KR20130039494A - 브레이커 블레이드 및 이를 이용한 발광소자 패키지의 절단 방법 - Google Patents

브레이커 블레이드 및 이를 이용한 발광소자 패키지의 절단 방법 Download PDF

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Abstract

개시된 발광소자 패키지의 절단 방법은, 기계적 절단 방식에 의하여 절단 예정 선을 따라 복수의 발광소자 칩 사이의 투광성 물질층을 제거하고, 그 후에 레이저 절단 방식에 의하여 절단 예정 선을 따라 세라믹 기판을 절단하여 개별 발광소자 패키지로 분리한다.

Description

브레이커 블레이드 및 이를 이용한 발광소자 패키지의 절단 방법{Breaker blade and cutting method of light emitting element package using the same}
본 발명은 브레이커 블레이드 및 이를 이용한 발광소자 패키지의 절단방법에 관한 것으로서, 특히 레이저 스크라이빙 가공 후의 브레이킹 공정에 적용되는 브레이커 블레이드 및 이를 이용한 발광소자 패키지의 절단방법에 관한 것이다.
발광소자 칩(light emitting element chip), 예를 들면, 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 화합물 반도체(compound semiconductor)의 PN접합을 통해 발광원을 구성함으로서 다양한 색의 빛을 구현할 수 있는 반도체 소자를 말한다. 발광다이오드는 수명이 길고, 소형화 및 경량화가 가능하며, 빛의 지향성이 강하여 저전압 구동이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 발광다이오드는 충격 및 진동에 강하고, 예열시간과 복잡한 구동이 불필요하며, 다양한 형태로 패키징할 수 있어 여러가지 용도로 적용이 가능하다.
발광다이오드와 같은 발광소자 칩은 금속제 리드 프레임 및 몰드 프레임에 실장되는 패키징 과정을 거쳐, 발광소자 패키지의 형태로 제조된다.
고출력 발광다이오드 제품이 개발됨에 따라 동작 중에 발생되는 열을 효과적으로 방열시킬 수 있는 패키지의 필요성이 대두되고 있다. 금속 패턴이 형성된 세라믹 기판을 이용한 패키지는 리드 프레임과 몰드 프레임을 이용하는 패키지에 비하여 방열특성이 우수하여 고출력 발광다이오드의 패키징 공정에 적용되고 있다. 패키징 공정 후에는 복수의 발광다이오드 패키지를 개별적으로 분리하는 절단 공정이 필요하다. 절단 공정은 블레이드(blade) 소잉(sawing), 즉 회전되는 블레이드 휠(wheel)를 이용하여 절단하는 방법이 적용되고 있다. 그러나, 세라믹 기판은 절단이 용이한 물질이 아니어서 절단 공정의 생산성이 매우 낮아서, 생산량을 늘리기 위하여는 많은 수의 블레이드 소잉 장비를 구비할 수밖에 없다.
본 발명은 레이저 스크라이빙 공정 및 브레이킹 공정에 의하여 발광소자 패키지를 분리하는 절단 공정의 생산성을 형상시킬 수 있는 발광소자 패키지의 절단 방법 및 이에 적용되는 브레이커 블레이드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 별명의 일 측면에 따른 발광소자 패키지의 절단 방법은, 그 표면과 이면 중 적어도 한 곳에 가장자리를 따라 돌출된 파손 방지층이 형성된 기판을 준비하는 단계; 상기 절단 예정 선을 따라 상기 기판에 레이저 광을 조사하여 스크라이빙 라인을 형성하는 단계; 상기 파손 방지층을 도피시키기 위하여 그 날면으로부터 몰입된 몰입부가 형성된 브레이커 블레이드로 상기 기판에 외력을 가하여 상기 절단 예정 선을 따라 상기 세라믹 기판을 절단하는 단계;를 포함한다.
상기 기판의 표면에는, 복수의 발광소자 칩이 탑재되고 상기 복수의 발광소자 칩을 덮는 투광성 물질층이 형성되며, 상기 절단 방법은, 상기 스크라이빙 라인을 형성하기 전에, 기계적 절단 방식에 의하여 절단 예정 선을 따라 상기 복수의 발광소자 칩 사이의 상기 투광성 물질층을 제거하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 스크라이빙 라인은 가로 및 세로로 격자 형태로 형성되며, 상기 몰입부는 가로방향과 세로방향에 각각 대응되어 상기 파손 방지층을 도피시키기 위한 제1, 제2몰입부가 형성될 수 있다.
상기 기판은 회로 패턴이 형성된 세라믹 기판일 수 있다.
본 별명의 일 측면에 따른 브레이커 블레이드는, 그 표면과 이면 중 적어도 한 곳에 돌출부가 형성된 기판에 스크라이빙 라인을 형성한 후에 상기 기판에 외력을 가하여 스크라이방 라인을 따라 상기 기판을 분리하기 위한 브레이커 블레이드로서, 상기 기판에 접촉되는 날면에는 상기 돌출부를 도피시키기 위하여 상기 날면으로부터 몰입된 몰입부가 형성된다.
상기 돌출부는 가로 방향과 세로 방향의 제1, 제2돌출부를 포함하며, 상기 몰입부는 각각 상기 제1, 제2돌출부에 대응되는 제1, 제2몰입부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 브레이킹 공정에서 파손 방지층을 도피시키는 몰입부가 형성된 브레이커 블레이드를 적용함으로써 날면이 기판의 표면에 직접 접촉되도록 할 수 있다. 따라서, 균일한 외력을 기판에 가할 수 있어 브레이킹 불량을 줄일 수 있다.
세라믹 기판을 채용한 발광소자 패키지에서 레이저 가공에 부적합한 투광성 물질층을 기계적 절단 장치를 이용하여 먼저 절단하고 세라믹 기판을 레이저 절단 방식에 의하여 절단함으로써 발광소자 패키지 절단 공정의 생산성을 향상시킬 수 있으며, 투광성 물질층의 손상이나 변형을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 절단 방법에 의하여 제조되는 발광소자 패키지의 일 예의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 절단 방법에 의하여 제조되는 발광소자 패키지의 일 예의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 절단 방법에 의하여 제조되는 발광소자 패키지의 일 예의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 절단 방법에 의하여 제조되는 발광소자 패키지의 일 예의 단면도.
도 5는 세라믹 기판 위에 복수의 발광소자 칩을 장착하고 투광성 보호층을 형성한 상태를 도시한 단면도.
도 6은 블레이드 소잉 방식에 의하여 투광성 보호층을 제거하는 모습을 도시한 단면도.
도 7은 레이저 스크라이빙 방식에 의하여 세라믹 기판에 스크라이빙 라인을 형성하는 모습을 도시한 사시도.
도 8은 브레이커 블레이드를 이용하여 스크라이빙 라인을 기준으로 하여 세라믹 기판을 절단하는 모습을 도시한 사시도.
도 9는 브레이커 블레이드의 날면과 파손 방지층이 간섭되는 상태를 도시한 사시도.
도 10은 파손 방지층을 도피시키기 위한 몰입부가 형성된 브레이커 블레이드를 이용하여 세라믹 기판을 절단하는 모습을 도시한 사시도.
도 11은 기판의 가로 및 세로 방향의 브레이킹 공정에 공용할 수 있는 제1, 제2몰입부가 형성된 브레이커 블레이드의 일 예를 도시한 정면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 절단 방법에 의하여 제조되는 발광소자 패키지의 일 실시예의 단면도이다. 도 1을 보면, 발광소자 패키지(1)는 세라믹 기판(10)과, 이에 탑재되는 발광소자 칩(20), 및 발광소자 칩(20) 위를 덮는 투광성 물질층(30)을 포함할 수 있다.
발광소자 칩(20)은 예를 들어 발광다이오드 칩(Light emiiting diode chip)일 수 있다. 발광다이오드 칩은 발광다이오드 칩을 이루는 화합물반도체의 재질에 따라 청색, 녹색, 적색 등을 발광할 수 있다. 예를 들어, 청색 발광다이오드 칩은 GaN과 InGaN이 교번되어 형성된 복수의 양자 우물층 구조의 활성층을 가질 수 있으며, 이러한 활성층의 상하부에 AlXGaYNZ의 화합물반도체로 형성된 P형 클래드 층과 N형 클래드 층이 형성될 수 있다. 또한, 발광다이오드 칩은 색상이 없는 자외선을 발광할 수도 있다. 본 실시예는 발광소자 칩(20)이 발광다이오드 칩인 경우를 설명하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 발광소자 칩(20)은 UV 광다이오드 칩, 레이저 다이오드 칩, 유기발광 다이오드 칩 등일 수 있다.
세라믹 기판(10)은 예를 들어 알루미나(Al2O3), AIN 등 방열특성과 전기적 절연성이 우수한 세라믹으로 제조된 기판으로서, 회로패턴(40)이 형성된다. 회로 패턴(40)은 예를 들어 세라믹 기판(10)의 표면(13)과 이면(12)에 각각 형성되는 제1, 제2회로 패턴(41)(42)을 포함할 수 있다. 제1, 제2회로 패턴(41)(42)은 세라믹 기판(10)에 관통 형성되는 비어 홀(via hole, 43)을 통하여 서로 연결될 수 있다. 예를 들어 비어 홀(43) 내부에는 도전성 물질(44)이 채워짐으로서 제1, 제2회로 패턴(41)(42)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 제1, 제2회로 패턴(41)(42)은 인쇄기법, 도금기법 등의 기법에 의하여 세라믹 기판(10)의 표면 및 이면에 도전성 물질층을 제공함으로써 형성될 수 있다. 제1회로 패턴(41)은 발광소자 칩(20)의 애노우드 전극(미도시) 및 캐소우드 전극(미도시)에 각각 대응되는 두 개의 패턴을 포함할 수 있다.
투광성 물질층(30)은 발광소자 칩(20)을 덮는 것으로서 발광소자 칩(20)을 보호하는 기능을 가지며, 이에 더하여 발광소자 칩(20)으로부터 방사되는 광을 지향성을 조절하는 기능, 발광소자 칩(20)으로부터 방사되는 광의 색상을 조절하는 기능 등을 가질 수 있다. 투광성 물질층(30)은 발광소자 칩(20)에서 방사되는 광이 통과될 수 있는 투광성 물질, 예를 들어 투광성 실리콘 등으로 형성될 수 있다. 도 1에서는 평탄한 형태의 투광성 물질층(30)이 도시되어 있으나, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 투광성 물질층(30)은 도면으로 도시되지는 않은 다양한 형태를 가질 수 있다.
광의 지향성을 조절하는 기능을 가지는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 투광성 물질층(30a)은 렌즈 형태일 수 있다. 투광성 물질층(30a)은 오목렌즈 형태, 볼록렌즈 형태 등 발광소자 패키지(1)의 적용분야에 맞추어 다양한 형태로 형성될 수 있다.
광의 색상을 조절하기 위하여 투광성 물질층(30, 30a)에는 형광체 등이 포함될 수 있다. 형광체는 소망하는 색상에 따라 적절히 선정될 수 있다. 형광체는 투광성 물질층(30, 30a)을 구성하는 투광성 물질 내에 분산될 수 있다.
상술한 실시예에서는 투광성 물질층이 단일층인 경우에 대하여 설명하였으나, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 투광성 물질층은 발광소자 칩(20)으로부터 방사되는 광의 색상을 조절하기 위하여 형광체가 함유된 형광층과, 상기 형광층 및 상기 발광소자 칩(20)을 덮는 보호층을 포함하는 이중층일 수도 있다. 또한, 보호층은 렌즈 형태를 가질 수 있다. 이외에도 발광소자 패키지(1)의 적용분야에 따라서 투광성 물질층은 3층 이상의 다중층 구조를 가질 수 있다.
도 1에서는 발광소자 칩(20)의 애노우드 전극(미도시) 및 캐소우드 전극(미도시)이 세라믹 기판(10)의 표면(13)에 형성된 제1회로 패턴(41)과 전기적으로 직접 연결되는 구조가 개시되어 있으나, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 도 3에 도시된 바와 같이 발광소자 칩(20)이 세라믹 기판(10)의 표면에 직접 장착되고, 애노우드 전극(미도시) 및 캐소우드 전극(미도시)은 도전성 와이어(51)(52)에 의하여 제1회로 패턴(41)과 연결될 수도 있다. 또한, 도면으로 도시되지는 않았지만, 애노우드 전극(미도시)과 캐소우드 전극(미도시) 중 하나는 제1회로 패턴(41)과 직접 전기적으로 연결되고, 다른 하나는 도전성 와이어에 의하여 제1회로 패턴(41)과 연결될 수도 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 몰입된 캐비티(11)를 구비하는 세라믹 기판(10a)이 채용될 수도 있다. 발광소자 칩(20)은 캐비티(11)의 저면에 탑재된다. 캐비티(11)의 측면은 상향 경사지게 형성되어 발광소자 칩(20)에서 방사되는 광이 외부로 향하도록 함으로써 광효율을 높일 수 있다. 캐비티(11)의 측면은 반사면일 수 있다.
상술한 발광소자 패키지(1)에 따르면, 방열특성이 좋은 세라믹 기판(10)에 의하여 방열면적을 확대시킬 수 있어, 고출력 발광소자 패키지(1)의 동작 중에 발생되는 열을 효과적으로 발산시킬 수 있다.
발광소자 패키지(1)는 도 5에 도시된 바와 같이 세라믹 기판(10) 상에 복수의 발광소자 칩(20)을 장착하고 그 위에 투광성 물질층(30)을 형성한 후에 복수의 발광소자 칩(20) 사이에서 물질층(30) 및 세라믹 기판(10)을 절단하는 공정을 통하여 제조된다. 종래에는 절단 공정이 블레이드 휠을 이용하는 기계적 절단 방식에 의하여 수행되었으나, 이 방식은 절단 시간이 오래 걸리며 특히 세라믹 기판(10)은 절단가공이 어려운 재료여서 생산 속도가 매우 느리다. 또한, 블레이드 휠의 마모로 인하여 블레이드 휠의 교체 비용이 소요될 뿐 아니라, 기계적 가공 과정에서 발생되는 파편으로 인하여 패키지의 수율이 저하될 수도 있다.
기계적 잘단 방식 대신에 레이저를 이용하는 절단 방식을 적용하는 방안을 고려할 수 있다. 레이저 빔을 이용한 절단 가공은 매우 빠른 절단 속도를 구현할 수 있으나, 절단 대상이 단일의 물질일 필요가 있다. 즉, 레이저 빔이 절단 대상에 대하여 흡수성을 가지는 파장대역으로 선정될 필요가 있으므로, 절단 대상이 서로 다른 복수의 물질층을 구비하는 경우에는 절단이 불가능하거나 절단 속도가 매우 느려질 수 있다. 또한 물질층에 따라 레이저 빔의 파장 대역을 변환하여 가공하는 경우에는 가공 장치의 구성이 복잡해지고 절단 속도의 저하를 수반할 수 있다.
세라믹 기판(10)이 적용된 발광소자 패키지(1)는 투광성 물질층(30)과 세라믹 기판(10)을 절단하여야 하는데, 레이저 빔의 조건을 세라믹 기판(10)을 절단하는 조건으로 설정하는 경우에는 투광성 물질층(30)이 타버리거나 녹아서 그 형태가 변형되거나 물성이 변질될 수 있다. 이러한 문제는 도 5에 점선으로 도시된 바와 같이 렌즈 형태의 투광성 물질층(30)이 적용된 경우에도 마찬가지입니다.
상기한 문제점을 해결하고 빠른 절단 속도를 구현하기 위하여, 레이저 빔을 이용한 절단 공정을 수행하기 전에 기계적 절단 방식에 의하여 투광성 물질층(30)을 절단하여 세라믹 기판(10)을 노출시키고, 그 후에 레이저 빔을 이용하여 세라믹 기판(10)을 절단할 수 있다.
복수의 발광소자 칩(20) 사이의 절단 예정 선(L)을 따라 기계적 절단 장치, 예를 들어 블레이드 휠(100)을 이용하여 투광성 물질층(30)을 먼저 절단한다. 그러면, 절단 예정 선(L)을 따라 물질층(30)이 제거된 제거 홈(110)이 형성된다. 제거 홈(110)은 세라믹 기판(10)이 노출될 수 있을 정도로 형성되면 족하며, 세라믹 기판(10)까지 어느 정도 침범할 수도 있다.
기계적 절단 장치는 블레이드 휠(100)에 한정되지 않으며, 워터젯(water-jet) 절단장치, 에어로졸 젯(aerosol-jet) 절단장치 등 물질층(30)을 절단할 수 있는 어떠한 기계적 절단 장치라도 무방하다. 물질층(30)은 전술한 바와 같이 투광성 수지 물질로 형성되므로, 그 절단이 용이하여 기계적 절단 공정을 이용하더라도 높은 절단 속도의 구현이 가능하다.
제거 홈(110)을 형성한 후에 세라믹 기판(10)을 절단하는 공정은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같은 레이저 스크라이빙(scribing) 및 브레이킹(breaking) 공정에 의하여 수행될 수 있다. 레이저 스크라이빙 공정은 세라믹 기판(10)에 대하여 흡수성을 가지는, 즉 불투과성인 파장 대역을 갖는 레이저 빔(L)을 세라믹 기판(10)의 광입사면, 예를 들어 표면(13) 또는 이면(12)에 조사하여 세라믹 기판(10)에 스크라이빙 라인을 형성하는 공정을 말한다. 브레이킹 공정은 세라믹 기판(10)에 물리적 충격을 가하여 스크라이빙 라인을 따라 분리하는 공정을 말한다.
제거 홈(110)을 형성한 후에 세라믹 기판(10)을 뒤집어 이면(12)을 광입사면으로 하여 레이저 빔(L)을 기판(10)의 이면(12)에 조사한다. 레이저 빔(L)의 초점은 이면(12)에 형성된다. 레이저 빔(L)은 하나 또는 복수의 빔 스폿(F)을 이면(12)에 형성할 수 있다. 복수의 빔 스폿(F)이 형성되는 경우에는 복수의 빔 스폿(F)은 가공 방향, 즉 레이저 빔(L)과 세라믹 기판(10)의 상대이동방향으로 일렬로 배열될 수 있다. 또한, 복수의 빔 스폿(F)은 서로 이격될 수 있으며, 일부가 서로 중첩될 수도 있다. 빔 스폿(F)의 형상은 원형 또는 가공 방향으로 긴 장축을 가지는 타원형일 수 있다.
레이저 빔(L)은 절단 예정 선(C)을 따라 세라믹 기판(10)의 이면(12)에 조사된다. 레이저 빔(L)의 에너지는 세라믹 기판(10)이 용융 또는 기화되지 않고 국소적인 가열만이 발생되도록 설정될 수 있다. 기판(10)의 이면(12)에서 레이저 빔(L)에 의하여 국소적으로 가열된 부분, 즉 빔 스폿(F)이 통과된 부분은 온도가 상승되어 팽창하려는 경향을 가진다. 그러나, 빔 스폿(F) 주위는 가열되지 온도가 상승되지 않았으므로 팽창을 방해한다. 따라서, 빔 스폿(F)이 통과된 부분에는 그 반경 방향으로 국부적으로 압축 응력이 발생되며, 반경 방향에 직교하는 방향으로는 인장응력이 발생된다. 레이저 빔(L)의 에너지는 이 인장응력이 세라믹 기판(10)의 파괴 역치를 넘지 않도록 제어된다. 빔 스폿(F)이 통과된 후에 세라믹 기판(10)이 냉각되면, 다시 수축이 발생되는데, 이때에 인장응력이 증폭되면서 세라믹 기판(10)의 이면(12)에는 크랙이 발생된다. 크랙은 세라믹 기판(10)의 이면(12)으로부터 그 두께 방향으로 소정 거리만큼 연장되나, 두께 전체적으로 연장되지는 않을 수 있다. 상술한 과정에 의하여, 절단 예정 선(C)을 따라 세라믹 기판(10)의 이면(12)에 레이저 빔(L)을 조사함으로서, 도 9에 도시된 바와 같이 스크라이빙 라인(S)을 형성할 수 있다.
상술한 실시예에서는 빔 스폿(F)이 지나간 세라믹 기판(10)의 이면(12)이 자연 냉각되는 경우에 대하여 설명하였으나, 필요에 따라서는 빔 스폿(F)의 후방에서 빔 스폿(F)이 지나간 세라믹 기판(10)의 이면(12)에 냉각유체를 분사하여 냉각시 킬 수도 있다. 또한, 레이저 빔(L)을 조사하기 전에 세라믹 기판(10)의 이면(12)에 스크라이빙 라인(S)의 시발점이 되는 노치(notch) 형태의 홈(A)을 형성할 수도 있다.
상술한 공정에서는 세라믹 기판(10)의 이면(12)을 광입사면으로 하여 레이저 빔(L)을 조사하는 경우에 대하여 설명하였으나, 표면(13)을 광입사면으로 할 수도 있다. 이 경우 레이저 빔(L)은 제거 홈(110)을 통하여 세라믹 기판(10)의 표면(13)에 조사된다. 다만, 이면(12)을 광입사면으로 하는 것이 물질층(30) 및 발광소자 칩(20)에의 열영향을 줄이는 데에 유리하다.
스크라이빙 라인(S)을 형성하더라도 세라믹 기판(10)이 스크라이빙 라인(S)을 기준으로 하여 분리되지는 않는다. 따라서, 세라믹 기판(10)을 스크라이빙 라인(S)을 기준으로 하여 분리하기 위한 브레이킹 공정이 수행된다. 도 10을 참조하면, 브레이커 블레이드(120)를 이용하여 세라믹 기판(10)의 표면(13) 즉 스크라이빙 라인(S)이 형성된 이면(12)의 반대쪽 면을 누르면, 스크라이빙 라인(S)을 형성하는 크랙이 세라믹 기판(10)의 두께 방향으로 전파되면서 세라믹 기판(10)이 스크라이빙 라인(S)을 기준으로 하여 분리된다. 물론, 브레이커 블레이드(120)는 세라믹 기판(13)의 이면(12)을 누를 수도 있다.
스크라이빙 라인(S)을 세라믹 기판(10)의 표면(13)에 형성한 경우에도 브레이커 블레이드(120)을 이용하여 이면(12) 또는 표면(13)에 힘을 가하여 크랙을 세라믹 기판(10)의 두께 방향으로 전파시켜 세라믹 기판(10)을 스크라이빙 라인(S)을 기준으로 하여 분리할 수 있다.
세라믹 기판(10)은 패키징 공정, 절단 공정 등 발광소자 패키지(1)를 제조하기 위한 일련의 공정이 수행되는 동안에 도시되지 않은 운반수단에 의하여 각 공정별로 운반된다. 세라믹 기판(10)은 취성 재료이므로 운반과정에서 부분적으로 파손될 수 있다. 특히, 운반수단이 세라믹 기판(10)의 가장자리를 파지하고 운반하는 경우에는 이 과정에서 가장자리가 부서질 수 있다. 이와 같이 공정 간의 운반 과정에서 세리막 기판(10)의 파손을 방지하기 위하여, 도 9에 도시된 바와 같이 세라믹 기판(10)의 표면(13) 및/또는 이면(12)의 가장자리로부터 소정 폭(W)으로 파손방지층(돌출부)(15)이 형성되어 있다. 파손방지층(15)은 예를 들어 세라믹 기판(10)에 회로패턴(도 1 내지 도 4의 40)을 형성하는 공정에서 형성될 수 있다. 즉, 회로패턴(40)을 형성하는 공정에서 도전성 물질을 세라믹 기판(10)의 표면(13) 및/또는 이면(12)에 가장자리로부터 소정 폭(W)으로 증착, 인쇄, 또는 도금함으로써 파손 방지층(15)을 형성할 수 있다.
파손 방지층(15)은 세라믹 기판(10)의 표면(13) 및/또는 이면(12)으로부터 돌출되어 있으므로, 도 9에 일점 쇄선으로 도시된 바와 같이 브레이킹 공정에서 브레이커 블레이드의 날면이 일직선인 경우에는 날면이 세라믹 기판(10)의 표면(13) 또는 이면(12)에 닿기 전에 파손 방지층(15)에 먼저 닿게 된다. 그러면, 세라믹 기판(10)에 효과적으로 외력을 가할 수 없어, 브레이킹이 원하지 않는 방향으로 일어나는 브레이킹 불량을 초래할 가능성이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여, 도 10을 참조하면, 브레이커 블레이드(120)의 날면(121)으로부터 몰입된 몰입부(122)를 형성할 수 있다. 몰입부(122)의 폭(W1)은 파손 방지층(15)의 폭(W)보다 클 수 있다. 또한, 몰입부(122)의 깊이(D1)는 파손 방지층(15)의 두께(D)보다 클 수 있다. 한 쌍의 몰입부(122)의 간격은 파손 방지층(15)의 간격에 대응되도록 설정될 수 있다.
상기한 바와 같이 몰입부(122)를 구비하는 브레이커 블레이드(120)를 채용함으로써 브레이킹 공정에서 브레이커 블레이드(120)의 날면(121)이 세라믹 기판(10)의 표면(13) 또는 이면(12)에 직접 접촉될 수 있다. 따라서, 효과적인 브레이킹이 가능하며 브레이킹 불량을 줄일 수 있다.
세라믹 기판(10)은 장방형일 수 있다. 즉, 그 가로의 길이(X)와 세로의 길이(Y)가 다를 수 있다. 발광소자 칩(도 1 내지 도 4의 20)은 세라믹 기판(10)에 2차원 배열되므로 스크라이빙 라인(S)은 가로 및 세로의 격자 형태로 형성되며, 브레이킹 또한 가로 및 세로 방향으로 수행된다. 이 경우, 파손 방지층(15)의 가로 간격과 세로 간격이 다르므로, 각각의 경우에 맞추어 적절한 위치에 몰입부(122)가 형성된 가로용과 세로용의 브레이킹 블레이트(120)를 별도로 제작하여 가로 브레이킹 공정과 세로 브레이킹 공정에 각각 적용할 수 있다.
도 11을 참조하면, 브레이커 블레이드(120)에 제1, 제2몰입부(123)(124)를 형성할 수 있다. 제1몰입부(123)는 세라믹 기판(10)을 가로 방향으로 브레이킹하기 위한 것이며, 제2몰입부(124)는 세라믹 기판(10)을 가로 방향으로 브레이킹하기 위한 것이다. 즉, 제1몰입부(123)는 가로 방향의 제1파손 방지층(제1돌출부)(15-1)을 도피시키기 위한 것이며, 제2몰입부(124)는 세로 방향의 제2파손 방지층(제2돌출부)(15-2)을 도피시키기 위한 것이다. 이 경우 한 쌍의 제1몰입부(123)의 외측 간격과 한 쌍의 제2몰입부(124)의 외측 간격은 각각 세라믹 기판(10)의 가로의 길이(X)와 세로의 길이(Y), 엄밀하게는 제1, 제2파손 방지층(15-1)(15-2)의 간격에 각각 대응되도록 결정될 수 있다. 이와 같은 구성에 따르면, 하나의 브레이커 블레이드(120)를 가로 및 세로 방향의 브레이킹 공정에 모두 적용할 수 있다.
상기한 레이저 스크라이빙 공정과 브레이킹 공정에 의하여 발광소자 패키지(1)의 제조가 완료될 수 있다. 실험에 따르면, 패키지(1) 전체를 블레이드 소잉 방식으로 절단하는 경우의 절단 속도가 약 320 sec/Frame 정도이나, 블레이드 소잉 방식으로 제거 홈(110)을 형성하는 공정의 공정 속도는 약 35 sec/Frame, 레이저 스크라이빙 공정의 공정 속도는 약 35 sec/Frame, 브레이킹 공정의 공정 속도는 약 53 sec/Frame 정도이다. 따라서, 연속적인 공정이 이루어지는 경우 절단 속도는 브레이킹 공정의 공정 시간에 의존되며, 패키지(1) 전체를 블레이드 소잉 방식으로 절단하는 경우에 비하여 약 6배의 생산성 향상을 기대할 수 있다. 또한, 동일한 절단 속도를 구현하기 위한 절단 설비 투자 비용 역시 절감할 수 있다.
상술한 실시예는 파손 방지층(15)이 장방향의 세라믹 기판(10)의 가장자리를 따라 형성된 경우에 이에 대응되는 한 쌍의 몰입부(122) 또는 한 쌍의 제1, 제2몰입부(123)(124)를 구비하는 브레이커 블레이드(120)에 대한 것이다. 그러나, 몰입부(122)는 세라믹 기판(10)에 파손 방지층(15)이 형성된 위치에 브레이킹 공정에서 파손 방지층(15)이 몰입부(122) 내로 도피될 수 있도록 형성되면 족하며, 몰입부(122)의 그 수와 형태 및 세라믹 기판(10)의 형태에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
또한, 상술한 실시예에서는 파손 방지층(15)을 도피시키기 위한 몰입부를 구비하는 브레이커 블레이드에 관하여 설명하였으나, 그 표면 및/또는 이면으로부터 돌출된 돌출부를 구비하는 기판의 브레이킹을 위하여도 적용될 수 있음을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
1...발광소자 패키지 10, 10a...세라믹 기판
11...캐비티 12...세라믹 기판의 이면과 표면
13...세라믹 기판의 표면 15...파손 방지층
30, 30a...투광성 물질층 40...회로 패턴
41, 42...제1, 제2회로 패턴 43...비어 홀
44...도전성 물질 100...블레이드 휠
110...제거 홈 120...브레이커 블레이드
121...날면 122...몰입부
123, 124...제1, 제2몰입부 A...노치
C...절단 예정 선 D...파손 방지층의 두께
D1...몰입부의 깊이 F... 빔 스폿
S...스크라이빙 라인 W...파손 방지층의 폭
W1...몰입부의 폭
X, Y...세라믹 기판의 가로의 길이 및 세로의 길이

Claims (6)

  1. 그 표면과 이면 중 적어도 한 곳에 가장자리를 따라 돌출된 파손 방지층이 형성된 기판을 준비하는 단계;
    상기 절단 예정 선을 따라 상기 기판에 레이저 광을 조사하여 스크라이빙 라인을 형성하는 단계;
    상기 파손 방지층을 도피시키기 위하여 그 날면으로부터 몰입된 몰입부가 형성된 브레이커 블레이드로 상기 기판에 외력을 가하여 상기 절단 예정 선을 따라 상기 세라믹 기판을 절단하는 단계;를 포함하는 발광소자 패키지의 절단 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 표면에는, 복수의 발광소자 칩이 탑재되고 상기 복수의 발광소자 칩을 덮는 투광성 물질층이 형성되며,
    상기 스크라이빙 라인을 형성하기 전에, 기계적 절단 방식에 의하여 절단 예정 선을 따라 상기 복수의 발광소자 칩 사이의 상기 투광성 물질층을 제거하는 단계;를 더 포함하는 발광소자 패키지의 절단 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스크라이빙 라인은 가로 및 세로로 격자 형태로 형성되며,
    상기 몰입부는 가로방향과 세로방향에 각각 대응되어 상기 파손 방지층을 도피시키기 위한 제1, 제2몰입부가 형성된 발광소자 패키지의 절단 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 회로 패턴이 형성된 세라믹 기판인 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지의 절단 방법.
  5. 그 표면과 이면 중 적어도 한 곳에 돌출부가 형성된 기판에 스크라이빙 라인을 형성한 후에 상기 기판에 외력을 가하여 스크라이방 라인을 따라 상기 기판을 분리하기 위한 브레이커 블레이드로서,
    상기 기판에 접촉되는 날면에는 상기 돌출부를 도피시키기 위하여 상기 날면으로부터 몰입된 몰입부가 형성된 브레이커 블레이드.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 돌출부는 가로 방향과 세로 방향의 제1, 제2돌출부를 포함하며,
    상기 몰입부는 각각 상기 제1, 제2돌출부에 대응되는 제1, 제2몰입부를 포함하는 브레이커 블레이드.
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