KR101785533B1 - 발광패키지 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

발광패키지의 제조공정이 개시된다. 특히 본 발명은 캐리어 기판 상에 다수의 칩 수용홈이 마련되는 구조의 수지격벽 구조물을 배치하는 단계와, 상기 칩 수용홈에 상기 수지격벽 구조물과 이격되도록 반도체구조물을 안착하는 단계, 상기 칩 수용홈에 파장변환물질을 주입하여 상기 반도체구조물을 매립하는 파장변환부를 구현하는 단계 및 상기 수지격벽 구조물을 커팅하여 상기 반도체구조물을 분리형성하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

발광패키지 및 그 제조방법{Lighting package and Fabricating method of the same}
본 발명의 실시예들은 제조공정을 효율화할 수 있는 발광패키지의 제조공정 및 그 결과물에 대한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 화합물 반도체(compound semiconductor)의 PN 다이오드 형성을 통해 발광원을 구성함으로써, 다양한 색의 광을 구현할 수 있는 일종의 반도체 소자를 말한다. 이러한 발광 소자는 수명이 길고, 소형화 및 경량화가 가능하며, 저전압 구동이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 이러한 LED는 충격 및 진동에 강하고, 예열시간과 복잡한 구동이 불필요하며, 다양한 형태로 기판이나 리드 프레임에 실장 한 후, 패키징할 수 있어서 여러 가지 용도로 모듈화할 수 있다.
이러한 패키지 구조물은, 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)용 칩스케일 패키지(CSP, Chip Scale Package)의 구조가 각광을 받고 있다.
도 1은 종래의 백색 발광다이오드장치 제조방법을 설명하기 위한 도면으로서, 상기 대한민국 등록특허 제1352967호를 참조한 것이다.
먼저, 도 1a에서와 같이, 도전성 범프(11)가 제1시트(1)에 부착되도록 청색 계열의 빛을 방출하는 발광다이오드칩(10)을 제1시트(1) 상에 적절한 간격으로 복수개 설치한 후 외곽에 발광다이오드칩(10)보다 높은 스페이서(3)를 설치한다.
다음에, 도 1b에서와 같이, 스페이서(3) 내의 칩 배열영역이 채워지도록 디스펜서(dispenser)를 이용하여 경화형 액상 형광 수지조성물(20)을 도포한다. 이러한 공정을 디스펜싱(dispensing) 공정이라 하며, 이 때, 경화형 액상 형광 수지조성물(20)로는 황색계열을 방출하는 형광체 입자가 분산되어 있는 투명수지가 사용되고, 스페이스(3) 내의 칩 배열영역이 채워지도록 충분한 양이 도포된다.
이어서, 도 1c에서와 같이, 스페이서(3) 상에 제2시트(2)를 부착시킨 후 적절한 가압력을 작용시킴으로써, 도전성 범프(11)에 의해서 발광다이오드 칩(10)과 제1시트(1) 사이의 들떠 있는 틈으로 경화형 액상 형광 수지조성물(20)이 흘러들어가 채워지도록 함과 동시에 경화형 액상 형광 수지조성물(20)의 높이가 스페이서(3)의 높이에 준하여 평평하게 되도록 레벨링(leveling)시킨다.
다음에, 도 1d에서와 같이, 열이나 자외선 등 적절한 방법을 동원하여 경화형 액상 형광 수지조성물(20)을 경화시킴으로써 형광수지(21)를 얻는다.
이어서, 도 1e에서와 같이, 다이싱 장치를 이용하여 형광수지(21)를 절단함으로써 도 1f에서와 같은 발광다이오드장치(30)를 얻는다. 이 때 제1시트(1)와 제2시트(2)는 상기 다이싱 과정의 전이나 후에 상황에 맞춰 적절한 때에 제거된다.
발광다이오드칩(10)은 청색계열의 빛을 방출하고, 형광수지(21)는 발광다이오드칩(10)에서 방출되는 청색계열의 빛 일부에 의해서 여기되어 황색계열의 빛을 방출하기 때문에, 결과적으로 형광수지(21)를 통과하여 나오는 빛은 청색계열과 황색계열의 빛이 중첩되어 전체적으로 외부에서 볼 때 백색광이 된다.
이 때, 형광수지(21)의 두께에 따라 그 안에 포함되어 있는 형광체 입자의 양이 다를 것이므로 백색광의 구현은 형광수지(21)의 두께에 의해 영향을 받는다. 따라서 발광다이오드칩(10)의 둘레에서 형광수지(21)의 두께(t)가 일정하게 되도록 절단되어야 해당 다이싱 공정에서 얻어지는 발광다이오드장치(30)의 백색광 효율이 개별적으로 일정하여 제품의 신뢰도가 향상된다.
그런데, 상술한 종래의 발광다이오드장치 제조방법에 따르면, 형광수지(21)가 경화되어 있다고는 하지만 이는 고분자 수지로서 다소 무른 감이 있기 때문에 절단 과정에서 편차가 발생하여 발광다이오드칩(10)의 측면에서 형광수지(21)의 두께(t)가 일정치 않는 문제가 발생하고, 또한 형광수지(21)의 절단과정에서 발생하는 톱밥과 같은 미세 부스러기가 발광다이오드장치에 묻은 상태로 존재하여 발광특성이 저하될 우려도 많다.
뿐만 아니라, 디스펜싱과 레벨링 공정 당시에 경화형 액상 형광 수지조성물(20)이 발광다이오드칩(10) 주위에 골고루 흘러들어갈 수 있도록 하기 위해서는 경화형 액상 형광 수지조성물(20)의 점도가 어느 정도 낮아야 하기 때문에, 상기 디스펜싱과 레벨링 공정 중에 형광체 입자가 중력 등에 의한 침강으로 경화형 액상 형광 수지조성물(20) 내에서 불균일하게 분포되어 형광체 입자의 밀도가 낮은 곳에서 백색광 구현이 제대로 이루어지지 않는 문제가 발생한다.
아울러 종래의 이러한 제조방식은 공정 단계가 복잡하고 공정 수가 많아 택타임(tact time)이 늘어가 공정효율이 저하되는 문제도 있다.
대한민국 등록특허 제1352967호
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명에서는, 칩사이즈스케일(CSP) 구조의 발광패키지의 구조나, 발광다이오드칩과 같은 반도체 구조물이 적어도 두개이상 구비되는 패키지의 구조를 구현하는경우, 메쉬 타입의 격벽구조물에 반도체 구조물을 어라인하고, 형광물질층을 투입하고 절단하는 공정만으로, 발광패키지를 구현할 수 있도록 하여, 제조공정의 효율을 극대화할 수 있는 제조공정을 구현할 수 있도록 한다.
특히, 상술한 제조공정에서 격벽구조물의 구조 및 재질을 다르게 설정하는 경우, 색편차를 제어하여 측면부의 빛샘현상을 현저하게 절감할 수 있는 고효율 구조의 발광패키지를 구현할 수도 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시예에서는, 캐리어 기판 상에 다수의 칩 수용홈이 마련되는 구조의 수지격벽 구조물을 배치하는 단계; 상기 칩 수용홈에 상기 수지격벽 구조물과 이격되도록 반도체구조물을 안착하는 단계; 상기 칩 수용홈에 파장변환물질을 주입하여 상기 반도체구조물을 매립하는 파장변환부를 구현하는 단계; 및 상기 수지격벽 구조물을 커팅하여 상기 반도체구조물을 분리형성하는 단계;를 포함하는 발광패키지의 제조방법을 제공할 수 있도록 한다.
또한, 상술한 제조공정 중, 상기 수지격벽 구조물을 배치하는 단계는 단일 재료의 레진을 이용하여 내부에 다수의 칩 수용홈이 상호 이웃하게 정렬되는 메쉬타입의 구조로 구현하는 단계로 구현할 수 있다.이 경우, 상기 수지격벽 구조물은 EMC(Epoxy Mold Cpmpound)를 포함하는 물질로 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 제조공정은 상기 수지격벽 구조물은 적어도 2 이상의 레진을 이용하여, 이중 구조의 레진부를 구현하며, 내부에 다수의 칩 수용홈이 상호 이웃하게 정렬되는 구조로 구현하는 단계로 구현할 수 있다. 이 경우 상기 레진부를 구현하는 것은, 상기 파장변환부의 측면부에 일측면이 접촉하는 제1레진부와, 상기 제1레진부와 타측면이 접촉하는 제2레진부를 포함하며, 상기 제1레진부와 상기 제2레진부는 반사율 또는 굴절률이 서로 다게 구현하는 단계로 구성할 수 있다.
나아가, 상기 수지격벽구조물을 커팅하는 것은, 적어도 2 이상의 반도체구조물이 상호 인접하여 배치되는 구조로 수지 격벽구조물을 절단하는 단계로 구현할 수 있다.
상술한 제조공정에 따라 제조되는 발광패키지는 일면에 리드(112, 114)를 포함하는 반도체구조물(110); 상기 반도체구조물(110)의 상기 일면을 제외한 표면에 접촉하는 구조로 배치되는 파장변환부(120); 및 상기 파장변환부(120)의 측면에 접촉하는 구조로 배치되며, 상기 파장변환부의 높이 이상의 높이를 가지는 격벽부를 포함하며, 상기 반도체구조물은은 상호 인접하는 적어도 둘 이상이 배치되며, 상기 반도체구조물 사이를 상기 격벽부로 구획되는 구조로 구현될 수 있다.
나아가, 상기 격벽부는, 상기 반도체구조물의 높이 이상의 높이를 가지며, 상기 격벽부의 상부면이 첨부를 구비하는 비평탄구조로 구현할 수 있다.
또한, 상기 격벽부는, 상기 반도체 구조물 높이 이상의 높이를 가지며, 상기 격벽부의 두께가 상부에서 하부로 갈수록 커지는 구조로 구현될 수 있다.
또는, 상기 격벽부는, 상기 파장변환부의 측면부에 일측면이 접촉하는 제1레진부와, 상기 제1레진부와 타측면이 접촉하는 제2레진부를 포함하는 이중구조로 구현되며, 상기 제1레진부와 상기 제2레진부는 반사율 또는 굴절률이 서로 다게 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 칩사이즈스케일(CSP) 구조의 발광패키지의 구조나, 발광다이오드칩과 같은 반도체 구조물이 적어도 두개이상 구비되는 패키지의 구조를 구현하는경우, 메쉬 타입의 격벽구조물에 반도체 구조물을 어라인하고, 형광물질층을 투입하고 절단하는 공정만으로, 발광패키지를 구현할 수 있도록 하여, 제조공정의 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
특히, 격벽구조물의 구조 및 재질을 다르게 설정하는 경우, 색편차를 제어하여 측면부의 빛샘현상을 현저하게 절감할 수 있는 고효율 구조의 발광패키지를 구현할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 종래의 발광패키지의 제조공정을 도시한 공정도이다.
도 2는, 본 발명의 실시예에 따른 발광패키지의 제조공정의 순서도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발광패키지의 제조공정의 개념도를 도시한 것이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제조공정에 의해 제조되는 발광패키지의 다양한 구조를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제조공정에 의해 제조되는 다른 구조의 발광패키지를 예시한 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대해 중복설명은 생략한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발광패키지의 제조공정의 순서도(이하, '본 제조공정'이라 한다.)의 단면개념도 이며, 도 3은 도 2의 순서도에서의 공정 요부를 설명하기 위한 요부 개념도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 제조공정은 캐리어 기판 상에 다수의 칩 수용홈이 마련되는 구조의 수지격벽 구조물을 배치하는 단계(S 1), 상기 칩 수용홈에 상기 수지격벽 구조물과 이격되도록 반도체구조물을 안착하는 단계(S 2), 상기 칩 수용홈에 파장변환물질을 주입하여 상기 반도체구조물을 매립하는 파장변환부를 구현하는 단계(S 3) 및 상기 수지격벽 구조물을 커팅하여 상기 반도체구조물을 분리형성하는 단계(S 4)를 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 수지격벽 구조물(200)을 배치하는 S 1단계는, 도 3에 도시된 것과 같이, 내부에 칩 수용홈 구조가 형성되는 메쉬 타입의 구조물로 구현될 수 있다. 상기 칩 수용홈은 상호 인접하는 구조에서 균일한 간격과 크기를 가지는 홈 구조물로 구현할 수 있으며, 이는 추후 커팅 고정에서 균일한 두께와 높이, 구조를 가지는 패키지를 구현할 수 있도록 한다.
상기 수지격벽 구조물(200)은 도 3에 도시된 것과 같이, 제1방향의 제1격벽(210)과 상기 제1방향과 교차하는 방향인 제2방향으로 배치되는 제2격벽(220)의 교차구조로 구현될 수 있다. 상기 제1격벽과 상기 제2격벽은 상호 동일한 재질로 이루어지는 수지 조성물로 구현될 수 있으며, 제조공정의 편의성을 위해 접착성을 가지는 수지물질을 이용하는 것이 바람직하다. 이는 캐리어 기판 상에 수지 격벽구조물을 안착하여 공정을 진행하게 되는 점을 감안하여, 안정적인 안착 구조를 형성하기 위함이다. 일예로, 이러한 물질로는 EMC(Epoxy Mold Cpmpound)을 들 수 있다. 물론, 최종 결과물인 발광패키지의 광의 균일성 및 색편차를 조절하기 위해 실리콘 수지에 반사특성을 가지는 물질, 이를테면 이산화티타늄 등의 물질을 혼합하여 구현하는 것도 가능하다.
제조공정의 정밀도를 향상하기 위해서는, 제1격벽(210)과 제2격벽(220)의 교차 구조를 구현하고, 상호 교차부의 두께를 고르게 평탄화하는 작업을 거친 후, 캐리어 기판 상에 안착하는 공정으로 구현할 수 있다.
이후, 칩 수용홈에 상기 수지격벽 구조물과 이격되도록 반도체구조물을 안착하는 S 2 단계는, 도 3의 (a)에 도시된 것과 같이, 칩수용홈의 내벽과 균일한 간격을 가지도로 이격되게 반도체 구조물을 안착시키는 것이 바람직하다.
이는, 이격 공간에 파장변환물질을 주입하기 위함이며, 본 제조방법에 의해 구현되는 발광패키지의 경우, 반도체 구조물의 상부면과 측면을 상기 파장변화물질이 둘러싸는 구조의 파장변환부를 구비하는 구조로 구현될 수 있도록 하기 위함이다.
즉, 칩 수용홈에 파장변환물질을 주입하여 상기 반도체구조물을 매립하는 파장변환부를 구현하는 S 3단계의 과정이 이후 수행되게 된다.
도 4는 도 2의 본 제조공정에 의해 구현되는 발광패키지의 단면 개념도를 도시한 것이다. 도 4를 참조하면, 본 제조공정에 의해 제조되는 발광패키지의 상기 파장변환부(120)는 반도체구조물(110)의 상부 면과 측면 전체를 감싸는 구조로 밀착되게 배치될 수 있으며, 상기 파장변환부(120)는 반도체 구조물(110)에서 방출되는 단파장의 광을 장파장으로 변환하는 역할을 수행할 수 있도록 한다.
따라서, 본 제조공정의 S 3단계에서는, 반도체구조물(110)을 매립하는 구조로 파장변환물질층을 도포할 수 있도록 한다.
일례로는 상기 파장변환부(120)의 경우, 상기 반도체 구조물(110)이 청색 LED 칩인 경우, 파장변환부(120)는 청색 광을 백색광으로 변환할 수 있는 형광체가 포함된다. 이러한 형광체는 일반적으로 황색 형광체일 수 있으며, Red 광과 Green 광을 방출할 수 있는 각각의 적색 및 녹색 형광체가 혼합 형성될 수도 있다.
또한, 반도체 구조물(110)이 UV LED 칩인 경우에는 Blue, Green, Red 광을 방출할 수 있는 각각의 형광체가 혼합되어 백색광을 구현할 수도 있다.
이러한 파장변환층(120)은 상기 반도체 구조물(110) 상에 균일한 두께로 형성되므로, 광축을 따라 방출되는 광과, 광축과 소정의 각도를 가지고 방출되는 광 모두 파장변환층(200)을 통과하는 거리가 상대적으로 균일해지게 된다.
반도체 구조물의 상에 메니스커스(meniscus)형상으로 볼록한 반구형 형광층을 형성하는 구성하는 경우에는 광의 방출 각도에 따라 형광체를 통과하는 거리가 달라져 균일한 백색광을 구현하기 어려운 문제가 있으나, 본 발명에 따르면 균일한 두께의 파장변환부에 의해 광의 방출 각도에 관계없이 형광층을 통과하는 거리가 상대적으로 동일해져 색좌표가 균일한 백색광을 구현할 수 있다.
특히, 본 발명은, 상기 반도체구조물의 측면 파장변환부의 두께가 상기 반도체구조물의 상면부 두께의 60%~80%로 구현될 수 있도록 함이 바람직하다. 즉, 도 2의 구조에서 반도체구조물(110)의 상부 면에 배치되는 파장변환부의 두께는 30㎛ 내지 100㎛가 바람직하다. 이는, 파장변환부(120)의 두께가 30㎛ 이하인 경우에 는 방출된 광이 파장변환부를 통과하는 거리가 너무 짧아 백색광으로 변환되지 못하여 색좌표 및 연색성 구현이 어려운 문제가 있으며, 두께가 100㎛ 이상을 초과하는 경우에는 방출된 광이 파장변환부를 통과하는 길이가 너무 길어 광효율이 떨어지는 문제가 있기 때문이다.
따라서, 도 2의 제조공정에서 칩 수용홈의 폭은 반도체 구조물이 안착되는 경우, 상부면(도 4 (a)의 d1)과 측면부(도 4 (a)의 d2)가 30㎛ 내지 100㎛의 범위를 충족하도록 이격되는 것이 바람직하며, 이 경우, 칩 수용홈의 측면부와 반도체 구조물의 이격거리는 상부 이격거리의 60%~80%의 범위로 구현할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이후, 수지격벽 구조물을 커팅하여 상기 반도체구조물을 분리형성하고, 발광패지지로 완성한 S 4단계가 구현된다.
도 4는 S 4단계를 수행하되, 반도체 구조물을 하나 단위로 커팅하여 구현한 것을 예시한 것이다.
즉, 도 4의 구조도에서 수지격벽 구조물(200)은 단일 재료의 레진을 이용하여 내부에 다수의 칩 수용홈이 상호 이웃하게 정렬되는 메쉬타입의 구조로 구현하고, 이를 패키징 단위로 절단한다.
도 4는 절단 이후 구현되는 패키지의 구조로 측단면 개념도이다. 수지격벽 구조물(200)은 도 4(a) ~ (d)와 같이 단면의 형상이 다양하게 변형되어 구현될 수 있다.
일례로, 파장변환물질층이 칩 수용홈에 충진되는 경우, 미세한 폭으로 점성의 물질이 투입되는바, 일정한 표면장력이 발생하는 점을 감안하여, 도 4(b)와 같이 격벽부는, 상기 반도체 구조물 높이 이상의 높이를 가지며, 상기 격벽부의 두께가 상부에서 하부로 갈수록 커지는 구조로 구현할 수 있다.
또는, 상기 격벽부(200)의 형상을 도 4 (c)~(d)와 같이, 상기 반도체구조물의 높이 이상의 높이를 가지며, 상기 격벽부의 상부면이 첨부를 구비하는 비평탄구조로 구현할 수 있도록 할 수 있다. 특히, 도 4 (c), (d)와 같은 구조는 일정한 점도를 가지는 파장변환물질일 자연스럽게 첨부부분을 기준으로 평탄화한 구조로 안정화될 수 있도록 하며, 자연스럽게 반도체 구조물의 상부 방향의 폭을 넓혀 상부 방향으로의 광 추출율을 높일 수 있도록 할 수 있다.
도 5는 도 4과는 다른 실시예의 발광패키지의 구조를 도시한 것이다. 특히, 본 제조공정은 도 5와 같이 다수의 반도체 구조물이 연결된 구조의 패키지를 구현하는 데에 탁월한 공정효율을 구현할 수 있게 된다.
즉, 도 5의 구조는, 도 3의 공정도에서 수지격벽 구조물을 커팅하는 공정을 적어도 2 이상의 반도체구조물이 상호 인접하여 배치되는 구조로 수지 격벽구조물을 절단하도록 하여 구현할 수 있게 된다.
상호 인접하는 한 쌍 이상의 반도체 구조물이 연결되는 복수형 패키지 구조물을 별도의 제조공정을 부가하지 않고, 수지격벽 구조물을 절단 구조의 폭을 조절함으로서, 자연스럽게 구현할 수 있게 된다.
물론, 이 경우에도, 도 5(b)와 같이, 격벽의 폭을 하부로 갈수록 두껍게 가져가는 구조로 형성하여 충진효율을 높일 수 있도록 하며, 도 5(c) 및 (d)와 같이, 상부 형광체 층의 폭을 넓혀 추출효율을 강화할 수 있도록 구현할 수 있다. 이 경우, 격벽 상부의 첨부(221A~221C, 231A~231C)를 구비하는 구조로 격벽구조를 구현하는 경우, 형광물질의 표면장력에 따른 형상을 보완할 수 있게 되어, 형광체층의 상부면의 평탄화도를 더욱 안정적으로 구현할 수 있게 된다.
도 6은 본 제조방법의 다른 실시예에 따른 발광패키지의 구조를 도시한 것이다.
도 6의 구조는, 도 3에서 상술한 수지격벽 구조물의 구조를 단일 재료로 구현하는 것이 아니라 이중 구조로 구현하는 것을 예시한 것이다.
즉, 상술한 S 1의 단계에서, 상기 수지격벽 구조물은 적어도 2 이상의 레진을 이용하여, 이중 구조의 레진부를 구현하며, 내부에 다수의 칩 수용홈이 상호 이웃하게 정렬되는 구조로 구현할 수 있도록 한다.
이러한 구조는, 추후 파장변환물질층을 투입하여 반도체 구조물을 매립하는 경우, 파장변환부의 측면부에 일측면이 접촉하는 제1레진부(130)와, 상기 제1레진부와 타측면이 접촉하는 제2레진부(140)를 포함하는 구성으로 구현할 수 있도록r한다. 이러한 구조는, 상기 파장변환부(120)에서 측면파장변환부(122)에서 추출되는 광의 빛샘 현상을 방지할 수 있도록 하기 위해, 상기 제1레진부와 상기 제2레진부는 반사율 또는 굴절률이 서로 다게 구현할 수 있도록 한다. 본 실시예에 따른 상기 제1레진부(130)과 제2레진부(140)로 구성되는 수지격벽 구조물을 이하에서는 '색편차제어부'라고 정의한다.
구체적으로, 도 6의 실시예에 따른 발광패키지는, 일면에 리드(112, 114)를 포함하는 반도체구조물(110)과, 상기 반도체구조물(110)의 상기 일면을 제외한 표면에 접촉하는 구조로 배치되는 파장변환부(120) 및 상기 반도체구조물(110)의 측면에 배치되는 상기 파장변환부(120)의 측면부에 인접하여 배치되며, 상기 파장변환부의 측면부에 일측면이 접촉하는 제1레진부(130)와, 상기 제1레진부와 타측면이 접촉하는 제2레진부(140)를 포함하는 색편차제어부(C)를 구비하는 구성으로 구현될 수 있다.
또한, 그 외에, 반도체 구조물(110)의 측면에 배치되는 파장변환부(122; 이하, '측면 파장변환부'라 한다.)을 통해 출사되는 광이 존재한다.
이 경우, 측면 파장변환부를 경유하는 광이 유효하게 파장변환 과정을 거치고, 원하는 방향으로 광을 균일하게 유도하기 위해, 상기 파장변환부의 측면부에 일측면이 접촉하는 제1레진부(130)와, 상기 제1레진부와 타측면이 접촉하는 제2레진부(140)를 포함하는 색편차제어부(C)를 구비할 수 있도록 한다. 이를 통해 패키지 외부 측면으로 빛이 새어나가는 문제를 일소할 수 있도록 할 수 있다.
특히, 이 경우, 상기 파장변환부(120)를 경유하여 측면 부로 출사하는 측면 광이 경유하는 광경로에 배치되는 상기 제1레진부(130)와 상기 제2레진부(140)는 반사율 또는 굴절율이 서로 다르게 구현할 수 있도록 한다.
이 경우, 상기 제1레진부(130)는 상기 측면 파장변환부(122)를 통해 출사되는 광을 1차적으로 수용하는 구성으로, 투명실리콘으로 구현될 수 있으며, 수용된 광의 일부는 상부 방향으로 반사시키고, 일부는 제2레진층으로 통과시킨다.
이 경우, 상기 제2레진부(140)는 실리콘에 이산화티타늄을 포함하는 물질로 구현될 수 있으며, 유입된 광을 2차적으로 반사시킬 수 있도록 한다.
이러한 상이한 반사율과 굴절률을 가지는 이중 구조의 색편차제어부(C)의 구성은 기존의 단순 반사판 기능의 리플렉터 구조물과는 달리 빛샘 문제를 일소함과 동시에, 측면 부로 유입되는 광 경로에 따라 순차적으로 균일한 반사광을 전달할 수 있도록 해 균일한 색좌표를 가지는 백색광을 인가할 수 있도록 한다.
이를 위해, 제1레진부(130)의 굴절률과 반사율은, 제2레진부(140) 보다 작게 구현하는 것이 바람직하며, 이는 제2레진부(140)을 통해 유입되는 광강도가 현저하게 줄어드는 점을 감안하여 반사효율과 굴절율을 높이기 위함이다.
나아가, 도 6에 도시된 것과 같이, 본 발명에서의 상기 제1레진부(130) 및 상기 제2레진부(140)는, 상기 반도체구조물(110)의 측면에서 외부 방향으로 갈수록, 상기 반도체구조물(110)의 측면에서 상기 제1레진부(130)의 경계면까지의 수평 폭이 커지는 구조로 구현되는 것이 바람직하다.
즉, 제1레진부(130)는 하부 면에서 상부로 갈수록 폭이 넓어지는 입체구조로, 제2레진부(140)는 하부에서 상부로 갈수록 폭이 좁아지는 입체 구조로 구현하여, 반사율을 효율적으로 조절할 수 있도록 한다.
특히, 상기 제1레진부(110)와 상기 제2레진부(120)의 경계면이 곡률을 이루는 구조로 구현하는 경우 광 경로에 따른 반사율의 균일도를 더욱 높일 수 있다.
특히, 본 발명에서는 도 6에 도시된 상기 제2레진부는, 상기 반도체구조물(110)의 측면에서 상기 제2레진부(140)의 최외각부까지의 최대 폭이 100um 이상으로 구현하는 것이 바람직하다.
즉, 제1레진부(130)와 제2레진부(140)의 상호 접촉 계면(145)을 통해 중첩되는 최소 두께를 100um 이상으로 구현할 수 있도록 한다. 이는, 색편차제어부(C)의 두께가 100um 미만으로 구성되는 경우에는, 빛샘 현상을 원천적으로 방지할 수 없게 되기 때문이다.
또한, 본 제조방법에 의해 제조되는 발광패키지의 구조에서, 파장변환부의 구조의 경우, 상술한 바와 같이, 상기 반도체구조물의 측면 파장변환부의 두께가 상기 반도체구조물의 상면부 두께의 60%~80%로 구현될 수 있도록 함이 바람직하다. 즉, 도 5의 구조에서 반도체구조물(110)의 상부 면에 배치되는 파장변환부의 두께는 30㎛ 내지 100㎛가 바람직하다. 이는, 파장변환부(120)의 두께가 30㎛ 이하인 경우에 는 방출된 광이 파장변환부를 통과하는 거리가 너무 짧아 백색광으로 변환되지 못하여 색좌표 및 연색성 구현이 어려운 문제가 있으며, 두께가 100㎛ 이상을 초과하는 경우에는 방출된 광이 파장변환부를 통과하는 길이가 너무 길어 광효율이 떨어지는 문제가 있기 때문이다.
나아가, 반도체구조물(110)의 측면에 배치되는 파장변환부는 24㎛ 내지 80㎛의 범위로 구성하거나, 또는 18㎛ 내지 60㎛의 범위 내로 구성할 수 있도록 한다. 이는 반도체 구조물의 측면으로 출사되는 광은 수직 방향으로 출사되는 광에 대비하여 광의 경로가 상대적으로 길어지게 된다. 따라서, 파장변환부의 두께를 통과하는 광경로의 길이 차이가 발생하게 되는데, 측면부를 경사지게 통과하는 광의 경우 상부방향으로 통과하는 광에 비해 상대적으로 20~40% 정도 더 긴 경로를 통과하게 된다. 이에 따른 광 경로차를 보정하여 각도별 색 편차를 줄일 수 있도록 하기 위해, 측면부의 파장변환부의 두께를 상부면보다 얇게 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 파장변환부(120)는, 형광체와 실리콘계 수지의 고분자 혼합물로 구성될 수 있는데, 이 경우 형광체와 실리콘계 수지의 배합비가 1:2 이하로 혼합된 경우에는 형광체의 농도가 너무 묽어서 백색광으로 변환이 용이하지 않은 문제가 있으며, 형광체와 실리콘계 수지의 배합비가 1:3 이상으로 혼합된 경우에는 형광체의 농도가 너무 짙어서 광효율을 저하시킨다.
따라서, 본 발명에서는 형광체와 실리콘계 수지의 배합비가 1:(2~3)의 범위를 만족할 수 있도록 함이 바람직하다.
또한, 상기 고분자 혼합물은 실리콘계 수지, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 및 그 혼합물로 구성된 그룹에서 어느 하나가 선택될 수 있으나, 추후, 파장변환부의 상부에 배치되는 투명기판 등의 구조물을 고려한다면, 이들과의 접착성을 위하여 고접착성 실리콘계 투명수지가 선택되는 것이 바람직하다.
상술한 본 제조방법에 의해 제조되는 발광패키지의 경우, 다양한 구조 및 재질의 수지격벽 구조물을 이용하여 제조공정의 효율성을 높일 수 있도록 함은 물론, 광의 추출효율의 향상 및 색편차 보정을 통해 광균일도를 높일 수 있는 발광패키지를 구현할 수도 있게 된다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110: 반도체구조물
112, 114: 리드
120: 파장변환부
121: 상부면 파장변환부
122: 측면 파장변환부
130: 제1레진부
140: 제2레진부

Claims (10)

  1. 캐리어 기판 상에 다수의 칩 수용홈이 마련되는 구조의 수지격벽 구조물을 배치하는 단계;
    상기 칩 수용홈에 상기 수지격벽 구조물과 이격되도록 반도체구조물을 안착하는 단계;
    상기 칩 수용홈에 파장변환물질을 주입하여 상기 반도체구조물을 매립하는 파장변환부를 구현하는 단계; 및
    상기 수지격벽 구조물을 커팅하여 상기 반도체구조물을 분리형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 수지격벽 구조물은 적어도 2 이상의 레진을 이용하여 얻어진 이중 구조의 레진부를 포함하여 이루어지며, 상기 다수의 칩 수용홈은 상기 수지격벽 구조물의 내부에서 상호 이웃하게 정렬되는 구조로 구현되는 것을 특징으로 하는 발광패키지의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 다수의 칩 수용홈은 메쉬타입으로 배치되는 것을 특징으로 하는 발광패키지의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 수지격벽 구조물은 EMC(Epoxy Mold Cpmpound)를 포함하는 물질인,
    발광패키지의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 레진부는,
    상기 파장변환부의 측면부에 일측면이 접촉하는 제1레진부와, 상기 제1레진부와 타측면이 접촉하는 제2레진부를 포함하며,
    상기 제1레진부와 상기 제2레진부는 반사율 또는 굴절률이 서로 다르게 구현되는 것을 특징으로 하는 발광패키지의 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 수지격벽구조물을 커팅하는 것은,
    적어도 2 이상의 반도체구조물이 상호 인접하여 배치되는 구조로 수지 격벽구조물을 절단하는 단계인,
    발광패키지의 제조방법.
  7. 일면에 리드(112, 114)를 포함하는 반도체구조물(110);
    상기 반도체구조물(110)의 상기 일면을 제외한 표면에 접촉하는 구조로 배치되는 파장변환부(120); 및
    상기 파장변환부(120)의 측면에 접촉하는 구조로 배치되며, 상기 파장변환부의 높이 이상의 높이를 가지는 격벽부;
    를 포함하며,
    상기 격벽부는,
    상기 파장변환부의 측면부에 일측면이 접촉하는 제1레진부와, 상기 제1레진부와 타측면이 접촉하는 제2레진부를 포함하는 이중구조로 이루어지되,
    상기 제1레진부는 하부에서 상부로 갈수록 폭이 넓어지는 입체구조를 가지고 상기 제2레진부는 하부에서 상부로 갈수록 폭이 좁아지는 입체구조를 가지며, 상기 제1레진부와 상기 제2레진부의 경계면이 곡률을 이루는 것을 특징으로 하는 발광패키지.

  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 격벽부는,
    상기 반도체구조물의 높이 이상의 높이를 가지며,
    상기 격벽부의 상부면이 첨부를 구비하는 비평탄구조인,
    발광패키지.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 격벽부는,
    상기 반도체 구조물 높이 이상의 높이를 가지며,
    상기 격벽부의 두께가 상부에서 하부로 갈수록 커지는 구조인,
    발광패키지.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1레진부와 상기 제2레진부는 반사율 또는 굴절률이 서로 다르게 구현되는,
    발광패키지.
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