)에 의해 제공되는 상기 캐비티(102) 내에 배치될 수 있다.
상기 제1프레임(111)와 발광 소자(120A)의 제1본딩부(121) 사이, 상기 제2 프레임(113)과 상기 발광 소자(120A)의 제2본딩부(122) 사이에는 도전층이 배치될 수 있다. 상기 도전층은 상기 제1프레임(111) 및 제2프레임(112)의 상면에서 상기 제1,2본딩부(127,129)과 본딩될 수 있다. 상기 도전층은 Ag, Au, Pt, Sn, Cu 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 상기 각 프레임(111,112)과 상기 본딩부(121,122) 중 적어도 하나는 구성하는 물질과 상기 도전층의 물질이 화합된 화합물로 결합될 수 있다. 상기 화합물은 CuxSny, AgxSny, AuxSny 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 x는 0<x<1, y=1-x, x>y의 조건을 만족할 수 있다.
상기 발광소자(120A)의 본딩부(121,122)는 상기 도전층을 구성하는 물질과 상기 도전층을 형성되는 과정 또는 상기 도전층이 제공된 후 열처리 과정에서, 상기 도전층과 상기 프레임(111,112) 사이에 금속간 화합물(IMC; intermetallic compound)이 형성될 수 있다. 예 로서, 상기 도전층은 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 도전층은 SAC(Sn-Ag-Cu) 물질을 포함할 수 있다.
예로서, 상기 도전층을 이루는 물질과 상기 프레임(111,112)의 금속 간의 결합에 의해 합금층이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 도전층과 상기 프레임(111,112)이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 도전층, 합금층 및 상기 프레임이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 합금층이 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 도전층으로부터 제공될 수 있고, 제2 물질은 상기 본딩부(121,122) 또는 상기 프레임(111,112)로부터 제공될 수 있다.
상기 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 발광소자의 제1 본딩부(121)와 제2 본딩부(122)는 프레임(111,112) 및 도전층을 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 상기 도전층의 용융점이 다른 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 패키지에 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.
상기 제1프레임(111) 및 제2프레임(112) 중 적어도 하나 또는 모두는 상부가 오목한 상부 리세스를 가질 수 있으며, 상기 상부 리세스는 상기 제1프레임(111) 및 제2프레임(112)의 상면보다 낮게 함몰된 영역일 수 있다. 상기 상부 리세스에는 광 반사를 위해 수지 재질 예컨대, 백색 수지가 채워질 수 있으며, 상기 백색 수지는 상기 몰딩 부재(140)와 프레임(111,112) 사이에 배치될 수 있다. 상기 백색 수지는 상기 발광 소자(120A)의 하면보다 낮게 배치될 수 있어, 광 반사를 효과적으로 수행할 수 있다.
도 7은 도 4의 발광 소자 패키지의 제2변형 예이다.
도 7을 참조하면, 발광소자 패키지는, 프레임(111,112) 및 몸체(113) 중 적어도 하나 또는 모두에 리세스를 포함할 수 있다. 상기 리세스(R1)는 예컨대, 상기 몸체(113)에 제공될 수 있다. 상기 리세스(R1)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 사이에 영역 하부에 제공될 수 있다. 상기 리세스(R1)는 상기 몸체(113)의 상면에서 하면 방향으로 오목하게 제공될 수 있다. 상기 리세스(R1)는 상기 발광소자(120A) 아래에 배치될 수 있다. 상기 리세스(R1)는 상기 발광소자(120A)와 상기 제3 방향에서 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 리세스(R1)의 제2방향의 길이는 상기 발광 소자(120A)의 제2방향의 길이보다 길게 배치될 수 있다.
상기 리세스(R1)에는 제1수지(130)가 배치될 수 있다. 상기 제1수지(130)는 상기 발광 소자(120A)와 상기 몸체(113) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1수지(130)는 상기 발광 소자(120A)의 하면에 접촉될 수 있다. 상기 제1수지(130)의 일부는 상기 리세스(R1)에 배치될 수 있다. 상기 제1수지(130)의 일부는 상기 발광소자(120A)와 상기 몸체(113) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1수지(130)의 일부는 상기 제1 본딩부(121)과 상기 제2본딩부(122) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제1수지(130)의 일부는 상기 제1 본딩부(121)의 측면과 상기 제2 본딩부(122)의 측면에 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제1수지(130)는 리세스(R1)에 배치되며 상기 발광소자(120A)와 상기 몸체(113) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1수지(130)는 몸체(113)의 수지 재질과 접착되는 면적이 증가되어, 상기 발광소자(120A)와 상기 몸체(113) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1수지(130)는 예로서 상기 몸체(113)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1수지(130)는 상기 발광소자(120A)의 하부 면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제1수지(130)는 상기 몸체(113)와 상기 발광소자(120A) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있고, 상기 발광소자(120A)의 하면으로 광이 방출되는 경우, 상기 발광소자(120A)와 상기 몸체(113) 사이에서 광 확산 기능을 제공할 수 있다. 상기 발광소자(120A)로부터 상기 발광소자(120A)의 하면으로 광이 방출될 때 상기 제1수지(130)는 광 확산 기능을 제공함으로써 상기 발광소자 패키지의 광 추출 효율을 개선할 수 있다. 상기 제1수지(130)는 상기 발광소자(120A)에서 방출하는 광을 반사할 수 있다. 상기 제1수지(130)가 반사 기능을 포함하는 경우, 상기 제1수지(130)는 TiO2, Al2O3, SiO2 중 적어도 하나의 필러를 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 리세스(R1)의 깊이는 상기 프레임(111,112)의 두께에 비해 작게 제공될 수 있다. 상기 리세스(R1)의 깊이는 상기 제1수지(130)의 접착력을 고려하여 결정될 수 있다. 또한, 상기 리세스(R1)의 깊이는 상기 몸체(113)의 안정적인 강도를 고려하거나 및/또는 상기 발광소자(120A)에서 방출되는 열에 의해 상기 발광소자 패키지에 크랙(crack)이 발생하지 않도록 결정될 수 있다.
상기 리세스(R1)는 상기 발광소자(120A) 하부에 제1수지(130)으로 인한 언더필(under fill) 공정이 수행될 수 있는 적정 공간을 제공할 수 있다. 여기서, 상기 언더필(Under fill) 공정은 발광소자(120A)를 패키지 몸체(110)에 실장한 후 상기 제1수지(130)를 상기 발광소자(120A) 하부에 배치하는 공정일 수 있고, 상기 발광소자(120A)를 몸체(113)에 실장하는 공정에서 상기 제1수지(130)를 통해 실장하기 위해 상기 제1수지(130)를 상기 리세스(R1)에 배치한 후 상기 발광소자(120A)를 배치하는 공정일 수 있다. 상기 리세스(R1)는 상기 발광소자(120A)의 하면과 상기 몸체(113)의 상면 사이에 상기 제1수지(130)가 충분히 제공될 수 있도록 제1 깊이 이상으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 리세스(R1)는 상기 몸체(113)의 안정적인 강도를 제공하기 위하여 제2 깊이 이하로 제공될 수 있다. 상기 리세스(R1)의 깊이는 40 마이크로 미터 내지 60 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 리세스(R1)의 제1방향의 폭은 상기 프레임(111,112) 사이의 간격보다 작을 수 있다. 상기 리세스(R1)의 폭은 상기 발광소자(120A)의 장축 방향으로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 리세스(R1)의 폭은 140 마이크로 미터 내지 160 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 리세스(R1)의 제2방향의 길이는 상기 발광소자(120A)의 단축 방향의 길이보다 길게 배치될 수 있으며, 이 경우 상기 발광소자(120A)의 외측에 제1수지(130)이 노출되어, 광 반사 기능을 수행할 수 있다. 상기 리세스(R1)의 제2방향의 길이는 상기 발광소자(120A)의 장축 방향의 길이보다 작게 배치될 수 있으며, 이 경우 상기 발광소자(120A)의 하면에서 제1수지(130)로 접착하는 접착제 및 반사 부재로 기능할 수 있다. 상기 리세스(R1)의 제2방향의 길이는 상기 제1수지(130)의 오픈 영역 내에 배치되거나, 상기 제1수지(130)와 접촉될 수 있다.
제2수지(135)는 상기 프레임(111,112)와 상기 발광 소자(120A) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2수지(135)의 상면은 상기 발광 소자(120A)의 상면 보다 낮게 예컨대, 활성층의 하면보다 낮은 높이로 배치될 수 있다. 상기 제2수지(135)는 상기 몰딩 부재(140)과 접촉될 수 있다. 상기 제2수지(135)는 상기 발광소자(120A)의 측 방향으로 광이 방출될 때 상기 제2수지(135)는 광 반사 기능을 제공함으로써 상기 발광소자 패키지의 광 추출 효율을 개선할 수 있다. 상기 제2수지(135)는 상기 발광소자(120A)에서 방출하는 광을 반사할 수 있다. 상기 제2수지(135)가 반사 기능을 포함하는 경우, 상기 제2수지(135)는 TiO2, Al2O3, SiO2 중 적어도 하나의 필러를 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 발광 소자 패키지는, 프레임(111,112) 및 몸체(113) 중 적어도 하나 또는 모두에 개구부를 포함할 수 있다. 개구부(R2)는 예컨대, 상기 몸체(113)에 제공될 수 있다. 상기 개구부(R2)는 상기 제1 및 제2프레임(111,112) 의 두께와 동일한 높이로 제공될 수 있다. 상기 개구부(R2)는 상기 제1 및 제2프레임(111,112) 사이에 배치된 상기 몸체(113)에 배치되며 상기 몸체(113)의 상면에서 하면으로 관통되게 제공될 수 있다. 상기 개구부(R2)는 상기 발광소자(120A) 아래에 배치될 수 있다. 상기 개구부(R2)의 외측에 배치된 상기 몸체(113)의 두께는 상기 제1프레임(111) 및 제2프레임(112)의 두께와 동일한 두께를 가질 수 있다.
이 경우 상기 제1수지(132)가 상기 개구부(R2)에 채워짐으로써, 제1수지(132)의 하부 돌기가 상기 개구부(R2)에 형성될 수 있다. 상기 하부 돌기(131)는 상기 몸체(113)의 하부에 노출될 수 있다. 상기 제1수지(132)의 물질은 상기의 설명을 참조하기로 한다. 상기 제1수지(132)는 발광 소자(120A)의 하부 접착력 및 지지력을 강화시켜 줄 수 있다. 상기 제1수지(132)는 상기 하부 돌기를 통해 방열 기능을 수행할 수 있다. 상기 제1수지(132)는 내부에 TiO2, Al2O3, SiO2 중 적어도 하나의 필러를 포함할 수 있으며, 열 전도성이 개선될 수 있다. 상기 제1수지(132)를 형성할 경우, 하부에 지지 시트를 배치한 후 개구부(R2) 상에서 형성할 수 있다. 이러한 패키지에는 도 7과 같이, 제2수지가 배치될 수 있다.
도 7 및 도 8에서, 상기 제2수지가 배치된 제1프레임(111) 및 제2프레임(112)에는 오목한 리세스가 배치되어, 상기 제2수지의 일부가 배치될 수 있다.
도 9를 참조하면, 발광 소자 패키지는 프레임에 관통홀(TH1,TH2)이 배치될 수 있다. 상기 관통홀(TH1,TH2)은 상기 제1프레임(111)에 배치된 제1관통홀(TH1), 상기 제2프레임(112)에 배치된 제2관통홀(TH2)을 포함할 수 있다. 상기 제1,2관통홀(TH1,TH2)은 상기 제1 및 제2프레임(111,113)의 상면에서 하면까지 관통되는 구멍일 수 있다. 상기 제1,2관통홀(TH1,TH2)은 각 프레임(111,113)에 하나 이상일 수 있으며, 예컨대 1개 또는 2개 이상일 수 있다.
상기 제1,2관통홀(TH1,TH2)은 둘레 면이 수직한 면이거나, 경사진 면, 또는 곡면 중 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 서로 다른 곡률을 갖는 곡면을 포함할 수 있다. 상기 제1,2관통홀(TH1,TH2)의 둘레 면에는 도금층이 형성될 수 있어, 프레임을 보호할 수 있다.
상기 제1,2관통홀(TH1,TH2)은 상기 발광 소자(120A)와 제3방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제1관통홀(TH1)은 상기 발광 소자(120A)의 제1본딩부(121)와 제3방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제2관통홀(TH2)은 상기 발광 소자(120A)의 제2본딩부(122)와 제3방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제1,2관통 홀(TH1,TH2)는 상부 너비 또는 직경이 하부 너비 또는 직경보다 작을 수 있다.
상기 제1,2관통홀(TH1,TH2)에는 도전층(171)이 형성될 수 있다. 상기 제1관통홀(TH1)에 배치된 도전층(171)은 상기 제1 본딩부(121)의 하면과 직접 접촉되며, 상기 제1 본딩부(121)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 도전층(171)의 둘레에는 상기 제1 프레임(111)이 배치될 수 있다. 상기 제2관통홀(TH2)에 배치된 도전층(171)은 상기 제2 본딩부(122) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2관통홀(TH2)에 배치된 도전층(171)은 상기 제2 본딩부(122)의 하면과 직접 접촉되고, 상기 제2 본딩부(122)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 도전층(171)은 Ag, Au, Pt, Sn, Cu, Zn, In, Bi, Ti 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 상기 도전층(171)은 전도성 기능을 확보할 수 있는 물질이 사용될 수 있다. 상기 도전층(171)은 솔더 페이스트로서, 파우더 입자 또는 파티클 입자와 플럭스의 혼합으로 형성될 수 있다. 상기 솔더 페이스트는 Sn-Ag-Cu를 포함할 수 있으며, 각 금속의 중량%는 달라질 수 있다.
예로서, 상기 도전층(171)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.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는 상기 제1 관통홀(TH1)의 도전층(171)을 통해 상기 제1 본딩부(121)에 전원이 연결되고, 상기 제2 관통홀(TH2)의 도전층(171)을 통해 상기 제2 본딩부(122)에 전원이 연결될 수 있다. 상기 제1 및 제2프레임(111,112)이 전도성 재질인 경우, 상기 제1프레임(111) 및 제2프레임(112)은 발광 소자(120A)의 본딩부(121,122)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 발광 소자(120A)의 본딩부들(121,122)은 상기 도전층(171)과 상기 프레임(111,112) 중 적어도 하나 또는 모두와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 본딩부(121) 및 상기 제2 본딩부(122)을 통하여 공급되는 구동 전원에 의하여 상기 발광소자(120A)가 구동될 수 있게 된다. 그리고, 상기 발광소자(120A)에서 발광된 빛은 상기 패키지 몸체(110)의 상부 방향으로 제공될 수 있게 된다.
상기 도전층(171)은 각 본딩부(121,122)에 전기적으로 연결될 수 있고 열적으로 연결될 수 있다. 이에 따라 상기 도전층(171)을 통해 각 프레임(111,112)를 통해 열이 전도되는 경로를 제공할 수 있다.
상기 몸체(113)은 상기 제1프레임(111) 및 제2프레임(112) 사이의 영역에 배치된 리세스(R2)는 도 8의 설명을 참조하기로 하며, 도 7과 같은 리세스로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 10 내지 도 13은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 과정을 나타낸 도면이다.
도 10과 같이, 서로 분리된 제1프레임부(111A)와 제2프레임부(112A)을 갖는 프레임 플레이트(115)가 제공되며, 상기 제1,2프레임부(111A,112A) 사이의 분리영역(113A)과 이에 연결되는 오픈부(OP1,OP2)가 배치될 수 있다. 상기 오픈부(OP1,OP2)는 상기 분리영역(113A)과 연결될 수 있다.
상기 제1프레임부(111A)에는 제1게이트 영역(10)이 배치되며, 상기 제2프레임부(112A)에는 제2게이트 영역(20)이 배치될 수 있다. 상기 제1,2게이트 영역(10,20)은 몸체의 사출 성형을 위해 상부 틀과 하부 틀이 결합될 때, 오픈되는 영역일 수 있다.
도 10 및 도 11과 같이, 상기 제1,2게이트 영역(10,20)을 통해 게이트가 결합되고, 액상의 몸체 재질이 주입될 수 있다. 이에 따라 몸체(113) 및 캐비티를 갖는 반사 측벽(110A)가 형성되어 프레임부(111A,112A)와 결합될 수 있다. 상기 제1,2게이트 영역(10,20)은 서로 반대측에 배치되어, 액상 재질의 주입 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 즉, 상기 제1,2게이트 영역(10,20)은 몸체(113)의 양 측면의 센터를 연결한 직선 상에서 가장 먼 영역에 각각 배치될 수 있어, 액상의 주입에 따른 몸체의 사출 효율이 개선될 수 있고 공정을 단순화시켜 줄 수 있다. 또한 제1,2프레임부(111A,112A) 사이의 영역에 게이트 영역이 배치되지 않아 패키지 몸체의 센터가 몸체 성형시 파손되는 문제를 방지할 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 몸체(113)가 성형되면, 도 12와 같이 발광 소자(120)를 제2프레임부(112A) 상에 탑재하고 와이어(127)로 제1프레임부(111)과 연결해 준다. 이후, 상기 패키지 몸체(110)의 상부 캐비티에 디스펜싱 공정을 통해 몰딩 부재를 형성하게 된다. 상기 몰딩 부재 내에는 형광체가 첨가될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 몰딩 부재는 형성하지 않을 수 있다.
도 12 및 도 13과 같이, 상기 프레임 플레이트(115)를 커팅 라인(C1,C2)을 따라 커팅하여, 도 13과 같이 단위 발광 소자 패키지로 제공할 수 있다. 상기 패키지 몸체(110)의 제1,2측면(S1,S2)에는 돌출부(11,12,21,22)들이 노출될 수 있다. 상기 패키지 몸체(110)의 제1,2측면(S1,S2)에 인접한 하부 영역에는 제1 및 제2리세스(15,25)가 배치될 수 있고, 상기 각 돌출부(11,12,21,22)에 의해 개방된 제1,2오픈 영역(15A,25A)와 연결될 수 있다. 이와 같이 서로 반대측에 배치된 게이트 영역을 통해 액상의 몸체 재질을 주입시켜 줌으로써, 전 영역으로 균일하게 주입될 수 있어, 균일한 몸체 표면을 제공할 수 있고 프레임들과의 밀착력이 개선될 수 있다.
도 14는 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 갖는 모듈의 예이다.
도 14를 참조하면, 조명 모듈은 회로 기판(201) 상에 하나 또는 복수의 발광 소자 패키지(100)가 배치될 수 있다. 상기 회로기판(201)은 상기 발광소자(120)의 구동을 제어하는 전원 공급 회로가 제공될 수 있다.
상기 패키지 몸체(110)는 상기 회로기판(201) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(100)의 제1프레임(111) 및 제2프레임(112)는 회로 기판(201)의 패드(211,213)에 전도성 접착제(221,223)에 의해 회로 기판(201)과 전기적으로 연결될 수 있다. 실시 예에 따른 발광소자 소자 패키지는 회로 기판 등에 리플로우(reflow) 공정을 통해 본딩되는 경우에도 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되지 않으므로 전기적 연결 및 물리적 본딩력이 열화되지 않는 장점이 있다. 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 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.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 서브 마운트 또는 회로기판(201) 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. 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.
이상에서 설명된 바와 같이, 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 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 패키지에 의하면, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 패키지 몸체가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 패키지 몸체가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 몸체를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 실시 예에 의하면, 상기 몸체는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다.
한편, 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 발광소자를 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 발광소자가 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.
11,12,21,22: 돌출부
15,25: 리세스
110: 패키지 몸체
111: 제1 프레임
112: 제2 프레임
113: 몸체
120,120A: 발광소자
121: 제1 본딩부
122: 제2 본딩부
123: 발광 구조물
124: 기판
130,132,135: 수지
15,25: 리세스
110: 패키지 몸체
111: 제1 프레임
112: 제2 프레임
113: 몸체
120,120A: 발광소자
121: 제1 본딩부
122: 제2 본딩부
123: 발광 구조물
124: 기판
130,132,135: 수지
Claims (11)
- 서로 이격되는 제1 및 제2 프레임;
상기 제1 및 제2 프레임을 지지하는 몸체; 및
상기 제2 프레임 상에 배치되는 발광소자;를 포함하고,
상기 몸체는 하면, 제1 측면, 및 상기 제1 측면과 마주보는 제2 측면을 포함하고,
상기 제1 프레임은 제1측면부, 상기 제1측면부의 반대측 제2측면부, 상기 제2측면부에서 상기 제1측면부 방향으로 오목한 제1 리세스를 포함하고,
상기 제2 프레임은 제3 측면부, 상기 제3 측면부의 반대측 제4 측면부, 및 상기 제4 측면부에서 상기 제3 측면부 방향으로 오목한 제2 리세스를 포함하고,
상기 제1프레임의 제2 측면부는 상기 몸체의 제1 측면으로 노출되는 2개의 돌출부를 포함하고,
상기 제1 리세스는 상기 제2 측면부의 2개의 돌출부 사이에 배치되고,
상기 제2프레임의 제4 측면부는 상기 몸체의 제2 측면으로 노출되는 2개의 돌출부를 포함하고,
상기 제2 리세스는 상기 제4 측면부의 2개의 돌출부 사이에 배치되며,
상기 제1 및 제2리세스의 제2방향의 제1길이는 제1방향의 폭보다 길며,
상기 제1길이는 제1 및 제2프레임에서 2개의 돌출부 사이의 간격인 제2방향의 제2길이보다 크며,
상기 제1길이에 대한 상기 제2길이의 비는 0.3 내지 0.6 범위인 발광 소자패키지. - 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2프레임의 각 돌출부에서 상기 제1,2리세스와 상기 돌출부가 제1방향으로 중첩되는 영역의제2방향의 폭은 상기 제2길이에 비해 0.5 내지 1의 범위를 갖는 발광 소자 패키지. - 제2항에 있어서,
상기 제1 및 제2리세스는 상기 몸체와 수직 방향으로 중첩되고 상기 캐비티의 바닥 하부로부터 제1방향으로 이격되는 발광 소자 패키지. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2리세스 상에는 상기 몸체의 일부가 노출되며,
상기 제1,2리세스의 제2방향의 폭은 상기 제1 및 제2프레임의 2개의 돌출부 사이의 간격보다 넓은 발광 소자 패키지. - 제4항에 있어서,
상기 제1,2리세스는 제2방향의 폭이 상기 제2방향과 직교하는 제1방향의 폭보다 큰 발광 소자 패키지. - 제5항에 있어서,
상기 제1 및 제2프레임으로부터 돌출된 2개의 돌출부에서 상기 몸체와 결합되는 최소 폭을 갖는 부분은 상기 제1,2리세스와 제2방향으로 대응되며 상기 각 돌출부의 외부 폭보다 작은 발광 소자 패키지. - 제4항에 있어서,
상기 제1프레임의 2개의 돌출부는 상기 제1리세스의 상부 둘레에 단차부를 가지며,
상기 제2프레임의 2개의 돌출부는 상기 제2리세스의 상부 둘레에 단차부를 가지는 발광 소자 패키지. - 제7항에 있어서,
상기 제1 및 제2프레임은 전도성 프레임이며,
상기 발광 소자는 상기 제1 및 제2프레임 상에서 수직형 칩, 수평형 칩 또는 플립 칩 중 어느 하나로 배치되는 발광 소자 패키지. - 제7항에 있어서,
상기 제1 및 제2프레임 사이에 배치된 상기 몸체는 발광 소자 아래에 배치되며, 리세스 또는 개구부가 갖는 발광 소자 패키지. - 제9항에 있어서,
상기 리세스 또는 개구부에 반사성 수지가 배치되는 발광 소자 패키지. - 회로 기판;
상기 회로 기판에 적어도 하나의 발광 소자 패키지가 배치되며,
상기 발광 소자 패키지는 제1 항 또는 제2항 중 어느 하나의 발광 소자 패키지를 갖는 조명 모듈.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| KR1020170122869A KR20190034016A (ko) | 2017-09-22 | 2017-09-22 | 발광소자 패키지 및 조명 모듈 |
| US16/649,452 US20200303596A1 (en) | 2017-09-22 | 2018-09-21 | Light-emitting device package and lighting module |
| PCT/KR2018/011216 WO2019059703A2 (ko) | 2017-09-22 | 2018-09-21 | 발광소자 패키지 및 조명 모듈 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170122869A KR20190034016A (ko) | 2017-09-22 | 2017-09-22 | 발광소자 패키지 및 조명 모듈 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190034016A true KR20190034016A (ko) | 2019-04-01 |
Family
ID=66104544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170122869A KR20190034016A (ko) | 2017-09-22 | 2017-09-22 | 발광소자 패키지 및 조명 모듈 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20190034016A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110726081A (zh) * | 2019-09-06 | 2020-01-24 | 珠海博杰电子股份有限公司 | Led灯串、其生产方法及生产设备 |
| JP2021052044A (ja) * | 2019-09-24 | 2021-04-01 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置及びその製造方法 |
-
2017
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110726081A (zh) * | 2019-09-06 | 2020-01-24 | 珠海博杰电子股份有限公司 | Led灯串、其生产方法及生产设备 |
| CN110726081B (zh) * | 2019-09-06 | 2024-02-27 | 珠海博杰电子股份有限公司 | Led灯串、其生产方法及生产设备 |
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