KR102595927B1 - 발광소자 패키지, 발광소자 패키지 제조방법 및 광원 장치 - Google Patents
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Abstract
발명의 실시 예에 개시된 발광소자 패키지는, 상면과 하면을 관통하고 서로 이격되는 복수의 관통홀을 포함하는 몸체; 상기 몸체 상에 배치되며, 상기 복수의 관통홀 상에 각각 배치되는 제1 및 제2 본딩부를 포함하는 발광 소자; 상기 발광 소자와 상기 몸체의 상면 사이에 배치되는 제1 수지; 상기 복수의 관통홀 각각의 내면에 배치되는 금속부; 상기 제1 수지는 상기 복수의 관통홀 중 적어도 하나의 내면에 연장되는 연장 돌기를 포함하며, 상기 금속부는 상기 연장돌기를 감싸게 배치될 수 있다.
Description
발명의 실시 예는 발광소자 패키지, 발광소자 패키지 제조방법, 및 이를 갖는 광원 장치에 관한 것이다.
발명의 실시 예는 반도체 소자 패키지, 반도체 소자 패키지 제조방법, 및 이를 갖는 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 반도체 소자 또는 발광소자와 같은 소자의 하부에 몸체의 관통 홀이 배치되고 상기 관통홀의 표면 및 상기 몸체의 바닥 중 적어도 하나 또는 모두에 금속부가 배치된 반도체 소자 패키지 또는 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.
발명의 실시 예는 소자와 중첩되는 영역에 몸체의 관통 홀과 금속부가 배치된 반도체 소자 패키지 또는 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.
발명의 실시 예는 몸체의 상면과 하면 사이에 관통된 복수의 관통홀에 금속부가 배치된 반도체 소자 패키지 또는 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.
발명의 실시 예는 몸체와 소자 사이에 제1수지가 배치되어, 소자 하부를 지지 및 고정시켜 줄 수 있는 반도체 소자 패키지 또는 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.
발명의 실시 예는 소자의 하부 둘레에 제2수지가 배치되어, 소자의 하부 둘레를 몸체에 지지 및 고정시켜 줄 수 있는 반도체 소자 패키지 또는 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.
발명의 실시 예는 몸체의 관통부의 표면과 금속부 사이로 수지 재질의 연장돌기가 연장되는 반도체 소자 패키지 또는 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.
발명의 실시 예는 몸체의 관통홀의 내면에 배치된 수지 재질의 연장돌기에 금속부와의 증착성이 높은 불순물을 첨가한 반도체 소자 패키지 또는 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.
발명의 실시 예는 몸체 상부에 오목한 하나 또는 복수의 리세스가 배치되며, 상기 리세스에 제1수지가 배치되어, 발광소자의 하부를 지지 및 고정시켜 줄 수 있는 반도체 소자 패키지 또는 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.
발명의 실시 예는 광 추출 효율 및 전기적 특성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자 패키지 또는 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.
발명의 실시 예는 공정 효율을 향상시키고 새로운 패키지 구조를 제시하여 제조 단가를 줄이고 제조 수율을 향상시킬 수 있는 반도체 소자 패키지 또는 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.
발명의 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 또는 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 상면과 하면을 관통하고 서로 이격되는 복수의 관통홀을 포함하는 몸체; 상기 몸체 상에 배치되며, 상기 복수의 관통홀 상에 각각 배치되는 제1 및 제2 본딩부를 포함하는 발광 소자; 상기 발광 소자와 상기 몸체의 상면 사이에 배치되는 제1 수지; 상기 복수의 관통홀 각각의 내면에 배치되는 금속부; 상기 제1 수지는 상기 복수의 관통홀 중 적어도 하나의 내면에 연장되는 연장 돌기를 포함하며, 상기 금속부는 상기 연장돌기를 감싸게 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 연장돌기는 반사 필러를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 연장돌기는 상기 제1 및 제2본딩부 중 하나 또는 모두와 중첩되며, 상기 제1수지는 상기 제1 또는 제2본딩부와 상기 몸체 사이에 상기 연장 돌기와 연결된 연결부를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1수지는 상기 발광소자의 제1,2본딩부 사이에 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 발광소자의 하부 둘레에 배치된 제2수지를 포함하며, 상기 제2수지는 상기 제1수지와 연결될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 연장돌기는 상기 관통홀의 내면에 복수개가 서로 이격될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 연장돌기는 상기 관통홀의 상부에 배치되며 상기 발광소자의 제1 또는 제2본딩부와 대향되게 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 각 관통홀의 서로 대향되는 내면에 배치된 상기 금속부의 두께 합은 상기 관통홀의 상면 너비보다 작을 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 복수의 관통홀 각각에 배치된 상기 금속부는 상기 몸체의 하면으로 연장되는 복수의 연장부를 포함할 수 있다.
발명이 실시 예에 의하면, 상기 몸체는 반사 필러를 포함하며, 상기 제1수지는 상기 몸체와 동일한 반사 필러를 포함하며, 상기 반사 필러는 TiO2 또는 TiO2와 BN를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 복수의 관통홀로부터 몸체의 하면으로 연장된 상기 복수의 연장부 사이에 상기 몸체 하면에 노출되고 오목한 오목부를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 몸체 상에 상기 발광소자가 배치된 캐비티, 및 상기 캐비티 내부 또는 상기 몸체 상에 형광체를 갖는 몰딩부를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지 제조방법은, 상면과 하면을 관통하는 복수의 관통홀을 갖는 몸체를 형성하는 단계; 상기 몸체 상에 제1 수지를 형성하는 단계; 상기 제1수지 상에 발광 소자를 배치시켜 상기 발광소자의 제1 및 제2본딩부를 상기 복수의 관통홀 상에 각각 정렬하는 단계; 상기 발광소자가 배치된 상기 제1 수지를 경화하는 단계; 상기 몸체의 하면, 상기 복수의 관통홀의 내면, 및 상기 복수의 관통홀의 상면에 노출되는 제1 및 제2 본딩부 하면에 금속부를 증착하는 단계; 및 상기 복수의 관통홀 사이에 배치된 상기 몸체 하면으로부터 상기 금속부를 제거하여 분리하는 단계;를 포함하며, 상기 복수의 관통홀 각각에 상기 금속부를 각각 배치하여, 상기 제1 본딩부 및 제2 본딩부와 상기 관통홀 상의 금속부를 대면시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1수지가 상기 복수의 관통홀 중 적어도 하나의 내면으로 연장되어 연장 돌기를 형성되며, 상기 금속부는 상기 관통홀에서 상기 연장돌기를 감싸게 형성될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 금속부의 제거 공정은 레이저 스크라이빙 공정으로 이루어지며, 상기 금속부가 제거된 상기 몸체의 하면 영역은 오목한 오목부로 형성될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 몸체 상에 형광체를 갖는 몰딩부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 광원 장치는, 상부에 제1 및 제2패드를 갖는 회로 기판; 및 상기 회로 기판에 하나 또는 복수의 발광소자 패키지가 배치되며, 상기 발광소자 패키지의 제1 및 제2관통홀에 배치된 제1 및 제2도전부를 포함하며, 상기 제1도전부는 상기 제1패드와 상기 발광소자의 제1본딩부 및 상기 제1관통홀 내의 제1금속부에 연결되며, 상기 제2도전부는 상기 제2패드와 상기 발광소자 패키지의 제2본딩부 및 상기 제2관통홀 내의 제2금속부에 연결될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 반도체 소자 또는 발광소자의 본딩부들과 대면하는 몸체의 관통홀에 금속부를 제공하여, 본딩부와의 접착력 및 전기 전도성을 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 몸체의 관통홀 및 바닥에 배치된 금속부를 도전부로 본딩하여 줌으로써, 관통홀 내의 도전부의 전기적인 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 몸체의 관통홀을 통해 도전부와 소자의 본딩부를 연결시켜 주어, 플립 칩의 본딩부의 접착력 및 전기 전도성을 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 몸체의 관통홀에 소자의 본딩부와 도전부가 연결될 수 있도록 하여, 플립 칩의 접착력 및 전기 전도성을 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 발광소자 하부와 몸체 사이에 제1수지를 배치하여, 소자의 접착력 및 지지력을 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 몸체 상부 및 소자 하부에 리세스를 배치하고 소자 하부에 제1수지를 배치하여, 소자의 접착력 및 지지력을 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 몸체 하부 둘레에 제2수지를 배치하여, 소자의 하부둘레의 접착력 및 지지력을 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 관통홀의 내면과 금속부 사이에 수지의 연장돌기를 배치하여, 관통홀의 내면을 러프하게 제공할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 관통홀의 내면과 금속부 사이에 금속부와의 접착성이 높은 불순물을 갖는 수지의 연장부 또는 돌기를 배치하여, 관통홀의 내면을 러프하게 제공할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 광 추출 효율 및 전기적 특성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 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, 반도체 소자 패키지가 기판 등에 재 본딩되는 과정에서 반도체 소자 패키지의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 반도체 소자 패키지 또는 발광소자 패키지, 이를 갖는 광원 장치의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 평면도이다.
도 2는 도 1의 발광소자 패키지에서 발광소자가 제거된 평면도이다.
도 3은 도 2에서 관통홀 내면의 연장돌기를 상세하게 설명한 도면이다.
도 4는 도 1의 발광소자 패키지의 저면도이다.
도 5는 도 1의 발광소자 패키지의 A-A측 단면도의 예이다.
도 6은 도 1의 발광소자 패키지의 B-B측 단면도의 예이다.
도 7은 도 1의 발광소자 패키지의 C-C측 단면도의 예이다.
도 8은 도 5의 발광소자 패키지의 제1변형 예이다.
도 9는 도 5의 발광소자 패키지의 몸체의 관통홀에 도전부가 배치된 예이다.
도 10은 도 5의 발광소자 패키지의 제2변형 예이다.
도 11은 도 10의 관통홀의 상세 구성도이다.
도 12는 도 5 또는 도 10의 발광소자 패키지의 제3변형 예이다.
도 13은 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 갖는 광원 장치의 예이다.
도 14는 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 발광 소자의 예이다.
도 2는 도 1의 발광소자 패키지에서 발광소자가 제거된 평면도이다.
도 3은 도 2에서 관통홀 내면의 연장돌기를 상세하게 설명한 도면이다.
도 4는 도 1의 발광소자 패키지의 저면도이다.
도 5는 도 1의 발광소자 패키지의 A-A측 단면도의 예이다.
도 6은 도 1의 발광소자 패키지의 B-B측 단면도의 예이다.
도 7은 도 1의 발광소자 패키지의 C-C측 단면도의 예이다.
도 8은 도 5의 발광소자 패키지의 제1변형 예이다.
도 9는 도 5의 발광소자 패키지의 몸체의 관통홀에 도전부가 배치된 예이다.
도 10은 도 5의 발광소자 패키지의 제2변형 예이다.
도 11은 도 10의 관통홀의 상세 구성도이다.
도 12는 도 5 또는 도 10의 발광소자 패키지의 제3변형 예이다.
도 13은 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 갖는 광원 장치의 예이다.
도 14는 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 발광 소자의 예이다.
이하 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on/over)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명하나 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지에 대해 상세히 설명하도록 한다. 상기 소자 패키지의 반도체 소자는 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.
<발광소자 패키지>
도 1은 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 평면도이고, 도 2는 도 1의 발광소자 패키지에서 발광소자가 제거된 평면도이며, 도 3은 도 2에서 관통홀 내면의 연장돌기를 상세하게 설명한 도면이고, 도 4는 도 1의 발광소자 패키지의 저면도이며, 도 5는 도 1의 발광소자 패키지의 A-A측 단면도의 예이고, 도 6은 도 1의 발광소자 패키지의 B-B측 단면도의 예이며, 도 7은 도 1의 발광소자 패키지의 C-C측 단면도의 예이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 발광소자 패키지(100)는, 몸체(110) 및 발광소자(120)를 포함할 수 있다.
상기 몸체(110)는 제1몸체(115)와 제2몸체(110A)를 포함할 수 있다. 상기 제2 몸체(110A)는 제1 몸체(115) 위에 배치될 수 있다. 제2 몸체(110A)는 제1 몸체(115)의 상부 둘레에 배치될 수 있다. 제2 몸체(110A)는 제1 몸체(115)의 상부 위에 캐비티(102)를 제공할 수 있다. 일 예로서, 제1 몸체(115)와 제2 몸체(110A)은 서로 일체형으로 형성될 수 있다. 다른 예로서, 제1 몸체(115)와 제2 몸체(110A)은 서로 별개로 형성된 후 부착되거나 결합될 수 있다. 이러한 결합을 위해, 제1 몸체(115)와 제2 몸체(110A)는 걸림홈 또는/및 걸림턱과 같은 결합 구조를 가질 수 있다. 상기 제1 및 제2몸체(115,110A)는 수지 재질 또는 반사성 수지 재질로 일체로 형성될 수 있다.
상기 제1몸체(115)는 발광소자를 지지하는 몸체부일 수 있고, 상기 제2몸체(110A)는 반사부일 수 있다. 상기 제1 몸체(115)는 하부 몸체, 제2 몸체(110A)는 상부 몸체로 정의될 수도 있다. 또한, 실시예에 의하면, 몸체(110)는 캐비티(102)를 제공하는 제2 몸체(110A)를 포함하지 않고, 평탄한 상부면을 제공하는 제1 몸체(115)만을 포함할 수도 있다. 상기 제2 몸체(110A)는 발광소자(120)의 둘레에 배치되며, 상기 발광소자(120)로부터 방출되는 빛을 상부 방향으로 반사시킬 수 있다. 상기 제2 몸체(110A)는 제1 몸체(115)의 상면에 대하여 경사지게 배치될 수 있다.
상기 몸체(110)는 캐비티(102)를 포함할 수 있다. 상기 캐비티(102)는 바닥면과, 바닥면에서 몸체(110)의 상면에 대해 경사진 측면(132)을 포함할 수 있다. 상기 측면(132)는 스텝 구조를 포함할 수 있다. 실시예에 의하면, 몸체(110)는 캐비티(102)를 갖는 구조로 제공될 수도 있으며, 캐비티(102) 없이 상면이 평탄한 구조로 제공될 수도 있다.
예로서, 상기 몸체(110)는 수지 재질 또는 절연성 수지 재질일 수 있다. 상기 몸체(110)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(110)는 수지 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(110)는 수지 내부에 금속 산화물 또는 세라믹 재질의 불순물을 포함할 수 있다. 상기 금속 산화물은 TiO2, Al2O3 또는 SiO2와 같은 고굴절 재질의 필러를 포함할 수 있다. 상기 몸체(110)는 열 가소성 수지로 형성될 수 있다. 상기 몸체(110)는 반사 필러 또는 고 굴절률을 갖는 필러를 포함할 수 있다.
발광소자 패키지(100)는 제1방향(X)의 길이가 제2방향(Y)의 길이와 같거나 클 수 있다. 이하의 설명에서 제1방향은 X 방향이며, 제2방향은 X 방향과 직교하는 Y 방향이며, 제3방향은 X,Y 방향과 직교하는 Z 방향일 수 있다. 발광소자(120)가 직사각형 형상인 경우, 상기 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 발광소자(120)가 정사각형 형상인 경우, 상기 제1 방향과 상기 제2방향의 변의 길이는 서로 동일할 수 있다. 상기 제1방향에는 발광소자(120)의 양 단변이 서로 반대측에 배치되며, 제2방향에는 발광소자(120)의 양 장변이 서로 반대측에 배치될 수 있다.
상기 몸체(110)는 제1방향에 배치된 제1 및 제2측면(S1,S2)과, 제2방향에 배치된 제3 및 제4측면(S3,S4)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2측면(S1,S2) 사이의 간격이 상기 제3 및 제4측면(S3,S4)의 제1방향 길이일 수 있다. 상기 제3 및 제4측면(S3,S4) 사이의 간격은 상기 제1 및 제2측면(S1,S2)의 제1방향의 길이일 수 있다.
상기 몸체(110)는 절연성 수지 재질로 형성될 수 있다. 이러한 몸체(110)는 상면 또는 캐비티(102)의 바닥에 금속 프레임이 제거된 구조이므로, 금속 프레임을 갖는 구조에 비해 몸체 재질의 선택의 폭이 넓을 수 있다. 상기 몸체(110)는 금속 프레임 예컨대, 리드 프레임과 일체로 사출하지 않아, 상기 리드 프레임의 두께보다 얇은 두께를 갖는 금속부가 형성될 수 있다. 상기 몸체(110)는 리드 프레임과 미리 사출하지 않게게 되므로, 몸체(110)의 관통홀의 위치 변경, 캐비티(102)의 형상, 몸체(110)의 사이즈, 또는 패키지 사이즈에 대한 설계 변경이 용이할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 몸체(100)의 두께(t1)는 100 마이크로 미터 이상 예컨대, 100 내지 800 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 상기 몸체(100)의 두께(t1)는 제1몸체(115)의 두께(t2)과 상기 제2몸체(110A)의 두께의 합일 수 있으며, 상기 제2몸체(110A)의 두께는 상기 발광소자(120)의 두께 이상일 수 있다. 상기 제2몸체(110A)의 두께는 상기 제1몸체(115)의 두께(t2)와 같거나 더 두껍게 배치될 수 있다. 이러한 제2몸체(110A)의 상면은 광의 지향각 분포를 위해 상기 발광소자(120)의 상면과 같거나 더 높은 위치에 배치될 수 있다. 다른 예는 제2몸체(110A)는 상기 제1몸체(115)로부터 제거될 수 있으며, 이러한 발광소자 패키지는 130도 이상의 광 지향각 분포를 가질 수 있다.
상기 몸체(110) 상에는 상기 발광소자(120)가 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 여기서, 상기 발광소자(120)는 상기 몸체(110) 또는 제1몸체(115) 상에 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 상기 복수의 발광소자는 상기 몸체(110) 또는 제1몸체(115) 상에서 제1방향 또는/및 제2방향으로 배열될 수 있다. 상기 몸체(110) 또는 제1몸체(115) 상에 복수의 발광소자는 하나의 캐비티 내에 배치될 수 있어, 하나의 캐비티 내에서의 광도를 개선시켜 줄 수 있다. 상기 몸체(110) 또는 제1몸체(115) 상에 복수의 발광소자 각각은 상기에 개시된 캐비티 각각에 배치될 수 있고, 복수의 캐비티는 제1방향 또는/및 제2방향으로 배치될 수 있다. 상기 복수의 발광소자는 서로 직렬로 연결되거나, 서로 병렬로 연결될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 하나의 발광소자가 몸체 또는 제1몸체 상에 배치된 예로 설명하기로 한다.
상기 몸체(110)는 관통홀(TH1,TH2)을 구비할 수 있다. 상기 몸체(110)는 하나 또는 복수의 관통홀을 구비할 수 있다. 상기 관통홀(TH1,TH2)은 서로 이격된 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)은 상기 발광소자(120)의 아래에 배치된 상기 몸체(110)의 상면에서 하면을 관통할 수 있다. 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)은 상기 제1몸체(115)의 상면에서 하면을 관통할 수 있다. 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)은 캐비티(102)의 바닥에서 상기 제1몸체(115)의 하면까지 관통될 수 있다. 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)은 상기 몸체(110)의 상면에서 하면 방향으로 관통될 수 있다.
실시예에 의하면, 제1 관통홀(TH1)의 상부 영역의 폭 또는 면적은 제1 관통홀(TH1)의 하부 영역의 폭 또는 면적에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다. 상기 제2 관통홀(TH2)의 상부 영역의 폭 또는 면적은 제2 관통홀(TH2)의 하부 영역의 폭 또는 면적에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다.
상기 제1 및 제2 관통홀(TH1,TH2)는 하부 영역에서 상부 영역으로 가면서 폭이 점차적으로 작아지는 경사진 형태로 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2 관통홀(TH1, TH2)의 내면은 수직한 면이거나, 경사진 면 또는 곡면 중에서 적어도 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 10과 같이, 상기 제1 및 제2 관통홀(TH1,TH2)은 표면 또는 내면이 경사진 면을 포함할 수 있다.
상기 제1 몸체(115)의 하면 영역에서 제1 관통홀(TH1)와 제2 관통홀(TH2) 사이의 간격은 100 마이크로 미터 내지 600 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 제1 몸체(115)의 하면 영역에서 제1 관통홀(TH1)과 제2 관통홀(TH2) 사이의 간격은, 상기 발광소자 패키지(100)가 회로기판, 또는 서브 마운트에 실장되는 경우에, 전기적인 간섭을 방지하기 위하여 상기의 범위로 이격될 수 있다. 상기 제1 및 관통홀(TH1,TH2)의 깊이는 제1 몸체(115)의 두께(t2)와 동일할 수 있다. 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)의 깊이는 제1 몸체(115)의 안정적인 강도를 유지할 수 있는 두께로 제공될 수 있다. 상기 몸체(110)의 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)의 깊이는 400 마이크로 미터 이하 예컨대, 80 내지 400 마이크로 미터의 범위 또는 100 내지 300 마이크로 미터의 범위로 제공될 수 있다. 여기서, 상기 제1몸체(115)의 두께(t2)는 400 마이크로 미터 이하 예컨대, 80 내지 400 마이크로 미터의 범위 또는 100 내지 300 마이크로 미터의 범위로 제공될 수 있다. 상기 제1몸체(115)의 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)의 깊이는 상기 제1몸체(115)의 두께와 같거나 두꺼울 수 있다. 상기 제1몸체(115)의 두께는 상기 금속부(111,113)의 두께 즉, 관통홀(TH1,TH2)에서의 수평 방향 두께보다 클 수 있다. 상기 발광소자(120)의 하부에 배치된 상기 몸체(110)의 상면 및 하면 사이의 간격은 상기 금속부(111,113)의 두께 즉, 관통홀에서의 수평 방향 두께보다 클 수 있다. 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)의 깊이는 상기 금속부(111,113)의 두께보다 클 수 있다.
상기 제 1 및 제2관통홀(TH1,TH2)은 상기 발광소자(120)의 영역과 수직 방향으로 중첩된 영역에 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)은 탑뷰 형상이 원 형상, 타원 형상, 다각형 형상, 직선과 곡선을 갖는 비정형 형상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제 1 및 제2관통홀(TH1,TH2)의 상부 길이는, 제1방향과 제2방향이 동일한 길이로 제공되거나, 어느 한 방향의 길이가 더 길게 제공될 수 있다. 상기 제 1 및 제2관통홀(TH1,TH2)의 하부 길이는, 제1방향과 제2방향이 동일한 길이로 제공되거나, 어느 한 방향의 길이가 더 길게 제공될 수 있다.
상기 제1관통홀(TH1)은 상기 발광소자(120)의 제1본딩부(121) 아래에서 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 상기 제2관통홀(TH2)은 상기 발광소자(120)의 제2본딩부(122)의 아래에서 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)은 상부 형상과 하부 형상이 동일할 수 있다. 다른 예로서, 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)은 상부 형상과 하부 형상이 다를 수 있다. 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)는 상부 형상과 하부 형상이 대칭적일 수 있다. 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)는 상부 형상과 하부 형상이 비 대칭적일 수 있다. 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)는 제1방향과 제2방향 중 적어도 하나로 상부 형상의 중심과 하부 형상의 중심이 동일한 수직 직선 상에 배치되거나, 서로 다른 수직한 직선 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 도 10과 같이, 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)의 상부 형상과 하부 형상은 서로 다른 형상이거나, 제1방향으로 상부 및 하부 중심이 서로 다를 위치에 배치될 수 있다. 도 10과 같이, 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)의 상부 형상과 하부 형상은 서로 다른 형상이거나, 제2방향으로 상부 및 하부 중심이 서로 다를 위치에 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 도 5 내지 도 7과 같이, 상기 발광소자(120)는 제1 본딩부(121), 제2 본딩부(122), 및 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 제1방향의 길이가 제2방향의 길이보다 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. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 기판(124)은 투광 층으로서, 절연성 재질 또는 반도체 재질로 형성될 수 있다. 상기 기판(124)은 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. 상기 기판(124)는 제거될 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)의 둘레에 몸체(110)가 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)의 둘레에는 제2몸체(110A)가 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 몸체(110) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 제1몸체(115) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 몸체(110)에 의해 제공되는 상기 캐비티(102) 내에 배치될 수 있다. 상기 캐비티(102)의 외측 둘레에 배치된 내 측면(132)은 경사지거나 수직할 수 있으며, 예컨대 경사진 면은 1단 이상 또는 2단 이상으로 경사지게 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)와 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)는 상기 몸체(110) 또는 제1몸체(115) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 몸체(110) 또는 제1몸체(115) 위에 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2본딩부(121,122)는 상기 몸체(111) 또는 제1몸체(115)와 대면할 수 있다. 상기 제1 및 제2본딩부(121,122)는 제1방향으로 이격될 수 있다. 상기 제1 및 제2본딩부(121,122)는 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)와 동일한 방향으로 이격될 수 있다.
상기 제1 및 제2본딩부(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 몸체(110)의 상부 또는 제2몸체(110A)의 상부 방향으로 추출될 수 있게 된다.
상기 제1 본딩부(121)는 상기 발광 구조물(123)과 상기 몸체(110) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광 구조물(123)과 상기 몸체(110) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)과 상기 제2 본딩부(122)는 금속 재질 및 비금속 재질 중 적어도 하나 또는 모두를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2본딩부(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 하부에 제1 및 제2본딩부(121,122)가 배치되므로, 상기 발광 구조물(123)로부터 하 방향으로 진행되는 광을 반사하기 위한 반사 구조를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 발광 구조물(123)과 상기 제1,2본딩부(121,122) 사이에 반사 구조를 포함할 수 있다. 상기 반사 구조는 금속 재질 및 비 금속 재질 중 적어도 하나 또는 모두를 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 반사 구조는 하나 도는 복수일 수 있으며, 적어도 하나의 반사 구조는 서로 다른 재질 또는 서로 다른 굴절률을 갖는 층이 교대로 적층된 DBR(distributed Bragg Reflectors) 구조를 포함할 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 발광소자(120)는 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 발광소자(120)에 배치된 발광 셀의 개수는 1개 또는 2개 내지 5개일 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 몸체(110)과 상기 발광소자(120)의 하면 사이의 영역에는 소정의 갭(Gap)이 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)의 하면은 발광구조물(123)과 중첩되는 영역의 하면일 수 있다. 상기 갭의 높이는 상기 제1 및 제2본딩부(121,122)의 두께와 같거나 클 수 있다. 상기 갭에는 제1수지(160)가 배치될 수 있다. 상기 제1수지(160)는 상기 제1 및 제2본딩부(121,122) 사이의 영역과 상기 발광소자(120)의 하면과 상기 몸체(110)의 상면 사이의 영역에 배치될 수 있다. 상기 제1수지(160)는 상기 제1 및 제2본딩부(121,122) 사이의 영역과 상기 발광소자(120)의 하면과 상기 제1몸체(115)의 상면 또는 캐비티 바닥 사이의 영역에 배치될 수 있다. 상기 제1수지(160)는 상기 발광소자(120)를 상기 몸체(110)에 부착시켜 줄 수 있다. 상기 제1수지(160)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질을 포함할 수 있다. 상기 제1수지(160)는 내부에 금속 산화물 또는 반사 필러를 포함할 수 있다. 상기 제1수지(160)는 도 9 또는 도 13에 도시된 도전부(221,223)가 형성되기 전에 상기 발광소자(120)의 하부에 디스펜싱되어, 상기 발광소자(120)를 상기 제1몸체(115) 상에 부착 및 고정시켜 줄 수 있다. 이에 따라 상기 제1수지(160)는 상기 발광소자(120)의 유동이나 틸트를 방지할 수 있다. 또한 상기 제1수지(160)는 상기 도전부(221,223)가 리멜팅되더라도, 상기 제1몸체(115)에 상기 발광소자(120)를 고정시켜 줄 수 있다.
상기 제1수지(160)는 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출되는 경우, 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(110) 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 패키지의 광 추출 효율을 개선할 수 있다. 또한, 상기 제1수지(160)는 상기 발광소자(120)에서 방출하는 광을 반사할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1수지(160)가 반사 기능을 포함하는 경우, 상기 제1수지(160)는 ZnS, BN, CaF2, ZrO2, ZnO, Sb2O3, TiO2, SiO2, Al2O3의 반사 필러 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 상기 제1수지(160)는 세라믹 재질의 반사 필러를 포함할 수 있다. 상기 제1수지(160)에는 상기 필러 중에서 서로 다른 이종 재질을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1수지(160)는 상기 발광소자(120)의 하면과 상기 몸체(110)에 접촉될 수 있다. 상기 제1수지(160)는 상기 제1 및 제2본딩부(121,122)에 접촉될 수 있다. 상기 제1수지(160)는 상기 발광소자(120)를 상기 몸체(110)에 접착시켜 주어, 상기 발광소자(120)의 지지력을 증가시켜 줄 수 있고 상기 발광소자(120)의 틸트를 방지할 수 있다. 상기 제1수지(160)는 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(110) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1수지(160)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에 접촉되어, 도 13과 같은 회로 기판(201) 상에서 상기 발광소자(120)와 본딩되는 도전부(221,223)가 리멜팅될 경우, 상기 발광소자(120)의 유동을 방지하고 상기 발광소자(120)를 지지할 수 있다.
발명에 따른 발광소자 패키지(100)에 의하면, 상기 제1 및 제2 관통홀(TH1,TH2)은 상기 몸체(110)의 상면과 하면을 Z 방향으로 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)은 상기 발광소자(120)와 수직 방향(Z)으로 중첩될 수 있다. 상기 제1 관통홀(TH1)은 상기 발광소자(120)의 제1 본딩부(121) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 관통홀(TH1)은 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 수직 방향으로 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제1 관통홀(TH1)은 상기 몸체(110)의 상면에서 하면으로 향하는 Z 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 중첩되어 제공될 수 있다. 이러한 제1 관통홀(TH1)을 통해 상기 제1 본딩부(121)를 노출시켜 줌으로써, 상기 제1 관통홀(TH1)에 채워지거나 배치되는 한 종류 또는 두 종류 이상의 도전성 물질을 통해 전기적인 경로 및 방열 경로로 제공할 수 있다.
상기 제2 관통홀(TH2)은 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 관통홀(TH2)은 상기 발광소자(120)와 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제2 관통홀(TH2)은 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122)와 수직 방향으로 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제2 관통홀(TH2)은 상기 몸체(110)의 상면에서 하면으로 향하는 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122)와 중첩되어 제공될 수 있다. 이러한 제2 관통홀(TH2)을 통해 상기 제2 본딩부(122)를 노출시켜 줌으로써, 상기 제2 관통홀(TH2)에 채워지거나 배치되는 한 종류 또는 두 종류 이상의 도전성 물질을 통해 전기적인 경로 및 방열 경로로 제공할 수 있다.
상기 제1 관통홀(TH1)과 상기 제2 관통홀(TH2)은 제1방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 관통홀(TH1)과 상기 제2 관통홀(TH2)은 상기 발광소자(120)의 하부 면 아래에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 관통홀(TH1)과 상기 제2 관통홀(TH2)은 상기 발광소자(120)와 Z축 방향으로 중첩될 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 제1관통홀(TH1)은 X 방향의 폭과 Y 방향의 길이가 서로 동일하거나 Y 방향의 길이가 X 방향의 폭보다 클 수 있다. 상기 제2 관통홀(TH2)은 X 방향의 폭과 Y 방향의 길이가 서로 동일하거나 Y 방향의 길이가 X 방향의 길폭보다 클 수 있다. 이러한 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)의 제1,2방향의 폭 및 길이는 제1 및 제2본딩부(121,122)의 크기에 의해 달라질 수 있다. X 방향으로 상기 제1 관통홀(TH1)의 상부 영역의 폭이 상기 제1 본딩부(121)의 너비에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다. 또한, X 방향으로 상기 제2 관통홀(TH2)의 상부 영역의 폭이 상기 제2 본딩부(122)의 폭에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)은 상부에서 X 방향의 폭은 서로 동일하거나 다를 수 있다. 상기 제1 및 제2본딩부(121,122)의 X 방향의 폭은 서로 동일하거나 다를 수 있다. Y 방향으로 상기 제1 관통홀(TH1)의 상부 영역의 길이가 상기 제1 본딩부(121)의 길이에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다. 또한, Y 방향으로 상기 제2 관통홀(TH2)의 상부 영역의 길이가 상기 제2 본딩부(122)의 길이에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)은 상부에서 Y 방향의 길이는 서로 동일하거나 다를 수 있다. 상기 제1 및 제2본딩부(121,122)의 Y 방향의 길이는 서로 동일하거나 다를 수 있다. 예컨대, 상기 제1본딩부(121)의 하면 면적은 상기 제1관통홀(TH1)의 상면 면적보다 클 수 있다. 상기 제2본딩부(122)의 하면 면적은 상기 제2관통홀(TH2)의 상면 면적보다 클 수 있다. 상기 제1 및 제2 관통홀(TH1,TH2)은 상부 형상과 하부 형상이 대칭 형상이거나 비 대칭 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)은 발광소자(110)의 두 본딩부(121,122)가 중첩되는 방향(X)과 동일한 방향의 폭이 두 본딩부(121,122)가 중첩되지 않는 방향(Y)의 길이보다 작을 수 있다.
상기 제1관통홀(TH1)의 상면 중심과 하면 중심은 같은 중심에 배치되거나, 서로 어긋나게 배치될 수 있다. 상기 제2관통홀(TH2)의 상면 중심과 하면 중심은 같은 중심에 배치되거나, 서로 어긋나게 배치될 수 있다. 도 1과 같은 구조에서는 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)의 상면과 하면의 중심이 서로 동일할 수 있다. 도 10과 같은 구조에서는 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)의 상면과 하면의 중심이 서로 다를 수 있다. 여기서, 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)의 상면과 하면의 중심이 서로 어긋나게 배치된 경우, 두 관통홀(TH1,TH2)의 상면 중심 간의 직선 거리는 하면 중심 간의 직선 거리보다 더 작을 수 있다.
발명의 실시 예는 몸체(110) 또는 제1몸체(115) 상에 제2수지(162)를 포함할 수 있다. 상기 제2수지(162)는 캐비티(102)의 바닥에 배치될 수 있다. 상기 제2수지(162)는 상기 발광소자(120)의 하부 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제2수지(162)의 내측부는 상기 발광소자(120)의 하면 둘레에 수직 방향으로 중첩될 수 있고, 외측부는 상기 발광소자(120)의 측면보다 외측에 배치될 수 있다. 상기 제2수지(162)는 형성하지 않을 수 있다.
상기 제2수지(162)는 상기 발광소자(120)의 각 코너측 하면에 접착되거나, 하면둘레 전체에 접착될 수 있다. 상기 제2수지(162)는 상기 발광소자(120)의 측면에 접착될 수 있다. 상기 제2수지(162)는 상기 발광소자(120)의 적어도 한 코너, 또는 한 코너 이상에 배치되어, 상기 발광소자(120)의 하면과 접착되고, 상기 발광소자(120)를 지지할 수 있다. 상기 제2수지(162)는 상기 발광소자(120)의 코너에 인접한 본딩부에 접촉될 수 있다. 이러한 제2수지(162)는 상기 발광소자(120)가 회전 또는 틸트되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제2수지(162)는 상기 제1수지(160)과 접촉되거나 연결될 수 있다. 상기 제2수지(162)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질을 포함할 수 있다. 상기 제2수지(162)는 내부에 금속 산화물 또는 반사 필러를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2수지(162)는 ZnS, BN, CaF2, ZrO2, ZnO, Sb2O3, TiO2, SiO2, Al2O3의 반사 필러 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 상기 제2수지(162)는 세라믹 재질의 반사 필러를 포함할 수 있다. 상기 제2수지(162)에는 상기 필러 중에서 서로 다른 이종 재질을 포함할 수 있다. 상기 제2수지(162)는 상기 발광소자(120)를 상기 몸체(110) 상에 부착 및 고정시켜 줄 수 있다. 이에 따라 상기 제1 및 제2수지(160,162)는 발광소자(120)의 유동이나 틸트를 방지할 수 있다. 상기 제2수지(162)는 상기 도전부(221,223)가 리멜팅되더라도, 상기 몸체(110)에 상기 발광소자(120)를 고정시켜 줄 수 있다. 상기 제1 및 제2수지(160,162)는 서로 동일한 필러를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2수지(160,162)는 상기 몸체(110)의 재질과 다른 수지 재질이거나, 상기 몸체(110)의 반사율과 다른 반사율을 갖는 재질일 수 있다. 상기 제1 및 제2수지(160,162)가 이종 필러를 갖는 경우, 제1종류는 굴절률이 높고 친수성이 높은 재질로서, 금속 산화물 예컨대, TiO2를 포함할 수 있고, 제2종류는 열적 안정성 및 열 전도성이 높고 전깆거으로 높은 저항을 갖는 질화물계 물질 예컨대, BN을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2수지(160,162)는 상기 몸체(110)과 동일한 종류의 반사 필러를 포함할 수 있다.
상기 제2수지(162)는 상기 캐비티(102)의 측면에 접촉되거나, 상기 캐비티(102)의 측면으로부터 이격될 수 있다. 이는 몸체(110)가 수지 재질이므로, 제2수지(162)를 캐비티 측면에 인접한 캐비티 바닥까지 형성하지 않아도 되며, 캐비티 측면 상으로 상기 제2수지(162)가 확산될 경우 광학적 신뢰성에 문제를 줄 수 있다.
상기 제1 및 제2수지(160,162)가 배치된 상기 몸체(110) 또는 제1몸체(115) 상에는 리세스가 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 이러한 리세스에는 상기 제1,2수지(160,162)의 일부가 결합될 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지는 금속부(111,113)를 포함할 수 있다. 상기 금속부(111,113)는 서로 이격된 제1 및 제2금속부(111,113)를 포함할 수 있다. 상기 제1금속부(111)와 상기 제2금속부(113)는 물리적으로 분리될 수 있다. 상기 제1금속부(111)와 상기 제2금속부(113)는 수직 방향 또는 Z 방향으로 중첩되지 않게 배치될 수 있다. 여기서, 상기 캐비티가 복수인 경우, 서로 다른 캐비티 내의 관통홀은 제1,2금속 부 중 어느 하나가 연장되어 연결될 수 있다.
상기 제1금속부(111)는 상기 제1관통홀(TH1)의 표면과 상기 몸체(110)의 바닥 중 적어도 하나 또는 모두에 배치될 수 있다. 상기 제2금속부(113)는 상기 제2관통홀(TH2)의 표면과 상기 몸체(110)의 바닥 중 적어도 하나 또는 모두에 배치될 수 있다. 상기 제1금속부(111)는 상기 제1관통홀(TH1)의 표면 전체에 배치될 수 있다. 상기 제2금속부(113)는 상기 제2관통홀(TH2)의 표면 전체에 배치될 수 있다. 상기 제1금속부(111)는 상기 제1관통홀(TH1)의 상면에 노출될 수 있다. 상기 제2금속부(113)는 상기 제2관통홀(TH2)의 상면에 노출될 수 있다. 상기 제1금속부(111)의 상면은 상기 제1관통홀(TH1)의 상면에서 상기 발광소자(120)의 하부에 배치된 몸체(110)의 상면과 같은 평면 상에 배치될 수 있다. 상기 제2금속부(113)의 상면은 상기 제2관통홀(TH2)의 상면에서 상기 발광소자(120)의 하부에 배치된 몸체(110)의 상면과 같은 평면 상에 배치될 수 있다. 상기 제1,2금속부(111,113)는 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제1,2금속부(111,113)의 내부 홀은 수직 방향으로 관통되는 제1,2관통홀(TH1,TH2)의 센터 홀 또는 내부 홀일 수 있다.
상기 제1금속부(111)의 두께가 상기 제1관통홀(TH1)의 상부 폭 또는 제1,2방향의 폭 중 작은 폭의 1/2 미만으로 배치될 수 있으며, 이 경우 제1금속부(111)의 내부에는 제1관통홀(TH1)의 센터에 홀이 배치된 구조로 제공될 수 있다. 상기 제2금속부(113)의 두께가 상기 제2관통홀(TH2)의 상부 폭 또는 제1,2방향의 폭 중 작은 폭의 1/2 미만으로 배치될 수 있으며, 이 경우 제2금속부(113)의 내부에는 제2관통홀(TH2)의 센터에 홀이 배치된 구조로 제공될 수 있다. 상기 제1금속부(111)와 상기 제2금속부(113)의 합 두께는 상기 제 1 또는 제2관통홀(TH1)의 제1,2방향의 상부 폭보다 작을 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2금속부(111,113)이 동일한 두께인 경우이다. 다른 예로서, 상기 각 관통홀(TH1,TH2)의 서로 대향되는 내면(도 10의 Sa,Sb)에 배치된 금속부(111,113)의 두께 합은 상기 관통홀(TH1,TH2)의 상면 너비보다 작을 수 있다. 이에 따라 관통홀(TH1,TH2)에 금속부(111,113)가 형성되더라도 상부 홀은 오픈되거나, 상부 폭이 너무 좁아지는 문제를 방지할 수 있다.
상기 제1금속부(111) 및 상기 제2금속부(113)는 금속으로 제공될 수도 있다. 상기 제1 및 제2금속부(111,113)은 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 제1금속부(111) 및 상기 제2금속부(113)는 다층으로서, 상기 몸체(110)에 접촉된 제1층 및 상기 제1층 아래의 제2층을 포함할 수 있으며, 상기 제1층은 Ti, Cr, Ta, Pt 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 제2층은 Au, Ag, Cu 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2금속부(111,113)의 두께(t3)는 상기 발광소자(120)의 하부에 배치된 몸체(110)의 상면과 하면 사이의 두께(t2)보다 작을 수 있다. 상기 t3는 t2의 1/30 이하 예컨대, 1/30 내지 1/100 이하일 수 있다. 상기 t3:t2의 비율은 1: 30 내지 1: 100의 범위일 수 있다. 이는 상기 몸체(110)의 표면에 상기 금속부(111,113)를 증착 공정 또는 도금 공정을 통해 형성시켜 주어, 얇은 두께로 제공될 수 있다. 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지는 리드 프레임과 몸체를 일체로 사출하지 않고 있어, 발광 소자 하부에 배치된 리드 프레임과 몸체 결합 시 두 물질 간의 열 팽창 계수의 차이에 따른 문제를 해결할 수 있다. 또한 몸체(110)에 미리 제공된 관통홀(TH1,TH2)의 표면에 금속을 이용하여 증착 공정 또는 도금 공정을 수행함으로써, 상기 금속부(111,113)의 두께(t3)는 상기 관통홀(TH1,TH2)의 제1방향의 상부 폭의 1/3 이하일 수 있다. 즉, 상기 금속부(111,113)의 두께(t3)가 상기 관통홀(TH1,TH2)의 상부 폭의 1/3 이상일 경우, 관통홀(TH1,TH2)의 상부 폭의 확보가 어려워 본딩부와 도전부의 접촉 면적이 감소될 수 있다.
상기 제1 및 제2금속부(111,113)의 두께(t3)는 5 마이크로 미터 이하 예컨대, 2 내지 5 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 상기 금속부(111,113)의 두께(t3)가 상기 범위보다 크면 열 전도율의 개선이나 전기 전도 특성의 개선이 미미하며, 상기 범위보다 작으면 방열 효율이나 전기 전도특성이 저하될 수 있다. 상기 제1 및 제2금속부(111,113)는 상기 몸체(110)의 표면에 증착 공정, 또는/및 도금 공정을 통해 형성될 수 있다.
다른 예로서, 상기 제1금속부(111)는 상기 제1관통홀(TH1)의 표면 일부에 배치될 수 있다. 상기 제1금속부(111)는 상기 제1관통홀(TH1)의 표면 중에서 제2측면(S2)보다 제1측면(S1)에 더 인접한 영역에 배치될 수 있다. 상기 제2금속부(113)는 상기 제2관통홀(TH2)의 표면 일부에 배치될 수 있다. 상기 제2금속부(113)는 상기 제2관통홀(TH2)의 표면 중에서 제1측면(S1)보다 제2측면(S2)에 더 인접한 영역에 배치될 수 있다. 이러한 금속부(111,113)은 각 관통홀(TH1,TH2)의 외측 면에 배치되어, 서로 간의 간섭 거리를 증가시켜 줄 수 있다.
상기 제1금속부(111)는 상기 몸체(110)의 하면으로 연장된 제1연장부(111B)를 포함할 수 있다. 상기 제1연장부(111B)는 상기 제1금속부(111)로부터 상기 몸체(110)의 하면으로 연장될 수 있다. 상기 제1연장부(111B)는 상기 제1관통홀(TH1)에 배치된 제1금속부(111)로부터 상기 몸체(110)의 하면을 따라 연장될 수 있다. 상기 제1연장부(111B)의 하면 면적은 상기 몸체(110)의 하면 면적의 1/2 이하 예컨대, 1/2 내지 1/5 범위일 수 있다. 상기 제1금속부(111) 및 제1연장부(111B)는 동일한 적층 구조로 형성될 수 있다.
상기 제2금속부(113)는 상기 몸체(110)의 하면으로 연장된 제2연장부(113B)를 포함할 수 있다. 상기 제2연장부(113B)는 상기 제2금속부(113)로부터 상기 몸체(110)의 하면으로 연장될 수 있다. 상기 제2연장부(113B)는 상기 제2관통홀(TH2)에 배치된 제2금속부(113)로부터 상기 몸체(110)의 하면을 따라 연장될 수 있다. 상기 제2연장부(113B)의 하면 면적은 상기 몸체(110)의 하면 면적의 1/2 이하 예컨대, 1/2 내지 1/5 범위일 수 있다. 상기 제2금속부(113) 및 제2연장부(113B)는 동일한 적층 구조로 형성될 수 있다.
다른 예로서, 상기 제2연장부(113B)는 상기 제2관통홀(TH2)을 기준으로 상기 제2관통홀(TH2)과 상기 몸체(110)의 제2측면(S2) 사이의 몸체 하면의 일부 또는 전체에 배치될 수 있다. 다른 예로서, 상기 몸체(110)의 제2측면(S2)에는 상기 제2연장부(113B)의 일부가 연장될 수 있다.
도 4와 같이, 상기 제1연장부(111B)는 상기 제1관통홀(TH1)을 기준으로 상기 제1관통홀(TH1)과 상기 몸체(110)의 제1측면(S1) 사이의 몸체 하면의 일부 또는 전체에 배치될 수 있다. 다른 예로서, 상기 몸체(110)의 제1측면(S1)에는 상기 제1연장부(111B)의 일부가 연장될 수 있다. 상기 제2연장부(113B)는 상기 제2관통홀(TH2)을 기준으로 상기 제2관통홀(TH2)과 상기 몸체(110)의 제2측면(S2) 사이의 하면 일부 또는 하면 전체에 배치될 수 있다. 상기 제2연장부(113B)의 일부는 몸체(110)의 제2측면(S2)에 배치될 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 제1연장부(111B)는 몸체(110)의 측면들 중 적어도 1측면 또는 2측면 이상과 같은 수직 평면 상에 배치될 수 있다. 상기 제2연장부(113B)는 몸체(110)의 측면들 중 적어도 1측면 또는 2측면 이상과 같은 수직 평면 상에 배치될 수 있다. 상기 제1연장부(111B)는 상기 몸체(110)의 제1측면(S1), 제3 및 제4측면(S3,S4)의 하부에 노출될 수 있다. 상기 제2연장부(113B)는 상기 몸체(110)의 제2측면(S1), 제3 및 제4측면(S3,S4)의 하부에 노출될 수 있다. 상기 제1연장부(111B)는 상기 몸체(110)의 적어도 3측면 예컨대, 제1측면(S1), 제3 및 제4측면(S3,S4)과 동일한 수직 평면 상에 배치될 수 있다. 상기 제2연장부(113B)는 상기 몸체(110)의 적어도 3측면 예컨대, 제2측면(S1), 제3 및 제4측면(S3,S4)과 동일한 수직 평면 상에 배치될 수 있다.
상기 제1연장부(111B)의 내측부는 상기 제1관통홀(TH1)을 기준으로 제2관통홀(TH2) 방향 또는 제2측면(S2) 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제2연장부(113B)의 내측부는 상기 제2관통홀(TH2)을 기준으로 제1관통홀(TH1) 방향 또는 제1측면(S1) 방향으로 연장될 수 있다. 상기 제1 및 제2연장부(111B,113B) 사이에는 상기 몸체(110)의 하면 즉, 제1몸체(115)의 하면이 노출될 수 있다. 상기 제1 및 제2금속부(111,113) 사이에 배치된 상기 몸체(110)의 하면은 오목한 오목부(R5)를 구비할 수 있다. 상기 오목부(R5)는 상기 몸체(110)의 하면에서 상면 방향으로 오목하며, 곡면 또는 각진 면을 포함할 수 있다. 상기 오목부(R5)의 표면은 러프한 면을 포함할 수 있다. 상기 오목부(R5)는 상기 제1 및 제2연장부(111B,113B)가 제거된 영역으로서, 전기적으로 제1 및 제2금속부(111,113)를 분리시켜 줄 수 있다. 상기 오목부(R5)의 제2방향(Y) 길이는 상기 제1 및 제2연장부(111B,113B)의 길이와 동일할 수 있다. 상기 오목부(R5)의 제2방향(Y) 길이는 상기 몸체(110)의 하면의 제2방향 길이와 동일할 수 있다. 이러한 오목부(R5)는 몸체의 하부를 통해 금속부를 형성한 후 레이져 스크라이빙 공정을 통해 금속부의 일부 영역을 제거하여 두 금속부로 분리시킨 영역일 수 있다. 상기 오목부(R5)의 깊이는 1 마이크로 미터 이하 예컨대, 0.01 내지 1 마이크로 미터 범위일 수 있다. 상기 오목부(R5)의 깊이는 상기 금속부(111,113)의 두께 이하일 수 있다. 상기 오목부(R5)의 깊이가 상기 범위보다 큰 경우, 제1,2관통홀(TH1,TH2) 사이의 강성이 저하될 수 있다.
도 2 및 도 4와 같이, 상기 제1 및 제2금속부(111,113)의 제2방향 길이는 상기 제1 및 제2연장부(111B,113B)의 제2방향 길이보다 작을 수 있다. 이에 따라 상기 제1 및 제2금속부(111,113)로부터 발생된 열은 제1 및 제2연장부(111B,113B)를 통해 확산되어 방열될 수 있다.
상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)에 배치된 상기 제1 및 제2금속부(111,113)의 표면적은 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)의 표면적보다는 작을 수 있다. 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)에 배치된 상기 제1 및 제2금속부(111,113)의 각 면적은 상기 제1 및 제2연장부(111B,113B)의 각 면적이 면적보다 작을 수 있다.
상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)에 배치된 상기 제1 및 제2금속부(111,113)의 높이는 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)의 높이보다 크고, 상기 제1몸체(115)의 두께보다 클 수 있다. 이는 상기 제1 및 제2금속부(111,113)의 높이는 상기 제1 및 제2연장부의 두께를 포함하고 있어, 상기 제1 및 제2금속부(111,113)의 높이는 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)의 하면보다 더 아래로 돌출될 수 있다. 상기 제1 및 제2금속부(111,113)의 상단은 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)의 상면과 같거나 더 낮게 배치될 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1 및 제2금속부(111,113)의 상부는 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)을 통해 상기 제1몸체(115)의 상면으로 연장될 수 있다.
상기 제1 및 제2금속부(111,113)는 상기 발광소자(120)의 하부 영역 내에 배치되며, 상기 발광소자(120)의 측면 외측으로 돌출되지 않을 수 있다. 상기 몸체(110)의 재질이 상기 금속부(111,113)의 재질보다 반사 특성이 더 높아, 상기 금속부의 노출시 광 손실이나 반사 특성이 저하될 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 발명의 실시 예는 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2) 중 적어도 하나 또는 모두의 표면 또는 내면에 연장돌기(P1,P2)가 배치될 수 있다. 상기 관통홀(TH1,TH2)의 표면 또는 내면은 상기 제1몸체(115) 또는 몸체(110)에 의해 형성된 면일 수 있다. 상기 연장돌기(P1,P2)는 제1 및 제2수지(1601,162) 중 적어도 하나 또는 모두로부터 연장될 수 있다. 상기 연장돌기(P1,P2)는 상기 제1관통홀(TH1) 또는/및 제2관통홀(TH2)의 표면 또는 내면으로부터 상기 관통홀(TH1,TH2)의 중심 방향으로 돌출될 수 있다. 상기 연장돌기(P1,P2)는 상기 제1관통홀(TH1) 또는/및 제2관통홀(TH2)에서 하부보다는 상부에 더 인접하게 배치될 수 있다. 상기 연장돌기(P1,P2)는 상기 각 관통홀(TH1,TH2)과 상기 각 관통홀(TH1,TH2)에 배치된 금속부(111,113) 사이에 배치될 수 있다. 상기 연장돌기(P1,P2)는 상기 제1관통홀(TH1) 또는/및 제2관통홀(TH2)의 상면에 노출될 수 있다. 예컨대, 상기 연장돌기(P1,P2)는 제1관통홀(TH1)의 내면에 배치된 제1연장돌기(P1)이며, 상기 제2관통홀(TH2)의 내면에 배치된 배치된 제2연장돌기(P2)를 포함할 수 있다. 상기 연장돌기(P1,P2)는 상기 관통홀(TH1,TH2)의 내면 또는 표면을 러프하게 또는 불규칙하게 제공할 수 있다.
도 3 및 도 4와 같이, 상기 제1연장돌기(P1)는 제1 및 제2수지(160,162) 중 적어도 하나 또는모두로부터 연장될 수 있다. 상기 제1연장돌기(P1)와 상기 제1 또는 제2수지(160,162) 사이에는 제1연결부(Pa)가 연결될 수 있다. 상기 제1연결부(Pa)는 상기 발광소자(120)의 제1본딩부(121)과 수직 방향으로 중첩된 영역에 배치될 수 있다. 상기 제1본딩부(121)는 캐비티 바닥 또는 제1몸체(115)의 상면과 대면하게 되며, 상기 제1연결부(Pa)와 대면할 수 있다. 상기 제1연결부(Pa)는 상기 제1본딩부(121)과 접촉될 수 있다.
상기 제2연장돌기(P2)는 제1 및 제2수지(160,162) 중 적어도 하나 또는 모두로부터 연장될 수 있다. 상기 제2연장돌기(P2)와 상기 제1 또는 제2수지(160,162) 사이에는 제2연결부(Pb)가 연결될 수 있다. 상기 제2연결부(Pb)는 상기 발광소자(120)의 제2본딩부(122)과 수직 방향으로 중첩된 영역에 배치될 수 있다. 상기 제2본딩부(122)는 캐비티 바닥 또는 제1몸체(115)의 상면과 대면하게 되며, 상기 제2연결부(Pb)와 대면할 수 있다. 상기 제2연결부는 상기 제2본딩부(122)과 접촉될 수 있다.
상기 연결부(Pa,Pb) 및 연장돌기(P1,P2)는 상기 제1,2금속부(111,113)가 증착되기 전에 형성될 수 있다. 상기 연결부(Pa,Pb) 및 연장돌기(P1,P2)는 상기 발광소자(120)를 제1수지(160)로 접착시키고, 상기 발광소자(120)의 하부 둘레에 제2수지(162)를 디스펜싱하여, 상기 발광소자(120)를 제1,2수지(160,162)로 고정시켜 주게 된다. 이때 상기 발광소자(120)의 제1,2본딩부(121,122)는 상기 제1몸체(115)의 상면 전체에 밀착 접촉되지 않고 있어서, 상기 제1,2본딩부(121,122)와 상기 제1몸체(115) 사이의 틈을 통해 상기 제1 또는/및 제2연결부(Pa,Pb)가 연장될 수 있다. 또한 상기 발광소자(120)를 제1몸체 방향으로 가압시켜 부착하게 되므로, 초기에 액상 형태에서 압착된 제1,2수지(160,162) 등이 확산될 수 있다. 상기 관통홀(TH1,TH2)에는 상기 연장된 연결부(Pa,Pb)의 단부인 연장돌기(P1,P2)가 형성될 수 있다. 상기 연결부(Pa,Pb)는 수직 방향의 두께가 상기 제1,2수지(160,162)의 수직 방향의 두께보다 얇을 수 있다. 이러한 연결부(Pa,Pb)의 두께가 두꺼우면 본딩부(121,122)와 금속부(111,113) 간의 접합이 어렵고 후술되는 도전부가 상기의 틈을 통해 침투하는 문제가 발생될 수 있다.
상기 제1연장돌기(P1)는 상기 제1관통홀(TH1)의 내면에 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 상기 복수의 제1연장돌기(P1)는 서로 이격되거나, 서로 인접하게 배치될 수 있다. 상기 복수의 제1연장돌기(P1)는 상기 제1관통홀(TH1)의 내면을 따라 배치될 수 있다. 상기 제1연장돌기(P1)는 상기 제1관통홀(TH1)의 중심 방향으로 돌출될 수 있다. 상기 제1연장돌기(P1)는 상기 제1관통홀(TH1)의 내면과 상기 제1금속부 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1연장돌기(P1)는 상기 제1관통홀(TH1)의 내면 상부와 상기 제1금속부(111) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1연장돌기(P1)의 두께 또는 너비는 상기 제1관통홀(TH1)의 상부 너비보다 작을 수 있다. 상기 제1연장돌기(P1)의 두께 또는 너비는 상기 제1금속부의 두께와 같거나 작을 수 있다. 상기 제1연장돌기(P1)의 두께 또는 너비는 0.01 마이크로 미터 이상 예컨대, 0.01 내지 2 마이크로 미터의 범위로 배치될 수 있다.
상기 제2연장돌기(P2)는 상기 제2관통홀(TH1)의 내면에 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 상기 복수의 제2연장돌기(P2)는 서로 이격되거나, 서로 인접하게 배치될 수 있다. 상기 복수의 제2연장돌기(P2)는 상기 제2관통홀(TH2)의 내면을 따라 배치될 수 있다. 상기 제2연장돌기(P2)는 상기 제2관통홀(TH1)의 중심 방향으로 돌출될 수 있다. 상기 제2연장돌기(P2)는 상기 제2관통홀(TH2)의 내면과 상기 제2금속부(113) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2연장돌기(P2)는 상기 제2관통홀(TH2)의 내면 상부와 상기 제2금속부(113) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2연장돌기(P2)의 두께 또는 너비는 상기 제2관통홀의 상부 너비보다 작을 수 있다. 상기 제2연장돌기(P2)의 두께 또는 너비는 상기 제2금속부(113)의 두께와 같거나 작을 수 있다. 상기 제2연장돌기(P2)의 두께 또는 너비는 0.01 마이크로 미터 이상 예컨대, 0.01 내지 2 마이크로 미터의 범위로 배치될 수 있다.
상기 제1연장돌기(P1) 및 제2연장돌기(P2)의 두께 또는 너비가 상기 범위보다 큰 경우 제1관통홀(TH1) 및 제2관통홀(TH2)의 좁아져 금속부(111,113)의 접촉 효율이 저하될 수 있다.
상기 제1관통홀(TH1) 또는/및 제2관통홀(TH2) 중에서 상기 연장 돌기(P1,P2)가 배치된 영역에는 금속부(111,113)에 볼록하게 돌출된 돌출부(P3,P4)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 돌출부(P3,P4)는 상기 제1관통홀(TH1) 및 제2관통홀(TH2) 중 적어도 하나 또는 모두에 배치된 연장돌기(P1,P2) 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 돌출부(P3,P4)는 제1연장돌기(P1) 상에 제1금속부(111)의 제1돌출부(P3), 및 제2연장돌기(P2) 상에 제2금속부(113)의 제2돌출부(P4)가 배치될 수 있다. 상기 제1돌출부(P3)는 상기 제1관통홀(TH1)에 배치된 상기 제1금속부(111)의 일부가 상기 제1연장돌기(P1) 상에서 홀 중심 방향으로 돌출될 수 있다. 상기 제2돌출부(P4)는 상기 제2관통홀(TH2)에 배치된 상기 제2금속부(113)의 일부가 상기 제2연장돌기(P2) 상에서 홀 중심 방향으로 돌출될 수 있다.
상기 제1금속부(111)는 하나 또는 복수의 제1연장돌기(P1)를 감싸게 될 수 있다. 상기 제1돌출부(P3)는 하나 또는 복수의 제1연장돌기(P1)를 감싸게 될 수 있다. 상기 제2금속부(113)는 하나 또는 복수의 제2연장돌기(P2)를 감싸게 될 수 있다. 상기 제2돌출부(P4)는 하나 또는 복수의 제2연장돌기(P2)를 감싸게 될 수 있다. 이러한 제1,2금속부(111,112)가 수지 재질의 연장 돌기(P1,P2)를 감싸게 되므로, 관통홀 내에서의 전기 전도성 및 열 전도성의 저하를 방지할 수 있다.
상기 연장돌기(P1,P2) 또는 상기 연결부(Pa,Pb)는 반사 필러를 포함할 수 있다. 상기 반사 필러는 금속(예: Cr) 증착성을 위한 TiO2를 포함하거나, 증착성 및 열 전도성을 위한 TiO2와 BN를 포함할 수 있다. 상기 연장돌기(P1,P2)는 불규칙한 두께를 가질 수 있고, 각 본딩부(111,112)와 대향되게 배치될 수 있다. 상기 각 관통홀(TH1,TH2)의 상면에는 상기 금속부(111,113)의 상단이 노출되므로, 상기 각 본딩부(111,112)는 금속부(111,113)과 대면할 수 있다.
상기 제1연결부(Pa) 및 상기 제1연장돌기(P1)는 상기 제1본딩부(111)와 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제2연결부(Pb) 및 상기 제2연장돌기(P2)는 상기 제2본딩부(113)와 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제1연결부(Pa)의 상면 면적은 상기 제1본딩부(111)의 하면 면적의 50% 이하일 수 있다. 상기 제2연결부(Pb)의 상면 면적은 상기 제2본딩부(113)의 하면 면적의 50% 이하일 수 있다. 상기 연결부(Pa,Pb)의 상면 면적이 본딩부(111,113)의 하면 면적의 50% 초과인 경우, 상기 각 본딩부(111,113)에서의 열 전도성 및 전기 전도성이 저하될 수 있다.
발명의 실시 예는 몸체(110) 내의 관통홀(TH1,TH2) 중 적어도 하나 또는 모두에 연장 돌기(P1,P2)를 덮는 금속부(111,113)를 포함할 수 있다. 이때의 금속부(111,113)은 표면에서 돌출된 돌출부(P3,P4)를 포함할 수 있다. 상기 돌출부(P3,P4)는 홀 중심 방향으로 돌출될 수 있다. 이러한 돌출부(P3,P4)는 관통홀(TH1,TH2)의 상부에서 도 9 및 도 13의 도전부(221,223)과의 결합력이 증가될 수 있다.
여기서, 상기 제1 및 제2연장돌기(P1,P2)는 수지 재질 내에 반사 필러 또는 금속 산화물이 첨가된 재질로서, 상기 금속부(111,113)의 증착이나 도금에 어려움이 있을 수 있다. 발명의 실시 예는 상기 연장 돌기(P1,P2) 재질인 제1,2수지(160,162) 내에 금속부(111,113)과의 증착이 용이한 필러 예컨대, TiO2 또는 TiO2와 BN를 포함시켜 줄 수 있다. 상기 TiO2는 금속부의 증착 효율이 다른 필러보다 높고, 상기 BN는 금속부와의 접합되어 방열 특성을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 제1,2수지(160,162)에서의 반사 필러의 함량은 3wt% 이상 예컨대, 3 내지 10wt% 범위를 포함할 수 있으며, 상기 범위인 경우 반사 효율 개선, 금속부와의 증착 효율이 개선될 수 있다.
이러한 발광소자(120)를 플립 칩 방식으로 수지 재질의 몸체(110)의 관통홀(TH1,TH2) 상에서 금속부(111,113)와 연결할 때, 상기 발광소자(120)를 고정하기 위한 수지(160,162)의 확산된 연장 돌기(P1,P2)에 의해 금속부(111,113)의 증착 면이 손해나는 문제를 해결할 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2금속부(111,113)는 상기 제1 및 제2본딩부(121,122)와 연결될 수 있다. 상기 제1금속부(111)는 상기 제1본딩부(121)와 접촉되거나 연결될 수 있다. 상기 제2금속부(113)는 상기 제2본딩부(122)와 접촉되거나 연결될 수 있다. 상기 제1 및 제2금속부(111,113)와 상기 제1 및 제2본딩부(121,122) 사이의 계면은 금속 또는 금속간 화합물(IMC; intermetallic compound)층이 배치될 수 있다. 상기 금속 또는 금속간 화합물층은 CuxSny, AgxSny, AuxSny 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 x는 0<x<1, y=1-x, x>y의 조건을 만족할 수 있다.
도 9 및 도 13과 같이, 상기 발광소자 패키지는 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2) 내에 도전부(221,223)를 포함할 수 있다. 상기 발광소자 패키지는 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2) 내에 도전부(221,223) 예컨대, 솔더 페이스트, 실버 페이스트와 같은 도전성 페이스트를 포함할 수 있다. 상기 도전부(221,223)는 금속부(111,113)와 본딩부(121,122)를 연결시켜 줄 수 있다. 상기 도전부(221,223)는 Ag, Au, Pt, Sn, Cu 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 상기 도전부(221,223)는 CuxSny계, AgxSny계, AuxSny계, SAC계 페이스트 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 x는 0<x<1, y=1-x, x>y의 조건을 만족할 수 있다. 상기 도전전 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 도전부(221,223)는 상기 관통홀(TH1,TH2) 내부에 배치되고 상기 관통홀(TH1,TH2)의 하부에 돌출되지 않을 수 있다. 예컨대, 상기 도전부(221,223)는 하부에 절연 재질의 물질이 채워져 상기 도전부(221,223)이 하부로 누출되는 것을 차단할 수 있다. 이러한 도전부(221,223)가 상기 관통홀(TH1,TH2)에 배치된 경우, 상기 금속부(111,113)는 하부의 연장부(111B,113B)를 통해 회로 기판이나 서브 마운트와 같은 지지 부재와 도전성 페이스트로 접합될 수 있다.
도 13을 참조하면, 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)에는 회로 기판(201) 상에 배치되는 도전부(221,223)가 배치될 수 있다. 상기 제1관통홀(TH1)에는 제1도전부(221)가 배치되고, 상기 제2관통홀(TH2)에는 제2도전부(223)가 배치될 수 있다. 상기 제1도전부(221)는 상기 제1금속부(111)의 표면과 상기 제1관통홀(TH1)의 표면에 접촉될 수 있다. 상기 제1도전부(221)는 상기 제1관통홀(TH1)에서 상기 제1금속부(111)의 표면에 접촉될 수 있다. 상기 제2도전부(223)는 상기 제2금속부(113)의 표면과 상기 제2관통홀(TH2)의 표면에 접촉될 수 있다. 상기 제2도전부(223)는 상기 제2관통홀(TH2) 내에서 상기 제2금속부(113)의 표면에 접촉될 수 있다.
상기 제1도전부(221)는 상기 발광소자(120)의 제1본딩부(121)와, 상기 제1금속부(111) 및 상기 회로 기판(201)의 제1패드(211)에 연결될 수 있다. 상기 제2도전부(223)는 상기 발광소자(120)의 제2본딩부(122)와, 상기 제2금속부(113) 및 상기 회로 기판(201)의 제2패드(213)에 연결될 수 있다. 상기 제1도전부(221)는 상기 발광소자(120)의 제1본딩부(121)와 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제2도전부(223)는 상기 발광소자(120)의 제2본딩부(122)와 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 이에 따라 상기 제1 및 제2도전부(221,223)에 의한 전기적인 및 열적인 경로를 최소화할 수 있다.
상기 회로 기판(201)은 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 상기 회로 기판(201)은 수지 재질의 PCB, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB), 리지드 PCB(rigid PCB) 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 상기 회로 기판(201)은 수지 또는 금속 재질의 베이스층 상에 절연층 또는 보호층(203)이 배치되며, 상기 절연층 또는 보호층(203)으로부터 노출된 패드(211,213)가 배치된다. 상기 패드(211,213)는 하나 또는 복수의 발광소자 패키지를 전기적으로 연결시켜 줄 수 있다. 상기 절연층 또는 보호층(203)은 솔더 레지스트 재질이거나, 수지 재질일 수 있다.
상기 회로 기판(201)의 각 패드(211,213)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 제1패드(211)는 상기 제1도전부(221)를 통해 상기 제1본딩부(121)과 전기적으로 연결되며, 상기 제2패드(213)는 상기 제2도전부(223)을 통해 상기 제2본딩부(122)와 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 도전부(221,223)의 접합 공정을 보면, 상기 제1 및 제2도전부(221,223)는 액상의 재질로 제공되며, 회로기판(201)의 제1 및 제2패드(211,213) 상에 위치시킨 후, 회로 기판(201) 상에 정렬된 발광소자(120)를 결합하게 된다. 이때 상기 제1패드(211) 상에 배치된 제1도전부(221)는 제1관통홀(TH1)에 주입되고, 상기 제2패드(213) 상에 배치된 제2도전부(223)는 제2관통홀(TH2)에 주입될 수 있다. 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2) 사이에 배치된 제1몸체(115) 또는 몸체(110)의 상면 및 하면은 수지 재질로 형성되어 있어, 상기 제1 및 제2도전부(221,223)의 확산을 방지할 수 있다. 이에 따라 제1 및 제2도전부(221,223) 사이에 배치된 제1몸체(115)는 액상의 도전성 페이스트가 확산되는 것을 방지할 수 있고 상기 제1 및 제2도전부(221,223) 간의 전기적인 간섭을 차단할 수 있다.
상기 제1금속부(111)의 제1연장부(111B)와 상기 제2금속부(113)의 제2연장부(113B)는 회로 기판(201)과 연결되어 열을 전도하거나 상기 회로 기판(201)의 패드(211,213)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 도 7과 같이 상기 제1금속부(111)의 제1연장부(111B)와 상기 제2금속부(113)의 제2연장부(113B)는 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)에 인접한 부분이 상기 회로 기판(201)의 제1 및 제2패드(211,213) 상에 대면하거나 접촉될 수 있다. 상기 제1금속부(111)의 제1연장부(111B)와 상기 제2금속부(113)의 제2연장부(113B)는 상기 회로 기판(201) 상의 보호층(203)과 대면하거나 접촉될 수 있다. 상기 회로 기판(201)의 보호층(203)이 절연성 재질로 배치되어, 상기 제1 및 제2연장부(111B,113B)를 따라 도전부(221,223)가 확산되는 것을 방지할 수 있다.
발명의 실시 예는 도전부(221,223)의 유동 또는 확산을 수지 재질의 몸체(110)로 방지할 수 있고 상기 각 관통홀(TH1,TH2) 내에 금속부(111,113)를 각각 배치하여, 도전부(221,223)의 접합성을 개선시켜 줄 수 있다. 이러한 도전부(221,223)의 확산을 억제할 수 있어, 상기 도전부(221,223)가 일정한 분포나 형상을 갖게 되므로, 도전부(221,223)의 불균일한 분포로 인한 전기적 오픈 문제나 열 전달 효율의 저하 문제를 방지할 수 있다. 상기 각 관통홀(TH1,TH2)의 일부 표면에 수지가 노출되고 다른 표면에 금속부(111,113)가 배치되므로, 도전부(221,223)가 배치되는 관통홀(TH1,TH2) 내에 보이드(void)가 형성되는 것을 억제하거나 보이드 양을 줄여줄 수 있다. 또는 상기 관통홀(TH1,TH2) 내에는 상기 도전부(221,223)와 금속부(111,113) 또는 본딩부(121,122) 사이에 보이드를 포함할 수 있다.
상기 도전부(221,223)는 Ag, Au, Pt, Sn, Cu 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 상기 본딩부(121,122) 또는 패드(211,213)를 구성하는 물질과 상기 도전부(221,222)의 물질이 화합되어 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 발광소자(120)의 본딩부(121,122)는 상기 도전부(221,223)를 구성하는 물질과 상기 도전부(221,223)를 형성되는 과정 또는 상기 도전부(221,223)이 제공된 후 열처리 과정에서, 상기 도전부(221,223)과 상기 본딩부(121,122) 사이 또는 상기 도전부(221,223)과 상기 패드(211,213) 사이, 또는 도전부(221,223)과 금속부(111,113) 사이에 금속간 화합물(IMC; intermetallic compound)층이 형성될 수 있다. 예 로서, 상기 도전부(221,223)는 도전성 페이스트를 이용하여 형성될 수 있다. 상기 도전성 페이스트는 솔더 페이스트(solder paste), 실버 페이스트(silver paste) 등을 포함할 수 있고, 서로 다른 물질로 구성되는 다층 또는 합금으로 구성된 다층 또는 단층으로 구성될 수 있다. 예로서, 상기 도전부(221,223)는 SAC(Sn-Ag-Cu) 물질을 포함할 수 있다.
예로서, 상기 도전부(221,223)를 이루는 물질과 상기 본딩부(121,122) 또는 패드(211,213) 또는 금속부(111,113)의 금속 간의 결합에 의해 합금층이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 도전부(221,223)과 상기 본딩부(121,122) 또는 패드(211,213) 또는 금속부(111,113)이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 도전부(221,223) 및 합금층이 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(221,223)으로부터 제공될 수 있고, 제2 물질은 상기 본딩부(121,122) 또는 패드(211,213) 또는 금속부(111,113)로부터 제공될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100) 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 몸체(110)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 몸체(110)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상부 몸체를 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.
발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 4 내지 도 7과 같이 몰딩부(190)를 포함할 수 있다. 상기 몰딩부(190)는 상기 발광소자(120) 위에 제공될 수 있다. 상기 몰딩부(190)는 상기 몸체(110) 위에 배치될 수 있다. 상기 몰딩부(190)는 상기 제2몸체(110A)에 의하여 제공된 캐비티(102)에 배치될 수 있다.
상기 몰딩부(190)는 상기 제1몸체(115) 상에 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 단층 또는 다층의 몰딩부는 형광체를 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 몰딩부(190)는 단층 또는 다층의 한 층이 상기 제2몸체(110A)의 상면 또는 상기 몸체(110)의 상면에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 몸체(110)의 상면은 상기 몸체(110)의 하면의 반대측 면으로서, 최 상측 면일 수 있다. 상기 몰딩부(190)가 상기 몸체(110)의 상면에 배치된 경우, 상기 몰딩부(190)의 측면과 동일한 수직 측면으로 제공될 수 있다. 즉, 상기 몰딩부(190)의 상면 면적은 상기 몸체(110)의 상면 면적과 동일할 수 있다.
상기 몰딩부(190)는 절연물질을 포함할 수 있다. 상기 몰딩부(190)는 투명한 절연물질을 포함할 수 있다. 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 몰딩부(190) 내부 또는 하부에 배치되는 형광체는, 불화물(fluoride) 화합물의 형광체를 포함할 수 있으며, 예컨대 MGF계 형광체, KSF계 형광체 또는 KTF계 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 형광체는 서로 다른 피크 파장을 발광할 수 있으며, 상기 발광소자로부터 방출된 광을 서로 다른 황색과 적색 또는 서로 다른 적색 피크 파장으로 발광할 수 있다. 상기 형광체 중 한 종류는 적색 형광체를 포함할 수 있다. 상기 적색 형광체는 610 nm에서 650 nm까지의 파장범위를 가질 수 있으며, 상기 파장은 10 nm 미만의 반치폭을 가질 수 있다. 상기 적색 형광체는 플루오라이트(fluoride)계 형광체를 포함할 수 있다. 상기 플루오라이트계 형광체는, KSF계 적색 K2SiF6:Mn4 +, K2TiF6:Mn4 +, NaYF4:Mn4 +, NaGdF4:Mn4 +, K3SiF7:Mn4+ 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 KSF계 형광체 예컨대, KaSi1-cFb:Mn4+ c의 조성식을 가질 수 있으며, 상기 a는 1 ≤ a ≤ 2.5, 상기 b는 5 ≤ b ≤ 6.5, 상기 c는 0.001 ≤ c ≤ 0.1를 만족할 수 있다. 또한 상기 플루오라이트계 적색 형광체는 고온/고습에서의 신뢰성 향상을 위하여 각각 Mn을 함유하지 않는 불화물로 코팅되거나 형광체 표면 또는 Mn을 함유하지 않는 불화물 코팅 표면에 유기물 코팅을 더 포함할 수 있다. 상기와 같은 플루어라이트계 적색 형광체의 경우 기타 형광체와 달리 10nm 이하의 협반치폭을 구현할 수 있기 때문에, 고해상도 장치에 활용될 수 있다.
실시 예에 따른 형광체 조성은 기본적으로 화학양론(Stoichiometry)에 부합하여야 하며, 각 원소들은 주기율표상 각 족들내 다른 원소로 치환이 가능하다. 예를 들어 Sr은 알카리토류(II)족의 Ba, Ca, Mg 등으로, Y는 란탄계열의 Tb, Lu, Sc, Gd 등으로 치환이 가능하다. 또한, 활성제인 Eu 등은 원하는 에너지 준위에 따라 Ce, Tb, Pr, Er, Yb 등으로 치환이 가능하며, 활성제 단독 또는 특성 변형을 위해 부활성제 등이 추가로 적용될 수 있다.
상기 양자점 형광체는, II-VI 화합물, 또는 III-V족 화합물 반도체를 포함할 수 있으며, 적색 광을 발광할 수 있다. 상기 양자점은 예컨대, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InP, InAs, In,Sb, AlS, AlP, AlAs, PbS, PbSe, Ge, Si, CuInS2, CuInSe2 등과 같은 것들 및 이들의 조합이 될 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 발광소자(120)의 제1 본딩부(121)와 제2 본딩부(122)는 제1 및 제2금속부(111,113) 및 도전부(221,223)를 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 상기 도전부(221,223)의 용융점이 다른 본딩 물질의 용융점에 비해 더 높은 값을 갖도록 선택될 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 도전부와 발광소자 간의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되어 전기적 연결 및 물리적 결합의 안정성이 약화될 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 발광소자 소자 패키지(100)는 회로 기판이나 메인 기판 등에 리플로우(reflow) 공정을 통해 본딩되는 경우에도 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되지 않으므로 전기적 연결 및 물리적 본딩력이 열화되지 않는 장점이 있다. 또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)에 의하면, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 몸체(110)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 몸체(110)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 상기 몸체(110)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 실시 예에 의하면, 상기 몸체(110)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다. 예를 들어, 상기 몸체(110)는 PPA(PolyPhtalAmide) 수지, PCT(PolyCyclohexylenedimethylene Terephthalate) 수지, EMC(Epoxy Molding Compound) 수지, SMC(Silicone Molding Compound) 수지를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
여기서, 상기한 발광소자 패키지의 제조 과정을 설명하면 다음과 같다.
수지 재질의 몸체, 상기 몸체의 상면과 하면을 관통하는 복수의 관통홀을 형성하게 된다(단계 a). 상기 관통홀은 상기 몸체를 만든 다음 형성하거나, 몸체와 일체로 형성될 수 있다. 상기 몸체가 준비되면 상기 몸체 상에 제1 수지를 형성하는(단계 b) 과정를 진행하게 된다. 이후, 상기 제1수지 상에 발광 소자를 배치시켜 상기 발광소자의 제1 및 제2본딩부를 상기 복수의 관통홀 상에 각각 정렬하게 되며(단계 c), 상기 발광소자가 상기 제1수지 상에 배치되며, 상기 발광소자가 배치된 상기 제1 수지를 경화하게 된다(단계 d). 이후 상기 몸체의 하면, 상기 복수의 관통홀의 내면, 및 상기 복수의 관통홀의 상면에 노출되는 제1 및 제2 본딩부 하면에 금속부를 증착하게 된다(단계 e). 이때 상기 몸체 하면에 노출된 영역에 상기 금속부를 증착하게 되며, 상기 제1,2본딩부의 하면 노출 영역은 마스크로 증착되지 않도록 차단하거나, 증착될 수 있도록 노출시켜 줄 수 있다. 이후, 상기 복수의 관통홀 사이에 배치된 상기 몸체 하면으로부터 상기 금속부를 제거하여 분리하게 된다(단계 f). 상기 발광소자 상에 형광체를 갖는 몰딩부를 형성하게 된다(단계 g). 상기 몰딩부는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 상기 형광체를 갖는 층은 몸체의 캐비티 내에 배치되거나, 상기 몸체 상면 상에 배치될 수 있다. 이후, 패키지 단위 예컨대, 한 개 또는 2개의 발광 소자를 갖는 패키지 단위로 커팅하게 된다. 이때의 커팅된 면에 의해 상기 몸체의 측면과 상기 금속부의 측면이 같은 평면 상에 배치될 수 있다. 또한 상기 몸체의 측면과 상기 몸체 상에 배치된 몰딩부의 측면이 같은 평면 상에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 복수의 관통홀 각각에는 상기 금속부를 각각 배치하여, 상기 제1 본딩부 및 제2 본딩부와 상기 관통홀 상의 금속부를 대면시켜 주어, 전기적인 연결이 용이하도록 할 수 있다.
도 8은 도 4의 발광소자 패키지의 제1변형 예이다.
도 8을 참조하면, 몸체(110) 또는 제1몸체(115)는 단일 개의 관통홀(TH0)를 포함할 수 있다. 상기 관통홀(TH0)은 발광소자(120)의 하부에 배치되며, 제1 및 제2본딩부(121,122)와 수직 방향으로 중첩될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 둘레에는 제2수지(162)가 배치되어, 상기 발광소자(120)를 제1몸체(115)상에 부착시켜 줄 수 있다.
제1금속부(111)는 관통홀(TH0)의 제1내면에 배치되고, 제2금속부(1113)는 관통홀(TH0)의 제1내면의 반대측 제2내면에 배치될 수 있다. 이에 따라 발광소자(120)의 제1본딩부(121)는 제1금속부(111)에 연결될 수 있고, 제2본딩부(122)는 제2금속부(113)에 연결될 수 있다. 그리고, 도전부는 각 금속부(111,113) 상을 통해 각 본딩부(111,113)에 연결될 수 있다. 이러한 경로를 통해 발광소자(120)는 전원을 공급 받을 수 있다.
이러한 제1금속부(111) 또는/및 제2금속부(113)과 관통홀(TH0)의 내면에는 연장돌기(P1)가 배치될 수 있다. 상기 연장 돌기(P1)에는 금속 돌출부(P3)가 배치될 수 있다. 상기 연장 돌기(P1) 및 돌출부(P3)의 설명은 상기의 설명을 참조하기로 한다.
도 10은 도 5의 발광소자 패키지의 제2변형 예이며, 도 11은 도 10의 관통홀의 상세 구성도이다. 상기에 개시된 구성과 동일한 부분은 상기의 구성 및 설명을 참조하기로 한다. 제2변형 예는 상기에 개시된 구성을 선택적으로 포함할 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 발광소자 패키지는 몸체(110)의 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)이 상부 면적과 하부 면적이 다른 예이다. 예컨대, 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)은 상부와 하부 형상이 비대칭일 수 있다. 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)은 제1방향과 제2방향 중 적어도 하나 또는 모두에서 상부 중심과 하부 중심이 다를 수 있다. 또한 제1리세스(R1)는 발광 소자(120)의 중심부에 배치되거나, 도 1과 같이 양측에 배치될 수 있다.
상기 몸체(110)의 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)은 제1내면(Sa)과 제2내면(Sb)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)에서 제1내면(Sa)은 경사진 면, 또는 수직한 면과 경사진 면이 연결된 면이거나, 오목한 곡면을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)에서 제2내면(Sb)은 경사진 면, 또는 수직한 면과 경사진 면이 연결된 면이거나, 오목한 곡면을 포함할 수 있다. 상기 제1내면(Sa)과 제2내면(Sb) 중 적어도 하나에는 연장 돌기(P1,P2)가 배치될 수 있고, 상기 연장 돌기(P1,P2)가 배치된 금속부(111,113)에는 돌출부(P3,P4)가 배치될 수 있다.
상기 제1관통홀(TH1)은 하면 중심이 상면 중심에 비해 제1측면(S1) 방향으로 이동되며, 상기 제2관통홀(TH2)은 하면 중심이 상면 중심에 비해 제2측면(S2) 방향으로 이동될 수 있다. 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2) 내에서 서로 대향되는 두 내면(Sa,Sb)의 경사 각도를 다르게 제공할 수 있다. 여기서, 내면(Sa,Sb)은 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)에서 몸체(110)의 양측면(S1,S2)에 가까운 측면은 제1내면(Sa)으로 설명하며, 상기 제1내면(Sa)과 대응되거나 대향되는 면은 제2내면(Sb)으로 설명하기로 한다. 예컨대, 상기 제1관통홀(TH1)에서 제1관통홀(TH1)의 상면을 기준으로 제1내면(Sa)의 제1경사 각도(c1)는 제2내면(Sb)의 제2경사 각도(c2)보다 작을 수 있다. 상기 제1경사 각도 c1는 5도 50도의 범위일 수 있으며, 제2경사각도는 c1<c2의 관계를 가지며, 40도 내지 89도의 범위일 수 있다. 상기 제1 및 제2내면(Sa,Sb)의 제1,2경사 각도(c1,c2)는 각 관통홀(TH1,TH2)의 상단과 하단을 연결한 직선의 각도일 수 있다.
상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)에서 제2내면(Sb)은 상부가 수직한 면이고 하부가 경사진 면인 경우, 관통홀(TH1,TH2)에서 경사진 면을 갖는 하부의 높이가 수직한 면을 갖는 상부의 높이보다 클 수 있다. 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)에서 제1내면(Sa)의 상단과 상기 제2내면(Sb)의 상단은 곡면이거나, 각진 면일 수 있다. 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)에서 제1내면(Sa)의 상단과 상기 제2내면(Sb)의 상단이 곡면인 경우, 금속부(111,113)과의 접합효율이 개선될 수 있고, 단부 파손을 방지할 수 있다. 이러한 상기 제1 및 제2관통홀(TH1,TH2)에서 제1내면(Sa)이 제2내면(Sb)보다 더 넓은 면적을 갖고 경사진 면으로 제공되므로, 액상으로 제공되는 도전부(221,223)의 주입이 용이하고, 도전부(221,223)와의 접촉 면적이 증가될 수 있다. 또한 주입 효율이 증가되므로, 도전부(221,223)와 본딩부(121,122) 사이의 영역에서의 보이드 발생을 억제할 수 있다. 이러한 관통홀(TH1,TH2)에는 도 9 및 도 12와 같이, 도전부(221,223)가 배치될 수 있다.
상기 제1관통홀(TH1)의 상부 폭(b1)는 하부 폭(b2)보다 작을 수 있다. 상기 하부 폭(b2)은 상부 폭(b1)의 1.1배 내지 3배의 범위로 배치될 수 있어, 하부 영역을 통한 도전부의 주입 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 제1내면(Sa)의 상단과 하단을 수직하게 연장한 제1방향 거리(a1)는 제2내면(Sb)의 상단과 하단을 수직하게 연장한 제2방향의 거리(a2)보다 클 수 있다. 상기 a1는 a2의 1.1 배지 4배의 범위일 수 있어, 제1내면(Sa)의 면적을 극대화시켜 주어 도전부와의 접촉 면적을 증가시켜 줄 수 있다. 또한 상기 관통홀(TH1)에서 제1내면(Sa)은 발광소자(120)의 측면으로부터 소정 거리(c3) 예컨대, 200 마이크로 미터 이상 예컨대, 200 내지 500 마이크로 미터로 이격되어, 도전부가 몸체 상으로 침투하는 문제나 많은 양의 수지가 관통홀로 침투하는 문제를 억제할 수 있다.
도 12는 도 5 또는 도 10의 발광소자 패키지의 제3변형 예이다. 상기에 개시된 구성과 동일한 부분은 상기의 구성 및 설명을 참조하기로 한다. 제3변형 예는 상기에 개시된 구성을 선택적으로 포함할 수 있다.
도 12를 참조하면, 발광소자 패키지는 몸체(110) 및 발광소자(120), 상기 발광소자(120)의 하부에 몸체(110)의 관통홀(TH1,TH2) 및 금속부(111,113)를 포함할 수 있다. 상기 각 관통홀(TH1,TH2)에 배치된 연장돌기(P1,P2)는 상기의 설명을 참조하기로 한다.
상기 금속부(111,113)는 제1관통홀(TH1)에 제1금속부(111), 제2관통홀(TH2)에 제2금속부(113)를 포함할 수 있다. 상기 제1금속부(111)는 상기 제1관통홀(TH1)의 내면에 배치되며, 상기 발광소자(120)의 제1본딩부(121)와 대면하는 제1금속 연결부(Pc1)를 포함할 수 있다. 상기 제1금속 연결부(Pc1)는 제1관통홀(TH1)의 제1내면(Sa)에 배치된 금속부와 제2내면(Sb)에 배치된 금속부를 서로 연결해 준다. 상기 제1금속 연결부(Pc1)는 상기 제1본딩부(121)과 접촉되거나 증착될 수 있다. 상기 제2금속부(113)는 상기 제2관통홀(TH2)의 내면에 배치되며, 상기 발광소자(120)의 제2본딩부(122)와 대면하는 제2금속 연결부(Pc2)를 포함할 수 있다. 상기 제2금속 연결부(Pc2)는 제2관통홀(TH2)의 제1내면(Sa)에 배치된 금속부와 제2내면(Sb)에 배치된 금속부를 서로 연결해 준다. 상기 제2금속 연결부(Pc2)는 상기 제2본딩부(122)과 접촉되거나 증착될 수 있다.
이러한 제1금속 연결부(Pc1)는 제1관통홀(TH1)의 내면 및 상면에 배치되어, 상기 발광소자(120)의 제1본딩부(121)와 접촉 및 연결될 수 있다. 상기 제2금속 연결부(Pc2)는 제2관통홀(TH2)의 내면 및 상면에 배치되어, 상기 발광소자(120)의 제2본딩부(122)와 접촉 및 연결될 수 있다. 이러한 제1 및 제2금속 연결부(Pc1,Pc2)를 갖는 금속부(111,113)는 도 9 및 도 13의 도전부가 제공될 때, 도전성 접합 효율이 증가될 수 있으며, 열 전도성 및 전기 전도성이 개선될 수 있다.
도 14는 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 발광소자의 예를 나타낸 단면도이다.
도 14를 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 돌출부 및 도전부을 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 돌출부 및 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. 예를 들어, 상기 몸체는 PPA(PolyPhtalAmide) 수지, PCT(PolyCyclohexylenedimethylene Terephthalate) 수지, EMC(Epoxy Molding Compound) 수지, SMC(Silicone Molding Compound) 수지를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 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: 몸체 110A: 제2몸체
111,113: 금속부 111B,113B: 연장부
115: 제1몸체 120: 발광소자
121,122: 본딩부 TH1,TH2: 관통홀
160: 제1수지 162: 제2수지
201: 회로 기판 211,213: 패드
221,223: 도전부 P1,P2: 연장 돌기
Pa,Pb: 연결부 P3,P4: 돌출부
Pc1,Pc2: 금속 연결부
111,113: 금속부 111B,113B: 연장부
115: 제1몸체 120: 발광소자
121,122: 본딩부 TH1,TH2: 관통홀
160: 제1수지 162: 제2수지
201: 회로 기판 211,213: 패드
221,223: 도전부 P1,P2: 연장 돌기
Pa,Pb: 연결부 P3,P4: 돌출부
Pc1,Pc2: 금속 연결부
Claims (17)
- 상면과 하면을 관통하고 서로 이격되는 복수의 관통홀을 포함하는 몸체;
상기 몸체 상에 배치되며, 상기 복수의 관통홀 상에 각각 대면하는 제1 및 제2 본딩부를 포함하는 발광 소자;
상기 발광 소자와 상기 몸체의 상면 사이에 배치되는 제1 수지;
상기 복수의 관통홀 각각의 내면에 배치되는 금속부;
상기 제1 수지는 상기 복수의 관통홀 중 적어도 하나의 내면에 연장되는 연장 돌기를 포함하며,
상기 금속부는 상기 연장 돌기의 표면을 감싸며,
상기 연장돌기는 상기 몸체와 상기 금속부 사이에 배치되며,
상기 연장돌기를 둘러싸도록 상기 연장돌기에 대응하는 상기 금속부의 영역 상에 돌출부가 형성되며, 상기 돌출부는 상기 연장돌기의 돌출방향과 동일한 방향으로 돌출되도록 형성되는 발광소자 패키지. - 제1항에 있어서, 상기 제1 수지는 상기 발광소자의 제1 본딩부와 상기 제2 본딩부 사이에 배치되며,
상기 연장 돌기는 상기 제1 및 제2본딩부 중 하나 또는 모두와 수직 방향으로 중첩되며,
상기 제1 수지는 상기 제1 또는 제2 본딩부의 일부와 상기 몸체 사이에 배치되는 연결부를 포함하며, 상기 연결부는 상기 연장 돌기와 연결되는 발광소자 패키지. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 발광소자의 하부 둘레에 배치된 제2수지를 포함하며,
상기 제2수지는 상기 제1수지와 연결되며,
상기 복수의 관통홀 각각에 배치된 상기 금속부는 상기 몸체의 하면에서 서로 다른 측면을 향해 연장되는 연장부를 포함하는 발광소자 패키지. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연장 돌기는 상기 복수의 관통홀 각각의 상부에 복수개가 배치되는 발광소자 패키지.
- 상면과 하면을 관통하는 복수의 관통홀을 갖는 몸체를 형성하는 단계;
상기 몸체 상에 제1 수지를 형성하는 단계;
상기 제1수지 상에 발광소자를 배치시켜 상기 발광소자의 제1 및 제2본딩부를 상기 복수의 관통홀 상에 각각 정렬하는 단계;
상기 발광소자가 배치된 상기 제1 수지를 경화하는 단계;
상기 몸체의 하면, 상기 복수의 관통홀의 내면, 및 상기 복수의 관통홀의 상면에 노출되는 제1 및 제2 본딩부 하면에 금속부를 증착하는 단계; 및
상기 복수의 관통홀 사이에 배치된 상기 몸체 하면으로부터 상기 금속부의 일부를 제거하여, 복수의 금속부로 분리하는 단계;를 포함하며,
상기 복수의 관통홀 각각에 상기 금속부들을 각각 배치하여, 상기 제1 본딩부 및 제2 본딩부와 상기 금속부들을 각각 대면시켜 주며,
상기 제1수지를 형성하는 단계에서, 상기 제1수지는 상기 복수의 관통홀 중 적어도 하나의 내면으로 연장된 연장 돌기가 형성되며,
상기 금속부의 증착 단계에서, 상기 금속부는 상기 관통홀들 중 적어도 하나의 내면으로 연장된 상기 연장 돌기의 표면을 감싸는 발광소자 패키지 제조방법. - 제5항에 있어서, 상기 금속부의 제거 공정은 레이저 스크라이빙 공정으로 이루어지며,
상기 복수의 관통홀 사이에서 상기 금속부가 제거된 상기 몸체의 하면 영역은 오목한 오목부로 형성되는 발광소자 패키지 제조방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020180042035A KR102595927B1 (ko) | 2018-04-11 | 2018-04-11 | 발광소자 패키지, 발광소자 패키지 제조방법 및 광원 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180042035A KR102595927B1 (ko) | 2018-04-11 | 2018-04-11 | 발광소자 패키지, 발광소자 패키지 제조방법 및 광원 장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190118761A KR20190118761A (ko) | 2019-10-21 |
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Family
ID=68460173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180042035A KR102595927B1 (ko) | 2018-04-11 | 2018-04-11 | 발광소자 패키지, 발광소자 패키지 제조방법 및 광원 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102595927B1 (ko) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102199991B1 (ko) * | 2014-05-28 | 2021-01-11 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 소자 및 이를 구비한 라이트 유닛 |
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2018
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| KR20190118761A (ko) | 2019-10-21 |
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