KR100643475B1 - 광 모듈 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 종래에는 실리콘 서브 마운트, 알루미늄 슬러그, 방열 기판 등의 부품을 서로 다른 제작 공정에 의해 제작하여 광 모듈을 제작하므로 부품 수 및 작업 공정이 증가되어 시간적으로나 경제적으로 제조비용이 증가하게 되는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 감안한 본 발명은 소정 깊이로 실리콘 기판의 일면을 일부 식각하여 제1그루브를 형성하고, 상기 제1그루브에 도전성 금속을 형성하고, 상기 제1그루브에 형성된 도전성 금속을 노출시키도록 상기 제1그루브가 형성된 영역의 실리콘 기판의 타측면을 식각하여 제2그루브를 형성하고, 상기 제2그루브의 노출된 도전성 금속 위에 발광 소자를 접합하게 구성되어 반도체 공정의 벌크 마이크로 머시닝 기술 및 미세 가공 기술을 이용함으로써 광 모듈의 구성 부품을 실리콘 기판의 관통 홀에 작고 슬림한 구조로 집적하여 광 모듈을 소형화, 슬림화하여 제작하는 효과가 있다.

Description

광 모듈 및 그 제조 방법{OPTICAL MODULE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1은 종래 고휘도 발광 다이오드 모듈의 구조를 개략적으로 보인 사시도.

도 2는 종래 고휘도 발광 다이오드 모듈의 구조를 보인 단면도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 광 모듈의 구조를 보인 사시도.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 모듈의 구조를 보인 사시도.

도 5a내지 도 5j는 본 발명 일 실시예의 제조과정을 도시한 수순단면도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

301 : 발광 소자 302 : 실리콘 기판

307a : 제1그루브 309 : 미러 금속

312 : 와이어

본 발명은 광 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 방열 소자를 기판의 관통홀에 형성하여 발광 소자의 방열 특성을 개선하고 광 효율을 높이고 소형화 및 슬림화할 수 있게 한 광 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 광 방출 소자는 단순한 발광을 이용한 표시 장치로서 사용되었으나, 최근에는 다양한 파장 및 에너지를 가지는 광원으로서의 가능성이 연구되고 있다. 특히 발광 다이오드(Light Emitting Diode:LED)는 일반적인 표시 장치는 물론이고 조명장치나 엘씨디(LCD) 표시장치의 백라이트 소자에도 응용되는 등 적용 영역이 점차 다양해 지고 있다. 최근 들어 LED의 한계였던 휘도 문제가 크게 개선되면서 긴 수명과 저전력 사용의 장점이 부각되어 21세기 화합물 반도체가 주도하는 광반도체 시대의 차세대 광원으로 확실히 자리매김하고 있다.

특히, 크기가 작으면서도 고휘도라는 장점을 가진 백라이트 유닛용 LED는 기존 백라이트 유닛의 광원으로 사용돼 온 냉음극관(CCFL) 램프를 대체하면서 휴대용기기의 성장곡선과 같은 괘를 그릴 전망이다. 이는 휴대 단말기의 컬러화와 다기능화에 따라 소비전력이 증가추세를 보이고 있으나 전원을 공급하는 배터리의 용량 확대에는 한계를 보이고 있어 전력 소모량이 기존 CCFL에 비해 작으면서도 휘도는 뛰어난 백라이트용 백색 LED의 수요증가는 당연한 결과라 할 수 있다.

이러한 LED는 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board: PCB)에 직접 실장하기 위해 표면 실장 소자(Surface Mount Device: SMD)형으로 만들어지고 있으며, 이동 통신기기의 소형화, 슬림화 추세에 따라 LED 모듈 또한 더욱 소형화, 단순화되고 있다. LED 모듈은 LED의 광 특성을 높이고자 LED에 반사판과 방열 소자를 결합한 구조로 광 출력으로 인해 발생하는 열을 방열 소자에 의해 외부로 방출하여 광 효율을 높이고 반사판에 의해 광 방출 초점을 조정하여 광 휘도를 개선한다.

도 1은 종래 고휘도 LED 모듈의 구조를 개략적으로 보인 사시도로서, 루미엘 이디(LumiLED)사의 광원용 LED 모듈의 구조이다.

도시한 바와 같이 발광소자인 LED(10)와, 실리콘 서브마운트(20), 알루미늄 슬러그(30), 전극 배선(40)이 형성된 인쇄 회로 기판(50), 그리고 알루미늄 방열판(heat sink)(60)으로 구성되어 있다.

도 2는 상기 도 1의 구조를 보다 상세히 나타낸 단면도로서, LED(201)가 플립칩 본딩 기법으로 접합될 실리콘 서브마운트(202)를 반사(mirror)면을 갖는 알루미늄 슬러그(204)에 접착제(203)를 사용하여 접합하였으며, 플라스틱 바디(205)에 의하여 고정되어 있는 리드 전극(206a, 206b)을 실리콘 서브마운트(202)의 전극과 전기적으로 연결하기 위하여 도전성 와이어(212a, 212b)로 연결하였다. 또한 리드 전극(206a, 206b)은 플라스틱 바디(205)와 접착제(207a, 207b)에 의하여 접합되어 있는 인쇄 회로 기판(210)의 전극 배선(209a, 209b)과 솔더(208a, 208b)에 의하여 접합되어 있으며, 열을 방출하기 위한 알루미늄 방열판(211)이 상기 인쇄 회로 기판(210)의 하부에 위치한 구조로 이루어져 있다.

상기 구조 중에서 LED(201) 구동 및 효율 향상을 위한 핵심 소자는 실리콘 서브마운트(202)와 반사면을 가지는 알루미늄 슬러그(204)로서, 알루미늄 슬러그(204)의 구조에 의해 실리콘 서브마운트(202)에 플립칩 본딩되는 LED(201)의 측면 방출광이 반사되어 전면으로 방출되는 광의 세기가 커지게 된다. 또한, LED의 발열은 알루미늄 슬러그를 통해 인쇄 회로 기판 후면에 장착된 방열 기판으로 전달되며 알루미늄 슬러그와 방열 기판은 LED의 열을 외부로 방출하여 LED의 온도를 낮추어 광 효율을 개선한다.

이와 같은 LED 모듈 구조는 LED 구동 시 발생하는 열이 열전달 속도가 느린 인쇄 회로 기판을 거쳐 방열 기판에 전달되므로 방열 효과가 미비할 뿐만 아니라 이로 인해 LED의 광 특성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 실리콘 서브 마운트, 알루미늄 슬러그, 방열 기판 등 광 모듈을 제작하기 위한 부품 수 및 작업 공정이 증가되어 시간적으로나 경제적으로 제조비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.

또한, 알루미늄 슬러그(308) 내부에 위치하는 실리콘 서브 마운트의 전극 배선(304)을 외부 전극과 연결하기 위해 와이어 본딩을 실시할 경우 구조적인 위치 및 협소한 서브 마운트 상의 전극 배선(304)에 의해 공정 수율이 낮아져 비용이 높아지는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 기판의 관통홀에 금속막을 형성하고 금속막 위에 발광 소자를 접합하여 방열 특성을 개선할 뿐만 아니라 광 모듈을 소형화 및 슬림화할 수 있도록 한 광 모듈 및 그 제조 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기판의 일면에 형성된 제1그루브와; 상기 제 1그루브에 형성된 도전성 금속과; 상기 제1그루브의 위치에 대응하는 기판의 타측면에 형성되어 상기 도전성 금속을 노출시키는 제 2그루브와; 상기 제 2그루브에 노출된 상기 도전성 금속에 접합된 발광 소자를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 소정 깊이로 실리콘 기판의 일면을 일부 식각하여 제1그루브를 형성하는 단계와; 상기 제1그루브에 도전성 금속을 형성하는 단계와; 상기 제1그루브에 형성된 도전성 금속을 노출시키도록 상기 제1그루브가 형성된 영역의 실리콘 기판 타측면을 식각하여 제2그루브를 형성하는 단계와; 상기 제2그루브의 노출된 도전성 금속 위에 발광 소자를 접합하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예에서 실리콘 기판의 뒷면에 그루브(Groove)를 형성하여 금속막을 형성하고, 상기 금속막이 나타나는 깊이로 실리콘 기판의 앞면을 식각하여 그루브를 형성하고 발광 소자를 그루브 내의 금속막 위에 접합한 광 모듈의 구조를 설명한다.

도 3의 a는 본 발명의 실시 예에 따른 광 모듈의 구조를 보인 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 습식 식각을 통해 실리콘 기판(302)의 뒷면에 제1그루브(307a)와 제2그루브(307b)가 형성되어 있고, 전기 도금 기술에 의해 제1그루브(307a)와 제2그루브(307b)에 열전도 특성이 우수한 금속막이 형성되어 있다. 제1그루브와 제2그루브에 대응하는 실리콘 기판(302)의 앞면은 금속막을 노출시키도록 습식 식각되어 제3그루브(308a)와 제4그루브(308b)가 형성된다. 제3그루브(308a)의 주변에 반사도가 우수한 미러 금속(309)이 형성되고, 제3그루브(308a)의 금속막 위 에 발광 소자(301)가 접합되며 발광 소자(301)의 전극과 제4그루브(308b)의 금속막 표면이 와이어(312) 본딩되어 있다. 그리고 제3그루브(308a)에 충진재가 채워져 발광 소자(301)를 보호하는 구조를 보인다.

상기 제1그루브(307a)의 금속막은 발광 소자(301)의 발열을 외부로 방출하고, 제3그루브(308a)의 미러 금속(309)은 발광 소자(301)의 광의 방향을 전면으로 집중시키며, 제4그루브(308b)의 금속막 표면은 발광 소자(301)의 상면 전극과 와이어(312) 본딩하여 발광 소자(301)의 하단 금속막과 절연된 다른 전극 배선에 연결한다.

즉, 상기 구조를 통해 알 수 있듯이 본 발명은 실리콘 기판의 앞면과 뒷면에 그루브를 형성하여 관통 홀(Through Hole) 모양의 공동을 형성하고 실리콘 기판 뒷면의 그루브 내에 금속막을 형성하고 금속막 위에 발광 소자를 접합한 것을 주요 특징으로 한다. 이때, 발광 소자는 전도성 페이스트에 의해 금속막 위에 접합된다.

또한, 실리콘 기판 앞면의 그루브 주변에 반사도가 우수한 미러 금속을 형성하고, 발광 소자를 접합한 금속막과 절연된 금속막을 그루브 측면에 형성하여 발광 소자의 상면 전극을 와이어 본딩한 것을 부가적인 특징으로 한다. 이때, 발광 소자는 톱-다운(top-down) 방식의 LED로 발광 소자의 하면 전극과 관통 금속을 접합하고, 발광 소자의 상면 전극과 측면 금속을 와이어 본딩한 구조이다.

이상과 같은 광 모듈의 구조는 습식 식각을 이용하여 그루브를 기판의 양면 동일 영역에 형성하여 관통홀을 구성한 것으로, 각 그루브를 이루는 실리콘 기판의 식각면이 경사를 가지므로 실리콘 기판 앞면의 그루브 주변에 미러 금속을 형성하 면 발광 소자의 측면에서 방출되는 광을 반사하여 발광 효율을 높일 수 있다.

광 모듈의 제조 과정에서 습식 식각만을 이용하지 않고 습식 식각과 건식 식각을 이용하여 관통 홀을 형성할 때 건식 식각을 이용하여 실리콘 기판 후면에 수직한 그루브를 형성하고, 습식 식각을 이용하여 실리콘 기판 전면에 경사를 가진 그루브를 형성하여 관통 홀을 형성한 구조를 설명한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 광 모듈의 구조를 보인 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 건식 식각된 실리콘 기판의 뒷면에 제1그루브(317a)와 제2그루브(317b)가 형성되어 있고, 전기 도금 기술에 의해 제1그루브(317a)와 제2그루브(317b)에 열전도 특성이 우수한 금속막이 형성되어 있다. 제1그루브(317a)와 제2그루브(317b)에 대응되는 실리콘 기판의 앞면은 금속막을 노출시키도록 습식 식각되어 제3그루브(318a)와 제4그루브(318b)가 형성된다. 제3그루브(318a)의 주변에 반사도가 우수한 미러 금속(309)이 형성되어 있고, 제3그루브(318a)의 금속막 위에 발광 소자(301)가 접합되어 있다. 그리고 발광 소자(301)의 전극과 제4그루브(318b)의 금속막 표면은 와이어(312) 본딩되어 있다. 제3그루브(318a)에는 충진재가 도포되어 발광 소자(301)를 보호하는 구조를 보인다.

이제 도 3에 도시한 일 실시 예의 광 모듈을 반도체 공정 수순에 따라 상세히 설명한다. 여기서, 톱-다운형 LED를 발광 소자로 이용한 광 모듈의 제조 과정을 보인다.

도 5a내지 도 5j는 본 발명 일 실시예의 제조과정을 도시한 수순단면도로서, 이를 통해 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 여기서는 KOH 습식 식각을 이용하여 관통 홀을 형성하는 경우를 예를 들어 설명한 것이다.

먼저, 도 5a에 도시한 바와 같이 벌크 마이크로 머시닝(Bulk Micromachining) 기술을 사용하여 실리콘 기판(402)을 이방성 습식 에칭하기 위한 식각 마스크(403)를 패터닝한다. 식각 마스크(403)는 그루브를 만들기 위한 식각 공정에 사용되며 반드시 식각할 부분과 식각으로부터 보호해야 하는 부분을 구분한다. 이때 사용하는 식각 마스크는 습식 식각할 때 장시간 동안 마스크로 사용할 수 있는 물질이어야 하므로 특성이 우수한 실리콘 질화막이 사용될 수 있다. 그리고 사용하는 실리콘 기판(402)은 N 형의 0.01~0.1ohm/cm 범위의 저항(Resistivity)을 갖는 [100] 오리엔테이션(Orientation) 단결정 기판을 사용하고, 두께는 100um~1000um가 적당하다.

그다음, 도 5b에 도시한 바와 같이 벌크 마이크로 머시닝 기술을 사용하여 실리콘 기판(402)을 이방성 습식 식각하여 관통 금속 형성을 위한 제1그루브(404a)와 제2그루브(404b)를 형성한다. 이때, 제1그루브(404a)와 제2그루브(404b)의 깊이는 효율적인 관통 금속 형성을 위해 50um~200um로 하고, 실리콘 이방성 식각 용액으로는 KOH 용액, TMAH(Tetra Methyl Ammonium Hydroxide), EDP(Ethylenediamine Pyrocatechol) 용액을 사용한다.

그 다음, 도 5c에 도시한 바와 같이 그루브를 만들기 위하여 식각 마스크(403)로 사용된 물질을 습식 식각 방법에 의해 제거한다.

그 다음, 도 5d에 도시한 바와 같이 발광 소자의 하면 전극과 전기적으로 연결될 전극의 시드 금속(seed metal) 및 관통 금속과 발광 소자의 상면 전극과 전기 적으로 연결될 시드 금속 및 관통 금속을 서로 절연하기 위해 절연층(405)을 형성한다. 이때, 절연층(405)은 도 5g의 제3그루브(414a) 및 제4그루브(414b)를 형성하기 위한 실리콘 이방성 습식 에칭시 식각 마스크 역할도 함께 수행할 수 있는 물질을 선택함으로써 1회의 증착 작업 및 한 가지 물질만으로 절연층 및 식각 마스크 기능을 할 수 있으므로 제조공정을 더욱 단순화할 수 있다. 이러한 절연층(405) 및 에칭 마스크(405)로 동시에 사용 가능한 물질로는 실리콘 질화막과 실리콘 산화막 등이 있으며 특히, LPCVD방법으로 증착한 실리콘 질화막은 절연특성이 우수할 뿐만 아니라 장시간 동안 에칭 마스크로 사용할 수 있으므로 더욱 바람직하다.

상기 절연층(405)을 형성한 후, 도 5e에 도시한 바와 같이 제1그루브와 제2그루브에 관통 금속을 형성하기 위한 시드 금속(406a, 406b)과 관통 금속(407a, 407b)을 형성한다. 상기 시드 금속(406a, 406b)은 전기적 특성이 우수해야 할 뿐만 아니라 절연층(405)과 접착력(adhesion)도 우수해야 한다. 일반적으로 절연층(405)인 실리콘 질화막과 접착력이 우수한 타이타늄(Ti), 크롬(Cr)등을 접착층(adhesion layer)으로 사용하며 또한, 전기적 특성이 좋으면서 반도체 공정으로 쉽게 증착할 수 있는 시드 금속(406a, 406b)의 대표적인 물질로써 금(Au), 구리(Cu)를 사용한다.

상기 시드 금속(406a, 406b) 형성 후 관통 금속(407a, 407b)을 형성하며, 필요 시 형성된 관통 금속(407a, 407b)을 연마(polishing)하여 평탄화하여야 한다. 특히, 관통 금속(407a, 407b)은 발광 소자 구동 시 발생하는 열을 잘 방출 할 수 있도록 열전달 효율이 우수하여야 할 뿐만 아니라, 발광 소자 구동을 위하여 외부 에서 인쇄 회로 기판(미도시)에 인가된 전류가 관통 금속(407a, 407b)을 통하여 발광 소자(401b)의 N-전극 및 P-전극과 각각 전기적으로 연결되므로 전기적 특성도 우수하여야 한다. 이러한 관통 금속(407a, 407b)을 위한 물질로서 금(Au), 구리(Cu)를 사용하며 전기도금 방법으로 형성한다.

관통 금속(407a, 407b)은 후 공정 중 모듈의 부품을 결합할 때 고온에 노출 되는데 이때, 접착층(adhesion layer)인 Ti나 Cr이 Au로 확산(diffusion) 되어 Au의 전기적 특성이 감소하게 되므로 이를 방지 하고자 Ti, Cr의 접착층과 Au 사이에 백금(Pt), 니켈(Ni)등의 확산 방지 층(diffusion barrier layer)을 더 사용할 수 있다. 시드 금속(406a, 406b)과 관통 금속(407a, 407b)을 이루고 있는 앞서 서술한 금속들은 반도체 공정에서 이미 물성의 신뢰성이 입증된 스퍼터링(sputtering) 방법이나, 이-빔 기상 증착(E-beam evaporation) 방법을 이용하여 Ti/Pt/Au 또는 Cr/Ni/Au 구조의 금속막(406a, 407a)을 순서대로 증착하고 리프트 오프 방법으로 패턴을 형성 할 수 있다.

관통 금속(407a, 407b)을 형성한 다음, 도 5f에 도시한 바와 같이 제3그루브(414a) 및 제4그루브(414b)를 형성하기 위해 관통 금속(407a, 407b)이 형성된 후면의 반대면인 실리콘 기판(402)의 상면에 관통 금속 형성을 위한 제1그루브(404a)와 제2그루브(404b)를 형성 시와 동일한 방법으로 식각 마스크(405)를 패터닝한다.

그 다음, 도 5g에 도시한 바와 같이 벌크 마이크로 머시닝 기술을 사용하여 실리콘 기판(402)을 이방성 습식 식각하여 발광 소자가 위치하는 제3그루브(414a)와 제4그루브(414b)를 형성한다. 또한, 제3그루브(414a)및 제4그루브(414b)는 절연 층(405)이 노출 될 때까지 습식 식각하여야 하며, 노출된 절연층(405)은 도 5h에 도시한 바와 같이 건식식각(dry etching) 방법으로 제거하여 시드 금속(406a, 406b)이 노출되도록 한다.

제3그루브(414a)의 시드 금속(406a) 중심에는 발광 소자가 접합되는데 제3그루브(414a)의 경사면은 발광 소자 구동시 발광 소자 측면에서 방출하는 광을 효율적으로 반사해야 한다. 또한, 제3그루브(414a)의 바닥면은 발광 소자 구동시 발생하는 열을 시드 금속(406a)과 관통 금속(407a)으로 전달하여 효율적으로 외부로 방출해야 한다.

제3그루브(414a)를 형성하고 절연층(405)을 식각한 다음, 도 5i에 도시한 바와 같이 발광 소자에서 방출되는 광의 효율을 높이기 위하여 발광 소자 부품이 결합될 제3그루브(414a)의 경사면에 반사막(409) 금속을 형성한다. 반사막(409)은 제3그루브(414a)의 경사면과 접착력이 우수한 접착층(adhesion layer)과 발광 소자의 광을 효율적으로 반사하는 반사 효율이 우수한 미러층(mirror layer)으로 구성되며, 미러층의 반사 효율을 높이고자 접착층과 미러층 사이에 확산 방지층(diffusion barrier layer)을 형성한다. 확산 방지층은 후 공정에서 100~400도의 고온에 노출 시 접착층 물질이 미러층 물질로 확산되는 것을 방지하여 미러층의 반사 효율이 저하됨을 예방한다. 이러한 반사막 금속으로는 접착층에 타이타늄(Ti), 크롬(Cr)을 사용하고, 확산 방지층에 백금(Pt), 니켈(Ni)을, 미러층에 실버(Ag), 알루미늄(Al)을 사용한다. 반사막에 서술한 금속들은 반도체 공정에서 이미 물성의 신뢰성이 입증된 스퍼터링(sputtering) 방법이나, 이-빔 기상 증착(E-beam evaporation) 방법을 이용하여 Ti/Pt/Ag 또는 Cr/Ni/Al 구조의 반사막을 순서대로 증착하고 리프트 오프 방법으로 패턴을 형성할 수 있다.

이상과 같이 제작된 실리콘 서브마운트에 도 5j에 도시된 바와 같이 제3그루브(414a) 중심에 발광 소자(401b)를 전도성 접착제(411)로 접합하여 발광 소자(401b)의 후면 전극(401a)과 관통 금속(407a)이 서로 전기적으로 연결되게 한다. 또한, 발광 소자의 상면 전극(401b)과 제2그루브(404b)의 관통 금속(407b)이 전도성 와이어(412)에 의해 전기적으로 연결된다.

이와 같이 외부 회로에서 인쇄 회로 기판(미도시)에 인가된 전압은 제1,2그루브(404a, 404b))의 관통 금속(407a, 407b)을 통하여 발광 소자(401b)의 전극에 인가되어 발광 소자(401b)를 구동한다. 그리고 발광 소자(401b)가 위치한 제3그루브(414a)에 형광체 또는 실리콘 젤이나 투광성이 우수한 에폭시를 충진하고 발광 소자(401b)에서 방출된 광의 분포를 제어하기 위한 렌즈시트를 집적하여 칩 단위로 다이싱(Dicing)하고 인쇄 회로 기판에 전도성 접착제를 사용하여 접합함으로써 광 모듈을 완성한다.

이상과 같은 광 모듈의 제조 과정은 관통 홀을 구비하는 실리콘 기판을 이용하여 광 모듈을 제작하는 방법으로 반도체 공정에 의해 관통 홀에 반사판과 방열 소자가 집적된다. 광 모듈을 구성하는 실리콘 서브 마운트는 반도체 공정에 의해 제작되고 발광 소자는 실리콘 서브 마운트에 접합하여 광과 열을 관통 홀의 반사판과 방열 소자에 의해 외부로 방출하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 실리콘 서브 마운트는 반도체 공정의 벌크 마이크로 머시닝 기술에 의해 소형화, 슬림화로 제작되어 발광 소자의 광 특성을 향상시킬 뿐만 아니라 광 모듈을 소형화, 슬림화하고 광 모듈의 제작 과정을 단순화할 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 관통 홀에 열 전도 특성이 우수한 금속막을 형성하여 방열 소자를 집적함으로써 발광 소자와 금속막을 직접 접합하여 발광 소자의 열을 외부로 신속하게 방출하여 발광 효율을 높이는 효과가 있다.

또한, 관통 홀의 경사면에 반사 특성이 우수한 반사막을 형성하여 광 모듈의 반사판을 집적함으로써 발광 소자의 측면 광을 반사하여 도광판으로 입사시킴으로써 발광 소자의 광을 소정 방향으로 집속하여 광 출력을 높이는 효과가 있다.

또한, 반도체 공정의 벌크 마이크로 머시닝 기술 및 미세 가공 기술을 이용함으로써 광 모듈의 구성 부품을 실리콘 기판의 관통 홀에 작고 슬림한 구조로 집적하여 광 모듈을 소형화, 슬림화하여 제작하는 효과가 있다.

Claims (14)

1. 기판의 일면에 형성된 제1그루브와;

   상기 제 1그루브에 형성된 도전성 금속과;

   상기 제1그루브의 위치에 대응하는 기판의 타측면에 형성되어 상기 도전성 금속을 노출시키는 제 2그루브와;

   상기 제 2그루브에 노출된 상기 도전성 금속에 접합된 발광 소자를 포함하여 구성되며,

   상기 도전성 금속은

   상기 제1그루브에 형성된 접착층과;

   상기 접착층 위에 증착된 시드 금속층과;

   상기 시드 금속층 상에 열전도도가 높은 물질로 형성된 관통 금속을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광 모듈.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 제2그루브는 발광 소자의 광을 외부로 반사하기 위한 경사 측면을 가진 것을 특징으로 하는 광 모듈.
4. 제3항에 있어서, 상기 제2그루브의 측면은 광 반사 효율이 높은 반사막이 형성된 것을 특징으로 하는 광 모듈.
5. 제4항에 있어서, 상기 반사막은

   제2그루브의 측면에 접착된 접착층과;

   광을 반사하는 미러층과;

   상기 접착층의 물질이 상기 미러층으로 확산하지 않도록 하는 확산 방지층으로 구성된 것을 특징으로 하는 광 모듈.
6. 제1항에 있어서, 상기 접합된 발광소자를 포함하는 구조물 상부에 형광체, 실리콘 젤 또는 에폭시 막이 형성된 것을 특징으로 하는 광 모듈.
7. 제1항에 있어서, 상기 발광소자의 발광면 전면에 배치된 렌즈 시트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광 모듈.
8. 제1항에 있어서, 상기 발광소자는 수직형 소자로서 그 일측면이 접합면의 도전성 금속과 전기적으로 연결되고, 타측면의 전극은 인접하며 발광소자가 형성되지 않은 제 2그루브에 노출된 도전성 금속과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
9. 소정 깊이로 실리콘 기판의 일면을 일부 식각하여 제1그루브를 형성하는 단계와;

   상기 제1그루브에 도전성 금속을 형성하는 단계와;

   상기 제1그루브에 형성된 도전성 금속을 노출시키도록 상기 제1그루브가 형성된 영역의 실리콘 기판 타측면을 식각하여 제2그루브를 형성하는 단계와;

   상기 제2그루브의 노출된 도전성 금속 위에 발광 소자를 접합하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 모듈 제조 방법.
10. 제 9항에 있어서, 상기 제1그루브의 깊이는 50um~200um인 것을 특징으로 하는 광 모듈 제조 방법.
11. 제9항에 있어서, 상기 제1그루브, 도전성 금속, 제2그루브를 포함하는 구조물을 기판 상에 적어도 2개 이상 형성하며, 소정 구조물의 도전성 금속에 일측 전극이 연결되도록 발광소자를 접합한 후, 상기 발광소자의 연결되지 않은 타측 전극을 인접한 제2그루브에 노출된 도전성 금속과 와이어 본딩 방식으로 연결하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광 모듈 제조 방법.
12. 제9항에 있어서, 상기 제2그루브를 형성하는 단계는 상기 제2그루부의 측면에 반사막을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광 모듈 제조 방법.
13. 제9항에 있어서, 상기 발광소자가 접합된 구조물 상부에 발광소자를 보호하 는 형광체, 실리콘 젤 또는 에폭시의 보호층을 더 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광 모듈 제조 방법.
14. 제9항에 있어서, 상기 접합된 발광소자의 전면에 광을 집광하기 위한 렌즈 시트를 배치하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광 모듈 제조 방법.

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