KR20190105341A - 발광소자 패키지 - Google Patents

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Abstract

실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 상면과 하면 및 상면과 하면을 관통하는 개구부를 포함하는 몸체; 몸체의 상면에 배치되며, 제1 및 제2 본딩부를 포함하는 발광소자; 제1 및 제2 본딩부의 하면으로부터 개구부 내로 각각 연장되어 배치된 제1 및 제2 도전부; 몸체 아래에 배치되며, 제1 및 제2 도전부에 각각 전기적으로 연결된 제1 및 제2 패드를 포함하는 회로기판; 및 제1 및 제2 도전부의 하면과 상기 제1 및 제2 패드의 상면 사이에 각각 배치된 금속층을 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 제1 및 제2 본딩부는 발광소자의 하면에 배치되고, 제1 및 제2 본딩부의 하면이 개구부의 상면에 비해 더 높게 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 개구부는 서로 이격되어 제공된 제1 개구부와 제2 개구부를 포함하고, 제1 개구부는 제1 본딩부와 수직 방향에서 중첩되어 제공되고, 제2 개구부는 제2 본딩부와 수직 방향에서 중첩되어 제공될 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 하면 및 상기 상면과 상기 하면을 관통하는 개구부를 포함하는 몸체; 상기 몸체의 상면에 배치되며, 제1 및 제2 본딩부를 포함하는 발광소자; 상기 제1 및 제2 본딩부의 하면으로부터 상기 개구부 내로 각각 연장되어 배치된 제1 및 제2 도전부; 상기 몸체 아래에 배치되며, 상기 제1 및 제2 도전부에 각각 전기적으로 연결된 제1 및 제2 패드를 포함하는 회로기판; 및 상기 제1 및 제2 도전부의 하면과 상기 제1 및 제2 패드의 상면 사이에 각각 배치된 금속층을 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 본딩부는 상기 발광소자의 하면에 배치되고, 상기 제1 및 제2 본딩부의 하면이 상기 개구부의 상면에 비해 더 높게 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 개구부는 서로 이격되어 제공된 제1 개구부와 제2 개구부를 포함하고, 상기 제1 개구부는 상기 제1 본딩부와 수직 방향에서 중첩되어 제공되고, 상기 제2 개구부는 상기 제2 본딩부와 상기 수직 방향에서 중첩되어 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광소자의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 및 제2 도전부는 상기 개구부 내에 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광소자의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 도전부는 상기 제1 개구부 내에 배치되고, 상기 제2 도전부는 상기 제2 개구부 내에 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 도전부의 상기 하면이 상기 몸체의 상기 하면에 비해 같거나 더 높게 배치될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 상기 금속층과 상기 회로기판의 상기 제1 패드 사이에 배치된 도전체를 더 포함하고, 상기 금속층은 상기 도전체에 포함된 물질과 상기 제1 도전부에 포함된 물질의 합금층으로 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 도전체는 상기 제1 도전부의 상기 하면 및 측면에 배치되고, 상기 금속층은 상기 제1 도전부와 상기 도전체의 경계 영역에 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 도전부의 상기 하면이 상기 몸체의 상기 하면에 비해 더 낮게 배치되고, 상기 금속층은 상기 회로기판의 상기 제1 패드 및 상기 제1 도전부의 상기 하면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 금속층은 CuSn층 또는 NiSn층을 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 패키지를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 저면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 D-D 선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 발광소자 패키지를 설명하는 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 평면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 발광소자 패키지의 저면도이다.
도 11은 도 9에 도시된 발광소자 패키지의 E-E 선에 따른 단면도이다.
도 12는 도 9에 도시된 발광소자 패키지를 설명하는 분해 사시도이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 발광소자의 예를 설명하는 평면도이다.
도 16은 도 15에 도시된 발광소자의 F-F 선에 따른 단면도이다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
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 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 저면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 발광소자 패키지의 D-D 선에 따른 단면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 발광소자 패키지를 설명하는 분해 사시도이다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 몸체(110), 발광소자(120)를 포함할 수 있다.
상기 몸체(110)는 제1 몸체(111)와 제2 몸체(113)를 포함할 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111)의 상면 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111)의 상면 위에 캐비티(C)를 제공할 수 있다.
다른 표현으로서, 상기 제1 몸체(111)는 하부 몸체, 상기 제2 몸체(113)는 상부 몸체로 지칭될 수도 있다.
상기 제2 몸체(113)는 상기 발광소자(120)로부터 방출되는 빛을 상부 방향으로 반사시킬 수 있다. 캐비티를 제공하는 상기 제2 몸체(113)의 측면은 상기 제1 몸체(111)의 상면에 대하여 경사지게 배치될 수 있다.
상기 몸체(110)는 상기 캐비티(C)를 포함할 수 있다. 상기 캐비티는 바닥면과, 상기 바닥면에서 상기 몸체(110)의 상면으로 경사진 측면을 포함할 수 있다.
예로서, 상기 몸체(110)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), 블랙 EMC(Black Epoxy molding compound), 블랙 SMC(Black silicone molding compound), 세라믹, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3) 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나로 형성될 수 있다. 또한, 상기 몸체(110)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 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 몸체(110) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 제1 몸체(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 제2 몸체(113)에 의해 제공되는 상기 캐비티(C) 내에 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)는 상기 발광소자(120)의 하면에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하면에 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하면에서 서로 이격되어 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.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 개구부(TH1)를 포함할 수 있다.
상기 몸체(110)는 상기 캐비티(C)의 바닥면에서 상기 몸체(110)의 하면을 관통하는 상기 제1 개구부(TH1)를 포함할 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)에 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)를 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)의 상면과 하면을 제1 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(120) 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(111)의 상면에서 하면으로 향하는 제1 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 중첩되어 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 하면이 상기 제1 개구부(TH1)의 상면에 비해 더 높게 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 하면이 상기 제1 개구부(TH1)를 제공하는 상기 제1 몸체(111)의 상면에 비해 더 높게 배치될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 일부 영역은 상기 제1 몸체(111)의 상면과 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 다른 일부 영역은 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 수직 방향에서 중첩되어 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. 상기 제1 개구부(TH1)는 하부 영역에서 상부 영역으로 가면서 폭이 점차적으로 작아지는 경사진 형태로 제공될 수 있다.
다만 이에 한정하지 않고, 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역과 하부 영역 사이의 경사면은 기울기가 서로 다른 복수의 경사면을 가질 수 있고, 상기 경사면은 곡률을 가지며 배치될 수 있다.
상기 발광소자(120)는 네 측면의 길이가 유사한 정방형의 형상으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 발광소자(120)는 장변과 단변을 포함하는 장방형의 형상으로 제공될 수도 있다. 상기 제1 개구부(TH1)의 형상은 상기 발광소자(120)의 형상에 대응되어 정방형 또는 장방형의 형상으로 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 각각 서로 마주보는 두 쌍의 변을 포함할 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)의 한 쌍의 변은 상기 발광소자(120)의 단변 또는 제1 측면에 평행하게 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 개구부(TH1)의 다른 한 쌍의 변은 상기 발광소자(120)의 장변 또는 제2 측면에 평행하게 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)의 단변 또는 제1 측면과 상기 발광소자(120)의 장변 또는 제2 측면은 서로 수직하게 배치될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)의 이웃한 두 변이 만나는 영역은 곡면으로 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)의 이웃한 두 변이 만나는 영역은 라운드 진 형상으로 제공될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 발광소자(120)의 측면과 상기 발광소자(120)의 측면에 인접한 상기 제1 개구부(TH1)의 측면 간의 거리는 50 마이크로 미터 내지 100 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭이 상기 제1 개구부(TH1)의 대응되는 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭에 비해 더 크게 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 개구부(TH1)의 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭은 상기 발광소자(120)의 대응되는 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭에 비해 80% 내지 95%의 폭으로 제공될 수 있다.
상기 발광소자(120)는 상기 제1 개구부(TH1)를 제공하는 상기 제1 몸체(111)에 의하여 지지될 수 있다. 상기 발광소자(120)가 상기 제1 몸체(111)에 의하여 안정적으로 지지될 수 있도록, 상기 제1 개구부(TH1)의 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭은 상기 발광소자(120)의 대응되는 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭에 비해 95% 이하의 폭으로 제공될 수 있다.
또한, 상기 발광소자(120)의 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)는 상기 제1 개구부(TH1)에 제공될 도전체를 통하여 전원을 공급 받을 수 있다. 도전체가 용이하게 공급될 수 있으면서 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 간의 전기적인 단락(short)이 발생되지 않도록 상기 제1 개구부(TH1)의 크기가 크게 제공될 필요가 있다. 이러한 점을 고려하여, 상기 제1 개구부(TH1)의 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭은 상기 발광소자(120)의 대응되는 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭에 비해 80% 이상으로 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)에 제공되어 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 각각 전기적으로 연결되는 도전체에 대해서는 뒤에서 더 살펴 보기로 한다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 제1 및 제2 도전부(221, 222)를 포함할 수 있다.
상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121)와 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 개구부(TH1)에 제공될 수 있다.
상기 제1 도전부(221)의 하면은 상기 제1 개구부(TH1)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121)에서 상기 제1 개구부(TH1) 내부까지 연장되어 배치될 수 있다.
상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122)와 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제1 개구부(TH1)에 제공될 수 있다.
상기 제2 도전부(222)의 하면은 상기 제1 개구부(TH1)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122)에서 상기 제1 개구부(TH1) 내부까지 연장되어 배치될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 상기 제1 개구부(TH1) 내에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면은 상기 제1 몸체(111)의 하면에 비해 같거나 더 높게 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 두께는 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)에 비해 같거나 더 작게 제공될 수 있다.
앞에서 설명된 바와 같이, 상기 제1 개구부(TH1)에 도전체가 제공될 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 제1 도전부(221)의 하면 및 측면에 도전체가 배치될 수 있다. 상기 도전체는 상기 제1 도전부(221)의 하면 및 측면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 도전부(222)의 하면 및 측면에 상기 도전체가 배치될 수 있다. 상기 도전체는 상기 제2 도전부(222)의 하면 및 측면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전부(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 도전부(221, 222)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 도금 공정을 통해 제공될 수도 있다. 예로서, 복수의 발광소자가 형성된 웨이퍼 레벨에서 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 시드(seed)층이 제공되고, 시드층 위에 포토 레지스트막과 같은 마스크층이 형성된 후, 도금 공정이 수행될 수 있다. 도금 공정이 수행된 후, 포토레지스트막의 제거를 통해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 일정 영역에만 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 형성될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 Ag, Au,Cu,Ti, Ni 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 상기 시드층을 포함할 수 있다. 상기 시드층은 예로서 Ti, Ni, Cu등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 예로서 원 기둥 형상 또는 다각 기둥 형상으로 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 형상은 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 형상에 대응되어 선택될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 폭 또는 직경은 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 두께는 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 상면은 평탄면을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 측면은 경사면을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 상부 영역의 면적과 하부 영역의 면적이 서로 다르게 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 상부 영역의 면적이 하부 영역의 면적에 비해 더 크게 제공될 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)와 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)는 서로 분리된 공정에서 서로 다른 물질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)와 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)는 서로 다른 물질 및 서로 다른 적층 구조를 포함할 수 있다.
한편, 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)는 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 다른 표현으로서, 상기 발광소자(120) 아래에 배치된 상기 제1 몸체(111)의 상면으로부터 하면까지의 상기 두께(t)는 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)에 도전체가 제공되는 경우, 상기 도전체의 두께는 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)에 대응될 수 있다. 상기 도전체는 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)를 통해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 전원을 제공하는 기능을 수행하며, 적정 두께의 BLT(Bond Line Thickness) 조건을 충족시킬 수 있도록, 보통 40 마이크로 미터 이상의 두께로 제공될 수 있다.
또한, 상기 도전체의 두께가 너무 두꺼울 경우, 발광소자 패키지가 구동되는 과정에서 온도 변화에 따른 확장과 수축에 의하여 내 충격성이 저하되는 것으로 알려져 있다. 이에 따라, 상기 도전체의 두께는 적정 두께 이하로 형성되도록 선택될 수 있으며, 예로서 150 마이크로 미터 이하의 두께로 제공되도록 선택될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)에 의하면, 상기 제1 몸체(111)의 두께는 상기 도전체가 형성될 수 있는 적정 공간을 제공하기 위한 두께로 선택될 수 있다. 또한, 상기 제1 몸체(111)는 발광소자 패키지의 안정적인 강성을 제공하기 위하여 적절한 두께 이상으로 제공되어야 한다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)는 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 몸체(111)의 두께는 150 마이크로 미터 이하로 제공될 수 있으며, 40 마이크로 미터 내지 100 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)에 제공되어 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)에 각각 전기적으로 연결되는 도전체에 대해서는 뒤에서 더 살펴 보기로 한다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 수지(130)를 포함할 수 있다.
참고로, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)의 구조가 용이하게 파악될 수 있도록 도 1, 도 2 및 도 4에서는 상기 제1 수지(130)가 제공되지 않은 상태로 도시되었다.
상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)와 상기 제1 몸체(111)의 상면 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 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 예로서 상기 제1 몸체(111)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)의 하면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 제2 몸체(113)에 의하여 제공된 캐비티의 바닥면 전체에 제공될 수도 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제2 몸체(113)에 의하여 노출된 상기 제1 몸체(111) 상면 전체에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)의 둘레에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 수지(130), 상기 몸체(110), 상기 발광소자(120) 간의 CTE(Coefficient of Thermal Expansion) 매칭을 고려하여 상기 제1 수지(130)의 물성이 선택될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 낮은 CTE 값을 갖는 수지 중에서 선택될 수 있다. 이때, 상기 제1 수지(130)는 LCBR(Low CTE Bottom Reflector)로 지칭될 수 있으며, 열 충격에 의해 SAC(Sn-Ag-Cu) 등의 본딩 물질이 끊어지거나, 상기 제1 수지(130)에 발생하는 크랙(crack)이나 박리 문제를 개선할 수 있다.
예로서, 상기 제1 수지(130)는 절연성 접착제로 제공될 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 접착제는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 접착제로 지칭될 수도 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 제1 몸체(111)와 상기 발광소자(120) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있고, 상기 발광 소자(120)의 하면으로 광이 방출되는 경우, 상기 발광소자와 상기 몸체 사이에서 광확산기능을 제공할 수 있다. 상기 발광소자(120)로부터 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출될 때 상기 제1 수지(130)는 광확산기능을 제공함으로써 상기 발광소자 패키지(100)의 광추출효율을 개선할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 개구부(TH1)가 제공된 상기 몸체(110)의 일부 영역에 상기 제1 수지(130)가 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 수지(130)는 도포, 닷팅(dotting), 또는 주입 등의 방법을 통하여 상기 제1 몸체(111)의 상면 일부 영역에 제공될 수 있다.
이어서, 상기 제1 몸체(111) 위에 상기 발광소자(120)가 부착될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 사이에 확산 이동될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 둘레로 확산되어 제공될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120) 하면에서 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 사이 영역에도 배치될 수 있다. 또한, 점성 및 표면장력 등에 의하여 상기 제1 수지(130)가 상기 제1 개구부(TH1) 내로 이동되어 하부로 떨어지지 않도록 제어될 수 있다.
또한, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120) 아래에 배치되어 실링(sealing) 기능을 수행할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역을 밀봉할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 둘레 영역을 밀봉할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 개구부(TH1) 영역으로부터 습기 또는 이물질이 상기 발광소자(120)가 배치된 영역으로 유입되는 것이 차단될 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 제2 수지(140)를 포함할 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120) 위에 제공될 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 상기 제1 몸체(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 상기 제2 몸체(113)에 의하여 제공된 캐비티(C)에 배치될 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 절연물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 클리어 몰딩부재로 제공될 수도 있다. 예컨대, 상기 제2 수지(140)는 실리콘계 또는 에폭시계 수지를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)로부터 방출되는 빛을 입사 받고, 파장 변환된 빛을 제공하는 파장변환 수단을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제2 수지(140)는 형광체, 양자점 등을 포함할 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)의 상면에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(140)의 하면은 상기 몸체(110)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)를 밀봉시킬 수 있다. 상기 제2 수지(140)의 측면 및 하면은 상기 발광소자(120)의 측면 및 상면에 각각 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 수지(140)는 형광체를 포함할 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 녹색 형광체, 적색 형광체, 황색 형광체를 포함하는 형광체 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제2 수지(140)는 적색 형광체로서 KSF 계열 형광체를 포함할 수 있다.
KSF 계열 형광체란 망간(Mn) 원소가 활성제(activator)로 적용된 형광체를 나타낼 수 있다. 예로서, KSF 계열 형광체는 KSF(K2SiF6: Mn4 +) 형광체를 포함할 수 있다.
일반적으로 KSF 계열 형광체는 고온, 고습 환경에서 열화되는 단점이 있는 것으로 알려져 있다. 이에 따라, KSF 계열 형광체의 경우, 고색재현 특성 등이 우수함에도 불구하고 파장 변환 수단으로 이용되기 어려운 단점이 있다.
그러나, 실시 예에 의하면, 상기 발광소자(120)에서 발생된 열이 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)와 상기 제1 및 제2 도전부(211, 222)를 통하여 외부로 효율적으로 방열될 수 있게 된다. 또한, 상기 제1 개구부(TH1)에 제공될 도전체를 통하여 상기 발광소자(120)로부터 발생되는 열이 발광소자 패키지(100)의 아래에 배치될 회로기판 또는 메인 기판으로 효율적으로 전달될 수 있게 된다.
이에 따라, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)에 의하면, 상기 발광소자(120)에서 발생되는 열이 효율적으로 방열될 수 있으므로, 발광소자 패키지(100)의 동작 온도가 상승되는 것이 방지될 수 있고, KSF 계열 형광체가 열화되는 것이 방지될 수 있게 된다. 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)의 방열 특성이 우수하게 구현될 수 있으므로, 상대적으로 고 전류를 인가하여 광 효율 및 광 출력을 향상시킬 수 있다.
또한, 실시 예에 의하면, 상기 제2 수지(140)가 상기 제2 몸체(113)에 의하여 둘러 싸여지게 배치됨으로써, 외부로부터 수분 등의 물질이 상기 제2 수지(140)로 침투되는 것이 방지될 수 있게 된다. 또한, 실시 예에 의하면, 상기 제2 수지(140)의 상면 또는 측면에 소수성 코팅막이 더 제공되도록 함으로써, 상기 제2 수지(140)가 습기에 의하여 열화되는 것을 방지할 수 있게 된다.
이에 따라, 발광소자 패키지(100) 내부로 수분이 침투되는 것이 방지될 수 있으며, 상기 제2 수지(140)가 KSF 계열 형광체를 포함하는 경우에도, KSF 계열 형광체가 열화되는 것이 방지될 수 있으므로, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 고색재현 특성을 구현할 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제2 몸체(113)는 상기 발광소자(120)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 발광소자(120)의 둘레에 일종의 측벽 형태로 제공될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 다각 형상으로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111) 위에 사각 형상, 육각 형상, 팔각 형상 등을 포함하는 다각 형상 중에서 적어도 하나로 제공될 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)가 빈 공간인 상태로 공급될 수 있다. 그리고, 추후 상기 발광소자 패키지(100)가 서브 마운트 또는 메인 기판 등에 실장되는 과정에서 도전체가 상기 제1 개구부(TH1) 영역에 제공될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 추후 회로 기판 등에 실장되는 과정에서 상기 제1 개구부(TH1)에 도전체가 제공될 수도 있는 점을 고려하여, 강성을 유지하면서도 도전체가 용이하게 공급될 수 있도록 상기 제1 몸체(111)의 두께가 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 선택될 수 있다.
상기 발광소자 패키지(100)가 서브 마운트 또는 메인 기판 등에 실장되는 과정에서 상기 제1 개구부(TH1)에 도전체가 제공되는 실시 예는 뒤에서 더 살펴 보기로 한다.
한편, 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)에 의하면, 상기 제1 개구부(TH1)에 도전체가 제공된 상태로 공급될 수도 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 상기 제1 개구부(TH1)에 제공된 도전체를 통해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 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 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 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)는 도전체를 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 도전체의 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, 도전체로서 도전성 페이스트가 이용될 수 있으며, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 상기 몸체(110)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 상기 몸체(110)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 상기 몸체(110)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 실시 예에 의하면, 상기 몸체(110)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다.
예를 들어, 상기 몸체(110)는 PPA(PolyPhtalAmide) 수지, PCT(PolyCyclohexylenedimethylene Terephthalate) 수지, EMC(Epoxy Molding Compound) 수지, SMC(Silicone Molding Compound) 수지, 블랙 EMC(Black EMC) 수지, 블랙 SMC(Black SMC) 수지를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
한편, 이상에서 설명된 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 몸체(110)는 상면이 평탄한 지지부재만을 포함하고, 경사지게 배치된 반사부를 포함하지 않도록 제공될 수도 있다. 예로서, 상기 몸체(110)는 상면이 평탄한 제1 몸체(111)만을 포함하고 경사면을 제공하는 제2 몸체(113)를 포함하지 않을 수도 있다.
다른 표현으로서, 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 상기 몸체(110)는 캐비티(C)를 제공하는 구조로 제공될 수도 있다. 또한, 상기 몸체(110)는 캐비티(C)의 제공 없이 상면이 평탄한 구조로 제공될 수도 있다.
다음으로, 도 5를 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 다른 예를 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명이 생략될 수 있다.
도 5에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지(200)는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 발광소자 패키지(100)가 회로기판(310)에 실장되어 공급되는 예를 나타낸 것이다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(200)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 회로기판(310), 몸체(110), 발광소자(120)를 포함할 수 있다.
상기 회로기판(310)은 제1 패드, 제2 패드, 기판을 포함할 수 있다. 상기 기판에 상기 발광소자(120)의 구동을 제어하는 전원 공급 회로가 제공될 수 있다.
상기 몸체(110)는 상기 회로기판(310) 위에 배치될 수 있다. 상기 회로기판(310)의 제1 패드 영역과 상기 제1 본딩부(121)가 도전체(133)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 회로기판(310)의 제2 패드 영역과 상기 제2 본딩부(122)가 도전체(133)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 전기적으로 연결된 도전체(133)는 각각 제1 및 제2 도전체로 지칭될 수도 있다.
상기 도전체(133)는 예로서 도전성 접착제로 제공될 수 있다. 상기 회로기판(310)의 제1 및 제2 패드 영역에 상기 도전체(133)가 각각 제공될 수 있으며, 상기 몸체(110)가 상기 회로기판(310)에 실장되는 과정에서, 상기 도전체(133)가 상기 제1 개구부(TH1) 내부로 이동되어 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 도전체(133)는 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면 및 측면을 따라 확산되어 이동될 수 있다. 또한, 상기 도전체(133)는 모세관 현상 등을 통하여 상기 제1 개구부(TH1) 내부로 확산되어 이동될 수 있다.
상기 도전체(133)는 상기 제1 개구부(TH1) 내에서 상기 제1 도전부(221) 및 상기 제1 본딩부(121)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 도전체(133)는 상기 제1 도전부(221)의 측면 및 하면에 직접 접촉되어 제공될 수 있다.
또한, 상기 도전체(133)는 상기 제1 개구부(TH1) 내에서 상기 제2 도전부(222) 및 상기 제2 본딩부(122)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 도전체(133)는 상기 제2 도전부(222)의 측면 및 하면에 직접 접촉되어 제공될 수 있다.
상기 도전체(133)는 산화물 또는 유기물 등과 접착 특성이 좋지 않은 물질 중에서 선택될 수 있다. 또한, 상기 도전체(133)는 금속과 접착 특성이 좋은 물질 중에서 선택될 수 있다.
이에 따라, 상기 도전체(133)는 상기 제1 도전부(221)의 하면 및 측면에 접촉되어 제공될 수 있다. 또한, 상기 도전체(133)는 상기 제2 도전부(222)의 하면 및 측면에 접촉되어 제공될 수 있다.
상기 도전체(133)가 상기 제1 개구부(TH1) 내에서 금속 물질을 따라 확산 이동되므로 상기 제1 및 제2 패드 영역 위에 각각 제공된 상기 도전체(133)는 서로 이격되어 배치될 수 있으며, 전기적으로 절연될 수 있다.
예로서, 상기 도전체(133)는 Ag, Au, Pt, Sn, Cu 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정하지 않고, 상기 도전체(133)는 전도성 기능을 확보할 수 있는 물질이 사용될 수 있다.
예로서, 상기 도전체(133)는 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 도전체(133)는 SAC(Sn-Ag-Cu) 물질을 포함할 수 있다.
상기 몸체(110)는 제1 몸체(111)와 제2 몸체(113)를 포함할 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111)의 상면 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111)의 상면 위에 캐비티(C)를 제공할 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 상기 몸체(110) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 제1 몸체(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 제2 몸체(113)에 의해 제공되는 상기 캐비티(C) 내에 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)는 상기 발광소자(120)의 하면에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하면에 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하면에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 몸체(110)는 상기 캐비티(C)의 바닥면에서 상기 몸체(110)의 하면을 관통하는 상기 제1 개구부(TH1)를 포함할 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)에 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)를 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)의 상면과 하면을 제1 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(120) 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(111)의 상면에서 하면으로 향하는 제1 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 중첩되어 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 하면이 상기 제1 개구부(TH1)의 상면에 비해 더 높게 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 하면이 상기 제1 개구부(TH1)를 제공하는 상기 제1 몸체(111)의 상면에 비해 더 높게 배치될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 일부 영역은 상기 제1 몸체(111)의 상면과 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 다른 일부 영역은 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 수직 방향에서 중첩되어 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. 상기 제1 개구부(TH1)는 하부 영역에서 상부 영역으로 가면서 폭이 점차적으로 작아지는 경사진 형태로 제공될 수 있다.
다만 이에 한정하지 않고, 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역과 하부 영역 사이의 경사면은 기울기가 서로 다른 복수의 경사면을 가질 수 있고, 상기 경사면은 곡률을 가지며 배치될 수 있다.
상기 발광소자(120)는 네 측면의 길이가 유사한 정방형의 형상으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 발광소자(120)는 장변과 단변을 포함하는 장방형의 형상으로 제공될 수도 있다. 상기 제1 개구부(TH1)의 형상은 상기 발광소자(120)의 형상에 대응되어 정방형 또는 장방형의 형상으로 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 각각 서로 마주보는 두 쌍의 변을 포함할 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)의 한 쌍의 변은 상기 발광소자(120)의 단변 또는 제1 측면에 평행하게 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 개구부(TH1)의 다른 한 쌍의 변은 상기 발광소자(120)의 장변 또는 제2 측면에 평행하게 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)의 단변 또는 제1 측면과 상기 발광소자(120)의 장변 또는 제2 측면은 서로 수직하게 배치될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)의 이웃한 두 변이 만나는 영역은 곡면으로 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)의 이웃한 두 변이 만나는 영역은 라운드 진 형상으로 제공될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 발광소자(120)의 측면과 상기 발광소자(120)의 측면에 인접한 상기 제1 개구부(TH1)의 측면 간의 거리는 50 마이크로 미터 내지 100 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭이 상기 제1 개구부(TH1)의 대응되는 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭에 비해 더 크게 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 개구부(TH1)의 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭은 상기 발광소자(120)의 대응되는 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭에 비해 80% 내지 95%의 폭으로 제공될 수 있다.
상기 발광소자(120)는 상기 제1 개구부(TH1)를 제공하는 상기 제1 몸체(111)에 의하여 지지될 수 있다. 상기 발광소자(120)가 상기 제1 몸체(111)에 의하여 안정적으로 지지될 수 있도록, 상기 제1 개구부(TH1)의 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭은 상기 발광소자(120)의 대응되는 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭에 비해 95% 이하의 폭으로 제공될 수 있다.
또한, 상기 발광소자(120)의 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)는 상기 제1 개구부(TH1)에 제공된 상기 도전체(133)를 통하여 전원을 공급 받을 수 있다. 상기 도전체(133)가 용이하게 공급될 수 있으면서 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 간의 전기적인 단락(short)이 발생되지 않도록 상기 제1 개구부(TH1)의 크기가 크게 제공될 필요가 있다. 이러한 점을 고려하여, 상기 제1 개구부(TH1)의 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭은 상기 발광소자(120)의 대응되는 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭에 비해 80% 이상으로 제공될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(200)는 제1 및 제2 도전부(221, 222)를 포함할 수 있다.
상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121)와 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 개구부(TH1)에 제공될 수 있다.
상기 제1 도전부(221)의 하면은 상기 제1 개구부(TH1)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121)에서 상기 제1 개구부(TH1) 내부까지 연장되어 배치될 수 있다.
상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122)와 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제1 개구부(TH1)에 제공될 수 있다.
상기 제2 도전부(222)의 하면은 상기 제1 개구부(TH1)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122)에서 상기 제1 개구부(TH1) 내부까지 연장되어 배치될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 상기 제1 개구부(TH1) 내에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면은 상기 제1 몸체(111)의 하면에 비해 같거나 더 높게 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 두께는 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)에 비해 같거나 더 작게 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 도전부(221)의 하면 및 측면에 상기 도전체(133)가 배치될 수 있다. 상기 도전체(133)는 상기 제1 도전부(221)의 하면 및 측면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 도전부(222)의 하면 및 측면에 상기 도전체(133)가 배치될 수 있다. 상기 도전체(133)는 상기 제2 도전부(222)의 하면 및 측면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전부(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 도전부(221, 222)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 도금 공정을 통해 제공될 수도 있다. 예로서, 복수의 발광소자가 형성된 웨이퍼 레벨에서 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 시드(seed)층이 제공되고, 시드층 위에 포토 레지스트막과 같은 마스크층이 형성된 후, 도금 공정이 수행될 수 있다. 도금 공정이 수행된 후, 포토레지스트막의 제거를 통해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 일정 영역에만 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 형성될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 Ag, Au,Cu,Ti, Ni 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 상기 시드층을 포함할 수 있다. 상기 시드층은 예로서 Ti, Ni, Cu등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 예로서 원 기둥 형상 또는 다각 기둥 형상으로 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 형상은 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 형상에 대응되어 선택될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 폭 또는 직경은 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 두께는 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 상면은 평탄면을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 측면은 경사면을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 상부 영역의 면적과 하부 영역의 면적이 서로 다르게 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 상부 영역의 면적이 하부 영역의 면적에 비해 더 크게 제공될 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)와 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)는 서로 분리된 공정에서 서로 다른 물질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)와 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)는 서로 다른 물질 및 서로 다른 적층 구조를 포함할 수 있다.
한편, 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)는 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 다른 표현으로서, 상기 발광소자(120) 아래에 배치된 상기 제1 몸체(111)의 상면으로부터 하면까지의 상기 두께(t)는 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)에 상기 도전체(133)가 제공되는 경우, 상기 도전체(133)의 두께는 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)에 대응될 수 있다. 상기 도전체(133)는 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)를 통해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 전원을 제공하는 기능을 수행하며, 적정 두께의 BLT(Bond Line Thickness) 조건을 충족시킬 수 있도록, 보통 40 마이크로 미터 이상의 두께로 제공될 수 있다.
또한, 상기 도전체(133)의 두께가 너무 두꺼울 경우, 발광소자 패키지가 구동되는 과정에서 온도 변화에 따른 확장과 수축에 의하여 내 충격성이 저하되는 것으로 알려져 있다. 이에 따라, 상기 도전체(133)의 두께는 적정 두께 이하로 형성되도록 선택될 수 있으며, 예로서 150 마이크로 미터 이하의 두께로 제공되도록 선택될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(200)에 의하면, 상기 제1 몸체(111)의 두께는 상기 도전체(133)가 형성될 수 있는 적정 공간을 제공하기 위한 두께로 선택될 수 있다. 또한, 상기 제1 몸체(111)는 발광소자 패키지의 안정적인 강성을 제공하기 위하여 적절한 두께 이상으로 제공되어야 한다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)는 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 몸체(111)의 두께는 150 마이크로 미터 이하로 제공될 수 있으며, 40 마이크로 미터 내지 100 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
한편, 실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)와 상기 도전체(133) 사이에 금속간 화합물(IMC: intermetallic compound)층이 형성될 수도 있다.
상기 제1 도전부(221)와 상기 도전체(133)의 경계면에 제1 금속층(221a)이 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)의 하면과 상기 도전체(133) 사이에 상기 제1 금속층(221a)이 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)의 측면과 상기 도전체(133) 사이에 상기 제1 금속층(221a)이 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 도전부(222)와 상기 도전체(133)의 경계면에 제2 금속층(222a)이 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)의 하면과 상기 도전체(133) 사이에 상기 제2 금속층(222a)이 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)의 측면과 상기 도전체(133) 사이에 상기 제2 금속층(222a)이 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 도전체(133)가 형성되는 과정 또는 상기 도전체(133)가 제공된 후 열처리 과정에서, 상기 도전체(133)와 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222) 사이에 금속간 화합물(IMC; intermetallic compound)층인 상기 제1 및 제2 금속층(221a, 222a)이 각각 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 금속층(221a, 222a)은 합금층으로 지칭될 수도 있다.
예로서, 상기 도전체(133)를 이루는 물질과 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222) 간의 결합에 의해 합금층이 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 도전체(133)와 상기 제1 도전부(221)가 물리적으로 또한 전기적으로 더 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 도전체(133), 상기 제1 금속층(221a), 상기 제1 도전부(221)가 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다.
또한, 상기 도전체(133)와 상기 제2 도전부(222)가 물리적으로 또한 전기적으로 더 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 도전체(133), 상기 제2 금속층(222a), 상기 제2 도전부(222)가 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다.
예로서, 상기 합금층은 AgSn, CuSn,AuSn등을 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 도전체(133)로부터 제공될 수 있고, 제2 물질은 상기 제1 및 제2 도전부(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.
상기 도전체(133)가 Sn 물질을 포함하고 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 Ag 물질을 포함하는 경우, 상기 도전체(133)가 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Sn 물질과 Ag 물질의 결합에 의하여 AgSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 도전체(133)가 Sn 물질을 포함하고 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 Au물질을 포함하는 경우, 상기 도전체(133)가 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Sn 물질과 Au물질의 결합에 의하여 AuSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 도전체(133)가 Sn 물질을 포함하고 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 Cu 물질을 포함하는 경우, 상기 도전체(133)가 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Cu 물질과 Sn 물질의 결합에 의하여 CuSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다. 예로서, Cu 물질과 Sn 물질의 결합에 의하여 CuxSny(4≤x≤6, 3≤y≤5) 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
이상에서 설명된 금속간 화합물층은 일반적인 본딩 물질에 비해 더 높은 용융점을 가질 수 있다. 또한, 상기 금속간 화합물층이 형성되는 열처리 공정은 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 낮은 온도에서 수행될 수 있다.
따라서, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(200)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(200)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 수지(130)를 포함할 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)와 상기 제1 몸체(111)의 상면 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 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 예로서 상기 제1 몸체(111)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)의 하면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 제2 몸체(113)에 의하여 제공된 캐비티의 바닥면 전체에 제공될 수도 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제2 몸체(113)에 의하여 노출된 상기 제1 몸체(111) 상면 전체에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)의 둘레에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 수지(130), 상기 몸체(110), 상기 발광소자(120) 간의 CTE(Coefficient of Thermal Expansion) 매칭을 고려하여 상기 제1 수지(130)의 물성이 선택될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 낮은 CTE 값을 갖는 수지 중에서 선택될 수 있다. 이때, 상기 제1 수지(130)는 LCBR(Low CTE Bottom Reflector)로 지칭될 수 있으며, 열 충격에 의해 SAC(Sn-Ag-Cu) 등의 본딩 물질이 끊어지거나, 상기 제1 수지(130)에 발생하는 크랙(crack)이나 박리 문제를 개선할 수 있다.
예로서, 상기 제1 수지(130)는 절연성 접착제로 제공될 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 접착제는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 접착제로 지칭될 수도 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 제1 몸체(111)와 상기 발광소자(120) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있고, 상기 발광 소자(120)의 하면으로 광이 방출되는 경우, 상기 발광소자와 상기 몸체 사이에서 광확산기능을 제공할 수 있다. 상기 발광소자(120)로부터 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출될 때 상기 제1 수지(130)는 광확산기능을 제공함으로써 상기 발광소자 패키지(200)의 광추출효율을 개선할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 개구부(TH1)가 제공된 상기 몸체(110)의 일부 영역에 상기 제1 수지(130)가 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 수지(130)는 도포, 닷팅(dotting), 또는 주입 등의 방법을 통하여 상기 제1 몸체(111)의 상면 일부 영역에 제공될 수 있다.
이어서, 상기 제1 몸체(111) 위에 상기 발광소자(120)가 부착될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 사이에 확산 이동될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 둘레로 확산되어 제공될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120) 하면에서 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 사이 영역에도 배치될 수 있다. 또한, 점성 및 표면장력 등에 의하여 상기 제1 수지(130)가 상기 제1 개구부(TH1) 내로 이동되어 하부로 떨어지지 않도록 제어될 수 있다.
또한, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120) 아래에 배치되어 실링(sealing) 기능을 수행할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역을 밀봉할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 둘레 영역을 밀봉할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 개구부(TH1) 영역으로부터 습기 또는 이물질이 상기 발광소자(120)가 배치된 영역으로 유입되는 것이 차단될 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(200)는, 제2 수지(140)를 포함할 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120) 위에 제공될 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 상기 제1 몸체(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 상기 제2 몸체(113)에 의하여 제공된 캐비티(C)에 배치될 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 절연물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 클리어 몰딩부재로 제공될 수도 있다. 예컨대, 상기 제2 수지(140)는 실리콘계 또는 에폭시계 수지를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)로부터 방출되는 빛을 입사 받고, 파장 변환된 빛을 제공하는 파장변환 수단을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제2 수지(140)는 형광체, 양자점 등을 포함할 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)의 상면에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(140)의 하면은 상기 몸체(110)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)를 밀봉시킬 수 있다. 상기 제2 수지(140)의 측면 및 하면은 상기 발광소자(120)의 측면 및 상면에 각각 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 수지(140)는 형광체를 포함할 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 녹색 형광체, 적색 형광체, 황색 형광체를 포함하는 형광체 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제2 수지(140)는 적색 형광체로서 KSF 계열 형광체를 포함할 수 있다.
KSF 계열 형광체란 망간(Mn) 원소가 활성제(activator)로 적용된 형광체를 나타낼 수 있다. 예로서, KSF 계열 형광체는 KSF(K2SiF6: Mn4 +) 형광체를 포함할 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제2 몸체(113)는 상기 발광소자(120)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 발광소자(120)의 둘레에 일종의 측벽 형태로 제공될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 다각 형상으로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111) 위에 사각 형상, 육각 형상, 팔각 형상 등을 포함하는 다각 형상 중에서 적어도 하나로 제공될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(200)는 상기 제1 개구부(TH1)에 제공된 상기 도전체(133)를 통해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 전원이 각각 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 몸체(110)의 상부 방향으로 제공될 수 있게 된다.
한편, 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 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)는 상기 도전체(133)를 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 상기 도전체(133)의 용융점이 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 높은 값을 갖도록 선택될 수 있다.
따라서, 실시 예에 따른 발광소자 소자 패키지(200)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(200) 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 상기 도전체(133)로서 도전성 페이스트가 이용될 수 있으며, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 상기 몸체(110)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 상기 몸체(110)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 상기 몸체(110)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 실시 예에 의하면, 상기 몸체(110)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다.
예를 들어, 상기 몸체(110)는 PPA(PolyPhtalAmide) 수지, PCT(PolyCyclohexylenedimethylene Terephthalate) 수지, EMC(Epoxy Molding Compound) 수지, SMC(Silicone Molding Compound) 수지, 블랙 EMC(Black EMC) 수지, 블랙 SMC(Black SMC) 수지를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
다음으로, 도 6을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명이 생략될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(300)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 몸체(110), 발광소자(120)를 포함할 수 있다.
상기 몸체(110)는 제1 몸체(111)와 제2 몸체(113)를 포함할 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111)의 상면 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111)의 상면 위에 캐비티(C)를 제공할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광소자(120)는 제1 본딩부(121), 제2 본딩부(122), 발광 구조물(123), 기판(124)을 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(300)는 리세스(recess)를 포함할 수 있다. 상기 발광소자 패키지(300)는 복수의 리세스(R11, R12, R13, R14)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 리세스(R11, R12, R13, R14)는 상기 제1 몸체(111)의 상면에 제공될 수 있다.
도 6에 도시된 실시 예에는 4 개의 리세스가 제공된 경우가 도시되었으나, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(300)는 상기 복수의 리세스(R11, R12, R13, R14) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광소자 패키지(300)는 하나의 리세스를 포함할 수도 있으며, 제1 개구부(TH1)의 각 모서리 영역에 제공된 4 개의 리세스를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 발광소자 패키지(300)는 상기 제1 개구부(TH1)의 측면 영역에 인접하여 제공된 적어도 하나의 리세스를 포함할 수도 있다.
상기 복수의 리세스(R11, R12, R13, R14)는 상기 제1 몸체(111)의 상면에 제공될 수 있다. 상기 복수의 리세스(R11, R12, R13, R14)는 상기 제1 몸체(111)의 상면에서 하면 방향으로 오목하게 제공될 수 있다. 상기 복수의 리세스(R11, R12, R13, R14)는 상기 제1 개구부(TH1)로부터 이격되어 제공될 수 있다. 상기 복수의 리세스(R11, R12, R13, R14)는 상기 제1 개구부(TH1)의 둘레에 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 몸체(111)의 상면에 하나 또는 복수의 리세스가 제공될 수 있다. 상기 제1 몸체(111)의 상면에 복수의 리세스가 제공되는 경우, 복수의 리세스는 서로 분리되어 제공될 수도 있으며, 복수의 리세스 중에서 적어도 2 개의 리세스가 서로 연결되어 제공될 수도 있다.
상기 복수의 리세스(R11, R12, R13, R14)의 일부 영역은 상기 발광소자(120) 아래에 배치될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(300)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 복수의 리세스(R11, R12, R13, R14)의 일부 영역은 상기 발광소자(120)와 중첩되어 배치될 수 있다.
상기 복수의 리세스(R11, R12, R13, R14)의 폭 및 깊이는 수십 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 복수의 리세스(R11, R12, R13, R14)의 폭 및 깊이는 20 마이크로 미터 내지 40 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 복수의 리세스(R11, R12, R13, R14)는 일종의 정렬 키(align key) 기능을 수행할 수 있다. 상기 발광소자(120)가 상기 몸체(110)에 부착되는 과정에서 상기 복수의 리세스(R11, R12, R13, R14)는 상기 발광소자(120)의 정렬 위치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 복수의 리세스(R11, R12, R13, R14)에 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 제1 수지(130)가 제공될 수 있다. 상기 복수의 리세스(R11, R12, R13, R14)에 제1 수지(130)가 제공된 후, 상기 발광소자(120)가 상기 몸체(110) 위에 부착되도록 함으로써, 상기 제1 수지(130)의 제공 위치 및 적절한 공급량이 용이하게 제어될 수 있다.
상기 복수의 리세스(R11, R12, R13, R14)는 상기 발광소자(120) 하부에 일종의 언더필 공정이 수행될 수 있는 적정 공간을 제공할 수 있다. 상기 복수의 리세스(R11, R12, R13, R14)는 상기 발광소자(120)의 하면과 상기 제1 몸체(111)의 상면 사이에 상기 제1 수지(130)가 충분히 공급될 수 있는 공간을 제공할 수 있다.
상기 발광소자(120)는 상기 몸체(110) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 제1 몸체(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 제2 몸체(113)에 의해 제공되는 상기 캐비티(C) 내에 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)는 상기 발광소자(120)의 하면에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하면에 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하면에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 몸체(110)는 상기 캐비티(C)의 바닥면에서 상기 몸체(110)의 하면을 관통하는 상기 제1 개구부(TH1)를 포함할 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)에 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)를 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)의 상면과 하면을 제1 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(120) 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(111)의 상면에서 하면으로 향하는 제1 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 중첩되어 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 하면이 상기 제1 개구부(TH1)의 상면에 비해 더 높게 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 하면이 상기 제1 개구부(TH1)를 제공하는 상기 제1 몸체(111)의 상면에 비해 더 높게 배치될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 일부 영역은 상기 제1 몸체(111)의 상면과 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 다른 일부 영역은 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 수직 방향에서 중첩되어 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. 상기 제1 개구부(TH1)는 하부 영역에서 상부 영역으로 가면서 폭이 점차적으로 작아지는 경사진 형태로 제공될 수 있다.
다만 이에 한정하지 않고, 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역과 하부 영역 사이의 경사면은 기울기가 서로 다른 복수의 경사면을 가질 수 있고, 상기 경사면은 곡률을 가지며 배치될 수 있다.
상기 발광소자(120)는 네 측면의 길이가 유사한 정방형의 형상으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 발광소자(120)는 장변과 단변을 포함하는 장방형의 형상으로 제공될 수도 있다. 상기 제1 개구부(TH1)의 형상은 상기 발광소자(120)의 형상에 대응되어 정방형 또는 장방형의 형상으로 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 각각 서로 마주보는 두 쌍의 변을 포함할 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)의 한 쌍의 변은 상기 발광소자(120)의 단변 또는 제1 측면에 평행하게 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 개구부(TH1)의 다른 한 쌍의 변은 상기 발광소자(120)의 장변 또는 제2 측면에 평행하게 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)의 단변 또는 제1 측면과 상기 발광소자(120)의 장변 또는 제2 측면은 서로 수직하게 배치될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)의 이웃한 두 변이 만나는 영역은 곡면으로 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)의 이웃한 두 변이 만나는 영역은 라운드 진 형상으로 제공될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 발광소자(120)의 측면과 상기 발광소자(120)의 측면에 인접한 상기 제1 개구부(TH1)의 측면 간의 거리는 50 마이크로 미터 내지 100 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭이 상기 제1 개구부(TH1)의 대응되는 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭에 비해 더 크게 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 개구부(TH1)의 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭은 상기 발광소자(120)의 대응되는 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭에 비해 80% 내지 95%의 폭으로 제공될 수 있다.
상기 발광소자(120)는 상기 제1 개구부(TH1)를 제공하는 상기 제1 몸체(111)에 의하여 지지될 수 있다. 상기 발광소자(120)가 상기 제1 몸체(111)에 의하여 안정적으로 지지될 수 있도록, 상기 제1 개구부(TH1)의 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭은 상기 발광소자(120)의 대응되는 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭에 비해 95% 이하의 폭으로 제공될 수 있다.
또한, 상기 발광소자(120)의 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)는, 도 5를 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 제1 개구부(TH1)에 제공될 도전체(133)를 통하여 전원을 공급 받을 수 있다. 상기 도전체(133)가 용이하게 공급될 수 있으면서 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 간의 전기적인 단락(short)이 발생되지 않도록 상기 제1 개구부(TH1)의 크기가 크게 제공될 필요가 있다. 이러한 점을 고려하여, 상기 제1 개구부(TH1)의 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭은 상기 발광소자(120)의 대응되는 단축 방향 또는 장축 방향에 따른 폭에 비해 80% 이상으로 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 인접한 상기 복수의 리세스와 상기 제1 개구부(TH1)의 측면 사이의 간격은 구조적인 강성을 제공하기 위하여 90 마이크로 미터 내지 100 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(300)는 제1 및 제2 도전부(221, 222)를 포함할 수 있다.
상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121)와 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 개구부(TH1)에 제공될 수 있다.
상기 제1 도전부(221)의 하면은 상기 제1 개구부(TH1)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121)에서 상기 제1 개구부(TH1) 내부까지 연장되어 배치될 수 있다.
상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122)와 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제1 개구부(TH1)에 제공될 수 있다.
상기 제2 도전부(222)의 하면은 상기 제1 개구부(TH1)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122)에서 상기 제1 개구부(TH1) 내부까지 연장되어 배치될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 상기 제1 개구부(TH1) 내에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면은 상기 제1 몸체(111)의 하면에 비해 같거나 더 높게 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 두께는 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)에 비해 같거나 더 작게 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전부(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 도전부(221, 222)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 도금 공정을 통해 제공될 수도 있다. 예로서, 복수의 발광소자가 형성된 웨이퍼 레벨에서 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 시드(seed)층이 제공되고, 시드층 위에 포토 레지스트막과 같은 마스크층이 형성된 후, 도금 공정이 수행될 수 있다. 도금 공정이 수행된 후, 포토레지스트막의 제거를 통해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 일정 영역에만 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 형성될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 Ag, Au,Cu,Ti, Ni 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 상기 시드층을 포함할 수 있다. 상기 시드층은 예로서 Ti, Ni, Cu등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 예로서 원 기둥 형상 또는 다각 기둥 형상으로 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 형상은 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 형상에 대응되어 선택될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 폭 또는 직경은 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 두께는 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
한편, 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)는 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 다른 표현으로서, 상기 발광소자(120) 아래에 배치된 상기 제1 몸체(111)의 상면으로부터 하면까지의 상기 두께(t)는 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)에, 도 5를 참조하여 설명된 바와 유사하게, 도전체(133)가 제공되는 경우, 상기 도전체(133)의 두께는 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)에 대응될 수 있다. 상기 도전체(133)는 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)를 통해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 전원을 제공하는 기능을 수행하며, 적정 두께의 BLT(Bond Line Thickness) 조건을 충족시킬 수 있도록, 보통 40 마이크로 미터 이상의 두께로 제공될 수 있다.
또한, 상기 도전체(133)의 두께가 너무 두꺼울 경우, 발광소자 패키지가 구동되는 과정에서 온도 변화에 따른 확장과 수축에 의하여 내 충격성이 저하되는 것으로 알려져 있다. 이에 따라, 상기 도전체(133)의 두께는 적정 두께 이하로 형성되도록 선택될 수 있으며, 예로서 150 마이크로 미터 이하의 두께로 제공되도록 선택될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(300)에 의하면, 상기 제1 몸체(111)의 두께는 상기 도전체(133)가 형성될 수 있는 적정 공간을 제공하기 위한 두께로 선택될 수 있다. 또한, 상기 제1 몸체(111)는 발광소자 패키지의 안정적인 강성을 제공하기 위하여 적절한 두께 이상으로 제공되어야 한다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)는 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 몸체(111)의 두께는 150 마이크로 미터 이하로 제공될 수 있으며, 40 마이크로 미터 내지 100 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(300)는, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된 바와 유사하게, 제1 수지(130) 및 제2 수지(140)를 포함할 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)와 상기 제1 몸체(111)의 상면 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.
또한, 상기 제1 수지(130), 상기 몸체(110), 상기 발광소자(120) 간의 CTE(Coefficient of Thermal Expansion) 매칭을 고려하여 상기 제1 수지(130)의 물성이 선택될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 낮은 CTE 값을 갖는 수지 중에서 선택될 수 있다. 이때, 상기 제1 수지(130)는 LCBR(Low CTE Bottom Reflector)로 지칭될 수 있으며, 열 충격에 의해 SAC(Sn-Ag-Cu) 등의 본딩 물질이 끊어지거나, 상기 제1 수지(130)에 발생하는 크랙(crack)이나 박리 문제를 개선할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 개구부(TH1)가 제공된 상기 몸체(110)의 일부 영역, 예로서 상기 리세스(R11, R12, R13, R14)에 상기 제1 수지(130)가 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 수지(130)는 도포, 닷팅(dotting), 또는 주입 등의 방법을 통하여 상기 제1 몸체(111)의 상면 일부 영역에 제공될 수 있다.
이어서, 상기 제1 몸체(111) 위에 상기 발광소자(120)가 부착될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 사이에 확산 이동될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 둘레로 확산되어 제공될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120) 하면에서 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 사이 영역에도 배치될 수 있다. 또한, 점성 및 표면장력 등에 의하여 상기 제1 수지(130)가 상기 제1 개구부(TH1) 내로 이동되어 하부로 떨어지지 않도록 제어될 수 있다.
또한, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120) 아래에 배치되어 실링(sealing) 기능을 수행할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역을 밀봉할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 둘레 영역을 밀봉할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 개구부(TH1) 영역으로부터 습기 또는 이물질이 상기 발광소자(120)가 배치된 영역으로 유입되는 것이 차단될 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120) 위에 제공될 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 상기 제1 몸체(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 상기 제2 몸체(113)에 의하여 제공된 캐비티(C)에 배치될 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 절연물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 클리어 몰딩부재로 제공될 수도 있다. 예컨대, 상기 제2 수지(140)는 실리콘계 또는 에폭시계 수지를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)로부터 방출되는 빛을 입사 받고, 파장 변환된 빛을 제공하는 파장변환 수단을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제2 수지(140)는 형광체, 양자점 등을 포함할 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)의 상면에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(140)의 하면은 상기 몸체(110)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)를 밀봉시킬 수 있다. 상기 제2 수지(140)의 측면 및 하면은 상기 발광소자(120)의 측면 및 상면에 각각 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 수지(140)는 형광체를 포함할 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 녹색 형광체, 적색 형광체, 황색 형광체를 포함하는 형광체 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제2 수지(140)는 적색 형광체로서 KSF 계열 형광체를 포함할 수 있다.
KSF 계열 형광체란 망간(Mn) 원소가 활성제(activator)로 적용된 형광체를 나타낼 수 있다. 예로서, KSF 계열 형광체는 KSF(K2SiF6: Mn4 +) 형광체를 포함할 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제2 몸체(113)는 상기 발광소자(120)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 발광소자(120)의 둘레에 일종의 측벽 형태로 제공될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 다각 형상으로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111) 위에 사각 형상, 육각 형상, 팔각 형상 등을 포함하는 다각 형상 중에서 적어도 하나로 제공될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(600)는, 도 5를 참조하여 설명된 바와 유사하게, 상기 제1 개구부(TH1)에 제공된 도전체를 통해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 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 몸체(110)의 상부 방향으로 제공될 수 있게 된다.
한편, 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 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)는 도전체를 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 도전체의 용융점이 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 높은 값을 갖도록 선택될 수 있다.
따라서, 실시 예에 따른 발광소자 소자 패키지(600)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(600) 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 상기 도전체(133)로서 도전성 페이스트가 이용될 수 있으며, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 상기 몸체(110)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 상기 몸체(110)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 상기 몸체(110)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 실시 예에 의하면, 상기 몸체(110)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다.
예를 들어, 상기 몸체(110)는 PPA(PolyPhtalAmide) 수지, PCT(PolyCyclohexylenedimethylene Terephthalate) 수지, EMC(Epoxy Molding Compound) 수지, SMC(Silicone Molding Compound) 수지, 블랙 EMC(Black EMC) 수지, 블랙 SMC(Black SMC) 수지를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
다음으로, 도 7을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 설명한다. 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명이 생략될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(400)는 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 비하여 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 두께가 더 크게 제공된 경우를 나타낸 것이다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 상기 제1 몸체(111) 하면 아래로 돌출되어 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면이 상기 제1 몸체(111)의 하면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 두께가 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)에 비해 더 크게 제공될 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면이 상기 제1 몸체(111)의 하면 아래에 배치되는 경우, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)에 전원을 공급하는 회로기판(310)과 상기 몸체(110)의 실장 과정에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 유테틱 본딩 공정이 적용될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명된 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명이 생략될 수 있다.
도 8에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지(500)는 도 7을 참조하여 설명된 발광소자 패키지(400)가 회로기판(310)에 실장되어 공급되는 예를 나타낸 것이다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(500)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 회로기판(310), 몸체(110), 발광소자(120)를 포함할 수 있다.
상기 회로기판(310)은 제1 패드, 제2 패드, 기판을 포함할 수 있다. 상기 기판에 상기 발광소자(120)의 구동을 제어하는 전원 공급 회로가 제공될 수 있다.
상기 몸체(110)는 상기 회로기판(310) 위에 배치될 수 있다. 상기 회로기판(310)의 제1 패드 영역과 상기 제1 본딩부(121)가 제1 도전부(221) 및 금속층(233)을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 회로기판(310)의 제2 패드 영역과 상기 제2 본딩부(122)가 제2 도전부(222) 및 금속층(233)을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 전기적으로 연결된 금속층(233)은 각각 제1 및 제2 금속층으로 지칭될 수도 있다.
상기 금속층(233)은 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 상기 회로기판(310)의 제1 및 제2 패드 영역 위에 실장되는 과정에서 형성될 수 있다. 예로서, 상기 제1 및 제2 패드 영역 위에 본딩 물질이 제공되고, 상기 본딩 물질 위에 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 실장될 수 있다.
이때, 상기 본딩 물질과 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222) 사이에 유테틱 본딩이 진행되면서, 상기 금속층(223)이 형성되고, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 상기 회로기판(310) 위에 안정적으로 실장될 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면이 상기 제1 몸체(111)의 하면에 비해 더 낮게 배치되는 경우, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 유테틱 공정을 통하여 상기 회로기판(310)에 실장되는 것이 더 안정적일 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면이 상기 제1 몸체(111)의 하면에 비해 더 낮게 배치되는 경우에도, 도 5를 참조하여 설명된 바와 유사하게, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 측면 및 하면에 도전체가 제공되도록 구현될 수도 있다.
그런데, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)와 상기 도전체 간에 형성되는 금속간 화합물(IMC)층이 과하게 형성되는 경우, 취성(toughness or brittleness)이 증가되어 구조적인 강도가 약화될 수 있으며 동작 전압이 상승될 수 있는 단점이 있다.
이러한 점을 고려하여, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면이 상기 제1 몸체(111)의 하면에 비해 더 낮게 배치되는 경우에는, 유테틱 공정을 통하여 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)와 상기 본딩 물질 간에 유테틱 합금층이 형성되도록 하므로서, 상기 금속층(233)의 취성이 증가되고 동작 전압이 상승되는 것이 방지될 수 있다.
상기 금속층(233)은 상기 제1 개구부(TH1) 내에서 상기 제1 도전부(221) 및 상기 제1 본딩부(121)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 금속층(233)은 상기 제1 도전부(221)의 하면에 직접 접촉되어 제공될 수 있다.
또한, 상기 금속층(233)은 상기 제1 개구부(TH1) 내에서 상기 제2 도전부(222) 및 상기 제2 본딩부(122)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 금속층(233)은 상기 제2 도전부(222)의 하면에 직접 접촉되어 제공될 수 있다.
또한, 상기 금속층(233)이 유테틱 공정에 의하여 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면에 형성되므로, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 상기 회로기판(310)에 실장되는 과정에서, 상기 금속층(233)이 상기 회로기판(310) 위에서 확산 이동되어 서로 전기적으로 연결되는 것이 방지될 수 있다.
예로서, 상기 회로기판(310)의 제1 및 제2 패드 영역에 제공되는 본딩 물질은 Ag, Au, Pt, Sn, Cu 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정하지 않고, 상기 본딩 물질은 전도성 기능을 확보할 수 있는 물질이 사용될 수 있다.
예로서, 상기 본딩 물질은 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.
상기 몸체(110)는 제1 몸체(111)와 제2 몸체(113)를 포함할 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111)의 상면 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111)의 상면 위에 캐비티(C)를 제공할 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 상기 몸체(110) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 제1 몸체(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 제2 몸체(113)에 의해 제공되는 상기 캐비티(C) 내에 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)는 상기 발광소자(120)의 하면에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하면에 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하면에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 몸체(110)는 상기 캐비티(C)의 바닥면에서 상기 몸체(110)의 하면을 관통하는 상기 제1 개구부(TH1)를 포함할 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)에 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)를 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)의 상면과 하면을 제1 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(120) 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(111)의 상면에서 하면으로 향하는 제1 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 중첩되어 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 하면이 상기 제1 개구부(TH1)의 상면에 비해 더 높게 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 하면이 상기 제1 개구부(TH1)를 제공하는 상기 제1 몸체(111)의 상면에 비해 더 높게 배치될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 일부 영역은 상기 제1 몸체(111)의 상면과 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 다른 일부 영역은 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다.
상기 발광소자(120)는 네 측면의 길이가 유사한 정방형의 형상으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 발광소자(120)는 장변과 단변을 포함하는 장방형의 형상으로 제공될 수도 있다. 상기 제1 개구부(TH1)의 형상은 상기 발광소자(120)의 형상에 대응되어 정방형 또는 장방형의 형상으로 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 각각 서로 마주보는 두 쌍의 변을 포함할 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)의 한 쌍의 변은 상기 발광소자(120)의 단변 또는 제1 측면에 평행하게 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 개구부(TH1)의 다른 한 쌍의 변은 상기 발광소자(120)의 장변 또는 제2 측면에 평행하게 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)의 단변 또는 제1 측면과 상기 발광소자(120)의 장변 또는 제2 측면은 서로 수직하게 배치될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)의 이웃한 두 변이 만나는 영역은 곡면으로 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)의 이웃한 두 변이 만나는 영역은 라운드 진 형상으로 제공될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(500)는 제1 및 제2 도전부(221, 222)를 포함할 수 있다.
상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121)와 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 개구부(TH1)에 제공될 수 있다.
상기 제1 도전부(221)의 하면은 상기 제1 개구부(TH1)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121)에서 상기 제1 개구부(TH1) 내부까지 연장되어 배치될 수 있다.
상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122)와 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제1 개구부(TH1)에 제공될 수 있다.
상기 제2 도전부(222)의 하면은 상기 제1 개구부(TH1)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122)에서 상기 제1 개구부(TH1) 내부까지 연장되어 배치될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 상기 제1 개구부(TH1) 내에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면은 상기 제1 몸체(111)의 하면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 두께는 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)에 비해 더 크게 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전부(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 도전부(221, 222)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 도금 공정을 통해 제공될 수도 있다. 예로서, 복수의 발광소자가 형성된 웨이퍼 레벨에서 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 시드(seed)층이 제공되고, 시드층 위에 포토 레지스트막과 같은 마스크층이 형성된 후, 도금 공정이 수행될 수 있다. 도금 공정이 수행된 후, 포토레지스트막의 제거를 통해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 일정 영역에만 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 형성될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 Ag, Au,Cu,Ti, Ni 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 상기 시드층을 포함할 수 있다. 상기 시드층은 예로서 Ti, Ni, Cu등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)와 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)는 서로 분리된 공정에서 서로 다른 물질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)와 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)는 서로 다른 물질 및 서로 다른 적층 구조를 포함할 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 Cu물질을 포함하고 상기 회로기판(310)의 제1 및 제2 패드 영역에 제공되는 본딩 물질이 Sn 물질을 포함하는 경우, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 상기 회로기판(310)에 실장되는 과정에서 Cu6Sn5의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
이때, 금속간 화합물층이 두껍게 형성되면 취성이 커짐에 따라 크랙 등이 발생될 수 있어 구조적인 안정성이 떨어지고 동작 전압이 상승될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 Cu층 하면에 일종의 배리어 금속으로서 Ni층이 배치되도록 하므로서, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면에 CuSn층이 두껍게 형성되는 것이 방지될 수 있고 취성이 증가되는 것이 방지될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 Cu/Ni층으로 제공되고, 상기 회로기판(310)의 제1 및 제2 패드 영역에 본딩 물질로서 Sn층이 제공되는 경우, 유테틱 본딩 공정을 통하여 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222) 아래에 배치된 상기 금속층(223)은 NiSn층으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 금속층(223)은 NiSn층 위에 배치된 CuSn층을 더 포함할 수도 있다.
이상에서 설명된 금속층(223)은 유테틱 본딩층으로서 일반적인 본딩 물질에 비해 더 높은 용융점을 가질 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(500)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(500)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 수지(130)를 포함할 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)와 상기 제1 몸체(111)의 상면 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 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 예로서 상기 제1 몸체(111)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)의 하면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 제2 몸체(113)에 의하여 제공된 캐비티의 바닥면 전체에 제공될 수도 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제2 몸체(113)에 의하여 노출된 상기 제1 몸체(111) 상면 전체에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)의 둘레에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 수지(130), 상기 몸체(110), 상기 발광소자(120) 간의 CTE(Coefficient of Thermal Expansion) 매칭을 고려하여 상기 제1 수지(130)의 물성이 선택될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 낮은 CTE 값을 갖는 수지 중에서 선택될 수 있다. 이때, 상기 제1 수지(130)는 LCBR(Low CTE Bottom Reflector)로 지칭될 수 있으며, 열 충격에 의해 SAC(Sn-Ag-Cu) 등의 본딩 물질이 끊어지거나, 상기 제1 수지(130)에 발생하는 크랙(crack)이나 박리 문제를 개선할 수 있다.
예로서, 상기 제1 수지(130)는 절연성 접착제로 제공될 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 접착제는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 접착제로 지칭될 수도 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 개구부(TH1)가 제공된 상기 몸체(110)의 일부 영역에 상기 제1 수지(130)가 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 수지(130)는 도포, 닷팅(dotting), 또는 주입 등의 방법을 통하여 상기 제1 몸체(111)의 상면 일부 영역에 제공될 수 있다.
이어서, 상기 제1 몸체(111) 위에 상기 발광소자(120)가 부착될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 사이에 확산 이동될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 둘레로 확산되어 제공될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120) 하면에서 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 사이 영역에도 배치될 수 있다. 또한, 점성 및 표면장력 등에 의하여 상기 제1 수지(130)가 상기 제1 개구부(TH1) 내로 이동되어 하부로 떨어지지 않도록 제어될 수 있다.
또한, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120) 아래에 배치되어 실링(sealing) 기능을 수행할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역을 밀봉할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 둘레 영역을 밀봉할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 개구부(TH1) 영역으로부터 습기 또는 이물질이 상기 발광소자(120)가 배치된 영역으로 유입되는 것이 차단될 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(500)는, 제2 수지(140)를 포함할 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120) 위에 제공될 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 상기 제1 몸체(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 상기 제2 몸체(113)에 의하여 제공된 캐비티(C)에 배치될 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 절연물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 클리어 몰딩부재로 제공될 수도 있다. 예컨대, 상기 제2 수지(140)는 실리콘계 또는 에폭시계 수지를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)로부터 방출되는 빛을 입사 받고, 파장 변환된 빛을 제공하는 파장변환 수단을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제2 수지(140)는 형광체, 양자점 등을 포함할 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)의 상면에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(140)의 하면은 상기 몸체(110)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)를 밀봉시킬 수 있다. 상기 제2 수지(140)의 측면 및 하면은 상기 발광소자(120)의 측면 및 상면에 각각 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 수지(140)는 형광체를 포함할 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 녹색 형광체, 적색 형광체, 황색 형광체를 포함하는 형광체 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제2 수지(140)는 적색 형광체로서 KSF 계열 형광체를 포함할 수 있다.
다음으로, 도 9 내지 도 12를 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 평면도이고, 도 10은 도 9에 도시된 발광소자 패키지의 저면도이고, 도 11은 도 9에 도시된 발광소자 패키지의 E-E 선에 따른 단면도이고, 도 12는 도 9에 도시된 발광소자 패키지를 설명하는 분해 사시도이다.
도 9 내지 도 12를 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 패키지(600)는 몸체(110), 발광소자(120)를 포함할 수 있다.
상기 몸체(110)는 제1 몸체(111)와 제2 몸체(113)를 포함할 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111)의 상면 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111)의 상면 위에 캐비티(C)를 제공할 수 있다.
상기 몸체(110)는 상기 캐비티(C)의 바닥면에서 상기 몸체(110)의 하면을 관통하는 제1 개구부(TH1)와 제2 개구부(TH2)를 포함할 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)에 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)를 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)의 상면과 하면을 제1 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제1 몸체(111)에 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제1 몸체(111)를 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제1 몸체(111)의 상면과 하면을 상기 제1 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광소자(120)는 제1 본딩부(121), 제2 본딩부(122), 발광 구조물(123), 기판(124)을 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(600)는 리세스(recess)를 포함할 수 있다. 상기 발광소자 패키지(600)는 복수의 리세스(R21, R22, R23, R24)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 리세스(R21, R22, R23, R24)는 상기 제1 몸체(111)의 상면에 제공될 수 있다.
도 9 내지 도 12에 도시된 실시 예에는 4 개의 리세스가 제공된 경우가 도시되었으나, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(600)는 상기 복수의 리세스(R21, R22, R23, R24) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광소자 패키지(600)는 하나의 리세스를 포함할 수도 있으며, 발광소자(120)의 각 모서리 영역에 제공된 4 개의 리세스를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 발광소자 패키지(600)는 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2) 사이에 제공된 적어도 하나의 리세스를 포함할 수도 있다.
상기 복수의 리세스(R21, R22, R23, R24)는 상기 제1 몸체(111)의 상면에 제공될 수 있다. 상기 복수의 리세스(R21, R22, R23, R24)는 상기 제1 몸체(111)의 상면에서 하면 방향으로 오목하게 제공될 수 있다. 상기 복수의 리세스(R21, R22, R23, R24)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)로부터 이격되어 제공될 수 있다. 상기 복수의 리세스(R21, R22, R23, R24)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)의 둘레에 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 몸체(111)의 상면에 하나 또는 복수의 리세스가 제공될 수 있다. 상기 제1 몸체(111)의 상면에 복수의 리세스가 제공되는 경우, 복수의 리세스는 서로 분리되어 제공될 수도 있으며, 복수의 리세스 중에서 적어도 2 개의 리세스가 서로 연결되어 제공될 수도 있다.
상기 복수의 리세스(R21, R22, R23, R24)의 일부 영역은 상기 발광소자(120) 아래에 배치될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(600)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 복수의 리세스(R21, R22, R23, R24)의 일부 영역은 상기 발광소자(120)와 중첩되어 배치될 수 있다.
상기 복수의 리세스(R21, R22, R23, R24)의 폭 및 깊이는 수십 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 복수의 리세스(R21, R22, R23, R24)의 폭 및 깊이는 20 마이크로 미터 내지 40 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 복수의 리세스(R21, R22, R23, R24)는 일종의 정렬 키(align key) 기능을 수행할 수 있다. 상기 발광소자(120)가 상기 몸체(110)에 부착되는 과정에서 상기 복수의 리세스(R21, R22, R23, R24)는 상기 발광소자(120)의 정렬 위치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 복수의 리세스(R21, R22, R23, R24)에 제1 수지(130)가 제공될 수 있다. 상기 복수의 리세스(R21, R22, R23, R24)에 제1 수지(130)가 제공된 후, 상기 발광소자(120)가 상기 몸체(110) 위에 부착되도록 함으로써, 상기 제1 수지(130)의 제공 위치 및 적절한 공급량이 용이하게 제어될 수 있다.
상기 복수의 리세스(R21, R22, R23, R24)는 상기 발광소자(120) 하부에 일종의 언더필 공정이 수행될 수 있는 적정 공간을 제공할 수 있다. 상기 복수의 리세스(R21, R22, R23, R24)는 상기 발광소자(120)의 하면과 상기 제1 몸체(111)의 상면 사이에 상기 제1 수지(130)가 충분히 공급될 수 있는 공간을 제공할 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)는 상기 발광소자(120)의 하면에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하면에 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하면에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 몸체(110)는 상기 캐비티(C)의 바닥면에서 상기 몸체(110)의 하면을 관통하는 상기 제1 개구부(TH1) 및 상기 제2 개구부(TH2)를 포함할 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)에 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)를 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)의 상면과 하면을 제1 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(120) 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(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 제1 몸체(111)에 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제1 몸체(111)를 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제1 몸체(111)의 상면과 하면을 상기 제1 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(120) 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 제1 몸체(111)의 상면에서 하면으로 향하는 상기 제1 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122)와 중첩되어 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 하면이 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)의 상면에 비해 더 높게 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 하면이 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)를 제공하는 상기 제1 몸체(111)의 상면에 비해 더 높게 배치될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 일부 영역은 상기 제1 몸체(111)의 상면과 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 다른 일부 영역은 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)와 상기 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(600)는 제1 및 제2 도전부(221, 222)를 포함할 수 있다.
상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121)와 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 개구부(TH1)에 제공될 수 있다.
상기 제1 도전부(221)의 하면은 상기 제1 개구부(TH1)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121)에서 상기 제1 개구부(TH1) 내부까지 연장되어 배치될 수 있다.
상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122)와 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 개구부(TH2)에 제공될 수 있다.
상기 제2 도전부(222)의 하면은 상기 제2 개구부(TH2)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122)에서 상기 제2 개구부(TH2) 내부까지 연장되어 배치될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 각각 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 내에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면은 상기 제1 몸체(111)의 하면에 비해 같거나 더 높게 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 두께는 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)에 비해 같거나 더 작게 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전부(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 도전부(221, 222)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 도금 공정을 통해 제공될 수도 있다. 예로서, 복수의 발광소자가 형성된 웨이퍼 레벨에서 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 시드(seed)층이 제공되고, 시드층 위에 포토 레지스트막과 같은 마스크층이 형성된 후, 도금 공정이 수행될 수 있다. 도금 공정이 수행된 후, 포토레지스트막의 제거를 통해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 일정 영역에만 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 형성될 수 있다.
한편, 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)는 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 다른 표현으로서, 상기 발광소자(120) 아래에 배치된 상기 제1 몸체(111)의 상면으로부터 하면까지의 상기 두께(t)는 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 도전체가 제공되는 경우, 상기 도전체의 두께는 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)에 대응될 수 있다. 상기 도전체는 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)를 통해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 전원을 제공하는 기능을 수행하며, 적정 두께의 BLT(Bond Line Thickness) 조건을 충족시킬 수 있도록, 보통 40 마이크로 미터 이상의 두께로 제공될 수 있다.
또한, 상기 도전체의 두께가 너무 두꺼울 경우, 발광소자 패키지가 구동되는 과정에서 온도 변화에 따른 확장과 수축에 의하여 내 충격성이 저하되는 것으로 알려져 있다. 이에 따라, 상기 도전체의 두께는 적정 두께 이하로 형성되도록 선택될 수 있으며, 예로서 150 마이크로 미터 이하의 두께로 제공되도록 선택될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(600)에 의하면, 상기 제1 몸체(111)의 두께는 상기 도전체가 형성될 수 있는 적정 공간을 제공하기 위한 두께로 선택될 수 있다. 또한, 상기 제1 몸체(111)는 발광소자 패키지의 안정적인 강성을 제공하기 위하여 적절한 두께 이상으로 제공되어야 한다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)는 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 몸체(111)의 두께는 150 마이크로 미터 이하로 제공될 수 있으며, 40 마이크로 미터 내지 100 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 제공되어 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)에 각각 전기적으로 연결되는 도전체에 대해서는 뒤에서 더 살펴 보기로 한다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(600)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 수지(130)를 포함할 수 있다.
참고로, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(600)의 구조가 용이하게 파악될 수 있도록 도 9, 도 10, 및 도 12에서는 상기 제1 수지(130)가 제공되지 않은 상태로 도시되었다.
상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 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 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 예로서 상기 제1 몸체(111)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)의 하면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 제2 몸체(113)에 의하여 제공된 캐비티의 바닥면 전체에 제공될 수도 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제2 몸체(113)에 의하여 노출된 상기 제1 몸체(111) 상면 전체에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)의 둘레에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 수지(130), 상기 몸체(110), 상기 발광소자(120) 간의 CTE(Coefficient of Thermal Expansion) 매칭을 고려하여 상기 제1 수지(130)의 물성이 선택될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 낮은 CTE 값을 갖는 수지 중에서 선택될 수 있다. 이때, 상기 제1 수지(130)는 LCBR(Low CTE Bottom Reflector)로 지칭될 수 있으며, 열 충격에 의해 SAC(Sn-Ag-Cu) 등의 본딩 물질이 끊어지거나, 상기 제1 수지(130)에 발생하는 크랙(crack)이나 박리가 발생되는 문제를 개선할 수 있다.
예로서, 상기 제1 수지(130)는 절연성 접착제로 제공될 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 접착제는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 접착제로 지칭될 수도 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 제1 몸체(111)와 상기 발광소자(120) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있고, 상기 발광 소자(120)의 하면으로 광이 방출되는 경우, 상기 발광소자와 상기 몸체 사이에서 광확산기능을 제공할 수 있다. 상기 발광소자(120)로부터 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출될 때 상기 제1 수지(130)는 광확산기능을 제공함으로써 상기 발광소자 패키지(600)의 광추출효율을 개선할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)가 제공된 상기 몸체(110)의 일부 영역에 상기 제1 수지(130)가 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 수지(130)는 도포, 닷팅(dotting), 또는 주입 등의 방법을 통하여 상기 제1 몸체(111)의 상면 일부 영역에 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 수지(130)는 상기 복수의 리세스(R21, R22, R23, R24) 중에서 적어도 하나에 제공될 수 있다.
이어서, 상기 제1 몸체(111) 위에 상기 발광소자(120)가 부착될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 사이에 확산 이동될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 둘레로 확산되어 제공될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120) 하면에서 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 사이 영역에도 배치될 수 있다. 또한, 점성 및 표면장력 등에 의하여 상기 제1 수지(130)가 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 내로 이동되어 하부로 떨어지지 않도록 제어될 수 있다.
또한, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120) 아래에 배치되어 실링(sealing) 기능을 수행할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)의 상부 영역을 밀봉할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 둘레 영역을 밀봉할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 영역으로부터 습기 또는 이물질이 상기 발광소자(120)가 배치된 영역으로 유입되는 것이 차단될 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(600)는, 제2 수지(140)를 포함할 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120) 위에 제공될 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 상기 제1 몸체(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 상기 제2 몸체(113)에 의하여 제공된 캐비티(C)에 배치될 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 절연물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 클리어 몰딩부재로 제공될 수도 있다. 예컨대, 상기 제2 수지(140)는 실리콘계 또는 에폭시계 수지를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)로부터 방출되는 빛을 입사 받고, 파장 변환된 빛을 제공하는 파장변환 수단을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제2 수지(140)는 형광체, 양자점 등을 포함할 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)의 상면에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(140)의 하면은 상기 몸체(110)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)를 밀봉시킬 수 있다. 상기 제2 수지(140)의 측면 및 하면은 상기 발광소자(120)의 측면 및 상면에 각각 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 수지(140)는 형광체를 포함할 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 녹색 형광체, 적색 형광체, 황색 형광체를 포함하는 형광체 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제2 수지(140)는 적색 형광체로서 KSF 계열 형광체를 포함할 수 있다.
KSF 계열 형광체란 망간(Mn) 원소가 활성제(activator)로 적용된 형광체를 나타낼 수 있다. 예로서, KSF 계열 형광체는 KSF(K2SiF6: Mn4 +) 형광체를 포함할 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제2 몸체(113)는 상기 발광소자(120)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 발광소자(120)의 둘레에 일종의 측벽 형태로 제공될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 다각 형상으로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111) 위에 사각 형상, 육각 형상, 팔각 형상 등을 포함하는 다각 형상 중에서 적어도 하나로 제공될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(600)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)가 빈 공간인 상태로 공급될 수 있다. 그리고, 추후 상기 발광소자 패키지(600)가 서브 마운트 또는 메인 기판 등에 실장되는 과정에서 도전체가 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 영역에 제공될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(600)는 추후 회로 기판 등에 실장되는 과정에서 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 도전체가 제공될 수도 있는 점을 고려하여, 강성을 유지하면서도 도전체가 용이하게 공급될 수 있도록 상기 제1 몸체(111)의 두께가 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 선택될 수 있다.
상기 발광소자 패키지(600)가 서브 마운트 또는 메인 기판 등에 실장되는 과정에서 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 도전체가 제공되는 실시 예는 뒤에서 더 살펴 보기로 한다.
한편, 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지(600)에 의하면, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 도전체가 제공된 상태로 공급될 수도 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(600)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 제공된 도전체를 통해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 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 몸체(110)의 상부 방향으로 제공될 수 있게 된다.
한편, 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 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)는 도전체를 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 도전체의 용융점이 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 높은 값을 갖도록 선택될 수 있다.
따라서, 실시 예에 따른 발광소자 소자 패키지(600)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(600) 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 도전체로서 도전성 페이스트가 이용될 수 있으며, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 상기 몸체(110)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 상기 몸체(110)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 상기 몸체(110)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 실시 예에 의하면, 상기 몸체(110)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다.
예를 들어, 상기 몸체(110)는 PPA(PolyPhtalAmide) 수지, PCT(PolyCyclohexylenedimethylene Terephthalate) 수지, EMC(Epoxy Molding Compound) 수지, SMC(Silicone Molding Compound) 수지, 블랙 EMC(Black EMC) 수지, 블랙 SMC(Black SMC) 수지를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
다음으로, 도 13을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 설명한다. 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 12를 참조하여 설명된 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명이 생략될 수 있다.
다음으로, 도 13을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 설명한다. 도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 12를 참조하여 설명된 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명이 생략될 수 있다.
도 13에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지(700)는 도 9 내지 도 12를 참조하여 설명된 발광소자 패키지(600)가 회로기판(310)에 실장되어 공급되는 예를 나타낸 것이다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(700)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 회로기판(310), 몸체(110), 발광소자(120)를 포함할 수 있다.
상기 회로기판(310)은 제1 패드, 제2 패드, 기판을 포함할 수 있다. 상기 기판에 상기 발광소자(120)의 구동을 제어하는 전원 공급 회로가 제공될 수 있다.
상기 몸체(110)는 상기 회로기판(310) 위에 배치될 수 있다. 상기 회로기판(310)의 제1 패드 영역과 상기 제1 본딩부(121)가 도전체(133)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 회로기판(310)의 제2 패드 영역과 상기 제2 본딩부(122)가 도전체(133)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 배치된 도전체(113)는 각각 제1 및 제2 도전체로 지칭될 수도 있다.
상기 도전체(133)는 예로서 도전성 접착제로 제공될 수 있다. 상기 회로기판(310)의 제1 및 제2 패드 영역에 상기 도전체(133)가 각각 제공될 수 있으며, 상기 몸체(110)가 상기 회로기판(310)에 실장되는 과정에서, 상기 도전체(133)가 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 내부로 이동되어 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 도전체(133)는 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면 및 측면을 따라 확산되어 이동될 수 있다. 또한, 상기 도전체(133)는 모세관 현상 등을 통하여 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 내부로 확산되어 이동될 수 있다.
상기 도전체(133)는 상기 제1 개구부(TH1) 내에서 상기 제1 도전부(221) 및 상기 제1 본딩부(121)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 도전체(133)는 상기 제1 도전부(221)의 측면 및 하면에 직접 접촉되어 제공될 수 있다.
또한, 상기 도전체(133)는 상기 제2 개구부(TH2) 내에서 상기 제2 도전부(222) 및 상기 제2 본딩부(122)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 도전체(133)는 상기 제2 도전부(222)의 측면 및 하면에 직접 접촉되어 제공될 수 있다.
상기 도전체(133)는 산화물 또는 유기물 등과 접착 특성이 좋지 않은 물질 중에서 선택될 수 있다. 또한, 상기 도전체(133)는 금속과 접착 특성이 좋은 물질 중에서 선택될 수 있다.
이에 따라, 상기 도전체(133)는 상기 제1 도전부(221)의 하면 및 측면에 접촉되어 제공될 수 있다. 또한, 상기 도전체(133)는 상기 제2 도전부(222)의 하면 및 측면에 접촉되어 제공될 수 있다. 상기 도전체(133)가 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 내에서 금속 물질을 따라 확산 이동되므로 상기 제1 및 제2 패드 영역 위에 배치된 상기 도전체(133)는 서로 이격되어 배치될 수 있으며, 전기적으로 절연될 수 있다.
또한, 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2) 사이에 상기 제1 몸체(111)가 추가 배치되므로, 상기 제1 개구부(TH1)에 제공된 상기 도전체(133)와 상기 제2 개구부(TH2)에 제공된 상기 도전체(133)는 전기적으로 절연될 수 있다.
예로서, 상기 도전체(133)는 Ag, Au, Pt, Sn, Cu 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정하지 않고, 상기 도전체(133)는 전도성 기능을 확보할 수 있는 물질이 사용될 수 있다.
예로서, 상기 도전체(133)는 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 도전체(133)는 SAC(Sn-Ag-Cu) 물질을 포함할 수 있다.
상기 몸체(110)는 제1 몸체(111)와 제2 몸체(113)를 포함할 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111)의 상면 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111)의 상면 위에 캐비티(C)를 제공할 수 있다.
상기 몸체(110)는 상기 캐비티(C)의 바닥면에서 상기 몸체(110)의 하면을 관통하는 제1 개구부(TH1)와 제2 개구부(TH2)를 포함할 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)에 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)를 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)의 상면과 하면을 제1 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제1 몸체(111)에 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제1 몸체(111)를 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제1 몸체(111)의 상면과 하면을 상기 제1 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광소자(120)는 제1 본딩부(121), 제2 본딩부(122), 발광 구조물(123), 기판(124)을 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(700)는 리세스(recess)를 포함할 수 있다. 상기 발광소자 패키지(700)는, 도 9 내지 도 12를 참조하여 설명된 바와 유사하게, 복수의 리세스(R21, R22, R23, R24) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 복수의 리세스(R21, R22, R23, R24)는 상기 제1 몸체(111)의 상면에 제공될 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)는 상기 발광소자(120)의 하면에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하면에 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하면에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(120) 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(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) 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 제1 몸체(111)의 상면에서 하면으로 향하는 상기 제1 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122)와 중첩되어 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 하면이 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)의 상면에 비해 더 높게 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 하면이 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)를 제공하는 상기 제1 몸체(111)의 상면에 비해 더 높게 배치될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 일부 영역은 상기 제1 몸체(111)의 상면과 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 다른 일부 영역은 각각 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)와 상기 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(700)는 제1 및 제2 도전부(221, 222)를 포함할 수 있다.
상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121)와 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 개구부(TH1)에 제공될 수 있다.
상기 제1 도전부(221)의 하면은 상기 제1 개구부(TH1)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121)에서 상기 제1 개구부(TH1) 내부까지 연장되어 배치될 수 있다.
상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122)와 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 개구부(TH2)에 제공될 수 있다.
상기 제2 도전부(222)의 하면은 상기 제2 개구부(TH2)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122)에서 상기 제2 개구부(TH2) 내부까지 연장되어 배치될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 각각 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 내에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면은 상기 제1 몸체(111)의 하면에 비해 같거나 더 높게 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 두께는 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)에 비해 같거나 더 작게 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 도전부(221)의 하면 및 측면에 상기 도전체(133)가 배치될 수 있다. 상기 도전체(133)는 상기 제1 도전부(221)의 하면 및 측면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 도전부(222)의 하면 및 측면에 상기 도전체(133)가 배치될 수 있다. 상기 도전체(133)는 상기 제2 도전부(222)의 하면 및 측면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전부(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 도전부(221, 222)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 도금 공정을 통해 제공될 수도 있다. 예로서, 복수의 발광소자가 형성된 웨이퍼 레벨에서 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 시드(seed)층이 제공되고, 시드층 위에 포토 레지스트막과 같은 마스크층이 형성된 후, 도금 공정이 수행될 수 있다. 도금 공정이 수행된 후, 포토레지스트막의 제거를 통해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 일정 영역에만 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 형성될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 Ag, Au,Cu,Ti, Ni 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 상기 시드층을 포함할 수 있다. 상기 시드층은 예로서 Ti, Ni, Cu등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)는 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 다른 표현으로서, 상기 발광소자(120) 아래에 배치된 상기 제1 몸체(111)의 상면으로부터 하면까지의 상기 두께(t)는 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 상기 도전체(133)가 제공되는 경우, 상기 도전체(133)의 두께는 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)에 대응될 수 있다. 상기 도전체(133)는 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)를 통해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 전원을 제공하는 기능을 수행하며, 적정 두께의 BLT(Bond Line Thickness) 조건을 충족시킬 수 있도록, 보통 40 마이크로 미터 이상의 두께로 제공될 수 있다.
또한, 상기 도전체(133)의 두께가 너무 두꺼울 경우, 발광소자 패키지가 구동되는 과정에서 온도 변화에 따른 확장과 수축에 의하여 내 충격성이 저하되는 것으로 알려져 있다. 이에 따라, 상기 도전체(133)의 두께는 적정 두께 이하로 형성되도록 선택될 수 있으며, 예로서 150 마이크로 미터 이하의 두께로 제공되도록 선택될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(700)에 의하면, 상기 제1 몸체(111)의 두께는 상기 도전체(133)가 형성될 수 있는 적정 공간을 제공하기 위한 두께로 선택될 수 있다. 또한, 상기 제1 몸체(111)는 발광소자 패키지의 안정적인 강성을 제공하기 위하여 적절한 두께 이상으로 제공되어야 한다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)는 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 몸체(111)의 두께는 150 마이크로 미터 이하로 제공될 수 있으며, 40 마이크로 미터 내지 100 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
한편, 실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)와 상기 도전체(133) 사이에 금속간 화합물(IMC: intermetallic compound)층이 형성될 수도 있다.
상기 제1 도전부(221)와 상기 도전체(133)의 경계면에 제1 금속층(221a)이 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)의 하면과 상기 도전체(133) 사이에 상기 제1 금속층(221a)이 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)의 측면과 상기 도전체(133) 사이에 상기 제1 금속층(221a)이 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 도전부(222)와 상기 도전체(133)의 경계면에 제2 금속층(222a)이 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)의 하면과 상기 도전체(133) 사이에 상기 제2 금속층(222a)이 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)의 측면과 상기 도전체(133) 사이에 상기 제2 금속층(222a)이 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 도전체(133)가 형성되는 과정 또는 상기 도전체(133)가 제공된 후 열처리 과정에서, 상기 도전체(133)와 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222) 사이에 금속간 화합물(IMC; intermetallic compound)층인 상기 제1 및 제2 금속층(221a, 222a)이 각각 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 금속층(221a, 222a)은 합금층으로 지칭될 수도 있다.
예로서, 상기 도전체(133)를 이루는 물질과 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222) 간의 결합에 의해 합금층이 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 도전체(133)와 상기 제1 도전부(221)가 물리적으로 또한 전기적으로 더 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 도전체(133), 상기 제1 금속층(221a), 상기 제1 도전부(221)가 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다.
또한, 상기 도전체(133)와 상기 제2 도전부(222)가 물리적으로 또한 전기적으로 더 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 도전체(133), 상기 제2 금속층(222a), 상기 제2 도전부(222)가 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다.
예로서, 상기 합금층은 AgSn, CuSn,AuSn등을 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 도전체(133)로부터 제공될 수 있고, 제2 물질은 상기 제1 및 제2 도전부(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.
상기 도전체(133)가 Sn 물질을 포함하고 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 Ag 물질을 포함하는 경우, 상기 도전체(133)가 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Sn 물질과 Ag 물질의 결합에 의하여 AgSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 도전체(133)가 Sn 물질을 포함하고 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 Au물질을 포함하는 경우, 상기 도전체(133)가 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Sn 물질과 Au물질의 결합에 의하여 AuSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
또한, 상기 도전체(133)가 Sn 물질을 포함하고 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 Cu 물질을 포함하는 경우, 상기 도전체(133)가 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Cu 물질과 Sn 물질의 결합에 의하여 CuSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
이상에서 설명된 금속간 화합물층은 일반적인 본딩 물질에 비해 더 높은 용융점을 가질 수 있다. 또한, 상기 금속간 화합물층이 형성되는 열처리 공정은 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 낮은 온도에서 수행될 수 있다.
따라서, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(700)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(700)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 수지(130)를 포함할 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)와 상기 제1 몸체(111)의 상면 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 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 예로서 상기 제1 몸체(111)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)의 하면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 제2 몸체(113)에 의하여 제공된 캐비티의 바닥면 전체에 제공될 수도 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제2 몸체(113)에 의하여 노출된 상기 제1 몸체(111) 상면 전체에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 도 9 내지 도 12를 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)의 둘레에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 수지(130), 상기 몸체(110), 상기 발광소자(120) 간의 CTE(Coefficient of Thermal Expansion) 매칭을 고려하여 상기 제1 수지(130)의 물성이 선택될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 낮은 CTE 값을 갖는 수지 중에서 선택될 수 있다. 이때, 상기 제1 수지(130)는 LCBR(Low CTE Bottom Reflector)로 지칭될 수 있으며, 열 충격에 의해 SAC(Sn-Ag-Cu) 등의 본딩 물질이 끊어지거나, 상기 제1 수지(130)에 발생하는 크랙(crack)이나 박리 문제를 개선할 수 있다.
예로서, 상기 제1 수지(130)는 절연성 접착제로 제공될 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 접착제는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 접착제로 지칭될 수도 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 제1 몸체(111)와 상기 발광소자(120) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있고, 상기 발광 소자(120)의 하면으로 광이 방출되는 경우, 상기 발광소자와 상기 몸체 사이에서 광확산기능을 제공할 수 있다. 상기 발광소자(120)로부터 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출될 때 상기 제1 수지(130)는 광확산기능을 제공함으로써 상기 발광소자 패키지(700)의 광추출효율을 개선할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)가 제공된 상기 몸체(110)의 일부 영역, 예컨대 리세스가 형성된 영역에 상기 제1 수지(130)가 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 수지(130)는 도포, 닷팅(dotting), 또는 주입 등의 방법을 통하여 상기 제1 몸체(111)의 상면 일부 영역에 제공될 수 있다.
이어서, 상기 제1 몸체(111) 위에 상기 발광소자(120)가 부착될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 사이에 확산 이동될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 둘레로 확산되어 제공될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120) 하면에서 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 사이 영역에도 배치될 수 있다. 또한, 점성 및 표면장력 등에 의하여 상기 제1 수지(130)가 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 내로 이동되어 하부로 떨어지지 않도록 제어될 수 있다.
또한, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120) 아래에 배치되어 실링(sealing) 기능을 수행할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)의 상부 영역을 밀봉할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 둘레 영역을 밀봉할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 영역으로부터 습기 또는 이물질이 상기 발광소자(120)가 배치된 영역으로 유입되는 것이 차단될 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(700)는, 제2 수지(140)를 포함할 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120) 위에 제공될 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 상기 제1 몸체(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 상기 제2 몸체(113)에 의하여 제공된 캐비티(C)에 배치될 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 절연물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 클리어 몰딩부재로 제공될 수도 있다. 예컨대, 상기 제2 수지(140)는 실리콘계 또는 에폭시계 수지를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)로부터 방출되는 빛을 입사 받고, 파장 변환된 빛을 제공하는 파장변환 수단을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제2 수지(140)는 형광체, 양자점 등을 포함할 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)의 상면에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(140)의 하면은 상기 몸체(110)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)를 밀봉시킬 수 있다. 상기 제2 수지(140)의 측면 및 하면은 상기 발광소자(120)의 측면 및 상면에 각각 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 수지(140)는 형광체를 포함할 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 녹색 형광체, 적색 형광체, 황색 형광체를 포함하는 형광체 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제2 수지(140)는 적색 형광체로서 KSF 계열 형광체를 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(700)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 제공된 상기 도전체(133)를 통해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 전원이 각각 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 몸체(110)의 상부 방향으로 제공될 수 있게 된다.
한편, 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 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)는 상기 도전체(133)를 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 상기 도전체(133)의 용융점이 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 높은 값을 갖도록 선택될 수 있다.
따라서, 실시 예에 따른 발광소자 소자 패키지(700)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(700) 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 상기 도전체(133)로서 도전성 페이스트가 이용될 수 있으며, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 상기 몸체(110)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 상기 몸체(110)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 상기 몸체(110)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 실시 예에 의하면, 상기 몸체(110)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다.
예를 들어, 상기 몸체(110)는 PPA(PolyPhtalAmide) 수지, PCT(PolyCyclohexylenedimethylene Terephthalate) 수지, EMC(Epoxy Molding Compound) 수지, SMC(Silicone Molding Compound) 수지, 블랙 EMC(Black EMC) 수지, 블랙 SMC(Black SMC) 수지를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
다음으로, 도 14를 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 설명한다. 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 14를 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 13을 참조하여 설명된 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명이 생략될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(800)는 도 9 내지 도 13을 참조하여 설명된 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 비하여 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 두께가 더 크게 제공된 경우를 나타낸 것이다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 상기 제1 몸체(111) 하면 아래로 돌출되어 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면이 상기 제1 몸체(111)의 하면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 두께가 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)에 비해 더 크게 제공될 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면이 상기 제1 몸체(111)의 하면 아래에 배치되는 경우, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)에 전원을 공급하는 회로기판(310)과 상기 몸체(110)의 실장 과정에서 유테틱 본딩 공정이 적용될 수도 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(800)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 회로기판(310), 몸체(110), 발광소자(120)를 포함할 수 있다.
상기 회로기판(310)은 제1 패드, 제2 패드, 기판을 포함할 수 있다. 상기 기판에 상기 발광소자(120)의 구동을 제어하는 전원 공급 회로가 제공될 수 있다.
상기 몸체(110)는 상기 회로기판(310) 위에 배치될 수 있다. 상기 회로기판(310)의 제1 패드 영역과 상기 제1 본딩부(121)가 제1 도전부(221) 및 금속층(233)을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 회로기판(310)의 제2 패드 영역과 상기 제2 본딩부(122)가 제2 도전부(222) 및 금속층(233)을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 전기적으로 연결된 금속층(233)은 각각 제1 및 제2 금속층으로 지칭될 수도 있다.
상기 금속층(233)은 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 상기 회로기판(310)의 제1 및 제2 패드 영역 위에 실장되는 과정에서 형성될 수 있다. 예로서, 상기 제1 및 제2 패드 영역 위에 본딩 물질이 제공되고, 상기 본딩 물질 위에 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 실장될 수 있다.
이때, 상기 본딩 물질과 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222) 사이에 유테틱 본딩이 진행되면서, 상기 금속층(223)이 형성되고, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 상기 회로기판(310) 위에 안정적으로 실장될 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면이 상기 제1 몸체(111)의 하면에 비해 더 낮게 배치되는 경우, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 유테틱 공정을 통하여 상기 회로기판(310)에 실장되는 것이 더 안정적일 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면이 상기 제1 몸체(111)의 하면에 비해 더 낮게 배치되는 경우에도, 도 13을 참조하여 설명된 바와 유사하게, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 측면 및 하면에 도전체가 제공되도록 구현될 수도 있다.
그런데, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)와 상기 도전체 간에 형성되는 금속간 화합물(IMC)층이 과하게 형성되는 경우, 취성(toughness or brittleness)이 증가되어 구조적인 강도가 약화될 수 있으며 동작 전압이 상승될 수 있는 단점이 있다.
이러한 점을 고려하여, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면이 상기 제1 몸체(111)의 하면에 비해 더 낮게 배치되는 경우에는, 유테틱 공정을 통하여 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)와 상기 본딩 물질 간에 유테틱 합금층이 형성되도록 하므로서, 상기 금속층(233)의 취성이 증가되고 동작 전압이 상승되는 것이 방지될 수 있다.
상기 금속층(233)은 상기 제1 개구부(TH1) 내에서 상기 제1 도전부(221) 및 상기 제1 본딩부(121)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 금속층(233)은 상기 제1 도전부(221)의 하면에 직접 접촉되어 제공될 수 있다.
또한, 상기 금속층(233)은 상기 제2 개구부(TH2) 내에서 상기 제2 도전부(222) 및 상기 제2 본딩부(122)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 금속층(233)은 상기 제2 도전부(222)의 하면에 직접 접촉되어 제공될 수 있다.
또한, 상기 금속층(233)이 유테틱 공정에 의하여 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면에 형성되므로, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 상기 회로기판(310)에 실장되는 과정에서, 상기 금속층(233)이 상기 회로기판(310) 위에서 확산 이동되어 서로 전기적으로 연결되는 것이 방지될 수 있다.
예로서, 상기 회로기판(310)의 제1 및 제2 패드 영역에 제공되는 본딩 물질은 Ag, Au, Pt, Sn, Cu 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정하지 않고, 상기 본딩 물질은 전도성 기능을 확보할 수 있는 물질이 사용될 수 있다.
예로서, 상기 본딩 물질은 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.
상기 몸체(110)는 제1 몸체(111)와 제2 몸체(113)를 포함할 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111)의 상면 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111)의 상면 위에 캐비티(C)를 제공할 수 있다.
상기 몸체(110)는 상기 캐비티(C)의 바닥면에서 상기 몸체(110)의 하면을 관통하는 제1 개구부(TH1)와 제2 개구부(TH2)를 포함할 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)에 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)를 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)의 상면과 하면을 제1 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제1 몸체(111)에 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제1 몸체(111)를 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제1 몸체(111)의 상면과 하면을 상기 제1 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광소자(120)는 제1 본딩부(121), 제2 본딩부(122), 발광 구조물(123), 기판(124)을 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(800)는 리세스(recess)를 포함할 수 있다. 상기 발광소자 패키지(800)는, 도 9 내지 도 12를 참조하여 설명된 바와 유사하게, 복수의 리세스(R21, R22, R23, R24) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 복수의 리세스(R21, R22, R23, R24)는 상기 제1 몸체(111)의 상면에 제공될 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)는 상기 발광소자(120)의 하면에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하면에 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하면에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(120) 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(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) 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 제1 몸체(111)의 상면에서 하면으로 향하는 상기 제1 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122)와 중첩되어 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 하면이 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)의 상면에 비해 더 높게 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 하면이 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)를 제공하는 상기 제1 몸체(111)의 상면에 비해 더 높게 배치될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 일부 영역은 상기 제1 몸체(111)의 상면과 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 다른 일부 영역은 각각 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)와 상기 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(800)는 제1 및 제2 도전부(221, 222)를 포함할 수 있다.
상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121)와 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 개구부(TH1)에 제공될 수 있다.
상기 제1 도전부(221)의 하면은 상기 제1 개구부(TH1)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제1 도전부(221)는 상기 제1 본딩부(121)에서 상기 제1 개구부(TH1) 내부까지 연장되어 배치될 수 있다.
상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122)와 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 개구부(TH2)에 제공될 수 있다.
상기 제2 도전부(222)의 하면은 상기 제2 개구부(TH2)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제2 도전부(222)는 상기 제2 본딩부(122)에서 상기 제2 개구부(TH2) 내부까지 연장되어 배치될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 각각 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 내에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면은 상기 제1 몸체(111)의 하면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 두께는 상기 제1 몸체(111)의 두께(t)에 비해 더 크게 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전부(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 도전부(221, 222)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 도금 공정을 통해 제공될 수도 있다. 예로서, 복수의 발광소자가 형성된 웨이퍼 레벨에서 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)에 시드(seed)층이 제공되고, 시드층 위에 포토 레지스트막과 같은 마스크층이 형성된 후, 도금 공정이 수행될 수 있다. 도금 공정이 수행된 후, 포토레지스트막의 제거를 통해 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 일정 영역에만 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 형성될 수 있다.
예로서, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 Ag, Au,Cu,Ti, Ni 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)는 상기 시드층을 포함할 수 있다. 상기 시드층은 예로서 Ti, Ni, Cu등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)와 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)는 서로 분리된 공정에서 서로 다른 물질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)와 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)는 서로 다른 물질 및 서로 다른 적층 구조를 포함할 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 Cu물질을 포함하고 상기 회로기판(310)의 제1 및 제2 패드 영역에 제공되는 본딩 물질이 Sn 물질을 포함하는 경우, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 상기 회로기판(310)에 실장되는 과정에서 Cu6Sn5의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
이때, 금속간 화합물층이 두껍게 형성되면 취성이 커짐에 따라 크랙 등이 발생될 수 있어 구조적인 안정성이 떨어지고 동작 전압이 상승될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 Cu층 하면에 일종의 배리어 금속으로서 Ni층이 배치되도록 하므로서, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)의 하면에 CuSn층이 두껍게 형성되어 취성이 증가되는 것이 방지될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222)가 Cu/Ni층으로 제공되고, 상기 회로기판(310)의 제1 및 제2 패드 영역에 본딩 물질로서 Sn층이 제공되는 경우, 유테틱 본딩 공정을 통하여 상기 제1 및 제2 도전부(221, 222) 아래에 배치된 상기 금속층(223)은 NiSn층으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 금속층(223)은 NiSn층 위에 배치된 CuSn층을 더 포함할 수도 있다.
이상에서 설명된 금속층(223)은 유테틱 본딩층으로서 일반적인 본딩 물질에 비해 더 높은 용융점을 가질 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(800)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(800)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 수지(130)를 포함할 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)와 상기 제1 몸체(111)의 상면 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 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 예로서 상기 제1 몸체(111)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)의 하면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 제2 몸체(113)에 의하여 제공된 캐비티의 바닥면 전체에 제공될 수도 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제2 몸체(113)에 의하여 노출된 상기 제1 몸체(111) 상면 전체에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 도 9 내지 도 12를 참조하여 설명된 바와 같이, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)의 둘레에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 수지(130), 상기 몸체(110), 상기 발광소자(120) 간의 CTE(Coefficient of Thermal Expansion) 매칭을 고려하여 상기 제1 수지(130)의 물성이 선택될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 낮은 CTE 값을 갖는 수지 중에서 선택될 수 있다. 이때, 상기 제1 수지(130)는 LCBR(Low CTE Bottom Reflector)로 지칭될 수 있으며, 열 충격에 의해 SAC(Sn-Ag-Cu) 등의 본딩 물질이 끊어지거나, 상기 제1 수지(130)에 발생하는 크랙(crack)이나 박리 문제를 개선할 수 있다.
예로서, 상기 제1 수지(130)는 절연성 접착제로 제공될 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 접착제는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 접착제로 지칭될 수도 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)가 제공된 상기 몸체(110)의 일부 영역, 예컨대 리세스가 형성된 영역에 상기 제1 수지(130)가 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 수지(130)는 도포, 닷팅(dotting), 또는 주입 등의 방법을 통하여 상기 제1 몸체(111)의 상면 일부 영역에 제공될 수 있다.
이어서, 상기 제1 몸체(111) 위에 상기 발광소자(120)가 부착될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 사이에 확산 이동될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 둘레로 확산되어 제공될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120) 하면에서 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 사이 영역에도 배치될 수 있다. 또한, 점성 및 표면장력 등에 의하여 상기 제1 수지(130)가 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 내로 이동되어 하부로 떨어지지 않도록 제어될 수 있다.
또한, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120) 아래에 배치되어 실링(sealing) 기능을 수행할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)의 상부 영역을 밀봉할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 둘레 영역을 밀봉할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 영역으로부터 습기 또는 이물질이 상기 발광소자(120)가 배치된 영역으로 유입되는 것이 차단될 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(800)는, 제2 수지(140)를 포함할 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120) 위에 제공될 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 상기 제1 몸체(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 상기 제2 몸체(113)에 의하여 제공된 캐비티(C)에 배치될 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 절연물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 클리어 몰딩부재로 제공될 수도 있다. 예컨대, 상기 제2 수지(140)는 실리콘계 또는 에폭시계 수지를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)로부터 방출되는 빛을 입사 받고, 파장 변환된 빛을 제공하는 파장변환 수단을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제2 수지(140)는 형광체, 양자점 등을 포함할 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)의 상면에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(140)의 하면은 상기 몸체(110)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제2 수지(140)는 상기 발광소자(120)를 밀봉시킬 수 있다. 상기 제2 수지(140)의 측면 및 하면은 상기 발광소자(120)의 측면 및 상면에 각각 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 수지(140)는 형광체를 포함할 수 있다. 상기 제2 수지(140)는 녹색 형광체, 적색 형광체, 황색 형광체를 포함하는 형광체 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제2 수지(140)는 적색 형광체로서 KSF 계열 형광체를 포함할 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 몸체(110)에 가까운 방향으로 반사층이 배치된 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 반사형 플립칩 발광소자는 제1 및 제2 전극 패드와 발광구조물 사이에 절연성 반사층(예를 들어 Distributed Bragg Reflector, Omni Directional Reflector 등) 및/또는 전도성 반사층(예를 들어 Ag, Al, Ni, Au등)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 전극 패드 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 15는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 발광소자의 전극 배치를 설명하는 평면도이고, 도 16은 도 15에 도시된 발광소자의 F-F 선에 따른 단면도이다.
한편, 이해를 돕기 위해, 도 16을 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 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 상면에 요철 패턴이 형성된 PSS(Patterned Sapphire Substrate)로 제공될 수 있다.
상기 발광 구조물(123)은 제1 도전형 반도체층(123aa), 활성층(123b), 제2 도전형 반도체층(123c)을 포함할 수 있다. 실시 예에 따른 발광소자는 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)과 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, 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 14를 참조하여 설명된 발광소자의 상하 배치 방향과 도 15 및 도 16에 도시된 발광소자의 상하 배치 방향은 서로 반대로 도시되어 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 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.
한편, 도 17 및 도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 17 및 도 18에 도시된 발광소자 패키지는 이상에서 도 1 내지 도 16을 참조하여 설명된 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 보호 소자, 예로서 제너 다이오드가 실장된 경우를 개념적으로 나타낸 것이다.
도 17에 도시된 발광소자 패키지는 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명된 바와 유사하게 몸체(110)에 제1 개구부(TH1)가 제공된 경우를 나타낸 것이다. 발광소자(120)는 제1 몸체(111)에 제공된 상기 제1 개구부(TH1)와 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1) 주변에 복수의 리세스(R11, R12, R13, R14)가 제공될 수 있다. 상기 복수의 리세스(R11, R12, R13, R14)의 일부 영역은 수직 방향에서 상기 발광소자(120)와 중첩되어 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 몸체(110)에 제너 다이오드(820)가 배치될 수 있다. 예로서, 상기 몸체(110)의 제2 몸체(113)에 제1 및 제2 프레임(821, 822)이 배치될 수 있다. 상기 제너 다이오드(820)는 예로서 상기 제1 프레임(821) 위에 배치될 수 있으며, 와이어(823)를 통하여 상기 제2 프레임(822)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 발광소자(120) 및 상기 제너 다이오드(820)에 대한 구동 신호는 상기 몸체(110) 아래에 배치될 회로기판을 통하여 공급될 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 제너 다이오드(820)가 상기 몸체(110) 내부에 배치될 수 있으므로, 발광소자 패키지가 소형으로 제공될 수 있으며, 상기 발광소자(120)에서 발광되는 빛이 상기 제너 다이오드(820)에 입사되어 소실되는 것이 방지될 수 있다.
또한, 도 18에 도시된 발광소자 패키지는 도 9 내지 도 14를 참조하여 설명된 바와 유사하게 몸체(110)에 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)가 제공된 경우를 나타낸 것이다. 발광소자(120)는 제1 몸체(111)에 제공된 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)와 수직 방향에서 중첩되어 배치될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1) 주변에 복수의 리세스(R31, R32, R33, R34, R35, R36)가 제공될 수 있다. 상기 복수의 리세스(R31, R32, R33, R34, R35, R36)의 일부 영역은 수직 방향에서 상기 발광소자(120)와 중첩되어 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 몸체(110)에 제너 다이오드(820)가 배치될 수 있다. 예로서, 상기 몸체(110)의 제2 몸체(113)에 제1 및 제2 프레임(821, 822)이 배치될 수 있다. 상기 제너 다이오드(820)는 예로서 상기 제1 프레임(821) 위에 배치될 수 있으며, 와이어(823)를 통하여 상기 제2 프레임(822)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 발광소자(120) 및 상기 제너 다이오드(820)에 대한 구동 신호는 상기 몸체(110) 아래에 배치될 회로기판을 통하여 공급될 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 제너 다이오드(820)가 상기 몸체(110) 내부에 배치될 수 있으므로, 발광소자 패키지가 소형으로 제공될 수 있으며, 상기 발광소자(120)에서 발광되는 빛이 상기 제너 다이오드(820)에 입사되어 소실되는 것이 방지될 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 몸체
111 제1 몸체
113 제2 몸체
120 발광소자
121 제1 본딩부
122 제2 본딩부
123 발광 구조물
130 제1 수지
133 도전체
140 제2 수지
150 댐부
221 제1 도전부
221a 제1 금속층
222 제2 도전부
222a 제2 금속층
233 금속층
310 회로기판
TH1 제1 개구부
TH2 제2 개구부

Claims (10)

  1. 상면과 하면 및 상기 상면과 상기 하면을 관통하는 개구부를 포함하는 몸체;
    상기 몸체의 상면에 배치되며, 제1 및 제2 본딩부를 포함하는 발광소자;
    상기 제1 및 제2 본딩부의 하면으로부터 상기 개구부 내로 각각 연장되어 배치된 제1 및 제2 도전부;
    상기 몸체 아래에 배치되며, 상기 제1 및 제2 도전부에 각각 전기적으로 연결된 제1 및 제2 패드를 포함하는 회로기판; 및
    상기 제1 및 제2 도전부의 하면과 상기 제1 및 제2 패드의 상면 사이에 각각 배치된 금속층을 포함하는 발광소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 본딩부는 상기 발광소자의 하면에 배치되고,
    상기 제1 및 제2 본딩부의 하면이 상기 개구부의 상면에 비해 더 높게 배치된 발광소자 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 개구부는 서로 이격되어 제공된 제1 개구부와 제2 개구부를 포함하고,
    상기 제1 개구부는 상기 제1 본딩부와 수직 방향에서 중첩되어 제공되고, 상기 제2 개구부는 상기 제2 본딩부와 상기 수직 방향에서 중첩되어 제공된 발광소자 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 및 제2 도전부는 상기 개구부 내에 배치된 발광소자 패키지.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 발광소자의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 도전부는 상기 제1 개구부 내에 배치되고, 상기 제2 도전부는 상기 제2 개구부 내에 배치된 발광소자 패키지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 도전부의 상기 하면이 상기 몸체의 상기 하면에 비해 같거나 더 높게 배치된 발광소자 패키지.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 금속층과 상기 회로기판의 상기 제1 패드 사이에 배치된 도전체를 더 포함하고,
    상기 금속층은 상기 도전체에 포함된 물질과 상기 제1 도전부에 포함된 물질의 합금층으로 제공된 발광소자 패키지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 도전체는 상기 제1 도전부의 상기 하면 및 측면에 배치되고,
    상기 금속층은 상기 제1 도전부와 상기 도전체의 경계 영역에 배치된 발광소자 패키지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 도전부의 상기 하면이 상기 몸체의 상기 하면에 비해 더 낮게 배치되고, 상기 금속층은 상기 회로기판의 상기 제1 패드 및 상기 제1 도전부의 상기 하면에 직접 접촉되어 배치된 발광소자 패키지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 금속층은 CuSn층 또는 NiSn층을 포함하는 발광소자 패키지.
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