KR20090088365A - 발광장치와 그 제조방법 - Google Patents

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KR20090088365A
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히로시 후시미
켄고 니시야마
코지 쿠도
이츠키 야마모토
카즈마 미츠야마
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씨. 아이. 카세이 가부시기가이샤
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Abstract

상하전극형 발광 다이오드를 광원으로 하는 발광장치로서, 상하전극형 발광 다이오드에 커다란 전류를 흘릴 수 있고, 이 때 발생한 열의 방산, 혹은 그 열에 의한 금속부재의 열응력에 의한 신축 등을 고려한 발광장치와, 그 제조방법이 제공된다. 발광장치는, 서로 분리된 복수개의 패키지 전극을 가지는 패키지; p형 반도체층과 n형 반도체층 사이에 위치하는 발광층, 최상층의 상부부분전극, 및 최하층의 하부전극을 가지고, 상기 패키지 전극의 한쪽의 위에 상기 하부전극이 접합되어 있는 상하전극형 발광 다이오드; 및 상기 상하전극형 발광 다이오드의 상부전극과 상기 패키지 전극의 다른 쪽을 접속하는 도전성 접속부재;로 적어도 구성되어 있고, 상기 패키지 전극의 한쪽과 상기 하부전극의 접합, 상기 상부전극과 상기 도전성 접속부재의 접합, 및 상기 도전성 접속부재와 상기 패키지 전극의 다른 쪽의 접합이 땜납에 의해 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
발광장치, 발광 다이오드

Description

발광장치와 그 제조방법{LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 상부전극 및 하부전극을 구비한 상하전극형 발광 다이오드를 광원으로 하는 발광장치와 그 제조방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 상하전극형 발광 다이오드에 커다란 전류를 흘릴 수 있으며, 그 때 발생한 열의 방산, 혹은 그 열에 의한 금속부재의 열응력에 의한 신축 등을 고려한 발광장치와 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 발광 다이오드에 대한 전력공급을 위하여 금속을 와이어 본딩에 의해 발광 다이오드에 접속하는 것 대신, 땜납으로 접합되는 도전성 접속부재를 사용함으로써, 진동 또는 열에 의한 발광층의 손상을 방지할 수 있는 발광장치와 그 제조방법에 관한 것이다.
도 18a 및 도 18b는 발광 다이오드를 광원으로 하는 종래기술의 발광장치인 발광 다이오드 조립체를 설명하는 모식도와 평면도이다. 도 18a 및 도 18b에서 발광 다이오드 조립체(60)는, 인쇄배선 기판(61)과, 인쇄배선 기판(61) 위에 설치된 서브마운트 기판(62)과, 서브마운트 기판(62) 주위를 둘러싸는 플라스틱제 중공부재(63)와, 발광 다이오드(65)와, 발광 다이오드(65)를 덮는 투명밀봉수지(66)로 구성된다.
플라스틱제 중공부재(63)는 예를 들어, 에폭시 수지를 주성분으로 한 열경화성 수지에 의해 리드 프레임(lead frame; 64)과 함께 일체로 성형된다. 인쇄배선 기판(61)은, 발광 다이오드(65)를 작동시키기 위한 도시하지 않은 제어회로와 접속하기 위한 프린트 배선(611)이 에칭 등에 의해 원하는 패턴으로 형성되어 있다. 서브마운트 기판(62)은, 윗면에 에칭 또는 마스크를 이용하여 증착패턴을 성형하는 등에 의해 한쌍의 배선(622)이 형성되어 있다.
플라스틱제 중공부재(63)에서는 리드 프레임(64)이 측벽을 관통하고 있다. 플라스틱제 중공부재(63)는, 성형시에 리드 프레임(64)의 일부를 내부에 매설하는 이른바 인서트 또는 아웃서트 성형(사출성형)에 의해 일체로 제작된다. 플라스틱제 중공부재(63)는 발광 다이오드(65)의 발광을 내벽면으로 반사한다.
발광 다이오드(65)는 하부에 2개의 전극(623)을 구비하고 있으며, 반도체 웨이퍼로부터 다이싱(dicing)으로 잘라내어 전극(623)이 서브마운트 기판(62)의 배선(622)과 접속된다.
투명밀봉수지(66)는 내열성을 가지고, 플라스틱제 중공부재(63) 내부에 충전되며, 평판 형상 또는 볼록한 형상의 렌즈를 구성한다.
도 19a 및 도 19b는 상하전극형 발광 다이오드를 광원으로 하는 종래의 발광장치를 모식적으로 설명하는 단면도와 평면도이며, 도 19c는 상하전극형 발광 다이오드를 설명하는 모식도이다. 도 19a 및 도 19b에 나타낸 종래의 발광장치(51)는, 금속기판(53, 54)과, 금속기판(53)과 금속기판(54) 사이에 설치된 슬릿(55)(경우에 따라, 이 슬릿에는 절연재료가 충전되는 경우도 있음)과, 한쪽 금속기판(53)에 설 치된 상하전극형 발광 다이오드(52)와, 다른 한쪽의 금속기판(54)과 상하전극형 발광 다이오드(52)의 상부전극(523)을 접속하는 금선(511, 512)과, 반사체(56)와, 반사체(56)의 상하전극형 발광 다이오드(52)를 둘러싸는 개구부에 충전된 투명밀봉재료(57)와, 반사체 개구부의 상부에 설치된 형광체함유막(58)으로 구성되고, 금선(511, 512)과 금속기판(54) 및 상하전극형 발광 다이오드(52)의 상부전극(523)과의 접속은 와이어 본딩에 의해 이루어져 있다. 반사체(56)는 도 19a에 도시된 바와 같이, 상부를 향하여 펼쳐지도록 경사진 반사부분을 구성하는 개구부를 가지는 대략 통형상의 부재로 이루어진다.
상하전극형 발광 다이오드(52)는 도 19c에 나타낸 바와 같이, 하부전극(521)과, 하부전극(521) 상부에 형성된 발광층(52')과, 발광층(52') 상부에 형성된 투명도전막(522)과, 투명도전막(522) 위에 형성된 상부전극(523)으로 적어도 구성되어 있다.
일본특허공개 2001-244508호 공보에 기재되어 있는 발광 다이오드용 패키지는, 금속기판의 한쪽에 상하전극형 발광 다이오드의 하부전극을 설치하고, 상하전극형 발광 다이오드의 상부전극을 본딩 와이어로 다른 쪽의 절연된 금속기판에 접속하고 있다.
또한, 종래의 발광 다이오드용 패키지에서는, 메탈코어(metal core)의 절연부에 수지가 인서트된 것이 있다. 이와 같은 발광 다이오드용 패키지의 제조방법은 예를 들어, 일본특허공개 2005-116579호 공보에 기재되어 있다.
표면실장형 발광 다이오드를 이용한 발광장치로서, 절연성 접착제로 분할한 메탈코어 기판에, 발광 다이오드를 밀봉수지로 밀봉한 서브마운트 기판을 올려놓은 발광장치도 알려져 있다. 이와 같은 표면실장형 발광 다이오드를 광원으로 하는 발광장치는, 예를 들어 일본특허공개 2003-303999호 공보에 기재되어 있다.
서브마운트형 플립칩(flip chip)형 발광 다이오드는 상부에 전극이 없기 때문에, 발광한 광이 모두 외부로 조사된다는 이점이 있다.
한편, 상하전극형 발광 다이오드는, 근래 플립칩형 발광 다이오드를 능가하는 성능을 가지는 것이 개발되고 있다. 상하전극형 발광 다이오드는 전류를 많이 흘릴 수 있고 조도도 향상시킬 수 있는데 반하여, 서브마운트형 구조에서는 열전도성이 나빠서 발광 다이오드로부터 발생한 열이 방산되기 어렵기 때문에, 패키지가 쉽게 고온이 되어서 오랜 시간 사용하면 배선이 단선되거나 발광 다이오드 자체가 파괴되는 등의 결점이 있다. 또한, 서브마운트형은 양산성이 나쁘다는 문제가 있다.
상하전극형 발광 다이오드로는, 대형이며, 발광효율이 좋고, 조도가 높은 것이 얻어지고 있다.
상하전극형 발광 다이오드를 광원으로 하는 종래의 발광장치에서는, 상술한 바와 같이, 발광 다이오드의 상부전극과 금속기판 사이를 와이어 본딩에 의해 접속하고 있다. 와이어 본딩에 사용되는 금선은, 상하전극형 발광 다이오드의 상부전극에 예를 들어 로봇(자동전용기)에 의해 열압착 및 초음파 진동으로 접속되어 있다. 그 때문에, 와이어 본딩에 의한 접속은, 금선을 접속할 때의 진동과 압력이 상부전극을 통하여 상하전극형 발광 다이오드 상부의 반도체층이나 발광층에 자극을 주 어, 이것들을 손상시키는 경우가 있다. 이 때문에, 상하전극형 발광 다이오드는 진동과 압력에 의한 반도체층이나 발광층의 손상을 방지하기 위하여, 와이어 본딩의 압력과 초음파 진동을 미소하게 조정할 필요가 있어, 금 와이어의 접속저항이 커지는 경향이 나타나고 있다.
하지만, 발광 다이오드의 휘도를 높이기 위하여 전류를 더 많이 흘릴 필요가 있었다. 이 경우, 금선은 직경을 늘리는데 한도가 있기 때문에, 여러개를 사용하여 전류 용량을 높이고 있다. 복수개의 금선을 사용하여도, 금선은 전류용량이 증가하면 많은 열을 발생하여, 시간경과에 따른 변화에 의해 접착부분이 불량이 되는 경우가 있었다. 또한, 한쪽 기판에 설치한 상하전극형 발광 다이오드의 상부전극과 다른 쪽 기판을 접속하는 금선은, 많은 전류를 흘리면 발열에 의한 열응력이 발생하여 단선되거나, 또는 상부전극 혹은 기판과의 접속부의 접속저항에 의해 상하전극형 발광 다이오드가 타는 문제가 있었다.
또한, 상하전극형 발광 다이오드를 광원으로 하는 종래의 발광장치는, 복수개의 금선을 설치한다는 점에서 시간경과에 따른 변화에 의한 접속불량이 발생하기 쉬울 뿐만 아니라, 제조공정수가 늘어나고, 와이어 본더의 압력이나 초음파 진동의 미묘한 조정이 필요하다는 등 생산성이 나쁘다는 문제가 있었다.
이상과 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 양산성이 뛰어나고, 대전류 및 열응력에 견딜 수 있는 동시에, 구성부재가 높은 강도로 유지되어 일체화되고, 그 일체성이 시간경과에 따른 변화로 손상되지 않는, 상하전극형 발광 다이오드를 광원으로 하는 발광장치와, 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 발광장치는,
서로 분리된 복수개의 패키지 전극을 가지는 패키지와,
p형 반도체층과 n형 반도체층 사이에 위치하는 발광층과, 최상층의 상부부분 전극와, 최하층의 하부전극을 가지고, 상기 패키지 전극의 한쪽 위에 상기 하부전극이 접합되어 있는 상하전극형 발광 다이오드와,
상기 상하전극형 발광 다이오드의 상부전극과 상기 패키지 전극의 다른 쪽을 접속하는 도전성 접속부재로 적어도 구성되어 있고,
상기 패키지 전극의 한쪽과 상기 하부전극과의 접합, 상기 상부전극과 상기 도전성 접속부재와의 접합, 및 상기 도전성 접속부재와 상기 패키지 전극의 다른 쪽과의 접합이 땜납에 의해 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
패키지는, 복수개의 패키지 전극이 되는 서로 분리된 기판부분을 가지는 금속기판과, 상기 금속기판에 접합된 반사체로 구성할 수 있다. 복수개의 기판부분은 반사체로 함께 보유되며, 이에 의해 발광장치로서의 일체성이 유지된다.
패키지는, 세라믹 기판과, 세라믹 기판 위에 서로 분리하여 형성된 복수개의 패키지 전극과, 세라믹 기판에 접합된 반사체로 구성할 수도 있다.
반사체는, 하부전극이 한쪽의 패키지 전극에 접합된 상하전극형 발광 다이오드를 둘러싸는 개구부를 가진다. 반사체의 개구부에는 투명밀봉재료를 충전하여도 된다.
반사체는 알루미나계, 알루미나 및 글라스 복합계의 세라믹 부분이어도 되고, 수지계, 글라스계 또는 납재계 접착제에 의해 금속기판 또는 세라믹 기판에 접합할 수 있다.
반사체의 개구부에 충전하는 투명밀봉재료는, 쇼어A(Shore-A)(고무의 경도)로 15에서 85, 바람직하게는 20에서 80의 수지 또는 엘라스토머일 수 있다. 보다 바람직한 투명밀봉재료는 1액형 또는 2액형의 열경화성 실리콘계 수지 또는 엘라스토머이다.
반사체의 개구부 상부에 형광체함유막을 설치하여도 된다.
본 발명의 발광장치에서 사용하는 상하전극형 발광 다이오드는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 질화갈륨계 상하전극형 발광 다이오드를 바람직하게 사용할 수 있다.
도전성 접속부재는 금, 은 또는 동, 혹은 표면에 금, 은 및 니켈 중에서 선택된 적어도 1종이 도금된 동의 리본형상 암(arm)부를 가지는 금속부재이면 되고, 혹은 전체가 리본형상인 금속부재일 수도 있다. 도전성 접속부재는 바람직하게는 리본형상의 금 부재이다.
본 발명의 발광장치는, 서로 분리된 복수개의 패키지 전극을 가지는 패키지에 발광 다이오드를 접합하는 발광장치의 제조방법으로서,
p형 반도체층과 n형 반도체층 사이에 위치하는 발광층과, 최상층의 상부부분전극과, 최하층의 하부전극을 가지는 상하전극형 발광 다이오드를, 하부전극을 하나의 패키지 전극에 접합함으로써 패키지에 설치하는 공정, 및
상기 상하전극형 발광 다이오드의 상부부분전극과 또 하나의 패키지 전극을 도전성 접속부재에 의해 접속하는 공정을 포함하고,
상기 1개의 패키지 전극과 상기 하부전극끼리, 상기 상부전극과 상기 도전성 접속부재끼리, 및 상기 도전성 접속부재와 상기 또 하나의 패키지 전극끼리를 각각 땜납으로 접합하는 것을 특징으로 하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
도 1a는 금속기판의 패키지를 사용하는 본 발명의 발광장치의 예를 설명하는 모식도이다.
도 1b는 금속기판의 패키지를 사용하는 본 발명의 발광장치의 예를 설명하는 모식도이다.
도 1c는 금속기판의 패키지를 사용하는 본 발명의 발광장치의 예를 설명하는 모식도이다.
도 2a는 금속기판의 패키지를 사용하는 본 발명의 발광장치의 또 하나의 예를 설명하는 모식도이다.
도 2b는 금속기판의 패키지를 사용하는 본 발명의 발광장치의 또 하나의 예를 설명하는 모식도이다.
도 2c는 금속기판의 패키지를 사용하는 본 발명의 발광장치의 또 하나의 예를 설명하는 모식도이다.
도 3a는 세라믹 기판의 패키지를 사용하는 본 발명의 발광장치의 예를 설명하는 모식도이다.
도 3b는 세라믹 기판의 패키지를 사용하는 본 발명의 발광장치의 예를 설명 하는 모식도이다.
도 3c는 세라믹 기판의 패키지를 사용하는 본 발명의 발광장치의 예를 설명하는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 발광장치에서 사용하는 발광 다이오드를 수납할 수 있는 오목부를 설치한 세라믹 기판을 설명하는 모식도이다.
도 5a는 본 발명의 발광장치에서 사용하는 상하전극형 발광 다이오드를 설명하는 모식도이다.
도 5b는 본 발명의 발광장치에서 사용하는 상하전극형 발광 다이오드를 설명하는 모식도이다.
도 6a는 도전성 접속부재의 여러가지 예를 설명하는 도면이다.
도 6b는 도전성 접속부재의 여러가지 예를 설명하는 도면이다.
도 6c는 도전성 접속부재의 여러가지 예를 설명하는 도면이다.
도 6d는 도전성 접속부재의 여러가지 예를 설명하는 도면이다.
도 6e는 도전성 접속부재의 여러가지 예를 설명하는 도면이다.
도 6f는 도전성 접속부재의 여러가지 예를 설명하는 도면이다.
도 7a는 리본형상 접속부재를 설명하는 도면이다.
도 7b는 리본형상 접속부재를 설명하는 도면이다.
도 8은 상하전극형 발광 다이오드의 상부부분전극을 설명하는 도면이다.
도 9는 반사체 개구부에 밀봉재료를 충전한 발광장치를 설명하는 도면이다.
도 10a는 본 발명의 발광장치의 제조에 사용하는 패키지 집합체를 모식적으 로 설명하는 도면이다.
도 10b는 본 발명의 발광장치의 제조에 사용하는 패키지 집합체를 모식적으로 설명하는 도면이다.
도 11a는 본 발명의 발광장치의 제조에 사용하는 패키지의 주위슬릿을 설명하는 모식도이다.
도 11b는 본 발명의 발광장치의 제조에 사용하는 패키지의 주위슬릿을 설명하는 모식도이다.
도 12a는 패키지 전극으로서의 금속 기판부분을 분리하는 슬릿에 절연재료를 충전하는 것을 설명하는 도면이다.
도 12b는 반사체 개구부에 밀봉재료를 충전하는 것을 설명하는 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 발광장치의 제조방법의 일례를 설명하는 플로우챠트이다.
도 14a는 본 발명의 발광장치의 제조에 사용할 수 있는 패키지 집합체의 다른 예를 설명하는 모식도이다.
도 14b는 본 발명의 발광장치의 제조에 사용할 수 있는 패키지 집합체의 다른 예를 설명하는 모식도이다.
도 15는 본 발명에 따른 발광장치의 집합체의 예를 나타내는 도면이다.
도 16a는 발광 다이오드를 2개 설치한 본 발명의 발광장치를 설명하는 모식도이다.
도 16b는 발광 다이오드를 2개 설치한 본 발명의 발광장치를 설명하는 모식 도이다.
도 16c는 발광 다이오드를 2개 설치한 본 발명의 발광장치를 설명하는 모식도이다.
도 16d는 발광 다이오드를 2개 설치한 본 발명의 발광장치를 설명하는 모식도이다.
도 17a는 발광 다이오드를 3개 설치한 본 발명의 발광장치를 설명하는 모식도이다.
도 17b는 발광 다이오드를 3개 설치한 본 발명의 발광장치를 설명하는 모식도이다.
도 17c는 발광 다이오드를 3개 설치한 본 발명의 발광장치를 설명하는 모식도이다.
도 17d는 발광 다이오드를 3개 설치한 본 발명의 발광장치를 설명하는 모식도이다.
도 18a는 서브마운트형 플립칩형 발광 다이오드를 사용하는 종래의 발광장치를 설명하는 도면이다.
도 18b는 서브마운트형 플립칩형 발광 다이오드를 사용하는 종래의 발광장치를 설명하는 도면이다.
도 19a는 상하전극형 발광 다이오드를 금와이어로 접속한 종래의 발광장치를 설명하는 도면이다.
도 19b는 상하전극형 발광 다이오드를 금와이어로 접속한 종래의 발광장치를 설명하는 도면이다.
도 19c는 사용되는 상하전극형 발광 다이오드를 모식적으로 설명하는 도면이다.
상하전극형 발광 다이오드를 광원으로 하는 본 발명의 발광장치에 있어서, 상하전극형 발광 다이오드는 그 하부전극을 패키지 전극 중 하나에 접합하여 패키지에 설치되고, 그리고 발광 다이오드의 상부전극은 또 하나의 패키지 전극에 도전성 접속부재에 의해 접속된다.
패키지를 구성하는 기판이 금속제인 경우, 기판을 구성하는 서로 분리된 2개의 기판부분을 각각, 서로 분리된 2개의 패키지 전극으로서 이용할 수 있다.
본 발명의 발광장치에서의 패키지의 기판은 세라믹제이어도 된다. 이 경우, 패키지 전극은 세라믹 기판 위에 도체재료를 사용하여 서로 분리되어 형성된다.
3개 이상의 패키지 전극을 가지는 패키지를 사용할 수도 있다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하여, 패키지 전극으로서 2개의 금속 기판부분을 가지는 패키지를 사용하는 본 발명의 발광장치를 설명한다. 도 1a는 발광장치의 평면도, 도 1b는 단면도, 도 1c는 저면도이다.
도 1a 내지 도 1c에 나타낸 예에서, 패키지는 패키지 전극으로서 한쌍의 기판부분(12, 14)을 가진다. 기판부분(12, 14)은 사이에 슬릿(13)이 설치되어 서로 절연되어 있다. 상하전극형 발광 다이오드(11)는 한쪽 기판부분(12)에 하부전극(도시하지 않음)을 접합하여 설치되고, 또한 상부전극(111)은 도전성 접속부재(15)를 이용하여 다른 쪽 기판부분(14)에 접속된다.
기판부분(12, 14)에는, 상하전극형 발광 다이오드(11)를 설치하는 영역을 둘러싸도록, 위쪽을 향하여 펼쳐져 형성된 경사진 반사면(161)을 구비한 관통개구부를 가지는 중공(中空)의 반사체(16)가 접착제(18)에 의해 결합된다(이하 참조하는 도면에서는, 간단하게 하기 위하여, 도 1b에서의 접착제(18)에 상당하는 것을 도시하지 않음). 기판부분(12, 14)은 슬릿(13)에 의해 분리되어 있음에도 불구하고, 반사체(16) 및 접착제(18)에 의해 함께 견고하게 보유되어 있다. 슬릿(13)에 의해 분리(절연)된 기판부분(12, 14)은, 각각을 전원(도시하지 않음)에 접속함으로써 발광 다이오드로의 전기공급용 패키지 전극으로서 사용할 수 있다.
기판부분(12, 14)을 분리하는 슬릿(13)의 형상은 도시하는 바와 같이 직선형상이어도 되고, 혹은 곡선형상, 십자형상, T자형상, H자형상 등 임의의 형상으로 변형시킬 수도 있다. 슬릿(13)에는 절연재료(도시하지 않음)를 충전할 수도 있다.
기판부분(12, 14)의 표면에는 반사체(16)의 개구부 안쪽의 영역(발광 다이오드를 설치하는 영역)에 예를 들어 금도금층 또는 은도금층(162, 163)을 형성하여, 상하전극형 발광 다이오드(11)의 발광을 효율적으로 반사시킨다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하여, 2개의 기판부분을 가지는 금속기판을 사용하는 본 발명의 발광장치의 또 하나의 예를 설명한다. 도 2a는 발광장치의 단면도, 도 2b는 도 2a의 부분확대도, 도 2c는 발광장치의 평면도이다.
도 2a 내지 도 2c에 나타낸 발광장치에서는, 슬릿(13)에 절연재료(17)를 충전하고 있다. 또한, 상하전극형 발광 다이오드(11)는 한쪽 기판부분(12)에 설치한 수납오목부(121)에 수납되어 있다. 오목부(121)의 깊이는 그곳에 수납한 발광 다이오드(11)의 상부전극(111)의 윗면이 또 하나의 기판부분(14)의 윗면과 같은 높이가 되는 깊이인 것이 바람직하다.
도 2b에는, 한쪽 패키지 전극으로서의 기판부분(12)과 하부전극(112)을 접합하는 땜납(61a), 상부전극(111)과 도전성 접속부재(15)를 접합하는 땜납(61b), 및 도전성 접속부재(15)와 또 한쪽의 패키지 전극으로서의 기판부분(14)을 접합하는 땜납(61c)도 도시되어 있다.
도 1a 내지 도 1c와 도 2a 내지 도 2c에 나타낸 발광장치에 있어서, 상하전극형 발광 다이오드(11)에는 상부전극(111)과 하부전극(112)이 설치되어 있다(하부전극(112)은 도 2b에만 도시함). 상하전극형 발광 다이오드(11)는 한쪽 기판부분(12)에 그 하부전극(112)을 접합하여 설치되고, 또한 상부전극(111)은 도전성 접속부재(15)를 통하여 또 한쪽의 기판부분(14)에 접속된다.
도 3a 내지 도 3c를 참조하여, 세라믹 기판의 패키지를 사용하는 본 발명의 발광장치를 설명한다. 도 3a는 발광장치의 단면도, 도 3b는 도 3a의 일부확대도, 도 3c는 발광장치의 평면도이다.
도 3a 내지 도 3c에 나타낸 예에서, 패키지는 단일 세라믹 기판(22)을 가진다. 세라믹 기판(22) 위에는 절연부(19)에 의해 분리되어 마주보도록 금속 또는 합금 등의 도전성 재료에 의해 한쌍의 패키지 전극(122, 123)(도 3b, 도 3c)이 설치되어 있다. 패키지 전극(122, 123)은 예를 들어, 마스크를 이용하여 세라믹 기판(22) 위에 미리 도전성 재료의 페이스트를 도포하여 형성할 수 있다. 패키지 전 극은 도금에 의해 형성할 수도 있다. 도전성 재료로서 바람직한 것은 금 또는 은이다. 패키지 전극(122, 123)은 발광 다이오드(11)에 전기를 공급하는 전원(도시하지 않음)과의 접속을 위하여, 패키지의 단부까지 도달하도록 절연부(19)를 사이에 두고 세라믹 기판(22)의 거의 전체면에 형성할 수 있다. 경우에 따라, 특정한 형상과 치수로 패턴화한 패키지 전극(예를 들어, 접속하는 상하전극형 발광 다이오드(11)의 하부전극의 폭, 및 도전성 접속부재(15)의 폭과 거의 같은 폭으로 형성하여 패키지의 단부까지 뻗어 있는 띠형상의 패키지 전극)을 사용하는 것도 가능하다.
세라믹 기판(22)에는, 금속기판을 사용하는 발광장치에 대하여 앞서 설명한 바와 같이, 반사체(16)를 설치할 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 세라믹 기판(22)에는, 금속기판을 사용하는 발광장치에 대하여 앞서 설명한 바와 같이, 발광 다이오드(11)를 수납할 수 있는 오목부(121)를 설치하여도 된다. 오목부(121)의 깊이는, 그곳에 수납한 발광 다이오드(11)의 상부전극(111)의 윗면이 발광 다이오드(11)를 접합한 패키지 전극(122)으로부터 잘려진 다른 쪽 패키지 전극(123)의 윗면과 같은 높이가 되는 깊이인 것이 바람직하다.
본 발명의 발광장치에서의 광원의 발광 다이오드로서는, 임의의 상하전극형 발광 다이오드를 사용할 수 있다. 상하전극형 발광 다이오드는 일반적으로, p형 반도체층과 n형 반도체층 사이에 위치하는 발광층과, 최상층의 상부부분전극과, 최하층의 하부전극을 가진다.
본 발명의 발광장치에서 사용할 수 있는 상하전극형 발광 다이오드의 예로 서,
(1) 알루미늄갈륨비소(AlGaAs)계 다이오드(적외선·적색 발광용)
(2) 갈륨비소인(GaAsP)계 다이오드(적색·주황색·황색 발광용)
(3) 질화갈륨(GaN)계 다이오드(녹색·청색·보라색·자외선 발광용)
(4) 인화갈륨(GaP)계 다이오드(적색·황색·녹색 발광용)
(5) 셀렌화아연(ZnSe)계 다이오드(녹색·청색 발광용)
(6) 알루미늄인듐갈륨인(AlGaInP)계 다이오드(주황색·등황색·노랑색·녹색 발광용)
(7) 다이아몬드(C)계 다이오드(자외선 발광용)
(8) 산화아연(ZnO)계 다이오드(근자외선 발광용)를 들 수 있다. 이와 같은 발광 다이오드는, CREE사, SemiLEDs사, 토요다가세이사, 신에츠 한도타이사, 니치아카가쿠고교사, OSRAM사, Philips Lumileds사를 비롯한 여러 제조회사로부터 공급되고 있다.
상하전극형 발광 다이오드의 제조방법에는, 도전성 기판을 이용하여 제조하는 방법과, 반도체를 성장시키는 임시 기판을 이용하여 제조하는 방법이 있다.
도전성 기판을 이용하는 방법에서 상하전극형 발광 다이오드는, 도전성 기판 위에 n형 반도체층, 발광층, p형 반도체층을 적층하고, p형 반도체층 위에 상부부분전극을 형성하며, 최하층의 도전성 기판 아래에 하부전극을 형성하여 제조된다.
도 5a의 모식도에, 도전성 기판을 이용하는 방법으로 제조된 대표적인 상하전극형 발광 다이오드로서, 질화갈륨계 상하전극형 발광 다이오드(81)를 나타낸다. 상하전극형 발광 다이오드(81)는, 하부전극(812), 하부전극(812) 위에 위치하는 기판(813-4), 기판(813-4) 위에 형성된 n형 질화갈륨계 반도체층(813-3), n형 질화갈륨계 반도체층(813-3) 위에 형성된 양자우물구조형 활성층(발광층)(813-2), 양자우물구조형 활성층(813-2) 위에 형성된 p형 질화갈륨계 반도체층(813-1), p형 질화갈륨계 반도체층(813-1) 위에 형성된 상부부분전극(811)으로 적어도 구성되어 있다.
임시 기판을 이용하는 방법에서는, 상하전극형 발광 다이오드가 예를 들어, 사파이어 기판 등의 임시 기판 위에 n형 반도체층, 발광층, p형 반도체층을 적층하고, 이 p형 반도체층 위에 예를 들어, 다른 도전성 기판을 접합하거나, 혹은 도금 등으로 도전성 금속기판을 형성한 후, 임시 기판을 제거하고, 이에 의해 노출된 n형 반도체층 위에 상부부분전극을 형성하고, 최하층의 도전성 기판 또는 금속기판의 노출면에 하부전극을 형성하여 제조된다.
도 5b의 모식도에, 임시 기판을 이용하여 제조된 또 하나의 질화갈륨계 상하전극형 발광 다이오드의 예를 나타낸다. 이 도면의 상하전극형 발광 다이오드(91)는, 하부전극(912), 하부전극(912) 위에 위치하는 기판(913-4), 기판(913-4) 위에 형성된 p형 질화갈륨계 반도체층(913-3), p형 질화갈륨계 반도체층(913-3) 위에 형성된 양자우물구조형 활성층(발광층)(913-2), 양자우물구조형 활성층(913-2) 위에 형성된 n형 질화갈륨계 반도체층(913-1), n형 질화갈륨계 반도체층(913-1) 위에 형성된 상부부분전극(911)으로 적어도 구성되어 있다.
도 5a와 도 5b에서 설명한 바와 같은 질화갈륨계 상하전극형 발광 다이오드는, 예를 들어 CREE사에서 상품명 EZ1000(청색)으로, 혹은 SemiLEDs사에서 상품명 SL-V-B40AC(청색), SL-V-G40AC(녹색), SL-V-U40AC(자외선, 근자외선)로 입수할 수 있다.
상부부분전극(811)(도 5a), 상부부분전극(911)(도 5b)에 접속하는 도전성 접속부재(도시하지 않음)는, 상부부분전극과 도전성 접속부재 사이에 배치한 땜납재료(도시하지 않음)에 의해(보다 구체적으로 말하면, 배치한 땜납재료를 가열처리(리플로우(reflow) 처리)하여), 상부부분전극(811, 911)에 접합된다. 이 때문에, 본 발명의 발광장치에서는, 열압착과 초음파 진동을 이용하는 와이어 본딩에 의해 제조되는 발광장치의 경우와 같이, 진동이나 압력에 의해 발광층(813-2, 913-2)을 손상시키지 않으며, 따라서 종래의 발광장치의 상하전극형 발광 다이오드에서는 필요하였던 제조시 와이어 본딩 장치의 압력이나 초음파 진동의 미세한 조정이 필요하지 않게 된다.
본 발명의 발광장치에서 사용하는 금속 기판부분(12, 14)은, 동 또는 동합금, 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 혹은 철 또는 철 합금으로 제작할 수 있다. 세라믹 기판(22)은 알루미나, 질화규소 등으로 제작할 수 있다.
패키지 전극으로서의 금속 기판부분(12, 14)은 배선에 의해 전원에 접속하여, 상하전극형 발광 다이오드(11)에 직접 전기를 공급할 수 있다. 기판부분(12, 14)의 표면에는, 은, 금 및 니켈 중 적어도 1종의 도금층(도시하지 않음)을 형성할 수 있으며, 이에 의해 발광 다이오드로부터의 광을 효율적으로 외부로 방사할 수 있다. 금속 기판부분(12, 14)은 양호한 열전도체이기도 하기 때문에, 발광 다이오드로의 전기공급에 따라 발생하는 열을 방산하는데도 유효하게 작용할 수 있다. 이 와 같이, 금속 기판부분(12, 14)을 패키지 전극으로 하는 경우, 전류를 흘리는 도전체, 상하전극형 발광 다이오드로부터의 광의 반사(반사체 개구부의 안쪽 영역에서의), 다이오드로부터 발생하는 열의 방산이라는 3가지 역할을 동시에 할 수 있다. 도전체로서의 기판부분(12, 14)은 그 전체가 전기전도에 활용되기 때문에, 대용량의 전류를 흘리는데 특히 유효하다.
세라믹 기판(22)을 이용하는 경우, 발광 다이오드로의 전기공급을 위하여, 절연부에 의해 분리되어 마주보는 한쌍의 패키지 전극을 표면에 형성할 필요가 있다(세라믹 기판의 경우의 패키지 전극에 대해서는 이미 설명한 바와 같다). 패키지 전극을 금 또는 은을 주체로 하는 재료로, 적어도 반사체의 개구부에 노출된 기판 표면에 형성하면, 발광 다이오드로부터의 방사광의 반사에 이용할 수 있다.
반사체(16)는, 예를 들어 알루미나계, 알루미나 및 글라스 복합계의 세라믹으로 제작할 수 있다. 반사체(16)는 합성수지제로 할 수도 있다. 반사체(16)의 개구부의 반사면(161)에는, 반사효율의 향상을 위하여, 금, 은 혹은 알루미늄 등의 막을 코팅할 수도 있다.
금속 기판부분(12, 14) 또는 세라믹 기판(22)으로의 반사체의 접착은, 예를 들어, 2액형 에폭시계 수지를 주성분으로 하는 열경화성 접착제, 혹은 실리콘계 수지로 이루어지는 접착제를 이용하여 실시할 수 있다. 그 밖에 예를 들어, 폴리이미드 수지계, 글라스계, 또는 납재계의 접착제를 사용할 수도 있다. 접착제는 예를 들어, 자동기 등에 의해 크기가 작은 부분에 쉽게 도포할 수 있다.
본 발명의 발광장치에서 패키지의 금속기판(위에서 설명한 예에서는 2개의 기판부분(12, 14)에 의해 구성됨), 세라믹 기판(22), 반사체(16)는, 위쪽에서 본 형상(도 1a, 도 2c, 도 3c의 평면도에 보이는 형상)을 원형, 정사각형, 직사각형, 타원형 등으로 할 수 있다.
도전성 접속부재(15)는 상하전극형 발광 다이오드(11)의 상부전극(111)에 접속하는 쪽에 예를 들어 2개의 암부(151)(도 1a, 도 2c, 도 3c)를 가진다. 암부(151)는 그 두께나 형상을 바꾸거나, 혹은 개수를 바꿀 수 있다. 도전성 접속부재(15)의 형상, 특히 암부(151)의 형상을 궁리함으로써, 발광 다이오드로부터의 발광효율을 향상시키고, 혹은 발열시에 발생하는 열응력을 완화시킬 수 있다. 예를 들어, 2개의 암부(151)가 도시한 바와 같이 평행하지 않고, 중앙부를 수평방향으로 바깥쪽으로 만곡시켜도 되고, 혹은 수직방향으로 만곡시켜도 된다. 또한, 암부(151)는 막대형상 혹은 리본형상으로 성형할 수 있다. 암부(151)는 상부전극(111)과 접속하는 선단부의 면적을 늘리도록 성형할 수도 있다.
암부(151)가 복수개인 경우, 인접하는 암부 사이에는 개구부가 생기고, 상하전극형 발광 다이오드(11)의 측부(114)(도 2b, 도 3b, 도 4)로부터 방사된 광은 이 개구부를 통과하여 외부로 보내진다.
도전성 접속부재(15)의 재료로서는, 양도전성 금속인 금, 은, 동 또는 그것들의 합금이 바람직하다. 금, 은 또는 그것들의 합금 이외의 경우, 도전성 접속부재(15)의 표면에 금도금 또는 은도금을 실시하면, 접합에 사용하는 땜납과의 밀착성이 향상되고, 또한 보다 큰 전류를 흘릴 수 있기 때문에 바람직하다. 도금재료로서는 니켈을 사용할 수도 있다. 발광 다이오드(11)의 상부전극(111)에 암부(151)를 통하여 전기적으로 접속하는 접속부재(15)는, 종래기술에서 사용되는 직경 25~30㎛ 정도의 금선 등의 배선과 비교하여, 대용량의 전류를 흘릴 수 있을 뿐만 아니라, 단면 및 표면의 형상에 따라 강도 및 방열성을 향상시킬 수 있다.
도 6a 내지 도 6f를 참조하여 도전성 접속부재의 변형예를 설명한다.
도 6a에 나타낸 도전성 접속부재(25)는, 그에 의해 서로 접속되는 한쪽의 패키지 전극으로서의 금속 기판부분(12)에 설치된 상하전극형 발광 다이오드(11)의 상부전극(111)과, 또 한쪽의 패키지 전극으로서의 기판부분(14)의 접합부(141)가, 같은 높이에 있는 경우에 사용된다. 이 접속부재(25)는 평판으로 제작되어 있으며, 발광 다이오드(11)의 상부전극(111)과 접속하는 쪽은 예를 들어, 도 1a에 도시된 바와 같이 2개의 암부(151)의 형태를 가진다. 이 경우, 기판부분(14)의 접합부(141)는, 그 부분이 볼록한 형상으로 돌출하도록 평평한 금속재료를 프레스 성형하여 쉽게 형성할 수 있다.
도 6b에는, 금속 기판부분(14)에 형성한 볼록한 형상의 접합부(141)의 다른 형태를 나타낸다. 이 도면의 접합부(141)도 평평한 금속재료를 프레스 성형하여 쉽게 형성할 수 있다.
도 6c에 나타낸 도전성 접속부재(26)는, 한쪽의 패키지 전극으로서의 기판부분(12)에 설치한 상하전극형 발광 다이오드(11)의 상부전극(111)과, 또 한쪽의 패키지 전극으로서의 기판부분(14)의 접합부(141)가, 서로 다른 높이에 있을 경우에 사용된다. 이 접속부재(26)는 예를 들어, 평평한 금속판을 프레스 성형하여 제작할 수 있으며, 발광 다이오드(11)의 상부전극(111)과 접속하는 쪽에 역시 2개의 암 부(151)를 가진다.
도 6d에는, 상하전극형 발광 다이오드(11)의 상부전극(111)과 기판부분(14)의 접합부(141)가 서로 다른 높이에 있을 경우에 사용되는 접속부재(26)의 또 하나의 예를 나타낸다.
도 6e에는, 세라믹 기판(22)을 사용하였을 경우의 도전성 접속부재(27)에 의한 발광 다이오드(11)의 상부전극(111)과 패키지 전극(123)의 접속예를 나타낸다. 이 예에서 사용하는 도전성 접속부재(27)는 도 6d에 나타낸 것과 마찬가지이다.
도 6f에는, 세라믹 기판(22)을 사용하였을 경우의 도전성 접속부재(28)에 의한 발광 다이오드(11)의 상부전극(111)과 패키지 전극(123)의 접속예를 나타낸다. 이 예에서 사용하는 도전성 접속부재(28)는, 도 6a에 나타낸 접속부재(25)와 마찬가지로, 평판으로 제작되어 있고 2개의 암부(151)를 가진다. 세라믹 기판(22)에는, 평판형상의 접속부재(27) 사용을 가능하게 하기 위하여, 발광 다이오드(11)의 상부전극(111)과 같은 높이가 되도록 돌기형상의 접속부(142)가 설치되어 있다.
도 6a 내지 도 6f에 예시한 도전성 접속부재에서도, 암부를 수평 또는 수직방향으로 만곡시킬 수 있다.
도전성 접속부재는 금속재료로 쉽게 제작할 수 있다. 그 때문에, 도전성 접속부재를 이용하는 본 발명의 발광장치는, 1개 또는 2개의 금선 등에 의해 접속하는 발광장치와 비교하여, 대용량의 전류(예를 들어, 350mA 이상)를 흘릴 수 있을 뿐만 아니라, 그에 의해 발생하는 열을 도전성 접속부재로부터도 방산할 수 있다.
암부(151)를 가지는 도전성 접속부재(15, 25, 26, 27, 28) 대신, 리본형상 접속부재를 사용하여도 된다. 리본형상 접속부재는 금속재료로 쉽게 제작할 수 있으며, 또한 다른 부재와 쉽게 접속할 수 있기 때문에, 본 발명에서 바람직한 접속부재이다.
리본형상 접속부재를 사용하는 경우, 도 7a(평면도)와 도 7b(측면도)에 모식적으로 나타낸 바와 같이, 한쪽의 패키지 전극(도면에서는 금속 기판부분(12))에 설치한 상하전극형 발광 다이오드(11)의 상부전극(111)과, 또 한쪽의 패키지 전극(도면에서의 또 한쪽의 기판부분(14))을, 리본형상 접속부재(15')로 단순히 접속하기만 하면 된다. 바람직한 리본형상 접속부재는 금제이다.
또한, 본 발명의 발광장치에서 사용하는 도전성 접속부재는, 예를 들어 직경이 50~100㎛인 금선을 프레스하여 양끝을 평평하게 한 것이어도 된다.
도전성 접속부재는 전류가 흐르는 단면적이 적어도 1500~10000㎛2인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 도전성 접속부재의 전류가 흐르는 단면적은 적어도 2000~6000㎛2이다. 이 단면적은, 도 1a, 도 2c, 도 3c에 전형적으로 보이는 바와 같은 2개 이상의 암부를 가지는 부재인 경우, 각 암의 길이방향으로 수직한 단면의 면적 합계이며, 도 7a, 도 7b에 나타낸 바와 같은 리본형상 접속부재인 경우에는, 그 길이방향으로 수직한 단면의 면적이다. 예를 들어, 금리본의 도전성 접속부재의 경우, 리본의 폭은 100~200㎛, 두께는 20~25㎛ 정도이면 된다.
도 8은 도전성 접속부재가 접속하는 상하전극형 발광 다이오드의 전형적인 상부전극(111)의 평면도이다. 도면의 상부전극(111)의 좌측(접속부재에 접속하는 쪽)에는 큰 면적의 접속부(36)가 설치되어 있다. 상부전극(111)의 접속부(36)는 예를 들어, 도 7a에 나타낸 접속부재(15')의 선단의 접속부분과 같거나 거의 같은 크기로 함으로써, 서로간의 전기적 접합을 보다 향상시키는 동시에, 대전류를 흘렸을 때의 열 발생을 제한하고 있다.
설치되는 발광 다이오드의 윗면 일부만을 덮는 부분전극으로서 제작되는 도 8의 상부전극(111)은, 평행한 3개의 직사각형 개구부(113)를 가진다. 발광 다이오드(도시하지 않음)는 이 부분전극 이외의 부분으로부터 광을 효율적으로 외부로 조사한다. 경우에 따라서는, 상부전극(111)을 대략 U자형 또는 C자형으로 형성하여도 된다.
본 발명의 발광장치에서는, 패키지 전극의 한쪽과 상하전극형 발광 다이오드의 하부전극과의 접합, 상하전극형 발광 다이오드의 상부전극과 도전성 접속부재와의 접합, 및 도전성 접속부재와 패키지 전극의 다른 쪽과의 접합이 땜납에 의해 이루어져 있다. 바람직한 땜납재료는 공융 땜납이다. 공융 땜납으로서는 금-주석계, 주석-은-동계, 주석-은계, 인듐계의 공융 땜납이나, 금-주석계 땜남 페이스트 등 공지의 땜납재료를 사용할 수 있다. 또한, 여기에서 든 것 이외의 땜납재료를 사용할 수도 있다. 땜납재료에 의한 접합은 서로 접합하는 부재에 금도금을 실시함으로써 접합강도를 늘릴 수 있다.
본 발명의 발광장치에서는, 필요에 따라 반사체의 개구부에 투명밀봉재료를 충전함으로써 상하전극형 발광 다이오드를 밀봉할 수 있다. 도 9에 금속 기판부분(12, 14)을 가지는 패키지를 이용하여 제조한 발광장치로서, 반사체(16)의 개구 부에 밀봉재료(41)를 충전한 발광장치를 나타낸다.
밀봉재료(41)에는 1액형 또는 2액형의 열경화성 실리콘계 수지 또는 엘라스토머를 이용할 수 있다. 상하전극형 발광 다이오드(11)에 커다란 전류(예를 들어, 350mA 이상)를 흘렸을 때 발생하는 열응력을 흡수하여, 도전성 접속부재(15)와 발광 다이오드(11)의 상부전극(도시하지 않음)과의 접합부, 및 기판부분(14)과의 접합부에 가해지는 응력을 줄이기 위하여, 실리콘 밀봉재료는 경도가 쇼어A(고무의 경도)로 15에서 85인 것이 바람직하다. 실리콘 밀봉재료의 보다 바람직한 쇼어A 경도는 20에서 80이다.
본 발명의 발광장치의 상하전극형 발광 다이오드에 흘리는 정격전류는, 350mA 이상으로 할 수 있다. 반사체의 개구부에 투명밀봉재료를 충전하는 경우, 발광 다이오드의 정격전류가 350mA 미만인 경우에는, 열의 발열이 적고, 밀봉수지의 경도를 고려할 필요가 없다.
반사체(16)의 개구부 상부에는, 상하전극형 발광 다이오드(11)로부터 조사되는 광의 색을 원하는 색으로 변환할 수 있는 형광체함유막(42)을 설치할 수 있다. 반사체(16)의 개구부에 밀봉재료(41)를 충전하였을 경우, 형광체함유막(42)은 일반적으로 도 9에 도시한 바와 같이 밀봉재료(41)의 표면에 위치한다. 밀봉재료를 사용하지 않을 경우, 발광 다이오드(11)과 형광체함유막(42)은 공간에 의해 사이가 떨어져 있다.
밀봉재료에 미리 형광체를 함유시켜도 된다. 형광체를 함유하고 있는 밀봉재료는 표면에 형광체함유막을 설치하지 않아서, 상하전극형 발광 다이오드의 앞면 및 측부로부터 방사된 광을 원하는 색으로 변환할 수 있다.
본 발명의 발광장치는, 서로 분리된 복수개의 패키지 전극을 가지는 패키지에 발광 다이오드를 접합하는 방법에 의해 제조할 수 있다. 패키지로서는 단일 발광장치 제조용 단일 패키지를 사용하여도 되고, 혹은 복수개의 발광장치로 이루어지는 집합체 제조용 패키지 집합체를 사용하여도 된다.
본 발명의 방법에 의해 발광장치를 제조하기 위해서는, 먼저, 준비한 패키지 중 하나의 패키지 전극에 상하전극형 발광 다이오드의 하부전극을 접합하여 상하전극형 발광 다이오드를 패키지에 설치한다. 그 후, 발광 다이오드의 상부부분전극과 또 하나의 패키지 전극을 도전성 접속부재를 이용하여 접속한다.
본 발명의 방법에서는, 하나의 패키지 전극과 하부전극과의 접합, 상부전극과 도전성 접속부재와의 접합, 및 도전성 접속부재와 또 하나의 패키지 전극과의 접합을 땜납 재료를 사용하여 실시한다. 땜납재료에 의한 접합은, 접합하려고 하는 2개의 부재 사이에 배치한 땜납 재료를 리플로우시켜서 실시할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 방법에서는, 땜납재료가 하나의 패키지 전극과 하부전극의 사이, 상부전극과 도전성 접속부재의 사이, 및 도전성 접속부재와 또 하나의 패키지 전극의 사이의 3군데에 배치된다. 땜납재료의 리플로우에 의한 접합은, 1개의 패키지 전극과 하부전극 사이의 땜납을 먼저 리플로우시켜서, 발광 다이오드를 패키지에 고정하여 설치하고 나서, 도전성 접속부재의 각 단부와 상부전극 및 또 하나의 패키지 전극과의 사이에 땜납재료를 끼우고 도전성 접속부재를 소정의 위치에 배치하며, 그리고 이 2군데의 땜납재료를 리플로우시켜서, 도전성 접속부재를 상부전극과 또 하나의 패키지 전극에 접합할 수 있다. 혹은, 땜납재료를 3군데에 배치한 후, 함께 리플로우시킬 수도 있다. 제조공정을 간단하게 할 수 있기 때문에, 3군데의 땜납재료를 함께 리플로우시키는 것이 보다 바람직하다.
도 10a에 본 발명의 발광장치의 제조에 사용할 수 있는 패키지 집합체 제작용 금속기판의 예를 나타낸다. 이 도면의 금속기판(31)에는 2열의 패키지로 이루어지는 패키지 집합체가 제작된다. 1개의 패키지는 패키지 전극으로서의 기판부분(12, 14)으로 이루어진다. 기판부분(12, 14)은 슬릿(내부슬릿)(13)으로 분리되어 있다. 한편, 기판부분(12, 14)에 의해 구성되는 패키지의 주위는 주위슬릿(311-1, 311-2, 311-3, 311-4)에 의해 둘러싸여 있다. 주위슬릿(311-2)과 주위슬릿(311-4)에는 내부슬릿(13)이 통해 있다.
주위슬릿(311-1, 311-2, 311-3, 311-4)은 도 11a(도 10a의 S부 확대도)와 도 11b에 나타낸 바와 같이, 인접하는 주위슬릿의 단부 사이의 약간의 연결부(취약부)(315)에 의해 불연속하게 되어 있다. 이에 의해, 금속기판(31)(도 10a)에서 내부슬릿(13)으로 분리된 기판부분(12, 14)으로 이루어지고, 주위슬릿(311-1, 311-2, 311-3, 311-4)으로 둘러싸인 1개의 패키지의 일체성이 유지되고 있다.
내부슬릿(13)에는 미리 절연재료(17)(도 2a 내지 도 2c)를 충전하여도 된다. 절연재료(17)는 에폭시계 수지와 같이 탄성 및 접착성이 높은 것이 바람직하다. 내부슬릿(13)에 충전한 절연재료는 기판부분(12, 14)을 전기적으로 절연하는 동시에, 기판부분(12, 14)에 의해 구성되는 패키지의 일체성을 유지하는 역할을 담당할 수 있다.
각 패키지에는 도 10b에 나타낸 바와 같이 반사체(16)를 접착하여 설치할 수 있다. 발광 다이오드(도시하지 않음)로부터의 광을 반사체(16)에 의해 효율적으로 반사할 수 있도록, 발광 다이오드는 반사체의 개구부 중심에 위치하는 것이 바람직하다. 그 때문에, 패키지에서 패키지 전극을 분리하는 슬릿(내부슬릿)(13)은 반사체(16)의 개구부 중심으로부터 편심(偏心)되어 있다. 도 10b에는 한쪽 기판부분(12)에서의 발광 다이오드의 설치위치를 313으로, 발광 다이오드의 상부전극에 접속한 도전성 접속부재의 또 한쪽의 기판부분(14)에서의 접합위치를 314로 모식적으로 나타내고 있으며, 313으로 나타낸 발광 다이오드의 설치위치가 반사체(16)의 개구부 중심에 오도록, 슬릿(내부슬릿)(13)이 반사체(16)의 개구부 중심으로부터 편심되어 있는 것을 볼 수 있다.
반사체(16)의 외주는, 기판부분(12, 14)으로 이루어지는 패키지의 외주와 일치하여도 되고, 혹은 패키지의 외주 내측에 위치할 수도 있다. 경우에 따라, 반사체(16)의 외주는 일부가 패키지의 외주와 일치하고, 나머지가 패키지의 외주 내측에 위치할 수도 있다. 도 10b는 외주가 패키지의 외주와 일치한 반사체(16)를 나타내고 있다. 접착제에 의해 기판부분(12, 14)에 접합된 반사체(16)는, 발광 다이오드로부터 방사되는 광을 반사함으로써 발광장치의 발광효율을 향상시키는 동시에, 패키지의 일체성을 유지하는데도 기여한다.
접착에 의한 패키지에 대한 반사체(16)의 설치는, 다음에 설명하는 패키지에 대한 발광 다이오드 및 도전성 접속부재의 설치전에 실시하여도 되고, 그 후에 실시하여도 된다.
도 10b에 나타낸 한쪽 패키지 전극으로서의 기판부분(12)의 발광 다이오드의 설치위치(313)에, 하부전극을 접합하여 발광 다이오드(도시하지 않음)를 설치하고, 그리고 또 하나의 패키지 전극으로서의 기판부분(14)의 도전성 접속부재의 접합위치(314)에 접합한 도전성 접속부재(도시하지 않음)를 통하여, 발광 다이오드의 상부전극을 또 한쪽의 기판부분(14)에 접속하여 발광장치를 완성한다. 발광 다이오드의 하부전극과 기판부분(12)의 접합, 및 도전성 접속부재와 발광 다이오드의 상부부분전극과의, 및 기판부분(14)과의 접합은, 땜납재료의 리플로우에 의해 이루어진다. 발광 다이오드의 하부전극과 기판부분(12)의 접합, 그리고 도전성 접속부재와 발광 다이오드의 상부전극과의, 및 기판부분(12)과의 접합은, 동시에 실시하여도 되고, 전자를 먼저 접합하고 나서 후자를 접합할 수도 있다.
패키지 집합체를 이용하여 완성한 발광장치는, 주위슬릿 사이의 취약부로서 형성된 약간의 연결부(315)에 의해 금속기판(31)에 이어져 있을 뿐, 작은 압력에 의해 금속기판(31)으로부터 분리할 수 있다. 경우에 따라, 복수개의 패키지를 함께 둘러싸는 주위슬릿을 형성한 금속기판을 사용하여, 복수개의 발광장치의 집합체를 제조할 수도 있다. 또한, 반사체(16)를 설치한 후에 금속기판으로부터 잘라낸 단일 패키지 또는 복수개의 패키지의 집합체에 발광 다이오드를 설치하는 순서에 의해 단일 발광장치 또는 복수개의 발광장치의 집합체를 제조할 수도 있다.
도 12a와 도 12b를 참조하여, 금속 기판부분을 분리하는 슬릿으로의 절연재료의 충전과, 반사체 개구부로의 밀봉재료의 충전의 예를 설명한다.
슬릿에 절연재료를 충전하는 경우, 도 12a에 나타낸 바와 같이 반사체(16)를 기판부분(12, 14)에 접착한 패키지의 안쪽에 이후 박리가능한 필름(45)을 접착한다. 이어서, 기판부분(12, 14)을 분리하고 있는 슬릿(13)에 절연재료(17)(에폭시계 수지 등)를 충전하고 나서 필름(45)을 박리한다. 슬릿(13)으로의 절연재료(17)의 충전은 반사체(16)의 설치전에 실시하여도 된다.
반사체 개구부에 밀봉재료를 충전하는 경우, 도 12b에 나타낸 바와 같이 반사체(16)와 발광 다이오드(11)를 설치한 패키지의 안쪽에 이후 박리가능한 필름(45)을 접착한다. 이어서, 기판부분(12, 14)을 분리하고 있는 슬릿(13)과 반사체(16)의 개구부에 밀봉재료(41)를 충전하고 나서 필름(45)을 박리한다. 슬릿(13)에 미리 절연재료(17)(도 12a)가 충전되어 있을 경우에는, 패키지 안쪽에 필름(45)을 접착하지 않고 반사체(16)의 개구부에 밀봉재료(19)를 충전할 수 있다.
형광체함유막이 필요한 경우, 반사체(16)의 개구부에 충전한 밀봉재료의 표면을 덮어 설치할 수 있다.
도 13에 금속기판에 제작한 패키지를 사용하여 본 발명에 의해 발광장치를 제조하는 방법의 일례를 설명하는 플로우챠트를 나타낸다. 먼저, 스트립(strip) 형상의 금속기판을 연속하여 가공할 수 있도록, 예를 들어 기대(基臺) 위를 이동함으로써 공급한다(공정 511). 상하전극형 발광 다이오드를 설치하는 위치에 대응하여 슬릿 등을 형성한다(공정 512). 기판부분의 영역 안쪽에 반사용 금도금층 또는 은도금층을 형성한다(공정 513). 반사체를 소정의 위치에 접착하여 설치한다(공정 514). 한쪽 기판부분의 소정 부위에 땜납재료를 배치하고, 그 위에 하부전극을 접촉하여 상하전극형 발광 다이오드를 배치하며, 그리고 상하전극형 발광 다이오드의 상부전극과 또 한쪽의 기판부분의 소정 부위에 땜납재료를 배치하고 나서, 도전성 접속부재를 2개의 선단이 그것들에 접촉하도록 배치한다(공정 515). 이 상태에서 금속기판을 리플로우 로(爐) 안을 통과시켜서 가열처리하고, 땜납에 의해 부재끼리 접합한다(공정 516). 그 후, 금속기판으로부터 단일 발광장치 또는 복수개의 발광장치의 집합체를 분리한다(공정 517). 이와 같이, 본 발명에 의한 발광장치의 제조방법은, 프레스기 및 전자부품 설치로봇을 주체로 한 라인에서 실시된다. 또한, 발광장치를 하나씩 제조할 수도, 소정 개수의 발광장치의 집합체 단위로 제조할 수도 있다.
세라믹 기판을 사용하는 패키지로 발광장치를 제조하는 경우, 금속기판 패키지의 경우에 슬릿에 의해 분리한 패키지 전극이 되는 기판부분을 형성하는 대신, 세라믹 기판 위의 소정 부위에 도체재료에 의해 패키지 전극을 예를 들어, 페이스트 인쇄 또는 도금법에 의해 형성하는 것, 및 패키지 전극의 도체재료가 금 또는 은이며 패키지 전극이 부재끼리의 전기적 접속에 필요한 부위 이외의 기판 표면에도 형성되는 경우, 반사용 금도금층 또는 은도금층을 형성할 필요가 없다는 것을 제외하고, 기본적으로 금속기판의 패키지의 경우와 같은 공정으로 발광장치를 제조할 수 있다.
도 14a 및 도 14b는 각각 본 발명의 발광장치의 제조에 사용할 수 있는 패키지 집합체의 다른 예를 설명하는 평면도 및 측면도이다.
도 14a 및 도 14b에 나타낸 1장의 금속판(21)에 매트릭스 형상으로 배치된 패키지 집합체에 있어서, 개별 패키지의 슬릿(13)의 위치는 반사체(16)의 개구부의 중앙으로부터 편심되어 있다. 도 14a에는, 각 패키지의 한쪽 기판부분의 상하전극형 발광 다이오드 설치위치(214)와, 다른 쪽 기판부분의 도전성 접속부재 접합위치(215)가 모식적으로 도시되어 있다.
도 14a 및 도 14b의 패키지 집합체는, 각 패키지에 상하전극형 발광 다이오드와 도전성 접속부재(도시하지 않음)를 설치한 후에 금속판(21)을 절단선(212)에 따라 절단함으로써 각각의 패키지로 분리된다. 슬릿(13)은 금속판(21)의 절단에 의해 패키지의 2개의 금속부분이 서로 분리되도록 절단선(212) 또는 그 바깥쪽 위치까지 뻗어 형성되어 있다. 절단은 예를 들어, 커터에 의해 혹은 금형으로 프레스하여 실시할 수 있으며, 또한 예를 들어 1개1개, 열마다, 또는 전부 동시에 절단할 수도 있다.
세라믹 기판의 패키지 집합체의 경우에도, 패키지의 분리는 그 주위에 형성한 절단선에 의해 실시할 수 있고, 또한 커터에 의해, 또는 금형에 의한 프레스를 이용하여 실시할 수도 있다. 혹은 복수개의 균열, 복수개의 점모양 또는 선모양의 슬릿, 또는 오목부가 형성된 그린시트를 소성하여 얻어진 세라믹 기판을 사용함으로써, 패키지를 쉽게 분리할 수도 있다. 한편, 상하전극형 발광 다이오드의 설치 혹은 도전성 접속부재와의 접합에 사용되는 세라믹 기판의 오목부나 볼록부도, 그린시트 단계부터 설치하여 둘 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 발광장치는, 단일 패키지에 대응하는 단일 발광장치의 형태를 가질 수도, 혹은 복수개의 패키지 집합체에 대응하는 복수개의 발광장치의 집합체 형태를 가질 수도 있다. 단일 발광장치의 예는 도 1a 내지 도 1c, 도 2a 내지 도 2c, 도 3a 내지 도 3c에 도시되어 있다.
발광장치 집합체의 예를 도 15에 나타낸다. 세라믹 기판(42)을 사용하여 제작된 이 도면의 발광장치 집합체에서는, 4개의 발광장치(43)가 직렬로 접속되어 있다. 이 집합체는 예를 들어, 세로 3mm, 폭 20mm 정도의 크기이며, 선형상의 발광원으로서, 액정표시장치의 도광판용 혹은 광고표시장치 등의 백라이트용의 가로로 긴 발광장치로서 이용할 수 있다.
혹은, 발광장치를 매트릭스 형상으로 배치한 예를 들어, 10mm×10mm 정도 크기의 발광장치 집합체를 얻을 수도 있으며, 면형상 발광원으로서 광고표시장치 등의 백라이트에 사용할 수 있다.
본 발명에서는, 발광장치의 패키지 전극의 수가 2개로 한정되지 않고, 3개 이상의 패키지 전극을 가지는 발광장치도 가능하다. 패키지 전극의 수에 따라 본 발명의 발광장치는 소정 개수의 상하전극형 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 구체적으로는, 패키지 전극이 n개인 발광장치는, n-1개의 상하전극형 발광 다이오드를 포함할 수 있다(여기서는, n= 1, 2, 3, …). 발광장치에서의 패키지 전극의 수(n)가 많은 경우, 상하전극형 발광 다이오드의 수를 n-1개보다 적게 할 수도 있다.
도 16a 내지 도 16d는, 패키지 전극의 수가 3개이고 발광 다이오드의 수가 2개인 발광장치의 예를 나타내고 있으며, 도 16a는 발광장치의 평면도, 도 16b 및 도 16c는 단면도, 도 16d는 저면도이다. 이 예의 발광장치에서 사용하는 패키지는, 금속기판으로 제작된 것(슬릿으로 분리된 기판부분이 패키지 전극에 상당하는 것)이고, 대략 직사각형의 기판부분(31)과, 2개의 대략 정사각형의 기판부분(32-1, 32-2)으로 구성되며, 인접하는 기판부분은 사이에 설치한 슬릿(13-1, 13-2)에 의해 서로 절연되어 있다.
기판부분(31)에는 1개의 상하전극형 발광 다이오드(33-1)의 하부전극(도시하지 않음)이 땜납에 의해 접합되어 있다. 상하전극형 발광 다이오드(33-1)의 상부부분전극은, 도전성 접속부재(34-1)를 통하여 기판부분(32-1)에 접합되어 있다. 또한 기판부분(32-2)에 또 하나의 상하전극형 발광 다이오드(33-2)의 하부전극이 접합되어 있다. 상하전극형 발광 다이오드(33-2)의 상부부분전극은, 도전성 접속부재(34-2)를 통하여 기판부분(31)에 접합되어 있다. 이렇게 하여 상하전극형 발광 다이오드(33-1)와 상하전극형 발광 다이오드(33-2)는 직렬 또는 병렬로 접속할 수 있다.
도 16a 내지 도 16d에 나타낸 발광장치에 있어서, 2개의 상하전극형 발광 다이오드(33-1, 33-2)는 그것들의 중심이 3개의 기판부분(31, 32-1, 32-2)으로 구성된 4변형의 대각선 중 어느 한쪽 선 위에 오도록 배치되어 있다. 이러한 구성에 의해, 발광장치는 2개의 상하전극형 발광 다이오드(33-1, 33-2)로부터의 광을, 반사체(36)의 반사면(361), 및 기판부분(31, 32-1, 32-2)의 표면에 의해 효율적으로 전방으로 조사한다.
도 17a 내지 도 17d는, 패키지 전극의 수가 4개이고 발광 다이오드의 수가 3개인 발광장치의 예를 나타내고 있으며, 도 17a는 발광장치의 평면도, 도 17b 및 도 17c는 단면도, 도 17d는 저면도이다. 이 예의 발광장치에서 사용하는 패키지도 역시 금속기판으로 제작된 것이며, 서로 다른 크기의 4개의 사각형 기판부분(51-1, 51-2, 51-3, 51-4)으로 구성되고, 인접하는 기판부분은 사이에 설치한 슬릿(13-1, 13-2, 13-3, 13-4)에 의해 서로 절연되어 있다.
기판부분(51-4)에는 1개의 상하전극형 발광 다이오드(53-1)의 하부전극(도시하지 않음)이 접합되어 있다. 상하전극형 발광 다이오드(53-1)의 상부부분전극은, 도전성 접속부재(54-1)를 통하여 기판부분(51-1)에 접합되어 있다. 마찬가지로, 기판부분(51-2)에는 별도의 상하전극형 발광 다이오드(53-2)의 하부전극이 접합되어 있다. 상하전극형 발광 다이오드(53-2)의 상부부분전극은, 도전성 접속부재(54-2)를 통하여 기판부분(51-3)에 접속되어 있다. 또한, 기판부분(51-3)에 또 하나의 상하전극형 발광 다이오드(53-3)의 하부전극이 접합되어 있다. 상하전극형 발광 다이오드(53-3)의 상부부분전극은, 도전성 접속부재(54-3)를 통하여 기판부분(51-4)에 접속되어 있다. 이렇게 하여, 상하전극형 발광 다이오드(53-2, 53-3, 53-1)가 직렬로 접속되어 있다.
도 17a 내지 도 17d에 나타낸 발광장치에 있어서, 3개의 상하전극형 발광 다이오드(53-1, 53-2, 53-3)는 그것들의 중심이 4개의 기판부분으로 구성된 4변형의 중심을 중심으로 하는 원주상에서 등간격으로 위치하도록 배치되어 있다. 이러한 구성에 의해, 발광장치는 3개의 상하전극형 발광 다이오드(53-1, 53-2, 53-3)로부터의 광을 반사체(56)의 반사면(561), 및 기판부분(51-1, 51-2, 51-3, 51-4)의 표면에 의해 전방으로 효율적으로 조사한다.
본 발명의 발광장치에서의 반사체는, 발광장치에서의 상하전극형 발광 다이오드의 수가 1개 또는 2개인 경우, 반사체의 개구부를 원형상(예를 들어, 16a에 도시한 바와 같이)으로 하고, 3개 이상인 경우에는, 대략 사각형(예를 들어, 도 17a 에 도시한 바와 같이)으로 하는 것이 바람직하다. 1개의 발광장치의 발광 다이오드의 개수가 많아질수록, 반사체의 반사부(개구부)는 원형보다 공간율(space factor)이 높은 사각형으로 하는 것이 유리하다.
도 16a 내지 도 16d, 도 17a 내지 도 17d에 나타낸 바와 같이, 3개 이상의 패키지 전극(2개 이상의 발광 다이오드)의 발광장치도, 3개 이상의 필요한 수의 패키지 전극을 가지는 패키지를 사용하는 것을 제외하고, 앞서 설명한 방법으로 제조할 수 있다.
도 16a 내지 도 16d, 도 17a 내지 도 17d의 발광장치에 있어서, 발광 다이오드는 직렬로 접속되어 있다. 그렇다고는 하나, 패키지에 복수개의 발광 다이오드를 설치한 본 발명의 발광장치에서는, 발광 다이오드를 병렬로 접속하여도 된다. 경우에 따라서는, 1개의 발광장치에서 직렬로 접속된 발광 다이오드와 병렬로 접속된 발광 다이오드를 병용할 수도 있다. 예를 들어, 4개의 발광 다이오드를 조립한 발광장치에 있어서, 2개를 직렬로 접속한 2세트를 병렬로 접속할 수 있다.
LED(SemiLEDs사 제품, 파장 450㎛의 청색을 발광하는 질화갈륨계 상하전극형 발광 다이오드)에 도전성 접속부재(폭 200㎛, 두께 25㎛의 금리본)를 땜납으로 접속하여 제조한 본 발명에 따른 발광장치와, 종래기술에 의해 같은 LED에 금선을 초음파 와이어 본딩에 의해 접속하여 제조한 발광장치를 비교하였다.
본 발명의 경우, 패키지의 중앙부에서 한쪽 기판부분(패키지 전극)에 금-주석(22%)의 땜납 페이스트를 통하여 LED를 배치하였다. 이어서, LED의 상부전극의 소정 부위와 다른 쪽 기판부분(패키지 전극)의 접합용 부분에 상기 땜납 페이스트 를 도포하고, 그곳에 선단을 대어 금리본을 배치하였다. 패키지 집합체를 약 300℃의 가열장치에 넣고 땜납을 용융한 후, 냉각하여 각 부재를 접합하고 청색 발광의 발광장치를 제작하였다(제작한 발광장치의 반사체 개구부의 상부에 형광체함유막을 설치함으로써, 백색광 패키지로 할 수도 있고, 혹은 각종 형광체를 조합함으로써 여러가지 발광색을 얻을 수도 있다). 제작과정의 접합공정에서도, 완성된 발광장치의 350mA ~ 500mA의 통전시험에서도 불량품이 발생하지 않았다.
종래기술의 비교예의 경우, 직경이 30㎛인 금선 2개를 LED 상부전극에 초음파 와이어 본딩에 의해 접속하였다. 이 경우, 와이어 본더의 초음파 진동에 의해 발광이 불량한 불량품이 약 10% 발생하였다. 또한, 제작한 발광장치에 350mA를 통전하였을 경우, 통전이상에 따른 그을림이 약 4% 발생하였다.
또한, 장기간의 온오프 통전시험(30초 주기의 온오프로 1000시간)에서, 종래기술에 따른 발광장치는 10~15%의 비율로 미소한 크랙의 성장에 의한 불량품이 발생하였는데, 본 발명에 따른 발광장치에서는 불량품이 발생하지 않았다.
사용한 금선(종래기술의 경우)과 금리본(본발명의 경우)의 인장강도를 비교하였다. 상하전극형 발광 다이오드 상부전극과 기판부분을 접합하고 있는 금선 및 금리본의 중앙을 잡아당기고, 서서히 힘을 증가시켰다. 직경이 30㎛인 금선 1개의 인장시험에서는, 11g의 힘일 때 금선이 접합부 부근에서 끊어졌다. 이 경우, 접합부 근방에 약점이 있는 것을 알 수 있었다. 금선의 직경을 25㎛로 줄이면, 인장시험에서 7g의 힘일 때 금선이 역시 접합부 부근에서 끊어졌다. 금리본(폭 200㎛, 두께 25㎛)의 경우, 100~150g의 힘일 때 금리본이 잡아당긴 부분에서 절단되었다.
이상으로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에 의한 발광장치는 다음의 특징을 가질 수 있다.
(1) 발광 다이오드에 접속하는 도전성 부재를 와이어 본딩에 의하지 않고 땜납재료로 접합할 수 있기 때문에, 단면적이 큰 도전성 부재를 사용할 수 있다.
(2) 땜납에 의해 도전성 부재를 접속하기 때문에, 접속강도의 편차가 적다(예를 들어, 접속부재로서 금리본을 사용하였을 경우, 인장시험에서 접합부 근방에서 절단되지 않고, 금리본 자체가 절단된다).
(3) 단면적이 큰 도전성 부재를 사용하기 때문에, 발광장치는 진동에 강하고, 밀봉재에 의한 보강을 생략할 수 있다.
(4) 초음파 와이어 본딩에 의한 접속과 달리, 도전성 부재의 접속시에 초음파 진동과 압력이 가해지지 않아, 제조시에 불량품의 발생이 거의 없고 생산성이 양호하다.
이상, 본 발명의 여러가지 예를 상세히 설명하였는데, 본 발명은 이것들로 한정되지 않는다. 본 발명은 청구의 범위에 기재된 사항을 이탈하지 않는다면, 여러가지로 변경할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에서의 반사체 및 그것에 설치하는 반사막의 재료는 주지의 것을 사용할 수 있다. 반사체를 금속판에 설치하기 위한 접착제도 역시 주지의 것을 사용할 수 있다.
본 명세서 안에 기재되어 있음.

Claims (12)

  1. 서로 분리된 복수개의 패키지 전극을 가지는 패키지;
    p형 반도체층과 n형 반도체층 사이에 위치하는 발광층과, 최상층의 상부부분 전극과, 최하층의 하부전극을 가지고, 상기 패키지 전극의 한쪽 위에 상기 하부전극이 접합되어 있는 상하전극형 발광 다이오드; 및
    상기 상하전극형 발광 다이오드의 상부전극과 상기 패키지 전극의 다른 쪽을 접속하는 도전성 접속부재;로 적어도 구성되어 있고,
    상기 패키지 전극의 한쪽과 상기 하부전극과의 접합, 상기 상부전극과 상기 도전성 접속부재와의 접합, 및 상기 도전성 접속부재와 상기 패키지 전극의 다른 쪽과의 접합이 땜납에 의해 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패키지가, 복수개의 패키지 전극이 되는 서로 분리된 기판부분을 가지는 금속기판과, 상기 금속기판에 접합된 반사체로 구성되고, 상기 복수개의 기판부분이 상기 반사체로 함께 보유되어 있는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 패키지가, 세라믹 기판과, 세라믹 기판 위에 서로 분리하여 형성된 복수개의 패키지 전극과, 상기 세라믹 기판에 접합된 반사체로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 반사체가, 상기 하부전극이 한쪽의 패키지 전극에 접합된 상하전극형 발광 다이오드를 둘러싸는 개구부를 가지고, 상기 개구부에 투명밀봉재료가 충전되어 있는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 반사체는, 알루미나계, 알루미나 및 글라스 복합계의 세라믹 부재로 이루어지고, 수지계, 글라스계 또는 납재계 접착제에 의해 상기 전극부분에 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 투명밀봉재료가, 쇼어A(Shore-A)(고무의 경도)로 15에서 85, 바람직하게는 20에서 80인 수지 또는 엘라스토머로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 투명밀봉재료가, 1액형 또는 2액형의 열경화성 실리콘계 수지 또는 엘라스토머인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 반사체의 개구부 상부에 형광체함유막이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 반사체의 개구부 상부에 형광체함유막이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 발광장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 상하전극형 발광 다이오드가 질화갈륨계 상하전극형 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 접속부재는 금, 은 또는 동, 혹은 표면에 금, 은 및 니켈 중에서 선택된 적어도 1종이 도금된 동의 리본형상 암부를 가지는 금속부재 또는 전체가 리본형상인 금속부재인 것을 특징으로 하는 발광장치.
  12. 서로 분리된 복수개의 패키지 전극을 가지는 패키지에 발광 다이오드를 접합하는 발광장치의 제조방법으로서,
    p형 반도체층과 n형 반도체층 사이에 위치하는 발광층과, 최상층의 상부부분전극과, 최하층의 하부전극을 가지는 상하전극형 발광 다이오드를, 하부전극을 하나의 패키지 전극에 접합함으로써 패키지에 설치하는 공정, 및
    상기 상하전극형 발광 다이오드의 상부부분전극과 또 하나의 패키지 전극을 도전성 접속부재에 의해 접속하는 공정을 포함하고,
    상기 1개의 패키지 전극과 상기 하부전극끼리, 상기 상부전극과 상기 도전성 부재끼리, 및 상기 도전성 접속부재와 상기 또 하나의 패키지 전극끼리를 각각 땜납으로 접합하는 것을 특징으로 하는 발광장치의 제조방법.
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