KR200410321Y1 - Package for light emission device - Google Patents
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Abstract
본 고안은 발광소자용 패키지에 관한 것으로, 중앙에 개방부가 있고 상기 개방부에 인접하여 내부로 관통하여 형성되는 비어홀이 있는 제1블럭과; 상면과 하면에 각각 금속 패턴이 형성되어 있고 마주보는 두 측면에 축성된 측면 도전부가 형성되어 있는 제2블럭을 포함한다. 상기 제2블럭의 상면의 금속 패턴은 상기 제1블럭의 비어홀과 전기적으로 연결되며, 또한 상기 제2블럭의 하면의 금속 패턴과 상기 측면 도전부에 의하여 전기적으로 연결된다. 상기 제2블럭에는 내부로 관통되는 다수의 비어홀이 있어 패키지의 열방출을 향상시킨다. The present invention relates to a package for a light emitting device, comprising: a first block having an opening in a center thereof and a via hole formed to penetrate inside the adjacent opening; The second block includes a metal pattern formed on each of the upper and lower surfaces thereof and a side conductive portion formed on two opposite sides thereof. The metal pattern of the upper surface of the second block is electrically connected to the via hole of the first block, and the metal pattern of the lower surface of the second block and the side conductive part. The second block has a plurality of via holes penetrating therein to improve heat dissipation of the package.
발광소자, 패키지, 비어홀, 열방출 Light emitting device, package, via hole, heat dissipation
Description
도 1은 종래의 발광소자 패키지의 일례를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing an example of a conventional light emitting device package.
도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 발광소자 패키지를 보인 사시도.Figure 2 is a perspective view showing a light emitting device package according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 패키지의 조립 분해도.3 is an exploded view of the package of FIG. 2;
도 4는 도 2의 패키지의 단면도.4 is a cross-sectional view of the package of FIG.
도 5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도.5 is a cross-sectional view of a light emitting device package according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도.6 is a cross-sectional view of a light emitting device package according to another embodiment of the present invention.
도 7은 내부에 열방출용 비어홀이 있는 패키지의 조립 분해도.Figure 7 is an assembled exploded view of a package having a heat release via hole therein.
도 8은 도 7의 패키지에 스페이서층이 더 포함되어 있는 패키지의 조립 분해도.FIG. 8 is an exploded view illustrating a package in which a spacer layer is further included in the package of FIG. 7.
도 9는 열방출용 비어홀을 보인 단면도. 9 is a cross-sectional view showing a via hole for heat dissipation.
도 10은 도 9에 따른 비어홀의 평면도.10 is a plan view of the via hole according to FIG.
도 11은 다른 열방출용 비어홀의 단면도.11 is a cross-sectional view of another heat dissipation via hole.
도 12는 또 다른 열방출용 비어홀의 평면도.12 is a plan view of another heat release via hole;
도 13은 열방출용 비어홀에 도전 물질이 충진되어 있는 패키지의 조립 분해도.FIG. 13 is an exploded view of a package in which a conductive material is filled in a via hole for heat dissipation;
도 14는 도 13의 패키지에 스페이서층이 더 포함되어 있는 패키지의 조립 분 해도.14 is an assembled view of a package in which a spacer layer is further included in the package of FIG. 13.
도 15는 열방출용 비어홀이 사각형인 패키지의 조립 분해도.Figure 15 is an exploded view of the package of the heat-release via hole is a rectangular package.
도 16은 도 13의 패키지에 스페이서층이 더 포함되어 있는 패키지의 조립 분해도.FIG. 16 is an exploded view of the package in which the spacer layer is further included in the package of FIG. 13.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***
21a:제1블럭 21b:제2블럭21a:
21c:보조블럭 22:개방부21c: auxiliary block 22: open
30:금속 패턴 40:비어홀30: metal pattern 40: beer hole
50:도전부 60a,60b60c:하부 금속 패턴50:
70:상부 금속 패턴 80:비어홀 70: upper metal pattern 80: beer hole
본 고안은 발광소자용 패키지에 관한 것으로, 상세하게는 구조가 개선되고 장치의 신뢰성을 향상시킨 발광소자용 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a package for a light emitting device, and more particularly, to a package for a light emitting device with improved structure and improved reliability of the device.
발광소자의 제조 수율이 향상되고 대면적으로 제조가 가능해짐에 따라 발광소자용 패키지의 중요성이 커지고 있다. 특히 발광소자 패키지에 있어서, 전기적 도통 및 열팽창 특성 등은 패키지의 신뢰성과 아주 밀접한 관련을 갖고 있다. As manufacturing yields of light emitting devices are improved and manufacturing is possible in large areas, the importance of a light emitting device package is increasing. Particularly in the light emitting device package, the electrical conduction and thermal expansion characteristics are closely related to the reliability of the package.
도 1에 따르면, 발광소자(LED)(14)로부터 발광되는 근자외선광이나 청색광 등의 빛을 여기시키고 적색, 녹색, 청색, 및 황색 등의 형광을 발하는 형광체(도시 안됨)로 파장 변환하여 백색을 발광시키는 장치(11)의 일예가 도시되어 있다. According to FIG. 1, white light is obtained by exciting a light such as near ultraviolet light or blue light emitted from a light emitting element (LED) 14 and converting it into a phosphor (not shown) that emits fluorescence such as red, green, blue, and yellow. An example of an
상기 발광장치(11)는, 절연체로 이루어지는 바디(12), 프레임(13), 투광성 부재(15), 발광소자(14)로 구성되어 있다. 바디(12)는 상면의 중앙부에 발광소자(14)를 장착하기 위한 장착부(12a)를 가진다. 바디(12)에는 장착부(12a) 및 그 주변으로부터 발광장치의 내외를 전기적으로 접속시키는 리드단자나 금속화 배선 등으로 이루어지는 배선도체(미도시)가 형성된다. 프레임(13)은 바디(12)의 상면에 접착 고정되고, 상측개구가 하측개구보다 큰 관통구멍(13a)이 형성되어 있음과 아울러, 내주면이 발광소자(14)로부터 발광되는 빛은 반사하는 반사면(13a)으로 되어 있다. 투광성 부재(15)는 프레임(13)의 내측에 충전되고 발광소자(14)로부터 발광되는 빛에 의해 여기되어 파장변환하는 형광체를 함유한다. 발광소자(14)는 장착부(12a)에 장착 고정된다. The
상기 발광장치(11)에서, 발광소자(14)로부터 발광되는 빛을 효율적으로 발광장치(11)의 외부에 방사시키기 위해, 예를 들면, 세라믹스로 이루어지는 바디(12)의 상면을 연마가공으로 평활하게 하거나, 바디(12)의 상면에 금속막을 형성하여 바디(12)의 상면의 반사율을 향상시키고 있다. 그러나, 투광성 부재(15)의 내부에 형광체를 함유시켜 발광소자(14)로부터 발광되는 빛을 장파장으로 변환시키는 경우, 정(正)반사 방향 이외의 형광체는 여기되기 어렵고 파장변환의 효율이 낮아져 광출력이나 휘도, 연색성(color rendering)이 저하된다는 문제점을 가지고 있다. In the
또한, 바디(12)가 세라믹스로 이루어지는 경우, 바디(12)에 빛이 흡수됨으로써, 바디(12)의 상면에 대한 반사율이 저하되기 쉬워진다. 그 결과, 발광장치는 소 망의 광출력이 얻어지지 않음과 아울러, 최근에 요구되고 있는 광출력 효율을 얻지 못 한다는 문제점을 가지고 있다. 또한, 바디(12)에 의한 광흡수를 방지하기 위해 바디(12)의 상면에 금속막을 형성하는 경우, 도금이나 증착법에 의해 금속막을 형성할 필요가 있고, 제조공정이 많아짐과 아울러, 제조비용이 높아진다는 문제도 가지고 있다. 또한, 바디(12)가 에폭시 수지나 액정 폴리머 등의 수지재료로 이루어지는 경우, 발광소자(14)가 발하는 열을 바디(12)를 통해 효율적으로 외부로 방사시킬 수 없기 때문에, 그 열에 의해 발광소자(14)의 발광효율이 현저하게 저하되고, 그 결과, 발광장치(11)의 광의 출력이 저하된다는 문제점을 가지고 있다. 또한, 발광소자(14)를 피복함과 아울러 발광소자(14)로부터 발광되는 빛을 파장변환하기 위한 형광체를 함유한 투광성 부재(15)에 있어서, 형광체의 함유율을 높여 파장변환의 효율을 향상시키도록 하면, 발광장치로부터 방사되는 빛이 형광체에 의해 방해되기 쉬워지기 때문에, 광출력을 높일 수 없다는 문제점을 가지고 있다. 또한, 반대로, 형광체의 함유율을 낮추면, 파장변환의 효율이 저하되어 소망의 파장의 빛이 얻어지지 않고, 그 결과, 광출력을 높일 수 없다는 문제점을 가지고 있다.In addition, when the
따라서, 본 고안의 목적은 도금이나 증착 공정이 용이한 새로운 구조의 발광소자용 패키지를 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a package for a light emitting device having a novel structure that is easy to plating or deposition process.
또한, 본 고안의 다른 목적은 발생되는 열을 효율적으로 외부로 배출시킬 수 있는 새로운 구조의 발광소자용 패키지를 제공하는 것이다. In addition, another object of the present invention is to provide a package for a light emitting device having a new structure that can efficiently discharge the generated heat to the outside.
뿐만 아니라, 본 고안의 또 다른 목적은 안정적인 동작이 가능한 발광소자용 패키지를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a package for a light emitting device capable of stable operation.
기타, 본 고안의 다른 목적 및 특징은 이하의 상세한 설명에서 더욱 구체적으로 제시될 것이다.Other objects and features of the present invention will be presented in more detail in the following detailed description.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 중앙에 개방부가 있고 상기 개방부에 인접하여 내부로 관통하여 형성되는 비어홀이 있는 제1블럭과; 상면과 하면에 각각 금속 패턴이 형성되어 있고 마주보는 두 측면에 축성된(castellated) 측면 도전부가 형성되어 있는 제2블럭을 포함하는 발광소자용 패키지를 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention is the first block having a via hole formed in the center and penetrating through the inner portion adjacent to the opening; The present invention provides a light emitting device package including a second block having a metal pattern formed on an upper surface and a lower surface thereof, and a second conductive block formed on two opposite sides thereof.
상기 제2블럭의 상면의 금속 패턴은 상기 제1블럭의 비어홀과 전기적으로 연결되며, 또한 상기 제2블럭의 하면의 금속 패턴과 상기 측면 도전부에 의하여 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다. The metal pattern of the upper surface of the second block is electrically connected to the via hole of the first block, and is also electrically connected to the metal pattern of the lower surface of the second block by the side conductive portion.
상기 제2블럭의 상면의 금속 패턴은 전기적으로 서로 이격된 두 영역으로 구성되는 것이 바람직하다. The metal pattern on the upper surface of the second block is preferably composed of two regions spaced apart from each other.
상기 제1블럭의 개방부는 경사진 면으로 형성될 수 있으며, 표면에는 반사물질이 코팅될 수 있다. The opening of the first block may be formed as an inclined surface, and the surface may be coated with a reflective material.
상기 제1블럭과 제2블럭은 동일한 세라믹 물질로 구성되는 것이 바람직하며, 패키지에 탑재되는 발광소자와 열팽창 차이를 고려하여 상기 제1블럭과 제2블럭의 열팽창계수는 6 ~ 7 ppm/K 인 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1블럭과 제2블럭은 900℃ 이하에서 소성이 가능한 물질로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 제1블럭과 제2블럭에 사용될 수 있는 세라믹 물질의 예로는 Al-B-Si, Al-Ca-B-Si, Al-Ca-B- Ba-Si, Al-Ca-B-Ba-Si-Ti, Al-Zn-Ca-Si 등이 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. Preferably, the first block and the second block are made of the same ceramic material, and the thermal expansion coefficients of the first block and the second block are 6 to 7 ppm / K in consideration of the difference in thermal expansion and the light emitting device mounted in the package. It is preferable. In addition, the first block and the second block is preferably made of a material that can be baked at 900 ℃ or less. Examples of ceramic materials that can be used for the first and second blocks include Al-B-Si, Al-Ca-B-Si, Al-Ca-B- Ba-Si, Al-Ca-B-Ba-Si -Ti, Al-Zn-Ca-Si and the like, but is not necessarily limited thereto.
상기 제1블럭과 제2블럭 사이에 보조 블럭을 추가로 포함할 수 있으며, 이 보조 블럭은 상기 제1블럭의 비어홀에 대응하는 비어홀을 구비한다. 상기 제1블럭, 제2블럭 및 보조 블럭은 동일한 세라믹 물질로 구성되는 것이 바람직하다. An auxiliary block may be further included between the first block and the second block, the auxiliary block having a via hole corresponding to the via hole of the first block. Preferably, the first block, the second block, and the auxiliary block are made of the same ceramic material.
상기 제2블럭의 상면에는 스페이서층을 추가로 포함할 수 있으며, 이 스페이서층은 10 ~ 100 ㎛ 두께의 세라믹으로 구성되는 것이 바람직하다. The upper surface of the second block may further include a spacer layer, the spacer layer is preferably composed of a ceramic of 10 ~ 100 ㎛ thickness.
상기 제2블럭에는 내부를 관통하는 다수의 비어홀이 형성되어 있는 것이 바람직하며, 이 비어홀은 원통형이나, 다각 기둥의 형태를 가질 수 있고, 내부에 도전물질이 코팅되거나 완전히 충진될 수 있다. Preferably, the second block has a plurality of via holes penetrating therein. The via holes may have a cylindrical shape or a polygonal pillar, and the conductive material may be coated or completely filled therein.
본 고안에 따른 발광소자용 패키지는 발광소자 칩과 열팽창계수가 유사한 값을 가지는 세라믹 소재, 바람직하게는 각 구성 블록을 동일한 세라믹 물질로 사용하고, 내부 부품들간의 전기적 연결 구조를 개선하여 제품의 전기적 특성을 개선시키고, 열방출 효과를 향상시켰으며, 생산성에 있어서도 개선된 효과를 얻을 수 있다. The light emitting device package according to the present invention uses a ceramic material having a similar thermal expansion coefficient as that of the light emitting device chip, preferably each component block is made of the same ceramic material, and the electrical connection structure between the internal parts is improved to improve the electrical properties of the product. The characteristics were improved, the heat dissipation effect was improved, and the improved effect was also obtained in productivity.
이하, 도면을 참조하여 바람직한 실시예 통해 본 고안을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 하기의 실시예는 본 고안의 이해를 돕기 위하여 제시되는 것일 뿐 본 고안의 권리범위를 제한하기 위한 목적으로 해석되어서는 안될 것이다. 당업자라면 하기 실시예 및 후술하는 특허청구범위의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형 및 개량이 가능할 것이다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the following examples are only presented to aid the understanding of the present invention and should not be construed for the purpose of limiting the scope of the present invention. Those skilled in the art will be able to make various modifications and improvements within the scope of the following examples and the appended claims.
도 2는 본 고안에 따른 발광소자용 패키지(20)를 보인 사시도이다. 바디(21)는 상면 중앙에 개구부(22)가 있고, 상기 개구부의 외주 방향으로 경사진 반사면이 있다. 상기 개구부 안쪽으로 금속 패턴(30) 상에 발광소자(미도시)가 안착된다. 상기 개구부의 일측에는 바디 내부로 연장되어 형성되는 비어홀(40)이 있다. 이 비어홀은 후술하는 바와 같이 패키지 내부의 금속 패턴(30)과 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 패키지의 측면 일측에는 도전부(50)가 형성된다. 이 도전부(50)는 상기 금속 패턴(30)과 전기적으로 연결된다. 2 is a perspective view showing a light emitting
도 3은 도 2에 따른 발광소자 패키지의 각 구성 부품을 전개도이다. 바디(21)를 형성하는 물질은 세라믹 재료가 바람직하며, 하나의 단일체로 형성하기 보다는 적어도 둘 이상의 블록으로 구성하는 것이 내부 패턴을 포함시키기에 유리하다. 도 3에 도시된 실시예에서는 바디(21)가 제1블럭(100)과 제2블럭(300), 그리고 중간에 삽입되는 보조블럭(200)으로 구성된다. 제1블럭(100)은 중앙이 개방되어 있고 개방부(110) 외주면은 경사져 있으며, 개방부 일측과 이격되어 비어홀(120)이 형성되어 있다. 개방부 외주면의 경사각은 빛의 반사 효율을 높이이 위한 것으로, 개방부 외주면에는 반사 효율을 더 높이기 위하여 금속 패턴(150)이 코팅된다. 이 금속 패턴은 일측이 상기 비어홀(120)에 까지 연장된다. 비어홀(120)은 내부에 전도성 물질이 도포하여 전기적인 통로로 이용할 수 있다. 상기 개방부(110)에는 추후 렌즈나 투명 물질이 더 포함될 수 있다. 3 is an exploded view of components of the light emitting device package of FIG. 2. The material forming the body 21 is preferably a ceramic material, and it is advantageous to include an internal pattern that is composed of at least two blocks, rather than being formed as one single body. In the embodiment shown in FIG. 3, the body 21 includes a
제2블럭(300)은 발광소자가 실장되는 부분으로 상부와 하부에 패턴이 형성되어 있으며 외측면에 스루홀(through hall)을 이용하여 상호 연결된다. 도 3에 도시 된 바에 따르면, 제2블럭의 상면 및 하면에 각각 개별적인 형태를 갖는 상부 금속 패턴(250, 255)과 하부 금속 패턴(410, 420)이 형성되어 있는 것을 볼 수 있다. 상부 금속 패턴(250, 255)은 발광소자의 전기적 연결을 위한 매개 역할을 하며, 하부 금속 패턴(410, 420)은 발광소자 패키지의 외부 실장이 가능하도록 한다. 이러한 금속 패턴은 도금이나 증착 등의 방법을 이용할 수 있다. 상기 상부 금속 패턴은 두 개의 이격된 패턴(250, 255)으로 이루어지며, 각각의 패턴은 측방으로 연장된 돌출 패턴(270, 272)이 있고, 그 중의 하나의 패턴(255)은 사선 방향(패키지의 모서리 방향)으로 상기 제1블럭(100)의 비어홀(120)에 상응하는 위치까지 연장되는 돌출 패턴(260)을 포함된다. 이 돌출 패턴(260)은 상기 비어홀로부터 연장되는 전도성 물질과 연결되어 전기적인 통로로 작용한다. 제2블럭의 양 측면에는 도전부(310, 312)가 형성된다. 이 도전부는 상기 상부 금속 패턴의 양 측방 돌출 패턴(270, 272)과 전기적으로 연결된다. 이와 같은 구조로부터 상기 제1블럭의 개방부에 형성된 전극 패턴(150)으로부터 상기 비어홀(120), 상부 금속 패턴(255)의 돌출 패턴(260, 270), 도전부(310)를 거쳐 하부 금속 패턴(420)의 돌출부(430)에 이르는 전기적 제1 연결 통로가 형성된다. 또한, 상기 금속 패턴(250)의 일측 돌출 패턴(272)으로부터 제1블럭의 또 다른 측면 도전부(312)를 거쳐 하부의 금속 패턴(410)의 돌출부(432)로 이어지는 전기적 제2 연결 통로가 형성된다. 이와 같은 전기적 연결 통로는 상기 제1블럭의 개방부 내부에 안착되는 발광소자에 제공되는 전기적인 통로 역할을 한다. The
도 3의 패키지에서 제1블럭과 제2블럭 사이에는 또 다른 보조 블록(200)이 삽입되어 있는 것을 볼 수 있다. 이 보조 블록(200)은 소정 두께의 공간을 부여하여 상부의 제1블럭(100)과 그 밑의 금속 패턴(250, 255)간의 전기적인 단락을 방지한다. 이 보조 블록은 제1블럭(100)의 전극 패턴(150)의 형태를 변화시켜 하부의 전극 패턴(250, 255)과 전기적으로 도통되지 않도록 함으로써 생략 할 수도 있다. In the package of FIG. 3, it can be seen that another
상기 각각의 제1블럭, 제2블럭, 보조 블럭은 별도의 공정을 통해 제작된 다음, 하나의 집적체로 이를 일체화하며, 동일 재료를 이용하게 되면 점착제를 사용하지 않고도 단일체로 일체화 시킬 수 있다. 본 고안에 따른 발광소자 패키지용 재료는 저온 동시 소성 세라믹으로 900℃ 이하에서 소성하여 일체화할 수 있는 물질로서, 열팽창계수가 발광소자의 재료와 유사한, 예를 들어 질화갈륨(GaN, 5.5ppm/K)와 유사한 열팽창 계수(6 ~ 7 ppm/K)를 가지는 것이 바람직하다. 금속 패턴으로는 열전도 특성이 우수한 은을 사용할 수 있다.Each of the first block, the second block, and the auxiliary block may be manufactured through a separate process, and then integrated into one integrated body, and may be integrated into a single body without using an adhesive when the same material is used. The light emitting device package material according to the present invention is a low temperature co-fired ceramic material which can be integrated by firing at 900 ° C. or lower, and has a thermal expansion coefficient similar to that of the light emitting device, for example gallium nitride (GaN, 5.5 ppm / K). It is desirable to have a coefficient of thermal expansion (6-7 ppm / K) similar to). Silver having excellent thermal conductivity can be used as the metal pattern.
본 고안의 특징 중의 하나는 패키지 본체의 상면 개방부 일측으로부터 본체 내부로 관통되는 비어홀을 형성하고 이를 전기적인 통로로 이용한다는 점에 있다. 상부 패턴들은 내부 비아 또는 측면 홈을 이용하여 하부 패턴과 연결되어 패키지 전체적으로 회로적 연결이 가능하다. 또한 내부 패턴을 조정함으로 균일한 도금성을 확보할 수 있다. 더불어 단일 제품 외에 기판 블록으로 제작 시 추후 제품의 singulation을 위해 상면과 하면에 V cut을 진행하게 되며 (상면과 하면에 전기적 연결의 단락) 이로 인해 전체 기판의 도금 균일성 확보는 보다 어려워질 수 있다. 이러한 단점을 개선하기 위하여 내부 금속 패턴의 회로적 연결은 결과적으로 패키지 전체적으로 고른 전류 밀도를 구현할 수 있고, 균일한 도금 두께를 가진 제품 구현이 가능하며, 발광소자의 와이어본딩(wire bonding) 시 접착성(bondability)이 양호하게 된다.One of the features of the present invention is to form a via hole penetrating into the main body from one side of the upper opening of the package main body and use it as an electrical passage. The top patterns can be connected to the bottom pattern using internal vias or side grooves to provide circuitry throughout the package. In addition, it is possible to secure uniform plating property by adjusting the internal pattern. In addition, when the board block is manufactured in addition to a single product, V cuts are made on the upper and lower surfaces for singulation of the product later (short circuit of the electrical connection between the upper and lower surfaces). . In order to improve these shortcomings, the circuit connection of the internal metal pattern can result in a uniform current density throughout the package, a product having a uniform plating thickness, and adhesiveness during wire bonding of the light emitting device. (bondability) becomes favorable.
또한, 본 고안의 다른 특징은 발광소자용 패키지의 내부에 열방출이 용이한 통로를 제공한다는 점이다. 도 4 및 5를 참조하면, 본 고안에 따른 발광소자용 패키지의 단면 구조가 도시되어 있다.In addition, another feature of the present invention is that it provides a passage for heat dissipation inside the light emitting device package. 4 and 5, the cross-sectional structure of a package for a light emitting device according to the present invention is shown.
도 4는 제1블럭(21a), 보조블럭(21c), 제2블럭(21b)으로 구성되는 패키지 본체와, 이 본체 상면 및 내부, 그리고 하부에 형성된 여러 가지 금속 패턴(22’, 70, 60a, 60b, 60c 등)을 보여주고 있다. 여기서, 제2블럭의 중앙에는 여러 개의 비어홀(80)이 형성되어 있는데 이 비어홀은 제2블럭의 상부 금속 패턴(70)으로부터 하부 중앙의 금속 패턴(60c)에 연결되어 있다. 이 비어홀(80)은 패키지 상부 중앙의 개방부(22), 즉 발광소자(미도시)가 안착되는 위치에 상응하게 공냉층을 형성함으로써 발광소자로부터 발생되는 열을 효과적으로 패키지 외부로 방출할 수 있다. 상기 비어홀(80)은 열전달을 더 용이하게 하기 위하여 도 5에 도시된 바와 같이 도전성 물질로 코팅되거나 충진될 수 있다. 또한, 상기 비어홀(80)에 상응하도록 상부 금속 패턴(70)에도 비어홀이 형성될 수 있으며, 하부 금속 패턴(60c)에도 비어홀이 형성되어 각 비어홀들이 연결되어 적층된 구조, 즉 스택 비어(stack via)를 형성할 수 있다. 한편, 상기 패키지의 오른 쪽에는 제1블럭(21a)의 비어홀(40)이 개방부 금속 패턴(22’)과 보조블럭(21c)에 연장되어 역시 스택 비어를 형성하고 있다. 이와 같이 본 고안에서는 스택 비어 구조를 활용하여 전기적인 도통 및 열방출 효과를 얻는다.4 shows a package body composed of a
본 고안의 또 다른 특징은 발광소자가 안착되는 부분의 하부에 두께 10 ~ 100 ㎛ 두께의 세라믹 층으로 이루어진 막을 두어 발광소자와 금속 패턴으로 이루어진 스택 비어 간의 열팽창 차이에 대한 안정성을 부여한다는 것이다. 도 6을 참조하면, 도 4 및 도 5와는 달리 상부 금속 패턴(70)과 제2블럭(21b) 사이에 추가적인 층으로서 얇은 막이 있는 것을 볼 수 있는데, 이 막은 금속 패턴의 열팽창을 조절하기 위하여 삽입된 스페이서층(21d)에 해당한다. 이 스페이서층은 금속 패턴이 일반적으로 발광소자와 열팽창계수 차이가 3 - 4 배 정도 되는 것을 고려하여, 발광소자의 열팽창계수와 유사한 세라믹 물질을 사용하여 형성한다. Another feature of the present invention is to provide a stability of the thermal expansion difference between the light emitting element and the stack via made of a metal pattern by placing a film of a ceramic layer having a thickness of 10 ~ 100 ㎛ thick under the portion where the light emitting element is seated. Referring to FIG. 6, unlike FIG. 4 and FIG. 5, it can be seen that there is a thin film between the
도 7 내지 16은 본 고안에 따른 발광소자 패키지의 구체적인 실시예를 도시한 것이다. 이하의 실시예와 관련된 도면에서는 편의상 제1블럭(100), 제1블럭의 금속패턴(150), 또는 보조블럭(200)을 생략하며, 제2블럭도 부분적으로 절개된 도면을 제시한다. 7 to 16 show specific embodiments of the light emitting device package according to the present invention. In the drawings related to the following embodiments, the
먼저, 도 7은 내부에 공냉층으로서 제2블럭(300a)에 비어홀(320)이 형성되어 있는 것을 볼 수 있다. 상부 금속 패턴(250, 255)에도 대응 위치에 비어홀(254)이 형성되어 있다. 이러한 비어홀(254, 320) 상부에 발광소자(500)가 안착됨으로써 열방출이 용이하게 된다. 이 비어홀은 또한 제2블럭의 하부에 형성된 금속 패턴(450)과도 연결되어 열전달 효율이 더욱 배가된다. First, FIG. 7 shows that the via
도 8은 상부 금속 패턴(250, 255)과 제2블럭(300a) 사이에 스페이서층(600)이 삽입되는 실시예를 도시한다. 이 스페이서층(600)의 측면에는 제2블럭의 측면 도전부(310, 312)와 연계되는 도전부(610, 612)가 형성되어 있다. FIG. 8 illustrates an embodiment in which the
전술한 실시예에서 제2블럭의 비어홀(320)은 원통형이며 내부가 비어있다. 이 비어홀에는 도전 물질을 도포하여 전기적인 혹은 열적인 도통을 배가시킬 수 있다. 도 9를 참조하면 제2블럭(21b)의 내부에 형성된 비어홀(80)의 표면에 도전 물질(80a)이 코팅된 것을 볼 수 있다. 도 10은 이러한 도전 물질이 코팅된 비어홀의 평면도를 도시한다.In the above-described embodiment, the via
제2블럭의 비어홀은 표면에만 도전 물질이 도포되는 경우 이외에 도전 물질이 완전히 충진되는 것도 가능하다. 도 13 및 14는 도전 물질이 충진된 비어홀(322)을 도시하고 있다.The via hole of the second block may be completely filled with the conductive material, in addition to the case where the conductive material is applied only to the surface. 13 and 14 illustrate via
한편, 제2블럭의 비어홀의 형태는 원형 뿐만 아니라 다각형의 형태도 가능한데, 도 12에는 사각형의 비어홀에 도전 물질(80b)이 충진되어 있는 것을 모식적으로 나타낸 것이다. 도 15 및 16은 비어홀이 사각형인 실시예를 도시한다. On the other hand, the via hole of the second block can be a polygonal shape as well as a circular shape, Figure 12 schematically shows that the
이와 같이 열방출을 위한 비어홀은 다양한 형태 및 위치로 형성할 수 있다. 비어홀의 측면을 통한 열전달과 더불어 비어홀 자체를 통한 자연적인 공냉이 이루어질 수 있는 구조는 패키지에 보다 향상된 열적인 안정성을 구현할 수 있다. As such, the via hole for heat dissipation may be formed in various shapes and positions. In addition to heat transfer through the side of the via hole, a structure that allows for natural air cooling through the via hole itself can provide improved thermal stability to the package.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안은 패키지를 여러 층으로 구성하고, 각 층에 적절한 형태로 패턴을 형성함으로써 도금이나 증착 공정이 용이하고, 제품 설계 및 제조 공정이 단순하게 되었다. 또한, 발광소자가 실장되는 위치의 하부 영역에 열전도 특성이 우수한 금속 패턴을 형성하고 또한 스택 비어를 이용하여 열방출 특성을 개선시켰다. 따라서, 발광소자 패키지의 생산성 및 신뢰성을 더욱 향상 시킬 수 있을 것이다. As described above, the present invention consists of several layers of the package, and forms a pattern in an appropriate form on each layer, thereby facilitating the plating or deposition process and simplifying the product design and manufacturing process. In addition, a metal pattern excellent in thermal conductivity is formed in a lower region of the position where the light emitting device is mounted, and the heat dissipation characteristics are improved by using a stack via. Therefore, productivity and reliability of the light emitting device package may be further improved.
Claims (17)
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| KR20050034116U KR200410321Y1 (en) | 2005-12-02 | 2005-12-02 | Package for light emission device |
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|---|---|---|---|---|
| KR101263934B1 (en) | 2006-05-23 | 2013-05-10 | 엘지디스플레이 주식회사 | Light emitting diode and method of manufacturing thesame |
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