KR20190123461A - 발광소자 패키지 및 광원 장치 - Google Patents
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Abstract
발명의 실시 예에 개시된 발광소자 패키지는, 서로 이격된 제1프레임 및 제2프레임; 상기 제1프레임과 상기 제2프레임 사이에 배치되는 몸체; 상기 제1프레임에 대면하는 제1본딩부와 상기 제2프레임에 대면하는 제2본딩부를 갖는 발광소자; 상기 발광소자의 하부에 배치되고 상기 발광소자를 상기 제1 및 제2프레임의 상면으로부터 이격시켜 주는 복수의 스페이서; 상기 몸체와 상기 발광소자 사이에 배치되는 제1수지; 및 상기 발광소자의 하부 둘레에 배치되는 제2수지를 포함하며, 상기 제2수지는 상기 복수의 스페이서의 상면과 상기 발광소자의 측부 하면에 접촉될 수 있다.
Description
실시 예는 발광소자 패키지, 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 발광소자, 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.
발명의 실시 예는 발광소자와 프레임 사이에 스페이서가 배치된 발광소자 패키지, 발광소자 패키지, 반도체 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
발명의 실시 예는 발광소자를 몸체의 상면으로부터 이격시켜 주는 스페이서를 포함하는 발광소자 패키지, 발광소자 패키지, 반도체 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
발명의 실시 예는 발광소자를 복수의 스페이서로 프레임의 상면 및 몸체의 상면으로부터 이격시켜 줄 수 있는 발광소자 패키지, 발광소자 패키지, 반도체 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
발명의 실시 예는 발광소자와 상기 프레임 또는 몸체 사이에 수지를 배치하여, 상기 발광소자를 몸체 또는 프레임에 접착시켜 줄 수 있는 발광소자 패키지, 발광소자 패키지, 반도체 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
발명의 실시 예는 발광소자와 상기 프레임 또는 몸체 사이에 반사성 또는 백색 재질의 수지를 배치하여, 상기 발광소자의 고정력을 강화시키고 광 반사율을 개선시켜 줄 수 있는 발광소자 패키지, 발광소자 패키지, 반도체 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
발명의 실시 예는 발광소자의 측면 하부에 몸체 또는 프레임에 접착된 수지를 배치하여, 상기 발광소자의 측면 하부를 지지할 수 있는 발광소자 패키지, 발광소자 패키지, 반도체 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
발명의 실시 예는 발광소자의 본딩부와 프레임 사이에 도전부를 배치하고, 복수의 스페이서 사이에 상기 도전부의 확산을 가이드하는 확산 가이드부를 포함하는 발광소자 패키지, 발광소자 패키지, 반도체 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
발명의 실시 예는 프레임들 사이의 몸체 상부에 리세스를 갖는 발광소자 패키지, 발광소자 패키지, 반도체 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
발명의 실시 예는 리세스에 수지가 배치된 발광소자 패키지, 발광소자 패키지, 반도체 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
발명의 실시 예는 발광소자의 하부 주변의 스페이서를 이용하여 발광소자의 유동을 방지시키고 도전부의 크랙을 방지할 수 있는 발광소자 패키지, 반도체 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
실시 예는 패키지의 공정 효율을 향상시키고 새로운 패키지 구조를 제시하여 제조 단가를 줄이고 제조 수율을 향상시킬 수 있는 반도체 소자 패키지, 발광소자 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, 발광소자 패키지, 및 반도체 소자 패키지 제조방법을 제공할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 서로 이격된 제1프레임 및 제2프레임; 상기 제1프레임과 상기 제2프레임 사이에 배치되는 몸체; 상기 제1프레임에 대면하는 제1본딩부와 상기 제2프레임에 대면하는 제2본딩부를 갖는 발광소자; 상기 발광소자의 하부에 배치되고 상기 발광소자를 상기 제1 및 제2프레임의 상면으로부터 이격시켜 주는 복수의 스페이서; 상기 몸체와 상기 발광소자 사이에 배치되는 제1수지; 및 상기 발광소자의 하부 둘레에 배치되는 제2수지를 포함하며, 상기 제2수지는 상기 복수의 스페이서의 상면과 상기 발광소자의 측부 하면에 접촉될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 복수의 스페이서는 상기 제1본딩부의 외측에 제1 및 제2스페이서와, 상기 제2본딩부의 외측에 제3 및 제4스페이서를 포함하며, 상기 발광 소자는 서로 마주보는 제1 측면 및 제2 측면과, 상기 제1,2 측면에 대해 직교하며 서로 마주보는 제3 측면 및 제4 측면을 더 포함하고, 상기 제1 및 제2스페이서는 발광소자의 제1측면 아래에 배치되며, 상기 제3 및 제4스페이서는 발광소자의 제2측면 아래에 배치되며, 상기 제1 및 제3스페이서는 상기 발광소자의 제3측면 아래에 배치되며, 상기 제2 및 제4스페이서는 상기 발광소자의 제4측면 아래에 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2수지는 상기 발광소자의 서로 다른 측면 사이의 모서리에 배치된 제1접촉 단부와, 상기 발광소자의 각 측면의 중심에 접촉된 제2접촉 단부를 포함하며, 상기 제1접촉 단부의 높이는 상기 제2접촉 단부의 높이보다 높게 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 발광소자는 제3측면 및 제4측면의 길이는 상기 제1 및 제2측면 사이의 길이보다 크며, 상기 발광소자의 제3 및 제4측면 중앙에 배치된 상기 제2수지의 상단 높이는 상기 발광소자의 제1 및 제2측면의 중앙에 배치된 제2수지의 상단 높이보다 낮게 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 몸체는 상기 제1스페이서를 지지하는 제1지지부, 상기 제2스페이서를 지지하는 제2지지부, 상기 제3스페이서를 지지하는 제3지지부, 및 상기 제4스페이서를 지지하는 제4지지부를 포함하며, 상기 제1프레임은 상기 제1 및 제2지지부 사이에 배치된 제1가이드부를 포함하며, 상기 제2프레임은 상기 제3 및 제4지지부 사이에 배치된 제2가이드부를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 몸체는 상기 제1스페이서를 지지하는 제1지지부, 상기 제2스페이서를 지지하는 제2지지부, 상기 제3스페이서를 지지하는 제3지지부, 및 상기 제4스페이서를 지지하는 제4지지부, 상기 제1 및 제2지지부를 연결해 주는 제1연결 지지부, 및 상기 제3 및 제4지지부를 서로 연결해 주는 제2연결 지지부를 포함하며, 상기 제1프레임은 상기 제1본딩부의 외측에서 상기 제1연결 지지부 방향으로 연장된 제1가이드부를 포함하며, 상기 제2프레임은 상기 제2본딩부의 외측에서 상기 제2연결 지지부 방향으로 연장된 제2가이드부를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 몸체는 상부가 개방된 캐비티를 포함하며, 상기 제1 내지 제4스페이서는 상기 캐비티의 내측면 하부에 연결될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 발광소자의 제1,2본딩부와 상기 제1,2프레임 사이 각각에 제1 및 제2도전부가 배치되며, 상기 제1 및 제2도전부는 상기 제2수지와 접촉될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제2수지는 상기 발광소자의 상면으로부터 상기 발광소자 두께의 70% 이하로 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 몸체에 상기 발광소자와 적어도 일부가 수직 방향으로 중첩된 복수의 리세스를 포함하며, 상기 제1수지는 상기 리세스에 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 광원 장치는, 회로 기판; 및 상기 회로 기판 상에 상기에 개시된 하나 또는 복수의 발광 소자 패키지를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 발광소자의 하면 및 측면 하부에서의 고정력을 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 발광소자의 하면 및 측면 하부에서의 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 발광소자의 장변 및 단변에서의 수지로 인한 광 손실을 줄여줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 발광소자의 하부 주변에 스페이서를 배치하여, 발광소자를 프레임 및 몸체의 상면으로부터 이격시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 발광소자의 하부 주변에 스페이서를 배치하여, 발광소자와를 프레임 및 몸체의 사이의 공간에 도전부 및 수지의 두께를 증가시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 몸체의 열 변형에 의해 발광소자와 프레임 사이의 도전부의 크랙 불량을 줄여줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 프레임들 사이의 몸체의 상부에 리세스를 주어, 수지를 지지할 수 있는 구조를 제공할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 광 추출 효율 및 전기적 특성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 발광소자의 틸트를 방지할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 발광소자를 수지로 접착시켜 주어, 외부 열에 의해 발광소자가 리멜팅(re-melting)되는 문제를 방지할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 공정 효율을 향상시키고 새로운 패키지 구조를 제시하여 제조 단가를 줄이고 제조 수율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 반사율이 높은 몸체를 제공함으로써, 반사체가 변색되지 않도록 방지할 수 있어 반도체 소자 패키지의 신뢰성을 개선할 수 있는 장점이 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 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 발명의 제1실시 예에 따른 발광소자 패키지의 사시도이다.
도 2는 도 1에서 몰딩부가 제거된 발광소자 패키지의 사시도이다.
도 3은 도 1에서 발광소자가 제거된 발광소자 패키지의 사시도이다.
도 4는 도 1의 발광소자 패키지의 A-A측 단면도이다.
도 5는 도 3의 발광소자 패키지에서 도전부, 스페이서 및 지지부의 나타낸 평면도의 예이다.
도 6은 도 5의 다른 예로서, 몸체 상에 리세스가 배치된 예이다.
도 7은 도 3의 발광소자 패키지에서 몸체 및 프레임 상에 제1,2수지가 배치된 예이다.
도 8은 도 7의 발광소자 패키지의 B-B측 단면도의 예이다.
도 9는 도 7의 발광소자 패키지의 C-C측 단면도의 예이다.
도 10은 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에서 발광소자의 둘레에 스페이서 및 제2수지가 배치된 예를 나타낸 사시도이다.
도 11은 제1실시 예의 발광소자 패키지의 제1변형 예를 나타낸 평면도이다.
도 12는 도 11의 발광소자 패키지의 상세 구성도이다.
도 13은 제2실시 예에 따른 발광소자 패키지의 평면도이다.
도 14는 도 13의 발광소자 패키지의 D-D측 단면도이다.
도 15는 제3실시 예에 따른 발광소자 패키지의 사시도의 예이다.
도 16은 도 15의 발광소자 패키지 상에서 제2수지가 배치된 예를 나타낸 도면이다.
도 17은 도 15의 발광소자 패키지의 발광소자 및 그 주변 영역을 나타낸 평면도의 예이다.
도 18은 도 16의 발광소자 패키지의 E-E측 단면도이다.
도 19는 도 16 및 도 18의 발광소자 패키지의 다른 예이다.
도 20은 도 17의 발광소자 패키지의 다른 예이다.
도 21은 도 4의 발광소자 패키지를 갖는 광원 장치의 예이다.
도 22는 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 발광소자의 예이다.
도 2는 도 1에서 몰딩부가 제거된 발광소자 패키지의 사시도이다.
도 3은 도 1에서 발광소자가 제거된 발광소자 패키지의 사시도이다.
도 4는 도 1의 발광소자 패키지의 A-A측 단면도이다.
도 5는 도 3의 발광소자 패키지에서 도전부, 스페이서 및 지지부의 나타낸 평면도의 예이다.
도 6은 도 5의 다른 예로서, 몸체 상에 리세스가 배치된 예이다.
도 7은 도 3의 발광소자 패키지에서 몸체 및 프레임 상에 제1,2수지가 배치된 예이다.
도 8은 도 7의 발광소자 패키지의 B-B측 단면도의 예이다.
도 9는 도 7의 발광소자 패키지의 C-C측 단면도의 예이다.
도 10은 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에서 발광소자의 둘레에 스페이서 및 제2수지가 배치된 예를 나타낸 사시도이다.
도 11은 제1실시 예의 발광소자 패키지의 제1변형 예를 나타낸 평면도이다.
도 12는 도 11의 발광소자 패키지의 상세 구성도이다.
도 13은 제2실시 예에 따른 발광소자 패키지의 평면도이다.
도 14는 도 13의 발광소자 패키지의 D-D측 단면도이다.
도 15는 제3실시 예에 따른 발광소자 패키지의 사시도의 예이다.
도 16은 도 15의 발광소자 패키지 상에서 제2수지가 배치된 예를 나타낸 도면이다.
도 17은 도 15의 발광소자 패키지의 발광소자 및 그 주변 영역을 나타낸 평면도의 예이다.
도 18은 도 16의 발광소자 패키지의 E-E측 단면도이다.
도 19는 도 16 및 도 18의 발광소자 패키지의 다른 예이다.
도 20은 도 17의 발광소자 패키지의 다른 예이다.
도 21은 도 4의 발광소자 패키지를 갖는 광원 장치의 예이다.
도 22는 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 발광소자의 예이다.
발명의 실시 예는 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 발명의 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.
발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지는 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 발명에서 소자 패키지는 반도체 소자나 자외선, 적외선 또는 가시광선의 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 이하에서는 반도체 소자의 예로서 발광소자가 적용된 경우를 기반으로 설명하며, 상기 발광소자가 적용된 패키지 또는 광원 장치에 비 발광소자 예컨대, 제너 다이오드와 같은 소자나 파장이나 열을 감시하는 센싱 소자를 포함할 수 있다. 이하에서는 반도체 소자의 예로서 발광소자가 적용된 경우를 기반으로 설명하며, 발광소자 패키지에 대해 상세히 설명하도록 한다.
<제1실시 예>
도 1은 발명의 제1실시 예에 따른 발광소자 패키지의 사시도이고, 도 2는 도 1에서 몰딩부가 제거된 발광소자 패키지의 사시도이며, 도 3은 도 1에서 발광소자가 제거된 발광소자 패키지의 사시도이고, 도 4는 도 1의 발광소자 패키지의 A-A측 단면도이며, 도 5는 도 3의 발광소자 패키지에서 도전부, 스페이서 및 지지부의 나타낸 평면도의 예이고, 도 6은 도 5의 다른 예로서, 몸체 상에 리세스가 배치된 예이며, 도 7은 도 3의 발광소자 패키지에서 몸체 및 프레임 상에 제1,2수지가 배치된 예이고, 도 8은 도 7의 발광소자 패키지의 B-B측 단면도의 예이며, 도 9는 도 7의 발광소자 패키지의 C-C측 단면도의 예이고, 도 10은 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에서 발광소자의 둘레에 스페이서 및 제2수지가 배치된 예를 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 발광소자 패키지(100)는, 패키지 몸체(110), 및 발광소자(120)를 포함할 수 있다.
도 1, 도 2 및 도 4와 같이, 발광소자 패키지(100)는 제1방향(X)의 길이가 제2방향(Y)의 길이보다 클 수 있다. 상기 제1방향의 길이는 패키지 몸체(110)의 제1방향의 길이(X2)보다 클 수 있다. 상기 패키지 몸체(110)의 제1방향(X)의 길이(X2)는 제2방향(Y)의 길이보다 길거나 같을 수 있다. 여기서, 제1방향은 상기 발광소자(120)의 변들 중 길이가 더 긴 변의 방향일 수 있다. 예컨대, 제1방향은 발광소자(120)의 장변 방향이며, 제2방향은 단변 방향일 수 있다. 상기 제1방향에는 발광소자(120)의 양 단변이 서로 반대측에 배치되며, 제2방향에는 발광소자(120)의 양 장변이 서로 반대측에 배치될 수 있다.
상기 패키지 몸체(110)는 복수의 프레임을 포함할 수 있다. 상기 복수의 프레임은 적어도 2개의 프레임 또는 3개 이상의 프레임을 포함할 수 있다. 상기 복수의 프레임은 제1방향으로 이격되거나, 제2방향으로 이격되거나, 제1,2방향으로 이격될 수 있다. 상기 복수의 프레임은 예컨대, 제1 프레임(111)과 제2 프레임(113)을 포함할 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해, 복수의 프레임은 2개의 프레임으로 설명하기로 한다. 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(113)은 제1방향(X)으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 패키지 몸체(110)는 몸체(115)를 포함할 수 있다. 상기 몸체(115)는 복수의 프레임들 사이에 배치될 수 있다. 상기 몸체(115)는 복수의 프레임과 결합될 수 있다. 상기 몸체(115)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(113) 사이에 배치될 수 있다. 상기 몸체(115)는 제1 및 제2 프레임(111,113) 사이에서 전극 분리선의 기능을 포함할 수 있다. 상기 몸체(115)는 절연부재로 지칭될 수도 있다. 상기 몸체(115)는 상기 제1 또는/및 제2프레임(111,113)과 결합되어, 각 프레임(111,113)을 지지하는 기능을 포함할 수 있다.
상기 몸체(115)는 상기 제1 프레임(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 몸체(115)는 상기 제2 프레임(113) 위에 배치될 수 있다. 상기 몸체(115)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(113) 위에 배치된 경사면을 제공할 수 있다. 상기 몸체(115)의 경사면에 의하여 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(113) 위에 캐비티(102)가 제공될 수 있다. 발명의 실시 예에 의하면, 상기 패키지 몸체(110)는 캐비티(102)가 있는 구조로 제공될 수도 있으며, 캐비티(102) 없이 상면이 평탄한 구조로 제공될 수도 있다. 상기 몸체(115)는 캐비티(102)를 갖는 상부 몸체(110A)를 포함할 수 있다. 상기 몸체(115)와 상기 상부 몸체(110A)는 동일한 재질로 형성되거나, 서로 다른 재질일 수 있다. 상기 상부 몸체(110A)는 상기 몸체(115)에 일체로 형성되거나, 별도로 형성될 수 있다.
예로서, 상기 몸체(115)는 수지 재질 또는 절연성 수지 재질일 수 있다. 상기 몸체(115)는 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide), PCT(Polychloro Tri phenyl), LCP(Liquid Crystal Polymer), PA9T(Polyamide9T), 실리콘, 에폭시, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC: Epoxy molding compound), 실리콘 몰딩 컴파운드(SMC), 세라믹, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3) 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 몸체(115)는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 그 내부에 TiO2와 SiO2와 같은 고굴절 재질의 필러를 포함할 수 있다. 상기 몸체(115)는 열 가소성 수지로 형성될 수 있으며, 상기 열 가소성 수지는 가열하면 물러지고 냉각하면 다시 굳어지는 물질이므로, 상기 프레임(111,113) 및 이에 접촉되는 물질들이 열에 의해 팽창 또는 수축할 때 상기 몸체(115)가 완충 작용을 할 수 있다. 이때 상기 몸체(115)가 상기 완충 작용을 할 경우, 솔더계 페이스트, Ag계 페이스트, SAC(Sn-Ag-Cu)계 페이스트와 같은 도전부가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 상기 패키지에서 열 팽창 및 수축에 따른 열팽창 계수(CTE: coefficient of Thermal expansion)은 제1방향이 제2방향보다 클 수 있다. 상기 몸체(115)는 PCT 또는 PPA 재질를 포함 수 있으며, 상기 PCT 또는 PPA 재질은 융점이 높고 열 가소성 수지이다.
도 4와 같이, 상기 상부 몸체(110A)는 상기 캐비티(102)의 둘레에 경사진 내측면(132)을 제공할 수 있다. 상기 내측면(132)는 제1방향과 제2방향이 서로 다른 각도로 경사질 수 있다. 상기 내측면(132)은 제2각도(θ2)로 경사지며, 상기 캐비티(102)의 측면 하부(134)는 제1각도(θ1)로 경사질 수 있다. 상기 제1각도(θ1)는 제2각도(θ2)보다 클 수 있다. 캐비티(102)의 상기 측면 하부(134)는 상기 상부 몸체(110A)를 사출 성형할 때, 버(Burr)와 같은 부분이 발생되지 않도록 45도 이상 예컨대, 45도 내지 70도의 범위로 형성될 수 있다. 캐비티(102)의 상기 측면 하부(134)의 높이(Z2)는 100 마이크로 미터 이상 예컨대, 100 내지 200 마이크로 미터의 범위로 배치되어, 상기 제2각도(θ2)를 갖고 상기 발광소자(120)의 측면과 대면할 수 있다.
상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(113)은 도전성 프레임으로 제공될 수도 있다. 상기 도전성 프레임은 금속 예컨대, 구리(Cu), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag) 중에서 선택될 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2프레임(111,113)의 두께(T2)는 방열 특성 및 전기 전도 특성을 고려하여 형성될 수 있으며, 100 마이크로 미터 이상 예컨대 100 내지 300 마이크로 미터의 범위로 형성될 수 있다. 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(113)은 금속 프레임으로 제공될 수 있다. 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(113)은 상기 패키지 몸체(110)의 구조적인 강도를 안정적으로 제공할 수 있으며, 상기 발광소자(120)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 프레임(111)의 제1연장부(17)는 패키지 몸체(110)의 제1측면(S1) 방향으로 연장되며 하나 또는 복수로 돌출될 수 있다. 상기 제2 프레임(113)의 제2연장부(37)는 패키지 몸체(110)의 제2측면(S2) 방향으로 연장되고 하나 또는 복수로 돌출될 수 있다. 상기 제1 및 제2연장부(17,37)는 하나 또는 복수로 배치될 수 있으며, 복수의 연장부인 경우 각 프레임(111,113)으로부터 분기된 형태로 돌출될 수 있다. 상기 제1 및 제2연장부(17,37)는 돌출되지 않을 수 있다. 상기 패키지 몸체(110)의 제1,2측면(S1,S2)은 제1방향으로 이격되며 서로 반대측 면일 수 있다. 상기 패키지 몸체(110)의 제3,4측면(S3,S4)은 상기 제1방향과 직교하는 제2방향으로 이격되며 서로 반대측 면일 수 있다. 상기 제1내지 제4측면(S1,S2,S3,S4)는 수직하거나 경사지게 배치될 수 있다.
상기 제1연장부(17)는 상기 몸체(110)의 제1측면(S1)의 하부에서 상기 제1측면(S1)의 길이와 같은 폭을 갖고 돌출되거나 제1측면(S1)보다 짧은 폭으로 돌출될 수 있다. 상기 제2연장부(37)는 상기 몸체(115)의 제2측면(S2)의 하부에서 상기 제2측면(S2)의 길이와 같은 폭을 갖고 돌출되거나 제2측면(S2)보다 짧은 폭으로 돌출될 수 있다.
상기 제1 및 제2연장부(17,37)는 서로 다른 형상으로 제공되어, 발광소자(120)의 전극 극성을 구분할 수 있다.
도 11과 같이, 상기 제1,2 프레임(111,113)에는 다수의 홀(h1,h2)이 배치될 수 있으며, 상기 홀(h1,h2)을 통해 몸체(115)가 결합될 수 있다. 상기 제1,2 프레임(111,113)에는 몸체(115)와의 결합을 강화하기 위해, 스텝 구조(ST1,ST2)가 배치될 수 있다. 상기 홀(h1,h2)은 상기 상부 몸체(110A)와 중첩되는 영역에 배치될 수 있어, 몸체와의 결합력을 강화시키고 습기 침투를 억제할 수 있다. 상기 몸체(115)의 바닥 일부에는 사출용 게이트에 의한 오목한 구조가 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4와 같이, 제1프레임(111)의 제1단부는 상기 제2프레임(113)의 제2단부와 대향될 수 있다. 상기 제1프레임(111)의 제1단부는 스텝 구조를 갖고 상기 몸체(115)와 결합될 수 있다. 상기 제2프레임(113)의 제2단부는 스텝 구조를 갖고 상기 몸체(115)와 결합될 수 있다. 상기 제1 및 제2프레임(111,113) 사이에 배치된 상기 몸체(115)는 상면 면적이 하면 면적보다 작을 수 있다. 상기 제1 및 제2프레임(111,113) 사이에 배치된 상기 몸체(115)는 제1방향으로의 상면 폭이 하면 폭보다 좁을 수 있다.
상기 제1프레임(111)은 제3,4측면 중 적어도 한 측면(S3)으로 돌출되거나 노출된 돌기(17A)를 포함할 수 있다. 상기 제2프레임(113)은 제3,4측면 중 적어도 한 측면(S4)으로 돌출되거나 노출된 돌기(37A)를 포함할 수 있다. 상기 제1,2프레임(111,113)의 돌기(17A,37A)는 상기 몸체(115)의 양측 면(S3,S4)에서 서로 어긋나게 배치되거나, 서로 다른 위치에 배치되어, 상기 몸체(115)의 제1방향의 강성 저하를 방지할 수 있다.
상기 몸체(115) 중에서 상기 제3측면(S3)에 인접한 부분은 상기 제1측면(S1)보다는 제2측면 방향으로 절곡되거나 연장될 수 있다. 상기 몸체(115) 중에서 상기 제4측면(S4)에 인접한 부분은 상기 제2측면(S2)보다는 제1측면 방향으로 절곡되거나 연장될 수 있다.
상기 제1프레임(111)은 상면으로부터 단차진 제1상부 리세스(ST1)를 포함할 수 있다. 상기 제1상부 리세스(ST1)는 복수개가 제2방향으로 서로 이격되거나, 서로 연결되어 배치될 수 있다. 상기 제1상부 리세스(ST1)는 상기 제1프레임(111)의 제1단부로부터 제1방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1상부 리세스(ST1)는 상기 캐비티(102) 바닥에서 상기 몸체(115)의 제1측면(S1)에 인접한 양 코너 및 그 주변 영역에 배치될 수 있다.
상기 제2프레임(113)은 상면으로부터 단차진 제2상부 리세스(ST2)를 포함할 수 있다. 상기 제2상부 리세스(ST2)는 복수개가 제2방향으로 서로 이격되거나, 서로 연결되어 배치될 수 있다. 상기 제2상부 리세스(ST2)는 상기 제2프레임(113)의 제2단부로부터 제1방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제2상부 리세스(ST2)는 상기 캐비티(102) 바닥에서 상기 몸체(115)의 제2측면(S2)에 인접한 양 코너 및 그 주변 영역에 배치될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제1 및 제2상부 리세스(ST1,ST2)의 깊이는 상기 제1,2프레임(111,113)의 두께(T2)의 40% 내지 60%의 범위로 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2상부 리세스(ST1,ST2)의 깊이가 상기 범위보다 작은 경우, 지지부(51,52,53,54)의 지지력이 저하되거나 지지부(51,52,53,54)의 강성이 저하될 수 있고 상기 범위보다 큰 경우 프레임의 강성이 저하될 수 있다. 상기 제1 및 제2상부 리세스(ST1,ST2)의 내측부는 상기 캐비티(102)의 바닥에 노출되거나, 상기 발광소자(120)의 하면 일부와 중첩될 수 있다. 상기 제1 및 제2상부 리세스(ST1,ST2)의 외측부는 상기 캐비티(102)의 내측면(132) 및 내측면 하부(134)와 수직 방향으로 중첩될 수 있다.
상기 제1프레임(111) 및 제2프레임(1113)상에는 복수의 지지부(51,52,53,54)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 지지부(51,52,53,54)는 서로 이격되거나, 적어도 2개는 서로 연결될 수 있다. 상기 복수의 지지부(51,52,53,54)는 상기 몸체(115)의 재질로 형성될 수 있다. 상기 복수의 지지부(51,52,53,54)는 상기 제1프레임(111) 상에 배치된 제1지지부(51) 및 제2지지부(52)와, 제2프레임(113) 상에 배치된 제3 및 제4지지부(53,54)를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2지지부(51,52)는 상기 제1프레임(111) 상에서 제2방향으로 서로 이격될 수 있다. 상기 제1 및 제2지지부(51,52)는 상기 제1프레임(111)의 제1상부 리세스(ST1)에 각각 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2지지부(51,52)는 상기 캐비티(102)의 내측면 하부(134)에 연결되거나 연장될 수 있다. 상기 제3 및 제4지지부(53,54)는 상기 제2프레임(113) 상에서 제2방향으로 서로 이격될 수 있다. 상기 제3 및 제4지지부(53,54)는 상기 제2프레임(113)의 제2상부 리세스(ST2)에 각각 배치될 수 있다. 상기 제3 및 제4지지부(53,54)는 상기 캐비티(102)의 내측면 하부(134)에 연결되거나 연장될 수 있다.
상기 제1 및 제2지지부(51,52)는 상기 발광소자(120)의 제1측면에 접한 양 코너 하부 및 그 주변 영역에 배치될 수 있다. 상기 제3 및 제4지지부(53,54)는 상기 발광소자(120)의 제2측면에 접한 양 코너 하부 및 그 주변 영역에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)의 제1,2측면은 서로 반대측 면일 수 있다.
상기 제1 내지 제4지지부(51,52,53,54)는 캐비티(102)의 바닥에서 상기 발광소자(120)과 수직 방향 또는 제3방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제1 내지 제4지지부(51,52,53,54)는 상기 발광소자(120)로부터 측 방향으로 또는 하 방향으로 진행하는 광을 반사시켜 줄 수 있다. 상기 제1 내지 제4지지부(51,52,53,54)는 상기 몸체(115)와 동일한 수지 재질로 형성되고 분산된 영역에 배치됨으로써, 상기 접합 부재인 도전부(321,323)가 상기 지지부(51,52,53,54)로 이동되는 것을 방지할 수 있다. 상기 도전부(321,323)는 도전성 페이스트 예컨대, 솔더계 페이스트, Ag계 페이스트 또는 SAC(Sn-Ag-Cu) 계열을 포함할 수 있다. 상기 지지부(51,52,53,54)가 도전성 페이스트와 같은 재질이 넘어오는 것을 방지함으로써, 상기 발광소자(120)와 프레임(111,113) 간의 도전부(321,323)에 의한 접착력을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 제1 내지 제4지지부(51,52,53,54)는 본딩 공정시 도전부(321,323)이 유동하거나 퍼지는 것을 억제하여 발광소자(120)의 하부에서 본딩부(121,122)와 접착되도록 댐(dam)이나 유동 방지막의 역할을 할 수 있다.
상기 발광소자(120)는 하부에 도 4와 같이, 제1 및 제2본딩부(121,122)가 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2본딩부(121,122)는 제1 및 제2프레임(111,113)과 같은 방향 즉, 제1방향으로 이격될 수 있다.
상기 제1프레임(111)은 발광소자(120)의 제1본딩부(121)와 대면하거나 대향될 수 있으며, 상기 제2프레임(113)은 발광소자(120)의 제2본딩부(122)와 대면하거나 대향될 수 있다. 상기 제1프레임(111)과 상기 제1본딩부(121)는 전도성 부재 예컨대, 접합 부재로 본딩되는 데, 도 4와 같이, 접합 부재인 도전부(321,323)에 의해 본딩될 수 있다. 제1도전부(321)는 상기 제1프레임(111)과 제1본딩부(121) 사이에 본딩되고 상기 제1본딩부(121)와 제1프레임(111)를 전기적으로 연결시켜 줄 수 있다. 제2도전부(323)는 상기 제2프레임(113)과 제2본딩부(122) 사이에 본딩되고 상기 제2프레임(113)과 상기 제2본딩부(122)를 전기적으로 연결시켜 줄 수 있다. 이러한 도전부(321,323)은 본딩 공정 시 액상으로 제공되므로, 발광소자(120)로부터 프레임(111,113) 방향으로 가해지는 압력에 의해 퍼지게 되며, 상기 도전부(321,323)의 퍼짐 현상으로 인해 상기 제1,2본딩부(121,122) 아래에 위치하는 도전부(321,323)의 두께가 얇아지거나 불균일할 수 있다. 발명의 실시 예는 상기 도전부(321,323)가 측 방향으로 퍼지는 문제를 줄여주기 위해, 상기 도전부(321,323)의 주변 영역에 수지 재질을 더 배치하여, 도전부(321,323)의 퍼짐성을 억제할 수 있다. 따라서, 상기 도전부(321,323)는 상기 제1프레임(111)과 제1본딩부(121) 사이와, 상기 제2프레임(113)과 제2본딩부(122) 사이의 영역에서 두꺼운 두께와 균일한 분포를 갖고 접착될 수 있다. 발명의 실시 예는 상기 도전부(321,323)가 측 방향으로 퍼지는 양을 줄여주기 위해, 상기 도전부(321,323)의 주변 영역에 스페이서(P1,P2,P3,P4)를 더 배치하여, 상기 발광소자(120)를 프레임(111,113)의 상면으로부터 더 이격시켜 줄 수 있다. 이에 따라 상기 스페이서(P1,P2,P3,P4)는 상기 발광소자(120)가 프레임(111,113) 방향으로 가해지는 위치를 멈추게 하는 기능을 포함하고 있어, 도전부(321,323)의 퍼짐 양을 줄여줄 수 있다. 따라서, 상기 도전부(321,323)는 상기 제1프레임(111)과 제1본딩부(121) 사이와, 상기 제2프레임(113)과 제2본딩부(122) 사이의 영역에서 두꺼운 두께와 균일한 분포를 갖고 접착될 수 있다.
도 2 내지 도 4와 같이, 상기 발광소자 패키지(100)는 스페이서(P1,P2,P3,P4)를 포함할 수 있다. 상기 스페이서(P1,P2,P3,P4)는 상기 발광소자(120)를 상기 프레임(111,113)의 상면으로부터 이격시켜 줄 수 있다. 상기 스페이서(P1,P2,P3,P4)는 상기 발광소자(120)의 하면 에지에 배치되거나, 발광소자(120)의 하면 에지와 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 스페이서(P1,P2,P3,P4)는 상기 몸체(115)를 구성하는 물질을 포함하거나, 상기 몸체(115)와 동일한 재질일 수 있다. 상기 스페이서(P1,P2,P3,P4)는 다른 예로서, 상기 프레임(111,113)을 구성하는 물질이거나 상기 프레임(111,113)과 동일한 재질로 형성될 수 있다. 상기 스페이서(P1,P2,P3,P4)는 3개 이상 또는 4개 이상일 수 있다. 상기 스페이서(P1,P2,P3,P4)는 상기 발광소자(120)와 상기 프레임(111,113) 상면 간의 간격을 제공하여, 제조 공정 상에서 상기 발광소자(120)의 본딩부(121,122)와 상기 프레임(111,113) 상면 사이에 놓이는 액상의 도전부(321,323)에 의해 상기 발광소자(120)가 틸트되는 문제를 방지할 수 있다.
상기 스페이서(P1,P2,P3,P4)는 상기 발광소자(120)의 각 코너에 배치되어, 발광소자(120)로부터 가압되는 압력에 의해 상기 도전부(321,323)가 퍼지는 것을 줄여줄 수 있다. 이러한 스페이서(P1,P2,P3,P4)에 의해 상기 발광소자(120)와 상기 프레임(1111,113) 사이의 공간에 도전부(321,323)가 배치되어 도전부(321,323)의 두께를 확보할 수 있다. 이에 따라 발광소자(120) 아래에 배치된 도전부(321,323)의 두께를 증가시켜 주어, 도전부(321,323)의 크랙을 방지할 수 있어, 전기적인 신뢰성 저하를 방지할 수 있다. 또한 상기 도전부(321,323)은 주변의 댐 역할을 하는 몸체(115)와, 지지부(51,52,53,54)들에 의해 확산 경로가 제한될 수 있어, 도전부(321,323)의 퍼짐으로 인한 문제를 줄여줄 수 있다. 상기 스페이서(P1,P2,P3,P4)는 상기 발광소자(120)를 프레임의 상면으로부터 이격시켜 주어 언도필 공정을 용이하도록 공간을 제공할 수 있다.
상기 스페이서(P1,P2,P3,P4)는 제1프레임(111) 상에 배치된 제1 및 제2스페이서(P1,P2)와, 상기 제2프레임(113) 상에 배치된 제3 및 제4스페이서(P3,P4)를 포함할 수 있다.
상기 제1스페이서(P1)는 상기 제1지지부(51) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1스페이서(P1)는 상기 제1지지부(51)의 상면으로부터 돌출될 수 있다. 상기 제1스페이서(P1)의 일부는 상기 제1지지부(51)과 상기 발광소자(120)의 제1코너 사이에 중첩되게 배치될 수 있다.
상기 제2스페이서(P1)는 상기 제2지지부(52) 상에 배치될 수 있다. 상기 제2스페이서(P2)는 상기 제2지지부(52)의 상면으로부터 돌출될 수 있다. 상기 제2스페이서(P2)의 일부는 상기 제2지지부(52)과 상기 발광소자(120)의 제2코너 사이에 중첩되게 배치될 수 있다.
상기 제3스페이서(P3)는 상기 제3지지부(53) 상에 배치될 수 있다. 상기 제3스페이서(P3)는 상기 제3지지부(53)의 상면으로부터 돌출될 수 있다. 상기 제3스페이서(P3)의 일부는 상기 제3지지부(53)과 상기 발광소자(120)의 제3코너 사이에 중첩되게 배치될 수 있다.
상기 제4스페이서(P4)는 상기 제4지지부(54) 상에 배치될 수 있다. 상기 제4스페이서(P4)는 상기 제4지지부(54)의 상면으로부터 돌출될 수 있다. 상기 제4스페이서(P4)의 일부는 상기 제4지지부(54)와 상기 발광소자(120)의 제4코너 사이에 중첩되게 배치될 수 있다.
상기 제1 내지 제4스페이서(P1,P2,P3,P4)는 상기 발광소자(120)의 각 코너와 수직 방향으로 중첩되게 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2스페이서(P1,P2)는 상기 발광소자(120)의 제1본딩부(121)의 각 코너의 외측에 대응되게 배치될 수 있다. 상기 제3 및 제4스페이서(P3,P4)는 상기 발광소자(120)의 제2본딩부(122)의 각 코너의 외측에 대응되게 배치될 수 있다.
상기 제1 내지 제4스페이서(P1,P2,P3,P4)는 탑뷰 형상이 원 형상, 타원 형상, 다각형 형상, 비정형 형상, 곡선과 직선을 갖는 형상 중 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 제1 내지 제4스페이서(P1,P2,P3,P4)의 탑뷰 형상은 서로 동일하거나, 적어도 하나가 다른 형상일 수 있다.
상기 제1 내지 제4스페이서(P1,P2,P3,P4) 각각은 상면 면적과 하면 면적이 동일할 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1 내지 제4스페이서(P1,P2,P3,P4) 각각은 상면 면적이 하면 면적보다 작을 수 있다. 상기 제1 내지 제4스페이서(P1,P2,P3,P4) 각각은 상면 면적이 하면 면적의 80% 내지 99% 범위로 배치될 수 있으며, 상기 범위보다 작은 경우, 발광소자(120)를 상기 스페이서(P1,P2,P3,P4) 상에 정렬하는 데 어렵고 상기 범위보다 큰 경우 사출 후의 버(burr)가 발생될 수 있다.
도 5, 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 제1 내지 제4스페이서(P1,P2,P3,P4)의 내곽선을 연결한 영역의 면적은 상기 발광소자(120)의 상면 면적보다 작을 수 있다. 상기 제1 및 제2스페이서(P1,P2) 사이의 간격 또는 제3 및 제4스페이서(P3,P4) 간의 간격(b1)은 상기 발광소자(120)의 제2방향의 길이(Y1)보다 작을 수 있다. 상기 제1 및 제3스페이서(P1,P3) 사이의 간격 또는 제2 및 제4스페이서(P2,P4) 간의 간격(b2)은 상기 발광소자(120)의 제1방향의 길이(X1)보다 작을 수 있다.
상기 제1 내지 제4지지부(51,52,53,54)의 내측 영역은 상기 각 스페이서(P1,P2,P3,P4)보다 상기 발광소자(120) 방향으로 더 연장될 수 있다. 상기 제1지지부(51)의 내측 영역은 상기 제1 스페이서(P1)보다 상기 발광소자(120)의 제1본딩부(121) 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제2지지부(52)의 내측 영역은 상기 제2 스페이서(P2)보다 상기 발광소자(120)의 제1본딩부(121) 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제3지지부(53)의 내측 영역은 상기 제3 스페이서(P3)보다 상기 발광소자(120)의 제2본딩부(122) 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제4지지부(54)의 내측 영역은 상기 제4 스페이서(P4)보다 상기 발광소자(120)의 제2본딩부(122) 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제1내지 제4지지부(51,52,53,54)의 내측 영역은 상기 각 스페이서(P1,P2,P3,P4)보다 각 본딩부(121,122) 방향으로 연장되어, 상기 각 본딩부(121,122)와 본딩되는 도전부(321,323)가 상기 지지부(51,52,53,54) 방향으로 확산되는 것을 방지할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 제1 및 제2지지부(51,52) 중 적어도 하나 또는 모두는 내측에 오목한 오목부(Ra,Rb)가 배치될 수 있다. 상기 오목부(Ra,Rb)는 상기 발광소자(120)의 제1본딩부(121)의 코너 외측 공간을 제공할 수 있다. 상기 오목부(Ra,Rb)는 소정의 곡률을 가지거나 곡선 형상으로 제공되어, 상기 제1본딩부(121)의 양 코너의 주변을 커버할 수 있다. 상기 오목부(Ra,Rb)는 제1프레임(111)과 제1,2지지부(51,52) 사이의 경계 부분으로서, 상기 제1본딩부(121)에 본딩되는 도전부(321)가 상기 오목부(Ra,Rb) 방향으로 확산되는 것을 억제할 수 있다.
상기 제3 및 제4지지부(53,54) 중 적어도 하나 또는 모두는 내측에 오목한 오목부(Rc,Rd)가 배치될 수 있다. 상기 오목부(Rc,Rd)는 상기 발광소자(120)의 제2본딩부(122)의 코너 외측 공간을 제공할 수 있다. 상기 오목부(Rc,Rd)는 소정의 곡률을 가지거나 곡선 형상으로 제공되어, 상기 제2본딩부(121)의 양 코너의 주변을 커버할 수 있다. 상기 오목부(Rc,Rd)는 제2프레임(113)과 제3,4지지부(53,54) 사이의 경계 부분으로서, 상기 제2본딩부(122)에 본딩되는 도전부(323)가 상기 오목부(Rc,Rd) 방향으로 확산되는 것을 억제할 수 있다.
제1오목부(Ra)는 제1본딩부(121)과 제1스페이서(P1) 사이에 상기 제1스페이서(P1) 방향으로 오목하게 배치될 수 있다. 제2오목부(Rb)는 제1본딩부(121)과 제2스페이서(P2) 사이에 상기 제2스페이서(P2) 방향으로 오목하게 배치될 수 있다. 제3오목부(Rc)는 제2본딩부(122)과 제3스페이서(P3) 사이에 상기 제3스페이서(P3) 방향으로 오목하게 배치될 수 있다. 제4오목부(Rd)는 제2본딩부(122)과 제4스페이서(P4) 사이에 상기 제4스페이서(P4) 방향으로 오목하게 배치될 수 있다.
도 5와 같이, 상기 제1본딩부(121)와 대응되는 상기 제1 및 제2지지부(51,52) 사이의 간격(k2)은 상기 제1본딩부(121)의 제2방향 폭(k1)보다 클 수 있다. 상기 제1 및 제2지지부(51,52) 사이의 간격(k2)은 상기 제1본딩부(121)의 폭(k1)을 기준으로 120% 내지 160% 범위로 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 제1본딩부(121)는 양 코너 부분이 상기 제1,2지지부(51,52) 사이의 영역에 용이하게 배치될 수 있다.
상기 제2본딩부(122)와 대응되는 상기 제3 및 제4지지부(53,54) 사이의 간격(k2)은 상기 제2본딩부(122)의 제2방향 폭(k1)보다 클 수 있다. 상기 제3 및 제4지지부(53,54) 사이의 간격(k2)은 상기 제2본딩부(122)의 폭(k1)을 기준으로 120% 내지 160% 범위로 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 제2본딩부(121)는 양 코너 부분이 상기 제3,4지지부(53,54) 사이의 영역에 용이하게 배치될 수 있다.
상기 제1프레임(111)은 상기 제1지지부(51)와 상기 제2지지부(52) 사이에 제1가이드부(11)를 포함할 수 있다. 상기 제1가이드부(11)는 상기 제1본딩부(121)와 상기 제1프레임(111) 사이에 배치된 제1도전부(321)가 확산되는 경로로 제공될 수 있다. 상기 제1가이드부(11)의 제2방향 폭(b5)은 상기 제1본딩부(121)의 제2방향 폭(k1)보다 작게 배치될 수 있으며, 예컨대 상기 제1,2스페이서(P1,P2)의 상부 폭과 같거나 작을 수 있다. 상기 제1가이드부(11)는 제1도전부(321)를 유동 경로를 제공할 수 있다. 상기 제1가이드부(321)는 상기 제1,2지지부(51,52) 사이의 영역에서 상기 캐비티 내측면 하부(134)까지 연장되어, 제1도전부(321)에 대해 상기 제2프레임(113)의 반대측 제1방향으로 가이드할 수 있다.
상기 제1프레임(111)은 제2방향으로 돌출된 제2,3가이드부(12,13)를 포함할 수 있다. 상기 제2가이드부(12)는 상기 제1지지부(51)과 몸체(115) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제3가이드부(13)는 상기 제2지지부(52)와 상기 몸체(115) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2,3가이드부(12,13)는 상기 제1본딩부(121)가 배치된 영역을 기준으로 서로 반대측 제2방향으로 연장될 수 있다. 상기 제2 및 제3가이드부(12,13)는 상기 제1도전부(321)가 본딩될 때 제2방향으로 유동되는 경로를 제공할 수 있다.
상기 제2프레임(113)은 제4 내지 제6가이드부(31,32,33)를 포함할 수 있다. 상기 제4가이드부(31)는 제3 및 제4지지부(53,54) 사이에 배치되며 제2도전부(323)가 제1프레임(111)의 반대측 방향으로 유동되는 것을 가이드할 수 있다. 상기 제5가이드부(32)는 상기 제3지지부(53)과 몸체(115) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제6가이드부(33)는 상기 제4지지부(54)와 상기 몸체(115) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제5,6가이드부(32,33)는 상기 제2본딩부(122)가 배치된 영역을 기준으로 서로 반대측 제2방향으로 연장될 수 있다. 상기 제5 및 제6가이드부(32,33)는 상기 제2도전부(323)가 본딩될 때 제2방향으로 유동되는 경로를 제공할 수 있다. 상기 제4 내지 제6가이드부(31,32,33)의 구조 및 기능은 상기 제1 내지 제3가이드부(11,12,13)의 설명을 참조하기로 한다.
여기서, 상기 제1 및 제2프레임(111,113) 사이에 배치된 몸체(115)는 제3측면(S3) 방향으로 연장된 부분은 상기 제4측면 방향으로 경사지게 연장되며, 상기 제4측면(S4) 방향으로 연장되는 부분은 상기 제3측면 방향으로 경사지게 연장될 수 있다. 이는 제1프레임(111)의 제1단부와 제2프레임(113)의 제2단부가 제2방향으로 부분 중첩되도록 하여, 몸체 강성 저하를 방지할 수 있다.
상기 지지부(51,52,53,54)는 상기 제1,2프레임(111,113)의 영역 중에서 발광소자(120)의 코너 영역에 배치되어, 발광소자(120)의 하부에서 측 방향으로 확산되는 도전부(321,323)의 확산 경로를 제공할 수 있다. 이에 따라 상기 도전부(321,323)의 양이 넘치더라도, 서로 반대측 프레임 방향으로 연장되어 전기적인 신뢰성을 저하시키는 문제를 방지할 수 있고, 발광소자(120)의 측면에 접촉되어 소자 내에서의 층간 전기적인 쇼트 문제를 방지할 수 있다. 또한 상기 지지부(51,52,53,54)는 상기 몸체(115)와 동일한 재질로 형성되어, 도전부(321,323)의 퍼짐성을 억제할 수 있다.
상기 스페이서(P1,P2,P3,P4)는 상기 발광소자(120)를 제1 및 제2프레임(111,113)의 상면으로부터 소정 이격시켜 줄 수 있다. 상기 제1 내지 제4스페이서(P1,P2,P3,P4)는 상기 제1 및 제2프레임(111,113)의 상면보다 더 높게 배치될 수 있다. 상기 제1 내지 제4스페이서(P1,P2,P3,P4)의 두께(b3)는 상기 제1 및 제2프레임(111,113)의 상면으로부터의 수직한 거리로서, 30 마이크로 미터 이상 예컨대, 30 내지 65 마이크로 미터의 범위 또는 40 내지 50 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 상기 제1내지 제4스페이서(P1,P2,P3,P4)의 두께(b3)가 상기 범위보다 작은 경우 상기 도전부(321,323)의 두께 확보가 어려워 도전부(321,323)에 크랙이 발생되거나 전기 전도 특성 또는 열 전도 특성이 저하될 수 있으며, 상기 범위보다 큰 경우 도전부(321,323)의 도포 량이 증가되어 다른 영역으로 침투하는 문제가 발생될 수 있다. 상기 제1 내지 제4스페이서(P1,P2,P3,P4)는 서로 동일한 두께(b3)일 수 있다. 상기 제1 내지 제4스페이서(P1,P2,P3,P4)는 상기 캐비티(102)의 내측면(132)의 하부(134)로부터 이격될 수 있다.
상기 제1 내지 제4스페이서(P1,P2,P3,P4)의 상면 폭(b4, 도 4)은 제2방향으로 150 마이크로 미터 이상 예컨대 150 내지 300 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 상기 제1 내지 제4스페이서(P1,P2,P3,P4)의 제2방향의 폭이 상기 범위로 배치됨으로써, 발광소자(120)의 하부와 부분적으로 중첩되고 상기 발광소자(120)과 대향될 수 있다. 상기 제1 내지 제4스페이서(P1,P2,P3,P4)는 제1,2방향의 폭이 서로 동일하거나 다를 수 있다.
상기 제1 내지 제4스페이서(P1,P2,P3,P4)는 상기 캐비티(102)의 바닥으로부터 상기 캐비티(102)의 바닥보다 위로 돌출될 수 있다. 상기 제1 내지 제4스페이서(P1,P2,P3,P4)는 몸체(115)의 상면보다 위로 돌출될 수 있다. 상기 스페이서(P1,P2,P3,P4)의 상면은 상기 제1,2본딩부(121,122)의 하면보다 더 높게 배치될 수 있다. 상기 스페이서(P1,P2,P3,P4)의 두께(b4)는 상기 제1,2본딩부(121,122)의 두께보다 더 두꺼울 수 있다.
발명의 실시 예는 복수의 스페이서(P1,P2,P3,P4)의 내측면을 제1방향과 제2방향으로 지나는 직선을 서로 연결한 영역의 면적은 상기 발광소자(120)의 하면 면적보다 작을 수 있다. 발명의 실시 예는 복수의 스페이서(P1,P2,P3,P4)의 내측면을 제1방향과 제2방향으로 지나는 직선을 서로 연결한 영역의 면적은 상기 발광소자(120)의 본딩부(121,122)들의 하면 면적의 합보다 클 수 있다. 발명의 실시 예는 복수의 스페이서(P1,P2,P3,P4)의 외측면을 제1방향과 제2방향으로 지나는 직선을 서로 연결한 다각형의 면적은 상기 발광 소자의 하면 면적보다 클 수 있다.
다른 예로서, 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(113)은 절연성 프레임으로 제공될 수 있다. 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(113)은 상기 패키지 몸체(110)의 구조적인 강도를 안정적으로 제공할 수 있다. 상기 프레임(111,113)이 절연성 재질인 경우, 수지 재질 또는 절연 재질일 수 있으며, 예컨대, 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide), PCT(Polychloro Tri phenyl), LCP(Liquid Crystal Polymer), PA9T(Polyamide9T), 실리콘, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC: Epoxy molding compound), 실리콘 몰딩 컴파운드(SMC), 세라믹, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3) 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나로 형성될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 발광소자(120)는 제1 본딩부(121), 제2 본딩부(122), 발광 구조물(123)을 포함할 수 있다. 상기 발광소자(120)는 기판(124)을 포함할 수 있다. 상기 발광소자(120)는 제1방향의 길이가 제2방향의 길이와 같거나 더 길 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 기판(124)는 투광 층으로서, 절연성 재질 또는 반도체 재질로 형성될 수 있다. 상기 기판(124)는 예컨대, 사파이어 기판(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge을 포함하는 그룹 중에서 선택될 수 있다. 예로서, 상기 기판(124)은 표면에 요철 패턴이 형성될 수 있다.
발명의 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.
상기 발광소자(120)는 상기 패키지 몸체(110) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(113) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 몸체(115) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 패키지 몸체(110)에 의해 제공되는 상기 캐비티(102) 내에 배치될 수 있다. 상기 캐비티(102)는 패키지 몸체(110)의 상부 몸체(110A)에 의해 형성될 수 있다. 상기 상부 몸체(110A)는 상기 발광소자(120)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 캐비티(102) 내에 배치될 수 있다. 상기 캐비티(102)의 바닥에는 제1프레임(111), 제2프레임(113) 및 몸체(115)가 배치될 수 있다.
상기 캐비티(102)는 내측면 중에서 제3측면 또는 제4측면에 인접한 내측면에 서브 캐비티(133A)가 형성되며, 상기 서브 캐비티(133A)의 바닥에 제1 및 제2프레임(111,113)의 일부가 노출될 수 있다. 상기 서브 캐비티(113A)에는 제1프레임(111) 및 제2프레임(113)이 노출되며, 상기 노출된 어느 한 프레임 상에 보호 소자(125)가 배치되고 와이어(126)로 다른 프레임과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 서브 캐비티(133A)에는 반사 수지(135)가 배치되며, 상기 반사 수지(135)는 상기 보호 소자(125)와 와이어(126)를 밀봉하게 된다. 상기 반사 수지(135)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질로 형성되고, 내부에 고 굴절 필러를 포함할 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)와 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에서 상기 제1 및 제2리세스(R1,R2)가 배치된 몸체(115)를 기준으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)는 상기 제1 프레임(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 제2 프레임(113) 위에 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 상기 제1프레임(111)을 통해 상기 발광소자(120)의 제1 본딩부(121)에 전원이 연결되고, 상기 제2 프레임(113)를 통해 상기 발광소자(120)의 제2 본딩부(122)에 전원이 연결될 수 있다. 상기 제1,2본딩부(121,122)는 전극 또는 패드일 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 본딩부(121) 및 상기 제2 본딩부(122)을 통하여 공급되는 구동 전원에 의하여 상기 발광소자(120)가 구동될 수 있게 된다. 그리고, 상기 발광소자(120)에서 발광된 빛은 상기 패키지 몸체(110)의 상부 방향으로 제공될 수 있게 된다.
상기 제1 본딩부(121)는 상기 발광 구조물(123)과 상기 제1 프레임(111) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광 구조물(123)과 상기 제2 프레임(113) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)과 상기 제2 본딩부(122)는 금속 재질일 수 있다. 상기 제1,2본딩부(121,122)는 Ti, Al, In, Ir, Ta, Pd, Co, Cr, Mg, Zn, Ni, Si, Ge, Ag, Ag alloy, Au, Hf, Pt, Ru, Rh, ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, Ni/IrOx/Au/ITO를 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 물질 또는 합금을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 발광소자(120)는 내부에 하나 또는 복수의 발광 셀을 포함할 수 있다. 상기 발광 셀은 n-p 접합, p-n 접합, n-p-n 접합, p-n-p 접합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 복수의 발광 셀은 하나의 발광소자 내에서 서로 직렬로 연결될 수 있다. 이에 따라 상기 발광소자는 하나 또는 복수의 발광 셀을 가질 수 있으며, 하나의 발광소자에 n개의 발광 셀이 배치된 경우 n배의 구동 전압으로 구동될 수 있다. 예컨대, 하나의 발광 셀의 구동 전압이 3V이고, 2개의 발광 셀이 하나의 발광소자에 배치된 경우, 각 발광소자는 6V의 구동 전압으로 구동될 수 있다. 또는 하나의 발광 셀의 구동 전압이 3V이고, 3개의 발광 셀이 하나의 발광소자에 배치된 경우, 각 발광소자는 9V의 구동 전압으로 구동될 수 있다. 상기 발광소자에 배치된 발광 셀의 개수는 1개 또는 2개 내지 5개일 수 있다.
발명의 발광소자 패키지(100)는 도 4와 같이, 상기 몸체(115)과 상기 발광소자(120) 사이에 제1수지(160)를 포함할 수 있다. 상기 제1수지(160)는 접착성 재질 또는/및 반사성 재질을 포함할 수 있다. 상기 제1수지(160)는 상기 몸체(115)와 상기 발광소자(120) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1수지(160)는 상기 몸체(115)의 상면과 상기 발광소자(120)의 하면 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1수지(160)는 상기 발광소자(120)와 수직 방향인 Z축 방향으로 중첩될 수 있다. 예로서, 상기 제1수지(160)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 제1수지(160)가 반사 기능을 포함하는 경우 상기 접착제는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다.
상기 제1수지(160)는 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(115)에 접착될 수 있다. 상기 제1수지(160)는 상기 발광소자(120)의 제1본딩부(121)과 제2본딩부(122) 사이에 배치되거나 상기 제1 및 제2본딩부(121,122)에 접촉될 수 있다. 상기 제1수지(160)는 상기 발광소자(120)의 하면과 프레임(111,113) 사이의 영역과, 상기 발광소자(120)과 상기 몸체(115) 사이의 영역에 접착될 수 있다. 이에 따라 제1수지(160)는 상기 발광소자(120)의 하부 접착력 및 지지력을 강화시켜 줄 수 있다. 상기 발광소자(120)의 본딩부(121,122)를 본딩하는 공정이나 회로 기판 상에 본딩될 때, 도전부(321,323)에 의해 상기 발광소자(120)가 틸트되는 문제를 방지할 수 있다. 상기 제1수지(160)는 반사성 수지 재질로 형성되어 광을 확산시키고 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제1수지(160)는 상기 발광소자(120)와 상기 패키지 몸체(110) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1수지(160)는 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(115) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다.
상기 제1수지(160)는 상기 몸체(115)와 상기 발광소자(120) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있고, 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출되는 경우, 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(115) 사이에서 광 확산 기능을 제공할 수 있다. 상기 발광소자(120)로부터 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출될 때 상기 제1수지(160)는 광 확산 기능을 제공함으로써 상기 발광소자 패키지(100)의 광 추출 효율을 개선할 수 있다. 또한, 상기 제1수지(160)는 상기 발광소자(120)에서 방출하는 광을 반사할 수 있다. 상기 제1수지(160)가 반사 기능을 포함하는 경우, 상기 제1수지(160)는 내부에 TiO2, SiO2, 또는 Al2O3와 같은 필러를 포함할 수 있다.
상기 각 프레임(111,113)과 상기 각 본딩부(121,122)는 금속간 화합물층에 의해 결합될 수 있다. 상기 금속간 화합물은 CuxSny, AgxSny, AuxSny 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 x는 0<x<1, y=1-x, x>y의 조건을 만족할 수 있다.
상기 금속간 화합물층은 상기 도전부(321,323)을 구성하는 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2프레임(111,113) 상에 배치된 도전부(321,323)은 상기 제1 및 제2 본딩부(121,122)의 하면과 직접 접촉되어 배치될 수 있고, 상기 제1 및 제2 본딩부(121,122)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 도전부(321,323)은 Ag, Au, Pt, Sn, Cu, Zn, In, Bi, 접촉, Ti 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 상기 도전부(321,323)은 솔더 페이스트로서, 파우더 입자 또는 파티클 입자와 플럭스의 혼합으로 형성될 수 있다. 상기 솔더 페이스트는 Sn-Ag-Cu를 포함할 수 있으며, 각 금속의 중량%는 달라질 수 있다. 상기 도전부(321,323)은 SAC(Sn-Ag-Cu) 또는 SAC계열의 물질을 포함할 수 있다.
예로서, 상기 도전부(321,323)은 도전성 페이스트를 이용하여 형성될 수 있다. 상기 도전성 페이스트는 솔더 페이스트(solder paste), 실버 페이스트(silver paste) 등을 포함할 수 있고, 서로 다른 물질로 구성되는 다층 또는 합금으로 구성된 다층 또는 단층으로 구성될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 본딩부(121,122)는 상기 도전부(321,323)을 구성하는 물질과 상기 도전부(321,323)을 형성되는 과정 또는 상기 도전부(321,323)이 제공된 후 열처리 과정에서, 상기 도전부(321,323)과 상기 프레임(111,113) 사이에 금속간 화합물(IMC; intermetallic compound)층이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 도전부(321,323)을 이루는 물질과 상기 프레임(111,113)의 금속 간의 결합에 의해 합금층이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 도전부(321,323)과 상기 프레임(111,113)이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 도전부(321,323), 합금층 및 상기 프레임이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 합금층이 AgSn, CuSn, AuSn 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속간 화합물층을 포함할 수 있다. 상기 금속간 화합물층은 제1 물질과 제2 물질의 결합으로 형성될 수 있으며, 제1 물질은 도전부(321,323)으로부터 제공될 수 있고, 제2 물질은 상기 본딩부(121,122) 또는 상기 프레임(111,113)로부터 제공될 수 있다. 이상에서 설명된 금속간 화합물층은 다른 본딩 물질에 비해 더 높은 용융점을 가질 수 있다. 또한, 상기 금속한 화합물층이 형성되는 열처리 공정은 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 낮은 온도에서 수행될 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 메인 기판 등에 리플로우(reflow) 공정을 통해 본딩되는 경우에도 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되지 않으므로 전기적 연결 및 물리적 본딩력이 열화되지 않는 장점이 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100) 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 패키지 몸체가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 패키지 몸체가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 몸체(115)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 실시 예에 의하면, 상기 몸체(115)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다.
상기 프레임(111,113)이 베이스층 및 베이스층 표면에 도금층을 갖는 다층 구조인 경우, 상기 도전부(321,323)과 상기 프레임(111,113)의 적어도 한층 사이에는 합금층이 형성될 수 있다. 상기 합금층은 상기 도전부(321,323)을 구성하는 물질과 상기 프레임(111,113)의 금속층 간의 결합에 의해 형성될 수 있다. 상기 합금층은 프레임(111,113)의 표면 상에 형성될 수 있다. 상기 합금층은 AgSn, CuSn, AuSn 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 갖는 금속간 화합물층을 포함할 수 있다. 상기 금속간 화합물층은 제1 물질과 제2 물질의 결합으로 형성될 수 있으며, 제1 물질은 상기 도전부(321,323)으로부터 제공될 수 있고, 제2 물질은 상기 금속층 또는 상기 프레임(111,113)의 베이스층으로부터 제공될 수 있다.
상기 제1 및 제2프레임(111,113)이 전도성 재질인 경우, 상기 제1 및 제2프레임(111,113)은 발광소자(120)의 본딩부(121,122)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 발광소자(120)의 본딩부(121,122)는 상기 도전부(321,323)과 상기 프레임(111,113) 중 적어도 하나 또는 모두와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 본딩부(121) 및 상기 제2 본딩부(122)을 통하여 공급되는 구동 전원에 의하여 상기 발광소자(120)가 구동될 수 있게 된다. 그리고, 상기 발광소자(120)에서 발광된 빛은 상기 패키지 몸체(110)의 상부 방향으로 제공될 수 있게 된다.
발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 몰딩부(190)를 포함할 수 있다. 상기 몰딩부(190)는 상기 발광소자(120) 위에 제공될 수 있다. 상기 몰딩부(190)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(113) 위에 배치될 수 있다. 상기 몰딩부(190)는 상기 패키지 몸체(110)에 의하여 제공된 캐비티(102)에 배치될 수 있다.
상기 몰딩부(190)는 절연물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부(190)는 상기 발광소자(120)로부터 방출되는 빛을 입사 받고, 파장 변환된 빛을 제공하는 파장변환 수단을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 몰딩부(190)는 형광체, 양자점 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 할 수 있다. 상기 발광소자(120)는 청색, 녹색, 적색, 백색, 적외선 또는 자외선의 광을 발광할 수 있다. 상기 형광체, 또는 양자점은 청색, 녹색, 적색의 광을 발광할 수 있다. 상기 몰딩부(190)는 형성하지 않을 수 있다.
상기 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.
발명의 실시 예에 따른 발광소자의 제1 본딩부(121)와 제2 본딩부(122)는 프레임(111,113)과 및 도전부(321,323) 중 적어도 하나 또는 모두를 통하여 구동 전원을 제공받을 수 있다. 그리고, 상기 도전부(321,323)의 용융점이 다른 본딩 물질의 용융점에 비해 더 높은 값을 갖도록 선택될 수 있다. 따라서, 발명의 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, 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)에 의하면, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 패키지 몸체(110)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 발명의 실시 예에 의하면, 패키지 몸체(110)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 몸체(115)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 발명의 실시 예에 의하면, 상기 몸체(115)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다.
발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지는 발광소자(120)의 하부 둘레에 제2수지(162)를 포함할 수 있다. 상기 제2수지(162)는 상기 발광소자(120)의 하부 둘레 및 캐비티 바닥에 배치될 수 있다. 상기 제2수지(162)는 상기 몰딩부(190)와 상기 캐비티 바닥 사이에 배치되고, 상기 발광소자(120)의 하면과 같거나 낮은 높이로 배치될 수 있다. 상기 제2수지(162)의 일부는 상기 발광소자(120)의 측면에 접촉될 수 있다. 상기 제2수지(162)는 얇은 두께로 제공되어, 상기 발광소자(120)의 측 방향으로 방출된 광을 반사시켜 줄 수 있다. 상기 제2수지(162)는 상기 제1 내지 제4지지부(51,52,53,54)와 상기 스페이서(P1,P2,P3,P4)와 접촉될 수 있다. 상기 제2수지(162)는 상기 제1수지(160)의 둘레에 배치되어 상기 제1수지(160)와 접촉될 수 있다.
상기 제2수지(162)는 상기 몸체(115)와 상기 발광소자(120) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있고, 상기 발광소자(120)의 측면으로 광이 방출되는 경우, 상기 몸체(115) 및 프레임(111,113) 상에서 광 반사 기능을 제공할 수 있다. 상기 발광소자(120)의 측면으로 광이 방출될 때 상기 제2수지(162)는 광 반사 기능을 제공함으로써 상기 발광소자 패키지(100)의 광 추출 효율을 개선할 수 있다. 상기 제2수지(162)가 반사 기능을 포함하는 경우, 상기 제2수지(162)는 내부에 TiO2, SiO2, 또는 Al2O3와 같은 필러를 포함할 수 있다. 상기 제2수지(162)는 상기 제1수지(160)과 동일한 재질일 수 있다. 상기 제1,2수지(160,162)는 상기 몸체(115)와 다른 수지 재질이거나 동일한 수지 재질일 수 있다.
상기 프레임(111,113)의 주 재질이 구리인 경우, 상기 제2수지(162)는 상기 구리 재질과의 열 팽창 계수(CTE)의 차이가 낮으므로, 상기 구리 재질의 면적 즉, 상기 제1 및 제2프레임(111,113)의 면적을 줄어들도록 후술되는 결합홀들을 배치할 수 있다. 이러한 프레임의 면적 감소로 인해 프레임에 의한 열 변형이 줄어들 수 있고 도전부의 크랙 발생을 억제할 수 있다.
상기 제2수지(162)는 발광소자 패키지(100)에서의 광속을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 제2수지(162)가 발광소자(120)와 접착되므로, 각 본딩부(121,122)와 프레임(111,113) 사이에서의 열 충격에 의한 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 제2수지(162)가 발광소자(120)에 접착되므로, 리멜팅에 따른 발광소자(120)의 유동이나 틸트를 방지할 수 있다. 또한 상기 제2수지(162)가 프레임(111,113) 상을 덮게 되므로, 상기 프레임(111,113)의 상면에 도금층 예컨대, Ag 층이 형성된 경우, Ag층이 황색으로 변화되는 문제를 방지할 수 있다.
도 6 및 도 4를 참조하면, 상기 몸체(115)는 상기 프레임들(111,113) 사이의 상부 영역에 오목한 리세스(Recess)(R1,R2)를 배치할 수 있다. 상기 리세스(R1,R2)는 상기 몸체(115)가 상기 프레임(111,113) 및 그 주변 물질들이 어느 한 방향으로 열 팽창 또는 수축될 때 완충시켜 줄 수 있다. 상기 리세스(R1,R2)는 상기 열 팽창 또는 수축이 큰 방향과 직교하는 방향으로 배치될 수 있다. 상기 몸체(115)의 리세스는 서로 이격된 제1리세스(R1) 및 제2리세스(R2)를 포함할 수 있다. 상기 몸체(115)의 리세스(R1,R2)가 제2방향으로 이격됨으로써, 제1방향에 따른 열 팽창 또는 수축을 완충시켜 줄 수 있다. 상기 몸체(115)의 리세스(R1,R2)가 제1방향의 열 팽창 또는 수축을 완충시켜 줌으로써, 상기 프레임(111,113) 및 그 상부에 부착된 도전부(321,323)의 크랙 발생을 억제하거나 방지할 수 있다. 상기 리세스(R1,R2)는 상기 몸체(115)와 상기 발광소자(120) 사이에 배치된 수지 재질이 채워질 수 있다.
상기 제1수지(160)는 예로서, 상기 몸체(115)의 상면에 직접 접촉되고 상기 제1,2리세스(R1,R2) 내에 배치되고, 상기 발광소자(120)의 하부 면에 접촉되어, 상기 발광소자(120)를 고정할 수 있다.
상기 제1,2리세스(R1,R2)의 깊이는 상기 제1수지(160)의 접착력을 고려하여 결정될 수 있다. 상기 제1,2리세스(R1,R2)이 깊이는 상기 몸체(115)의 안정적인 강도를 고려하거나 및/또는 상기 발광소자(120)에서 방출되는 열에 의해 상기 발광소자 패키지(100)에 크랙(crack)이 발생하지 않도록 결정될 수 있다.
상기 제1,2리세스(R1,R2)는 상기 발광소자(120) 하부에 일종의 언더필(under fill) 공정이 수행될 수 있는 적정 공간을 제공할 수 있다. 여기서, 상기 언더필(Under fill) 공정은 발광소자(120)를 패키지 몸체(110)에 실장한 후 상기 제1수지(160)를 상기 발광소자(120) 하부에 배치하는 공정일 수 있고, 상기 발광소자(120)를 패키지 몸체(110)에 실장하는 공정에서 상기 제1수지(160)를 통해 실장하기 위해 상기 제1수지(160)를 상기 제1,2리세스(R1,R2) 및 몸체(15) 상에 디스펜싱한 후 상기 발광소자(120)를 부착하는 공정일 수 있다.
상기 제1,2리세스(R1,R2)는 상부 너비가 하부 너비보다 넓게 배치되므로, 내부가 경사진 면이나 곡면으로 제공될 수 있다. 이에 따라 상기 제1,2리세스(R1,R2)에 제1수지(160)의 가이드 및 지지를 할 수 있다.
제1 및 제2리세스(R1,R2)는 상기 발광소자(120)의 측면 보다 내측에 배치된 내측부와, 외측에 배치된 외측부를 포함할 수 있다. 상기 내측부와 상기 외측부의 길이 비율은 3:7 내지 7:3의 길이 비율을 가질 수 있다. 상기 내측부의 길이 비율이 외측부의 길이 비율에 비해 30% 미만인 경우 제1수지의 주입 효율이 저하될 수 있고, 외측부가 내측부의 길이 비율에 비해 70% 초과인 경우 캐비티(102)의 내측면(132) 하부에 인접하여 제1수지(160)가 내측면 하부로 유동하는 문제가 발생될 수 있다. 제1 및 제2리세스(R1,R2)의 내측부는 상기 발광소자(120)과 수직 방향으로 중첩될 수 있다.
다른 예로서, 상기 제1,2리세스(R1,R2) 사이에 제3리세스가 배치될 수 있으며, 상기 제3리세스는 발광소자(120)의 제1,2본딩부(121,122) 사이와 대응되는 영역에 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2리세스(R1,R2)는 몸체(115)의 상부에 배치될 수 있다. 상기 제1,2리세스(R1,R2)의 깊이는 제1 및 제2프레임(111,113)의 두께(T2)의 25% 이하 예컨대, 1% 내지 25%의 범위일 수 있다. 상기 제1,2리세스(R1,R2)의 깊이는 제1 및 제2프레임(111,113) 사이의 몸체(115)의 두께의 25% 이하 예컨대, 1% 내지 25%의 범위일 수 있다. 상기 제1,2리세스(R1,R2)의 깊이는 1 마이크로 미터 이상 예컨대, 1 내지 50 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 상기 제1 및 제2리세스(R1,R2)의 깊이는 서로 동일하거나 다를 수 있으며, 너무 깊을 경우 상기 몸체(115)의 강성이 저하될 수 있고, 너무 얇을 경우 상기 제1수지(160)의 지지력이 저하될 수 있다.
상기 몸체(115)의 상부에는 상기의 리세스(R1,R2)가 없는 경우, 제1수지(160)의 양을 조절하는 데 어려울 수 있어, 제1수지(160)의 넘침에 따른 본딩 문제가 발생될 수 있다. 또한 상기 리세스가 없을 경우, 각 프레임(111,113)의 열 변형에 의해 솔더에 전달되는 충격으로 솔더 크랙이 발생될 수 있고, 이러한 열 변형이 반복될 경우 두 프레임 사이의 몸체가 파손되는 문제가 발생될 수 있다. 발명의 실시 예는 도전부(321,323)의 두께 확보와, 상기 몸체의 열 변형의 완화 구조를 이용하여 상기한 문제를 해결할 수 있다. 발명의 실시 예는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2프레임(113) 사이에 배치되며 상기 발광소자(120)과 수직 방향으로 중첩된 영역에 위치한 상기 몸체(115)의 부피를 줄여주어, 상기 제1 및 제2프레임(111,113)에 의한 열 변형이 발생될 때 상기 몸체(115)가 완충시켜 줄 수 있다.
도 6과 같이, 상기 몸체(115)에 제1리세스(R1,R2)와 다수의 스페이서(P1,P2,P3,P4)를 구비하며, 상기 프레임(111,113) 사이의 몸체(115)에 완충 역할을 수행하도록 하고, 상기 도전부(321,323)에 의한 크랙 발생을 억제할 수 있다. 또한 상기 스페이서(P1,P2,P3,P4)는 상기 본딩부(121,122)의 외곽과 대응되거나 대면하게 배치되므로, 발광소자(120)의 틸트를 방지할 수 있다.
도 4 및 도 7를 참조하면, 상기 제2수지(162)는 스페이서(P1,P2,P3,P4)를 덮을 수 있다. 상기 제2수지(162)는 상기 제1 내지 제4지지부(51,52,53,54)을 덮을 수 있다. 상기 제2수지(162)는 발광소자(120)의 외측에 배치된 상기 제1,2프레임(111,113) 및 몸체(115)를 덮을 수 있다.
상기 제2수지(162)는 상기 캐비티(102)의 내측면(132)의 하부(134)와 상기 발광소자(120)의 측면 사이에 배치될 수 있으며, 상기 하부(134)와 상기 발광소자(120)의 측면에 접촉될 수 있다. 상기 제2수지(162)는 상기 캐비티(102)의 내측면(132)의 하부(134)와 상기 발광소자(120)의 측면 사이에서 오목한 곡면이나 오목한 곡률을 갖는 형상을 포함할 수 있다. 상기 제2수지(162)는 상기 캐비티(102)의 내측면(132)의 하부(134)와 상기 발광소자(120)의 측면에서의 높이가 서로 동일하거나 다를 수 있다.
상기 제2수지(162)는 캐비티(102)의 내측면(132) 상에서 디스펜싱될 수 있다. 예컨대, 몸체(115)의 제1,2측면(S1,S2)에 인접한 캐비티 내측면(132) 상에서 디스펜싱될 수 있다. 이는 상기 몸체(115)의 제1,2측면(S1,S2)에 인접한 캐비티(102)의 내측면(132) 상의 공간이 제3,4측면(S3,S4)에 인접한 내측면 상의 공간보다 더 크게 제공될 수 있어, 디스펜서의 삽입이 용이할 수 있다.
상기 제2수지(162)는 디스펜싱된 양에 따라 발광소자(120)의 각 측면을 덮는 높이가 달라지게 되어, 상기 발광소자(120)의 측면을 통해 방출된 광의 광도가 달라질 수 있다. 상기 발광소자(120)의 광 효율은 상기 제2수지(162)가 없는 경우보다 101% 내지 104% 정도의 개선효과를 줄 수 있다.
상기 제2수지(162)는 상기 발광소자(120)의 상면부터 상기 발광소자(120)의 두께의 70% 이하의 높이에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 70% 이하의 높이 기준은 상기 발광소자(120)의 각 코너에 배치된 제2수지(162)의 상단 높이일 수 있다. 상기 제2수지(162)의 상단 높이가 상기 발광소자(120)의 두께를 기준으로 70% 초과한 경우, 상기 발광소자(120)의 측면을 통해 방출되는 광 효율이 저하될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 인접한 두 측면의 길이가 다른 경우, 상기 제2수지(162)는 발광소자(120)의 인접한 두 측면 중심에서의 높이 차이가 5% 내지 40% 범위일 수 있다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 상기 제2수지(162)는 상기 발광소자(120)의 측면(CS1,CS2,CS3,CS4)에서의 접촉 높이가 상기 발광소자(120)의 측면 영역에 따라 서로 다를 수 있다. 상기 발광소자(120)의 각 코너에 배치된 제2수지(162)의 상단 높이(PL2)는 상기 발광소자(120)의 각 측면 중심부에 배치된 제2수지(162)의 상단 높이(PL1,PL3)보다 높을 수 있다. 상기 제2수지(162)는 상기 발광소자(120)의 측면(CS1,CS2,CS3,CS4) 사이의 모서리에 접촉된 제1접촉 단부(PL1)와, 인접한 두 측면(CS1,CS2,CS3,CS4)의 중심부에 접촉된 제2,3접촉 단부(PL2,PL3)를 포함할 수 있다. 상기 접촉 단부(PL1,PL2,PL3)는 발광소자(120)의 측면이나 모서리에 접촉된 부분에서의 상단일 수 있다.
상기 발광소자(120)가 제2방향(Y)으로 긴 길이(Y1)를 갖고 제1방향(X)의 서로 마주보는 제1 및 제2측면(CS1,CS2)과, 제1방향(X)으로 긴 길이(X1)를 갖고 제2방향(Y)의 서로 마주보는 제3 및 제4측면(CS3,CS4)를 포함할 수 있다. 상기 제3 및 제4측면(CS3,CS4)는 상기 제1 및 제2측면(CS1,CS2)과 직교하는 방향으로 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2스페이서(P1,P2)는 발광소자(120)의 제1측면(CS1) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제3 및 제4스페이서(P3,P4)는 발광소자(120)의 제2측면(CS2) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제3스페이서(P1,P3)는 발광소자(120)의 제3측면(CS3) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 및 제4스페이서(P2,P4)는 발광소자(120)의 제4측면(CS4) 아래에 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2측면(CS1,CS2)의 제2방향의 길이(Y1)는 상기 제3,4측면(CS3,CS4)의 제1방향의 길이(Y1, Y1<X1)보다 작을 수 있다. 상기 발광소자(120)는 인접한 두 측면의 길이가 다를 수 있다. 이때 상기 발광소자(120)의 제1 및 제2측면(CS1,CS2)의 중심부에 접촉된 제2수지(162)의 제2접촉 단부를 PL2로 하고, 제3,4측면(CS3,CS4)의 중심부에 접촉된 제2수지(162)의 제3접촉 단부를 PL3로 한 경우, 제2,3접촉 단부의 높이는 PL2>PL3의 관계를 가질 수 있다. 즉, 상기 제2수지(162)는 발광소자(120) 중에서 장 측면의 중심에 배치된 제3접촉 단부(PL3)의 높이가 단 측면의 중심에 배치된 제2접촉 단부(PL2)의 높이보다 낮게 배치될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 서로 다른 두 측면 사이의 모서리에 접촉된 제1접촉 단부(PL1)의 높이는 상기 제2,3접촉 단부(PL2,PL3)의 높이보다 높게 배치될 수 있다.
또는 상기 제1,2 스페이서(P1,P2) 사이의 중앙에 배치된 제2수지(162)의 제2접촉 단부(PL2)의 높이는, 상기 제1,3스페이서(P1,P3) 사이의 중앙에 배치된 제2수지(162)의 제3접촉 단부(PL3)의 높이보다 높게 배치될 수 있다. 상기 제3,4 스페이서(P3,P4) 사이의 중앙에 배치된 제2수지(162)의 제2접촉 단부(PL2)의 높이는, 상기 제2,4스페이서(P2,P4) 사이의 중앙에 배치된 제2수지(162)의 제3접촉 단부(PL3)의 높이보다 높게 배치될 수 있다.
이러한 제2수지(162)는 디스펜싱되는 위치, 디스펜싱되는 양, 발광소자(120)의 사이즈에 따라 발광소자(120)의 측면에 접촉된 접촉 단부의 높이가 다를 수 있다. 다른 예로서, 상기 발광소자(120)가 정사각형 형상인 경우, 각 측면의 중심에서의 제2수지(162)의 접촉 단부의 높이는 서로 동일할 수 있다.
도 11 및 도 12는 제1실시 예에 따른 발광소자 패키지의 변형 예이다. 도 11 및 도 12를 설명함에 있어서, 상기와 동일한 구성은 선택적으로 적용할 수 있으며 상기의 설명을 참조하기로 한다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 발광소자 패키지(100A)는 제1프레임(111) 상에 제1 및 제2지지부(51,52), 제2프레임(1113) 상에 제3 및 제4지지부(53,54)를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제4지지부(51,54)는 상기에 개시된 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다. 제2지지부(52)는 캐비티(102)의 바닥에서 몸체(115)와 연결될 수 있다. 상기 제2지지부(52)의 제2오목부(Rb1)는 몸체(115)의 제4측면(S4)에 인접한 캐비티 내측면과 이격되며, 제1오목부(Ra)보다 더 큰 면적으로 제공될 수 있다. 이에 따라 상기 제2오목부(Rb1)을 통해 도전부(321)가 확산될 때 더 넓은 가이드 경로를 제공할 수 있다.
제3지지부(53)는 캐비티(102)의 바닥에서 몸체(115)와 연결될 수 있다. 상기 제3지지부(53)의 제3오목부(Rc1)는 몸체(115)의 제3측면(S3)에 인접한 캐비티 내측면과 이격되며, 제4오목부(Rd)보다 더 큰 면적으로 제공될 수 있다. 이에 따라 상기 제4오목부(Rc1)을 통해 도전부(323)가 확산될 때 더 넓은 가이드 경로를 제공할 수 있다.
상기 캐비티(102)의 내측면(132)와 하부(134) 사이에 서브 내측면(133)을 포함할 수 있으며, 상기 서브 내측면(133)은 내측면(132)와 하부(134)보다 작은 각도로 경사질 수 있다. 즉, 서브 내측면(133)은 발광소자(120)의 제1,2측면과 대면하게 배치되어, 입사된 광을 효과적으로 반사할 수 있다.
상기 발광소자(120)는 하부에 제1수지와 하부 둘레에 제2수지가 배치될 수 있으며, 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
상기 실시 예(들)에서, 제1 및 제2프레임(111,113)의 가이드부를 통해 상기 도전부(321,323)가 본딩부(121,122)의 외측으로 확산될 수 있다. 이때 상기 가이드부(11,121,13,31,32,33)들 중 적어도 하나 또는 2개 이상과 상기 제2수지(162) 상에는 상기 도전부(321,323)의 일부가 배치될 수 있다.
<제2실시 예>
도 13은 제2실시 예에 따른 발광소자 패키지의 평면도이고, 도 14는 도 13의 발광소자 패키지의 D-D측 단면도이다. 제2실시 예를 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 부분은 적용할 수 있으며 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 발광소자 패키지(100B)는 상부 몸체(115)의 제1방향 길이와 제2방향 길이가 동일할 수 있다. 발광소자(120)는 제1방향의 길이가 제2방향의 길이보다 긴 형상으로 제공될 수 있다.
발광소자 패키지(100B)는 제1프레임(111), 제2프레임(113) 및 몸체(115)를 포함할 수 있다. 상기 몸체(115)는 제1 및 제2프레임(111,113) 사이에 배치될 수 있다. 상기 몸체(115) 상에는 캐비티(112)가 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2프레임(111,113) 상에는 발광소자(120)가 배치될 수 있다.
복수의 스페이서(P1,P2,P3,P4)는 발광소자(120)의 하부 코너에 각각 배치될 수 있다. 복수의 스페이서(P1,P2,P3,P4)는 상기 발광소자(120)를 각 지지부(51,52,53,54)의 상면 및 프레임(111,113)의 상면으로부터 이격시켜 줄 수 있다.
복수의 스페이서(P1,P2,P3,P4)의 내측부는 상기 발광소자(120)과 수직 방향으로 중첩되며, 각 본딩부(121,122)와 수직 방향으로 중첩되지 않을 수 있다.
제1프레임(111)은 제1상부 리세스(ST1)를 포함하며, 상기 제1상부 리세스(ST1)에는 제1,2지지부(51,52)와 제1연결 지지부(51A)를 포함할 수 있다. 상기 제2연결 지지부(51A)는 제1 및 제2지지부(51,52) 사이를 연결해 주며, 제1,2지지부(51,52)를 지지할 수 있다.
상기 제1연결 지지부(51A)와 상기 발광소자(120) 사이의 제1가이드부(11A)는 상기 캐비티(102)의 내측면 하부(134)로부터 소정 거리(k4)로 이격될 수 있다. 제1가이드부(11A)는 상기 발광소자(120)의 제1본딩부(121)로부터 이격될 수 있다. 제1가이드부(11A)는 제1,2스페이서(P1,P2) 사이에 배치되거나, 제1,2지지부(51,52) 사이에 배치되어, 제1본딩부(121)의 하부에서 확산된 제1도전부(321)를 수용하거나 가이드할 수 있다. 상기 제1가이드부(11A)의 제2방향 폭(k3)는 제1본딩부(121)의 제2방향 폭보다 크게 배치되어, 제1본딩부(121)의 배치를 용이하게 하고, 제1도전부(321)의 확산 경로를 최대로 제공할 수 있다. 상기 제1연결 지지부(51A)는 상기 제1도전부(321)가 캐비티 내측면에 접촉되는 문제를 방지할 수 있다.
제2프레임(113)은 제2상부 리세스(ST2)를 포함하며, 상기 제2상부 리세스(ST2)에는 제3,4지지부(53,54)와 제2연결 지지부(53A)를 포함할 수 있다. 상기 제2연결 지지부(53A)는 제3 및 제4지지부(53,54) 사이를 연결해 주며, 제3,4지지부(51,52)를 지지할 수 있다.
상기 제2연결 지지부(53A)와 상기 발광소자(120) 사이의 제4가이드부(31A)는 상기 캐비티(102)의 내측면 하부(134)로부터 소정 거리(k4)로 이격될 수 있다. 제4가이드부(31A)는 상기 발광소자(120)의 제2본딩부(122)로부터 이격될 수 있다. 제4가이드부(31A)는 제3,4스페이서(P3,P4) 사이에 배치되거나, 제3,4지지부(53,54) 사이에 배치되어, 제2본딩부(122)의 하부에서 확산된 제2도전부(323)를 수용하거나 가이드할 수 있다. 상기 제4가이드부(31A)의 제2방향 폭(k3)는 제2본딩부(122)의 제2방향 폭보다 크게 배치되어, 제2본딩부(122)의 배치를 용이하게 하고, 제2도전부(323)의 확산 경로를 최대로 제공할 수 있다. 상기 제2연결 지지부(53A)는 상기 제2도전부(323)가 캐비티 내측면에 접촉되는 문제를 방지할 수 있다.
상기 제1 및 제4가이드부(11A,31A)는 상기 발광소자(120)의 측면과의 거리(k4)는 상기 스페이서(P1,P2,P3,P4)의 제1,2방향의 폭의 0.5 배이상 예컨대, 0.5 배 내지 2배 사이로 배치될 수 있다. 상기 거리(k4)가 상기 범위보다 작은 경우 도전부가 넘칠 수 있고 상기 범위보다 큰 경우 연결 지지부(51A,53A)의 연결 폭이 감소될 수 있다.
상기 제1,2프레임(111,113) 사이에 배치된 몸체(115)의 제2방향 양단부는 제1 및 제2지지부(51,52) 방향으로 절곡되거나 경사지게 연장될 수 있다. 이 경우 제2,3가이드부(12,13)의 제1방향 폭은 제5,6가이드부(32,33)의 제1방향 폭보다 크게 배치될 수 있다. 즉, 캐비티 바닥에서의 제1프레임(111)의 상면 면적은 제2프레임(113)의 상면 면적보다 클 수 있다.
발광소자 패키지는 제1 및 제2프레임(111,113)의 연장부 또는 연장 돌기는 몸체(115)의 제1,2측면(S1,S2)이 아닌, 제3,4측면(S3,S4)에 배치될 수 있다.
발광소자(120)의 하부에는 상기에 개시된 제1수지(160)가 배치될 수 있으며, 하부 둘레에는 상기에 개시된 제2수지(162)가 배치될 수 있다. 상기 몸체(115)의 상부에는 상기에 개시된 리세스를 포함할 수 있다. 상기 제2수지(162)는 발광소자(120)의 측면에서의 상단 높이가 서로 동일하거나 센터 영역과 코너 영역이 서로 다른 높이로 제공될 수 있다.
상기에 개시된 발광소자 패키지에는 도 15와 같이, 패키지 몸체 예컨대, 캐비티 내측면에 오목한 서브 캐비티(135)를 두어, 보호 소자(125)를 매립할 수 있다. 상기 보호소자(125)는 반사용 수지 또는 광 흡수용 수지로 덮혀질 수 있다.
<제3실시 예>
도 15는 제3실시 예에 따른 발광소자 패키지의 사시도의 예이며, 도 16은 도 15의 발광소자 패키지 상에서 제2수지가 배치된 예를 나타낸 도면이고, 도 17은 도 15의 발광소자 패키지의 발광소자 및 그 주변 영역을 나타낸 평면도의 예이며, 도 18은 도 16의 발광소자 패키지의 E-E측 단면도이고, 도 19는 도 16 및 도 18의 발광소자 패키지의 다른 예이며, 도 20은 도 17의 발광소자 패키지의 다른 예이다. 제3실시 예는 상기에 개시된 실시 예(들)을 선택적으로 적용할 수 있으며, 중복 설명은 생략하기로 한다.
도 15 내지 도 18을 참조하면, 발광소자 패키지(200)는 복수의 스페이서(P11,P12,P13,P14)를 포함할 수 있다. 복수의 스페이서(P11,P12,P13,P14)는 상기 캐비티(102)의 내측면 하부에 연결될 수 있다. 상기 복수의 스페이서(P11,P12,P13,P14)의 상면은 상기 캐비티(102)의 내측면으로부터 연장될 수 있다.
상기 복수의 스페이서(P11,P12,P13,P14)의 상면은 상기 발광소자(120)와 수직 방향으로 중첩될 수 있고 상기 발광소자(120)의 각 코너에 배치될 수 있다. 상기 복수의 스페이서(P11,P12,P13,P14)의 외곽 선은 상기 캐비티의 바닥 외곽선보다 더 외측에 배치되거나, 더 높게 배치될 수 있다.
상기 복수의 스페이서(P11,P12,P13,P14)는 각 지지부(55A,55B,57A,57B)로부터 돌출될 수 있다. 제1 및 제2지지부(55A,55B)는 제1지지 연결부(55)에 연결되며, 제3,4지지부(57A,57B)는 제2지지 연결부(57)에 연결될 수 있다. 상기 각 지지부(55A,55B,57A,57B)는 각 본딩부(121,122)의 코너와 대응되는 부분이 볼록한 곡선을 갖는 볼록부(Ra2,Rb2,Rc2,Rd2)를 포함할 수 있다. 볼록부(Ra2,Rb2,Rc2,Rd2)는 제1 및 제2본딩부(121,122)의 외측 코너와 각각 대응될 수 있다.
상기 제1 및 제2지지 연결부(55,57)에는 제1,4가이드부(11B,31B)가 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2지지 연결부(55,57)와 제1,4가이드부(11B,31B) 사이의 경계 영역(Rab,Rcd)은 캐비티 내측면 방향으로 오목하게 배치되어, 도전부(321,323)의 확산 경로를 가이드하거나 도전부 일부를 수용할 수 있다.
제1프레임(111)은 제2방향 양측으로 연장된 제2,3가이드부(12,13)를 포함할 수 있다. 제2프레임(113)은 제2방향 양측으로 연장된 제5,6가이드부(32,33)를 포함할 수 있다.
몸체(115) 상에는 복수의 리세스(R1,R2)가 배치될 수 있다. 상기 복수의 리세스(R1,R2)는 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
캐비티(102)의 내측면 중 어느 하나에는 프레임들이 노출된 오목한 서브 캐비티(135)를 포함하며, 상기 서브 캐비티(135) 내부에 보호소자(125)가 배치되고 다른 프레임과 와이어(126)로 연결되거나 플립 본딩될 수 있다.
발광소자(120)의 하부에는 몸체(115) 상에 제1수지(160)가 배치될 수 있고, 발광소자(120)의 하부 둘레에는 제2수지(162)가 배치될 수 있다. 상기 제1,2수지(160,162)는 상기에 개시된 실시 예(들)의 설명을 참조하기로 한다.
도 19를 참조하면, 발광소자 패키지는 제1 및 제2프레임(111,113) 사이에 몸체(115)를 포함할 수 있다. 상기 몸체(115)의 상면은 상기 제1,2프레임(111,113)의 상면보다 높게 돌출될 수 있다. 상기 몸체(115)의 상면은 상기 제1,2프레임(111,113)의 상면보다 높게 돌출되므로, 상기 몸체(115)는 리세스(R1,R2)를 형성할 때 상기 리세스(R1,R2)의 깊이를 깊게 형성할 수 있으며, 제1,2본딩부(121,122) 하부의 도전부(321,323) 간의 유동을 방지하는 댐 기능을 수행할 수 있다.
상기 몸체(115)의 상면은 상기 제1 및 제2본딩부(121,122)의 하면과 상기 발광소자(120)의 하면 사이에 배치될 수 있다. 이러한 구조에서는 상기 제1수지(160)의 양을 줄여줄 수 있다.
도 20을 참조하면, 제1가이드부(11)는 캐비티 내측면 하부로 연장되어, 도 17의 제1지지 연결부를 두 영역(55-1,55-2)로 분할시켜 줄 수 있다. 제4가이드부(31)는 캐비티 내측면 하부로 연장되어, 도 17의 제1지지 연결부를 두 영역(57-1,56-2)로 분할시켜 줄 수 있다. 이러한 제1,4가이드부(11,31)는 도전부의 확산 경로를 제공할 수 있다.
도 21은 도 4의 발광소자 패키지가 회로 기판에 배치된 광원 장치 또는 광원 모듈의 예이다. 일 예로서, 제1실시 예의 발광소자 패키지를 갖는 광원 장치의 예로 설명하기로 하며, 상기에 개시된 설명 및 도면을 참조하여 후술하기로 한다. 상기의 발광소자 패키지는 상기에 개시된 실시 예(들)을 선택적으로 적용할 수 있다.
도 4 및 도 21를 참조하면, 실시 예에 따른 광원 모듈은 회로기판(501) 상에 하나 또는 복수의 발광소자 패키지(100)가 배치될 수 있다.
상기 회로기판(501)은 패드(511,513)을 갖는 기판 부재를 포함할 수 있다. 상기 회로 기판(501)에 상기 발광소자(120)의 구동을 제어하는 전원 공급 회로가 제공될 수 있다. 발광소자 패키지(100)의 각 프레임(111,113)은 회로 기판(501)의 각 패드(511,513)들과 본딩부재(521,523)로 연결될 수 있다. 이에 따라 발광소자 패키지(100)의 발광소자(120)는 회로 기판(501)의 각 패드(511,513)들로부터 전원을 공급받을 수 있다. 상기 회로 기판(501)의 각 패드(511,513)는 예컨대, Ti, Cu, Ni, Au, Cr, Ta, Pt, Sn, Ag, P, Fe, Sn, Zn, Al를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다.
상기 회로 기판(501)의 각 패드(511,513)와 상기 프레임(111,113) 사이는 본딩부재(521,523)이 제공될 수도 있다. 상기 본딩부재(521,523)은 상기 프레임(111,113)과 도전부(321,323)에 연결될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 발광소자(120)의 본딩부(121,122)는 프레임(111,113)에 배치된 도전부(321,323)을 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 도전부(321,323)의 용융점이 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 높은 값을 갖도록 선택될 수 있다. 실시 예에 따른 발광소자 소자 패키지는 메인 기판 등에 리플로우(reflow) 공정을 통해 본딩되는 경우에도 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되지 않으므로 전기적 연결 및 물리적 본딩력이 열화되지 않는 장점이 있다. 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 패키지 몸체(110) 및 몸체(115)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 패키지 몸체(110) 및 몸체(115)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장되어 공급될 수도 있다. 그런데, 종래 발광소자 패키지가 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장됨에 있어 리플로우(reflow) 등의 고온 공정이 적용될 수 있다. 이때, 리플로우 공정에서, 발광소자 패키지에 제공된 프레임과 발광소자 간의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되어 전기적 연결 및 물리적 결합의 안정성이 약화될 수 있고 이에 따라 상기 발광소자의 위치가 변할 수 있어, 상기 발광소자 패키지의 광학적, 전기적 특성 및 신뢰성이 저하될 수 있다. 그러나, 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 실시 예에 따른 발광소자의 제1 본딩부는 관통홀에 배치된 도전부를 통하여 구동 전원을 제공 받을 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.
도 22는 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 발광소자의 예를 나타낸 단면도이다.
도 22를 참조하면, 발광소자는 제1 전극(627)과 제2 전극(628)의 상대적인 배치 관계 만을 개념적으로 도시하였다. 상기 제1 전극(627)은 제1 본딩부(621)와 제1 가지전극(625)을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극(628)은 제2 본딩부(622)와 제2 가지전극(626)을 포함할 수 있다.
발광소자는 기판(624) 위에 배치된 발광 구조물(623)을 포함할 수 있다. 상기 기판(624)은 사파이어 기판(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge을 포함하는 그룹 중에서 선택될 수 있다. 예로서, 상기 기판(624)은 상부 면에 요철 패턴이 형성된 PSS(Patterned Sapphire Substrate)로 제공될 수 있다.
상기 발광 구조물(623)은 제1 도전형 반도체층(623a), 활성층(623b), 제2 도전형 반도체층(623c)을 포함할 수 있다. 상기 활성층(623b)은 상기 제1 도전형 반도체층(623a)과 상기 제2 도전형 반도체층(623c) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제1 도전형 반도체층(623a) 위에 상기 활성층(623b)이 배치되고, 상기 활성층(623b) 위에 상기 제2 도전형 반도체층(623c)이 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 도전형 반도체층(623a)은 n형 반도체층으로 제공되고, 상기 제2 도전형 반도체층(623c)은 p형 반도체층으로 제공될 수 있다. 물론, 다른 실시 예에 의하면, 상기 제1 도전형 반도체층(623a)이 p형 반도체층으로 제공되고, 상기 제2 도전형 반도체층(623c)이 n형 반도체층으로 제공될 수도 있다.
발광소자는 제1 전극(627)과 제2 전극(628)을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극(627)은 제1 본딩부(621)와 제1 가지전극(625)을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극(627)은 상기 제2 도전형 반도체층(623c)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 가지전극(625)은 상기 제1 본딩부(621)로부터 분기되어 배치될 수 있다. 상기 제1 가지전극(625)은 상기 제1 본딩부(621)로부터 분기된 복수의 가지전극을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극(628)은 제2 본딩부(622)와 제2 가지전극(626)을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극(628)은 상기 제1 도전형 반도체층(623a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 가지전극(626)은 상기 제2 본딩부(622)로부터 분기되어 배치될 수 있다. 상기 제2 가지전극(626)은 상기 제2 본딩부(622)로부터 분기된 복수의 가지전극을 포함할 수 있다.
상기 제1 가지전극(625)와 상기 제2 가지전극(626)은 핑거(finger) 형상으로 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 상기 제1 가지전극(625)과 상기 제2 가지전극(626)에 의하여 상기 제1 본딩부(621)와 상기 제2 본딩부(622)를 통하여 공급되는 전원이 상기 발광 구조물(623) 전체로 확산되어 제공될 수 있게 된다.
상기 제1 전극(627)과 상기 제2 전극(628)은 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(627)과 상기 제2 전극(628)은 오믹 전극일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(627)과 상기 제2 전극(628)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(623)에 보호층이 더 제공될 수도 있다. 상기 보호층은 상기 발광 구조물(623)의 상면에 제공될 수 있다. 또한, 상기 보호층은 상기 발광 구조물(623)의 측면에 제공될 수도 있다. 상기 보호층은 상기 제1 본딩부(621)와 상기 제2 본딩부(622)가 노출되도록 제공될 수 있다. 또한, 상기 보호층은 상기 기판(624)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(623b)에서 생성된 빛이 발광소자의 6면 방향으로 발광될 수 있다. 상기 활성층(623b)에서 생성된 빛이 발광소자의 상면, 하면, 4개의 측면을 통하여 6면 방향으로 방출될 수 있다.
발광소자의 다른 예로서, 제1전극과 제2전극 중 적어도 하나는 패턴 형태로 구현될 수 있고, 상기 패턴 형태의 전극에 도전 돌기가 배치될 수 있다. 상기 패턴은 하나 또는 복수의 암 형상 또는 가지 형상을 갖는 패턴을 포함할 수 있다. 또는 상기 발광소자의 각 본딩부에는 도전 돌기가 배치될 수 있다. 상기 발광소자는 하나의 발광 셀을 갖는 구조로 설명되었다. 이는 발광 셀이 상기의 발광 구조물을 포함하는 경우, 발광소자의 구동 전압은 하나의 발광 셀에 걸리는 전압일 수 있다. 실시 예에 개시된 발광소자의 예로서, 2개의 발광 셀을 갖는 발광소자가 개시될 수 있다.
상기에 개시된 발광소자는 하나의 발광 셀을 갖는 구조로 설명되었다. 이는 발광 셀이 상기의 발광 구조물을 포함하는 경우, 발광소자의 구동 전압은 하나의 발광 셀에 걸리는 전압일 수 있다. 실시 예에 개시된 발광소자의 예로서, 2개 또는 3개 이상의 발광 셀을 갖는 발광소자를 포함할 수 있다. 이에 따라 고전압의 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.
한편, 이상에서 설명된 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지는 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장되어 공급될 수도 있다. 그런데, 종래 발광소자 패키지가 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장됨에 있어 리플로우(reflow) 등의 고온 공정이 적용될 수 있다. 이때, 리플로우 공정에서, 발광소자 패키지에 제공된 프레임과 발광소자 간의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되어 전기적 연결 및 물리적 결합의 안정성이 약화될 수 있고 이에 따라 상기 발광소자의 위치가 변할 수 있어, 상기 발광소자 패키지의 광학적, 전기적 특성 및 신뢰성이 저하될 수 있다. 그러나, 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 발명의 실시 예에 따른 발광소자의 본딩부들은 도전부을 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 도전부의 용융점이 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 높은 값을 갖도록 선택될 수 있다. 따라서, 발명의 실시 예에 따른 발광소자 소자 패키지는 메인 기판 등에 리플로우(reflow) 공정을 통해 본딩되는 경우에도 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되지 않으므로 전기적 연결 및 물리적 본딩력이 열화되지 않는 장점이 있다.
또한, 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 패키지 몸체가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 발명의 실시 예에 의하면, 패키지 몸체가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 몸체를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 발명의 실시 예에 의하면, 상기 몸체는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다.
한편, 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지는 하나 또는 복수개가 회로 기판에 배치되어 광원 장치에 적용될 수 있다. 또한, 광원 장치는 산업 분야에 따라 표시 장치, 조명 장치, 헤드 램프 등을 포함할 수 있다.
광원 장치의 예로, 표시 장치는 바텀 커버와, 바텀 커버 위에 배치되는 반사판과, 광을 방출하며 발광소자를 포함하는 발광 모듈과, 반사판의 전방에 배치되며 발광 모듈에서 발산되는 빛을 전방으로 안내하는 도광판과, 도광판의 전방에 배치되는 프리즘 시트들을 포함하는 광학 시트와, 광학 시트 전방에 배치되는 디스플레이 패널과, 디스플레이 패널과 연결되고 디스플레이 패널에 화상 신호를 공급하는 화상 신호 출력 회로와, 디스플레이 패널의 전방에 배치되는 컬러 필터를 포함할 수 있다. 여기서 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판, 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다. 또한, 표시 장치는 컬러 필터를 포함하지 않고, 적색(Red), 녹색(Gren), 청색(Blue) 광을 방출하는 발광소자가 각각 배치되는 구조를 이룰 수도 있다.
광원 장치의 또 다른 예로, 헤드 램프는 기판 상에 배치되는 발광소자 패키지를 포함하는 발광 모듈, 발광 모듈로부터 조사되는 빛을 일정 방향, 예컨대, 전방으로 반사시키는 리플렉터(reflector), 리플렉터에 의하여 반사되는 빛을 전방으로 굴절시키는 렌즈, 및 리플렉터에 의하여 반사되어 렌즈로 향하는 빛의 일부분을 차단 또는 반사하여 설계자가 원하는 배광 패턴을 이루도록 하는 쉐이드(shade)를 포함할 수 있다.
광원 장치의 다른 예인 조명 장치는 커버, 광원 모듈, 방열체, 전원 제공부, 내부 케이스, 소켓을 포함할 수 있다. 또한, 발명의 실시 예에 따른 광원 장치는 부재와 홀더 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈은 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시 예를 한정하는 것이 아니며, 실시 예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 특허청구범위에서 설정하는 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 패키지 몸체
111,113: 프레임
115: 몸체
120: 발광소자
121: 제1 본딩부
122: 제2 본딩부
123: 발광구조물
124: 기판
160: 제1수지
162: 제2수지
321,323: 도전부
R1,R2: 리세스
P1,P2,P3,P4,P11,P12,P13,P14: 스페이서
111,113: 프레임
115: 몸체
120: 발광소자
121: 제1 본딩부
122: 제2 본딩부
123: 발광구조물
124: 기판
160: 제1수지
162: 제2수지
321,323: 도전부
R1,R2: 리세스
P1,P2,P3,P4,P11,P12,P13,P14: 스페이서
Claims (11)
- 서로 이격된 제1프레임 및 제2프레임;
상기 제1프레임과 상기 제2프레임 사이에 배치되는 몸체;
상기 제1프레임에 대면하는 제1본딩부와 상기 제2프레임에 대면하는 제2본딩부를 갖는 발광소자;
상기 발광소자의 하부에 배치되고 상기 발광소자를 상기 제1 및 제2프레임의 상면으로부터 이격시켜 주는 복수의 스페이서;
상기 몸체와 상기 발광소자 사이에 배치되는 제1수지; 및
상기 발광소자의 하부 둘레에 배치되는 제2수지를 포함하며,
상기 제2수지는 상기 복수의 스페이서의 상면과 상기 발광소자의 측부 하면에 접촉된 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 스페이서는 상기 제1본딩부의 외측에 제1 및 제2스페이서와, 상기 제2본딩부의 외측에 제3 및 제4스페이서를 포함하며,
상기 발광 소자는 서로 마주보는 제1 측면 및 제2 측면과, 상기 제1,2 측면에 대해 직교하며 서로 마주보는 제3 측면 및 제4 측면을 더 포함하고,
상기 제1 및 제2스페이서는 발광소자의 제1측면 아래에 배치되며,
상기 제3 및 제4스페이서는 발광소자의 제2측면 아래에 배치되며,
상기 제1 및 제3스페이서는 상기 발광소자의 제3측면 아래에 배치되며,
상기 제2 및 제4스페이서는 상기 발광소자의 제4측면 아래에 배치되는 발광소자 패키지. - 제2항에 있어서, 상기 제2수지는 상기 발광소자의 서로 다른 측면 사이의 모서리에 배치된 제1접촉 단부와, 상기 발광소자의 각 측면의 중심에 접촉된 제2접촉 단부를 포함하며,
상기 제1접촉 단부의 높이는 상기 제2접촉 단부의 높이보다 높게 배치되는 발광소자 패키지. - 제2항에 있어서,
상기 발광소자는 제3측면 및 제4측면의 길이는 상기 제1 및 제2측면 사이의 길이보다 크며,
상기 발광소자의 제3 및 제4측면 중앙에 배치된 상기 제2수지의 상단 높이는 상기 발광소자의 제1 및 제2측면의 중앙에 배치된 제2수지의 상단 높이보다 낮게 배치된 발광소자 패키지. - 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 몸체는 상기 제1스페이서를 지지하는 제1지지부, 상기 제2스페이서를 지지하는 제2지지부, 상기 제3스페이서를 지지하는 제3지지부, 및 상기 제4스페이서를 지지하는 제4지지부를 포함하며,
상기 제1프레임은 상기 제1 및 제2지지부 사이에 배치된 제1가이드부를 포함하며,
상기 제2프레임은 상기 제3 및 제4지지부 사이에 배치된 제2가이드부를 포함하는 발광소자 패키지. - 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 몸체는 상기 제1스페이서를 지지하는 제1지지부, 상기 제2스페이서를 지지하는 제2지지부, 상기 제3스페이서를 지지하는 제3지지부, 및 상기 제4스페이서를 지지하는 제4지지부, 상기 제1 및 제2지지부를 연결해 주는 제1연결 지지부, 및 상기 제3 및 제4지지부를 서로 연결해 주는 제2연결 지지부를 포함하며,
상기 제1프레임은 상기 제1본딩부의 외측에서 상기 제1연결 지지부 방향으로 연장된 제1가이드부를 포함하며,
상기 제2프레임은 상기 제2본딩부의 외측에서 상기 제2연결 지지부 방향으로 연장된 제2가이드부를 포함하는 발광소자 패키지. - 제6항에 있어서, 상기 몸체는 상부가 개방된 캐비티를 포함하며,
상기 제1 내지 제4스페이서는 상기 캐비티의 내측면 하부에 연결되는 발광소자 패키지. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광소자의 제1,2본딩부와 상기 제1,2프레임 사이 각각에 제1 및 제2도전부가 배치되며,
상기 제1 및 제2도전부는 상기 제2수지와 접촉되는 발광소자 패키지. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2수지는 상기 발광소자의 상면으로부터 상기 발광소자 두께의 70% 이하로 배치된 발광소자 패키지.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 몸체에 상기 발광소자와 적어도 일부가 수직 방향으로 중첩된 복수의 리세스를 포함하며,
상기 제1수지는 상기 리세스에 배치되는 발광소자 패키지. - 회로 기판; 및
상기 회로 기판 상에 하나 또는 복수의 발광 소자 패키지를 포함하며,
상기 발광소자 패키지는, 청구항 제5항의 발광소자 패키지인 광원 장치.
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| KR20160046198A (ko) * | 2014-10-20 | 2016-04-28 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 소자 패키지 |
| KR20160057146A (ko) * | 2014-11-13 | 2016-05-23 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 소자 패키지 |
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2018
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Legal Events
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| A201 | Request for examination | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |