KR20190044449A - 발광소자 패키지 및 광원 장치 - Google Patents

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임창만
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Abstract

발명의 실시 예에 개시된 발광소자 패키지는, 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 제1방향으로 서로 이격된 제1 및 제2 프레임; 상기 제1 및 제2 프레임 사이에 배치된 몸체; 상기 몸체 상에 배치되며, 캐비티를 구성하는 반사부; 및 하부에 제1 및 제2 본딩부를 포함하고, 상기 캐비티 내에 배치되는 발광소자;를 포함하고, 상기 몸체는 상기 제1 방향에 수직한 제2방향으로 이격되며, 상기 몸체 상에 배치되는 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 제1 및 제2프레임 및 상기 반사부와 접촉하고 상기 발광 소자의 상기 제2 방향으로 이격되며, 상기 돌출부와 상기 몸체는 수지 재질을 포함할 수 있다.

Description

발광소자 패키지 및 광원 장치{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE AND LIGHT UNIT}
실시 예는 발광 소자 패키지, 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법, 광원 장치에 관한 것이다.
GaN, AlGaN 등의 화합물을 포함하는 반도체 소자는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점을 가져서 발광 소자, 수광 소자 및 각종 다이오드 등으로 다양하게 사용될 수 있다.
특히, 3족-5족 또는 2족-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 파장 대역의 빛을 구현할 수 있는 장점이 있다. 또한, 3족-5족 또는 2족-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광원도 구현이 가능하다. 이러한 발광소자는, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저 소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다.
뿐만 아니라, 광검출기나 태양 전지와 같은 수광 소자도 3족-5족 또는 2족-6족 화합물 반도체 물질을 이용하여 제작하는 경우 소자 재료의 개발로 다양한 파장 영역의 빛을 흡수하여 광 전류를 생성함으로써 감마선부터 라디오 파장 영역까지 다양한 파장 영역의 빛을 이용할 수 있다. 또한, 이와 같은 수광 소자는 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성 및 소자 재료의 용이한 조절의 장점을 가져 전력 제어 또는 초고주파 회로나 통신용 모듈에도 용이하게 이용될 수 있다.
따라서, 반도체 소자는 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등 및 가스(Gas)나 화재를 감지하는 센서 등에까지 응용이 확대되고 있다. 또한, 반도체 소자는 고주파 응용 회로나 기타 전력 제어 장치, 통신용 모듈에까지 응용이 확대될 수 있다.
발광소자(Light Emitting Device)는 예로서 주기율표상에서 3족-5족 원소 또는 2족-6족 원소를 이용하여 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드로 제공될 수 있고, 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 파장 구현이 가능하다.
예를 들어, 질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭 넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 자외선(UV) 발광소자, 적색(RED) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.
예를 들어, 자외선 발광소자의 경우, 200nm~400nm의 파장대에 분포되어 있는 빛을 발생하는 발광 다이오드로서, 상기 파장대역에서, 단파장의 경우, 살균, 정화 등에 사용되며, 장파장의 경우 노광기 또는 경화기 등에 사용될 수 있다.
자외선은 파장이 긴 순서대로 UV-A(315nm~400nm), UV-B(280nm~315nm), UV-C (200nm~280nm) 세 가지로 나뉠 수 있다. UV-A(315nm~400nm) 영역은 산업용 UV 경화, 인쇄 잉크 경화, 노광기, 위폐 감별, 광촉매 살균, 특수조명(수족관/농업용 등) 등의 다양한 분야에 응용되고 있고, UV-B(280nm~315nm) 영역은 의료용으로 사용되며, UV-C(200nm~280nm) 영역은 공기 정화, 정수, 살균 제품 등에 적용되고 있다.
한편, 고 출력을 제공할 수 있는 반도체 소자가 요청됨에 따라 고 전원을 인가하여 출력을 높일 수 있는 반도체 소자에 대한 연구가 진행되고 있다.
또한, 반도체 소자 패키지에 있어, 반도체 소자의 광 추출 효율을 향상시키고, 패키지 단에서의 광도를 향상시킬 수 있는 방안에 대한 연구가 진행되고 있다. 또한, 반도체 소자 패키지에 있어, 패키지 전극과 반도체 소자 간의 본딩 결합력을 향상시킬 수 있는 방안에 대한 연구가 진행되고 있다.
또한, 반도체 소자 패키지에 있어, 공정 효율 향상 및 구조 변경을 통하여 제조 단가를 줄이고 제조 수율을 향상시킬 수 있는 방안에 대한 연구가 진행되고 있다.
발명의 실시 예는 프레임들 사이의 몸체 강성을 확보하기 위한 구조를 갖는 발광 소자 패키지, 반도체 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
발명의 실시 예는 프레임들 사이의 몸체 상부로부터 반도체 소자 또는 발광 소자 방향으로 돌출된 돌출 구조를 갖는 발광 소자 패키지, 반도체 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
발명의 실시 예는 캐비티의 측면에 반도체 소자 또는 발광 소자 방향으로 돌출된 돌출부를 갖는 발광 소자 패키지, 반도체 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
발명의 실시 예는 복수의 프레임 사이의 몸체의 상부 영역에서 반도체 소자 또는 발광 소자의 측면 방향으로 다른 영역보다 돌출된 돌출부를 갖는 발광 소자 패키지, 반도체 소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
실시 예는 광 추출 효율 및 전기적 특성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법, 광원 장치를 제공할 수 있다.
실시 예는 공정 효율을 향상시키고 새로운 패키지 구조를 제시하여 제조 단가를 줄이고 제조 수율을 향상시킬 수 있는 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법, 광원 장치를 제공할 수 있다.
실시 예는 반도체 소자 패키지가 기판 등에 재 본딩되는 과정에서 반도체 소자 패키지의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법을 제공할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 제1방향으로 서로 이격된 제1 및 제2 프레임; 상기 제1 및 제2 프레임 사이에 배치된 몸체; 상기 몸체 상에 배치되며, 캐비티를 구성하는 반사부; 및 하부에 제1 및 제2 본딩부를 포함하고, 상기 캐비티 내에 배치되는 발광소자;를 포함하고, 상기 몸체는 상기 제1 방향에 수직한 제2방향으로 이격되며, 상기 몸체 상에 배치되는 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 제1 및 제2프레임 및 상기 반사부와 접촉하고 상기 발광 소자의 상기 제2 방향으로 이격되며, 상기 돌출부와 상기 몸체는 수지 재질을 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 발광 소자는 제2 방향으로 마주보는 두 측면을 포함하고, 상기 돌출부는 상기 두 측면들과 마주보며 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 돌출부는 상기 반사부의 높이와 같거나 낮은 높이를 갖고 상기 캐비티의 내측면으로부터 상기 발광 소자 방향으로 돌출될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 돌출부와 상기 반사부, 및 상기 몸체는 동일한 물질로 형성될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 돌출부의 상면은 평탄면으로 구성될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 돌출부는 상기 발광소자에서 멀어질 수록 상기 발광 소자와의 거리가 점차 커질 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 돌출부의 바닥 너비는 제1방향으로 상기 몸체의 제1방향의 너비의 1배 초과 3배 이하일 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 몸체와 상기 발광소자 사이에 배치되는 제1수지; 및 상기 몸체에 배치되고 적어도 일부가 상기 발광 소자와 수직 방향으로 중첩되는 리세스를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1프레임에 제1관통홀 및 상기 제2프레임에 제2관통홀이 배치되며, 상기 제1 및 제2관통홀은 상기 발광 소자와 수직 방향으로 중첩되며, 상기 제1관통홀은 상기 발광 소자의 제1본딩부 아래에 배치되고, 상기 제2관통홀은 상기 발광 소자의 제2본딩부 아래에 배치되며, 상기 제1,2관통홀은 내부에 도전층을 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 리세스의 일부는 상기 발광 소자의 제2방향 측면보다 더 외측으로 돌출될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 리세스와 상기 돌출부 사이의 최소 거리는 상기 발광 소자와 상기 돌출부 사이의 거리보다 작을 수 있다.
상기 발광 소자 패키지를 갖는 광원 장치를 제공할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법에 의하면, 패키지의 센터 영역의 강성을 강화시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법에 의하면, 프레임 사이의 몸체의 강성을 강화시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법에 의하면, 광 추출 효율 및 전기적 특성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법에 의하면, 공정 효율을 향상시키고 새로운 패키지 구조를 제시하여 제조 단가를 줄이고 제조 수율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지는 반사율이 높은 몸체를 제공함으로써, 반사체가 변색되지 않도록 방지할 수 있어 반도체 소자 패키지의 신뢰성을 개선할 수 있는 장점이 있다.
발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 제조방법에 의하면, 반도체 소자 패키지가 기판 등에 재 본딩되는 과정에서 반도체 소자 패키지의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 평면도이다.
도 2는 도 1에 발광소자 패키지의 B-B 측 단면도이다.
도 3은 도 1에 발광소자 패키지의 C-C 선에 따른 단면도이다.
도 4는 도 1의 발광소자 패키지의 D-D 측에서 바라본 단면도이다.
도 5는 도 4의 발광소자 패키지에서 돌출부의 다른 예이다.
도 6은 도 1의 발광소자 패키지의 몸체에 리세스가 배치된 예이다.
도 7은 도 6의 발광소자 패키지의 E-E 측 단면도이다.
도 8은 도 7의 발광소자 패키지의 제1변형 예이다.
도 9는 도 7의 발광소자 패키지의 제2변형 예이다.
도 10은 도 6의 발광소자 패키지에서 돌출부의 다른 예이다.
도 11은 도 10의 발광소자 패키지의 G-G측에서 바라본 단면도이다.
도 12는 도 1의 발광소자 패키지의 돌출부의 다른 예이다.
도 13은 도 12의 발광소자 패키지의 H-H측 단면도이다.
도 14는 도 13의 발광소자 패키지의 돌출부의 다른 예이다.
도 15는 도 7의 발광소자 패키지의 제3변형 예이다.
도 16은 도 7의 발광소자 패키지의 제4변형 예이다.
도 17은 도 1의 발광소자 패키지의 다른 예이다.
도 18은 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 갖는 광원장치 또는 모듈의 예이다.
도 19는 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 발광소자의 예를 나타낸 평면도이다.
도 20은 도 19에 도시된 발광소자의 F-F 선에 다른 단면도이다.
도 21 및 도 22는 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 발광소자의 다른 예를 나타낸 평면도 및 그 J-J측에서 바라본 단면도이다.
발명의 실시 예는 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 발명의 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on/over)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명하나 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지는 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. 발명에서 소자 패키지는 반도체 소자나 자외선, 적외선 또는 가시광선의 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 이하에서는 반도체 소자의 예로서 발광소자가 적용된 경우를 기반으로 설명하며, 상기 발광소자가 적용된 패키지 또는 광원 장치에 비 발광소자 예컨대, 제너 다이오드와 같은 소자나 파장이나 열을 감시하는 센싱 소자를 포함할 수 있다. 이하에서는 반도체 소자의 예로서 발광소자가 적용된 경우를 기반으로 설명하며, 발광소자 패키지에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명하기로 한다. 도 1은 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 평면도이며, 도 2는 도 1에 발광소자 패키지의 B-B 측 단면도이고, 도 3은 도 1에 발광소자 패키지의 C-C 선에 따른 단면도이며, 도 4는 도 1의 발광소자 패키지의 D-D 측 단면도이고, 도 5는 도 4의 발광소자 패키지에서 돌출부의 다른 예이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 발광소자 패키지(100)는, 패키지 몸체(110), 및 발광소자(120)를 포함할 수 있다.
상기 패키지 몸체(110)는 복수의 프레임 예컨대, 제1 프레임(111)과 제2 프레임(112)을 포함할 수 있다. 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)은 제1방향(X)으로 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 패키지 몸체(110)는 몸체(113)를 포함할 수 있다. 상기 몸체(113)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 사이에 배치될 수 있다. 상기 몸체(113)는 복수의 프레임 사이에서 전극 분리선의 기능을 수행할 수 있다. 상기 몸체(113)는 절연부재로 지칭될 수도 있다.
상기 몸체(113)는 상기 제1 프레임(111) 위에 배치될 수 있다. 또한, 상기 몸체(113)는 상기 제2 프레임(112) 위에 배치될 수 있다. 상기 몸체(113)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 위에 배치된 경사면을 제공할 수 있다. 상기 몸체(113)의 경사면에 의하여 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 위에 캐비티(102)가 제공될 수 있다. 발명의 실시 예에 의하면, 상기 패키지 몸체(110)는 캐비티(102)가 있는 구조로 제공될 수도 있으며, 캐비티(102) 없이 상면이 평탄한 구조로 제공될 수도 있다.
예로서, 상기 몸체(113)는 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide), PCT(Polychloro Tri phenyl), LCP(Liquid Crystal Polymer), PA9T(Polyamide9T), 실리콘, 에폭시, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC: Epoxy molding compound), 실리콘 몰딩 컴파운드(SMC), 세라믹, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3) 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 몸체(113)는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 그 내부에 Al203, TiO2와 SiO2와 같은 고굴절 필러를 포함할 수 있다.
상기 패키지 몸체(110A)의 제1방향(X)의 길이는 제2방향(Y)의 길이와 동일하거나, 제1방향의 길이가 제2방향의 길이보다 길 수 있다. 여기서, 제1방향은 상기 발광 소자(120)의 제1,2방향의 길이 중에서 더 긴 길이를 갖는 변의 방향일 수 있다.
상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)은 도전성 프레임으로 제공될 수도 있다. 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)은 금속 프레임으로 제공될 수 있다. 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)은 상기 패키지 몸체(110)의 구조적인 강도를 안정적으로 제공할 수 있으며, 상기 발광소자(120)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 프레임(111)의 제1연장부(111A)는 패키지 몸체(110)의 제1측면(S1) 방향으로 연장되고 돌출될 수 있다. 상기 제2 프레임(112)의 제2연장부(112A)는 패키지 몸체(110)의 제2측면(S2) 방향으로 연장되고 돌출될 수 있다. 상기 제1 및 제2연장부(111A,121A)는 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2연장부(111A,121A)는 돌출되지 않을 수 있다. 상기 패키지 몸체(110)의 제1,2측면(S1,S2)은 제1방향으로 이격되며 서로 반대측 면일 수 있다. 상기 패키지 몸체(110)의 제3,4측면(S3,S4)은 상기 제1방향과 직교하는 제2방향으로 이격되며 서로 반대측 면일 수 있다. 상기 제1내지 제4측면(S1,S2,S3,S4)는 수직하거나 경사지게 배치될 수 있다.
다른 예로서, 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)은 절연성 프레임으로 제공될 수 있다. 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)은 상기 패키지 몸체(110)의 구조적인 강도를 안정적으로 제공할 수 있다. 상기 프레임(111,112)이 절연성 재질인 경우, 수지 재질 또는 절연 재질일 수 있으며, 예컨대, 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide), PCT(Polychloro Tri phenyl), LCP(Liquid Crystal Polymer), PA9T(Polyamide9T), 실리콘, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC: Epoxy molding compound), 실리콘 몰딩 컴파운드(SMC), 세라믹, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3) 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나로 형성될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 발광소자(120)는 제1 본딩부(121), 제2 본딩부(122), 반도체층(123)을 포함할 수 있다. 상기 발광소자(120)는 기판(124)을 포함할 수 있다. 상기 발광 소자(120)는 제1방향의 길이가 제2방향의 길이와 같거나 더 길 수 있다.
상기 반도체층(123)은 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함할 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)는 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 본딩부(122)는 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 기판(124)는 투광 층으로서, 절연성 재질 또는 반도체 재질로 형성될 수 있다. 상기 기판(124)는 예컨대, 사파이어 기판(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge을 포함하는 그룹 중에서 선택될 수 있다. 예로서, 상기 기판(124)은 표면에 요철 패턴이 형성될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 반도체층(123)은 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 상기 반도체층(123)은 예로서 2족-6족 또는 3족-5족 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 반도체층(123)은 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In), 인(P), 비소(As), 질소(N)로부터 선택된 적어도 두 개 이상의 원소를 포함하여 제공될 수 있다.
상기 반도체층(123)은 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층은 3족-5족 또는 2족-6족의 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층은 예컨대 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층은 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층은 Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑된 n형 반도체층일 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층은 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑된 p형 반도체층일 수 있다.
상기 활성층은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 활성층은 예로서 3족-5족 또는 2족-6족의 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다. 상기 활성층이 다중 우물 구조로 구현된 경우, 상기 활성층은 교대로 배치된 복수의 우물층과 복수의 장벽층을 포함할 수 있고, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 활성층은 InGaN/GaN, GaN/AlGaN, AlGaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, AlGaAs/GaAs, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, InP/GaAs을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광소자(120)는 상기 패키지 몸체(110) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 몸체(113) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 패키지 몸체(110)에 의해 제공되는 상기 캐비티(102) 내에 배치될 수 있다. 상기 캐비티(102)는 패키지 몸체(110)의 반사부(110A)에 의해 형성될 수 있다. 상기 반사부(110A)는 상기 발광소자(120)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(120)는 상기 캐비티(102) 내에 배치될 수 있다. 상기 캐비티(102)의 바닥에는 제1프레임(111), 제2프레임(112) 및 몸체(113)가 배치될 수 있다.
상기 캐비티(102)는 상기 제1,2프레임(111,112) 사이에 배치된 상기 몸체(113)가 지나는 방향에 제1내측면(11)과 제2내측면(12)을 포함할 수 있다. 제1내측면(11)과 제2내측면(12)은 서로 대면할 수 있다. 상기 제1내측면(11)과 제2내측면(12)은 상기 패키지 몸체(110)의 바닥 또는 수평한 캐비티 바닥에 대해 경사지게 배치될 수 있어, 광의 지향 분포 및 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 제1내측면(11)은 상기 패키지 몸체(110)의 제3외측면(S3)과 대응되며, 상기 제2내측면(12)는 상기 패키지 몸체(110)의 제4외측면(S4)과 대응될 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)와 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)는 상기 제1 프레임(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 제2 프레임(112) 위에 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 상기 제1프레임(111)을 통해 상기 발광소자(120)의 제1 본딩부(121)에 전원이 연결되고, 상기 제2 프레임(112)를 통해 상기 발광소자(120)의 제2 본딩부(122)에 전원이 연결될 수 있다. 상기 제1,2본딩부(121,122)는 전극 또는 패드일 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 본딩부(121) 및 상기 제2 본딩부(122)을 통하여 공급되는 구동 전원에 의하여 상기 발광소자(120)가 구동될 수 있게 된다. 그리고, 상기 발광소자(120)에서 발광된 빛은 상기 패키지 몸체(110)의 상부 방향으로 제공될 수 있게 된다.
상기 제1 본딩부(121)는 상기 반도체층(123)과 상기 제1 프레임(111) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 반도체층(123)과 상기 제2 프레임(112) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)과 상기 제2 본딩부(122)는 금속 재질일 수 있다. 상기 제1,2본딩부(121,122)는 Ti, Al, In, Ir, Ta, Pd, Co, Cr, Mg, Zn, Ni, Si, Ge, Ag, Ag alloy, Au, Hf, Pt, Ru, Rh, ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, Ni/IrOx/Au/ITO를 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 물질 또는 합금을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 발광 소자(120)는 내부에 하나 또는 복수의 발광 셀을 포함할 수 있다. 상기 발광 셀은 n-p 접합, p-n 접합, n-p-n 접합, p-n-p 접합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 복수의 발광 셀은 하나의 발광 소자 내에서 서로 직렬로 연결될 수 있다. 이에 따라 상기 발광 소자는 하나 또는 복수의 발광 셀을 가질 수 있으며, 하나의 발광 소자에 n개의 발광 셀이 배치된 경우 n배의 구동 전압으로 구동될 수 있다. 예컨대, 하나의 발광 셀의 구동 전압이 3V이고, 2개의 발광 셀이 하나의 발광 소자에 배치된 경우, 각 발광 소자는 6V의 구동 전압으로 구동될 수 있다. 또는 하나의 발광 셀의 구동 전압이 3V이고, 3개의 발광 셀이 하나의 발광 소자에 배치된 경우, 각 발광 소자는 9V의 구동 전압으로 구동될 수 있다. 상기 발광 소자에 배치된 발광 셀의 개수는 1개 또는 2개 내지 5개일 수 있다.
본 발명의 발광소자 패키지(100)는 도 2, 도 8, 도 9, 도 15 및 도 16와 같이, 상기 몸체(113)과 상기 발광소자(120) 사이에 접착성 재질의 제1수지(162)를 포함할 수 있다. 상기 제1수지(162)는 상기 몸체(113)와 상기 발광소자(120) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1수지(162)는 상기 몸체(113)의 상면과 상기 발광소자(120)의 하면 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1수지(162)는 상기 발광소자(120)와 수직 방향인 Z축 방향으로 중첩될 수 있다. 예로서, 상기 제1수지(162)는 에폭시(epoxy) 계열의 물질, 실리콘(silicone) 계열의 물질, 에폭시 계열의 물질과 실리콘 계열의 물질을 포함하는 하이브리드(hybrid) 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 예로서, 상기 제1수지(162)가 반사 기능을 포함하는 경우 상기 접착제는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다.
상기 제1수지(162)는 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113)에 접착될 수 있다. 상기 제1수지(162)는 상기 발광소자(120)의 제1본딩부(121)과 제2본딩부(122) 사이에 배치되거나 상기 제1 및 제2본딩부(121,122)에 접촉될 수 있다. 이러한 상기 제1수지(162)는 상기 발광 소자(120)의 하면과 프레임(111,112) 사이의 영역과, 상기 발광 소자(120)과 상기 몸체(113) 사이의 영역에 접착될 수 있다. 이에 따라 제1수지(162)는 상기 발광 소자(120)의 하부 접착력 및 지지력을 강화시켜 줄 수 있다. 상기 발광 소자(120)의 본딩부(121,122)를 본딩하는 공정이나 회로 기판 상에 본딩될 때 상기 발광 소자(120)가 틸트되는 문제를 방지할 수 있다. 상기 제1수지(162)는 반사성 수지 재질로 형성되어 광을 확산시키고 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광소자 패키지(100)는 리세스(R1)를 포함할 수 있다. 상기 리세스(R1)는 상기 몸체(113) 또는 몸체(113)의 상부에 하나 또는 복수로 제공될 수 있다. 상기 리세스(R1)는 상기 제1 관통홀(TH1)과 상기 제2 관통홀(TH2) 사이의 몸체(113)에 제공될 수 있다. 상기 리세스(R1)는 상기 제1 프레임(111)과 제2프레임(112) 사이의 몸체(113)에 제공될 수 있다. 상기 리세스(R1)는 상기 몸체(113)의 상면에서 하면 방향으로 오목하게 제공될 수 있다. 상기 리세스(R1)는 상기 발광소자(120) 아래에 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 상기 리세스(R1)의 적어도 일부 또는 전부는 상기 발광소자(120)와 Z 방향으로 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 리세스(R1)가 상기 몸체(113) 상에 배치되므로, 상기 제1수지(162)는 상기 리세스(R1) 내에 배치될 수 있다. 상기 리세스(R1) 내에 배치된 제1수지(162)는 지지 돌기로 기능할 수 있다.
상기 제1수지(162)는 상기 발광소자(120)와 상기 패키지 몸체(110) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1수지(162)는 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1수지(162)는 예로서 상기 몸체(113)의 상면에 직접 접촉되고 상기 리세스(R1) 내에 배치되고, 상기 발광소자(120)의 하부 면에 접촉되어, 상기 발광 소자(120)를 지지할 수 있다.
상기 제1수지(162)는 상기 몸체(113)와 상기 발광소자(120) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있고, 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출되는 경우, 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113) 사이에서 광 확산 기능을 제공할 수 있다. 상기 발광소자(120)로부터 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출될 때 상기 제1수지(162)는 광 확산 기능을 제공함으로써 상기 발광소자 패키지(100)의 광 추출 효율을 개선할 수 있다. 또한, 상기 제1수지(162)는 상기 발광소자(120)에서 방출하는 광을 반사할 수 있다. 상기 제1수지(162)가 반사 기능을 포함하는 경우, 상기 제1수지(162)는 TiO2, Silicone 등을 포함하는 물질로 구성될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 리세스(R1)의 깊이는 상기 제1 관통홀(TH1)의 깊이 또는 상기 제2 관통홀(TH2)의 깊이에 비해 작게 제공될 수 있다. 상기 리세스(R1)의 깊이는 상기 제1수지(162)의 접착력을 고려하여 결정될 수 있다. 또한, 상기 리세스(R1)이 깊이는 상기 몸체(113)의 안정적인 강도를 고려하거나 및/또는 상기 발광소자(120)에서 방출되는 열에 의해 상기 발광소자 패키지(100)에 크랙(crack)이 발생하지 않도록 결정될 수 있다.
상기 리세스(R1)는 상기 발광소자(120) 하부에 일종의 언더필(under fill) 공정이 수행될 수 있는 적정 공간을 제공할 수 있다. 여기서, 상기 언더필(Under fill) 공정은 발광소자(120)를 패키지 몸체(110)에 실장한 후 상기 제1수지(162)를 상기 발광소자(120) 하부에 배치하는 공정일 수 있고, 상기 발광소자(120)를 패키지 몸체(110)에 실장하는 공정에서 상기 제1수지(162)를 통해 실장하기 위해 상기 제1수지(162)를 상기 리세스(R1)에 배치 후 상기 발광소자(120)를 배치하는 공정일 수 있다. 상기 리세스(R1)는 상기 발광소자(120)의 하면과 상기 몸체(113)의 상면 사이에 상기 제1수지(162)가 충분히 제공될 수 있도록 제1 깊이 이상으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 리세스(R1)는 상기 몸체(113)의 안정적인 강도를 제공하기 위하여 제2 깊이 이하로 제공될 수 있다. 상기 리세스(R1)의 깊이는 100 마이크로 미터 이하 예컨대 15 내지 100 마이크로 미터 범위일 수 있으며, 상기 범위보다 작은 경우 수지 지지력이 저하될 수 있고 상기 범위보다 큰 경우 몸체(113)의 강성이 저하될 수 있고 지지력의 개선이 미미할 수 있으며 몸체(113)을 통한 광 누설의 원인이 될 수 있다.
상기 리세스(R1)의 제1방향 폭은 상기 발광소자(120)의 X 방향으로 상기 제1 본딩부(121)과 상기 제2 본딩부(122) 간의 간격보다 좁게 제공될 수 있으며, 140 마이크로 미터 이상 예컨대, 140 내지 160 마이크로 미터의 범위로 제공될 수 있다.
상기 리세스(R1)의 제2 방향의 길이는 상기 발광 소자(120)의 제2 방향의 길이보다 작게 배치되어, 상기 발광 소자(120)의 하부에서 제1수지(162)의 지지 돌기로서 기능할 수 있다. 상기 리세스(R1)의 제2 방향의 길이는 상기 발광 소자(120)의 제2방향의 길이보다 길게 배치되어, 발광 소자(120)에 대해 제2방향의 접착력을 강화시켜 줄 수 있다.
상기 리세스(R1)의 깊이와 제1 방향의 폭은 상기 제1수지(162)의 형성 위치 및 고정력에 영향을 미칠 수 있다. 상기 리세스(R1)의 깊이와 폭은 상기 몸체(113)와 상기 발광소자(120) 사이에 배치되는 상기 제1수지(162)에 의하여 충분한 고정력이 제공될 수 있도록 결정될 수 있다.
상기 리세스(R1)는 탑뷰 형상이, 다각형 형상일 수 있으며, 예컨대 삼각형, 사각형, 또는 오각형 형상일 수 있다. 다른 예로서, 리세스(R1)은 원 형상이거나 타원 형상일 수 있고 상기 제1수지(162)를 가이드할 수 있는 형상으로 제공될 수 있다. 상기 리세스(R1)은 측 단면 형상이 다각형 형상 또는 곡면 형상일 수 있으며, 예컨대 삼각형 형상이거나 사각형 형상 또는 반구형 형상일 수 있다. 상기 리세스(R1)의 구조는 몸체(113)에 영향을 줄이면서 지지력이 저하되지 않는 구조로 제공될 수 있다.
상기 리세스(R1)는 제1방향으로 상부 너비가 하부 너비보다 넓을 수 있다. 상기 리세스(R1)는 제1 및 제2방향으로 상부 너비가 하부 너비보다 넓을 수 있다. 상기 리세스(R1)는 제1방향으로 상부 너비가 하부 너비보다 넓은 형상으로 형성될 수 있다. 상기 리세스(R1)은 다각형 형상을 갖고 상부 너비가 하부 너비보다 넓게 배치되므로, 내부가 경사진 면으로 제공될 수 있다. 이에 따라 상기 리세스(R1)에 제1수지(162)의 가이드 및 지지를 할 수 있다.
상기 몸체(113)는 캐비티(102)의 바닥으로부터 상기 캐비티(102)의 바닥보다 위로 돌출된 돌출부(P1,P2)를 포함할 수 있다. 상기 몸체(113)는 제1 돌출부(P1)와 제2 돌출부(P2)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내측면(11)은 제1 돌출부(P1)를 포함할 수 있다. 상기 제2 내측면(12)은 제2 돌출부(P2)를 포함할 수 있다. 상기 돌출부(P1,P2)는 발광 소자(120)의 제2방향의 측면들 중 적어도 하나에 대응되게 배치되거나, 제2방향의 측면들 각각에 대응되게 배치될 수 있다.
상기 제1 돌출부(P1)는 상기 몸체(113)와 상기 제1 내측면(11)에 배치될 수 있다. 상기 제1 돌출부(P1)는 상기 몸체(113)와 상기 제1 내측면(11)의 경계 영역 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 돌출부(P2)는 상기 몸체(113)과 상기 제2 내측면(12)에 배치될 수 있다. 상기 제2 돌출부(P2)는 상기 몸체(113)과 상기 제2 내측면(12)의 경계 영역 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2돌출부(P1,P2)는 상기 제1 프레임(111)과 제2 프레임(112) 사이의 몸체(113)와 수직 방향(Z)으로 중첩될 수 있다. 상기 제1 및 제2돌출부(P1,P2)는 상기 캐비티(102)의 바닥에서 몸체(113)의 양단과 상기 제1,2프레임(111,112) 상에 형성될 수 있다. 이러한 제1,2돌출부(11,12)는 상기 몸체(113)와 상기 제1,2프레임(111,112) 상에 형성됨으로써, 상기 제1,2프레임(111,112) 사이의 몸체(113)의 강성을 강화시켜 줄 수 있다. 따라서, 발광소자 패키지(100)의 파단 강도를 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제1 돌출부(P1)는 상기 제1 내측면(11)에서 상기 캐비티(102)의 중심 방향 또는 상기 발광 소자(120) 방향으로 돌출될 수 있다. 상기 제1 돌출부(P1)는 상기 발광 소자(120)의 제1측면에 인접하며 상기 발광 소자(120)의 제1측면으로부터 이격될 수 있다. 상기 제2 돌출부(P2)는 상기 제2 내측면(12)에서 상기 캐비티(102)의 중심 방향 또는 상기 발광 소자(120) 방향으로 돌출될 수 있다. 상기 제2 돌출부(P2)는 상기 발광 소자(120)의 제2측면에 인접하며 상기 발광 소자(120)의 제2측면으로부터 이격될 수 있다. 상기 발광 소자(120)의 제1,2측면은 서로 반대측 면일 수 있다.
상기 제1 돌출부(11)와 상기 발광 소자(120)의 제1측면 사이의 거리는 상기 제1 내측면(11)과 상기 발광 소자(120)의 제1측면 사이의 최소 거리보다 작을 수 있다. 상기 제2 돌출부(12)와 상기 발광 소자(120)의 제1측면 사이의 거리는 상기 제2 내측면(12)과 상기 발광 소자(120)의 제2측면 사이의 최소 거리보다 작을 수 있다. 이러한 제1,2돌출부(11,12)는 상기 발광 소자(120)의 서로 반대측 제1,2측면에 대응되도록 돌출되고 상기 몸체(113)와 상기 제1,2프레임(111,112) 상에 형성됨으로써, 상기 제1,2프레임(111,112) 사이의 몸체(113)의 강성을 강화시켜 줄 수 있다. 따라서, 발광소자 패키지(100)의 파단 강도를 개선시켜 줄 수 있다.
상기 돌출부(P1,P2)는 제2방향으로 발광 소자(120)의 서로 반대측 두 측면과 마주보며, 상기 제1,2프레임(111,112)과 상기 캐비티(102)를 갖는 반사부(110A)와 접촉될 수 있다. 상기 돌출부(P1,P2)는 상기 몸체(113)와 상기 반사부(110A)와 동일한 물질로 형성되거나 일체로 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 돌출부(P1,P2) 사이의 거리(b2)는, 상기 제1,2내측면(11,12) 사이의 직선 거리(b1)보다 작을 수 있다. 상기 제1,2내측면(11,12) 사이의 직선 거리(b1)는 상기 제1,2돌출부(P1,P2)를 제외한 영역에서 상기 캐비티(102)의 바닥에서 제2방향(Y)의 최소 거리일 수 있다. 상기 제1,2내측면(11,12) 사이의 직선 거리(b1)는 발광 소자(120)의 제2방향의 길이보다 클 수 있다.
상기 제1 돌출부(P1)의 바닥 너비는 제2방향으로 상기 제1발광 소자(120)와 상기 제1내측면(11) 사이의 최소 거리보다 작을 수 있다. 상기 제2 돌출부(P2)의 바닥 너비는 제2방향으로 상기 제1발광 소자(120)와 상기 제2내측면(12) 사이의 최소 거리보다 작을 수 있다.
상기 제1 돌출부(P1)의 바닥 너비(a2)는 제1방향으로 상기 제1 및 제2프레임(111,112) 사이의 몸체(113)의 상면 너비(a1)보다 클 수 있다. 상기 제2 돌출부(P2)의 바닥 너비는 제2방향으로 상기 제1 및 제2 프레임(111,112) 사이의 몸체(113)의 상면 너비(a1)보다 클 수 있다. 이에 따라 상기 제1,2돌출부(P1,P2)는 상기 몸체(113)의 상면과 상기 제1,2프레임(111,112)의 상면에 접촉될 수 있다. 이러한 제1,2돌출부(11,12)는 상기 몸체(113)와 상기 제1,2프레임(111,112)의 상면에 접촉됨으로써, 상기 제1,2프레임(111,112) 사이의 몸체(113)의 강성을 강화시켜 줄 수 있다. 따라서, 발광소자 패키지(100)의 파단 강도를 개선시켜 줄 수 있다.
상기 돌출부(P1,P2)의 바닥에서 제2방향의 너비는 최소 30 마이크로 미터 이상으로 형성될 수 있어, 몸체(113)와 프레임들(111,112)과의 접촉 면적을 확보할 수 있다. 상기 돌출부(P1,P2)는 제2방향으로 발광 소자(120)와의 거리가 최소 50 마이크로 미터 이상 이격될 수 있어, 발광 소자(120)의 탑재 시의 간섭을 줄여줄 수 있고 광 분포 영향을 줄여줄 수 있다.
상기 제1,2프레임(111,112) 사이에 배치된 상기 몸체(113)는 상면 너비와 하면 너비가 동일할 수 있다. 다른 예로서, 상기 몸체(113)은 상면 너비는 하면 너비보다 클 수 있다. 다른 예로서, 상기 몸체(113)는 상면 너비는 하면 너비보다 작을 수 있다.
상기 제1 및 제2돌출부(P1,P2)와 상기 몸체(113)는 동일한 재질일 수 있다. 이 경우, 상기 몸체(113)에 상기 제 1 및 제2돌출부(P1,P2)가 일체로 형성될 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1 및 제2돌출부(P1,P2)와 상기 몸체(113)는 다른 수지 재질일 수 있다. 이 경우, 상기 몸체(113)의 상면에 상기 제1,2돌출부(P1,P2)의 바닥면이 계면을 갖고 접촉될 수 있다. 상기 제1,2돌출부(P1,P2)는 상기 반사부(110A)와 상기 몸체(113)가 동일한 재질로 일체로 형성된 경우, 상기 제1,2프레임(111,112) 사이의 몸체(113)의 강도를 강화시켜 줄 수 있다.
여기서, 상기 제1돌출부(P1)의 바닥 중에서 상기 몸체(113)의 상면과 수직 방향으로 중첩되는 영역의 면적은 상기 제1프레임(111)의 상면과 수직 방향으로 중첩되는 영역의 면적보다 클 수 있다. 상기 제1돌출부(P1)의 바닥 중에서 상기 몸체(113)의 상면과 수직 방향으로 중첩되는 영역의 면적은 상기 제2프레임(112)의 상면과 수직 방향으로 중첩되는 영역의 면적보다 클 수 있다. 상기 제2돌출부(P2)의 바닥 중에서 상기 몸체(113)의 상면과 수직 방향으로 중첩되는 영역의 면적은 상기 제1프레임(111)의 상면과 수직 방향으로 중첩되는 영역의 면적보다 클 수 있다. 상기 제2돌출부(P2)의 바닥 중에서 상기 몸체(113)의 상면과 수직 방향으로 중첩되는 영역의 면적은 상기 제2프레임(112)의 상면과 수직 방향으로 중첩되는 영역의 면적보다 클 수 있다. 이에 따라 상기 제1 및 제2돌출부(P1,P2)는 상기 몸체(113)와 제1,2내측면(11,12)과의 접촉 면적이 증가되고 상기 제1,2프레임(111,112)에 의해 지지되어, 발광소자 패키지의 센터측 강성을 강화시켜 줄 수 있다.
도 4와 같이, 제1 및 제2돌출부(P1,P2)의 높이(a4)는 상기 캐비티(102)의 바닥 또는 상기 프레임(111,112)의 상면을 기준으로 상기 캐비티(102)의 깊이(a3)보다 작거나 같을 수 있다. 여기서, 상기 캐비티(102)의 깊이는 상기 프레임(111,112)의 상면부터 상기 반사부(110A)의 상면까지의 직선 거리이다. 상기 제1,2돌출부(P1,P2)의 높이(a4)는 상기 캐비티(102)의 깊이(a3)의 30% 내지 100%의 범위일 수 있으며, 상기 범위보다 작은 경우 지지력이 저하될 수 있다. 상기 제1 및 제2돌출부(P1,P2)의 높이(a4)는 상기 반사부(110A)의 높이(즉, a3)보다 낮거나 도 13 및 도 14와 같이 상기 반사부(110A)의 높이(a3)와 같을 수 있다.
도 4와 같이, 상기 제1 및 제2돌출부(P1,P2)의 측 단면에서 내측면은 상기 제1,2내측면(11,12)의 경사진 면으로부터 발광소자(120) 방향으로 볼록하게 돌출되어, 캐비티(102)의 바닥과의 중첩 면적을 증대시켜 줄 수 있다. 이에 따라 제1 및 제2돌출부(P1,P2)에 의해 패키지의 파단 강도를 개선시켜 줄 수 있다. 다른 예로서 도 5와 같이, 제1 및 제2돌출부(P1,P2)의 내 측면은 캐비티(102)의 바닥에 대해 경사진 면으로 제공될 수 있어, 발광 소자(120)로부터 방출된 광을 반사시켜 줄 수 있다. 상기 제 1 및 제2돌출부(P1,P2)의 경사진 각도는 캐비티(102)의 바닥을 기준으로 상기 제1,2내측면(11,12)의 경사진 각도보다 클 수 있다. 이에 따라 발광 소자(120)로부터 입사된 광을 상 방향으로 반사시켜 줄 수 있고 패키지의 파단 강도를 증가시켜 줄 수 있다.
상기 리세스(R1)와 상기 제1,2돌출부(P1,P2) 사이의 거리(b3)는 상기 제1,2돌출부(P1,P2)와 상기 발광 소자(120) 사이의 거리보다 클 수 있다. 이 경우 상기 리세스(R1)이 도 1과 같이, 발광 소자(120)의 영역으로부터 돌출되지 않는 경우, 상기의 관계를 가질 수 있다. 상기 제1,2돌출부(P1,P2)가 상기 몸체(113)의 양단 강도를 강화시켜 줌으로써, 상기 리세스(R1)의 Y 방향 길이를 더 길게 제공하거나, 상기 리세스(R1)을 도 6과 같이 2개 이상 배치하더라도, 패키지의 파단 강도 저하를 방지할 수 있다. 도 6과 같이 두 리세스(R1,R2)와 상기 제1,2돌출부(P1,P2) 사이의 최소 거리(b3)는 상기 제1,2돌출부(P1,P2)와 상기 발광 소자(120) 사이의 거리보다 작을 수 있다. 이 경우 상기 리세스(R1,R2)의 일부가 도 6과 같이, 발광 소자(120)의 영역 외측으로 돌출된 경우, 상기의 관계를 가질 수 있다. 이러한 제1,2돌출부(P1,P2)는 도 6과 같이 리세스(R1,R2)에 발광 소자(120)보다 더 인접하게 배치됨으로써, 리세스(R1,R2)에 의해 몸체(113)의 강도를 지지해 줄 수 있다.
본 발명에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 2 내지 도 4와 같이, 적어도 2개의 관통홀 예컨대, 제1 관통홀(TH1)과 제2 관통홀(TH2)을 포함할 수 있다. 상기 제1 프레임(111)은 상기 제1 관통홀(TH1)를 포함할 수 있다. 상기 제2 프레임(112)은 상기 제2 관통홀(TH2)을 포함할 수 있다.
상기 제1 관통홀(TH1)은 상기 제1 프레임(111)에 하나 또는 복수로 제공될 수 있다. 상기 제1 관통홀(TH1)은 상기 제1 프레임(111)을 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제1 관통홀(TH1)은 상기 제1 프레임(111)의 상면과 하면을 Z 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 제1 관통홀(TH1)은 상기 발광소자(120)의 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제1 관통홀(TH1)은 상기 발광소자(120)의 제1 본딩부(121) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 관통홀(TH1)은 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)과 Z 방향으로 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제1 관통홀(TH1)은 상기 제1 프레임(111)의 상면에서 하면으로 향하는 Z 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)과 중첩되어 제공될 수 있다. 이러한 제1 관통홀(TH1)을 통해 상기 제1 본딩부(121)를 노출시켜 줌으로써, 상기 제1 관통홀(TH1)에 채워지는 도전성 물질을 통해 전기적인 경로 및 방열 경로로 제공할 수 있다.
상기 제2 관통홀(TH2)은 상기 제2 프레임(112)에 하나 또는 복수로 제공될 수 있다. 상기 제2 관통홀(TH2)은 상기 제2 프레임(112)을 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제2 관통홀(TH2)은 상기 제2 프레임(112)의 상면과 하면을 Z 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 제2 관통홀(TH2)은 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 관통홀(TH2)은 상기 발광소자(120)와 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제2 관통홀(TH2)은 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122)와 수직 방향으로 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제2 관통홀(TH2)은 상기 제2 프레임(112)의 상면에서 하면으로 향하는 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122)과 중첩되어 제공될 수 있다. 이러한 제2 관통홀(TH2)을 통해 상기 제2 본딩부(122)를 노출시켜 줌으로써, 상기 제2 관통홀(TH2)에 채워지는 도전성 물질을 통해 전기적인 경로 및 방열 경로로 제공할 수 있다.
상기 제1 관통홀(TH1)과 상기 제2 관통홀(TH2)은 제1방향으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 관통홀(TH1)과 상기 제2 관통홀(TH2)은 상기 발광소자(120)의 하부 면 아래에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 관통홀(TH1)과 상기 제2 관통홀(TH2)은 상기 발광 소자(120)과 Z축 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제1 관통홀(TH1)과 상기 제2 관통홀(TH2)은 상기 발광 소자(120)와 중첩되는 영역에 배치되고 상기 몸체(113)로부터 이격될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 도 2와 같이, X 방향으로 상기 제1 관통홀(TH1)의 상부 영역의 폭(W1)이 상기 제1 본딩부(121)의 너비에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다. 또한, X 방향으로 상기 제2 관통홀(TH2)의 상부 영역의 폭이 상기 제2 본딩부(122)의 폭에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다. 상기 제1,2관통홀(TH1,TH2)의 X 방향의 폭은 서로 동일하거나 다를 수 있다. 상기 제1,2본딩부(121,122)의 X 방향의 폭은 서로 동일하거나 다를 수 있다.
X 방향으로 상기 제1 관통홀(TH1)의 상부 영역의 폭(W1)은 하부 영역의 폭(W2)과 같거나 작을 수 있다. X 방향으로 상기 제2 관통홀(TH2)의 상부 영역의 폭(W1)이 하부 영역의 폭(W2)과 같거나 작을 수 있다. 이러한 제1,2관통홀(TH1,TH2)의 상부 영역의 폭(W1)이 하부 영역의 폭(W2)와 같거나 좁게 배치됨으로써, 상기 프레임(111,112)의 강성 저하를 방지할 수 있고 전기적인 경로를 제공할 수 있다.
발명의 의하면, Y 방향으로 상기 제1 관통홀(TH1)의 상부 영역의 길이가 상기 제1 본딩부(121)의 길이에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다. Y 방향으로 상기 제2 관통홀(TH2)의 상부 영역의 길이이 상기 제2 본딩부(122)의 길이에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다. 상기 제1,2관통홀(TH1,TH2)의 Y 방향의 길이는 서로 다르거나 동일할 있다. 상기 제1,2본딩부(121,122)의 Y 방향의 길이는 서로 다르거나 동일할 수 있다.
상기 각 관통홀(TH1,TH2)의 상부 면적은 상기 각 본딩부(121,122)의 하면 면적의 30% 이상 예컨대, 30% 내지 100%의 범위를 가질 수 있다. 또한 상기 각 관통홀(TH1,TH2)과 각 본딩부(121,122)는 대면하는 영역을 가질 수 있다. 따라서, 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)과 상기 제1 프레임(111)이 상기 제1관통홀(TH1)에 의해 제공되는 물질에 의해 부착될 수 있다. 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122)과 상기 제2 프레임(112)이 상기 제1관통홀(TH1)에 의해 제공되는 물질에 의해 부착될 수 있다.
상기 제2 관통홀(TH2)의 상부 영역으로부터 X 방향으로 상기 제2 본딩부(122)의 측면 끝단까지의 거리는 40 마이크로 미터 이상 예컨대, 40 내지 60 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 거리가 40 마이크로 미터 이상일 때 상기 제2 본딩부(122)이 상기 제2 관통홀(TH2)의 저면에서 노출되지 않도록 하기 위한 공정 마진을 확보할 수 있다. 또한, 상기 거리가 60 마이크로 미터 이하일 때 상기 제2 관통홀(TH2)에 노출되는 상기 제2 본딩부(122)의 면적을 확보할 수 있고, 상기 제2 관통홀(TH2)에 의해 노출되는 제2 본딩부(122)의 저항을 낮출 수 있어 상기 제2 관통홀(TH2)에 의해 노출되는 상기 제2 본딩부(122)로 전류 주입을 원활히 할 수 있다.
상기 제1,2관통홀(TH1,TH2)는 상부 영역의 폭과 하부 영역의 폭이 동일하여 수직한 측면을 가질 수 있다. 또는 상기 제1,2관통홀(TH1,TH2)은 상부 영역의 폭이 하부 영역의 폭보다 크며 관통홀(TH1,TH2)의 둘레 면이 볼록한 곡면을 가질 수 있다.
다른 예로서, 상기 관통홀(TH1,TH2)은 하부 영역에서 상부 영역으로 가면서 X 또는 Y 방향의 폭이 점차적으로 작아지는 형상으로 제공될 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1 및 제2 관통홀(TH1, TH2)의 상부 영역과 하부 영역 사이의 둘레면은 기울기가 서로 다른 복수의 경사진 평면이거나, 곡률을 갖는 곡면이거나 서로 다른 곡률을 갖는 곡면일 수 있다.
상기 제1 프레임(111) 및 상기 제2 프레임(112)의 하면 영역에서 상기 제1 관통홀(TH1)과 상기 제2 관통홀(TH2) 사이의 간격은 예로서 100 마이크로 미터 이상 예컨대, 100 마이크로 미터 내지 600 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 관통홀(TH1,TH2) 간의 간격은 발광소자 패키지(100)가 회로기판, 또는 서브 마운트 등에 실장되는 경우에, 전극들 간의 전기적인 단락(short)이 발생되는 것을 방지하기 위한 최소 거리일 수 있다. 상기 관통홀(TH1,TH2) 간의 간격은 발광 소자(120)의 사이즈에 따라 달라질 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 도전층(321)과 제2 도전층(322)을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전층(321)은 상기 제2 도전층(322)과 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 도전층(321)은 상기 제1 관통홀(TH1)에 제공될 수 있다. 상기 제1 도전층(321)은 상기 제1 본딩부(121) 아래에 배치될 수 있다. X 및 Y 방향으로 상기 제1 도전층(321)의 폭 및 길이는 상기 제1 본딩부(121)의 폭 및 길이에 비해 더 작게 제공될 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)는 상기 제1 관통홀(TH1)가 형성된 Z 방향과 수직한 X 방향의 폭을 가질 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)의 폭은 X 방향으로 상기 제1 관통홀(TH1)의 폭(W2)보다 더 크게 제공될 수 있다.
상기 각 프레임(111,112)과 상기 각 본딩부(121,122)는 금속간 화합물층에 의해 결합될 수 있다. 상기 금속간 화합물은 CuxSny, AgxSny, AuxSny 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 x는 0<x<1, y=1-x, x>y의 조건을 만족할 수 있다.
본 발명의 발광소자패키지는 상기 관통홀(TH1,TH2) 중 적어도 하나 또는 모두에 도전성 물질 예컨대, 도전층(321)이 형성될 수 있다. 상기 제1관통홀(TH1)에 배치된 도전층(321)은 상기 제1 본딩부(121)의 하면과 직접 접촉되어 배치될 수 있고, 상기 제1 본딩부(121)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1관통홀(TH1)에 배치된 도전층(321)의 둘레에는 상기 제1 프레임(111)이 배치될 수 있다. 상기 제2관통홀(TH2)에 배치된 도전층(321)은 상기 제2 본딩부(122)의 하면과 직접 접촉되어 배치될 수 있고, 상기 제2 본딩부(122)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2관통홀(TH2)에 배치된 도전층(321)의 둘레에는 상기 제2 프레임(112)이 배치될 수 있다. 상기 제1,2관통홀(TH1,TH2)에 배치된 도전층(321)은 상기 관통홀(TH1,TH2)의 체적의 30% 이상 예컨대, 30% 내지 100%의 범위로 채워질 수 있고, 상기 범위보다 작은 경우 전기적인 신뢰성이 저하될 수 있고 상기 범위보다 큰 경우 도전층의 돌출로 인해 회로 기판과의 본딩력이 저하될 수 있다.
상기 도전층(321)은 Ag, Au, Pt, Sn, Cu, Zn, In, Bi, 접촉, Ti 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 상기 관통홀(TH1,TH2)에는 도전층(321)으로서, 전도성 기능을 확보할 수 있는 물질이 사용될 수 있다. 상기 도전층(321)은 솔더 페이스트로서, 파우더 입자 또는 파티클 입자와 플럭스의 혼합으로 형성될 수 있다. 상기 솔더 페이스트는 Sn-Ag-Cu를 포함할 수 있으며, 각 금속의 중량%는 달라질 수 있다. 상기 도전층(321)은 SAC(Sn-Ag-Cu) 또는 SAC계열의 물질을 포함할 수 있다.
예로서, 상기 도전층(321)은 도전성 페이스트를 이용하여 형성될 수 있다. 상기 도전성 페이스트는 솔더 페이스트(solder paste), 실버 페이스트(silver paste) 등을 포함할 수 있고, 서로 다른 물질로 구성되는 다층 또는 합금으로 구성된 다층 또는 단층으로 구성될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 본딩부(121,122)는 상기 도전층(321)을 구성하는 물질과 상기 도전층(321)을 형성되는 과정 또는 상기 도전층(321)이 제공된 후 열처리 과정에서, 상기 도전층(321)과 상기 프레임(111,112) 사이에 금속간 화합물(IMC; intermetallic compound)층이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 도전층(321)을 이루는 물질과 상기 프레임(111,112)의 금속 간의 결합에 의해 합금층이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 도전층(321)과 상기 프레임(111,112)이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 도전층(321), 합금층 및 상기 프레임이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 합금층이 AgSn, CuSn, AuSn 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속간 화합물층을 포함할 수 있다. 상기 금속간 화합물층은 제1 물질과 제2 물질의 결합으로 형성될 수 있으며, 제1 물질은 도전층(321)으로부터 제공될 수 있고, 제2 물질은 상기 본딩부(121,122) 또는 상기 프레임(111,112)로부터 제공될 수 있다.
상기 도전층(321)이 Sn 물질을 포함하고 상기 금속층이 Ag 물질을 포함하는 경우, 상기 도전층(321)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Sn 물질과 Ag 물질의 결합에 의하여 AgSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
또는, 상기 도전층(321)이 Sn 물질을 포함하고 상기 금속층이 Au 물질을 포함하는 경우, 상기 도전층(321)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Sn 물질과 Au 물질의 결합에 의하여 AuSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
또는, 상기 도전층(321, 322)이 Sn 물질을 포함하고 상기 프레임(111,112)의 금속층이 Cu 물질을 포함하는 경우, 상기 도전층(321)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Sn 물질과 Cu 물질의 결합에 의하여 CuSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
또는 상기 도전층(321)이 Ag 물질을 포함하고 상기 금속층 또는 상기 프레임(111,112)의 일부 층이 Sn 물질을 포함하는 경우, 상기 도전층(321)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Ag 물질과 Sn 물질의 결합에 의하여 AgSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
이상에서 설명된 금속간 화합물층은 다른 본딩 물질에 비해 더 높은 용융점을 가질 수 있다. 또한, 상기 금속한 화합물층이 형성되는 열처리 공정은 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 낮은 온도에서 수행될 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 메인 기판 등에 리플로우(reflow) 공정을 통해 본딩되는 경우에도 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되지 않으므로 전기적 연결 및 물리적 본딩력이 열화되지 않는 장점이 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100) 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 패키지 몸체가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 패키지 몸체가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 몸체(113)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 실시 예에 의하면, 상기 몸체(113)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다.
상기 도전층(321)과 상기 프레임(111,112) 사이에는 합금층이 형성될 수 있다. 상기 합금층은 상기 도전층(321)을 구성하는 물질과 상기 프레임(111,112)의 금속층 간의 결합에 의해 형성될 수 있다. 상기 합금층은 프레임(111,112)의 관통홀(TH1,TH2)의 표면 상에 형성될 수 있다. 상기 합금층은 AgSn, CuSn, AuSn 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 갖는 금속간 화합물층을 포함할 수 있다. 상기 금속간 화합물층은 제1 물질과 제2 물질의 결합으로 형성될 수 있으며, 제1 물질은 상기 도전층(321)으로부터 제공될 수 있고, 제2 물질은 상기 금속층 또는 상기 프레임(111,112)의 베이스층으로부터 제공될 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 상기 제1 관통홀(TH1)의 도전층(321)을 통해 상기 제1 본딩부(121)에 전원이 공급되고, 상기 제2 관통홀(TH2)의 도전층(321)을 통해 상기 제2 본딩부(122)에 전원이 공급될 수 있다. 상기 제1 및 제2프레임(111,112)이 전도성 재질인 경우, 상기 제1,2프레임(111,112)은 발광 소자(120)의 본딩부(121,122)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 발광 소자(120)의 전극들(121,122)은 상기 도전층(321)과 상기 프레임(111,112) 중 적어도 하나 또는 모두와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 본딩부(121) 및 상기 제2 본딩부(122)을 통하여 공급되는 구동 전원에 의하여 상기 발광소자(120)가 구동될 수 있게 된다. 그리고, 상기 발광소자(120)에서 발광된 빛은 상기 패키지 몸체(110)의 상부 방향으로 제공될 수 있게 된다.
상기 제1 관통홀(TH1)의 깊이는 상기 제1 프레임(111)의 두께와 동일할 수 있다. 상기 제1 관통홀(TH1)의 깊이는 상기 제1 프레임(111)의 안정적인 강도를 유지할 수 있는 두께로 제공될 수 있다. 상기 제2 관통홀(TH2)의 깊이는 상기 제2 프레임(112)의 두께와 같을 수 있다. 상기 제2 관통홀(TH2)의 깊이는 상기 제2 프레임(112)의 안정적인 강도를 유지할 수 있는 두께로 제공될 수 있다.
상기 제1 관통홀(TH1)의 깊이 및 상기 제2 관통홀(TH2)의 깊이는 상기 몸체(113)의 두께와 같을 수 있다. 상기 제1 관통홀(TH1)의 깊이 및 상기 제2 관통홀(TH2)의 깊이는 상기 몸체(113)의 안정적인 강도를 유지할 수 있는 두께로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 관통홀(TH1)의 깊이는 180 마이크로 미터 이상 예컨대, 180 내지 300 마이크로 미터의 범위로 제공될 수 있다.
상기 리세스(R1)의 깊이가 t1이고, 상기 관통홀(TH1,TH2)의 깊이가 t2인 경우, 예로서, 상기 깊이(t2-t1)의 두께 차이는 적어도 100 마이크로 미터 이상으로 선택될 수 있다. 이는 상기 몸체(113)의 크랙 프리(crack free)를 제공할 수 있는 사출 공정 두께가 고려된 것이다. 실시 예에 의하면, t1 깊이와 t2 깊이의 비(t2/t1)는 2 내지 10으로 제공될 수 있다. 예로서, t2의 깊이가 200 마이크로 미터로 제공되는 경우, t1의 깊이는 20 마이크로 미터 내지 100 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 몰딩부(180)를 포함할 수 있다. 상기 몰딩부(180)는 상기 발광소자(120) 위에 제공될 수 있다. 상기 몰딩부(180)는 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112) 위에 배치될 수 있다. 상기 몰딩부(180)는 상기 패키지 몸체(110)에 의하여 제공된 캐비티(102)에 배치될 수 있다.
상기 몰딩부(180)는 절연물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부(180)는 상기 발광소자(120)로부터 방출되는 빛을 입사 받고, 파장 변환된 빛을 제공하는 파장변환 수단을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 몰딩부(180)는 형광체, 양자점 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 할 수 있다. 상기 발광소자(120)는 청색, 녹색, 적색, 백색, 적외선 또는 자외선의 광을 발광할 수 있다. 상기 형광체, 또는 양자점은 청색, 녹색, 적색의 광을 발광할 수 있다. 상기 몰딩부(180)는 형성하지 않을 수 있다.
상기 발광소자 패키지(100)는 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장되어 공급될 수도 있다. 그런데, 종래 발광소자 패키지가 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장됨에 있어 리플로우(reflow) 등의 고온 공정이 적용될 수 있다. 이때, 리플로우 공정에서, 발광소자 패키지에 제공된 리드 프레임과 발광소자 간의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되어 전기적 연결 및 물리적 결합의 안정성이 약화될 수 있게 된다.
그러나, 발명의 실시 예에 따른 발광소자의 제1 본딩부(121)와 제2 본딩부(122)는 프레임(111,112)과 및 도전층(321) 중 적어도 하나 또는 모두를 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 상기 도전층(127,129)의 용융점이 다른 본딩 물질의 용융점에 비해 더 높은 값을 갖도록 선택될 수 있다. 따라서, 발명의 실시 예에 따른 발광소자 소자 패키지(100)는 메인 기판 등에 리플로우(reflow) 공정을 통해 본딩되는 경우에도 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되지 않으므로 전기적 연결 및 물리적 본딩력이 열화되지 않는 장점이 있다. 또한, 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)에 의하면, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 패키지 몸체(110)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 발명의 실시 예에 의하면, 패키지 몸체(110)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 몸체(113)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 발명의 실시 예에 의하면, 상기 몸체(113)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다. 예를 들어, 상기 몸체(113)는 PPA(PolyPhtalAmide) 수지, PCT(PolyCyclohexylenedimethylene Terephthalate) 수지, EMC(Epoxy Molding Compound) 수지, SMC(Silicone Molding Compound) 수지를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
또한 상기 몸체(113)에 리세스(R1)을 구비하며, 상기 리세스(R1)의 길이 방향 또는 상기 몸체(113)의 길이 방향으로 돌출부(P1,P2)가 상기 몸체(113)와 상기 프레임(111,112)에 접촉되어 형성됨으로써, 상기 프레임(111,112) 사이의 몸체(113)의 강도 저하를 방지할 수 있다. 또한 패키지의 센터 영역에서의 파단 강도를 개선시켜 줄 수 있다.
도 6 및 도 7은 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 변형 예를 나타낸 평면도 및 그 E-E측 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 발광소자 패키지(100)는 복수의 프레임(111,112) 사이에 배치된 몸체(113)의 양 단부에 배치된 제1,2돌출부(P1,P2)를 포함한다. 상기 제1,2돌출부(P1,P2)는 상기 몸체(113)의 양 단부와, 상기 복수의 프레임(111,112)의 상면에 접촉될 수 있다. 이러한 제1,2돌출부(P1,P2)는 상기 발광소자 패키지의(100) 제3방향에 대한 파단 강도를 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제1돌출부(P1)와 상기 제2돌출부(P2) 사이의 간격은 상기 발광 소자(120)의 제2방향의 길이보다 길게 배치될 수 있다.
상기 복수의 프레임(111,112) 사이에 배치된 몸체(113)는 복수의 리세스(R1,R2)를 포함한다. 상기 복수의 리세스(R1,R2) 각각의 일부는 상기 발광 소자(120)와 제3방향 또는 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 복수의 리세스(R1,R2)의 일부가 상기 발광 소자(120)와 부분적으로 중첩됨으로써, 상기 몸체(113)와 상기 발광 소자(120) 사이에 접착된 제1수지(162)가 상기 복수의 리세스(R1,R2)에 유입되고 지지돌기로서 결합될 수 있다.
상기 복수의 리세스(R1,R2) 중에서 제1리세스(R1)는 상기 발광 소자(120)의 제1측면보다 외측 방향으로 돌출되고, 제2리세스(R2)는 상기 발광 소자(120)의 제1측면의 반대측 제2측면보다 외측 방향으로 돌출될 수 있다. 상기 리세스(R1,R2) 중에서 상기 발광 소자(120)와 중첩된 영역은 제2방향의 길이가 100 마이크로 미터 이하 예컨대, 30 내지 100 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 이에 따라 상기 리세스(R1,R2) 각각이 상기 발광 소자(120)와 적어도 30 마이크로 미터 이상으로 중첩됨으로써, 상기 발광 소자(120)의 하부에 배치된 제1수지(162)가 유출되는 경로를 제공할 수 있고 상기 범위보다 작게 배치하여, 광 손실을 줄여줄 수 있다. 이러한 제1수지(162)는 발광 소자(120)의 외측에 노출될 수 있다.
상기 복수의 리세스(R1,R2)는 상기 발광 소자(120)와의 중첩 면적이 도 1의 구조에 비해 감소됨으로써, 상기 발광 소자(120)를 통해 하 방향으로 진행되는 광이 상기 리세스(R1,R2)를 통해 몸체 바닥으로 누설되는 문제를 줄일 수 있고, 상기 제1수지(162)가 다른 부분으로 유출되지 않고 상기 리세스(R1,R2)로 유입될 수 있도록 가이드할 수 있다. 상기 제1수지(162)가 상기 몸체(113)와 상기 발광 소자(120)의 하면 사이, 상기 발광 소자(120)와 상기 프레임(111,112)들 사이에 부착되고 경화될 때, 상기 리세스(R1,R2)는 유입된 제1수지(163)의 지지력을 강화시킬 수 있고 댐(Dam)으로 기능할 수 있다.
상기 복수의 리세스(R1,R2) 사이의 최소 간격은 상기 발광 소자(120)의 제2방향의 길이보다 작을 수 있고, 최대 간격은 상기 발광 소자(120)의 제2방향의 길이보다 클 수 있다. 이에 따라 상기 발광 소자(120) 아래의 제1수지(162)가 상기 리세스(R1,R2)에 용이하게 유입될 수 있고 광 손실을 줄여줄 수 있다.
상기 복수의 리세스(R1,R2) 각각은 탑뷰 형상이 삼각형, 사각형, 또는 오각형 형상일 수 있다. 다른 예로서, 상기 리세스(R1,R2)은 탑뷰 형상이 원 형상이거나 타원 형상일 수 있고 상기 제1수지(162)를 가이드할 수 있는 형상으로 제공될 수 있다. 상기 리세스(R1,R2)은 측 단면 형상이 다각형 형상 또는 곡면 형상일 수 있으며, 예컨대 삼각형 형상이거나 사각형 형상 또는 반구형 형상일 수 있다. 상기 리세스(R1,R2)의 구조는 몸체(113)에 영향을 줄이면서 지지력이 저하되지 않는 구조로 제공될 수 있다.
상기 리세스(R1,R2)는 제1방향으로 상부 너비가 하부 너비보다 넓을 수 있다. 상기 리세스(R1,R2)는 제1 및 제2방향으로 상부 너비가 하부 너비보다 넓을 수 있다. 상기 리세스(R1,R2)는 제1방향으로 상부 너비가 하부 너비보다 넓은 형상으로 형성될 수 있다. 상기 리세스(R1,R2)은 측 단면이 다각형 형상을 갖고 상부 너비가 하부 너비보다 넓게 배치되므로, 내부가 경사진 면으로 제공될 수 있다. 이에 따라 상기 리세스(R1,R2)에 제1수지(162)의 가이드 및 지지를 할 수 있다.
상기 복수의 리세스(R1,R2) 간의 최대 간격은 상기 복수의 돌출부(P1,P2) 간의 최소 간격(b2)보다 작을 수 있다. 상기 복수의 리세스(R1,R2) 각각은 상기 돌출부(P1,P2)와 소정 거리(b3)로 이격되게 인접하며, 제2방향으로 중첩될 수 있다. 이에 따라 상기 돌출부(P1,P2)는 상기 리세스(R1,R2) 각각에 의해 강성이 저하된 상기 몸체(113)를 강성 저하를 방지할 수 있다. 상기 제1리세스(R1)과 제1돌출부(P1) 사이의 간격(b3)은 제1리세스(R1)과 제2리세스(R2) 사이의 간격보다 작을 수 있다. 상기 제1리세스(R1)과 제1돌출부(P1) 사이의 간격(b3)은 상기 제1리세스(R1)과 캐비티(102)의 제1내측면(11) 사이의 최소 거리보다 작을 수 있다. 상기 제2리세스(R2)과 제2돌출부(P2) 사이의 간격(b3)은 제1리세스(R1)과 제2리세스(R2) 사이의 간격보다 작을 수 있다. 상기 제2리세스(R2)과 제2돌출부(P2) 사이의 간격(b3)은 상기 제2리세스(R2)과 캐비티(102)의 제2내측면(12) 사이의 최소 거리보다 작을 수 있다. 이러한 제1,2리세스(R1,R2)가 돌출부(P1,P2)에 인접하게 배치됨으로써, 몸체(113)의 제1,2방향의 강성을 강화시켜 줄 수 있다.
제1방향으로 돌출부(P1,P2)의 바닥 너비가 몸체(113)의 상면 너비보다 크고, 상기 몸체(113)의 상면 너비가 상기 리세스(R1,R2)의 상면 너비보다 클 수 있다. 상기 몸체(113)의 제2 방향 양측에 배치된 상기 돌출부(P1,P2)들은 서로 대응되는 방향 또는 서로 마주하거나, 그 바닥 중심이 상기 리세스(R1,R2)의 중심과 같은 직선 상에 배치될 수 있다.
다른 예로서, 도 17과 같이 상기 돌출부(P1,P2)들은 몸체(113)의 서로 반대측 방향에 배치되며, 서로 어긋나게 배치되거나, 상기 리세스(R1,R2)의 중심과 돌출부(P1,P2)들의 중심이 같은 중심이 서로 다른 직선 상에 배치될 수 있다. 상기 돌출부(P1,P2)들은 프레임(111,112)들의 구조에 의해 어긋나게 배치될 수 있다. 예컨대, 제1돌출부(P1)는 제2관통홀(TH2)보다 제1관통홀(TH1)에 인접한 몸체(113) 상에 배치되며, 제2돌출부(P2)는 제1관통홀(TH1)보다 제2관통홀(TH2)에 인접한 몸체(113) 상에 배치될 수 있다. 도 17에 개시된 리세스(R1)은 하나 또는 복수로 배치될 수 있다.
도 8을 참조하면, 발광소자 패키지는, 프레임(111,112) 중 적어도 하나 또는 모두에 관통홀(TH1,TH2)을 포함할 수 있다. 상기 프레임(111,112) 사이의 몸체(113)에는 하나 똔느 복수의 리세스(R11)가 배치될 수 있다. 상기 리세스(R11)는 제1,2관통홀(TH1,TH2) 사이에 배치될 수 있다. 상기 리세스(R11)는 상기 제1 돌출부(P1)와 상기 제2 돌출부(P2) 사이에 제공될 수 있다. 상기 리세스(R11)는 상기 몸체(113)의 상면에서 하면으로 관통되게 제공될 수 있다. 상기 리세스(R11)는 상기 발광소자(120) 아래에 배치될 수 있다. 상기 리세스(R11)는 상기 발광소자(120)와 상기 제3 방향에서 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 리세스(R11)는 복수개가 배치되고 상기 복수의 리세스 중 적어도 하나는 상기 몸체(113)를 관통하게 배치되고 다른 리세스는 도 6 및 도 7과 같이 제공될 수 있다. 상기 리세스(R11)의 위치는 상기 발광 소자의 센터 아래에 배치되고, 양측면 아래에 적어도 일부가 중첩되도록 배치될 수 있다.
제1수지(162)는 상기 리세스(R11)에 배치될 수 있다. 상기 제1수지(162)는 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1수지(162)는 상기 제1 본딩부(121)과 상기 제2 본딩부(122) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제1수지(162)는 상기 제1 본딩부(121)의 측면과 상기 제2 본딩부(122)의 측면에 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 제1수지(162)을 형성할 때, 상기 패키지 몸체(110)의 바닥에 지지 시트를 배치한 후 상기 제1수지(162)을 리세스(R11)에 형성할 수 있다.
상기 제1수지(162)는 리세스(R11) 및 상기 몸체(113) 상에 배치되어 상기 발광소자(120)와 상기 패키지 몸체(110) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1수지(162)는 몸체(113)의 수지 재질과 접착되는 면적이 증가되어, 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1수지(162)는 예로서 상기 몸체(113)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1수지(162)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
예로서, 상기 제1수지(162)는 에폭시(epoxy) 계열의 물질, 실리콘(silicone) 계열의 물질, 에폭시 계열의 물질과 실리콘 계열의 물질을 포함하는 하이브리드(hybrid) 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 예로서, 상기 제1수지(162)가 반사 기능을 포함하는 경우 상기 제1수지는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다. 상기 제1수지(162)는 접착 기능뿐만 아니라, 열을 하부로 방열하는 열 전도성 재질로 형성될 수 있다. 이 경우 상기 제1수지(162)에 금속 산화물의 함량을 증가시켜 배치할 수 있다.
상기 제1수지(162)는 상기 몸체(113)와 상기 발광소자(120) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있고, 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출되는 경우, 상기 발광소자(120)와 상기 몸체(113) 사이에서 광 확산 기능을 제공할 수 있다. 상기 발광소자(120)로부터 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출될 때 상기 제1수지(162)는 광 확산 기능을 제공함으로써 상기 발광소자 패키지(100)의 광 추출 효율을 개선할 수 있다. 또한, 상기 제1수지(162)는 상기 발광소자(120)에서 방출하는 광을 반사할 수 있다. 상기 제1수지(162)가 반사 기능을 포함하는 경우, 상기 제1수지(162)는 TiO2, Silicone, Al2O3 등을 포함하는 물질로 구성될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 리세스(R11)의 깊이는 상기 프레임(111,112)의 두께와 동일할 수 있다. 상기 리세스(R11)의 폭은 상기 몸체(113)의 안정적인 강도를 고려하거나 및/또는 상기 발광소자(120)에서 방출되는 열에 의해 상기 발광소자 패키지(100)에 크랙(crack)이 발생하지 않도록 결정될 수 있다.
상기 리세스(R11)의 제1방향의 폭은 상기 프레임(111,112) 사이의 간격보다 작을 수 있다. 상기 리세스(R11)의 폭은 상기 발광소자(120)의 장축 방향으로 제공될 수 있다. 상기 리세스(R11)의 제1방향의 폭은 관통홀(TH1,TH2)의 제1방향의 상부 폭 또는 상기 돌출부(P1,P2)의 제1방향의 최대 폭보다 작을 수 있다. 상기 리세스(R11)의 길이는 상기 발광소자(120)의 장축 방향의 길이 예컨대, 제2방향의 길이보다 작거나 클 수 있다. 상기 리세스(R11)는 하부 방향으로 갈수록 폭이 좁은 폭으로 제공될 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 몸체(113)의 하부에 관통 형태의 리세스(R11)를 더 배치하여, 몸체(113)와의 결합을 강화시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 9와 같이, 제2수지(164)를 포함할 수 있다. 상기 제2수지(164)는 상기 발광 소자(120)의 외측 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제2수지(164)는 상기 제1,2프레임(111,112)와 상기 발광 소자(120)의 외측 하면 사이에 접착될 수 있다. 이러한 제2수지(164)는 상기 발광 소자(120)로부터 입사된 광을 반사시켜 줄 수 있다. 상기 제2수지(164)의 두께는 상기 발광 소자(120)와 상기 프레임(111,112) 사이의 간격보다 작게 형성하여, 상기 제2수지(164)가 상기 발광 소자(120)의 측면으로 타고 올라가는 것을 최소화할 수 있다.
상기 제2수지(164)는 상기 발광 소자(120)의 둘레를 따라 연속적인 링 형상 또는 프레임 형상으로 형성되거나, 상기 몸체(113)로부터 이격된 불연속적인 링 형상 또는 프레임 형상으로 형성될 수 있다.
예로서, 상기 제2수지(162)는 에폭시(epoxy) 계열의 물질, 실리콘(silicone) 계열의 물질, 에폭시 계열의 물질과 실리콘 계열의 물질을 포함하는 하이브리드(hybrid) 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2수지(162)는 상기 발광소자(120)에서 방출되는 광을 반사하는 반사부일 수 있고, 예로서 TiO2 등의 반사 물질을 포함하는 수지일 수 있고 또는 화이트 실리콘(white silicone)을 포함할 수 있다.
상기 제2수지(162)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1,2 프레임(111,112) 간의 접착력을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제2수지(162)가 화이트 실리콘과 같은 반사 특성이 있는 물질을 포함하는 경우, 상기 제2수지(162)는 상기 발광소자(120)로부터 제공되는 빛을 상기 패키지 몸체(110)의 상부 방향으로 반사시켜 발광소자 패키지(100)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제2수지(162)와 상기 제1수지(162)은 동일한 물질로 형성될 수 있다.
한편, 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 다른 예에 의하면, 상기 제2수지(162)가 별도로 제공되지 않고, 상기 몰딩부(140)가 도 2와 같이 상기 제1 프레임(111)과 상기 제2 프레임(112)에 직접 접촉되도록 배치될 수도 있다.
발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 10 및 도 11과 같이 몸체(113)의 일부에 하나의 돌출부(P1)만 배치될 수 있다. 상기 돌출부(P1)는 프레임(111,112)의 상면과 몸체(113)의 상면에 접촉되어, 일부 영역의 부분 파단 강도를 강화시켜 줄 수 있다. 이 경우 리세스(R1)는 상기 몸체(113) 내에서 상기 발광 소자(120)의 센터 영역 또는 외곽 영역에 배치될 수 있다. 다른 예로서, 상기 리세스(R1)는 상기 돌출부(P1)에 인접한 영역에 발광 소자 외측으로 부분 돌출되도록 배치될 수 있으며, 이에 따라 몸체(113)의 강도 저하를 방지할 수 있다. 다른 예로서, 상기 리세스(R1)는 상기 돌출부(P1)의 반대측 제2내측면(12)에 인접한 영역에 돌출되고 상기 발광 소자(120)와 부분적으로 중첩될 수 있다. 상기 돌출부(P1)를 단일개로 배치함으로써, 상기 돌출부(P1)를 기준으로 상기 발광 소자(120)의 정렬 위치를 설정할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 12 내지 도 14와 같이, 돌출부(P3,P4)의 높이를 캐비티의 높이와 동일하게 높게 할 수 있다. 상기 돌출부(P3,P4)의 높이를 높게 함으로써, 상기 반사부(110A)와 상기 캐비티(102)의 바닥 사이의 지지력을 강화시켜 주어, 상기 발광 소자 패키지(100)의 파단 강도를 개선시켜 줄 수 있다. 상기 돌출부(P3,P4)는 상기 몸체(113)의 상면, 상기 프레임(111,112)의 상면 상에 접착되고, 캐비티(102)의 내측면(11,12)에 배치될 수 있다.
상기 돌출부(P3,P4)의 제1방향의 최대 폭은 상기 몸체(113)의 제1방향의 상부 폭의 1배 초과이고 3배 이하일 수 있다. 상기 돌출부(P3,P4)의 제1방향의 최대 폭이 상기 범위보다 작으면 파단 강도의 개선이 미미할 수 있고 상기 범위보다 크면 광 분포에 영향을 줄 수 있고 파단 강도 개선에 한계가 있을 수 있다. 이러한 제1,2돌출부(P1,P2)는 상기 몸체(113)와 상기 제1,2프레임(111,112)의 상면에 접촉됨으로써, 상기 제1,2프레임(111,112) 사이의 몸체(113)의 강성을 강화시켜 줄 수 있다. 따라서, 발광소자 패키지(100)의 파단 강도를 개선시켜 줄 수 있다.
도 13과 같이, 상기 돌출부(P3,P4)들은 제2방향으로 최소 간격이 상기 캐비티(102)의 내측면의 최소 간격보다 작을 수 있다. 상기 돌출부(P3,P4)의 바닥에서 제2방향의 너비는 최소 30 마이크로 미터 이상으로 형성될 수 있어, 몸체(113)와 프레임들과의 접촉 면적을 확보할 수 있다. 상기 돌출부(P3,P4)는 제2방향으로 발광 소자(120)와의 거리가 최소 50 마이크로 미터 이상 이격될 수 있어, 발광 소자(120)의 탑재 시의 간섭을 줄여줄 수 있고 광 분포 영향을 줄여줄 수 있다.
도 13과 같이, 상기 돌출부(P3,P4)의 내측면은 상기 발광 소자(120)의 측면과 대응되는 영역이 경사진 면으로 제공될 수 있다. 상기 돌출부(P3,P4)의 내측면은 상기 발광 소자(120)의 측면을 기준으로 상기 발광소자(120)와의 거리가 상부로 갈수록 점차 더 멀어질 수 있다. 이러한 돌출부(P3,P4)의 내측면은 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 돌출부(P3,P4)의 내측면은 몰딩부(180)와의 접촉 면적이 증가될 수 있다. 여기서, 상기 돌출부(P3,P4)는 기둥 형상을 포함할 수 있으며, 상기 돌출부(P3,P4)는 상면이 평탄한 면일 수 있다. 상기 돌출부(P3,P4)의 평탄한 상면은 상기 반사부(110A)의 상면으로부터 단차진 면으로 제공될 수 있다. 이러한 단차진 면은 다른 시트나 부재가 탑재될 수 있는 구조물로 제공될 수 있다.
도 14와 같이, 상기 돌출부(P3,P4)의 내측면은 상기 발광 소자(120)의 측면을 기준으로 상부로 갈수록 점차 더 멀어질 수 있다. 상기 돌출부(P3,P4)의 내측면은 캐비티의 내측면(11,12) 방향으로 오목한 곡면을 가질 수 있다. 상기 오목한 곡면은 몰딩부(180)와의 접촉 면적이 증가될 수 있다. 상기 돌출부(P3,P4)는 상기 발광 소자(120)의 측면을 기준으로 상기 발광소자(120)와의 거리가 상부로 갈수록 점차 더 멀어질 수 있다.
도 15 및 도 16과 같이, 발광 소자 패키지의 관통홀들의 변형 예들을 보면, 관통홀(TH3,TH4)의 측면이 곡면으로 형성되어, 상부 방향으로 갈수록 너비 또는 직경이 점차 작아질 수 있으며, 또는 관통홀(TH3,TH4)의 측면이 서로 다른 곡률을 갖는 곡면으로 형성될 수 있으며, 하부 측면의 곡률 반경이 상부 측면의 곡률 반경보다 더 클 수 있다. 상기 곡면은 관통홀(TH3,TH4)의 중심에서 외부 방향으로 볼록한 곡면일 수 있다. 상기 관통홀(TH3,TH4)에서 서로 다른 곡률을 갖는 곡면에는 하나 이상의 변곡점을 가질 수 있다.
본 발명의 실시 예는 상기 관통홀(TH3,TH4)에 발광 소자(120)의 본딩부(121,122)가 관통홀(TH3,TH4)보다는 위에 배치된 예로 설명하였으나, 도 16과 같이 본딩부(121,122)의 일부 또는 금속 재질의 도전체(51A,52A)가 상기 관통홀(TH3,TH4)에 배치될 수 있다.
도 16과 같이, 발광소자(120)는, 각 본딩부(121,122)의 도전체(51A,52A)가 발광 소자(120)의 하면 면적의 10% 미만으로 배치될 수 있다. 이러한 발광소자(120)는 예컨대, 도 21 및 도 22와 같이 구현될 수 있다. 예컨대, 상기 각 본딩부(121,122)의 도전체(51A,52A)의 최대 면적이 상기 관통홀(TH3,TH4)의 상부 면적보다 작게 제공될 수 있다. 이에 따라 상기 발광소자(120)의 본딩부(121,122)의 도전체(51A,52A)는 상기 관통홀(TH3,TH4) 내에 삽입될 수 있다. 이러한 발광소자(120)의 본딩부(121,122)의 도전체(51A,52A)의 하면은 상기 몸체 또는 프레임(111,112)의 상면보다 낮게 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)의 본딩부(121,122)의 도전체(51A,52A)는 상기 관통홀(TH3,TH4) 내에 배치되고, 상기 관통홀(TH3,TH4)에 배치된 도전층(321)과 결합될 수 있다. 상기 도전층(321)은 상기 발광소자(120)의 본딩부(121,122)의 도전체(51A,52A) 둘레에 접촉되어, 상기 발광소자(120)와의 접착력을 개선시켜 줄 수 있다. 이 경우, 상기 도전층(321)을 통해 상기 발광소자(120)의 각 본딩부에 전원이 공급될 수 있다. 실시 예에 따른 상기 발광소자(120)의 도전체(51A,52A)는 다른 발광 소자에 적용될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 도전체(51A,52A)는 도전체로서, Al, Au, Ag, Pt 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나의 물질 또는 그 합금으로 제공될 수 있다. 상기 도전체(51A, 52A)는 단층 또는 다층으로 제공될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 도전체(51A,52A)는 상기 도전층(321)을 구성하는 물질과 상기 도전층(321)을 형성되는 과정 또는 상기 도전층(321)이 제공된 후 열처리 과정에서, 상기 도전층(321)과 상기 프레임(111,112) 사이에 금속간 화합물(IMC; intermetallic compound)층이 형성될 수 있다. 상기 도전층(321)은 Ag, Au, Pt, Sn, Cu, Zn, In, Bi, Ti 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정하지 않고, 상기 도전층(321)으로 전도성 기능을 확보할 수 있는 물질이 사용될 수 있다. 예로서, 상기 도전층(321)은 도전성 페이스트를 이용하여 형성될 수 있다. 상기 도전성 페이스트는 솔더 페이스트(solder paste), 실버 페이스트(silver paste) 등을 포함할 수 있고, 서로 다른 물질로 구성되는 다층 또는 합금으로 구성된 다층 또는 단층으로 구성될 수 있다. 예로서, 상기 도전층(321)은 SAC(Sn-Ag-Cu) 물질을 포함할 수 있다.
예로서, 상기 도전층(321)을 이루는 물질과 상기 프레임의 금속 간의 결합에 의해 합금층이 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 도전층(321)과 상기 프레임이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 도전층(321), 합금층 및 상기 프레임이 물리적으로 또한 전기적으로 안정하게 결합될 수 있게 된다. 상기 합금층이 AgSn, CuSn, AuSn 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 금속간 화합물층을 포함할 수 있다. 상기 금속간 화합물층은 제1 물질과 제2 물질의 결합으로 형성될 수 있으며, 제1 물질은 도전층(321)으로부터 제공될 수 있고, 제2 물질은 상기 본딩부 또는 상기 프레임로부터 제공될 수 있다.
실시 예에 따른 프레임(111,112)은 제1 및 제2 금속층(L1, L2)을 포함하며, 상기 제1금속층(L1)은 베이스층으로서, Cu, Ni, Ti를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 제2금속층(L2)은 Au, Ni층, Ag 층 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2금속층(L2)이 Ni층을 포함하는 경우, Ni층은 열 팽창에 대한 변화가 작으므로, 패키지 몸체가 열 팽창에 의하여 그 크기 또는 배치 위치가 변화되는 경우에도, 상기 Ni층에 의하여 상부에 배치된 발광소자의 위치가 안정적으로 고정될 수 있게 된다. 상기 제2 금속층(L2)이 Ag층을 포함하는 경우, Ag층은 상부에 배치된 발광소자에서 발광되는 빛을 효율적으로 반사시키고 광도를 향상시킬 수 있다. 상기 제2금속층(L2)이 Au층을 포함하는 경우, 상기 발광 소자(120)의 본딩부(121,122)와의 본딩력이 개선시키고 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 도전층(321)은 Ag, Au, Pt, Sn, Cu, Zn, In, Bi, Ti 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 상기 도전층(321)은 상기 관통홀(TH1,TH2) 내에 100% 이하로 채워질 수 있으며, 예컨대 30% 내지 100%의 범위로 채워질 수 있으며, 상기 범위를 초과할 경우 회로 기판과의 본딩력이 저하될 수 있고 상기 범위보다 작을 경우 전도성 특성이 저하될 수 있다.
상기 도전층(321)과 상기 프레임(111,112) 사이에는 합금층(L3)이 형성될 수 있다. 상기 합금층(L3)은 상기 도전층(321)을 구성하는 물질과 상기 프레임(111,112)의 제2금속층(L2) 간의 결합에 의해 형성될 수 있다. 상기 합금층(L3)은 프레임(111,112)의 관통홀(TH1,TH2)의 표면 상에 형성될 수 있다. 상기 합금층(L3)은 AgSn, CuSn, AuSn 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 갖는 금속간 화합물층을 포함할 수 있다. 상기 금속간 화합물층은 제1 물질과 제2 물질의 결합으로 형성될 수 있으며, 제1 물질은 상기 도전층(321)으로부터 제공될 수 있고, 제2 물질은 상기 제2금속층(L2) 또는 상기 프레임(111,112)의 베이스층으로부터 제공될 수 있다. 상기 도전층(321)이 Sn 물질을 포함하고 상기 제2 금속층(L2)이 Ag 물질을 포함하는 경우, 상기 도전층(321)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Sn 물질과 Ag 물질의 결합에 의하여 AgSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
또는, 상기 도전층(321)이 Sn 물질을 포함하고 상기 제2 금속층(L2)이 Au 물질을 포함하는 경우, 상기 도전층(321)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Sn 물질과 Au 물질의 결합에 의하여 AuSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
또는, 상기 도전층(321, 322)이 Sn 물질을 포함하고 상기 프레임(111,112)의 제1금속층(L1)이 Cu 물질을 포함하는 경우, 상기 도전층(321)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Sn 물질과 Cu 물질의 결합에 의하여 CuSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
또는 상기 도전층(321)이 Ag 물질을 포함하고 상기 제2금속층(L2) 또는 상기 프레임(111,112)의 일부 층이 Sn 물질을 포함하는 경우, 상기 도전층(321)이 제공되는 과정 또는 제공된 후의 열처리 과정에서 Ag 물질과 Sn 물질의 결합에 의하여 AgSn의 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
이상에서 설명된 금속간 화합물층은 다른 본딩 물질에 비해 더 높은 용융점을 가질 수 있다. 또한, 상기 금속한 화합물층이 형성되는 열처리 공정은 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 낮은 온도에서 수행될 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 메인 기판 등에 리플로우(reflow) 공정을 통해 본딩되는 경우에도 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되지 않으므로 전기적 연결 및 물리적 본딩력이 열화되지 않는 장점이 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100) 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 패키지 몸체(110A)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 패키지 몸체(110A)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 몸체(113)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 실시 예에 의하면, 상기 몸체(113)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다.
도 18은 도 2의 발광 소자 패키지가 회로 기판에 배치된 광원 장치 또는 광원 모듈의 예이다. 일 예로서, 제1실시 예의 발광소자 패키지를 갖는 광원 장치의 예로 설명하기로 하며, 상기에 개시된 설명 및 도면을 참조하여 후술하기로 한다. 상기의 발광 소자 패키지는 상기에 개시된 실시 예(들)을 선택적으로 적용할 수 있다.
도 2 및 도 18을 참조하면, 실시 예에 따른 광원 모듈은 회로기판(201) 상에 하나 또는 복수의 발광소자 패키지(100)가 배치될 수 있다.
상기 회로기판(201)은 패드(221,223)을 갖는 기판 부재를 포함할 수 있다. 상기 회로 기판(201)에 상기 발광소자(120)의 구동을 제어하는 전원 공급 회로가 제공될 수 있다. 발광소자 패키지(100)의 각 프레임(111,112)은 회로 기판(201)의 각 패드(221,223)들과 본딩층(231,233)로 연결될 수 있다. 이에 따라 발광소자 패키지(100)의 발광소자(120)는 회로 기판(201)의 각 패드(221,223)들로부터 전원을 공급받을 수 있다. 상기 회로 기판(201)의 각 패드(221,223)는 예컨대, Ti, Cu, Ni, Au, Cr, Ta, Pt, Sn, Ag, P, Fe, Sn, Zn, Al를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다.
상기 회로 기판(201)의 각 패드(221,223)는 상기 프레임(111,113) 및 상기 각 관통홀(TH1,TH2)과 중첩되게 배치될 수 있다. 상기 각 패드(221,223)와 상기 프레임(111,113) 사이는 본딩층(231,233)이 제공될 수도 있다. 상기 본딩층(231,233)은 상기 프레임(111,113) 및/또는 각 관통홀(TH1,TH2)의 도전층(321)에 연결될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 발광소자(120)의 본딩부(121,122)는 프레임(111,113)의 관통홀(TH1,TH2)에 배치된 도전층(321)을 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 관통홀(TH1,TH2)에 배치된 도전층(321)의 용융점이 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 높은 값을 갖도록 선택될 수 있다. 실시 예에 따른 발광소자 소자 패키지는 메인 기판 등에 리플로우(reflow) 공정을 통해 본딩되는 경우에도 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되지 않으므로 전기적 연결 및 물리적 본딩력이 열화되지 않는 장점이 있다. 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 패키지 몸체(110) 및 몸체(113)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 패키지 몸체(110) 및 몸체(113)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장되어 공급될 수도 있다. 그런데, 종래 발광소자 패키지가 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장됨에 있어 리플로우(reflow) 등의 고온 공정이 적용될 수 있다. 이때, 리플로우 공정에서, 발광소자 패키지에 제공된 프레임과 발광소자 간의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되어 전기적 연결 및 물리적 결합의 안정성이 약화될 수 있고 이에 따라 상기 발광소자의 위치가 변할 수 있어, 상기 발광소자 패키지의 광학적, 전기적 특성 및 신뢰성이 저하될 수 있다. 그러나, 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 실시 예에 따른 발광소자의 제1 본딩부는 관통홀에 배치된 도전층을 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 관통홀에 배치된 도전층의 용융점이 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 높은 값을 갖도록 선택될 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 발광소자 소자 패키지(100)는 메인 기판 등에 리플로우(reflow) 공정을 통해 본딩되는 경우에도 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되지 않으므로 전기적 연결 및 물리적 본딩력이 열화되지 않는 장점이 있다.
도 19은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자를 나타낸 평면도이고, 도 20은 도 19에 도시된 발광소자의 F-F 선에 따른 단면도이다.
한편, 이해를 돕기 위해, 도 19를 도시함에 있어, 제1 본딩부(1171)와 제2 본딩부(1172) 아래에 배치되지만, 상기 제1 본딩부(1171)에 전기적으로 연결된 제1 서브전극(1141)과 상기 제2 본딩부(1172)에 전기적으로 연결된 제2 서브전극(1142)이 보일 수 있도록 도시되었다.
실시 예에 따른 발광소자(1100)는, 도 20과 같이, 기판(1105) 위에 배치된 발광 구조물(1110)을 포함할 수 있다. 상기 기판(1105)은 사파이어 기판(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge을 포함하는 그룹 중에서 선택될 수 있다. 예로서, 상기 기판(1105)은 상부 면에 요철 패턴이 형성된 PSS(Patterned Sapphire Substrate)로 제공될 수 있다.
상기 발광 구조물(1110)은 제1 도전형 반도체층(1111), 활성층(1112), 제2 도전형 반도체층(1113)을 포함할 수 있다. 상기 활성층(1112)은 상기 제1 도전형 반도체층(1111)과 상기 제2 도전형 반도체층(1113) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제1 도전형 반도체층(1111) 위에 상기 활성층(1112)이 배치되고, 상기 활성층(1112) 위에 상기 제2 도전형 반도체층(1113)이 배치될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자(1100)는, 투광성 전극층(1130)을 포함할 수 있다. 상기 투광성 전극층(1130)은 전류 확산을 향상시켜 광출력을 증가시킬 수 있다. 예로서, 상기 투광성 전극층(1130)은 금속, 금속 산화물, 금속 질화물을 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 투광성 전극층(1130)은 투광성의 물질을 포함할 수 있다. 상기 투광성 전극층(1130)은, 예를 들어 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZON(IZO nitride), 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, Ni/IrOx/Au/ITO, Pt, Ni, Au, Rh, Pd를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자(1100)는, 반사층(1160)을 포함할 수 있다. 상기 반사층(1160)은 제1 반사층(1161), 제2 반사층(1162), 제3 반사층(1163)을 포함할 수 있다. 상기 반사층(1160)은 상기 투광성 전극층(1130) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 반사층(1162)은 상기 투광성 전극층(1130)을 노출시키는 제1 개구부(h1)를 포함할 수 있다. 상기 제2 반사층(1162)은 상기 투광성 전극층(1130) 위에 배치된 복수의 제1 개구부(h1)를 포함할 수 있다. 상기 제1 반사층(1161)은 상기 제1 도전형 반도체층(1111)의 상부 면을 노출시키는 복수의 제2 개구부(h2)를 포함할 수 있다.
상기 제3 반사층(1163)은 상기 제1 반사층(1161)과 상기 제2 반사층(1162) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제3 반사층(1163)은 상기 제1 반사층(1161)과 연결될 수 있다. 또한, 상기 제3 반사층(1163)은 상기 제2 반사층(1162)과 연결될 수 있다. 상기 제3 반사층(1163)은 상기 제1 반사층(1161)과 상기 제2 반사층(1162)에 물리적으로 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
실시 예에 따른 상기 반사층(1160)은 상기 투광성 전극층(1130)에 제공된 복수의 컨택홀을 통하여 상기 제2 도전형 반도체층(1113)에 접촉될 수 있다. 상기 반사층(1160)은 상기 투광성 전극층(1130)에 제공된 복수의 컨택홀을 통하여 상기 제2 도전형 반도체층(1113)의 상부 면에 물리적으로 접촉될 수 있다.
상기 반사층(1160)은 절연성 반사층으로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 반사층(1160)은 DBR(Distributed Bragg Reflector)층으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 반사층(1160)은 ODR(Omni Directional Reflector)층으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 반사층(1160)은 DBR층과 ODR층이 적층되어 제공될 수도 있다.
실시 예에 따른 발광소자(1100)는, 제1 서브전극(1141)과 제2 서브전극(1142)을 포함할 수 있다. 상기 제1 서브전극(1141)은 상기 제2 개구부(h2) 내부에서 상기 제1 도전형 반도체층(1111)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 서브전극(1141)은 상기 제1 도전형 반도체층(1111) 위에 배치될 수 있다. 예로서, 실시 예에 따른 발광소자(1100)에 의하면, 상기 제1 서브전극(1141)은 상기 제2 도전형 반도체층(1113), 상기 활성층(1112)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(1111)의 일부 영역까지 배치되는 리세스 내에서 상기 제1 도전형 반도체층(1111)의 상면에 배치될 수 있다.
상기 제1 서브전극(1141)은 상기 제1 반사층(1161)에 제공된 제2 개구부(h2)를 통하여 상기 제1 도전형 반도체층(1111)의 상면에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 개구부(h2)와 상기 리세스는 수직으로 중첩할 수 있고 예로서, 상기 제1 서브전극(1141)은, 복수의 리세스 영역에서 상기 제1 도전형 반도체층(1111)의 상면에 직접 접촉될 수 있다.
상기 제2 서브전극(1142)은 상기 제2 도전형 반도체층(1113)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 서브전극(1142)은 상기 제2 도전형 반도체층(1113) 위에 배치될 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 제2 서브전극(1142)과 상기 제2 도전형 반도체층(1113) 사이에 상기 투광성 전극층(1130)이 배치될 수 있다.
상기 제2 서브전극(1142)은 상기 제2 반사층(1162)에 제공된 제1 개구부(h1)를 통하여 상기 제2 도전형 반도체층(1113)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예로서, 상기 제2 서브전극(1142)은, 복수의 P 영역에서 상기 투광성 전극층(1130)을 통하여 상기 제2 도전형 반도체층(1113)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제2 서브전극(1142)은, 복수의 P 영역에서 상기 제2 반사층(1162)에 제공된 복수의 제1 개구부(h1)를 통하여 상기 투광성 전극층(1130)의 상면에 직접 접촉될 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 제1 서브전극(1141)과 상기 제2 서브전극(1142)은 서로 극성을 가질 수 있고, 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 서브전극(1141)과 상기 제2 서브전극(1142)은 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 서브전극(1141)과 상기 제2 서브전극(1142)은 오믹 전극일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 서브전극(1141)과 상기 제2 서브전극(1142)은 ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나 또는 이들 중 2개 이상의 물질의 합금일 수 있다. 도 20에서 영역 R11,R12,R13은 각 서브 전극의 영역별 중첩 영역을 구분하기 위해 나타낸다.
실시 예에 따른 발광소자(1100)는, 보호층(1150)을 포함할 수 있다. 상기 보호층(1150)은 상기 제2 서브전극(1142)을 노출시키는 복수의 제3 개구부(h3)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 제3 개구부(h3)는 상기 제2 서브전극(1142)에 제공된 복수의 PB 영역에 대응되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 보호층(1150)은 상기 제1 서브전극(1141)을 노출시키는 복수의 제4 개구부(h4)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 제4 개구부(h4)는 상기 제1 서브전극(1141)에 제공된 복수의 NB 영역에 대응되어 배치될 수 있다. 상기 보호층(1150)은 상기 반사층(1160) 위에 배치될 수 있다. 상기 보호층(1150)은 상기 제1 반사층(1161), 상기 제2 반사층(1162), 상기 제3 반사층(1163) 위에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 보호층(1150)은 절연물질로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(1150)은 SixOy, SiOxNy, SixNy, AlxOy 를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자(1100)는, 상기 보호층(1150) 위에 배치된 제1 본딩부(1171)와 제2 본딩부(1172)를 포함할 수 있다. 상기 제1 본딩부(1171)는 상기 제1 반사층(1161) 위에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 본딩부(1172)는 상기 제2 반사층(1162) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(1172)는 상기 제1 본딩부(1171)와 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(1171)는 복수의 NB 영역에서 상기 보호층(1150)에 제공된 복수의 상기 제4 개구부(h4)를 통하여 상기 제1 서브전극(1141)의 상부 면에 접촉될 수 있다. 상기 복수의 NB 영역은 상기 제2 개구부(h2)와 수직으로 어긋나도록 배치될 수 있다. 상기 복수의 NB 영역과 상기 제2 개구부(h2)가 서로 수직으로 어긋나는 경우, 상기 제1 본딩부(1171)로 주입되는 전류가 상기 제1 서브전극(1141)의 수평 방향으로 골고루 퍼질 수 있고, 따라서 상기 복수의 NB 영역에서 전류가 골고루 주입될 수 있다.
또한, 상기 제2 본딩부(1172)는 복수의 PB 영역에서 상기 보호층(1150)에 제공된 복수의 상기 제3 개구부(h3)를 통하여 상기 제2 서브전극(1142)의 상부 면에 접촉될 수 있다. 상기 복수의 PB 영역과 상기 복수의 제1 개구부(h1)가 수직으로 중첩되지 않도록 하는 경우 상기 제2 본딩부(1172)로 주입되는 전류가 상기 제2 서브전극(1142)의 수평 방향으로 골고루 퍼질 수 있고, 따라서 상기 복수의 PB 영역에서 전류가 골고루 주입될 수 있다. 복수의 영역을 통해 전원이 공급될 수 있으므로, 접촉 면적 증가 및 접촉 영역의 분산에 따라 전류 분산 효과가 발생되고 동작전압이 감소될 수 있는 장점이 있다.
이에 따라, 상기 제1 반사층(1161)과 상기 제2 반사층(1162)은 상기 발광 구조물(1110)의 활성층(1112)에서 발광되는 빛을 반사시켜 제1 서브전극(1141)과 제2 서브전극(1142)에서 광 흡수가 발생되는 것을 최소화하여 광도(Po)를 향상시킬 수 있다. 상기 제1 반사층(1161)과 상기 제2 반사층(1162)은 굴절률이 다른 물질이 서로 반복하여 배치된 DBR 구조를 이룰 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 반사층(1161)과 상기 제2 반사층(1162)은 Al203, TiO2, SiO2, Ta2O5, HfO2 중 적어도 하나 이상을 포함하는 단층 또는 적층 구조로 배치될 수 있다. 또한, 다른 실시 예에 의하면, 상기 제1 반사층(1161)과 상기 제2 반사층(1162)은 ODR층으로 제공될 수도 있다. 또 다른 실시 예에 의하면, 상기 제1 반사층(1161)과 상기 제2 반사층(1162)은 DBR층과 ODR층이 적층된 일종의 하이브리드(hybrid) 형태로 제공될 수도 있다.
실시 예에 따른 발광소자가 플립칩 본딩 방식으로 실장되어 발광소자 패키지로 구현되는 경우, 상기 발광 구조물(1110)에서 제공되는 빛은 상기 기판(1105)을 통하여 방출될 수 있다. 상기 발광 구조물(1110)에서 방출되는 빛은 상기 제1 반사층(1161)과 상기 제2 반사층(1162)에서 반사되어 상기 기판(1105) 방향으로 방출될 수 있다.
또한, 상기 발광 구조물(1110)에서 방출되는 빛은 상기 발광 구조물(1110)의 측면 방향으로도 방출될 수 있다. 또한, 상기 발광 구조물(1110)에서 방출되는 빛은, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)가 배치된 면 중에서, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)가 제공되지 않은 영역을 통하여 외부로 방출될 수 있다.
이에 따라, 실시 예에 따른 발광소자(1100)는 상기 발광 구조물(1110)을 둘러싼 6면 방향으로 빛을 방출할 수 있게 되며, 광도를 현저하게 향상시킬 수 있다.
한편, 실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 발광소자(1100)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)의 면적의 합은, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)가 배치된 상기 발광소자(1100)의 상부 면 전체 면적의 60%에 비해 같거나 작게 제공될 수 있다.
예로서, 상기 발광소자(1100)의 상부 면 전체 면적은 상기 발광 구조물(1110)의 제1 도전형 반도체층(1111)의 하부 면의 가로 길이 및 세로 길이에 의하여 정의되는 면적에 대응될 수 있다. 또한, 상기 발광소자(1100)의 상부 면 전체 면적은 상기 기판(1105)의 상부 면 또는 하부 면의 면적에 대응될 수 있다.
이와 같이, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)의 면적의 합이 상기 발광소자(1100)의 전체 면적의 60%에 비해 같거나 작게 제공되도록 함으로써, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)가 배치된 면으로 방출되는 빛의 양이 증가될 수 있게 된다. 이에 따라, 실시 예에 의하면, 상기 발광소자(1100)의 6면 방향으로 방출되는 빛의 양이 많아지게 되므로 광 추출 효율이 향상되고 광도(Po)가 증가될 수 있게 된다.
또한, 상기 발광소자(1100)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 본딩부(1171)의 면적과 상기 제2 본딩부(1172)의 면적의 합은 상기 발광소자(1100)의 전체 면적의 30%에 비해 같거나 크게 제공될 수 있다.
이와 같이, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)의 면적의 합이 상기 발광소자(1100)의 전체 면적의 30%에 비해 같거나 크게 제공되도록 함으로써, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)를 통하여 안정적인 실장이 수행될 수 있고, 상기 발광소자(1100)의 전기적인 특성을 확보할 수 있게 된다.
실시 예에 따른 발광소자(1100)는, 광 추출 효율 및 본딩의 안정성 확보를 고려하여, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)의 면적의 합이 상기 발광소자(1100)의 전체 면적의 30% 이상이고 60% 이하로 선택될 수 있다.
즉, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)의 면적의 합이 상기 발광소자(1100)의 전체 면적의 30% 이상 내지 100% 이하인 경우, 상기 발광소자(1100)의 전기적 특성을 확보하고, 발광소자 패키지에 실장되는 본딩력을 확보하여 안정적인 실장이 수행될 수 있다.
또한, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)의 면적의 합이 상기 발광소자(1100)의 전체 면적의 0% 초과 내지 60% 이하인 경우, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)가 배치된 면으로 방출되는 광량이 증가하여 상기 발광소자(1100)의 광추출 효율이 향상되고, 광도(Po)가 증가될 수 있다.
실시 예에서는 상기 발광소자(1100)의 전기적 특성과 발광소자 패키지에 실장되는 본딩력을 확보하고, 광도를 증가시키기 위해, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)의 면적의 합이 상기 발광소자(1100)의 전체 면적의 30% 이상 내지 60% 이하로 선택하였다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자(1100)에 의하면, 상기 제3 반사층(1163)이 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제3 반사층(1163)의 상기 발광소자(1100)의 장축 방향에 따른 길이는 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172) 사이의 간격에 대응되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3 반사층(1163)의 면적은 예로서 상기 발광소자(1100)의 상부 면 전체의 10% 이상이고 25% 이하로 제공될 수 있다.
상기 제3 반사층(1163)의 면적이 상기 발광소자(1100)의 상부 면 전체의 10% 이상일 때, 상기 발광소자의 하부에 배치되는 패키지 몸체가 변색되거나 균열의 발생을 방지할 수 있고, 25% 이하일 경우 상기 발광소자의 6면으로 발광하도록 하는 광추출효율을 확보하기에 유리하다.
또한, 다른 실시 예에서는 이에 한정하지 않고 상기 광추출효율을 더 크게 확보하기 위해 상기 제3 반사층(1163)의 면적을 상기 발광소자(1100)의 상부 면 전체의 0% 초과 내지 10% 미만으로 배치할 수 있고, 상기 패키지 몸체에 변색 또는 균열의 발생을 방지하는 효과를 더 크게 확보하기 위해 상기 제3 반사층(1163)의 면적을 상기 발광소자(1100)의 상부 면 전체의 25% 초과 내지 100% 미만으로 배치할 수 있다.
또한, 상기 발광소자(1100)의 장축 방향에 배치된 측면과 이웃하는 상기 제1 본딩부(1171) 또는 상기 제2 본딩부(1172) 사이에 제공된 제2 영역으로 상기 발광 구조물(1110)에서 생성된 빛이 투과되어 방출될 수 있다.
또한, 상기 발광소자(1100)의 단축 방향에 배치된 측면과 이웃하는 상기 제1 본딩부(1171) 또는 상기 제2 본딩부(1172) 사이에 제공된 제3 영역으로 상기 발광구조물에서 생성된 빛이 투과되어 방출될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 반사층(1161)의 크기는 상기 제1 본딩부(1171)의 크기에 비하여 수 마이크로 미터 더 크게 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 반사층(1161)의 면적은 상기 제1 본딩부(1171)의 면적을 완전히 덮을 수 있을 정도의 크기로 제공될 수 있다. 공정 오차를 고려할 때, 상기 제1 반사층(1161)의 한 변의 길이는 상기 제1 본딩부(1171)의 한 변의 길이에 비해 예로서 4 마이크로 미터 내지 10 마이크로 미터 정도 더 크게 제공될 수 있다.
또한, 상기 제2 반사층(1162)의 크기는 상기 제2 본딩부(1172)의 크기에 비하여 수 마이크로 미터 더 크게 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 반사층(1162)의 면적은 상기 제2 본딩부(1172)의 면적을 완전히 덮을 수 있을 정도의 크기로 제공될 수 있다. 공정 오차를 고려할 때, 상기 제2 반사층(1162)의 한 변의 길이는 상기 제2 본딩부(1172)의 한 변의 길이에 비해 예로서 4 마이크로 미터 내지 10 마이크로 미터 정도 더 크게 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 반사층(1161)과 상기 제2 반사층(1162)에 의하여, 상기 발광 구조물(1110)로부터 방출되는 빛이 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)에 입사되지 않고 반사될 수 있게 된다. 이에 따라, 실시 예에 의하면, 상기 발광 구조물(1110)에서 생성되어 방출되는 빛이 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)에 입사되어 손실되는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자(1100)에 의하면, 상기 제3 반사층(1163)이 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172) 사이에 배치되므로, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172) 사이로 방출되는 빛의 양을 조절할 수 있게 된다.
앞에서 설명된 바와 같이, 실시 예에 따른 발광소자(1100)는 예를 들어 플립칩 본딩 방식으로 실장되어 발광소자 패키지 형태로 제공될 수 있다. 이때, 발광소자(1100)가 실장되는 패키지 몸체가 수지 등으로 제공되는 경우, 상기 발광소자(1100)의 하부 영역에서, 상기 발광소자(1100)로부터 방출되는 단파장의 강한 빛에 의하여 패키지 몸체가 변색되거나 균열이 발생될 수 있다.
그러나, 실시 예에 따른 발광소자(1100)에 의하면 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)가 배치된 영역 사이로 방출되는 빛의 양을 조절할 수 있으므로, 상기 발광소자(1100)의 하부 영역에 배치된 패키지 몸체가 변색되거나 균열되는 것을 방지할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 본딩부(1171), 상기 제2 본딩부(1172), 상기 제3 반사층(1163)이 배치된 상기 발광소자(1100)의 상부 면의 20% 이상 면적에서 상기 발광 구조물(1110)에서 생성된 빛이 투과되어 방출될 수 있다.
이에 따라, 실시 예에 의하면, 상기 발광소자(1100)의 6면 방향으로 방출되는 빛의 양이 많아지게 되므로 광 추출 효율이 향상되고 광도(Po)가 증가될 수 있게 된다. 또한, 상기 발광소자(1100)의 하부 면에 근접하게 배치된 패키지 몸체가 변색되거나 균열되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 실시 예예 따른 발광소자(1100)에 의하면, 상기 투광성 전극층(1130)에 복수의 컨택홀(C1, C2, C3)이 제공될 수 있다. 상기 투광성 전극층(1130)에 제공된 복수의 컨택홀(C1, C2, C3)을 통하여 상기 제2 도전형 반도체층(1113)과 상기 반사층(1160)이 접착될 수 있다. 상기 반사층(1160)이 상기 제2 도전형 반도체층(1113)에 직접 접촉될 수 있게 됨으로써, 상기 반사층(1160)이 상기 투광성 전극층(1130)에 접촉되는 것에 비하여 접착력이 향상될 수 있게 된다.
상기 반사층(1160)이 상기 투광성 전극층(1130)에만 직접 접촉되는 경우, 상기 반사층(1160)과 상기 투광성 전극층(1130) 간의 결합력 또는 접착력이 약화될 수도 있다. 예를 들어, 절연층과 금속층이 결합되는 경우, 물질 상호 간의 결합력 또는 접착력이 약화될 수도 있다.
예로서, 상기 반사층(1160)과 상기 투광성 전극층(1130) 간의 결합력 또는 접착력이 약한 경우, 두 층 간에 박리가 발생될 수 있다. 이와 같이 상기 반사층(1160)과 상기 투광성 전극층(1130) 사이에 박리가 발생되면 발광소자(1100)의 특성이 열화될 수 있으며, 또한 발광소자(1100)의 신뢰성을 확보할 수 없게 된다.
그러나, 실시 예에 의하면, 상기 반사층(1160)이 상기 제2 도전형 반도체층(1113)에 직접 접촉될 수 있으므로, 상기 반사층(1160), 상기 투광성 전극층(1130), 상기 제2 도전형 반도체층(1113) 간의 결합력 및 접착력이 안정적으로 제공될 수 있게 된다.
따라서, 실시 예에 의하면, 상기 반사층(1160)과 상기 제2 도전형 반도체층(1113) 간의 결합력이 안정적으로 제공될 수 있으므로, 상기 반사층(1160)이 상기 투광성 전극층(1130)으로부터 박리되는 것을 방지할 수 있게 된다. 또한, 상기 반사층(1160)과 상기 제2 도전형 반도체층(1113) 간의 결합력이 안정적으로 제공될 수 있으므로 발광소자(1100)의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 이상에서 설명된 바와 같이, 상기 투광성 전극층(1130)에 복수의 컨택홀(C1, C2, C3)이 제공될 수 있다. 상기 활성층(1112)으로부터 발광된 빛은 상기 투광성 전극층(1130)에 제공된 복수의 컨택홀(C1, C2, C3)을 통해 상기 반사층(1160)에 입사되어 반사될 수 있게 된다. 이에 따라, 상기 활성층(1112)에서 생성된 빛이 상기 투광성 전극층(1130)에 입사되어 손실되는 것을 감소시킬 수 있게 되며 광 추출 효율이 향상될 수 있게 된다. 이에 따라, 실시 예에 따른 발광소자(1100)에 의하면 광도가 향상될 수 있게 된다.
도 21 및 도 22를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 플립칩 발광소자의 다른 예를 설명하기로 한다. 도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 발광소자의 전극 배치를 설명하는 평면도이고, 도 22는 도 21에 도시된 발광소자의 H-H 선에 따른 단면도이다.
도 21 및 도 22를 도시함에 있어, 제1 전극(627)과 제2 전극(628)의 상대적인 배치 관계 만을 개념적으로 도시하였다. 상기 제1 전극(627)은 제1 본딩부(621)와 제1 가지전극(625)을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극(628)은 제2 본딩부(622)와 제2 가지전극(626)을 포함할 수 있다.
발광소자는, 도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이, 기판(624) 위에 배치된 발광 구조물(623)을 포함할 수 있다.
상기 기판(624)은 사파이어 기판(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge을 포함하는 그룹 중에서 선택될 수 있다. 예로서, 상기 기판(624)은 상부 면에 요철 패턴이 형성된 PSS(Patterned Sapphire Substrate)로 제공될 수 있다.
상기 발광 구조물(623)은 제1 도전형 반도체층(623a), 활성층(623b), 제2 도전형 반도체층(623c)을 포함할 수 있다. 상기 활성층(623b)은 상기 제1 도전형 반도체층(623a)과 상기 제2 도전형 반도체층(623c) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제1 도전형 반도체층(623a) 위에 상기 활성층(623b)이 배치되고, 상기 활성층(623b) 위에 상기 제2 도전형 반도체층(623c)이 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 도전형 반도체층(623a)은 n형 반도체층으로 제공되고, 상기 제2 도전형 반도체층(623c)은 p형 반도체층으로 제공될 수 있다. 물론, 다른 실시 예에 의하면, 상기 제1 도전형 반도체층(623a)이 p형 반도체층으로 제공되고, 상기 제2 도전형 반도체층(623c)이 n형 반도체층으로 제공될 수도 있다.
발광 소자는 제1 전극(627)과 제2 전극(628)을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극(627)은 제1 본딩부(621)와 제1 가지전극(625)을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극(627)은 상기 제2 도전형 반도체층(623c)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 가지전극(625)은 상기 제1 본딩부(621)로부터 분기되어 배치될 수 있다. 상기 제1 가지전극(625)은 상기 제1 본딩부(621)로부터 분기된 복수의 가지전극을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극(628)은 제2 본딩부(622)와 제2 가지전극(626)을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극(628)은 상기 제1 도전형 반도체층(623a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 가지전극(626)은 상기 제2 본딩부(622)로부터 분기되어 배치될 수 있다. 상기 제2 가지전극(626)은 상기 제2 본딩부(622)로부터 분기된 복수의 가지전극을 포함할 수 있다.
상기 제1 가지전극(625)와 상기 제2 가지전극(626)은 핑거(finger) 형상으로 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 상기 제1 가지전극(625)과 상기 제2 가지전극(626)에 의하여 상기 제1 본딩부(621)와 상기 제2 본딩부(622)를 통하여 공급되는 전원이 상기 발광 구조물(623) 전체로 확산되어 제공될 수 있게 된다.
상기 제1 전극(627)과 상기 제2 전극(628)은 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(627)과 상기 제2 전극(628)은 오믹 전극일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(627)과 상기 제2 전극(628)은 ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나 또는 이들 중 2개 이상의 물질의 합금일 수 있다.
한편, 상기 발광 구조물(623)에 보호층이 더 제공될 수도 있다. 상기 보호층은 상기 발광 구조물(623)의 상면에 제공될 수 있다. 또한, 상기 보호층은 상기 발광 구조물(623)의 측면에 제공될 수도 있다. 상기 보호층은 상기 제1 본딩부(621)와 상기 제2 본딩부(622)가 노출되도록 제공될 수 있다. 또한, 상기 보호층은 상기 기판(624)의 둘레 및 하면에도 선택적으로 제공될 수 있다.
예로서, 상기 보호층은 절연물질로 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층은 SixOy, SiOxNy, SixNy, AlxOy 를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는, 상기 활성층(623b)에서 생성된 빛이 발광소자의 6면 방향으로 발광될 수 있다. 상기 활성층(623b)에서 생성된 빛이 발광소자의 상면, 하면, 4개의 측면을 통하여 6면 방향으로 방출될 수 있다.
참고로, 도 2 및 도 3를 참조하여 설명된 발광소자의 상하 배치 방향과 도 21 및 도 22에 도시된 발광소자의 상하 배치 방향은 서로 반대로 도시되어 있다. 실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 본딩부(621, 622)의 면적의 합은 상기 기판(624)의 상면 면적을 기준으로 10% 이하로 제공될 수 있다. 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 발광소자로부터 방출되는 발광 면적을 확보하여 광추출 효율을 높이기 위해 상기 제1 및 제2 본딩부(621, 622)의 면적의 합은 상기 기판(624)의 상면 면적을 기준으로 10% 이하로 설정될 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩부(621, 622)는 실시 예에 개시된 도전체이거나 패드일 수 있다.
또한, 실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 본딩부(621, 622)의 면적의 합은 상기 기판(624)의 상면 면적을 기준으로 0.7% 이상으로 제공될 수 있다. 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 실장되는 발광소자에 안정적인 본딩력을 제공하기 위해 상기 제1 및 제2 본딩부(621, 622)의 면적의 합은 상기 기판(624)의 상면 면적을 기준으로 0.7% 이상으로 설정될 수 있다.
예로서, 상기 제1 본딩부(621)의 상기 발광소자의 장축 방향에 따른 폭은 수십 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 제1 본딩부(621)의 폭은 예로서 70 마이크로 미터 내지 90 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1 본딩부(621)의 면적은 수천 제곱 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
또한, 상기 제2 본딩부(622)의 상기 발광소자의 장축 방향에 따른 폭은 수십 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 제2 본딩부(622)의 폭은 예로서 70 마이크로 미터 내지 90 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 본딩부(622)의 면적은 수천 제곱 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 이와 같이, 상기 제1 및 제2 본딩부(621, 622)의 면적이 작게 제공됨에 따라, 상기 발광소자의 하면으로 투과되는 빛의 양이 증대될 수 있다.
상기의 도 19 내지 도 21의 발광 소자는 하나의 발광 셀을 갖는 구조로 설명되었다. 이는 발광 셀이 상기의 발광 구조물을 포함하는 경우, 발광 소자의 구동 전압은 하나의 발광 셀에 걸리는 전압일 수 있다. 실시 예에 개시된 발광 소자의 예로서, 2개 또는 3개 이상의 발광 셀을 갖는 발광 소자를 포함할 수 있다. 이에 따라 고전압의 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.
한편, 이상에서 설명된 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장되어 공급될 수도 있다. 그런데, 종래 발광소자 패키지가 서브 마운트 또는 회로기판 등에 실장됨에 있어 리플로우(reflow) 등의 고온 공정이 적용될 수 있다. 이때, 리플로우 공정에서, 발광소자 패키지에 제공된 프레임과 발광소자 간의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되어 전기적 연결 및 물리적 결합의 안정성이 약화될 수 있고 이에 따라 상기 발광소자의 위치가 변할 수 있어, 상기 발광소자 패키지의 광학적, 전기적 특성 및 신뢰성이 저하될 수 있다. 그러나, 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 발명의 실시 예에 따른 발광소자의 본딩부들은 돌출부 및 도전층을 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 돌출부 및 도전층의 용융점이 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 높은 값을 갖도록 선택될 수 있다. 따라서, 발명의 실시 예에 따른 발광소자 소자 패키지는 메인 기판 등에 리플로우(reflow) 공정을 통해 본딩되는 경우에도 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되지 않으므로 전기적 연결 및 물리적 본딩력이 열화되지 않는 장점이 있다.
또한, 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100) 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 패키지 몸체(110)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 발명의 실시 예에 의하면, 패키지 몸체(110)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 몸체(113)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 발명의 실시 예에 의하면, 상기 몸체(113)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다. 예를 들어, 상기 몸체(113)는 PPA(PolyPhtalAmide) 수지, PCT(PolyCyclohexylenedimethylene Terephthalate) 수지, EMC(Epoxy Molding Compound) 수지, SMC(Silicone Molding Compound) 수지를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
한편, 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지는 하나 또는 복수개가 회로 기판에 배치되어 광원 장치에 적용될 수 있다. 또한, 광원 장치는 산업 분야에 따라 표시 장치, 조명 장치, 헤드 램프 등을 포함할 수 있다.
광원 장치의 예로, 표시 장치는 바텀 커버와, 바텀 커버 위에 배치되는 반사판과, 광을 방출하며 발광 소자를 포함하는 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, 표시 장치는 컬러 필터를 포함하지 않고, 적색(Red), 녹색(Gren), 청색(Blue) 광을 방출하는 발광 소자가 각각 배치되는 구조를 이룰 수도 있다.
광원 장치의 또 다른 예로, 헤드 램프는 기판 상에 배치되는 발광소자 패키지를 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.
광원 장치의 다른 예인 조명 장치는 커버, 광원 모듈, 방열체, 전원 제공부, 내부 케이스, 소켓을 포함할 수 있다. 또한, 발명의 실시 예에 따른 광원 장치는 부재와 홀더 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈은 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 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 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시 예를 한정하는 것이 아니며, 실시 예가 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 특허청구범위에서 설정하는 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 패키지 몸체
111,112: 프레임
113: 몸체
120: 발광소자
121: 제1 본딩부
122: 제2 본딩부
123: 반도체층
124: 기판
162: 제1수지
135: 수지부
127,129 도전층
R1,R11: 리세스
TH1,TH2,TH3,TH4 관통홀
P1,P2,P3,P4: 돌출부

Claims (12)

  1. 제1방향으로 서로 이격된 제1 및 제2 프레임;
    상기 제1 및 제2 프레임 사이에 배치된 몸체;
    상기 몸체 상에 배치되며, 캐비티를 구성하는 반사부; 및
    하부에 제1 및 제2 본딩부를 포함하고, 상기 캐비티 내에 배치되는 발광소자;를 포함하고,
    상기 몸체는 상기 제1 방향에 수직한 제2방향으로 이격되며, 상기 몸체 상에 배치되는 돌출부를 포함하고,
    상기 돌출부는 상기 제1 및 제2프레임 및 상기 반사부와 접촉하고 상기 발광 소자의 상기 제2 방향으로 이격되며,
    상기 돌출부와 상기 몸체는 수지 재질을 포함하는 발광 소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발광 소자는 제2 방향으로 마주보는 두 측면을 포함하고, 상기 돌출부는 상기 두 측면들과 마주보며 배치되는 발광 소자 패키지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 돌출부는 상기 반사부의 높이와 같거나 낮은 높이를 갖고 상기 캐비티의 내측면으로부터 상기 발광 소자 방향으로 돌출되는 발광 소자 패키지.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 돌출부와 상기 반사부, 및 상기 몸체는 동일한 물질로 형성되는 발광 소자 패키지.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 돌출부의 상면은 평탄면으로 구성되는 발광 소자 패키지.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 발광소자에서 멀어질 수록 상기 발광 소자와의 거리가 점차 커지는 발광 소자 패키지.
  7. 제3항에 있어서, 상기 돌출부의 바닥 너비는 제1방향으로 상기 몸체의 제1방향의 너비의 1배 초과 3배 이하인 발광 소자 패키지.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몸체와 상기 발광소자 사이에 배치되는 제1수지; 및 상기 몸체에 배치되고 적어도 일부가 상기 발광 소자와 수직 방향으로 중첩되는 리세스를 포함하는 발광소자 패키지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1프레임에 제1관통홀 및 상기 제2프레임에 제2관통홀이 배치되며,
    상기 제1 및 제2관통홀은 상기 발광 소자와 수직 방향으로 중첩되며,
    상기 제1관통홀은 상기 발광 소자의 제1본딩부 아래에 배치되고,
    상기 제2관통홀은 상기 발광 소자의 제2본딩부 아래에 배치되며,
    상기 제1,2관통홀은 내부에 도전층을 포함하는 발광소자 패키지.
  10. 제9항에 있어서, 상기 리세스의 일부는 상기 발광 소자의 제2방향 측면보다 더 외측으로 돌출되는 발광소자 패키지.
  11. 제9항에 있어서, 상기 리세스와 상기 돌출부 사이의 최소 거리는 상기 발광 소자와 상기 돌출부 사이의 거리보다 작은 발광소자 패키지.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 발광 소자 패키지를 갖는 광원 장치.
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