KR20170025322A - 발광 소자 패키지 및 발광 장치 - Google Patents

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Abstract

실시 예의 발광 소자 패키지는 서로 전기적으로 이격된 제1 및 제2 리드 프레임과, 제1 또는 제2 리드 프레임 중 적어도 하나와 함께 캐비티를 정의하는 경사면을 포함하는 패키지 몸체와, 제1 또는 제2 리드 프레임 중 적어도 하나의 소자 영역에 배치된 적어도 하나의 소자부 및 적어도 하나의 소자부를 제1 또는 제2 리드 프레임 중 적어도 하나의 본딩 영역에 연결하는 적어도 하나의 와이어를 포함하고, 패키지 몸체는 적어도 하나의 소자부의 측부 모서리를 바라보는 위치에서 본딩 영역을 노출시키도록 배치된 적어도 하나의 홈부를 포함할 수 있다.

Description

발광 소자 패키지 및 발광 장치{Light emitting device package}
실시 예는 발광 소자 패키지 및 발광 장치에 관한 것이다.
반도체의 Ⅲ-Ⅴ족 또는 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(LD:Laser Diode)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 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비 전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL:Cold Cathode Fluorescenece Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.
이러한 발광 소자가 패키지 형태로 구현될 경우, 발광 소자 또는 제너 다이오드 중 적어도 하나는 리드 프레임과 와이어에 의해 연결될 수 있다. 이때, 와이어가 연결되는 해당 리드 프레임의 본딩 영역이 노출됨으로 인해 발광 소자 패키지의 광 손실이 야기될 수 있다.
실시 예는 본딩 영역에 의한 광 손실을 최소화시킬 수 있는 발광 소자 패키지 및 발광 장치를 제공한다.
일 실시 예에 의한 발광 소자 패키지는 서로 전기적으로 이격된 제1 및 제2 리드 프레임; 상기 제1 또는 제2 리드 프레임 중 적어도 하나와 함께 캐비티를 정의하는 경사면을 포함하는 패키지 몸체; 상기 제1 또는 제2 리드 프레임 중 적어도 하나의 소자 영역에 배치된 적어도 하나의 소자부; 및 상기 적어도 하나의 소자부를 상기 제1 또는 제2 리드 프레임 중 적어도 하나의 본딩 영역에 연결하는 적어도 하나의 와이어를 포함하고, 상기 패키지 몸체는 상기 적어도 하나의 소자부의 측부 모서리를 바라보는 위치에서 상기 본딩 영역을 노출시키도록 배치된 적어도 하나의 홈부를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 적어도 하나의 홈부는 상기 경사면의 절곡부에 배치될 수 있다. 또한, 상기 적어도 하나의 홈부는 상기 캐비티의 바닥면의 변보다 귀퉁이에 가깝게 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 적어도 하나의 소자부는 제1 및 제2 도전형 반도체층과 활성층을 갖는 발광 구조물을 포함하며 상기 제2 리드 프레임 위에 배치된 발광 소자를 포함할 수 있다. 또한, 상기 적어도 하나의 소자부는 상기 제1 리드 프레임 위에 배치된 제너 다이오드를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 적어도 하나의 와이어는 상기 제너 다이오드와 상기 제2 리드 프레임을 전기적으로 연결하는 제1 와이어를 포함할 수 있다. 또한, 상기 적어도 하나의 와이어는 상기 발광 소자의 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제1 리드 프레임을 전기적으로 연결하는 제2 와이어를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 적어도 하나의 와이어는 상기 발광 소자의 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 제2 리드 프레임을 전기적으로 연결하는 제3 와이어를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 발광 소자의 제1 및 제2 도전형 반도체층은 상기 제1 및 제2 리드 프레임과 각각 전기적으로 직접 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 적어도 하나의 본딩 영역은 제1 내지 제3 본딩 영역을 포함하고, 상기 적어도 하나의 홈부는 상기 제1 와이어가 연결되는 상기 제2 리드 프레임의 상기 제1 본딩 영역을 노출시키는 제1 홈부; 상기 제2 와이어가 연결되는 상기 제1 리드 프레임의 상기 제2 본딩 영역을 노출시키는 제2 홈부; 및 상기 제3 와이어가 연결되는 상기 제2 리드 프레임의 상기 제3 본딩 영역을 노출시키는 제3 홈부를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 발광 소자의 상기 제2 도전형 반도체층은 상기 제2 리드 프레임과 전기적으로 직접 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 캐비티의 바닥면은 원형, 타원형 또는 다각형 평면 형상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 본딩 영역과 상기 소자 영역은 서로 연결된 평면 형상을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 제너 다이오드는 상기 패키지 몸체에 형성된 관통홀을 통해 노출되고, 상기 관통홀은 상기 경사면의 절곡부에 위치할 수 있다.
예를 들어, 상기 발광 소자 패키지는, 상기 제1 및 제2 리드 프레임을 전기적으로 이격시키는 절연층을 더 포함하고, 상기 제2 홈부는 상기 제2 본딩 영역과 상기 절연층과 상기 제2 리드 프레임을 노출시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 적어도 하나의 홈부는 원형 또는 다각형 평면 형상 중 적어도 하나의 평면 형상을 가질 수 있다.
다른 실시 예에 의한 발광 장치는, 상기 발광 소자 패키지를 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지 및 발광 장치는 개선된 광 추출 효율을 갖는 발광 소자 패키지 및 발광 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 의한 발광 소자 패키지의 상부 사시도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 발광 소자 패키지의 정면도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 발광 소자 패키지의 배면도를 나타낸다.
도 4는 도 1에 도시된 발광 소자 패키지의 좌측면도를 나타낸다.
도 5는 도 1에 도시된 발광 소자 패키지의 우측면도를 나타낸다.
도 6은 도 1에 도시된 발광 소자 패키지의 평면도를 나타낸다.
도 7은 도 1에 도시된 발광 소자 패키지의 일 실시 예에 의한 저면도를 나타낸다.
도 8은 도 6에 도시된 A-A'선을 따라 절개한 단면도를 나타낸다.
도 9는 도 1 및 도 6에 도시된 발광 소자의 일 실시 예에 의한 단면도를 나타낸다.
도 10은 도 1 및 도 6에 각각 도시된 발광 소자의 다른 실시 예에 의한 단면도를 나타낸다.
도 11a 내지 도 11c는 도 6에 도시된 'A' 부분의 실시 예를 확대 도시한 평면도를 나타낸다.
도 12는 다른 실시 예에 의한 발광 소자 패키지의 상부 사시도를 나타낸다.
도 13은 도 12에 도시된 발광 소자 패키지의 평면도를 나타낸다.
도 14는 도 12에 도시된 발광 소자 패키지를 B-B'선을 따라 절개한 단면도를 나타낸다.
도 15는 또 다른 실시 예에 의한 발광 소자 패키지의 상부 사시도를 나타낸다.
도 16은 도 15에 도시된 발광 소자 패키지의 평면도를 나타낸다.
도 17은 도 16에 도시된 발광 소자 패키지를 C-C'선을 따라 절개한 단면도를 나타낸다.
도 18은 도 17에 도시된 발광 소자를 확대 도시한 단면도를 나타낸다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)는 데카르트 좌표계를 이용하여 설명되지만, 다른 좌표계를 이용하여 설명될 수 있음은 물론이다. 데카르트 좌표계에서, 각 도면에 도시된 x축과, y축과, z축은 서로 직교할 수도 있고 교차할 수도 있다.
도 1은 일 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100A)의 상부 사시도를 나타내고, 도 2는 도 1에 도시된 발광 소자 패키지(100A)의 정면도를 나타내고, 도 3은 도 1에 도시된 발광 소자 패키지(100A)의 배면도를 나타내고, 도 4는 도 1에 도시된 발광 소자 패키지(100A)의 좌측면도를 나타내고, 도 5는 도 1에 도시된 발광 소자 패키지(100A)의 우측면도를 나타내고, 도 6은 도 1에 도시된 발광 소자 패키지(100A)의 평면도를 나타내고, 도 7은 도 1에 도시된 발광 소자 패키지(100A)의 일 실시 예에 의한 저면도를 나타내고, 도 8은 도 6에 도시된 A-A'선을 따라 절개한 단면도를 나타낸다.
이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 일 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100A)를 설명하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 도 1에 도시된 발광 소자 패키지(100A)는 도 6 및 도 8에 각각 도시된 평면도 및 단면도와 다른 평면도 및 단면도를 가질 수 있고, 도 6에 도시된 발광 소자 패키지(100A)는 도 1 및 도 8에 도시된 사시도 및 단면도와 다른 사시도 및 단면도를 가질 수 있고, 도 8에 도시된 발광 소자 패키지(100A)는 도 1 및 도 6에 각각 도시된 사시도 및 평면도와 다른 사시도 및 평면도를 가질 수 있다.
일 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100A)는 제1 및 제2 리드 프레임(lead frame)(LF1, LF2), 패키지 몸체(110), 절연층(114), 발광 소자(120), 제1 내지 제3 와이어(132, 134, 136), 제너 다이오드(ZD:Zener Diode)(140) 및 몰딩 부재(150)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 리드 프레임(LF1, LF2)은 서로 전기적으로 이격되어 배치될 수 있다. 이를 위해, 절연층(114)이 제1 및 제2 리드 프레임(LF1, LF2) 사이에 배치되어, 제1 및 제2 리드 프레임(LF1, LF2)을 서로 전기적으로 절연시킬 수 있다. 제1 및 제2 리드 프레임(LF1, LF2)은 y축 방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 도 6에 예시된 바와 같이 절연층(114)은 굴곡진 평면 형상을 가질 수 있다. 도 6을 참조하면, 제1 리드 프레임(LF1)과 접하는 절연층(114)의 제1 경계부(114-1)와 제2 리드 프레임(LF2)과 접하는 절연층(114)의 제2 경계부(114-2)가 점선으로 표시되어 있다. 점선으로 표시된 절연층(114)은 굴곡진 평면 형상을 가짐을 알 수 있다.
도 1 내지 도 4 및 도 6 내지 도 8을 참조하면, 제1 리드 프레임(LF1)은 제1 측부(LF1-S), 제2 본딩 영역(BA2) 및 제2 소자 영역(DA2)을 포함할 수 있다. 또한, 도 1 내지 도 3 및 도 5 내지 도 8을 참조하면, 제2 리드 프레임(LF2)은 제2 측부(LF2-S), 제1 및 제3 본딩 영역(BA1, BA3) 및 제1 소자 영역(DA1)을 포함할 수 있다.
제1 측부(LF1-S)는 패키지 몸체(110)의 복수의 측면 중에서 일측면(S1)으로부터 돌출된 형상을 가질 수 있다. 제2 측부(LF2-S)는 패키지 몸체(110)의 일측면(S1)의 반대측면(S2)으로부터 돌출된 형상을 가질 수 있다. 그러나, 실시 예는 제1 및 제2 측부(LF1-S, LF2-S)의 특정한 형상에 국한되지 않는다.
또한, 도 2를 참조하면, 패키지 몸체(110)의 일측면(S1)은 발광 소자(120)의 두께 방향인 z축 방향과 나란한 방향으로 가상의 수직선을 기준으로 일정한 각도(θ0)만큼 경사지게 형성될 수 있다. 이는 패키지 몸체(110)를 제조할 때, 금형으로부터 패키지 몸체(110)를 용이하게 분리하기 위함이다. 예를 들어, 일정한 각도(θ0)는 5° 이상일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
또한, 패키지 몸체(110)의 반대측면(S2)의 경우에도 일측면(S1)과 마찬가지로, 일정한 각도만큼 경사질 수 있다. 또한, 일측면(S1) 및 반대측면(S2)은 패키지 몸체(110)의 y축 방향으로의 외벽면이며, 패키지 몸체(110)의 x축 방향으로의 외벽면 역시 일측면(S1)과 마찬가지로 일정한 각도만큼 경사지게 형성될 수 있다.
제1 내지 제3 본딩 영역(BA1, BA2, BA3), 제1 및 제2 소자 영역(DA1, DA2)에 대해서는 상세히 후술된다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 리드 프레임(LF1)과 제2 리드 프레임(LF2) 각각은 패키지 몸체(110)의 저면(S3)으로 노출될 수 있다.
제1 및 제2 리드 프레임(LF1, LF2) 각각은 금속과 같은 전도성 재질, 예컨대, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 하나, 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층 구조일 수 있다.
절연층(114)은 SiO2, TiO2, ZrO2, Si3N4, Al2O3, 또는 MgF2 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 실시 예는 절연층(114)의 물질에 국한되지 않는다.
또한, 절연층(114)과 패키지 몸체(110)는 별개의 층일 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 패키지 몸체(110)가 절연 물질을 포함하여 전기적 절연성을 가질 경우, 절연층(114)과 패키지 몸체(110)는 일체로 형성될 수 있다.
또한, 도 8을 참조하면, 발광 소자 패키지(100A)의 패키지 몸체(110)는 절연층(114)의 일부를 덮고 타부를 노출시키며, 제2 리드 프레임(LF2)에서 제1 소자 영역(DA1)과 제1 내지 제3 본딩 영역(BA1, BA2, BA3)을 노출시키는 것으로 도시되어 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 패키지 몸체(110)는 절연층(114)의 전체를 덮을 수도 있으며, 제1 리드 프레임(LF1)의 제2 소자 영역(DA2)을 노출시킬 수도 있다.
또한, 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100A)에서 패키지 몸체(110)의 경사면(112)은 노출된 제1 또는 제2 리드 프레임(LF1, LF2) 중 적어도 하나의 전면(front surface)과 함께 캐비티(C:Cavity)를 정의할 수 있다. 즉, 패키지 몸체(110)의 경사면(112)은 패키지 몸체(110)에 의해 덮이지 않고 노출된 제1 또는 제2 리드 프레임(LF1, LF2) 중 적어도 하나의 전면(front surface)과 함께 캐비티(C)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 도 8을 참조하면 경사면(112)은 패키지 몸체(110)에 의해 덮이지 않고 노출된 제2 리드 프레임(LF2)의 전면(front surface)과 함께 캐비티(C)를 형성할 수 있다.
또한, 캐비티(C)의 상부 가장 자리(CE)는 원형, 다각형, 타원형, 컵 형상, 또는 오목한 용기 평면 형상 등을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 6을 참조하면, 캐비티(C)의 상부 가장 자리(CE)는 사각형 평면 형상을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
또한, 패키지 몸체(110)의 경사면(112)은 제1 또는 제2 리드 프레임(LF1, LF2) 중 적어도 하나의 노출된 전면(front surface)(또는, 노출된 탑면(LFT1, LFT2))에 대하여 수직이거나 경사질 수 있다. 도 1 및 도 6의 경우 경사면(112)은 4개의 절곡부(111A, 111B, 111C, 111D)를 형성하는 4개의 경사면(112A, 112B, 112C, 112D)으로 이루어진 것으로 예시되어 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
또한, 도 8을 참조하면, 경사면(112, 112D)과 제1 리드 프레임(LF1)의 탑면( LFT1)이 이루는 제1 각도(θ1) 및 경사면(112, 112B)과 제2 리드 프레임(LF2)의 탑면(LFT2)이 이루는 제2 각도(θ2) 각각은 예각일 수 있으나, 실시 예는 제1 및 제2 각도(θ1, θ2)의 특정한 값에 국한되지 않는다.
패키지 몸체(110)의 경사면(112)이 캐비티(C)의 바닥면(CB)에 대해 경사질 경우, 캐비티(C)의 폭(W)은 캐비티(C)의 바닥면(CB)으로부터 멀어질수록(즉, +z축 방향으로 갈수록) 넓어질 수 있다. 즉, 캐비티(C)의 폭(W)은 발광 소자(120, 120A)가 배치되는 캐비티(C)의 바닥면(CB)에서 가장 좁고, 패키지 몸체(110)의 탑면에서 가장 클 수 있다.
또한, 캐비티(C)의 노출된 바닥면(CB)의 전체 평면적은 발광 소자(120)의 크기에 따라 가변될 수 있다.
또한, 패키지 몸체(110)의 경사면(112)은 발광 소자(120, 120A)의 둘레에 배치되어, 발광 소자(120, 120A)로부터 방출되는 광을 반사시킬 수 있다. 이 경우, 경사면(112)의 반사도는 노출된 제1 또는 제2 리드 프레임(LF1, LF2) 중 적어도 하나의 전면(front surface)의 반사도보다 높을 수 있다. 예를 들어, 패키지 몸체(110)에 의해 덮이지 않고 노출된 제2 리드 프레임(LF2)은 발광 소자(120, 120A)로부터 발생하는 빛을 반사시키기 위해 반사 물질 예컨대, 은(Ag)으로 이루어질 수 있고, 경사면(112)은 제2 리드 프레임(LF2)보다 반사도가 높은 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질로 형성될 수 있다.
또한, 도시된 패키지 몸체(110)의 경사면(112)은 평평한 단면 형상을 갖지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 후술되는 도 14에 도시된 바와 같이 단차진 계단 단면 형상을 가질 수도 있고, 비록 도시되지는 않았지만 경사면(112)은 오목하거나 볼록한 단면 형상을 가질 수도 있다.
따라서, 도 8에 도시된 경사면(112)는 도 14에 도시된 바와 같이 단차진 계단 단면 형상을 가질 수도 있고, 볼록하거나 오목한 단면 형상을 가질 수도 있다. 또는, 도 14에 도시된 패키지 몸체(110)는 오목하거나 볼록한 단면 형상을 가질 수도 있다. 또는, 도 17에 도시된 패키지 몸체(110)는 오목하거나 도 14에 도시된 바와 같이 단차진 계단 단면 형상을 가질 수도 있다.
또한, 경사면(112)은 적어도 하나의 절곡부를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 1, 도 6, 도 15 및 도 16에 예시된 바와 같이, 경사면(112)은 제1 내지 제4 절곡부(111A, 111B, 111C, 111D)를 포함할 수도 있다. 여기서, 제1 내지 제4 절곡부(111A 내지 111D)는 제1 내지 제4 경사면(112A 내지 112D)의 경계를 의미한다. 즉, 제1 절곡부(111A)는 제1 및 제2 경사면(112A, 112B)의 경계를 의미하고, 제2 절곡부(111B)는 제2 및 제3 경사면(112B, 112C)의 경계를 의미하고, 제3 절곡부(111C)는 제3 및 제4 경사면(112C, 112D)의 경계를 의미하고, 제4 절곡부(111D)는 제4 및 제1 경사면(112D, 112A)의 경계를 의미할 수 있다. 그러나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 도 12 및 도 13을 참조하면, 발광 소자 패키지(100B)의 경사면(112)은 절곡부를 갖지 않을 수 있다.
패키지 몸체(110)는 실리콘 기반의 웨이퍼 레벨 패키지(wafer level package), 실리콘 기판, 실리콘 카바이드(SiC), 질화알루미늄(aluminum nitride, AlN) 등과 같이 절연성 또는 열전도도가 좋은 기판으로 형성되거나, 반사도가 높은 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질로 형성될 수도 있고, EMC(Epoxy Molding Compound)로 구현될 수도 있으나, 실시 예는 패키지 몸체(110)의 재질에 국한되지 않는다. 만일, 패키지 몸체(110)가 플라스틱으로 구현될 경우, 변색의 문제가 해소될 수도 있다.
한편, 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100A)는 적어도 하나의 소자부를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 소자부는 제1 또는 제2 리드 프레임(LF1, LF2) 중 적어도 하나의 소자 영역에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 적어도 하나의 소자부는 캐비티(C)의 내부에 배치된 발광 소자를 포함할 수도 있다.
다른 실시 예에 의하면, 적어도 하나의 소자부는 발광 소자 뿐만 아니라 제너 다이오드를 더 포함할 수도 있다. 도 6의 경우, 적어도 하나의 소자부가 발광 소자(120)와 제너 다이오드(140)를 모두 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 경우에 따라 제너 다이오드(140)는 생략될 수도 있다.
발광 소자(120)는 제1 또는 제2 리드 프레임(LF1, LF2) 중에서 적어도 하나의 리드 프레임 위에 배치될 수 있다.
예를 들어, 발광 소자(120, 120A)는 도 1, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이 캐비티(C) 내에서 제2 리드 프레임(LF2)의 탑면(LFT2)에 배치될 수도 있고, 후술되는 도 15, 도 16 및 도 17에 예시된 바와 같이 캐비티(C) 내에서 노출된 제1 및 제2 리드 프레임(LF1, LF2)의 노출된 전면(front surface)에 걸쳐서 배치될 수도 있다.
설명의 편의상, 제1 및 제2 리드 프레임(LF1, LF2) 중에서 발광 소자(120)가 배치된 리드 프레임을 "제2 리드 프레임(LF2)"이라 칭하고, 제너 다이오드(140)가 배치된 리드 프레임을 "제1 리드 프레임(LF1)"이라 칭한다.
제2 리드 프레임(LF2)에 포함되는 제1 소자 영역(DA1)은, 패키지 몸체(110)에 의해 덮이지 않고 노출되는 제2 리드 프레임(LF2)의 전면(front surface) 중에서 발광 소자(120, 120A)가 배치될 수 있는 영역으로서 정의될 수 있다. 제1 소자 영역(DA1)은 발광 소자(120, 120A)가 배치되기 위해 노출되는 영역이기 때문에, 발광 소자(120, 120A)의 사이즈에 의하여 그 면적이 결정될 수 있다.
일 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100A)에서 발광 소자(120)는 도 8에 예시된 바와 같이 수평형 발광 다이오드인 것으로 예시되어 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 도 1 및 도 6에 도시된 발광 소자 패키지(100A)에서 발광 소자(120)는 수직형 발광 다이오드일 수도 있다. 또는, 후술되는 도 15 및 도 16에 도시된 발광 소자 패키지(100C)에서 발광 소자(120)는 도 17 및 도 18에 예시된 바와 같이 플립칩형 발광 다이오드일 수 있다. 여기서, 플립칩형 발광 다이오드란, 플립 칩 본딩(flip chip bonding) 구조를 갖는 발광 다이오드로서, 도 18을 참조하여 추후 상세히 후술된다.
예컨대, 발광 소자(120)는 적색, 녹색, 청색 또는 백색 등의 빛을 방출하는 발광 다이오드일 수 있으나, 실시 예는 이에 한정되는 것은 아니다. 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광 다이오드일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 9는 도 1 및 도 6에 도시된 발광 소자(120)의 일 실시 예(120A)에 의한 단면도를 나타낸다. 즉, 도 9에 도시된 발광 소자(120A)는 도 8에 도시된 발광 소자(120A)의 확대도이다.
도 9를 참조하면, 수평형 발광 소자(120A)는 기판(122A), 발광 구조물(124A), 제1 전극(128A) 및 제2 전극(129A)를 포함할 수 있다.
기판(122A)은 제2 리드 프레임(LF2)의 노출된 전면(front surface)에서 제1 소자 영역(DA1)에 배치될 수 있다. 기판(122A)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질, 캐리어 웨이퍼로 형성될 수 있다. 또한, 기판(122A)은 열 전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있으며, 기판(122A)은 사파이어(Al203), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga203, GaAs 중 적어도 하나를 포함하는 물질일 수 있으나, 실시 예는 기판(122A)의 물질에 국한되지 않는다. 또한, 이러한 기판(122A)의 상면에는 요철 패턴(미도시)이 형성될 수 있다.
기판(122A)과 발광 구조물(124A) 간의 열 팽창 계수(CTE:Coefficient of Thermal Expansion)의 차이 및 격자 부정합을 개선하기 위해, 이들(122A, 124A) 사이에 버퍼층(또는, 전이층)(미도시)이 더 배치될 수도 있다. 버퍼층은 예를 들어 Al, In, N 및 Ga로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있으나, 이에 국한되지 않는다. 또한, 버퍼층은 단층 또는 다층 구조를 가질 수도 있다.
발광 구조물(124A)은 기판(122A) 위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 발광 구조물(124A)은 기판(122A) 위에 순차적으로 배치된 제1 도전형 반도체층(124A-1), 활성층(124A-2) 및 제2 도전형 반도체층(124A-3)을 포함할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(124A-1)은 기판(122A) 위에 배치된다. 제1 도전형 반도체층(124A-1)은 제1 도전형 도펀트가 도핑된 Ⅲ-Ⅴ 족 또는 Ⅱ-Ⅵ 족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(124A-1)이 n형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 제1 도전형 반도체층(124A-1)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(124A-1)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
활성층(124A-2)은 제1 도전형 반도체층(124A-1)과 제2 도전형 반도체층(124A-3) 사이에 배치될 수 있다. 활성층(124A-2)은 제1 도전형 반도체층(124A-1)을 통해서 주입되는 전자(또는, 정공)와 제2 도전형 반도체층(124A-3)을 통해서 주입되는 정공(또는, 전자)이 서로 만나서, 활성층(124A-2)을 이루는 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다. 활성층(124A-2)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW:Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
활성층(124A-2)의 우물층/장벽층은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 우물층은 장벽층의 밴드갭 에너지보다 낮은 밴드갭 에너지를 갖는 물질로 형성될 수 있다.
활성층(124A-2)의 위 또는/및 아래에는 도전형 클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 도전형 클래드층은 활성층(124A-2)의 장벽층의 밴드갭 에너지보다 더 높은 밴드갭 에너지를 갖는 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도전형 클래드층은 GaN, AlGaN, InAlGaN 또는 초격자 구조 등을 포함할 수 있다. 또한, 도전형 클래드층은 n형 또는 p형으로 도핑될 수 있다.
또한, 실시 예는 활성층(124A-2)에서 방출되는 광의 파장 대역에 국한되지 않는다.
제2 도전형 반도체층(124A-3)은 활성층(124A-2) 위에 배치될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(124A-3)은 반도체 화합물로 형성될 수 있으며, Ⅲ-Ⅴ 족 또는 Ⅱ-Ⅵ 족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 예컨대, 제2 도전형 반도체층(124A-3)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제2 도전형 반도체층(124A-3)에는 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(124A-3)이 p형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(124A-1)은 n형 반도체층으로, 제2 도전형 반도체층(124A-3)은 p형 반도체층으로 구현할 수 있다. 또는, 제1 도전형 반도체층(124A-1)은 p형 반도체층으로, 제2 도전형 반도체층(124A-3)은 n형 반도체층으로 구현할 수도 있다.
발광 구조물(124A)은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.
제1 전극(128A)은 메사 식각(mesa etching)에 의해 노출된 제1 도전형 반도체층(124A-1) 위에 배치될 수 있다. 여기서, 제2 도전형 반도체층(124A-3), 활성층(124A-2) 및 제1 도전형 반도체층(124A-1)의 일부를 메사 식각하여 제1 도전형 반도체층(124A-1)을 노출시킬 수 있다.
제1 전극(128A)은 오믹 접촉하는 물질을 포함하여 오믹 역할을 수행함으로써 별도의 오믹층(미도시)이 배치될 필요가 없을 수도 있고, 별도의 오믹층이 제1 전극(128A) 위 또는 아래에 배치될 수도 있다.
제2 전극(129A)은 제2 도전형 반도체층(124A-3) 위에 배치되어, 제2 도전형 반도체층(124A-3)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전극(129A)은 투명 전극층(미도시)을 포함할 수 있다. 투명 전극층은 투명 전도성 산화막(TCO:Tranparent Conductive Oxide)일 수 있다. 예를 들어, 투명 전극층은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin 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/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이러한 재료로 한정하지는 않는다.
제2 전극(129A)은 오믹 특성을 가질 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(124A-3)과 오믹 접촉하는 물질을 포함할 수 있다. 만일, 제2 전극(129A)이 오믹 역할을 수행할 경우, 별도의 오믹층(미도시)은 형성되지 않을 수 있다.
제1 및 제2 전극(128A, 129A) 각각은 활성층(124A-2)에서 방출된 광을 흡수하지 않고 투과시킬 수 있고, 제1 및 제2 도전형 반도체층(124A-1, 124A-3) 상에 각각 양질로 성장될 수 있는 어느 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 전극(128A, 129A) 각각은 금속으로 형성될 수 있으며, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 이루어질 수 있다.
도 10은 도 1 및 도 6에 각각 도시된 발광 소자(120)의 다른 실시 예(120B)에 의한 단면도를 나타낸다. 즉, 도 8에 도시된 발광 소자(120A)는 도 10에 도시된 발광 소자(120C)로 대체될 수 있다. 이 경우, 제3 와이어(136), 제3 본딩 영역(BA3) 및 제3 홈부(H3)는 생략될 수 있다.
도 10을 참조하면, 수직형 발광 소자(120B)는 지지 기판(122B), 반사층(126), 발광 구조물(124B) 및 제1 전극(128B)을 포함할 수 있다.
지지 기판(122B)은 발광 구조물(124B)을 지지한다. 지지 기판(122B)은 금속 또는 반도체 물질로 형성될 수 있다. 또한, 지지 기판(122B)은 전기 전도성과 열 전도성이 높은 물질로 형성될 수 있다. 예컨대, 지지 기판(122B)은 구리(Cu), 구리 합금(Cu alloy), 금(Au), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 및 구리-텅스텐(Cu-W) 중 적어도 하나를 포함하는 금속 물질이거나, 또는 Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC 중 적어도 하나를 포함하는 반도체일 수 있다.
지지 기판(122B) 위에 반사층(126)이 배치될 수 있다. 지지 기판(122B)은 도 9에 도시된 제2 전극(129A)의 역할을 수행할 수 있다.
반사층(126)은 발광 구조물(124B)의 활성층(124B-2)으로부터 방출되어 상부로(즉, +z축 방향으로) 출사되지 않고 지지 기판(122B)으로 향하는(즉, -z축 방향으로 향하는) 광을 반사시키는 역할을 한다. 즉, 반사층(126)은 발광 구조물(124B)로부터 입사되는 광을 반사시켜, 발광 소자(120B)의 광 추출 효율을 개선할 수 있다. 반사층(126)은 광 반사 물질, 예컨대, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
반사층(126)은 금속 또는 합금과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성할 수 있으며, 예를 들어, IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni 등으로 형성할 수 있다.
비록 도시되지는 않았지만, 오믹층(미도시)이 반사층(126)과 제2 도전형 반도체층(124B-3) 사이에 더 배치될 수 있다. 이 경우, 오믹층은 제2 도전형 반도체층(124B-3)에 오믹 접촉되어, 발광 구조물(124B)에 전원이 원활히 공급되도록 하는 역할을 수행할 수 있다.
도 10의 경우 발광 소자(120B)가 반사층(126)을 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 경우에 따라 반사층(126)은 생략될 수도 있다.
발광 구조물(124B)은 반사층(126) 위에 배치될 수 있다. 발광 구조물(124B)은 반사층(126) 위에 순차적으로 배치된 제2 도전형 반도체층(124B-3), 활성층(124B-2) 및 제1 도전형 반도체층(124B-1)을 포함할 수 있다. 여기서, 도 10에 도시된 제1 도전형 반도체층(124B-1), 활성층(124B-2) 및 제2 도전형 반도체층(124B-3)은 도 9에 도시된 제1 도전형 반도체층(124A-1), 활성층(124A-2) 및 제2 도전형 반도체층(124A-3)과 각각 동일한 기능을 수행하므로, 중복되는 설명을 생략한다.
제1 전극(128B)은 발광 구조물(124B)의 제1 도전형 반도체층(124B-1) 위에 배치될 수 있다. 제1 전극(128B)은 도 9에 도시된 제1 전극(128A)의 역할을 수행할 수 있다. 비록 도시되지는 않았지만 제1 전극(128B)은 소정의 패턴 형상을 가질 수도 있다. 또한 제1 도전형 반도체층(124B-1)의 상면은 광 추출 효율을 증가시키기 위해 러프니스 패턴(미도시)을 가질 수 있다. 또한, 광 추출 효율을 증가시키기 위하여 제1 전극(128B)의 상면에도 러프니스 패턴(미도시)이 형성될 수 있다.
도 1, 도 6 및 도 8에 각각 도시된 발광 소자(120)는 전술한 바와 같이 도 9 또는 도 10에 도시된 수평형 또는 수직형 본딩 구조를 가질 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 실시 예의 발광 소자 패키지(100A)에 포함되는 발광 소자(120)는 도 9 또는 도 10에 도시된 구조와 다른 구조를 가질 수 있음은 물론이다.
도 1, 도 6, 도 8, 도 9 및 도 10에 각각 예시된 발광 소자(120, 120A, 120B)의 제1 전극(128A, 128B)은 제1 리드 프레임(LF1)에 전기적으로 연결되고, 제2 전극(129A, 122B)은 제2 리드 프레임(LF2)에 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 제너 다이오드(140)는 발광 소자 패키지(100A)의 내전압을 향상시키기 위해, 제1 리드 프레임(LF1) 위에 배치될 수 있다. 이를 위해, 제1 리드 프레임(LF1)에 포함되는 제2 소자 영역(DA2)은 제1 리드 프레임(LF1)의 전면(front surface)에서 제너 다이오드(140)를 배치하기 위해 할당된 영역으로서 정의될 수 있다. 제2 소자 영역(DA2)은 제너 다이오드(140)가 배치되기 위해 노출되는 영역이기 때문에, 제너 다이오드(140)의 사이즈에 의하여 그 면적이 결정될 수 있다.
또한, 패키지 몸체(110)는 관통홀(TH)을 더 포함할 수 있다. 관통홀(TH)은 제1 와이어(132)의 일단이 연결될 부분을 노출시키는 역할을 한다. 관통홀(TH)은 제1 와이어(132)가 제너 다이오드(140)에 연결되기에 적합한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 관통홀(TH)이 경사지게 형성될 경우, 보다 용이하게 제1 와이어(132)가 관통홀(TH)로 인입되어 제너 다이오드(140)와 연결될 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 소자 영역(DA2)과 제너 다이오드(140)는 모두 관통홀(TH)에 의해 노출될 수 있다. 다른 실시 예에 의하면, 도 6에 도시된 바와 달리, 관통홀(TH)은 제2 소자 영역(DA2) 전체를 노출시키지 않고, 제너 다이오드(140)에서 제1 와이어(132)의 일단이 연결된 부분만을 노출시킬 수 있다.
또한, 도 6을 참조하면, 관통홀(TH)은 제1 소자 영역(DA1)으로부터 일정 거리만큼 이격될 수 있다.
일반적으로 발광 소자 패키지에서 발광 소자로부터 방출되는 광은 제너 다이오드에서 흡수되어, 발광 소자 패키지의 전체 광량을 저하시킬 수 있다. 그러나, 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100A)의 경우 도 1 및 도 6을 참조하면, 제너 다이오드(140)와 발광 소자(120) 사이에 배치된 패키지 몸체(110)의 두께는 발광 소자(120)의 두께 또는 제너 다이오드(140)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 이는, 제너 다이오드(140)를 패키지 몸체(110)에 의해 발광 소자(120)로부터 숨기기 위함이다. 따라서, 발광 소자(120)로부터 방출된 광이 숨겨진 제너 다이오드(140)에 흡수되지 않아, 발광 소자 패키지(100A)의 광 추출 효율이 개선될 수 있다.
한편, 적어도 하나의 소자부 예를 들어 발광 소자(120) 또는 제너 다이오드(140) 중 적어도 하나는 제1 또는 제2 리드 프레임(LF1, LF2) 중 적어도 하나의 본딩 영역과 적어도 하나의 와이어에 의해 연결될 수 있다. 이에 대해 살펴보면 다음과 같다.
적어도 하나의 와이어는 도 1, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이 제1 내지 제3 와이어(132, 134, 136)를 포함할 수 있다.
제1 와이어(132)는 제너 다이오드(140)와 제2 리드 프레임(LF2)을 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 이를 위해, 제1 와이어(132)는 제너 다이오드(140)와 전기적으로 연결된 일단 및 제2 리드 프레임(LF2)과 전기적으로 연결된 타단을 가질 수 있다. 이 경우, 제2 리드 프레임(LF2)에 포함된 제1 본딩 영역(BA1)은, 제2 리드 프레임(LF2)의 전면(front surface)에서 제1 와이어(132)의 타단과 전기적으로 연결된 영역으로 정의될 수 있다. 제1 본딩 영역(BA1)은 패키지 몸체(110)에 속하는 제1 홈부(H1)에 의해 노출될 수 있다. 즉, 제1 홈부(H1)는 제1 와이어(132)의 타단이 연결되는 제2 리드 프레임(LF2)의 제1 본딩 영역(BA1)을 노출시킨다.
또한, 실시 예에 의한 발광 소자(120:120A, 120B)의 제1 전극(128A, 128B) 및 제2 전극(129A, 122B)은 제1 및 제2 리드 프레임(LF1, LF2)과 각각 와이어 방식으로 전기적으로 연결될 수도 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
제2 와이어(134)는 발광 소자(120, 120A, 120B)의 제1 전극(128A, 128B)과 제1 리드 프레임(LF1)을 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 따라서, 발광 소자(120, 120A, 120B)의 제1 도전형 반도체층(124A-1, 124B-1)은 제2 와이어(134)를 통해 제1 리드 프레임(LF1)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 제2 와이어(134)는 발광 소자(120, 120A, 120B)의 제1 전극(128A, 128B)과 전기적으로 연결된 일단 및 제1 리드 프레임(LF1)과 전기적으로 연결된 타단을 가질 수 있다. 이 경우, 제1 리드 프레임(LF1)에 포함되는 제2 본딩 영역(BA2)은, 패키지 몸체(110)에 의해 덮이지 않고 노출된 제1 리드 프레임(LF1)의 전면(front surface)에서 제2 와이어(134)의 타단과 전기적으로 연결되는 영역을 의미할 수 있다.
제2 본딩 영역(BA2)은 패키지 몸체(110)에 의해 포함되는 제2 홈부(H2)에 의해 노출될 수 있다. 즉, 제2 홈부(H2)는 제2 와이어(134)가 연결되는 제1 리드 프레임(LF1)의 제2 본딩 영역(BA2)을 노출시킬 수 있다. 이때, 제2 와이어(134)가 지나가는 경로상에 위치한 절연층(114)과 제2 리드 프레임(LF2)의 일부도 제2 본딩 영역(BA2)과 함께 제2 홈부(H2)에 의해 노출될 수 있다.
만일, 발광 소자(120)가 도 9에 도시된 바와 같이 수평형 본딩 구조를 가질 경우, 제3 와이어(136)는 발광 소자(120, 120A)의 제2 전극(129A)과 제2 리드 프레임(LF2)을 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 따라서, 발광 소자(120, 120A)의 제2 도전형 반도체층(124A-3)은 제3 와이어(136)에 의해 제2 리드 프레임(LF2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 제3 와이어(136)는 발광 소자(120, 120A)의 제2 전극(129A)과 전기적으로 연결된 일단 및 제2 리드 프레임(LF2)과 전기적으로 연결된 타단을 가질 수 있다. 이 경우, 제2 리드 프레임(LF2)에 포함되는 제3 본딩 영역(BA3)은, 제2 리드 프레임(LF2)의 전면(front surface)에서 제3 와이어(136)의 타단이 전기적으로 연결되는 영역을 의미할 수 있다. 제3 본딩 영역(BA3)은 패키지 몸체(110)에 포함되는 제3 홈부(H3)에 의해 노출될 수 있다. 즉, 제3 홈부(H3)는 제3 와이어(136)가 연결되는 제2 리드 프레임(LF2)의 제3 본딩 영역(BA2)을 노출시킬 수 있다.
예를 들어, 제1 내지 제3 본딩 영역(BA1 내지 BA3)은 제1 내지 제3 와이어(132, 134, 136)가 각각 본딩되기에 충분한 평면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 본딩 영역(BA1 내지 BA3) 각각이 원형 평면 형상을 가질 경우, 제1 내지 제3 본딩 영역(BA1 내지 BA3) 각각의 반지름은 0.125 ㎜이고 평면적은 0.049㎟ 일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
그러나, 발광 소자(120)가 도 10에 도시된 바와 같이 수직형 본딩 구조를 가질 경우, 발광 소자 패키지(100A)는 제3 와이어(136)를 포함하지 않을 수 있다. 이 경우, 도 1 및 도 6에 각각 도시된 바와 달리, 발광 소자(120B)에서 제2 도전형 반도체층(122B)은 제2 전극의 역할을 하는 지지 기판(122B)을 통해 와이어없이 제2 리드 프레임(LF2)과 전기적으로 직접 연결될 수 있다.
또한, 도 1 및 도 6을 참조하면, 제1 및 제3 본딩 영역(BA1, BA3)은 제1 소자 영역(DA1)과 인접하여 연결된 평면 형상을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 제1 및 제3 본딩 영역(BA1, BA3) 각각은 제1 소자 영역(DA1)과 패키지 몸체(110)에 의해 서로 이격된 평면 형상을 가질 수도 있다. 이 경우, 제1 및 제3 홈부(H1, H3)는 제1 및 제3 본딩 영역(BA1, BA3)을 각각 노출시킬 수 있도록 패키지 몸체(110)를 관통하는 관통형 구조를 가질 수 있다.
전술한 제1 및 제3 홈부(H1, H3) 각각은 제2 리드 프레임(LF2) 상의 패키지 몸체(110)의 경사면(112) 내측으로 움푹 들어간 형태일 수 있다. 예를 들어, 제1 홈부(H1)는 제2 리드 프레임(LF2)의 제1 소자 영역(DA1)과 제1 본딩 영역(BA1) 사이의 경계선에서 경사면(112) 안쪽으로 움푹 들어간 형태일 수 있다. 또한, 제3 홈부(H3)는 제2 리드 프레임(LF2)의 제1 소자 영역(DA1)과 제3 본딩 영역(BA3) 사이의 경계선에서 경사면(112) 안쪽으로 움푹 들어간 형태일 수 있다.
또한, 제2 홈부(H2)는 제2 리드 프레임(LF2)의 제1 소자 영역(DA1)으로부터 절연층(114)과 제1 리드 프레임(LF2)까지 패키지 몸체(110)의 경사면(112) 내측으로 움푹 들어간 형태일 수 있다. 이 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 홈부(H2)에 의해 제2 본딩 영역(BA2)과 절연층(114)의 일부와 제2 리드 프레임(LF2)이 모두 노출될 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 비록 도시되지는 않았지만, 제2 홈부(H2)는 제2 본딩 영역(BA2)만을 노출시키고 절연층(114)과 제2 리드 프레임(LF2)은 덮는 관통형 구조를 가질 수도 있다.
실시 예에 의하면, 패키지 몸체(110)에 형성된 제1 내지 제3 홈부(H1, H2, H3)는 적어도 ㅎ나의 소자부인 발광 소자(120)의 측부 모서리를 바라보는 위치에서 제1 내지 제3 본딩 영역(BA1, BA2, BA3)을 노출시키도록 형성될 수 있다.
만일, 발광 소자(120)가 사각 평면 형상을 가질 경우, 발광 소자(120)의 측부 모서리(CR1, CR2, CR3, CR4)를 바라보는 위치에 제1 내지 제3 홈부(H1, H2, H3)가 형성될 수 있다.
제1 홈부(H1)는 제1 내지 제4 측부 모서리(CR1 내지 C44) 중 어느 하나의 측부 모서리를 바라보는 방향으로 배치되고, 제2 홈부(H2)는 제1 내지 제4 측부 모서리(CR1 내지 CR4) 중에서 제1 홈부(H1)가 바라보는 측부 모서리를 제외한 측부 모서리 중 어느 하나의 측부 모서리를 바라보는 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 제3 홈부(H3)는 제1 내지 제4 측부 모서리(CR1 내지 CR4) 중에서 제1 및 제2 홈부(H1, H2)가 바라보는 측부 모서리를 제외한 측부 모서리 중 어느 하나의 측부 모서리를 바라보는 방향으로 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 6을 참조하면, 제1 홈부(H1)는 발광 소자(120)의 제4 측부 모서리(CR4)를 바라보는 위치에서 제1 본딩 영역(BA1)을 노출시키도록 배치될 수 있다. 제2 홈부(H2)는 발광 소자(120)의 제3 측부 모서리(CR3)를 바라보는 위치에서 제2 본딩 영역(BA2)을 노출시키도록 배치될 수 있다. 제3 홈부(H3)는 발광 소자(120)의 제2 측부 모서리(CR2)를 바라보는 위치에서 제3 본딩 영역(BA3)을 노출시키도록 배치될 수 있다.
일반적으로 발광 소자(120)의 모서리(CR1, CR2, CR3, CR4)를 통해 방출되는 광량보다 발광 소자(120)의 측부면(C1, C2, C3, C4)을 통해 방출되는 광량이 더 크다. 이를 고려할 때, 제1 내지 제3 본딩 영역(BA1, BA2, BA3)이 발광 소자(120)의 측부 모서리(CR1, CR2, CR3, CR4)가 아닌 측부면(C1, C2, C3, C4)을 바라보는 위치에 배치될 경우, 발광 소자(120)의 측부면을 통해 방출되는 광이 제1 내지 제3 홈부(H1 내지 H3)가 형성된 곳에서 손실되어 패키지 몸체(110)의 경사면(112)에서 반사되는 량이 줄어들 수 있다.
그러나, 실시 예에 의하면, 제1 내지 제3 본딩 영역(BA1, BA2, BA3)이 발광 소자(120)의 측부면(C1, C2, C3, C4)이 아닌 측부 모서리(CR1, CR2, CR3, CR4)를 바라보는 위치에 배치될 경우, 발광 소자(120)의 측부면(C1, C2, C3, C4)을 통해 방출되는 광이 제1 내지 제3 홈부(H1 내지 H3)가 형성되지 않은 패키지 몸체(110)의 경사면(112)에서 반사되어 패키지 몸체(110)의 경사면(112)에서 반사되는 량이 증가하여, 발광 소자 패키지(100A)로부터 출사되는 광량이 증가할 수 있다.
또한, 관통홀(TH), 제1 내지 제3 홈부(H1, H2, H3)는 제1 내지 제4 절곡부(111A, 111B, 111C, 111D) 상에 배치될 수도 있다. 즉, 관통홀(TH), 제1 내지 제3 홈부(H1, H2, H3)는 캐비티(C)의 바닥면(CB)의 변보다 귀퉁이에 가깝도록 배치될 수 있다. 여기서, 바닥면(CB)의 변은 발광 소자(120)의 변(C1, C2, C3, C4)에 각각 대응하는 곳이다. 예를 들어, 도 6을 참조하면, 제1 홈부(H1)와 관통홀(TH)은 제4 절곡부(111D)에 배치되고, 제2 홈부(H2)는 제3 절곡부(111C)에 배치되고, 제3 홈부(H3)는 제2 절곡부(111B)에 배치될 수 있다.
이와 같이, 관통홀(TH) 및 제1 내지 제3 홈부(H1 내지 H3)가 캐비티(C1)의 바닥면(CB)의 변보다 귀퉁이에 가까운 제1 내지 제4 절곡부(111A 내지 111D) 중 어느 한 곳에 배치될 경우, 이들(TH, H1, H2, H3)이 제1 내지 제4 절곡부(111A 내지 111D)가 아닌 경사면(112A 내지 112D) 중 어느 한 곳에 배치될 때보다, 발광 소자(120)의 측부면을 통해 방출되는 광이 경사면(112A, 112B, 112C, 112D)에서 반사되는 량이 증가하여 방출되는 광량이 증가할 수 있다. 왜냐하면, 제1 내지 제4 절곡부(111A 내지 111D)의 광 반사율은 경사면(112A, 112B, 112C, 112D)의 반사율보다 낮기 때문이다.
이와 같이, 실시 예에서 제1 내지 제4 절곡부(111A 내지 111D) 중 어느 한 곳에 관통홀(TH), 제1 내지 제3 홈부(H1, H2, H3)가 배치될 경우, 제1 내지 제4 절곡부(111A 내지 111D)가 아닌 경사면(112)에 관통홀(TH), 제1 내지 제3 홈(H1, H2, H3)이 배치될 때보다, 발광 소자 패키지(100A)로부터 출사되는 광량이 증가할 수 있다.
전술한 제1 내지 제3 본딩 영역(BA1 내지 BA3) 각각은 제1 내지 제3 와이어(132 내지 136)의 본딩을 위한 영역이기 때문에, 와이어 본딩을 위하여 필요한 최소 면적보다 큰 면적을 가질 수 있다.
또한, 패키지 몸체(110)의 경사면(112)의 제1 내지 제4 절곡부(111A, 111B, 111C, 111D)가 발광 소자(120)의 측부 모서리(CR1 내지 CR4)를 각각 바라보도록 형성될 수도 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
도 11a 내지 도 11c는 도 6에 도시된 'A' 부분의 실시 예(A1, A2, A3)를 확대 도시한 평면도를 나타낸다.
실시 예에 의하면, 제1 내지 제3 홈부(H1, H2, H3) 각각은 원형 또는 다각형 평면 형상 중 적어도 하나의 평면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 11a에 도시된 바와 같이 제1 홈부(H1)는 원형 평면 형상을 가질 수도 있고, 도 11b에 도시된 바와 같이 제1 홈부(H1)는 마름모 형태의 평면 형상을 가질 수도 있고, 도 11c에 도시된 바와 같이 제1 홈부(H1)는 삼각형 평면 형상을 가질 수도 있다. 이때, 제1 홈부(H1)의 평면 형상에서 정점(H1A, H1B, H1C)은 발광 소자(120)의 측부 모서리(CR1, CR2, CR3, CR4)와 직선으로 마주볼 수 있다.
도 12는 다른 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100B)의 상부 사시도를 나타내고, 도 13은 도 12에 도시된 발광 소자 패키지(100B)의 평면도를 나타내고, 도 14는 도 12에 도시된 발광 소자 패키지(100B)를 B-B'선을 따라 절개한 단면도를 나타낸다.
캐비티(C)의 상부 가장 자리(CE)의 평면 형성 처럼, 제1 소자 영역(DA1) 및 제2 소자 영역(DA2) 각각은 용도 및 설계에 따라 원형, 타원형 또는 다각형 평면 형상 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
예를 들어, 캐비티(C)의 바닥면(CB)에 속하는 제1 소자 영역(DA1)은 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이 사각형 평면 형상을 가질 수 있다. 또는, 다른 례에 의하면 캐비티(C)의 바닥면(CB)에 속하는 제1 소자 영역(DA1) 및 캐비티(C)의 상부 가장 자리(CE) 각각은 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 원형 평면 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 패키지 몸체(110)의 경사면(112)은 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같은 절곡부(111A, 111B, 111C, 111D)를 포함하지 않을 수 있다.
전술한 바와 같이, 캐비티(C)의 상부 가장 자리(CE)와 제1 소자 영역(DA1) 각각의 평면 형상이 다르고, 경사면(112)에 제1 내지 제4 절곡부(111A, 111B, 111C, 111D)의 형태가 다름을 제외하면, 도 12, 도 13 및 도 14에 도시된 발광 소자 패키지(100B)는 도 1, 도 6 및 도 8에 도시된 발광 소자 패키지(100A)와 각각 동일하므로, 이하 중복되는 부분에 대한 설명을 생략한다.
발광 소자 패키지(100B)에서 제1 내지 제3 본딩 영역(BA1 내지 BA3)은 발광 소자(120)의 측부 모서리(CR1 내지 CR4)를 바라보는 방향에 배치될 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 본딩 영역(BA1 내지 BA3)을 각각 노출시키는 제1 내지 제3 홈(H1 내지 H3)은 발광 소자(120)의 측부 모서리(CR1 내지 CR4)를 바라보는 방향에 배치될 수 있다. 예를 들어, 절곡부를 갖지 않은 경사면(112) 위에서 관통홀(TH)과 제1 본딩 영역(BA1)은 제4 측부 모서리(CR4)를 바라보고, 제2 본딩 영역(BA2)은 제3 측부 모서리(CR3)를 바라보고, 제3 본딩 영역(BA3)은 제2 측부 모서리(CR2)를 바라보도록 형성될 수 있다. 그러나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
도 15는 또 다른 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100C)의 상부 사시도를 나타내고, 도 16은 도 15에 도시된 발광 소자 패키지(100C)의 평면도를 나타내고, 도 17은 도 16에 도시된 발광 소자 패키지(100C)를 C-C'선을 따라 절개한 단면도를 나타내고, 도 18은 도 17에 도시된 발광 소자(120C)를 확대 도시한 단면도를 나타낸다.
도 15 내지 도 17에 도시된 발광 소자(120C)가 와이어에 의해 제1 및 제2 리드 프레임(LF1, LF2)에 전기적으로 연결되지 않고 제1 및 제2 리드 프레임(LF1, LF2)에 전기적으로 직접 연결되도록 배치된다. 이를 위해, 제1 및 제2 리드 프레임(LF1, LF2)이 발광 소자(120C)와 직접 연결되도록, 캐비티(C)를 통해 노출된다. 따라서, 도 1, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 달리, 도 15, 도 16 및 도 17에 도시된 발광 소자 패키지(100C)는 제2 및 제3 와이어(134, 136)를 갖지 않고 제1 와이어(132)만을 갖는다.
또한, 도 1, 도 6 및 도 8의 경우, 제1 본딩 영역(BA1)을 노출시키는 제1 홈부(H1)가 발광 소자(120, 120A)의 제4 측부 모서리(CR4)를 바라보도록 배치되는 반면, 도 15, 도 16 및 도 17의 경우 제1 본딩 영역(BA1)을 노출시키는 제1 홈부(H1)가 발광 소자(120C)의 제1 측부(CR1)를 바라보도록 배치된다. 그러나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 도 15, 도 16 및 도 17에 도시된 제1 홈부(H1)는 발광 소자(120C)의 제2 내지 제4 측부 모서리(CR2 내지 CR4) 중 하나를 바라보도록 배치될 수도 있다.
또한, 도 8에 도시된 캐비티(C)와 달리 도 17을 참조하면, 경사면(112)과 제1 소자 영역(DA)을 형성하는 제2 리드 프레임(LF2)의 탑면(LF2) 뿐만 아니라 제3 소자 영역(DA3)을 형성하는 제1 리드 프레임(LF1)의 탑면(LFT1)과 절연층(114)의 탑면(114T)도 함께 캐비티(C)를 정의함을 알 수 있다.
또 다른 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100C)의 경우 제1 리드 프레임(LF1)은 제3 소자 영역(DA3)을 더 포함할 수 있다. 제3 소자 영역(DA3)은 제1 리드 프레임(LF1)의 전면(front surface)에서 발광 소자(120C)의 일부를 배치하기 위해 할당된 영역으로서 정의될 수 있다. 제3 소자 영역(DA3)은 발광 소자(120C)의 일부가 배치되기 위해 노출되는 영역이기 때문에, 발광 소자(120C)의 사이즈에 의하여 그 면적이 결정될 수 있다.
전술한 차이점들을 제외하면, 도 15, 도 16 및 도 17에 도시된 발광 소자 패키지(100C)는 도 1, 도 6 및 도 8에 도시된 발광 소자 패키지(100A)와 동일하므로 중복되는 부분에 대한 설명을 생략하고 다른 부분에 대해서만 다음과 같이 살펴본다. 예를 들어, 발광 소자 패키지(100C)의 정면도, 배면도, 좌측면도, 우측면도 및 저면도는 도 2에 도시된 정면도, 도 3에 도시된 배면도, 도 4에 도시된 좌측면도, 도 5에 도시된 우측면도 및 도 7에 도시된 저면도와 각각 동일하다.
전술한 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100A, 100B)의 경우, 발광 소자(120)는 도 9에 도시된 바와 같이 수평형 본딩 구조를 갖거나, 도 10에 도시된 바와 같이 수직형 본딩 구조를 가질 수 있다. 반면에, 발광 소자 패키지(100C)의 경우 발광 소자(120C)는 도 15, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이 플립 칩 본딩 구조를 가질 수 있다.
도 18은 도 17에 도시된 발광 소자(120C)를 확대 도시한 단면도를 나타낸다.
도 18을 참조하면, 플립 칩 본딩 구조의 발광 소자(120C)는 기판(122C), 발광 구조물(124C), 제1 및 제2 전극(128C, 129C)를 포함할 수 있다. 여기서, 기판(122C), 발광 구조물(124C), 제1 및 제2 전극(128C, 129C)은 도 9에 도시된 기판(122A), 발광 구조물(124A), 제1 및 제2 전극(128A, 129A)과 각각 동일한 역할을 수행하므로, 여기서 중복되는 설명을 생략한다. 즉, 도 18에 도시된 제1 도전형 반도체층(124C-1), 활성층(124C-2) 및 제2 도전형 반도체층(124C-3)은 도 9에 도시된 제1 도전형 반도체층(124A-1), 활성층(124A-2) 및 제2 도전형 반도체층(124A-3)과 각각 동일한 역할을 수행한다.
다만, 도 18에 예시된 발광 소자(100C)는 플립 칩 본딩 구조이기 때문에, 활성층(124C-2)에서 방출된 광이 제1 전극(128C), 제1 도전형 반도체층(124C-1) 및 기판(122C)을 통해 출사될 수 있다. 이를 위해, 제1 전극(128C), 제1 도전형 반도체층(124C-1) 및 기판(122C)은 광 투과성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 이때, 제2 도전형 반도체층(124C-3)과 제2 전극(129C)은 광 투과성이나 비투과성을 갖는 물질 또는 반사성을 갖는 물질로 이루어질 수 있으나, 실시 예는 이의 특정한 물질에 국한되지 않을 수 있다.
또한, 제1 및 제2 전극(128C, 129C) 각각은 활성층(124C-2)에서 방출된 광을 흡수하지 않고 반사시키거나 투과시킬 수 있고, 제1 및 제2 도전형 반도체층(124C-1, 124C-3) 상에 각각 양질로 성장될 수 있는 어느 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 전극(128C, 129C) 각각은 금속으로 형성될 수 있으며, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 이루어질 수 있다.
다시, 도 17을 참조하면, 또 다른 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100C)는 제1 및 제2 솔더부(162, 164)를 더 포함할 수 있다.
제1 솔더부(162)는 발광 소자(120C)의 제1 전극(128C)과 제1 리드 프레임(LF1) 사이에 배치되어, 제1 전극(128C)과 제1 리드 프레임(LF1)을 전기적으로 연결할 수 있다. 여기서, 제1 솔더부(162)가 배치되는 제1 리드 프레임(LF1)은 패키지 몸체(110)에 의해 덮이지 않고 캐비티(C)를 통해 노출될 수 있다. 따라서, 발광 소자(120C)의 제1 도전형 반도체층(124C-1)은 제1 전극(128C)과 제1 솔더부(162)를 통해 제1 리드 프레임(LF1)과 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 제2 솔더부(164)는 발광 소자(120C)의 제2 전극(129C)과 제2 리드 프레임(LF2) 사이에 배치되어, 제2 전극(129C)과 제2 리드 프레임(LF2)을 전기적으로 연결할 수 있다. 여기서, 제2 솔더부(164)가 배치되는 제2 리드 프레임(LF2)은 패키지 몸체(110)에 의해 덮이지 않고 캐비티(C)를 통해 노출될 수 있다. 따라서, 발광 소자(120C)의 제2 도전형 반도체층(124C-3)은 제2 전극(129C)과 제2 솔더부(164)를 통해 제2 리드 프레임(LF2)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 솔더부(162) 및 제2 솔더부(164) 각각은 솔더 페이스트(solder paste) 또는 솔더 볼(solder ball)일 수 있다.
도 17 및 도 18에 도시된 발광 소자(120C)는 일 례에 불과하며, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 발광 소자 패키지(100C)는 도 17 및 도 18에 도시된 바와 다른 다양한 형태의 플립 칩 본딩 구조의 발광 소자를 포함할 수 있다.
또한, 발광 소자 패키지(100C)에서, 제1 및 제3 소자 영역(DA1, DA3) 및 절연층(114)의 노출된 상부면에 의해 정의되는 캐비티(C)의 바닥면(CB)은 용도 및 설계에 따라 다각형 또는 원형 또는 타원형 평면 형상을 가질 수 있으나, 실시 예는 특정한 평면 형상에 국한되지 않는다. 예를 들어, 도 15 및 도 16에 예시된 바와 같이, 캐비티(C)의 바닥면(CB)의 제1 및 제3 소자 영역(DA1, DA3)과 절연층(114)은 사각형 평면 형상을 가질 수 있다.
한편, 도 8, 도 14 또는 도 17에 예시된 바와 같이, 전술한 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)에서, 제1 리드 프레임(LF1)의 탑면(LFT1)과, 제2 리드 프레임(LF2)의 탑면(LFT2)과, 절연층(114)의 탑면(114T)은 단차지지 않고 동일한 수평면 상에 위치할 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 제1 리드 프레임(LF1)의 탑면(LFT1)과, 제2 리드 프레임(LF2)의 탑면(LFT2)과, 절연층(114)의 탑면(114T)은 도시된 바와 달리 단차지게 형성될 수도 있다.
또한, 설명의 편의상 도 1, 도 6, 도 12, 도 13, 도 15 및 도 16에서 몰딩 부재(150)의 도시는 생략되었다. 그러나, 도 8, 도 14 및 도 17에 각각 도시된 바와 같이 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)는 몰딩 부재(150)를 더 포함할 수 있다. 몰딩 부재(150)는 발광 소자(120, 120A, 120B, 120C)를 포위하여 보호할 수 있다.
몰딩 부재(150)는 예를 들어 실리콘(Si) 등과 같이 투명한 고분자 수지로 이루어질 수 있으며, 형광체를 포함하므로 발광 소자(120, 120A, 120B, 120C)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다. 형광체로는 발광 소자(120, 120A, 120B, 120C)에서 발생된 빛을 백색광으로 변환시킬 수 있는 YAG계, TAG계, Silicate계, Sulfide계 또는 Nitride계 중 어느 하나의 파장변환수단인 형광물질이 포함될 수 있으나, 실시 예는 형광체의 종류에 국한되지 않는다.
YAG 및 TAG계 형광물질에는 (Y, Tb, Lu, Sc ,La, Gd, Sm)3(Al, Ga, In, Si, Fe)5(O, S)12:Ce 중에서 선택하여 사용가능하며, Silicate계 형광물질에는 (Sr, Ba, Ca, Mg)2SiO4: (Eu, F, Cl) 중에서 선택 사용 가능하다.
또한, Sulfide계 형광물질에는 (Ca,Sr)S:Eu, (Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu 중에서 선택하여 사용가능하며, Nitride계 형광체는 (Sr, Ca, Si, Al, O)N:Eu (예, CaAlSiN4:Eu β-SiAlON:Eu) 또는 Ca-α SiAlON:Eu계인 (Cax,My)(Si,Al)12(O,N)16, 여기서 M 은 Eu, Tb, Yb 또는 Er 중 적어도 하나의 물질이며 0.05<(x+y)<0.3, 0.02<x<0.27 and 0.03<y<0.3, 형광체 성분 중에서 선택하여 사용 할 수 있다.
적색 형광체로는, N(예,CaAlSiN3:Eu)을 포함하는 질화물(Nitride)계 형광체를 사용할 수 있다. 이러한 질화물계 적색 형광체는 황화물(Sulfide)계 형광체보다 열, 수분 등의 외부 환경에 대한 신뢰성이 우수할 뿐만 아니라 변색 위험이 작다.
발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)는 몰딩 부재(150) 상에 배치되는 렌즈(미도시)를 더 포함할 수 있다. 렌즈(미도시)는 발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)가 방출하는 빛의 배광을 조절할 수 있다.
또한, 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(100A, 100C)에서 제1 내지 제3 본딩 영역(BA1 내지 BA3)과 이를 노출시키는 제1 내지 제3 홈부(H1 내지 H3) 및 관통홀(TH)은 발광 소자(120: 120A, 120B, 120C)의 측부 모서리(CR1, CR2, CR3, CR4)를 바라보는 절곡부(111A, 111B, 111C, 111D) 중 어느 절곡부에도 배치될 수 있다. 따라서, 관통홀(TH) 및 제1 내지 제3 본딩 영역(BA1 내지 BA3)이 절곡부(111A, 111B, 111C, 111D)가 아닌 경사면(112;112A, 112B, 112C, 112D) 상에 배치될 때보다, 제1 내지 제3 홈부(H1, H2, H3)를 형성함에 따라 손실되는 경사면(112)의 면적이 감소할 수 있다. 따라서, 경사면(112)의 반사도가 캐비티(C)의 바닥면의 반사도보다 클 경우, 본딩 영역(BA1, BA2, BA3)을 노출시키는 제1 내지 제3 홈부(H1 내지 H3)에서의 광 손실이 최소화될 수 있다.
또한, 제1 내지 제3 본딩 영역(BA1 내지 BA3)을 노출시키는 제1 내지 제3 홈부(H1 내지 H3)가 전술한 실시 예에서와 같이 절곡부(111A, 111B, 111C, 111D)에 형성될 경우, 발광 소자 패키지(100A, 100C)에서 경사면(112)과 발광 소자(120, 120A, 120B, 120C)가 폭 방향으로 이격된 거리가 더 감소할 수 있어, 광 추출 효율이 증가할 수 있다. 왜냐하면, 경사면(112)과 발광 소자(120)의 이격된 거리가 작을수록 캐비티(C)의 바닥면의 면적은 감소하고 경사면(112)의 면적은 넓어지기 때문이다.
여기서, 폭 방향이란, 발광 소자(120)의 두께 방향과 교차하는 방향으로서, 예를 들어, 발광 소자(120)의 두께 방향과 수직한 방향일 수 있다. 예를 들어, 경사면(112)과 발광 소자(120)가 이격된 거리는, 도 6, 도 8, 도 16 및 도 17에 도시된 y축 방향으로의 제1 이격 거리(D1) 또는 x축 방향으로의 제2 이격 거리(D2) 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 공정 마진을 고려할 때, 제1 및 제2 이격 거리(D1, D2) 각각의 최소값은 예를 들어, 150 ㎛일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
이와 같이 제1 및 제2 이격 거리(D1, D2)가 작아질수록, 제1 및 제2 이격 거리(D1, D2)가 클때보다 제1 및 제2 각도(θ1, θ2) 각각은 감소할 수 있다. 제1 및 제2 각도(θ1, θ2)가 작아질수록, 패키지 몸체(110)에 의해 덮여지는 면적이 증가하여 경사면(112)의 면적이 더 넓어질 수 있다. 이와 같이, 제1 및 제2 리드 프레임(LF1, LF2)의 노출된 면적은 감소하고, 경사면(112)의 면적이 넓어질수록, 발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)의 광 반사 능력은 더욱 커지게 되어 광 추출 효율이 증가할 수 있다. 왜냐하면, 제2 리드 프레임(LF2)의 반사도보다 경사면(112)의 반사도가 더 크기 때문이다. 그러나, 경사면(112)은 광을 반사시키기에 적합한 제1 및 제2 각도(θ1, θ2)를 가져야 한다. 이를 고려할 때, 제1 및 제2 각도(θ1, θ2)가 클수록 발광 소자 패키지(100A, 100B, 100C)의 경사면(112)에서 반사되는 광의 탈출이 용이하여 광 추출 효율이 증가할 수도 있다. 따라서, 제1 및 제2 이격 거리(D1, D2)와 광의 탈출을 복합적으로 고려하여 제1 및 제2 각도(θ1, θ2)가 결정될 수 있다.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 복수 개가 기판 상에 어레이될 수 있고, 발광 소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 백라이트 유닛으로 기능할 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 표시 장치, 지시 장치, 조명 장치 등과 같은 발광 장치에 포함될 수 있다.
여기서, 표시 장치는 바텀 커버와, 바텀 커버 상에 배치되는 반사판과, 광을 방출하는 발광 모듈과, 반사판의 전방에 배치되며 발광 모듈에서 발산되는 빛을 전방으로 안내하는 도광판과, 도광판의 전방에 배치되는 프리즘 시트들을 포함하는 광학 시트와, 광학 시트 전방에 배치되는 디스플레이 패널과, 디스플레이 패널과 연결되고 디스플레이 패널에 화상 신호를 공급하는 화상 신호 출력 회로와, 디스플레이 패널의 전방에 배치되는 컬러 필터를 포함할 수 있다. 여기서 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판, 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다.
또한, 조명 장치는 기판과 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 광원 모듈, 광원 모듈의 열을 발산시키는 방열체, 및 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈로 제공하는 전원 제공부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명 장치는, 램프, 해드 램프, 또는 가로등을 포함할 수 있다.
해드 램프는 기판 상에 배치되는 발광 소자 패키지들을 포함하는 발광 모듈, 발광 모듈로부터 조사되는 빛을 일정 방향, 예컨대, 전방으로 반사시키는 리플렉터(reflector), 리플렉터에 의하여 반사되는 빛을 전방으로 굴절시키는 렌즈, 및 리플렉터에 의하여 반사되어 렌즈로 향하는 빛의 일부분을 차단 또는 반사하여 설계자가 원하는 배광 패턴을 이루도록 하는 쉐이드(shade)를 포함할 수 있다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 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.
100A, 100B: 100C: 발광 소자 패키지 110: 패키지 몸체
111A, 111B, 111C, 111D: 절곡부 112, 112A, 112C, 112D: 경사면
114: 절연층 114T: 절연층의 탑면
120, 120A, 120B, 120C: 발광 소자 122A, 122C: 기판
122B: 지지 기판(또는, 제2 전극) 124A, 124B, 124C: 발광 구조물
124A-1, 124B-1, 124C-1: 제1 도전형 반도체층
124A-2, 124B-2, 124C-2: 활성층
124A-3, 124B-3, 124C-3: 제2 도전형 반도체층
126: 반사층 128A, 128B, 128C: 제1 전극
129A, 129C: 제2 전극 132, 134, 136: 와이어
140: 제너 다이오드 150: 몰딩 부재
BA1, BA2, BA3: 본딩 영역 C: 캐비티
C1, C2, C3, C4: 발광 소자의 측부면 CB: 캐비티의 바닥면
CE: 캐비티의 상부 가장 자리
CR1, CR2, CR3, CR4: 발광 소자의 측부 모서리
D1: 제1 이격 거리 D2: 제2 이격 거리
H1A, H1B, H1C: 제1 홈부의 평면 형상에서 정점
LFT1, LFT2: 리드 프레임의 노출된 탑면 DA1, DA2, DA3; 소자 영역
H1, H2, H3: 홈부 LF1: 제1 리드 프레임
LF2: 제2 리드 프레임 LF1-S: 제1 리드 프레임의 측부
LF2-S: 제2 리드 프레임의 측부 LFT1: 제1 리드 프레임의 탑면
LFT2; 제2 리드 프레임의 탑면 S1: 패키지 몸체의 일측면
S2: 패키지 몸체의 반대측면 S3: 패키지 몸체의 저면
TH: 관통홀

Claims (17)

  1. 서로 전기적으로 이격된 제1 및 제2 리드 프레임;
    상기 제1 또는 제2 리드 프레임 중 적어도 하나와 함께 캐비티를 정의하는 경사면을 포함하는 패키지 몸체;
    상기 제1 또는 제2 리드 프레임 중 적어도 하나의 소자 영역에 배치된 적어도 하나의 소자부; 및
    상기 적어도 하나의 소자부를 상기 제1 또는 제2 리드 프레임 중 적어도 하나의 본딩 영역에 연결하는 적어도 하나의 와이어를 포함하고,
    상기 패키지 몸체는
    상기 적어도 하나의 소자부의 측부 모서리를 바라보는 위치에서 상기 본딩 영역을 노출시키도록 배치된 적어도 하나의 홈부를 포함하는 발광 소자 패키지.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 홈부는 상기 경사면의 절곡부에 배치된 발광 소자 패키지.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 홈부는 상기 캐비티의 바닥면의 변보다 귀퉁이에 가깝게 배치된 발광 소자 패키지.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 소자부는
    제1 및 제2 도전형 반도체층과 활성층을 갖는 발광 구조물을 포함하며 상기 제2 리드 프레임 위에 배치된 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 소자부는
    상기 제1 리드 프레임 위에 배치된 제너 다이오드를 더 포함하는 발광 소자 패키지.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 와이어는
    상기 제너 다이오드와 상기 제2 리드 프레임을 전기적으로 연결하는 제1 와이어를 포함하는 발광 소자 패키지.
  7. 제4 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 소자의 제1 및 제2 도전형 반도체층은 상기 제1 및 제2 리드 프레임과 각각 전기적으로 직접 연결된 발광 소자 패키지.
  8. 제4 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 와이어는
    상기 발광 소자의 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제1 리드 프레임을 전기적으로 연결하는 제2 와이어를 더 포함하는 발광 소자 패키지.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 와이어는
    상기 발광 소자의 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 제2 리드 프레임을 전기적으로 연결하는 제3 와이어를 더 포함하는 발광 소자 패키지.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 본딩 영역은 제1 내지 제3 본딩 영역을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 홈부는
    상기 제1 와이어가 연결되는 상기 제2 리드 프레임의 상기 제1 본딩 영역을 노출시키는 제1 홈부;
    상기 제2 와이어가 연결되는 상기 제1 리드 프레임의 상기 제2 본딩 영역을 노출시키는 제2 홈부; 및
    상기 제3 와이어가 연결되는 상기 제2 리드 프레임의 상기 제3 본딩 영역을 노출시키는 제3 홈부를 포함하는 발광 소자 패키지.
  11. 제8 항에 있어서, 상기 발광 소자의 상기 제2 도전형 반도체층은 상기 제2 리드 프레임과 전기적으로 직접 연결된 발광 소자 패키지.
  12. 제4 항에 있어서, 상기 캐비티의 바닥면은 원형, 타원형 또는 다각형 평면 형상 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자 패키지.
  13. 제1 항에 있어서, 상기 본딩 영역과 상기 소자 영역은 서로 연결된 평면 형상을 갖는 발광 소자 패키지.
  14. 제1 항에 있어서, 상기 제너 다이오드는 상기 패키지 몸체에 형성된 관통홀을 통해 노출되고, 상기 관통홀은 상기 경사면의 절곡부에 위치하는 발광 소자 패키지.
  15. 제10 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 리드 프레임을 전기적으로 이격시키는 절연층을 더 포함하고,
    상기 제2 홈부는 상기 제2 본딩 영역과 상기 절연층과 상기 제2 리드 프레임을 노출시키는 발광 소자 패키지.
  16. 제1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 홈부는 원형 또는 다각형 평면 형상 중 적어도 하나의 평면 형상을 갖는 발광 소자 패키지.
  17. 제1 항에 기재된 상기 발광 소자 패키지를 포함하는 발광 장치.
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