KR20140092038A - 발광 소자 패키지 - Google Patents

Abstract

실시 예는 기판, 상기 기판 상에 이격하여 배치되고, 상부면의 면적이 서로 다른 제1 도전층 및 제2 도전층, 제1 반도체층, 활성층, 및 제2 반도체층을 포함하는 발광 구조물, 상기 제1 반도체층 상에 위치하는 제1 전극, 및 상기 제2 반도체층 상에 위치하는 제2 전극을 포함하는 발광 소자, 상기 제1 전극과 상기 제1 도전층 사이에 위치하는 제1 범프부, 상기 제2 전극과 상기 제2 도전층 사이에 위치하는 제2 범프부, 상기 제1 범프부를 상기 제1 도전층에 본딩하는 제1 접착 부재, 및 상기 제2 범프부를 상기 제2 도전층에 본딩하는 제2 접착 부재를 포함하며, 상기 제1 접착 부재와 상기 제2 접착 부재는 열전도도가 서로 다르다.

Description

발광 소자 패키지{A LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE}

실시 예는 발광 소자 패키지에 관한 것이다.

반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)나 레이저 다이오드(Laser Diode:LD)와 같은 발광 소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하다.

또한 백열 전구, 형광등, 네온등과 비교할 때, LED는 전력 소비가 적고, 높은 색온도로 인하여 시인성이 우수하고 눈부심이 적은 장점이 있다. LED가 사용되는 램프는 그 용도에 따라 백라이트(backlight), 표시 장치, 조명등, 차량용 표시등, 또는 해드 램프(head lamp) 등에 사용될 수 있다.

실시 예는 본딩의 정확도 및 방열 특성을 향상시킬 수 있는 발광 소자 패키지를 제공한다.

실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 기판; 상기 기판 상에 이격하여 배치되고, 상부면의 면적이 서로 다른 제1 도전층 및 제2 도전층; 제1 반도체층, 활성층, 및 제2 반도체층을 포함하는 발광 구조물, 상기 제1 반도체층 상에 위치하는 제1 전극, 및 상기 제2 반도체층 상에 위치하는 제2 전극을 포함하는 발광 소자; 상기 제1 전극과 상기 제1 도전층 사이에 위치하는 제1 범프부; 상기 제2 전극과 상기 제2 도전층 사이에 위치하는 제2 범프부; 상기 제1 범프부를 상기 제1 도전층에 본딩하는 제1 접착 부재; 및 상기 제2 범프부를 상기 제2 도전층에 본딩하는 제2 접착 부재를 포함하며, 상기 제1 접착 부재와 상기 제2 접착 부재는 열전도도가 서로 다르다.

상기 제1 도전층의 상부면의 면적이 상기 제2 도전층의 상부면의 면적보다 넓고, 상기 제1 접착 부재의 열전도도는 상기 제2 접착 부재의 열전도도보다 클 수 있다.

상기 제1 도전층의 상부면에는 상기 제1 범프부에 대응하는 제1 홈이 마련될 수 있고 상기 제2 도전층의 상부면에는 상기 제2 범프부에 대응하는 제2 홈이 마련될 수 있고, 상기 제1 접착 부재는 상기 제1 홈 내에 위치할 수 있고, 상기 제2 접착 부재는 상기 제2 홈 내에 위치할 수 있다.

상기 제1 접착 부재는 제1 도전성 물질과 에폭시(epoxy)를 포함하고, 상기 제2 접착 부재는 제2 도전성 물질 및 에폭시를 포함할 수 있으며, 상기 제1 도전성 물질과 상기 제2 도전성 물질은 열전도도가 다른 이종의 물질일 수 있다. 상기 제1 도전성 물질은 Ag, AuSn, SnAg, SnPb, SnCu, SnCuNi, SnAg, SAC 중 어느 하나를 포함하고, 상기 제2 도전성 물질은 PbIn, BiSn 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

또는 상기 제1 접착 부재는 제1 도전성 물질과 에폭시(epoxy)를 포함하고, 상기 제2 접착 부재는 제2 도전성 물질 및 에폭시를 포함할 수 있으며, 상기 제1 도전성 물질 및 상기 제2 도전성 물질은 동종의 물질이고, 에폭시와의 함량비가 다를 수 있다. 상기 제1 도전성 물질 및 제2 도전성 물질은 AuSn, SnAg, SnPb, SnCu, SnCuNi, SnAg, SAC, PbIn, BiSn, 및 Ag 중 선택된 어느 하나일 수 있고, 에폭시에 대한 제1 도전성 물질의 제1 함량비와 에폭시에 대한 제2 도전성 물질의 제2 함량비는 서로 다를 수 있다. 상기 제1 함량비는 상기 제2 함량비보다 클 수 있다. 상기 제1 도전성 물질 및 상기 제2 도전성 물질은 Ag이고, 상기 제1 함량비는 90% 이상이고, 상기 제2 함량비는 90% 미만일 수 있다.

상기 발광 소자 패키지는 상기 기판 아래에 서로 이격하여 배치되는 제1 방열 전극 및 제2 방열 전극; 상기 기판을 통과하여 상기 제1 방열 전극과 상기 제1 도전층을 연결하는 제1 비아; 및 상기 기판을 통과하여 상기 제2 방열 전극과 상기 제2 도전층을 연결하는 제2 비아를 더 포함할 수 있다.

실시 예는 본딩의 정확도 및 방열 특성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 단면도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 발광 소자 패키지의 AB방향의 단면도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 발광 소자의 일 실시 예를 나타낸다.
도 4는 도 2에 도시된 제1 범프부 및 제2 범프부의 일 실시 예를 나타낸다.
도 5는 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 단면도를 나타낸다.
도 6은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치의 분해 사시도이다.
도 7은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치를 나타낸다.
도 8은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 해드 램프를 나타낸다

이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.

도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 설명한다.

도 1은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)의 평면도를 나타내고, 도 2는 도 1에 도시된 발광 소자 패키지(100)의 AB 방향의 단면도를 나타낸다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 발광 소자 패키지(100)는 기판(110), 제1 도전층(121), 제2 도전층(122), 발광 소자(140), 제1 범프부(151), 제2 범프부(152), 제1 접착 부재(131), 제2 접착 부재(132), 렌즈(170), 방열 전극(180), 및 비아(191, 192)를 포함한다.

기판(110)은 실리콘 기판, 실리콘 카바이드(SiC), 질화알루미늄(aluminum nitride, AlN), 또는 세라믹 기판(예컨대, Al₂O₃) 등과 같이 절연성 또는 열전도도가 좋은 기판일 수 있다. 또한 기판(110)은 반사도가 높은 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질로 형성될 수 있다. 또한 기판(110)은 단층 구조 또는 복수 개의 층들이 적층되는 구조일 수 있다.

예컨대, 기판(110)은 가로와 세로의 길이가 각각 3.4 밀리미터(mm)인 정사각형 형상의 세라믹(Al₂O₃)일 수 있으나, 그 크기가 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 도전층(121), 및 제2 도전층(122)은 기판(110) 상에 서로 전기적으로 분리도록 이격하여 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 도전층(121)과 제2 도전층(122) 사이에는 기판(110)의 일부가 개재될 수 있다.

제1 도전층(121), 및 제2 도전층(122)은 도전성 물질, 예컨대, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 적어도 하나로 형성되거나, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 합금으로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층 구조일 수 있다. 제1 도전층(121)과 제2 도전층(122)은 발광 소자(140)에서 방출된 빛을 반사킬 수 있는 반사층의 역할도 할 수 있다.

제1 도전층(121)과 제2 도전층(122)은 두께는 서로 동일하나, 제1 도전층(121)의 상부면(121-1)의 면적은 제2 도전층(122)의 상부면(122-1)의 면적과 다를 수 있다.

예컨대, 제1 도전층(121)과 제2 도전층(122)은 두께는 서로 동일하나, 제1 도전층(121)의 상부면(121-1)의 면적이 제2 도전층(122)의 상부면(122-1)의 면적보다 넓을 수 있다.

발광 소자(140)는 제1 범프부(151) 및 제2 범프부(152)에 의하여 제1 도전층(121) 및 제2 도전층(122) 각각의 상부면과 전기적으로 연결될 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 발광 소자의 일 실시 예를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 발광 소자(140)는 기판(310), 발광 구조물(320), 전도층(330), 제1 전극(342), 및 제2 전극(344)을 포함할 수 있다.

기판(310)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질, 캐리어 웨이퍼로 형성될 수 있다. 또한 기판(310)은 열전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있으며, 전도성 기판 또는 절연성 기판일 수 있다. 예를 들어 기판(310)은 사파이어(Al₂0₃), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga₂0₃, GaAs 중 적어도 하나를 포함하는 물질일 수 있다. 이러한 기판(310)의 상면에는 요철 패턴(미도시)이 형성될 수 있다.

또한 기판(310) 위에는 2족 내지 6족 원소의 화합물 반도체를 이용한 층 또는 패턴, 예컨대, ZnO층(미도시), 버퍼층(미도시), 언도프드 반도체층(미도시) 중 적어도 한 층이 형성될 수 있다. 버퍼층 또는 언도프드 반도체층은 3족-5족 원소의 화합물 반도체를 이용하여 형성될 수 있으며, 버퍼층은 기판(310)과 발광 구조물(320) 사이의 격자 상수의 차이를 줄여주게 되며, 언도프드 반도체층은 도핑하지 않는 GaN계 반도체로 형성될 수 있다.

발광 구조물(320)은 빛을 발생하는 반도체층일 수 있으며, 제1 반도체층(322), 활성층(324), 및 제2 반도체층(326)을 포함할 수 있다.

제1 반도체층(322)은 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예컨대, 제1 반도체층(322)은 In_xAl_yGa_1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가지는 반도체일 수 있으며, n형 도펀트(예: Si, Ge, Sn 등)가 도핑될 수 있다.

활성층(324)은 제1 반도체층(322) 및 제2 반도체층(326)으로부터 제공되는 전자(electron)와 정공(hole)의 재결합(recombination) 과정에서 발생하는 에너지에 의해 광을 생성할 수 있다.

활성층(324)은 반도체 화합물, 예컨대, 3족-5족, 2족-6족의 화합물 반도체일 수 있으며, 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 등으로 형성될 수 있다. 활성층(324)이 양자우물구조인 경우에는 In_xAl_yGa_{1 -x- y}N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 우물층과 In_aAl_bGa_1-a-bN (0≤a≤1, 0≤b≤1, 0≤a+b≤1)의 조성식을 갖는 장벽층을 갖는 단일 또는 양자우물구조를 가질 수 있다. 우물층은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 낮은 밴드 갭을 갖는 물질일 수 있다.

제2 반도체층(326)은 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예컨대, 제2 반도체층(326)은 In_xAl_yGa_1-x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체일 수 있으며, p형 도펀트(예컨대, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba)가 도핑될 수 있다.

발광 구조물(320)는 제2 반도체층(326), 활성층(324) 및 제1 반도체층(322)의 일부가 제거되어 제1 반도체층(322)의 일부를 노출할 수 있다.

전도층(330)은 제2 반도체층(326) 상에 배치될 수 있다. 전도층(330)은 전반사를 감소시킬 뿐만 아니라, 투광성이 좋기 때문에 활성층(324)으로부터 제2 반도체층(326)으로 방출되는 빛의 추출 효율을 증가시킬 수 있다.

전도층(330)은 투명 전도성 산화물, 예컨대, ITO(Indium Tin Oxide), TO(Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), ATO(Antimony tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IrOx, RuOx,RuOx/ITO, Ni, Ag, Ni/IrOx/Au, 또는 Ni/IrOx/Au/ITO 중 하나 이상을 이용하여 단층 또는 다층으로 이루어질 수 있다.

전도층(330)은 광추출 효율을 향상시키기 위한 것으로, 다른 실시 예에서는 전도층(330)이 생략될 수 있다. 제1 전극(342)은 노출되는 제1 반도체층(322) 상에 배치될 수 있으며, 제2 전극(344)은 전도층(330) 상에 배치될 수 있다. 전도층(330)이 생략되는 실시 예에서는 제2 전극(344)은 제2 반도체층(326) 상에 배치될 수 있다.

발광 소자(140)의 제1 전극(342) 및 제2 전극(344)이 제1 도전층(121) 및 제2 도전층(122)을 대향하도록 발광 소자(140)는 기판(110) 상에 위치할 수 있다.

제1 범프부(151)는 발광 소자(140)의 제1 전극(342) 및 제2 전극(344) 중 어느 하나와 제1 도전층(121) 사이에 배치될 수 있고, 제2 범프부(152)는 발광 소자(140)의 제1 전극(342) 및 제2 전극(344) 중 나머지 다른 하나와 제2 도전층(122) 사이에 배치될 수 있다.

도 4는 도 2에 도시된 제1 범프부(151) 및 제2 범프부(152)의 일 실시 예를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 제1 범프부(151) 및 제2 범프부(152) 각각은 제1 확산 방지 접착층(401), 범퍼(bumper, 402), 및 제2 확산 방지 접착층(403)을 포함할 수 있다.

범퍼(402)는 발광 소자(140)의 전극(342 또는 344)과 도전층(121 또는 122) 사이에 위치하며, 양자를 전기적으로 연결할 수 있다.

제1 확산 방지 접착층(401)은 전극(342 또는 344)과 범퍼(402) 사이에 위치할 수 있으며, 범퍼(402)와 전극(342 또는 344) 사이의 접착력을 향상시킬 수 있고, 범퍼(402)에 포함된 이온이 전극(342 또는 344)을 통하여 발광 구조물(320)로 침투 또는 확산하는 것을 방지할 수 있다.

제2 확산 방지 접착층(403)은 범퍼(402)와 도전층(121 또는 122) 사이에 배치되고, 범퍼(402)와 도전층(121 또는 122) 사이의 접착력을 향상시킬 수 있고, 범퍼(402)에 포함된 이온이 도전층(121 또는 122)을 통하여 기판(110)으로 침투 또는 확산하는 것을 방지할 수 있다.

제1 및 제2 확산 방지 접착층(401, 403)은 Pt, Ti, W/Ti, Au 중 적어도 하나 또는 이들의 합금일 수 있고, 범프(402)는 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 및 주석(Sn) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

제1 접착 부재(131) 및 제2 접착 부재(132)는 도전성 물질일 수 있다.

제1 접착 부재(131)는 제1 범프부(151)를 제1 도전층(121)에 본딩(bonding)할 수 있다. 제2 접착 부재(132)는 제2 범프부(152)를 제2 도전층(122)에 본딩할 수 있다.

제1 접착 부재(131)과 제2 접착 부재(132)의 열전도도는 서로 다를 수 있다. 예컨대, 제1 접착 부재(131)의 열전도도는 제2 접착 부재(132)의 열전도도보다 더 클 수 있다.

접착 부재(131, 1332)와 범프부(151, 152)의 본딩 방식은 플립 칩(Flip chip) 본딩 방식일 수 있으며, 제1 접착 부재(131) 및 제2 접착 부재(132)는 패이스트(paste) 형태일 수 있다.

제1 접착 부재(131)는 제1 도전성 물질과 에폭시(epoxy)를 포함할 수 있으며, 제2 접착 부재(132)는 제2 도전성 물질 및 에폭시를 포함할 수 있다.

제1 도전성 물질 및 제2 도전성 물질은 열전도도가 다른 이종의 물질일 수 있다. 예컨대, 제1 도전성 물질은 Ag, AuSn, SnAg, SnPb, SnCu, SnCuNi, SnAg, SAC 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 제2 도전성 물질은 PbIn, BiSn 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

또는 제1 도전성 물질 및 제2 도전성 물질은 동종의 물질이나, 에폭시와의 함량비가 다를 수 있다. 예컨대, 제1 도전성 물질 및 제2 도전성 물질 각각은 AuSn, SnAg, SnPb, SnCu, SnCuNi, SnAg, SAC, PbIn, BiSn, 및 Ag 중 선택된 어느 하나로서, 동종의 물질일 수 있다. 다만 에폭시에 대한 제1 도전성 물질의 함량비(이하 "제1 함량비"라 한다)와 에폭시에 대한 제2 도전성 물질의 함량비(이하 "제2 함량비"라 한다)가 서로 다를 수 있다. 예컨대, 제1 함량비는 제2 함량비보다 더 클 수 있다.

예컨대, 제1 접착 부재(131) 및 제2 접착 부재(132) 각각은 Ag 및 에폭시를 포함하며, 제1 함량비는 90% 이상일 수 있고, 제2 함량비는 90% 미만일 수 있다.

렌즈(170)는 기판(110) 상에 위치하며, 발광 소자(140)을 밀봉하도록 감쌀 수 있다. 렌즈(170)는 발광 소자(140)로부터 방출된 빛의 경로를 변경하는 역할을 할 수 있다. 렌즈(170)는 돔 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

렌즈(170)는 발광 소자(140)로부터 발생하는 열에 내성이 강하고, 경도가 높고, 신뢰성이 좋은 투명성의 열경화성 수지, 예컨대, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 글래스(glass), 글래스 세라믹(glass ceramic), 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 나일론 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 염화비닐 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌 수지, 테프론 수지, 폴리스틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리올레핀 수지 등일 수 있다.

렌즈(170)는 발광 소자(140)로부터 조사되는 빛의 파장을 변환하기 위하여 형광체를 포함할 수 있다. 이때 형광체는 종류가 하나 이상일 수 있으며, 실리케이트(silicate)계 형광체, YAG계 형광체 또는 나이트라이드(Nitride)계 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예컨대, 실리케이트계 형광체는 Ca₂SiO₄:Eu, Sr₂SiO₄:Eu, Sr₃SiO₅:Eu, Ba₂SiO₄:Eu, 및 (Ca, Sr, Ba)₂SiO₄:Eu)일 수 있고, YAG계 형광체는 Y₃Al₅O₁₂:Ce, (Y,Gd)₃Al₅O₁₂:Ce)일 수 있고, 나이트라이드계 형광체는 Ca₂Si₅N₈:Eu, CaAlSiN₂:Eu, (Sr, Ca)AlSiN₂:Eu, α,β-SiAlON:Eu일 수 있다.

방열 전극(180)은 기판(110)의 뒷면에는 배치될 수 있다. 방열 전극(180)은 열전도성이 우수한 물질로 이루어지고, 발광 소자 패키지(100)로부터 발생하는 열을 방출시키는 경로로 작용할 수 있다. 방열 전극(180)의 수는 복수 개일 수 있고, 복수의 방열 전극들(예컨대, 181, 182)은 기판(110) 아래에 서로 이격하여 배치될 수 있다.

비아(191, 192)는 기판(110)을 관통하여 도전층들(121, 122)과 방열 전극(181, 183)을 연결할 수 있다. 비아(191, 192)는 기판(110)에 마련되는 비아 홀 내에 도전 물질이 채워진 관통 전극일 수 있다.

예컨대, 제1 비아(191)는 제1 도전층(121)과 제1 방열 전극(181)을 연결할 수 있고, 제2 비아(192)는 제2 도전층(122)과 제2 방열 전극(182)을 연결할 수 있다. 이때 제1 및 제2 도전층(121,122)은 기판(110)의 상부에 위치하는 상부 전극의 역할을 할 수 있고, 제1 및 제2 방열 전극(181, 182)은 기판(110)의 하부에 위치하는 하부 전극의 역할을 할 수 있고, 비아는 양자를 서로 전기적으로 연결하는 연결 전극의 역할을 할 수 있다.

실시 예는 면적이 열전도도가 다른 접착 부재를 사용하여 발광 소자(140)를 면적이 다른 제1 도전층(121)과 제2 도전층(122)에 본딩함으로써, 방열 특성을 향상시킬 수 있다. 즉 실시 예는 제2 접착 부재(132)의 열전도도보다 제1 접착 부재(131)의 열전도도가 더 크기 때문에, 발광 소자(140)로부터 발생하는 열은 제1 도전층(121)으로 더 많이 방출될 수 있다. 그리고 제1 도전층(121)의 면적은 제2 도전층(122)의 면적보다 넓기 때문에 발광 소자(140)로부터 방출된 열을 외부로 더 많이 방출시킬 수 있다.

도 5는 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(200)의 단면도를 나타낸다. 도 2와 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 앞에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.

도 5를 참조하면, 발광 소자 패키지(200)의 제1 도전층(121-1)은 상부면에 제1 홈(451)을 가질 수 있고, 제2 도전층(122-1)은 상부면에 제2 홈(452)을 가질 수 있다. 제1 홈(451) 및 제2 홈(452)은 제1 도전층(121-1) 및 제2 도전층(122-1)을 펀칭하여 형성되는 펀칭 홀(punching hole)일 수 있으며, 기판(110)을 노출하지 않을 수 있다.

제1 홈(451)은 제1 범프부(151)에 대응 또는 정렬하여 제1 도전층(121-1)의 상부면에 마련될 수 있으며, 제1 범프부(151)가 삽입될 수 있는 형상일 수 있다. 제2 홈(452)은 제2 범프부(152)에 대응 또는 정렬하여 제2 도전층(122-1)의 상부면에 마련될 수 있으며, 제2 범프부(152)가 삽입될 수 있는 형상일 수 있다.

제1 접착 부재(131-1)는 제1 홈(451) 내에 위치할 수 있고, 제2 접착 부재(132-1)는 제2 홈(452) 내에 위치할 수 있다.

제1 범프부(151)는 제1 홈(451) 내에 삽입될 수 있고, 삽입된 제1 범프부(151)는 제1 접착 부재(131-1)에 의하여 제1 도전층(121-1)에 본딩될 수 있다.

제2 범프부(152)는 제2 홈(452) 내에 삽입될 수 있고, 삽입된 제2 범프부(152)는 제2 접착 부재(132-1)에 의하여 제2 도전층(122-1)에 본딩될 수 있다.

이와 같이 범프부(151 또는 152)가 도전층(121 또는 122)에 마련된 홈(451 또는 452) 내에 삽입된 상태에서 접착 부재(131-1 또는 132-1)에 의하여 본딩되기 때문에, 실시 예는 본딩의 정확도를 향상시킬 수 있고, 접합 면적을 향상시킬 수 있어 방열 특성을 향상시킬 수 있다.

도 5에 도시된 제1 접착 부재(131-1)는 도 2에서 설명한 제1 접착 부재(131)와 동일할 수 있고, 도 5에 도시된 제2 접착 부재(132-1)는 도 2에서 설명한 제2 접착 부재(132)와 동일할 수 있다.

도 5에 도시된 실시 예(200)는 본딩의 정확도 및 방열 특성을 향상시킬 수 있다.

도 6은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치의 분해 사시도이다.

도 6을 참조하면, 조명 장치는 광을 투사하는 광원(750)과, 광원의 열을 방출하는 방열부(740)와, 광원(750)과 방열부(740)를 수납하는 하우징(700)과, 광원(750)과 방열부(740)를 하우징(700)에 결합하는 홀더(760)를 포함한다.

하우징(700)은 전기 소켓(미도시)에 결합되는 소켓 결합부(710)와, 소켓 결합부(710)와 연결되고 광원(750)이 내장되는 몸체부(730)를 포함할 수 있다. 몸체부(730)에는 하나의 공기 유동구(720)가 관통하여 형성될 수 있다.

하우징(700)의 몸체부(730) 상에 복수 개의 공기 유동구(720)가 구비될 수 있으며, 공기 유동구(720)는 하나이거나, 복수 개일 수 있다. 공기 유동구(720)는 몸체부(730)에 방사상으로 배치되거나 다양한 형태로 배치될 수 있다.

광원(750)은 기판(754) 상에 실장되는 복수 개의 발광 소자 패키지(752)를 포함할 수 있다. 기판(754)은 하우징(700)의 개구부에 삽입될 수 있는 형상일 수 있으며, 후술하는 바와 같이 방열부(740)로 열을 전달하기 위하여 열전도율이 높은 물질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 발광 소자 패키지(752)는 상술한 실시 예들(100, 200) 중 어느 하나일 수 있다.

광원(750)의 하부에는 홀더(760)가 구비되며, 홀더(760)는 프레임 및 다른 공기 유동구를 포함할 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나 광원(750)의 하부에는 광학 부재가 구비되어 광원(750)의 발광 소자 패키지(752)에서 투사되는 빛을 확산, 산란 또는 수렴시킬 수 있다.

도 7은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치를 나타낸다. 도 7을 참조하면, 표시 장치(800)는 바텀 커버(810)와, 바텀 커버(810) 상에 배치되는 반사판(820)과, 광을 방출하는 발광 모듈(830, 835)과, 반사판(820)의 전방에 배치되며 상기 발광 모듈(830,835)에서 발산되는 빛을 표시 장치 전방으로 안내하는 도광판(840)과, 도광판(840)의 전방에 배치되는 프리즘 시트들(850,860)을 포함하는 광학 시트와, 광학 시트 전방에 배치되는 디스플레이 패널(870)과, 디스플레이 패널(870)과 연결되고 디스플레이 패널(870)에 화상 신호를 공급하는 화상 신호 출력 회로(872)와, 디스플레이 패널(870)의 전방에 배치되는 컬러 필터(880)를 포함할 수 있다. 여기서 바텀 커버(810), 반사판(820), 발광 모듈(830,835), 도광판(840), 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다.

발광 모듈은 기판(830) 상에 실장되는 발광 소자 패키지들(835)을 포함할 수 있다. 여기서, 기판(830)은 PCB 등이 사용될 수 있으며, 발광 소자 패키지(835)는 실시 예들(100, 200) 중 어느 하나일 수 있다.

바텀 커버(810)는 표시 장치(800) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 그리고, 반사판(820)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있으며, 도광판(840)의 후면이나, 바텀 커버(810)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.

여기서, 반사판(820)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.

그리고, 도광판(830)은 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다.

그리고, 제1 프리즘 시트(850)는 지지 필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성될 수 있으며, 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.

그리고, 제2 프리즘 시트(860)에서 지지 필름 일면의 마루와 골의 방향은, 제1 프리즘 시트(850) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 발광 모듈과 반사 시트로부터 전달된 빛을 디스플레이 패널(1870)의 전면으로 고르게 분산하기 위함이다.

그리고, 도시되지는 않았으나, 도광판(840)과 제1 프리즘 시트(850) 사이에 확산 시트가 배치될 수 있다. 확산 시트는 폴리에스터와 폴리카보네이트 계열의 재료로 이루어질 수 있으며, 백라이트 유닛으로부터 입사된 빛을 굴절과 산란을 통하여 광 투사각을 최대로 넓힐 수 있다. 그리고, 확산 시트는 광확산제를 포함하는 지지층과, 광출사면(제1 프리즘 시트 방향)과 광입사면(반사시트 방향)에 형성되며 광확산제를 포함하지 않는 제1 레이어와 제2 레이어를 포함할 수 있다.

실시 예에서 확산 시트, 제1 프리즘시트(850), 및 제2 프리즘시트(860)가 광학 시트를 이루는데, 광학 시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.

디스플레이 패널(870)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널(860) 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 표시 장치가 구비될 수 있다.

도 8은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 해드 램프(head lamp, 900)를 나타낸다. 도 8을 참조하면, 해드 램프(900)는 발광 모듈(901), 리플렉터(reflector, 902), 쉐이드(903), 및 렌즈(904)를 포함한다.

발광 모듈(901)은 기판(미도시) 상에 배치되는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지들(100, 200) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

리플렉터(902)는 발광 모듈(901)로부터 조사되는 빛(911)을 일정 방향, 예컨대, 전방(912)으로 반사시킨다.

쉐이드(903)는 리플렉터(902)와 렌즈(904) 사이에 배치되며, 리플렉터(902)에 의하여 반사되어 렌즈(904)로 향하는 빛의 일부분을 차단 또는 반사하여 설계자가 원하는 배광 패턴을 이루도록 하는 부재로서, 쉐이드(903)의 일측부(903-1)와 타측부(903-2)는 서로 높이가 다를 수 있다.

발광 모듈(901)로부터 조사되는 빛은 리플렉터(902) 및 쉐이드(903)에서 반사된 후 렌즈(904)를 투과하여 차체 전방을 향할 수 있다. 렌즈(904)는 리플렉터(902)에 의하여 반사된 빛을 전방으로 굴절시킬 수 있다.

이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 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 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110: 기판 121,122: 도전층
131,132: 접착 부재 140: 발광 소자
151, 152: 범프부 170: 렌즈
180: 방열 전극 191,192: 비아
451,452: 홈부.

Claims (10)

1. 기판;
   상기 기판 상에 이격하여 배치되고, 상부면의 면적이 서로 다른 제1 도전층 및 제2 도전층;
   제1 반도체층, 활성층, 및 제2 반도체층을 포함하는 발광 구조물, 상기 제1 반도체층 상에 위치하는 제1 전극, 및 상기 제2 반도체층 상에 위치하는 제2 전극을 포함하는 발광 소자;
   상기 제1 전극과 상기 제1 도전층 사이에 위치하는 제1 범프부;
   상기 제2 전극과 상기 제2 도전층 사이에 위치하는 제2 범프부;
   상기 제1 범프부를 상기 제1 도전층에 본딩하는 제1 접착 부재; 및
   상기 제2 범프부를 상기 제2 도전층에 본딩하는 제2 접착 부재를 포함하며,
   상기 제1 접착 부재와 상기 제2 접착 부재는 열전도도가 서로 다른 발광 소자 패키지.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 도전층의 상부면의 면적이 상기 제2 도전층의 상부면의 면적보다 넓고, 상기 제1 접착 부재의 열전도도는 상기 제2 접착 부재의 열전도도보다 큰 발광 소자 패키지.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1 도전층의 상부면에는 상기 제1 범프부에 대응하는 제1 홈이 마련되고 상기 제2 도전층의 상부면에는 상기 제2 범프부에 대응하는 제2 홈이 마련되며,
   상기 제1 접착 부재는 상기 제1 홈 내에 위치하고, 상기 제2 접착 부재는 상기 제2 홈 내에 위치하는 발광 소자 패키지.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 접착 부재는 제1 도전성 물질과 에폭시(epoxy)를 포함하고, 상기 제2 접착 부재는 제2 도전성 물질 및 에폭시를 포함하며,
   상기 제1 도전성 물질과 상기 제2 도전성 물질은 열전도도가 다른 이종의 물질인 발광 소자 패키지.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 도전성 물질은 Ag, AuSn, SnAg, SnPb, SnCu, SnCuNi, SnAg, SAC 중 어느 하나를 포함하고, 상기 제2 도전성 물질은 PbIn, BiSn 중 어느 하나를 포함하는 발광 소자 패키지.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 접착 부재는 제1 도전성 물질과 에폭시(epoxy)를 포함하고, 상기 제2 접착 부재는 제2 도전성 물질 및 에폭시를 포함하며,
   상기 제1 도전성 물질 및 상기 제2 도전성 물질은 동종의 물질이고, 에폭시와의 함량비가 다른 발광 소자 패키지.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 도전성 물질 및 제2 도전성 물질은 AuSn, SnAg, SnPb, SnCu, SnCuNi, SnAg, SAC, PbIn, BiSn, 및 Ag 중 선택된 어느 하나이고,
   에폭시에 대한 제1 도전성 물질의 제1 함량비와 에폭시에 대한 제2 도전성 물질의 제2 함량비는 서로 다른 발광 소자 패키지.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 함량비는 상기 제2 함량비보다 큰 발광 소자 패키지.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제1 도전성 물질 및 상기 제2 도전성 물질은 Ag이고, 상기 제1 함량비는 90% 이상이고, 상기 제2 함량비는 90% 미만인 발광 소자 패키지.
10. 제1항에 있어서,
    상기 기판 아래에 서로 이격하여 배치되는 제1 방열 전극 및 제2 방열 전극;
    상기 기판을 통과하여 상기 제1 방열 전극과 상기 제1 도전층을 연결하는 제1 비아; 및
    상기 기판을 통과하여 상기 제2 방열 전극과 상기 제2 도전층을 연결하는 제2 비아를 더 포함하는 발광 소자 패키지.

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