KR20100095133A - 발광소자 패키지 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
실시예는 발광소자 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 상부의 양측면이 경사진 패키지 몸체; 및 상기 패키지 몸체의 측면에 배치된 발광소자;를 포함한다.
발광소자, 패키지
Description
실시예는 발광소자 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색, 녹색, UV 발광소자는 상용화되어 널리 사용되고 있다.
발광소자는 GaAs 계열, AlGaAs 계열, GaN 계열, InGaN 계열 및 InGaAlP 계열 등의 화합물 반도체 재료를 이용하여 발광 원을 구성할 수 있다.
이러한 발광소자는 패키지화되어 다양한 색을 방출하는 발광장치로 이용되고 있으며, 상기 발광장치는 칼라를 표시하는 점등 표시기, 문자 표시기 및 영상 표시기 등의 다양한 분야에 광원으로 사용되고 있다.
그런데, 종래기술에 의한 발광소자 패키지에 있어서 패키지 몸체의 빛의 나오는 방사각이 제한되어 발광소자의 광추출 효율이 제한되는 문제가 있다.
실시예는 광추출 효율을 개선할 수 있는 발광소자 패키지 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 상부의 양측면이 경사진 패키지 몸체; 및 상기 패키지 몸체의 측면에 배치된 발광소자;를 포함한다.
또한, 실시예에 따른 발광소자 패키지의 제조방법은 패키지 몸체를 준비하는 단계; 상기 패키지 몸체를 식각하여 상부의 양측면이 경사진 패키지 몸체를 형성하는 단계; 상기 패키지 몸체의 측면에 발광소자를 배치하는 단계;를 포함한다.
실시예에 따른 발광소자 패키지 및 그 제조방법에 의하면, 패키지 몸체의 빛이 나오는 방사각을 넓힘으로써 광추출 효율을 현저히 증대시킬 수 있다.
본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
(실시예)
도 1은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 상부의 양측면이 경사진 패키지 몸체(210)와 상기 패키지 몸체(210)의 측면에 배치된 발광소자(100)를 포함할 수 있다.
상기 상부의 양측면이 경사진 패키지 몸체(210)는 패키지 몸체의 상부의 폭보다 하부의 폭이 넓게 형성될 수 있다.
또는, 상기 패키지 몸체(210)는 아래로 내려오면서 폭이 넓어지도록 경사가 형성될 수 있다.
또는, 상기 패키지 몸체(210)의 상부는 끝이 잘린 피라미드 형태일 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 패키지 몸체의 상부의 양측면에 경사를 둠으로써 빛의 나오는 방사각을 넓혀 광반사율을 현저히 증대시킬 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 실시예에 따른 발광소자의 제조방법을 설명한다. 도 6은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 상면도이다.
먼저, 도 2와 같이 패키지 몸체(210)를 준비하고, 상기 패키지 몸체(210) 상면과 저면에 제1 마스크 패턴용 물질(221a)과 제2 마스크 패턴용 물질(222a)을 형성한다.
상기 패키지 몸체(210)는 실리콘 재질 예컨대, 실리콘(silicon) 기반의 wafer level package(WLP)로 이루어질 수 있으며, 다면체(예: 직육면체) 형태의 몸 체(frame)로 이루어진다.
상기 제1 마스크 패턴용 물질(221a)과 상기 제2 마스크 패턴용 물질(222a)은 질화막, 예를 들어 실리콘 질화막(SiNx)으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 도 3과 같이 상기 패키지 몸체(210)에 캐비티(C)를 형성한다.
실시예는 도 3과 같이 패키지 몸체(210)를 상부의 양측면이 경사진 형태로 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 상부의 양측면이 경사진 패키지 몸체(210)는 패키지 몸체의 상부의 폭보다 하부의 폭이 넓게 형성될 수 있다. 또는, 상기 패키지 몸체(210)는 아래로 내려오면서 폭이 넓어지도록 경사가 형성될 수 있다. 또는, 상기 패키지 몸체(210)의 상부는 끝이 잘린 피라미드 형태일 수 있다.
이에 따라 실시예에 의하면, 패키지 몸체의 상부의 양측면에 경사를 둠으로써 빛의 나오는 방사각을 넓혀 광반사율을 현저히 증대시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 상부의 양측면이 경사진 패키지 몸체(210)를 형성하는 단계는 상기 패키지 몸체(210) 상면 중 중앙부를 가리는 제1 마스크 패턴(221)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 마스크 패턴용 물질(221a)을 패터닝 하여 상기 패키지 몸체(210) 상면의 중앙부를 가리고 중앙부 외의 영역을 노출한다. 예를 들어, 상기 제1 마스크 패턴용 물질(221a) 상에 제1 감광막 패턴(미도시)을 형성하고, 상기 제1 감광막 패턴을 식각 마스크로 상기 제1 마스크 패턴용 물질(221a)을 일부 식각하 여 상기 패키지 몸체(210) 중앙부 외의 상면을 일부 노출하는 제1 마스크 패턴(221)을 형성한다.
이때, 실시예는 상기 패키지 몸체(210)의 하부에 비아홀(H)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 상기 제2 마스크 패턴용 물질(222a)을 제2 감광막 패턴(미도시)으로 패터닝 하여 비아홀(H) 영역을 노출하는 제2 마스크 패턴(222)을 형성한다.
이후, 상기 제1 마스크 패턴(221)과 상기 제2 마스크 패턴(222)을 식각 마스크로 상기 패키지 몸체(210)를 식각하여 상기 패키지 몸체(210)의 상부의 양측면이 경사지게 할 수 있으며, 비아홀(H)을 형성할 수 있다.
상기 패키지 몸체(210)의 식각은 습식식각에 의할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이때, 상기 패키지 몸체(210)는 실리콘 기판인 경우 <100>의 결정방향성을 가질 경우 경사진 방향으로 식각이 진행되어 패키지 몸체(210)의 형태가 도 3과 같이 아래쪽이 윗쪽 보다 폭이 넓은 형태가 될 수 있다. 또는, 상기 패키지 몸체(210)는 아래로 내려오면서 폭이 넓어지도록 경사가 형성될 수 있다. 또는, 상기 패키지 몸체(210)의 상부는 끝이 잘린 피라미드 형태일 수 있다.
한편, 실시예는 상기 패키지 몸체(210)의 식각을 1차 진행후, 비아홀을 오픈하고 1차 식각된 패키지 몸체에 2차 식각을 진행함으로써 경사진 패키지 몸체와 비아홀 공정을 완료할 수도 있다.
다음으로, 도 4와 같이 상기 제1 마스크 패턴(221)과 제2 마스크 패턴(222) 을 제거한다. 예를 들어, 습식식각에 의해 제1 마스크 패턴(221)과 제2 마스크 패턴(222)을 제거할 수 있다.
다음으로, 도 5와 같이 상기 패키지 몸체(210)에 절연층(240)을 형성한 후, 상기 비아홀과 패키지 몸체 측면에 금속층(250)을 형성할 수 있다.
상기 절연층(240)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, AlN, SiC 등의 절연 물질로 형성할 수 있다. 상기 절연층(240)은 패키지 몸체(210)와 이후 형성되는 금속층(250) 또는 외부전극층(미도시)과의 전기적인 절연을 위해 형성된다.
상기 금속층(250)은 상기 발광소자(100)에 전기적으로 연결되는 전극층이며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 금속층(250)은 반사도가 높은 금속 물질로 형성될 수 있으며, 또한 수지물과의 접착력이 좋은 금속 재질로 형성될 수 있다. 상기 금속층이 다층인 경우, 최상층은 Al, Ag 또는 APC(Ag+Pd+Cu) 금속 물질 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
이후, 상기 패키지 몸체(210)의 경사면 상의 금속층(250) 상에 발광소자(100)가 배치된다. 예를 들어, 발광소자(100)는 접착제로 부착될 수 있다. 상기 발광소자(100)는 적어도 하나의 유색 LED 칩 또는 UV LED 칩을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
이때, 실시예에 의하면 발광소자(100)가 측면이 경사진 패키지 몸체(210)에 부착됨으로써 패키지의 방사각(α)이 현저히 넓어져 광반사율이 현저히 증대되는 효과가 있다.
다음으로, 발광소자(100) 칩은 PCB(300)에 다이본딩을 진행될 수 있다.
상기 발광소자(100)는 메탈패드(260)와 와이어 본딩이 진행될 수 있다. 이후, 상기 발광소자에는 수지물(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 수지물은 투명한 에폭시 또는 실리콘 재질이며, 필요에 따라 형광체가 첨가될 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 패키지 및 그 제조방법에 의하면, 패키지 몸체의 빛이 나오는 방사각을 넓힘으로써 광반사율을 현저히 증대시킬 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도.
도 2 내지 도 5는 실시예에 따른 발광소자의 제조방법의 공정단면도.
도 6은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 상면도.
Claims (10)
- 상부의 양측면이 경사진 패키지 몸체; 및상기 패키지 몸체의 측면에 배치된 발광소자;를 포함하는 발광 소자 패키지.
- 제1 항에 있어서,상기 상부의 양측면이 경사진 패키지 몸체는상기 패키지 몸체의 상부의 폭보다 하부의 폭이 넓게 형성하는 발광 소자 패키지.
- 제1 항에 있어서,상기 패키지 몸체는 아래로 내려오면서 폭이 넓어지도록 경사진 발광 소자 패키지.
- 제1 항에 있어서,상기 패키지 몸체 상에 절연층; 및상기 패키지 몸체의 하부의 비아홀과 상기 패키지 몸체 측면의 절연층 상에 금속층;을 포함하는 발광 소자 패키지.
- 제4 항에 있어서,상기 발광소자는 상기 패키지 몸체 측면의 금속층 상에 부착되는 발광 소자 패키지.
- 패키지 몸체를 준비하는 단계;상기 패키지 몸체를 식각하여 상부의 양측면이 경사진 패키지 몸체를 형성하는 단계;상기 패키지 몸체의 측면에 발광소자를 배치하는 단계;를 포함하는 발광 소자 패키지의 제조방법.
- 제6 항에 있어서,상기 상부의 양측면이 경사진 패키지 몸체를 형성하는 단계는상기 패키지 몸체의 상부의 폭보다 하부의 폭이 넓게 형성하는 발광 소자 패키지의 제조방법.
- 제6 항에 있어서,상기 상부의 양측면이 경사진 패키지 몸체를 형성하는 단계에서,상기 패키지 몸체는 실리콘 기판이며,습식식각에 의해 상기 패키지 몸체를 식각하는 발광 소자 패키지의 제조방법.
- 제6 항에 있어서,상기 상부의 양측면이 경사진 패키지 몸체를 형성하는 단계는상기 패키지 몸체의 하부에 비아홀을 형성하는 단계를 포함하는 발광 소자 패키지의 제조방법.
- 제9 항에 있어서,상기 패키지 몸체에 절연층을 형성하는 단계;상기 비아홀과 상기 패키지 몸체 측면의 상기 절연층 상에 금속층을 형성하는 단계;를 포함하는 발광소자 패키지의 제조방법.
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