KR102025719B1 - 발광소자 패키지 및 그 제조방법 - Google Patents

발광소자 패키지 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102025719B1
KR102025719B1 KR1020130000946A KR20130000946A KR102025719B1 KR 102025719 B1 KR102025719 B1 KR 102025719B1 KR 1020130000946 A KR1020130000946 A KR 1020130000946A KR 20130000946 A KR20130000946 A KR 20130000946A KR 102025719 B1 KR102025719 B1 KR 102025719B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
emitting device
main surface
device package
semiconductor layer
Prior art date
Application number
KR1020130000946A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130105313A (ko
Inventor
박일우
유철준
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to US13/800,824 priority Critical patent/US20130240934A1/en
Publication of KR20130105313A publication Critical patent/KR20130105313A/ko
Priority to US15/391,283 priority patent/US10411175B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102025719B1 publication Critical patent/KR102025719B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/93—Batch processes
    • H01L24/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L24/96—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being encapsulated in a common layer, e.g. neo-wafer or pseudo-wafer, said common layer being separable into individual assemblies after connecting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
    • H01L21/568—Temporary substrate used as encapsulation process aid
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/04105—Bonding areas formed on an encapsulation of the semiconductor or solid-state body, e.g. bonding areas on chip-scale packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/19—Manufacturing methods of high density interconnect preforms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73267—Layer and HDI connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92—Specific sequence of method steps
    • H01L2224/922—Connecting different surfaces of the semiconductor or solid-state body with connectors of different types
    • H01L2224/9222—Sequential connecting processes
    • H01L2224/92242—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
    • H01L2224/92244—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a build-up interconnect
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/93—Batch processes
    • H01L2224/94—Batch processes at wafer-level, i.e. with connecting carried out on a wafer comprising a plurality of undiced individual devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지는, 반도체층의 적층 구조로 이루어져 서로 대향하는 제1 주면 및 제2 주면을 구비하는 발광적층체; 상기 제2 주면에 구비된 전극 상에 형성된 단자부; 상기 발광적층체의 상기 제2 주면에 형성되어 상기 단자부를 일부 노출시키는 몰드부; 및 상기 발광적층체의 제1 주면에 형성된 파장변환부;를 포함한다.

Description

발광소자 패키지 및 그 제조방법{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 발광소자 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
발광다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 화합물 반도체(compound semiconductor)의 PN 접합을 통해 발광원을 구성함으로써, 다양한 색의 빛을 구현할 수 있는 발광소자의 일종이다.
LED는 시그널 등(Light)에서 일반 조명용으로 그 용도가 급격하게 확장되고 있으며, 더 많은 광량을 방출하기 위해서 광 효율이 향상됨과 동시에 점차 그 크기가 커지는 추세이다. 반면, 다양한 방면으로 조명용으로서 LED의 용도가 확대됨에 따라 각 용도에 맞는 조명디자인의 자유도를 위해서는 패키지의 크기는 작아져야 한다.
그러나, 전통적인 발광소자 패키지 구조인 프리몰드(premold) 구조의 패키지 본체 상에 LED 칩을 접합하거나, 세라믹 기판 등에 LED 칩을 접합하여 제조되는 패키지 구조에서는 크기를 줄이는데 한계가 있으며, 결국 조명 장치의 디자인 자유도가 제한되는 문제가 있다.
또한 발광소자 패키지는 회로기판에 실장되고, 발광소자를 구동하기 위한 전기적 신호가 발광소자의 전극에 인가되면 발광소자가 빛을 발하게 된다. 이때 발광소자에서 발생하는 열은 회로기판을 통하여 외부로 방출되는데, 발광소자에서 발생한 열이 외부로 원활하게 방출되지 못하면 발광소자 패키지의 신뢰성이 저하되는 등 문제가 발생한다.
따라서, 당 기술분야에서는 초소형 패키지의 구현이 가능하여 조명 장치의 디자인 자유도를 극대화할 수 있는 발광소자 패키지 및 그 제조방법이 요구되고 있다.
또한, 발광소자 패키지가 회로기판이 아닌 배선 패턴에 바로 실장 되도록 하여 열전달 경로를 단순화 함으로써, 발광소자에서 발생된 열이 외부로 효과적으로 방출되도록 하는 발광소자 패키지 및 그 제조방법이 요구되고 있다.
또한, 발광소자 패키지의 구조를 보다 단순화하여 원가 절감 및 생산성을 향상시킬 수 있는 발광소자 패키지 및 그 제조방법이 요구되고 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지는,
반도체층의 적층 구조로 이루어져 서로 대향하는 제1 주면 및 제2 주면을 구비하는 발광적층체; 상기 제2 주면에 구비된 전극 상에 형성된 단자부; 상기 발광적층체의 상기 제2 주면에 형성되어 상기 단자부를 일부 노출시키는 몰드부; 및 상기 발광적층체의 제1 주면에 형성된 파장변환부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 몰드부는 상기 단자부보다 낮은 높이로 형성되어 상기 단자부의 일부가 상기 몰드부로부터 돌출되어 노출될 수 있다.
또한, 상기 몰드부는 필러와 백색 성형 복합재를 구비할 수 있다.
또한, 상기 필러는 SiO2, TiO2 및 Al2O3로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 가질 수 있다.
또한, 상기 발광적층체는 n형 반도체층 및 p형 반도체층과 그 사이에 형성된 활성층의 적층 구조를 가지며, 상기 n형 반도체층 및 p형 반도체층과 각각 연결되는 상기 전극은 동일한 방향을 향하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 단자부는 솔더 범프를 포함할 수 있다.
또한, 상기 단자부는 상기 전극 상에 형성된 금속 필러와 상기 금속 필러 상에 형성된 솔더 범프 또는 금속 피니쉬 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 금속 필러 범프는 상기 몰드부 내에 매립될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따른 발광소자 패키지는,
서로 대향하는 제1 및 제2 주면과 이들을 연결하는 측면을 갖는 발광소자; 상기 발광소자의 측면 및 제1 주면의 적어도 일부를 덮도록 형성된 반사부; 상기 발광소자의 제2 주면의 적어도 일부를 덮도록 형성된 파장변환부; 상기 발광소자의 제1 주면 측에 배치되어 상기 발광소자와 전기적으로 연결된 제1 및 제2 연결 전극; 및 상기 발광소자의 제1 주면 측에 상기 발광소자로부터 상기 제1 및 제2 연결 전극보다 먼 위치에 배치되며, 상기 제1 및 제2 연결 전극과 각각 연결되되 상기 제1 및 제2 연결 전극보다 크게 형성되어 상기 반사부의 일부를 덮도록 형성된 제1 및 제2 외부 전극;을 포함한다.
또한, 상기 발광소자는, 기판과, 상기 기판 상에 형성되며 제1도전형 반도체층, 활성층 및 제2도전형 반도체층이 순차 적층된 발광구조물과, 상기 제1도전형 반도체층 및 제2도전형 반도체층에 각각 형성된 제1 연결 전극 및 제2 연결 전극을 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광소자는 기판과, 상기 기판 상에 형성되며, 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 구비하는 발광구조물과, 상기 기판과 상기 제1 도전형 반도체층 사이에 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되도록 형성되며, 상기 기판 방향으로 연장되어 외부로 노출된 제1 연결 전극을 구비하는 제1 도전형 컨택층과, 상기 기판과 상기 제1 도전형 컨택층 사이에 형성되며, 상기 기판 방향으로 연장되어 외부로 노출된 제2 연결 전극을 구비하는 제2 도전형 컨택층, 상기 제2 도전형 컨택층으로부터 연장되어 형성되며, 상기 제1 도전형 컨택층, 제1 도전형 반도체층 및 활성층을 관통하여 상기 제2 도전형 반도체층과 접속된 도전성 비아와, 상기 제2 도전형 컨택층 및 상기 도전성 비아를 상기 제1 도전형 컨택층, 제1 도전형 반도체층 및 활성층과 전기적으로 분리시키기 위한 절연체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 반사부는 고반사성 물질과 경화성 수지가 혼합될 수 있다.
또한, 상기 고반사성 물질은 TiO2 또는 Al2O3 중 적어도 하나일 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 외부 전극은 상기 발광소자 패키지의 하부 면적의 20 내지 50%의 넓이일 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따른 발광장치는,
서로 대향하는 제1 및 제2 주면과 이들을 연결하는 측면을 갖는 발광소자와, 상기 발광소자의 측면 및 제1 주면의 적어도 일부를 덮도록 형성된 반사부와, 상기 발광소자의 제2 주면의 적어도 일부를 덮도록 형성된 파장변환부와, 상기 발광소자의 제1 주면 측에 배치되어 상기 발광소자와 전기적으로 연결된 제1 및 제2 연결 전극과, 상기 발광소자의 제1 주면 측에 상기 발광소자로부터 상기 제1 및 제2 연결 전극보다 먼 위치에 배치되며, 상기 제1 및 제2 연결 전극과 각각 연결되되 상기 발광소자의 측면 방향으로 연장되어 상기 반사부의 일부를 덮도록 형성된 제1 및 제2 외부 전극을 포함하는 발광소자 패키지; 및 상기 발광소자을 구동하기 위한 전기적 신호를 인가하는 배선 패턴을 포함하며, 상기 제1 및 제2 외부 전극이 상기 배선 패턴에 전기적으로 연결되도록 상기 발광소자 패키지가 배선 패턴에 실장된다.
덧붙여, 상기한 과제의 해결 수단은 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
패키지 사이즈가 칩 사이즈가 되는 초소형 패키지의 구현이 가능하여 조명 장치의 디자인 자유도를 극대화할 수 있으며, 제조 비용을 획기적으로 절감할 수 있는 발광소자 패키지 및 그 제조방법이 제공될 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 발광소자에 직접적으로 반사부, 전극부 및 파장변환부를 형성하고, 발광소자 패키지를 회로기판에 실장 하지 않고 바로 배선 패턴에 연결할 수 있도록 하여, 발광소자에서 발생하는 열을 보다 효과적으로 방출할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 발광소자 패키지의 구조를 보다 단순화하여 발광소자 패키지의 크기를 최소화할 수 있으며, 따라서 원가를 절감할 수 있고 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 변형예를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 제조하는 방법을 각 단계별로 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 도 5i는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 제조하는 방법을 각 단계별로 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다.
도 7는 도 6의 발광소자 패키지에서 발광소자의 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 6의 발광소자 패키지에서 발광소자의 다른 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 9 내지 도 17은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지 제조방법을 설명하기 위한 공정 별 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 변형예를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 본 실시 형태에 따른 발광소자 패키지(100)는, 발광적층체(10), 단자부(20), 몰드부(30) 및 파장변환부(40)를 포함할 수 있다.
발광적층체(10)는 복수의 반도체층의 적층 구조로 이루어지며, 서로 대향하는 제1 주면(10a) 및 제2 주면(10b)을 구비할 수 있다. 그리고, 하면에 해당하는 제2 주면(10b)에 전극(P)을 구비하여 발광다이오드 칩을 구성할 수 있다. 여기서, 제1 주면(10a) 및 제2 주면(10b)은 각각 도면을 기준으로 발광적층체(10)의 상면 및 하면을 의미할 수 있다. 제1 주면(10a)과 제2 주면(10b)은 상부와 하부에서 보았을 때 각각 형성되는 면인 점에서, 상기 발광적층체(10)의 하면인 제2 주면(10b)은 서로 높이가 다르거나 형성 물질이 다른 영역들에 의해 형성되는 면일 수 있다.
상기 발광적층체(10)는 n형 반도체층(11) 및 p형 반도체층(13)과 그 사이에 형성된 활성층(12)의 적층 구조를 가지며, n형 반도체층(11)의 일면과 p형 반도체층(13)의 일면에는 각각 전극(P), 즉 n형 및 p형 전극이 형성되어 각 반도체층(11,13)과 전기적으로 연결될 수 있다. n형 및 p형 반도체층(11,13)과 n형 및 p형 전극(P)이 각각 연결되는 구조는 공지된 내용이므로 본 실시형태에서는 구체적인 연결구조에 대한 도면 및 설명을 생략한다. 상기 전극(P)은 제2 주면(10b)의 각 반도체층(11,13)상에서 동일한 방향(도면에서는 아래쪽 방향)을 향하는 구조로 형성되어 발광적층체(10) 자체는 수평 구조를 갖는 발광다이오드 칩에 해당한다. 상기 전극(P)은 복수개로 구비될 수 있다. 본 실시형태에서는 전극(P)이 4개(n형 및 p형 전극이 각각 2개씩)인 것으로 도시하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니며, 전극(P)의 수는 다양하게 변경될 수 있다.
단자부(20)는 상기 전극(P) 상에 각각 형성되며, 외부로부터 전원을 공급받아 상기 전극(P)으로 전달한다. 또한, 상기 단자부(20)는 본 발명의 실시 형태에 따른 발광소자 패키지가 예를 들어 미도시된 조명 장치 등의 기판 상에 장착되는 경우 표면실장을 위한 본딩 영역으로 제공될 수 있다.
상기 단자부(20)는 소정 높이를 갖는 솔더 범프(solder bump)를 포함할 수 있다. 솔더 범프는 전기 도금, 솔더 프린팅 또는 볼 드롭(ball drop)과 같은 다양한 방법을 통해 형성될 수 있다.
몰드부(30)는 상기 단자부(20)가 형성된 상기 발광적층체(10)의 상기 제2 주면(10b)에 형성되어 상기 단자부(20)를 지지한다. 구체적으로, 상기 몰드부(30)는 상기 발광적층체(10)의 상기 단자부(20)가 형성된 제2 주면(10b)에 상기 단자부(20) 사이를 메우는 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 단자부(20)는 상기 몰드부(30)에 의해 몰딩되어 보다 견고하게 고정 및 지지될 수 있으며, 안정적으로 보호될 수 있다.
상기 몰드부(30)는 상기 단자부(20)의 일부가 상기 몰드부(30)로부터 돌출되어 외부로 노출되도록 상기 단자부(20)보다 낮은 높이로 형성될 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 발광소자 패키지(100)가 기판 상에 실장되는 경우, 상기 노출된 단자부(20)를 통해 상기 기판에 형성되는 회로 패턴과 전기적 접속을 이루게 된다.
상기 몰드부(30)는 필러(filler)와 광 반사율이 높은 백색 성형 복합재(molding compound)를 구비할 수 있다. 이는 발광적층체(10)에서 방출되는 광을 반사시켜 상부로 방출되는 광량을 증가시키는 효과가 있다.
필러는 SiO2, TiO2 및 Al2O3로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 그리고, 백색 성형 복합재는 고 내열성의 열경화성 수지 계열 또는 실리콘 수지 계열을 포함할 수 있다. 또한, 백색 안료 및 충진제, 경화제, 이형제, 산화방지제, 접착력 향상제 등이 첨가된 열 가소성 수지 계열을 포함할 수 있다. 이러한 몰드부(30)는 광반사 특성 외에 100℃ 이상의 높은 Tg, 20ppm 이하의 낮은 CTE, 높은 접착력을 갖는다. 따라서, 기계적 물성이 우수한 몰드부(30)에 의해 단자부(20)가 봉지되어 견고하게 지지 및 고정될 수 있어 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
파장변환부(40)는 발광적층체(10)로부터 방출된 빛의 파장을 변환하는 기능을 수행하며, 이를 위하여, 투명 수지 내에 적어도 일종의 형광체가 분산된 구조가 사용될 수 있다. 그리고, 파장변환부(40)에 의하여 변환된 빛은 발광적층체(10)로부터 방출된 빛과 혼합되어 백색 광을 구현할 수 있다. 예컨대, 발광적층체(10)가 청색 광을 방출할 경우에는 황색 형광체를 사용할 수 있으며, 발광적층체(10)가 자외 광을 방출할 경우에는 적색, 녹색, 청색 형광체를 혼합하여 사용할 수 있을 것이다. 이 외에 백색 발광을 위하여 발광적층체(10) 및 형광체의 색은 다양하게 조합될 수 있다. 또한, 반드시 백색이 아니더라도 녹색, 적색 등의 파장변환 물질만을 도포하여 해당 색을 방출하는 광원을 구현할 수도 있을 것이다.
구체적으로, 발광적층체(10)로부터 청색 빛이 방출되는 경우, 적색 형광체로는 MAlSiNx:Re(1≤x≤5)인 질화물계 형광체 및 MD:Re인 황화물계 형광체 등이 있다. 여기서, M은 Ba, Sr, Ca, Mg 중 선택된 적어도 하나이고, D는 S, Se 및 Te 중 선택된 적어도 하나이며, Re는 Eu, Y, La, Ce, Nd, Pm, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, F, Cl, Br 및 I 중 선택된 적어도 하나이다. 또한, 녹색 형광체는 M2SiO4:Re인 규산염계 형광체, MA2D4:Re인 황화물계 형광체, β-SiAlON:Re인 형광체, MA'2O4:Re'인 산화물계 형광체 등이 있으며, M은 Ba, Sr, Ca, Mg 중 선택된 적어도 하나의 원소이고, A는 Ga, Al 및 In 중 선택된 적어도 하나이고, D는 S, Se 및 Te 중 선택된 적어도 하나이며, A'은 Sc, Y, Gd, La, Lu, Al 및 In 중 선택된 적어도 하나이며, Re는 Eu, Y, La, Ce, Nd, Pm, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, F, Cl, Br 및 I 중 선택된 적어도 하나이고, Re'는 Ce, Nd, Pm, Sm, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, F, Cl, Br 및 I 중 선택된 적어도 하나일 수 있다.
한편, 형광체를 대체하여 또는 형광체와 함께 파장변환부(40)에는 양자점(Quantum Dot)이 구비될 수도 있다. 양자점은 코어(core)와 쉘(shell)로 이루어진 나노 크리스탈 입자로, 코어의 사이즈가 약 2mm ~ 100nm 범위에 있다. 또한, 양자점은 코어의 사이즈를 조절함으로 청색(B), 황색(Y), 녹색(G), 적색(R)과 같은 다양한 색깔을 발광하는 형광물질로 사용될수 있으며, II-VI족의 화합물반도체(ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, MgTe등), III-V족의 화합물반도체 (GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, AlAs, AlP, AlSb, AlS 등) 또는 Ⅳ족 반도체(Ge, Si, Pb 등) 중 적어도 두 종류의 반도체를 이종 접합하여 양자점을 이루는 코어(core)와 쉘(shell) 구조를 형성할 수 있다. 이 경우, 양자점의 쉘(shell) 외각에 쉘 표면의 분자 결합을 종료시키거나 양자점의 응집을 억제하고 실리콘 수지나 에폭시 수지 등 수지 내에 분산성을 향상시키거나 또는 형광체 기능을 향상시키기 위해 올레인산(Oleic acid)과 같은 물질을 이용한 유기 리간드(Organic ligand)를 형성할 수도 있다. 이러한 양자점은 수분이나 공기에 취약한 특성을 보이며, 특히, 기판의 회로 패턴(미도시)이나 패키지의 리드 프레임(미도시)과 접촉할 경우, 화학 반응이 일어날 수 있다. 도면에서와 같이, 파장변환부(40)를 발광적층체(10)의 상면에만 적용하여 상기 회로 패턴이나 리드 프레임과 접촉되지 않게 함으로써 신뢰성이 향상될 수 있을 것이다. 따라서, 이하, 파장변환물질로서 형광체를 예로 든 경우라 하여도, 형광체를 양자점으로 치환하거나 형광체에 양자점을 부가할 수 있을 것이다.
본 실시 형태에서, 파장변환부(40)는 발광적층체(10)의 상면, 즉 상기 발광적층체(10)의 제1 주면(10a)에 박막 형태로 얇게 코팅된 구조로 제공될 수 있다. 따라서, 프리몰드 구조의 패키지 본체의 컵 내부에 형광체 등을 주입하는 종래 방식과 비교하여 전체적으로 균일한 빛을 얻을 수 있다. 또한, 발광적층체(10)의 표면에 바로 파장변환부(40)를 적용하며, 종래 방식에서의 발광적층체(10)가 실장되어 전기적으로 연결되는 프리몰드 구조의 패키지 본체나 기판을 따로 구비하지 않는 점에서 패키지의 사이즈를 줄일 수 있다. 즉, 칩 사이즈가 패키지 사이즈가 되는 초소형 패키지 구조를 구현할 수 있다.
한편, 도 2에서 도시하는 바와 같이 상기 파장변환부(40) 상에는 렌즈(50)가 더 형성될 수 있다. 상기 렌즈(50)는 상기 파장변환부(40) 상에 볼록하게 돌출된 볼록렌즈 형태로 형성되어 상기 파장변환부(40)를 통과하여 발광하는 광이 보다 넓은 영역으로 조사될 수 있도록 한다. 본 실시 형태에서는 상기 렌즈(50)가 볼록렌즈 형태로 형성되는 것으로 도시하고 있으나, 상기 렌즈(50)의 형태는 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3a 및 도 3b를 참조하여 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 설명한다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3a 및 도 3b에서 도시하는 실시형태에 따른 발광소자 패키지를 구성하는 구서은 상기 도 1 및 도 2에 도시된 실시형태와 기본적인 구조는 실질적으로 동일하다. 다만, 단자부의 구조가 상기 도 1 및 도 2에 도시된 실시형태와 다르기 때문에 이하에서는 앞서 설명한 실시형태와 중복되는 부분에 관한 설명은 생략하고 단자부에 관한 구성을 위주로 설명한다.
도 3a에서 도시하는 바와 같이, 단자부(20')는 상기 전극(P) 상에 형성된 금속 필러(metal pillar)(21)와 상기 금속 필러(21) 상에 형성된 솔더 범프(22)를 구비할 수 있다. 금속 필러(21)는 발광적층체(10)의 전극(P) 상에 형성되어 전기적 접속을 이루며, 몰드부(30) 내에 매립되는 구조로 구비될 수 있다. 그리고, 솔더 범프(22)는 상기 금속 필러(21) 상에 형성되어 상기 몰드부(30)로부터 돌출되어 외부로 노출되는 구조로 구비될 수 있다. 이와 같이, 금속 필러(21)를 적용하는 경우 도 1 및 도 2에서와 같이 솔더 범프만을 구비하는 경우에 비해 솔더 범프(22)의 간격을 좁게하는 것이 가능하며, 따라서 보다 많은 솔더 범프(22)를 형성할 수 있어 방열 통로를 증가시킬 수 있는 장점이 있다. 이에 따라서 발광소자 패키지(100')의 방열 효율이 향상되는 장점이 있다.
한편, 도 3b에서 도시하는 바와 같이, 단자부(20')는 상기 전극(P) 상에 형성된 금속 필러(21)와 상기 금속 필러(21) 상에 형성된 금속 피니쉬(metal finish)(23)를 구비할 수 있다. 금속 필러(21)는 발광적층체(10)의 전극(P) 상에 형성되어 전기적 접속을 이루며, 몰드부(30) 내에 매립되는 구조로 구비될 수 있다. 그리고, 금속 피니쉬(23)는 상기 금속 필러(21) 상에 형성되어 상기 몰드부(30)로부터 돌출되어 외부로 노출되는 구조로 구비될 수 있다. 상기 금속 피니쉬(23)는 Au층(23a)과 Ni층(23b)을 금속 필러(21) 상에 순차적으로 적층하여 형성하며, 도금법을 통해 형성될 수 있다. 이와 같이, 솔더 범프(22) 대신 금속 피니쉬(23)를 적용하는 경우 발광소자 패키지(100')에서 발생되는 고온의 열에 의해 솔더 범프(22)가 녹아 내리는 위험을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지 제조방법에 대해 설명한다. 도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 제조하는 방법을 각 단계별로 개략적으로 나타내는 도면이며, 이를 통해 제조되는 발광소자 패키지는 도 2에서 도시하는 구조와 동일하다.
우선, 도 4a에서 도시하는 바와 같이, 반도체층의 적층 구조로 이루어져 제1 및(10a) 제2 주면(10b)을 갖는 발광적층체(10)가 일면에 형성된 웨이퍼(W)를 제공한다. 여기서, 상기 웨이퍼(W)는 미도시된 화학기상증착장치를 통해 그 상면에 반도체층을 성장시키는 성장용 기판으로 제공될 수 있다. 그리고, 발광적층체(10)를 이루는 상기 반도체층은 도 1에서 도시한 바와 같이 상기 웨이퍼(W) 상에 순차적으로 성장 및 적층된 n형 반도체층(11), 활성층(12) 및 p형 반도체층(13)을 포함할 수 있다.
n형 반도체층(11)의 일면과 p형 반도체층(13)의 일면에는 각각 전극(P), 즉 n형 및 p형 전극이 형성되어 각 반도체층(11,13)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전극(P)은 제2 주면(10b)의 각 반도체층(11,13) 상에서 동일한 방향을 향하는 구조로 형성되어 발광적층체(10) 자체는 수평 구조에 해당한다. 상기 전극(P)은 복수개로 구비될 수 있다.
다음으로, 도 4b에서 도시하는 바와 같이, 상기 발광적층체(10) 상에 구비된 전극(P) 상에 단자부(20)를 형성한다. 상기 단자부(20)는 소정 높이를 갖는 솔더 범프를 포함하며, 솔더 프린팅 후 리플로우 공정을 거쳐 범프 볼(bump ball)을 형성할 수 있다. 상기 단자부(20)는 전기 도금, 볼 드롭 등과 같은 기타 다양한 방법을 통해 형성될 수도 있다.
다음으로, 도 4c에서 도시하는 바와 같이, 상기 발광적층체(10)의 상기 제2 주면(10b)에 상기 단자부(20)를 지지하도록 몰드부(30)를 형성한다. 상기 몰드부(30)는 상기 발광적층체(10)의 상기 단자부(20)가 형성된 면과 동일한 면에 필러(filler)를 함유한 광 반사율이 높은 백색 성형 복합재(molding compound)를 몰딩하여 형성되며, 상기 단자부(20) 사이를 메우는 형태로 형성될 수 있다. 이때, 상기 몰드부(30)는 상기 단자부(20)의 일부가 상기 몰드부(30)로부터 돌출되어 노출되도록 상기 단자부(20)보다 낮은 높이로 형성한다.
필러는 SiO2, TiO2 및 Al2O3로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 그리고, 백색 성형 복합재는 고 내열성의 열경화성 수지 계열 또는 실리콘 수지 계열을 포함할 수 있다. 또한, 백색 안료 및 충진제, 경화제, 이형제, 산화방지제, 접착력 향상제 등이 첨가된 열 가소성 수지 계열을 포함할 수 있다.
다음으로, 도 4d에서 도시하는 바와 같이, 상기 웨이퍼(W)를 상기 발광적층체(10)로부터 분리한다. 상기 웨이퍼(W)는 레이저 리프트 오프(LLO), 식각 공정 또는 연마 공정 등을 통해 상기 발광적층체(10)로부터 분리될 수 있다.
다음으로, 도 4e에서 도시하는 바와 같이, 상기 웨이퍼(W)와 분리되어 노출된 상기 발광적층체(10)의 제1 주면(10a) 상에 파장변환부(40)를 형성한다. 상기 파장변환부(40)는 실리콘, 에폭시 등과 같은 투명 수지를 일정 두께로 프린팅하거나 코팅하는 방식으로 형성될 수 있으며, 박막 형태의 투명 수지를 부착하는 방식으로도 형성될 수 있다.
상기 파장변환부(40)를 구성하는 수지재에는 상기 발광적층체(10)로부터 방출된 빛의 파장을 변환할 수 있도록 적어도 일종의 형광체가 포함될 수 있다. 그리고, 파장변환부(40)에 의하여 변환된 빛은 발광적층체(10)로부터 방출된 빛과 혼합되어 백색 광을 구현할 수 있다. 또한, 반드시 백색이 아니더라도 녹색, 적색 등의 파장변환 물질만을 도포하여 해당 색을 방출하는 광원을 구현할 수도 있다.
다음으로, 도 4f에서 도시하는 바와 같이, 상기 파장변환부(40) 상에 렌즈(50)를 형성한다. 상기 렌즈(50)는 방출되는 광의 지향각 향상을 위해 상부로 볼록한 돔 형상의 구조로 형성될 수 있으며, 이 외에 다양한 형태로도 형성될 수 있다. 상기 렌즈(50)는 압축 성형(compression molding)이나 트랜스퍼 성형(transfer molding) 등의 몰딩법 또는 디스펜서를 사용하는 포팅법을 통해 상기 파장변환부(40) 상에 직접 형성되거나, 별도의 공정을 통해 제조되어 접착제 등을 통해 상기 파장변환부(40) 상에 접착될 수 있다.
다음으로, 도 4g에서 도시하는 바와 같이, 일면에 상기 단자부(20)와 몰드부(30)가 형성되고, 타면에 상기 파장변환부(40)와 렌즈(50)가 형성된 상기 발광적층체(10)를 커팅 라인을 따라 절단하여 개별 발광소자 패키지(100)로 분리한다. 본 실시 형태에서는 파장변환부(40) 상에 렌즈(50)를 각각 형성한 후 개별 패키지별로 분리하는 것으로 도시 및 설명하고 있다. 그러나, 개별 패키지별로 분리한 이후에 각 발광소자 패키지의 파장변환부(40) 상에 렌즈(50)를 개별적으로 형성하는 것도 가능하다. 또한, 도 1에서와 같이 렌즈(50)가 생략된 형태의 발광소자 패키지(100)로 사용되는 것도 가능하다.
도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시형태에 따른 발광소자 패키지 제조방법에 대해 설명한다. 도 5a 내지 도 5i는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 제조하는 방법을 각 단계별로 개략적으로 나타내는 도면이며, 이를 통해 제조되는 발광소자 패키지는 도 3b에서 도시하는 구조와 동일하다.
우선, 도 5a에서 도시하는 바와 같이, 반도체층의 적층 구조로 이루어져 제1 및 제2 주면(10a, 10b))을 갖는 발광적층체(10)가 일면에 형성된 웨이퍼(W)를 제공한다. 상기 웨이퍼(W)는 미도시된 화학기상증착장치를 통해 그 상면에 반도체층을 성장시키는 성장용 기판으로 제공될 수 있으며, 발광적층체(10)를 이루는 상기 반도체층은 상기 웨이퍼(W) 상에 순차적으로 성장 및 적층된 n형 반도체층(11), 활성층(12) 및 p형 반도체층(13)을 포함할 수 있다.
n형 반도체층(11)의 일면과 p형 반도체층(13)의 일면에는 각각 전극(P), 즉 n형 및 p형 전극이 형성되어 각 반도체층(11,13)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전극(P)은 제2 주면(10b)의 각 반도체층(11,13) 상에서 동일한 방향을 향하는 구조로 형성되어 발광적층체(10) 자체는 수평 구조에 해당한다. 상기 전극(P)은 복수개로 구비될 수 있다.
다음으로, 도 5b에서 도시하는 바와 같이, 상기 발광적층체(10) 상에 구비된 전극(P) 상에 단자부(20')를 형성한다. 상기 단자부(20')는 소정 높이를 갖는 금속 필러(metal pillar)(21)를 포함하며, 전기 도금이나 무전해 도금과 같은 도금법을 통해 형성할 수 있다.
다음으로, 도 5c에서 도시하는 바와 같이, 상기 발광적층체(10)의 상기 제2 주면(10b)에 상기 단자부(20')를 지지하도록 몰드부(30)를 형성한다. 상기 몰드부(30)는 상기 발광적층체(10)의 상기 단자부(20')가 형성된 면과 동일한 면에 필러(filler)를 함유한 광 반사율이 높은 백색 성형 복합재(molding compound)를 몰딩하여 형성되며, 상기 단자부(20')를 전체적으로 덮어 에워싸는 형태로 형성될 수 있다.
다음으로, 도 5d에서 도시하는 바와 같이, 상기 단자부(20')를 에워싸는 형태로 몰딩한 후 상기 단자부(20'), 즉 금속 필러(21)의 일부가 상기 몰드부(30)로부터 노출되도록 상기 몰드부(30)를 일부 제거한다. 상기 몰드부(30)는 식각, 에칭, 노광, 연마 등의 공정을 통해 제거될 수 있다. 본 실시 형태에서는 상기 몰드부(30)가 상기 단자부(20')의 노출된 끝단과 전체적으로 평행을 이루는 형태로 제거되는 것으로 도시하고 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 몰드부(30)는 상기 단자부(20')의 끝단만이 노출될 수 있도록 상기 단자부(20')의 위치에 대응하여 부분적으로 제거되는 것도 가능하다.
다음으로, 도 5e에서 도시하는 바와 같이, 상기 금속 필러 범프(21)의 노출된 끝단에 금속 피니쉬(23)를 형성하여 단자부(20')를 완성한다. 상기 금속 피니쉬(23)는 전기 도금, 무전해 도금과 같은 도금법을 통해 형성될 수 있으며, 상기 금속 필러(21) 상에 Au층(23a)과 Ni층(23b)이 순차적으로 적층된 구조를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 금속 피니쉬(23)는 상기 몰드부(30)로부터 돌출된 구조로 구비될 수 있다.
다음으로, 도 5f에서 도시하는 바와 같이, 상기 웨이퍼(W)를 상기 발광적층체(10)로부터 분리한다. 상기 웨이퍼(W)는 레이저 리프트 오프(LLO) 식각 또는 연마 공정 등을 통해 상기 발광적층체(10)로부터 분리될 수 있다. 본 실시 형태에서는 상기 웨이퍼(W)의 분리가 상기 금속 피니쉬(23)를 형성한 이후에 수행되는 것으로 도시 및 설명하고 있으나, 그 순서는 서로 변경될 수 있다. 즉, 상기 웨이퍼(W) 분리 공정 이후에 상기 금속 피니쉬(23)를 형성하는 것도 가능하다.
다음으로, 도 5g에서 도시하는 바와 같이, 상기 웨이퍼(W)와 분리되어 노출된 상기 발광적층체(10)의 제1 주면(10a) 상에 파장변환부(40)를 형성한다. 상기 파장변환부(40)는 실리콘, 에폭시 등과 같은 투명 수지를 일정 두께로 프린팅하거나 코팅하는 방식으로 형성될 수 있으며, 박막 형태의 투명 수지를 부착하는 방식으로도 형성될 수 있다.
상기 파장변환부(40)를 구성하는 수지재에는 상기 발광적층체(10)로부터 방출된 빛의 파장을 변환할 수 있도록 적어도 일종의 형광체가 포함될 수 있다. 그리고, 파장변환부(40)에 의하여 변환된 빛은 발광적층체(10)로부터 방출된 빛과 혼합되어 백색 광을 구현할 수 있다. 또한, 반드시 백색이 아니더라도 녹색, 적색 등의 파장변환 물질만을 도포하여 해당 색을 방출하는 광원을 구현할 수도 있다.
다음으로, 도 5h에서 도시하는 바와 같이, 상기 파장변환부(40) 상에 렌즈(50)를 형성한다. 상기 렌즈(50)는 방출되는 광의 지향각 향상을 위해 상부로 볼록한 돔 형상의 구조로 형성될 수 있으며, 이 외에 다양한 형태로도 형성될 수 있다. 상기 렌즈(50)는 압축 성형(compression molding)이나 트랜스퍼 성형(transfer molding) 등의 몰딩법 또는 디스펜서를 사용하는 포팅법을 통해 상기 파장변환부(40) 상에 직접 형성되거나, 별도의 공정을 통해 제조되어 접착제 등을 통해 상기 파장변환부(40) 상에 접착될 수 있다.
다음으로, 도 5i에서 도시하는 바와 같이, 일면에 상기 단자부(20')와 몰드부(30)가 형성되고, 타면에 상기 파장변환부(40)와 렌즈(50)가 형성된 상기 발광적층체(10)를 커팅 라인을 따라 절단하여 개별 발광소자 패키지(100')로 분리한다. 본 실시 형태에서는 파장변환부(40) 상에 렌즈(50)를 각각 형성한 후 개별 패키지별로 분리하는 것으로 도시 및 설명하고 있다. 그러나, 개별 패키지별로 분리한 이후에 각 발광소자 패키지의 파장변환부(40) 상에 렌즈(50)를 개별적으로 형성하는 것도 가능하다. 또한, 렌즈(50)가 생략된 형태의 발광소자 패키지(100')로 사용되는 것도 가능하다.
이상에서와 같이, 본 실시 형태에 따른 발광소자 패키지는 성장 기판인 웨이퍼의 일면에 성장된 발광다이오드 칩을 이루는 발광적층체를 사용하여 웨이퍼 레벨 상태에서 제조 공정이 진행되므로, 종래의 프리몰드나 기판의 제작 및 이에 개별적으로 제조된 발광다이오드 칩을 실장하여 패키징하는 공정이 생략되어 전체적인 제조 공정이 간소화되는 장점이 있다. 특히, 동일한 광 특성을 갖는 발광소자 패키지를 일괄하여 대량으로 제조할 수 있으며, 웨이퍼의 대면적화에 따라서 생산량이 증가될 수 있어 제조비용을 낮출 수 있는 장점이 있다.
또한, 이와 같이 웨이퍼 레벨 상태에서 제조되는 발광다이오드 칩 자체가 바로 발광소자 패키지를 이루므로 칩 사이즈를 갖는 초소형의 발광소자 패키지를 구현할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지를 도시한 단면도이다. 도 7은 도 6의 발광소자 패키지에서 발광소자의 예를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 8은 도 6의 발광소자 패키지에서 발광소자의 다른 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시형태에 따른 발광소자 패키지(200)는 제1 연결 전극 (340) 및 제2 연결 전극(350)을 포함하는 발광소자(300), 제1 연결 전극 (340) 및 제2 연결 전극(350)에 연결되고 또한 발광소자에 전원을 인가하는 배선 패턴에 전기적으로 연결되는 제1 외부 전극(360) 및 제2 외부 전극(370), 발광소자(300)의 상부에 형성되어 발광소자로부터 발생된 광을 파장 변환시키는 광변환층인 파장변환부(210) 및 발광소자(300)를 둘러싸는 반사부(240)를 포함한다.
각각의 구성 간의 배치 관계를 설명하면, 발광소자(300)가 서로 대향하는 제1 및 제2 주면을 갖는다고 하였을 때, 상기 제1 주면(도 6을 기준으로 하면) 측에는 제1 연결 전극 (340) 및 제2 연결 전극(350)이 형성되며, 제1 연결 전극 (340) 및 제2 연결 전극(350)에 제1 외부 전극(360) 및 제2 외부 전극(370)이 각각 연결되어 형성되고, 상기 제2 주면(도 6을 기준으로 상면) 측에는 파장변환부(210)가 형성되며, 발광소자(300)의 측면 및 제1 주면의 적어도 일부를 덮도록 반사부(240)가 형성된다.
상기 발광소자(300)는 외부에서 인가되는 전기 신호에 의해 소정 파장의 광을 출사하는 반도체 소자의 일종이며, 발광다이오드(LED)를 포함할 수 있다. 상기 발광소자(300)는 함유되는 물질에 따라서 청색광, 적색광 또는 녹색광을 출사할 수 있으며, 백색광을 출사할 수도 있다.
상기 발광소자(300)는 소정 반도체 화합물로 이루어진 복수의 층 구조를 가지고 있으며, 그 저면, 즉 제1 주면에는 상기 발광소자(300)을 구동하기 위한 전기적 신호를 인가하는 배선 패턴과의 전기적 접속을 위한 제1 연결 전극(340) 및 제2 연결 전극 (350), 제1 외부 전극(360) 및 제2 외부 전극(370)이 형성되어 있다. 상기 전극들(340, 350, 360, 370)은, 예를 들어 복수의 P형 전극과 N형 전극일 수 있다.
한편, 상기 발광소자(300)의 상면, 즉 제2 주면에는 파장변환부(210)가 마련되어 있다. 파장변환부(210)는 발광소자(300)에서 방출된 빛의 파장을 다른 파장으로 변환하는 기능을 하며, 발광소자(300)의 광 방출면 중 적어도 일부, 본 실시 형태에서는 제2 주면에 예컨대, 박막 형태로 형성될 수 있다. 파장변환부(210)가 박막 형태로 제공됨에 따라 비교적 균일한 형상 및 두께를 가질 수 있으므로, 발광 방향에 대하여 광의 색도 편차가 최소화될 수 있으며, 나아가, 서로 다른 디바이스 간의 색도 산포도 줄일 수 있다.
한편, 광 변환 기능을 수행하기 위하여, 파장변환부(210)는 형광체나 양자점(Quantum dot)과 같은 파장 변환 물질을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 파장 변환 물질은 그 자체로만 이루어진 플레이트 구조(예컨대, 세라믹 변환체)를 이루거나 실리콘 수지 등에 분산된 필름 구조 등을 가질 수 있다. 또한, 양자점은 코어(core)와 쉘(shell)로 이루어진 나노 크리스탈 입자로, 코어의 사이즈가 약 2 ~ 100nm 범위에 있다. 또한, 양자점은 코어의 사이즈를 조절함으로 청색(B), 황색(Y), 녹색(G), 적색(R)과 같은 다양한 색깔을 발광하는 형광물질로 사용될수 있으며, II-VI족의 화합물반도체(ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, MgTe등), III-V족의 화합물반도체 (GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, AlAs, AlP, AlSb, AlS 등) 또는 Ⅳ족 반도체(Ge, Si, Pb 등) 중 적어도 두 종류의 반도체를 이종 접합하여 양자점을 이루는 코어(core)와 쉘(shell) 구조를 형성할 수 있다. 이 경우, 양자점의 쉘(shell) 외각에 쉘 표면의 분자 결합을 종료시키거나 양자점의 응집을 억제하고 실리콘 수지나 에폭시 수지 등 수지 내에 분산성을 향상시키거나 또는 형광체 기능을 향상시키기 위해 올레인산(Oleic acid)과 같은 물질을 이용한 유기 리간드(Organic ligand)를 형성할 수도 있다. 또한 파장변환부(210)는 상기 발광소자(300)에서 발생되는 자외선을 흡수하는 자외선 흡수제를 함유할 수도 있다.
한편 상기 파장변환부(210)의 상면에는 발광소자(300)를 외부 환경으로부터 보호하기 위한 보호막(protective film)이 더 형성될 수도 있다. 또한 지향각을 조절하기 위하여 상기 파장변환부(210)의 상면에는 렌즈부가 추가로 구비될 수 있다. 상기 렌즈부는 발광소자 패키지(200)의 상기 파장변환부(210) 상에 투명한 실리콘, 에폭시 수지 또는 플라스틱 등의 렌즈 성형재료를 사출 성형하여 형성할 수 있다. 렌즈부는 그 상면이 평평한 출광면을 가진 렌즈를 사용할 수 있고, 발광소자(300)에서 나오는 광의 지향각을 좁혀 원하는 방향으로의 국부조명을 가능하게 하는 볼록부를 구비한 렌즈를 사용할 수 있다.
반사부(240)는 도 6에 도시된 것과 같이, 발광소자(300)의 측면 및 제1 주면의 적어도 일부를 덮도록 형성되며, 발광소자(300)에서 방출된 빛을 상부로 유도하는 기능을 한다. 여기서 반사부(240)는 발광소자(300)의 제1 및 제2 연결 전극(140, 150)이 형성된 제1 주면을 덮으며, 제1 및 제2 연결 전극(340, 350)의 측면까지 덮도록 형성되므로 빛을 상면 방향으로 더욱 집중시킬 수 있다.
상기 반사부(240)는 이러한 광 반사 기능을 수행하기 위하여 광 반사 기능을 수행할 수 있는 어떠한 물질도 사용 가능할 것이나, 발광소자(300) 및 제1 및 제2 연결 전극(340, 350) 등과 접촉하고 있는 점에서 전기절연성 물질로 이루어질 수 있다.
상기 반사부(240)는 발광소자(300)의 내부, 즉 활성층(322)에서 생성된 빛을 반사하는 고반사성 물질(241)과 경화성 수지(242)가 혼합된 것일 수 있다.
여기서 고반사성 물질(241)은 파우더 입자 형태이며, 이 경우, 파우더 입자는 10㎚ 내지 10㎛의 직경을 가질 수 있으며, 경화성 수지 내에서 보다 균일한 분포를 구현하기 위해서는 서브마이크론(1㎛) 이하의 직경을 갖는 것이 보다 바람직하다. 또한, 고반사성 물질(241)은 발광소자(300) 내부, 즉 활성층(322)에서 생성된 빛을 반사시켜 광 흡수 없이 외부로 방출시키는 역할을 하므로, 고반사성 물질(241)은 빛에 대한 확산반사율(diffuse reflectance)이 70% 이상인 것이 바람직하며, TiO2 또는 Al2O3 일 수 있다.
또한, 반사부(240)를 구성하는 경화성 수지(242)는 예를 들어 실리콘, 에폭시, 폴리이미드 등의 고분자물질일 수 있다. 또한 상기 경화성 수지는 반사 성능을 높이기 위하여 굴절률은 예컨대, 약 1.5 이하일 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 발광소자 패키지에서는 발광소자(300)의 활성층(322)으로부터 생성된 빛이 반사부(240)에서 흡수 소멸되지 않고, 반사부(240) 내부에 포함된 고반사성 물질(241)에 의해 반사되어 외부로 빠져나가기 때문에 향상된 발광 효율을 얻을 수 있다.
이와 같은 발광소자 패키지(200)의 발광소자(300)는 빛을 방출할 수 있는 소자라면 어느 것이나 사용 가능하며, 발광 다이오드(LED)를 이용할 수 있다.
도 7은 도 6의 발광소자 패키지에서 발광소자의 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7를 참조하면, 발광소자(300)는 성장용 기판(310)에 제1도전형 반도체층(321), 활성층(322) 및 제2도전형 반도체층(323)이 순차 적층된 발광구조물(320)을 포함하고. 이 발광구조물(320)은 제1도전형 반도체층(321)의 일부 영역이 노출되도록 활성층(322) 및 제2도전형 반도체층(323)이 메사 식각된 구조를 갖는다. 여기서 성장용 기판(310)은 발광소자를 제작하기 위한 통상의 웨이퍼를 지칭하는 것으로, Al2O3, ZnO, LiAl2O3 등의 투명 기판이며, 본 실시예에서는 사파이어 기판일 수 있다. 경우에 따라 성장용 기판(310)은 제외될 수 있다.
이와 같은 발광구조물(320)의 노출된 제1도전형 반도체층(321) 및 제2도전형 반도체층(323)에 각각 제1연결 전극(340) 및 제2연결 전극(350)이 형성된다. 또한 제1 외부 전극(360) 및 제2 외부 전극(370)이 각각 제1연결 전극(340) 및 제2연결 전극(350)에 연결되며 발광소자의 측면 방향으로 연장되도록 형성된다. 따라서 제1 외부 전극(360) 및 제2 외부 전극(370)은 이후 형성될 반사부(240)의 일부를 덮도록 반사부(240)의 하면까지 형성될 수 있다.
여기서 제1 외부 전극(360) 및 제2 외부 전극(370)은 제1연결 전극(340) 및 제2연결 전극(350) 보다 크기가 큰 것이 바람직하다. 즉 상기 제1 외부 전극(360) 및 제2 외부 전극(370)은 발광소자 패키지의 하부 면적의 20 내지 50%의 넓이로 형성할 수 있다.
상기 제1연결 전극(340) 및 제2연결 전극(350)과 제1 외부 전극(360) 및 제2 외부 전극(370)은 도금처리를 통하여 접합하거나, 전도성 접착제를 이용하여 접합하거나, 또는 고온열처리에 의하여 접합할 수 있다.
이와 같이 제1연결 전극(340) 및 제2연결 전극(350)에 연결되는 제1 외부 전극(360) 및 제2 외부 전극(370)을 이후 형성될 반사부(240)의 일부를 덮도록 반사부(240)의 하면까지 형성할 수 있기 때문에, 발광소자 패키지의 사이즈를 확대하지 않고도 전극의 크기를 크게 형성할 수 있어, 배선 패턴에 발광소자 패키지를 직접 실장할 수 있다.
여기서 발광소자(300)는 성장용 기판(310)에 제1도전형 반도체층(321)을 형성하기 전에 사파이어 기판과의 격자 부정합을 완화하기 위하여 AlN 또는 GaN을 포함하는 저온핵성장층을 버퍼층으로 형성할 수도 있다.
또한, 발광소자(300)에는 제2연결 전극(350)측으로 방출되는 빛을 광방출면으로 반사하기 위해 제2도전형 반도체층(323)에 반사금속층(330)을 형성할 수 있다. 이 반사금속층(330)은 비교적 높은 에너지 밴드갭을 갖는 제2도전형 반도체층(323)과의 접촉저항을 낮추면서도, 플립칩 구조의 발광소자 패키지의 구조적 측면을 고려하여 높은 반사율을 갖는 물질로 형성된다. 즉, 반사금속층(330)은 Ag, Ni, Al, Ph, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 및 그 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질로 형성될 수 있으며, 70% 이상의 반사율을 갖는 것이 바람직하다. 그러나 상기 반사금속층(330)는 생략될 수도 있다.
이와 같은 발광소자(300)의 제1연결 전극(340) 및 제2연결 전극(350)은 각각 제1 외부 전극(360) 및 제2 외부 전극(370)에 연결되고, 제1 외부 전극(360) 및 제2 외부 전극(370)은 배선 패턴에 직접 연결될 수 있다.
도 8은 도 6의 발광소자 패키지에서 발광소자의 다른 예를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8을 참조하면, 반도체 발광소자(500)는 기판(510) 상에 제1도전형 컨택층(531)이 형성되며, 제1 도전형 컨택층(531) 상에는 발광구조물(520), 즉, 제1 도전형 반도체층(521), 활성층(522) 및 제2 도전형 반도체층(523)을 구비하는 구조가 형성된다. 제2 도전형 컨택층(533)은 제1 도전형 컨택층(531)과 기판(510) 사이에 형성되며, 도전성 비아(v)를 통하여 제2 도전형 반도체층(523)과 전기적으로 연결된다. 제1 및 제2 도전형 컨택층(531, 533)은 서로 전기적으로 분리되어 있으며, 이를 위하여 제1 도전형 컨택층(531)과 제2 도전형 컨택층(533) 사이에는 절연체(532)가 개재된다.
본 실시 형태의 경우, 제1 도전형 컨택층(531)은 기판(510) 방향으로 연장되어 외부로 노출된 제1 연결 전극(540)을 구비하며, 이와 유사하게, 제2 도전형 컨택층(533)은 기판(510) 방향으로 연장되어 외부로 노출된 제2 연결 전극(550)을 구비한다. 이러한 구조를 갖기 위하여, 제1 도전형 컨택층(531)은 제2 도전형 컨택층(533)에 형성된 관통홀에 형성될 수 있으며, 상기 관통홀에는 제1 및 제2 도전형 컨택층(531, 533)을 전기적으로 분리시키기 위하여 절연체(532)가 형성된다. 또한, 도 8에 도시된 것과 같이, 제1 및 제2 도전형 컨택층(531, 533)은 기판(510)에 형성된 관통홀에 형성될 수 있다.
또한 제1 외부 전극(560) 및 제2 외부 전극(570)이 제1연결 전극(540) 및 제2연결 전극(550)에 연결되며 발광소자의 측면 방향으로 연장되도록 형성된다. 따라서 제1연결 전극(540) 및 제2연결 전극(550)에 연결되는 제1 외부 전극(560) 및 제2 외부 전극(570)을 이후 형성될 반사부(240)의 일부를 덮도록 형성할 수 있다.
여기서 제1 외부 전극(560) 및 제2 외부 전극(570)은 제1연결 전극(540) 및 제2연결 전극(550) 보다 크기가 큰 것이 바람직하다. 즉 상기 제1 외부 전극(560) 및 제2 외부 전극(570)은 발광소자 패키지의 하부 면적의 20 내지 50%의 넓이로 형성할 수 있다.
상기 제1연결 전극(540) 및 제2연결 전극(550)과 제1 외부 전극(560) 및 제2 외부 전극(570)은 도금처리를 통하여 접합하거나, 전도성 접착제를 이용하여 접합하거나, 또는 고온열처리에 의하여 접합할 수 있다.
이와 같이 제1연결 전극(540) 및 제2연결 전극(550)에 연결되는 제1 외부 전극(560) 및 제2 외부 전극(570)을 이후 형성될 반사부의 일부를 덮도록 반사부의 하면까지 형성할 수 있기 때문에, 발광소자 패키지의 사이즈를 확대하지 않고도 전극의 크기를 크게 형성할 수 있어, 배선 패턴에 발광소자 패키지를 직접 실장할 수 있다.
여기서 제1 및 제2 연결 전극(540, 550)이 소자의 하부로 노출되어 있으므로, 기판(510)은 전기 절연성 기판을 이용할 수 있으며, 예컨대, 세라믹이나 사파이어 등과 같은 물질로 이루어진 기판 중에서 열 전도성, 열팽창계수 등의 특성을 이용하여 적절히 선택할 수 있다. 전기 절연성 기판 외에 도전성 물질로도 기판(510)을 형성할 수 있으며, 예컨대, Au, Ni, Al, Cu, W, Si, Se, GaAs 중 어느 하나를 포함하는 물질로 이루어진 기판을 사용할 수 있다. 도 8에는 도시되어 있지 아니하지만, 기판(510)이 도전성 물질로 이루어진 경우에는 절연체(532)가 기판(510)과 제1 도전형 컨택층(533) 사이에 형성될 필요가 있을 것이다.
이외에도 전극이 하부로 형성된 다양한 형태의 발광소자가 본 발명에 적용될 수 있을 것이다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 발광소자 패키지는 발광소자에 전극부, 반사부, 파장변환부를 직접 형성시키기 때문에 공정을 단순화 할 수 있으며, 그에 따라 생산단가를 낮출 수 있다. 또한 발광소자 패키지의 크기를 최소화 할 수 있어 점광원으로서 유리할 수 있다.
그리고 본 발명의 일 실시예에 의한 발광소자 패키지에서 발광소자에 형성된 전극의 크기를 크게 형성할 수 있으므로, 발광소자에 형성된 전극에 배선 패턴을 바로 연결할 수 있게 된다. 따라서 별도의 회로기판을 형성하지 않고 발광소자 패키지를 배선 패턴에 직접 실장하여 발광장치를 형성할 수 있기 때문에 열 방출 효율이 우수해 질 수 있다.
도 9 내지 도 17은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광소자 패키지 제조방법을 설명하기 위한 공정 별 단면도이다. 여기서, 발광소자 패키지 제조 방법은 소정의 웨이퍼를 이용하여 복수 개로 제조되나, 설명의 편의를 위해 몇 개의 발광소자 패키지를 제조하는 방법을 도시하고 있으며, 동일한 구조이므로 도면 부호는 하나의 발광소자 패키지에 대해서만 기재하여 설명하도록 한다.
본 실시 형태에 따른 제조방법의 경우, 우선, 도 9에 도시된 것과 같이, 성장용 기판(310) 위에 제1도전형 반도체층(321), 활성층(322) 및 제2도전형 반도체층(323)을 순차 적층하여 형성된 발광구조물(320)을 형성하고, 제1연결 전극(340) 및 제2연결 전극(350)을 형성한다. 여기서 성장용 기판(310)은 생략될 수도 있다.
발광구조물(320)은 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)을 갖는 반도체 물질로 제조할 수 있으며, 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition: CVD), 유기금속 화학 증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition: MOCVD), 플라즈마 화학 증착법(Plasma-enhanced Chemical Vapor Deposition: PCVD), 분자선 성장법(Molecular Beam Epitaxy: MBE), 수소화물 기상 성장법(Hydride Vapor Phase Epitaxy: HVPE) 등을 포함한 다양한 증착 및 성장 방법을 통해 형성한다.
이와 같이 형성된 구조물에 대해 다이싱(dicing) 공정을 수행하여 도 10에 도시된 바와 같이, 구조물을 각 발광소자(300)로 분리한다.
이러한 발광소자 제조 공정은 상술한 방법에 한정되지 않으며, 다양한 변형과 다양한 막을 더 추가할 수 있다. 예를 들어, 제2도전형 반도체층의 반사금속층을 복수의 층으로 형성할 수 있다.
이어서, 도 11에 도시한 바와 같이, 분리된 발광소자(300)를 베이스 필름(360)위에 부착한다.
상기 발광소자(300)는 외부의 전기 신호를 인가 받기 위한 제1 및 제2 연결 전극(140, 150)을 구비하며, 표면에는 파장변환부가 형성되지 않은 베어 칩(bare chip)을 포함한다.
여기서 상기 발광소자(300)의 제1 연결 전극 (340) 및 제2 연결 전극(350)이 형성된 제1 주면에 대향하는 상기 발광소자(300)의 제2 주면이 베이스 필름(360)을 향하도록 발광소자(300)를 부착한다.
상기 제1 및 제2 연결 전극(340, 350)은, 예를 들어 복수의 P형 전극과 N형 전극일 수 있다. 그리고, 제1 및 제2 연결 전극(340, 350)에는 제1 외부 전극(360) 제2 외부 전극(370)이 후속 공정에서 더 구비될 수 있다.
여기서 상기 발광소자(300)는 소정의 간격으로 서로 떨어져 배치되며, 복수개가 상기 베이스 필름(360) 상에 열 방향과 행 방향으로 배열되어 매트릭스 구조를 이룰 수 있다.
다음으로, 도 12에서 도시하는 바와 같이, 고반사성 물질(241)이 혼합된 수지(242)를 도포하여 상기 베이스 필름(360) 상에 상기 복수의 발광소자(300)를 일체로 덮는 반사부(240)를 형성한다.
구체적으로, 미도시된 디스펜서 등을 통해 고반사성 물질(241)이 함유된 수지(242)를 상기 베이스 필름(360) 상에 일정량 주입한다. 상기 수지(242)는 상기 복수의 발광소자(300)을 전체적으로 덮을 수 있는 정도로 충분히 주입한다.
이와 같이 수지(242)가 주입된 상태에서 스퀴지(squeegee)(400) 등을 사용하여 상기 베이스 필름(360)의 일단에서 반대측 끝단까지 밀어줌으로써 상기 수지(242)가 프린팅 되는 방식으로 각 발광소자(300)을 덮도록 일괄하여 도포한다.
이와 같이, 프린팅 공법을 통해 고반사성 물질(241)이 함유된 수지(242)를 한번의 공정으로 일괄적으로 복수의 발광소자(300)에 도포하는 경우 공정시간이 단축될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 다양한 방법으로 고반사성 물질이 혼합된 수지를 도포할 수 있음은 물론이다.
다음으로, 도 13에 도시하는 바와 같이 상기 발광소자(300) 상에 형성된 수지(242)의 상면을 연마장치(410) 등을 사용하여 폴리싱하여 발광소자(300)의 제1연결 전극(340) 및 제2연결 전극(350)을 노출시킨다.
다음으로, 도 14에 도시하는 바와 같이, 제1연결 전극(340) 및 제2연결 전극(350)이 노출된 발광소자(300)의 하부에 형성된 상기 베이스 필름(360)을 제거할 수 있다.
다음으로, 도 15에 도시된 바와 같이. 상기 베이스 필름(360)을 제거한 위치에 파장변환부(210)를 형성한다.
이에 따라, 상기 발광소자(300)의 광방출면에는 파장변환부(210)가 균일한 두께로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 파장변환부(210)를 복수의 발광소자(300)에 하나의 필름형태로 부착한 예에 대하여 설명하였으나, 형광체 필름(210)을 커팅 유닛을 이용하여 발광소자(300)의 사이즈에 맞추어 일정 간격으로 절단한 후 절단된 파장변환부(210)를 상기 발광소자(300)에 개별적으로 부착할 수도 있다.
또한 본 발명의 일 실시형태에서는 발광소자(300)으로부터 발생한 광의 파장을 변환시키기 위한 광변환층으로 파장변환부(210)가 부착되는 방식에 대하여 설명하였으나, 발광소자로부터의 광을 파장변환시키기 위한 광변환층은 프린팅 공법, 스프레이 코팅, 전기 영동법 등 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있음은 물론이다.
한편, 도 15에는 도시되어 있지 않으나, 상기 파장변환부(210)의 표면에는 발광소자(300)을 보호하기 위한 보호막이 더 형성되어 있을 수 있다.
다음으로 도 16에 도시된 바와 같이, 파장변환부(210)가 부착된 복수의 발광소자(300)를 다이싱하여 개별 발광소자로 분할할 수 있다. 구체적으로, 각 발광소자(300)를 기준으로 각 발광소자(300) 사이의 반사부(240) 및 파장변환부(210)를 커팅 장치(420)를 이용하여 원하는 크기로 절단하여 개별 발광소자 패키지로 분할한다.
다음으로, 제1연결 전극(340) 및 제2연결 전극(350)에 연결되며 상기 발광소자의 측면 방향으로 연장되어 상기 반사부(240)의 일부를 덮는 제1 외부 전극(360) 및 제2 외부 전극(370)을 형성한다. 그러면 도 6의 발광소자 패키지가 형성된다.
본 실시예에서는 개별 발광소자 패키지로 분할한 후 제1연결 전극(340) 및 제2연결 전극(350)에 제1 외부 전극(360) 및 제2 외부 전극(370)을 형성하는 예에 대하여 설명하였으나, 제1 외부 전극(360) 및 제2 외부 전극(370)을 먼저 형성한 후 개별 발광소자 패키지로 분할할 수도 있다.
그러면 발광소자(300)의 측면 및 제1 주면의 적어도 일부를 덮도록 형성된 반사부(240), 발광소자(300)의 제1 주면 측에 형성된 제1연결 전극(340) 및 제2연결 전극(350), 제1연결 전극(340) 및 제2연결 전극(350)에 연결되도록 형성된 제1 및 제2 외부 전극, 발광소자(300)의 제2 주면에 형성된 파장변환부(210)를 포함하는 발광소자 패키지(200)가 제조된다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면 발광소자 패키지(200)에 비교적 큰 크기의 제1 및 제2 외부 전극을 형성할 수 있어, 발광소자 패키지(200)를 배선 패턴에 회로 기판 없이 실장하여 발광소자에서 발생하는 열을 보다 효과적으로 방출할 수 있다.
다음으로, 도 17에 도시된 바와 같이, 렌즈가 필요한 경우에는 렌즈(250)를 파장변환부(210)가 형성된 상기 복수의 발광소자(300) 상부에 추가로 형성할 수 있다. 이러한 렌즈는 발광소자에서 발광된 빛을 모으거나 분산시키는 역할을 할 수 있다.
이와 같은 제조방법에 의하여 발광소자에 직접적으로 반사부, 전극부 및 파장변환부를 형성시켜 발광소자 패키지를 형성하고, 이를 배선 패턴에 회로 기판 없이 실장하면 발광소자에서 발생하는 열을 보다 효과적으로 방출할 수 있다.
또한 발광소자에 직접적으로 반사부, 전극부 및 파장변환부를 형성시키므로 발광소자 패키지의 크기를 최소화할 수 있다. 또한 발광소자 패키지의 구조를 보다 단순화하여 원가 절감 및 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
그리고, 발광소자의 측면에서 방출되는 광도 칩의 측면에 직접 부착되어 형성된 반사부에 의하여 반사되므로 발광소자에서 방출되는 광의 손실을 줄일 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
10... 발광적층체 11... n형 반도체층
12... 활성층 13... p형 반도체층
20,20'... 단자부 21... 금속 필러 범프
22... 솔더 범프 23... 금속 피니쉬
30... 몰드부 40... 파장변환부
50... 렌즈
300, 500... 발광소자 310...기판
320, 520...발광구조물 321, 521...제1도전형 반도체층
322, 522...활성층 323, 523...제2도전형 반도체층
330...반사금속층 340, 540...제1연결 전극
350, 550...제2 연결 전극 360, 560...제1 외부 전극
370, 570...제2 외부 전극 200...발광소자 패키지
210...형광체 필름 220, 230...배선 패턴
240...반사부 241...고반사성 물질
242...경화성 수지 400... 스퀴지
410...연마장치 420...커팅 장치

Claims (10)

  1. 반도체층의 적층 구조로 이루어져 서로 대향하는 제1 주면 및 제2 주면을 구비하는 발광적층체;
    상기 제2 주면에 구비된 전극 상에 형성된 단자부;
    상기 발광적층체의 상기 제2 주면에 형성되어 상기 단자부를 일부 노출시키는 몰드부; 및
    상기 발광적층체의 제1 주면에 형성된 파장변환부;
    를 포함하고,
    상기 발광적층체의 측면, 상기 몰드부의 측면, 및 상기 파장변환부의 측면은 공면을 이루는 발광소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 몰드부는 상기 단자부보다 낮은 높이로 형성되어 상기 단자부의 일부가 상기 몰드부로부터 돌출되어 노출되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 몰드부는 필러와 백색 성형 복합재를 구비하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 필러는 SiO2, TiO2 및 Al2O3로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 갖는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발광적층체는 기판, 상기 기판 상의 n형 반도체층 및 p형 반도체층, 및 상기 n형 반도체층과 상기 p형 반도체층의 사이에 형성된 활성층을 포함하는 적층 구조를 가지며, 상기 n형 반도체층 및 p형 반도체층과 각각 연결되는 상기 전극은 동일한 방향을 향하도록 형성된 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단자부는 솔더 범프를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단자부는 상기 전극 상에 형성된 금속 필러와 상기 금속 필러 상에 형성된 솔더 범프 또는 금속 피니쉬 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  8. 서로 대향하는 제1 및 제2 주면과 이들을 연결하는 측면을 갖는 발광소자;
    상기 발광소자의 측면 및 제1 주면의 적어도 일부를 덮도록 형성되며, 상기 발광소자에서 방출된 빛을 반사시키는 반사물질을 포함하는 반사부;
    상기 발광소자의 제2 주면의 적어도 일부를 덮도록 형성된 파장변환부;
    상기 발광소자의 제1 주면 측에 배치되어 상기 발광소자와 전기적으로 연결된 제1 및 제2 연결 전극; 및
    상기 발광소자의 제1 주면 측에 상기 발광소자로부터 상기 제1 및 제2 연결 전극보다 먼 위치에 배치되며, 상기 제1 및 제2 연결 전극과 각각 연결되되 상기 제1 및 제2 연결 전극보다 크게 형성되어 상기 반사부의 일부를 덮도록 형성된 제1 및 제2 외부 전극;
    을 포함하고,
    상기 반사부의 외측면은 상기 파장변환부의 외측면 및 상기 제1 및 제2 외부 전극의 외측면과 공면을 이루는 발광소자 패키지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 발광소자는, 기판과, 상기 기판 상에 형성되며 제1도전형 반도체층, 활성층 및 제2도전형 반도체층이 순차 적층된 발광구조물과, 상기 제1도전형 반도체층 및 제2도전형 반도체층에 각각 형성된 제1 연결 전극 및 제2 연결 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 외부 전극은 상기 발광소자 패키지의 하부 면적의 20 내지 50%의 넓이인 것을 특징으로 발광소자 패키지.
KR1020130000946A 2012-03-14 2013-01-04 발광소자 패키지 및 그 제조방법 KR102025719B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/800,824 US20130240934A1 (en) 2012-03-14 2013-03-13 Light emitting element package and method of manufacturing the same
US15/391,283 US10411175B2 (en) 2012-03-14 2016-12-27 Light emitting element package and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120026068 2012-03-14
KR20120026068 2012-03-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130105313A KR20130105313A (ko) 2013-09-25
KR102025719B1 true KR102025719B1 (ko) 2019-09-26

Family

ID=49453960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130000946A KR102025719B1 (ko) 2012-03-14 2013-01-04 발광소자 패키지 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102025719B1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102345751B1 (ko) * 2015-01-05 2022-01-03 삼성전자주식회사 반도체 발광소자 패키지 및 그 제조 방법
KR102322335B1 (ko) * 2015-02-10 2021-11-05 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 웨이퍼 레벨 패키지
KR102554231B1 (ko) * 2016-06-16 2023-07-12 서울바이오시스 주식회사 전극 구조를 갖는 수직형 발광 다이오드 및 그것을 갖는 발광 다이오드 패키지
JP6912730B2 (ja) * 2018-07-09 2021-08-04 日亜化学工業株式会社 発光モジュールの製造方法
CN115172383B (zh) * 2022-06-30 2024-07-12 厦门天马微电子有限公司 一种发光面板及其制备方法、显示装置和背光模组

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008047832A (ja) * 2006-08-21 2008-02-28 Hamamatsu Photonics Kk 半導体装置および半導体装置製造方法
WO2011093454A1 (ja) * 2010-01-29 2011-08-04 シチズン電子株式会社 発光装置の製造方法及び発光装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110099512A (ko) * 2010-03-02 2011-09-08 삼성엘이디 주식회사 발광소자 패키지 및 그 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008047832A (ja) * 2006-08-21 2008-02-28 Hamamatsu Photonics Kk 半導体装置および半導体装置製造方法
WO2011093454A1 (ja) * 2010-01-29 2011-08-04 シチズン電子株式会社 発光装置の製造方法及び発光装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130105313A (ko) 2013-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10411175B2 (en) Light emitting element package and method of manufacturing the same
US10043955B2 (en) Light emitting diode chip having wavelength converting layer and method of fabricating the same, and package having the light emitting diode chip and method of fabricating the same
US9012950B2 (en) Light emitting device package
KR100693969B1 (ko) 고체 소자 디바이스 및 그 제조 방법
JP5918221B2 (ja) Ｌｅｄチップの製造方法
KR102180388B1 (ko) 파장 변환 반도체 발광 디바이스
US10361351B2 (en) Semiconductor light emitting element package including solder bump
US20110254039A1 (en) Light emitting diode package, lighting apparatus having the same, and method for manufacturing light emitting diode package
US8679872B2 (en) Light emitting device package and manufacturing method thereof
JP2011243977A (ja) 波長変換層を有する発光ダイオードチップとその製造方法、及びそれを含むパッケージ及びその製造方法
US20120268916A1 (en) Light emitting device package and method of manufacturing the same
KR20100080423A (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조방법
KR20190001188A (ko) 발광소자 패키지 및 광원 장치
KR102025719B1 (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조방법
KR20180040073A (ko) 발광소자, 발광소자 패키지, 및 이를 포함하는 조명장치
US11688832B2 (en) Light-altering material arrangements for light-emitting devices
KR101893996B1 (ko) 발광소자 패키지
US20150348948A1 (en) Multiple die light emitting diode (led) components and methods of fabricating same
KR101719642B1 (ko) 발광 다이오드 패키지 및 그 제조 방법
KR20190066519A (ko) 발광소자 패키지 및 광원 장치
KR20190031087A (ko) 발광소자 패키지
KR20120064838A (ko) 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법
US20230246003A1 (en) Light-emitting devices with reinforcement materials and related methods
US20230343757A1 (en) Emission height arrangements in light-emitting diode packages and related devices and methods
KR20190049084A (ko) 발광소자 패키지 및 광원 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right