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KR101219106B1 - 발광소자 패키지 및 그 제조방법 - Google Patents

발광소자 패키지 및 그 제조방법 Download PDF

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KR101219106B1
KR101219106B1 KR1020110076720A KR20110076720A KR101219106B1 KR 101219106 B1 KR101219106 B1 KR 101219106B1 KR 1020110076720 A KR1020110076720 A KR 1020110076720A KR 20110076720 A KR20110076720 A KR 20110076720A KR 101219106 B1 KR101219106 B1 KR 101219106B1
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light emitting
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hole
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박종길
장성욱
송종섭
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 발광소자 패키지는, 두께 방향으로 형성된 관통홀을 구비하는 본체부; 상기 관통홀 내에 배치되는 적어도 하나의 발광소자; 및 상기 관통홀 내에 충진되어 상기 발광소자를 지지하는 파장변환부;를 포함한다.

Description

발광소자 패키지 및 그 제조방법{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE AND METHDOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 발광소자 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 개인 휴대전화나 PDA 등과 같은 이동통신 단말기는 물론 각종 전자제품에는 전기적 신호에 따라 발광이 이루어지도록 하는 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED)가 발광원으로 널리 사용되고 있다.
이러한 LED는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaInP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 다양한 색의 빛을 구현할 수 있는 발광소자의 일종이다.
LED는 함유되는 조성물에 따라서 적색광, 청색광, 녹색광, 자외선광을 각각 방출하며, 각 LED에서 방출되는 적색광과 청색광 및 녹색광을 혼합하여 백색광을 구현한다. 그러나, 이러한 백색광 구현방식은 복수개의 LED를 사용해야 하는 문제와 색감을 균일하게 구현하기 어렵다는 단점이 있다.
따라서, 일반적으로는 파장변환을 위한 형광물질을 실리콘 등의 수지와 함께 믹싱하여 도포하는 방식으로 백색 LED를 제조한다. 이를 통해 LED에서 방출된 청색광 또는 자외선광 등을 백색광으로 전환함으로써 단일의 색인 백색광만을 구현할 수 있다.
그러나, 형광물질을 수지와 함께 믹싱하여 도포하는 방식은 LED의 표면에 형성되는 파장변환부의 높이가 균일하지 못하다는 문제가 있다. 특히, 대량생산 공정을 통해 제조되는 발광소자 패키지는 소정 깊이 함몰되어 형성된 리세스 내에 배치된 LED를 덮도록 디스펜싱 공정을 통해 수지를 주입하여 파장변환부를 형성하는데, 이 경우 주입되는 수지의 양과 형광물질의 농도가 균일하지 못하여 각각의 패키지는 서로 상이한 광 특성을 갖게 되는 문제가 발생한다.
본 발명의 목적 중 하나는 구조가 간단하며, 방열 효율을 극대화하면서 소형화가 가능한 발광소자 패키지를 제공하는데 있다.
본 발명의 목적 중 다른 하나는 파장변환부가 형성된 발광소자 패키지를 대량생산을 통해 제조하는데 있어서 파장변환부의 높이가 균일하도록 하여 전체적으로 동일한 특성의 색좌표를 갖는 발광소자 패키지 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지는, 두께 방향으로 형성된 관통홀을 구비하는 본체부; 상기 관통홀 내에 배치되는 적어도 하나의 발광소자; 및 상기 관통홀 내에 충진되어 상기 발광소자를 지지하는 파장변환부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광소자는 하면이 상기 본체부의 하면으로부터 외부로 노출될 수 있다.
또한, 상기 발광소자는 하면이 상기 본체부의 하면과 동일 평면상에 위치할 수 있다.
또한, 상기 발광소자는 하면에 전극 패드를 구비할 수 있다.
또한, 상기 관통홀은 표면에 반사층을 구비하여 상기 발광소자의 둘레를 에워쌀 수 있다.
또한, 상기 관통홀은 표면에 돌기부 또는 요철부 또는 돌기부와 요철부를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 파장변환부는 투광성 수지에 적어도 한 종류의 형광물질을 포함하며, 상기 본체부의 하면과 동일 평면상에 위치할 수 있다.
또한, 상기 파장변환부는 상면과 하면이 상기 본체부의 상면과 하면으로부터 각각 외부로 노출될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지의 제조방법은,
진공 홀이 구비된 진공 트레이 상에 두께 방향으로 형성된 관통홀이 복수개 구비된 본체부를 마련하는 단계; 발광소자를 상기 각 관통홀 내에 각각 장착하는 단계; 상기 발광소자를 덮도록 형광물질이 함유된 수지를 각 관통홀 내에 충진하여 파장변환부를 형성하는 단계; 및 상기 파장변환부에 의해 상기 발광소자가 상기 관통홀 내에 고정된 상태의 상기 본체부를 상기 진공 트레이 상에서 분리하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 본체부를 마련하는 단계는, 상기 관통홀과 상기 진공 홀이 서로 연통하도록 상기 진공 홀이 구비된 위치와 대응하여 상기 관통홀을 형성할 수 있다.
또한, 상기 본체부를 마련하는 단계는, 상기 관통홀과 상기 진공 홀이 서로 연통하도록 상기 진공 홀이 구비된 위치와 대응하여 상기 관통홀을 위치시킬 수 있다.
또한, 상기 발광소자를 장착하는 단계는, 상기 관통홀 내에 배치되어 상기 진공 트레이 상에 놓인 상기 발광소자를 상기 진공 홀을 통해 상기 진공 트레이 상에 고정시킬 수 있다.
또한, 상기 발광소자는 상기 진공 트레이와 접하는 하면에 전극 패드를 구비하며, 상기 파장변환부를 형성하는 단계는 상기 전극 패드가 구비된 상기 발광소자의 하면을 제외한 면을 덮는 구조로 상기 수지가 상기 관통홀 내에 채워질 수 있다.
또한, 상기 파장변환부를 형성하는 단계는, 상기 관통홀 내에 충진된 상기 수지가 상기 본체부의 상면과 평행을 이루도록 평탄화하는 단계; 및 상기 수지를 경화시키는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 평탄화하는 단계는 상기 관통홀에서 상기 본체부의 상면 위로 돌출된 잉여의 수지를 스퀴지 등을 통해 제거할 수 있다.
또한, 상기 경화된 파장변환부의 상면을 폴리싱하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 커팅 라인을 따라서 다이싱 하여 개별 패키지로 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면 발광소자가 패키지 본체의 하부로 노출되어 직접 기판 상에 장착됨으로써 발광소자 작동시 발생하는 열을 직접 기판으로 방출시킬 수 있어 방열 효율을 극대화 할 수 있다.
또한, 발광소자가 본체 상에 실장되지 않아 패키지의 소형화가 가능하다.
또한, 파장변환부가 형성된 발광소자 패키지를 대량생산을 통해 제조하는데 있어서 파장변환부의 높이가 전체적으로 균일하도록 할 수 있어 동일한 특성의 색좌표를 갖는 발광소자 패키지를 대량으로 용이하게 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2a는 도 1에서 관통홀의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2b는 도 2a의 관통홀의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 관통홀에 반사층이 구비된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1에서 발광소자가 복수개 구비된 상태를 개략적으로 나태는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 따른 발광소자 패키지가 장착된 조명용 모듈을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7 내지 도 15는 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지의 제조방법을 각 단계별로 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시형태에 따른 발광소자 패키지 및 그 제조방법에 관한 사항을 도면을 참조하여 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 도면 상에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 참조부호를 사용할 것이다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2a는 도 1에서 관통홀의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 2b는 도 2a의 관통홀의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3은 도 1의 관통홀에 반사층이 구비된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 도 1에서 발광소자가 복수개 구비된 상태를 개략적으로 나태는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지(1)는 본체부(10), 발광소자(20), 파장변환부(30)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 본체부(10)는 두께 방향, 즉 상면과 하면을 관통하는 구조의 관통홀(11)을 구비하며, 상기 관통홀(11) 내에 배치되는 발광소자(20)를 보호하는 한편 상기 발광소자(20)에서 발생되는 빛을 반사시킨다.
상기 본체부(10)는 광 반사율이 높은 백색 성형 복합재(molding compound)로 이루어질 수 있다. 이는 발광소자(20)에서 발생되는 광을 반사시켜 상부로 방출되는 광량을 증가시키는 효과가 있다.
이러한 백색 성형 복합재는 고 내열성의 열경화성 수지 계열 또는 실리콘 수지 계열을 포함할 수 있다. 또한, 열 가소성 수지 계열에 백색 안료 및 충진제, 경화제, 이형제, 산화방지제, 접착력 향상제 등이 첨가될 수 있다.
상기 본체부(10)는 발광소자(20)에서 발생하는 열에 의한 영향이 최소화될 수 있도록 내열성 및 내마모성이 우수한 세라믹으로 이루어질 수도 있다.
상기 관통홀(11)은 상기 본체부(10)의 중심에 구비되며, 상기 본체부(10)의 상면과 하면을 관통하는 구조로 두께 방향으로 형성된다. 상기 관통홀(11)은 발광소자(20)를 내부에 수용하는 공간을 이루며, 상부측 면적이 상기 발광소자(20)가 배치되는 하부측 면적보다 넓은 역 원뿔 구조를 이루도록 내측면이 상기 본체부(10)의 상면에서 하면을 향해 경사진 테이퍼 형태의 컵 구조를 갖는다.
상기 관통홀(11)은 도 2a에서와 같이 원형으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 관통홀(11)은 도 2b에서와 같이 상기 발광소자(20)의 형상과 대응하여 사각형으로도 형성될 수 있으며, 광 반사 특성을 고려하여 기타 다각형으로도 형성될 수 있다.
도 3에서 도시하는 바와 같이, 상기 관통홀(11)은 상기 발광소자(20)의 둘레를 에워싸는 구조로 내측면의 표면에 반사층(12)을 구비할 수 있다. 상기 반사층(12)은 고반사율의 금속재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 박막 형태로 부착되거나 코팅 또는 증착 등의 방법에 의해 형성될 수 있다. 따라서, 상기 발광소자(20)에서 발생하는 고온의 열에 의해 상기 관통홀(11)의 표면이 변형되는 것을 방지할 수 있다.
상기 발광소자(20)는 상기 본체부(10)와 접하지 않는 구조로 상기 관통홀(11) 내의 하부측에 배치된다. 상기 발광소자(20)는 외부에서 인가되는 전기 신호에 의해 소정 파장의 광을 출사하는 반도체 소자의 일종이며, 발광다이오드(LED) 칩을 포함할 수 있다. 상기 발광소자(20)는 함유되는 물질에 따라서 청색광, 적색광 또는 녹색광을 출사할 수 있으며, 백색광을 출사할 수도 있다.
상기 발광소자(20)는 전기 신호를 인가받기 위한 전극 패드(21)를 동일면인 하면에 구비하며, 표면에 파장변환부이 형성되지 않은 베어 칩(bare chip)을 포함한다. 상기 전극 패드(21)는, 예를 들어 복수의 P형 전극과 N형 전극일 수 있다.
상기 발광소자(20)는 도 1 및 도 2에서와 같이 상기 전극 패드(21)가 구비된 하면이 상기 본체부(10)의 하면으로부터 외부로 노출되는 구조로 상기 관통홀(11) 내에 배치된다. 그리고, 상기 발광소자(20)는 상기 본체부(10)로부터 노출되는 상기 하면이 상기 본체부(10)의 하면과 동일 평면상(coplanar)에 위치한다.
도 1 내지 도 3에서와 같이 상기 발광소자(20)는 관통홀(11) 내에 단일로 구비될 수 있으며, 도 4a 및 도 4b에서와 같이 복수개가 매트릭스 구조로 배열될 수도 있다. 이 경우, 동일 관통홀(11) 내에 배열되는 발광소자(20)는 동종(同種) 또는 이종(異種)일 수 있다.
상기 파장변환부(30)는 상기 관통홀(11) 내에 충진되어 상기 본체부(10)와 접하지 않는 구조로 상기 관통홀(11) 내에 배치된 상기 발광소자(20)를 상기 본체부(10) 내에 지지 및 고정시킨다. 즉, 상기 관통홀(11) 내에 배치된 상기 발광소자(20)는 상기 관통홀(11)을 채우는 구조로 형성된 상기 파장변환부(30)에 의해 지지되어 상기 본체부(10) 내에 고정된다.
상기 파장변환부(30)는 상기 발광소자(20)에서 방사되는 빛의 파장을 원하는 색상의 파장으로 변환시킨다. 예를 들어, 적색광 또는 청색광과 같은 단색광을 백색광으로 변환시킨다. 이를 위해 상기 파장변환부(30)를 형성하는 수지에는 적어도 한 종류 이상의 형광물질이 함유될 수 있다. 또한, 상기 발광소자(20)에서 발생되는 자외선을 흡수하는 자외선 흡수제를 함유할 수도 있다.
상기 파장변환부(30)는 상기 관통홀(11) 내에 채워져 경화되는 방식으로 형성될 수 있다. 상기 파장변환부(30)는 상기 발광소자(20)에서 발생되는 빛을 최소한의 손실로 통과시킬 수 있는 높은 투명도의 수지로 선택되는 것이 바람직하며, 예를 들어 탄성 수지를 사용할 수 있다. 탄성 수지는 실리콘 등의 젤 형태의 수지로 황변(yellowing)과 같은 단파장의 빛에 의한 변화가 매우 적고, 굴절률 또한 높기 때문에 우수한 광학적 특성을 갖는다. 또한, 에폭시와는 달리 경화 작업 이후에도 젤이나 탄성체(elastomer) 상태를 유지하기 때문에 열에 의한 스트레스, 진동 및 외부 충격 등으로부터 발광소자를 보다 안정적으로 보호할 수 있다. 또한, 파장변환부(30)는 액체 상태로 관통홀(11) 내에 채워진 다음 경화되므로, 경화 과정에서의 내부의 기포가 외기에 노출되어 원활히 밖으로 빠져나가는 장점이 있다.
상기 파장변환부(30)는 상면과 하면이 상기 관통홀(11)을 통해 상기 본체부(10)의 상면과 하면으로부터 각각 외부로 노출된다. 그리고, 상기 파장변환부(30)의 하면은 상기 본체부(10)의 하면과 동일 평면상에 위치한다. 따라서, 상기 본체부(10)의 하면과 상기 파장변환부(30)의 하면 그리고 상기 발광소자(20)의 하면은 모두 동일 평면상(coplanar)에 위치하게 된다.
이러한 구조를 통해 발광소자 패키지(1)는 도 6에서와 같이 조명 장치(미도시)와 같은 제품의 기판(B) 상에 안정적으로 장착되어 광원으로 사용될 수 있다.
도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시형태에 따른 발광소자 패키지에 대해 설명한다.
도 5에서 도시하는 실시형태에 따른 발광소자 패키지를 구성하는 구성은 상기 도 1 내지 도 4에 도시된 실시형태와 기본적인 구조는 실질적으로 동일하다. 다만, 본체부의 관통홀 구조가 상기 도 1 내지 도 4에 도시된 실시형태와 다르기 때문에 이하에서는 앞서 설명한 실시형태와 중복되는 부분에 관한 설명은 생략하고 관통홀에 관한 구성을 위주로 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5a에서 도시하는 바와 같이, 상기 관통홀(11')은 표면에 돌기부(13)를 더 구비할 수 있다. 또한 상기 관통홀(11')은 도 5b에서와 같이 표면에 요철부(14)를 더 구비할 수 있다. 또한, 도 5c에서와 같이 표면에 돌기부(13)와 요철부(14)를 더 구비할 수 있다.
상기 돌기부(13)와 요철부(14)는 각각 상기 관통홀(11')의 내측면을 따라서 복수개가 다양한 크기로 돌출 형성되거나 다양한 깊이로 함몰 형성될 수 있다. 그리고, 상기 돌기부(13)와 요철부(14)의 형상은 일정하게 형성되거나 서로 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
이러한 돌기부(13)와 요철부(14)는 상기 발광소자(20)에서 발생하는 빛을 보다 다양한 각도로 반사시켜 배광분포를 다양하게 컨트롤 할 수 있도록 한다. 아울러, 상기 파장변환부(30)와의 결합력을 증가시킬 수 있어 상기 관통홀(11') 내에 형성되는 상기 파장변환부(30)가 상기 관통홀(11')과의 계면에서 용이하게 분리되지 않도록 할 수 있다. 이러한 구조를 통해 본체부(10)와 파장변환부(30) 간의 결합의 신뢰성을 확보하는 것이 가능하다.
도 7 내지 도 15를 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지의 제조방법에 대해 설명한다. 도 7 내지 도 15는 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지의 제조방법을 각 단계별로 개략적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 도 7에서 도시하는 바와 같이 진공 트레이(100) 상에 상면과 하면을 관통하는 구조의 관통홀(11)이 복수개 형성된 본체부(10)를 마련한다.
상기 진공 트레이(100)는 금속 재질의 플레이트 구조물로 상기 본체부(10)를 지지하며, 복수개의 진공 홀(110)을 구비한다. 상기 관통홀(11)은 복수개가 열 방향 및 행 방향으로 배열되어 매트릭스 구조로 배열될 수 있다.
상기 본체부(10)는 도 8에서와 같이 몰드(200)와 진공 트레이(100) 사이에 몰딩용 수지를 주입하여 상기 관통홀(11)과 상기 진공 홀(110)이 서로 연통하도록 상기 진공 홀(110)이 구비된 위치와 대응하여 상기 관통홀(11)을 형성하는 것으로 상기 진공 트레이(100) 상에 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 진공 트레이(100) 상에 상기 관통홀(11) 형태의 구조를 갖는 몰드(200)를 각 진공 홀(110)의 위치와 대응하여 배치시킨다. 그리고, 상기 몰드(200)와 상기 진공 트레이(100) 사이에 형성되는 성형 공간(S)을 상기 수지가 채우도록 상기 수지를 주입한 후 경화시켜 상기 진공 트레이(100) 상에 상기 본체부(10)를 형성한다.
한편, 상기 본체부(10)는 도 9에서와 같이 별도의 공정을 통해 제조된 상기 본체부(10)를 상기 진공 트레이(100) 상에 부착하되 상기 관통홀(11)과 상기 진공 홀(110)이 서로 연통하도록 상기 진공 홀(110)이 구비된 위치와 대응하여 상기 관통홀(11)을 위치시키는 것으로 상기 진공 트레이(100) 상에 마련될 수 있다.
한편, 상기 관통홀(11)의 표면 상에는 고 반사율의 금속 재질로 이루어지는 반사층(12)이 더 형성될 수 있다. 상기 반사층(12)은 박막 형태로 부착되거나 코팅 또는 증착 등의 방법에 의해 형성될 수 있다.
또한, 상기 관통홀(11)의 표면에는 돌기부(13) 또는 요철부(14) 또는 돌기부(13)와 요철부(14)가 더 형성될 수도 있다. 상기 돌기부(13)와 요철부(14)는 각각 상기 관통홀(11)의 내측면을 따라서 복수개가 다양한 크기로 돌출 형성되거나 다양한 깊이로 함몰 형성될 수 있다.
다음으로, 도 10에서 도시하는 바와 같이 발광소자(20)를 상기 본체부(10)의 각 관통홀(11) 내에 각각 장착한다. 상기 발광소자(20)는 전기 신호를 인가받기 위한 전극 패드(21)를 동일면인 하면에 구비하며, 표면에 파장변환부이 형성되지 않은 베어 칩(bare chip)을 포함한다. 그리고, 상기 전극 패드(21)는, 예를 들어 복수의 P형 전극과 N형 전극일 수 있다.
상기 발광소자(20)는 상기 본체부(10)와 접하지 않는 구조로 상기 전극 패드(21)가 구비된 하면이 상기 진공 트레이(100) 상에 놓이도록 상기 관통홀(11) 내에 배치된다. 이 경우, 상기 발광소자(20)가 놓이는 상기 진공 트레이(100)의 상면에는 상기 전극 패드(21)를 수용하는 리세스(120)가 소정 깊이로 함몰 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 관통홀(11) 내에 배치되어 상기 진공 트레이(100) 상에 놓인 상기 발광소자(20)를 상기 진공 홀(110)을 통해 상기 진공 트레이(100) 상에 고정시킨다. 이를 통해 제조공정 과정에서 상기 발광소자(20)가 상기 관통홀(11) 내에서 움직이지 않고 안정적으로 고정될 수 있도록 한다.
상기 진공 홀(110)은 미도시된 진공 펌프와 연결되어 상기 진공 펌프의 작동에 의해 발생하는 진공 흡인력을 통해 상기 발광소자(20)를 고정시킨다.
상기 진공 홀(110)은 도 10a에서와 같이 각 관통홀(11)과 단일로 연결되거나, 도 10b에서와 같이 복수개가 연결될 수 있다. 이 경우 상기 진공 홀(110)은 발광소자(20)의 각 전극 패드(21)와 대응하는 위치에 구비될 수 있다.
상기 발광소자(20)는 각 관통홀(11) 내에 단일로 배치되거나, 복수개가 배치될 수 있다.
다음으로, 도 11에서 도시하는 바와 같이 상기 발광소자(20)를 덮도록 형광물질이 함유된 수지(30')를 각 관통홀(11) 내에 충진하여 파장변환부(30)를 형성한다.
구체적으로, 미도시된 디스펜서 등을 통해 형광물질이 함유된 수지(30')를 상기 본체부(10)의 상면에 일정량 주입한다. 상기 수지(30')는 상기 본체부(10)에 형성된 복수의 관통홀(11)을 전체적으로 채울 수 있는 정도록 충분히 주입되는 것이 바람직하다.
그리고, 수지(30')가 주입된 상태에서 스퀴지(squeegee)(300) 등을 사용하여 상기 본체부(10)의 일단에서 반대측 끝단까지 밀어줌으로써 상기 본체부(10)의 상면에 주입된 상기 수지(30')가 프린팅 되는 방식으로 각 관통홀(11) 내에 채워지도록 한다. 상기 수지(30')는 상기 전극 패드(21)가 구비된 상기 발광소자(20)의 하면을 제외한 면인 측면과 상면을 덮는 구조로 상기 관통홀(11) 내에 채워진다.
아울러, 도 12에서 도시하는 바와 같이 각 관통홀(11)에서 상기 본체부(10)의 상면 위로 돌출된 잉여의 수지를 스퀴지(300) 등을 통해 제거하여 각 관통홀(11) 내에 충진된 상기 수지(30')가 상기 본체부(10)의 상면과 평행을 이루도록 평탄화할 수 있다.
다음으로, 상기 수지(30')를 경화시켜 파장변환부(30)를 형성한다. 따라서, 각 관통홀(11) 내에 형성된 상기 파장변환부(30)는 높이와 농도 등이 서로 균일한 구조를 가질 수 있다.
이와 같이 프린팅 공법을 통해 형광물질이 함유된 수지를 한번의 공정으로 일괄적으로 복수의 관통홀 내에 충진시킬 수 있어 공정시간이 단축되는 장점을 갖는다. 또한, 전체적으로 동일한 특성을 갖는 파장변환부를 일괄하여 형성할 수 있어 수유을 높이는 것이 가능하다.
상기 파장변환부(30)는 상기 발광소자(20)에서 방사되는 빛의 파장을 변환시켜 원하는 색상의 파장으로 변환시킨다. 예를 들어 적색광 또는 청색광과 같은 단색광을 백색광으로 변환시킨다. 이를 위해 상기 파장변환부(30)를 형성하는 수지(30')에는 적어도 한 종류 이상의 형광물질이 함유될 수 있다. 또한, 상기 발광소자(20)에서 발생되는 자외선을 흡수하는 자외선 흡수제를 함유할 수도 있다.
상기 파장변환부(30)는 상기 관통홀(11) 내에 채워져 경화되는 방식으로 형성될 수 있다. 상기 파장변환부(30)는 상기 발광소자(20)에서 발생되는 빛을 최소한의 손실로 통과시킬 수 있는 높은 투명도의 수지로 선택되는 것이 바람직하며, 예를 들어 탄성 수지를 사용할 수 있다. 탄성 수지는 실리콘 등의 젤 형태의 수지로 황변(yellowing)과 같은 단파장의 빛에 의한 변화가 매우 적고, 굴절률 또한 높기 때문에 우수한 광학적 특성을 갖는다. 또한, 에폭시와는 달리 경화 작업 이후에도 젤이나 탄성체(elastomer) 상태를 유지하기 때문에, 열에 의한 스트레스, 진동 및 외부 충격 등으로부터 발광소자를 보다 안정적으로 보호할 수 있다. 또한, 파장변환부(30)는 액체 상태로 관통홀(11) 내에 채워진 다음 경화되므로, 경화 과정에서의 내부의 기포가 외기에 노출되어 원활히 밖으로 빠져나가는 장점이 있다.
한편, 도 13에서 도시하는 바와 같이 각 관통홀(11) 내에 상기 파장변환부(30)를 각각 형성한 다음 상기 경화된 파장변환부(30)의 상면을 연마장치(400) 등을 사용하여 폴리싱하는 공정을 추가로 수행할 수 있다. 이를 통해 상기 본체부(10)의 상면에 일부 잔존하는 경화된 수지가 완전히 제거될 수 있도록 한다.
다음으로, 도 14에서 도시하는 바와 같이 상기 파장변환부(30)에 의해 상기 발광소자(20)가 상기 관통홀(11) 내에 고정된 상태의 상기 본체부(10)를 상기 진공 트레이(100) 상에서 분리한다.
상기 진공 트레이(100)의 상면과 접하던 상기 본체부(10)의 하면과 상기 파장변환부(30)의 하면은 상기 진공 트레이(100)와의 분리를 통해 외부로 노출되며, 상기 파장변환부(30)에 의해 상기 관통홀(11) 내에 고정된 상기 발광소자(20)의 하면 또한 외부로 노출된다. 이때, 상기 본체부(10)의 하면과 상기 파장변환부(30)의 하면 그리고 상기 발광소자(20)의 하면은 모두 동일 평면상에 위치하게 된다.
다음으로, 도 15에서 도시하는 바와 같이 커팅 라인(L)을 따라서 다이싱 하여 개별 패키지로 분리시켜 복수개의 발광소자 패키지(1)를 대량으로 제조한다.
이와 같이 대량으로 제조된 복수의 발광소자 패키지(1)는 파장변환부(30)의 두께(혹은 높이)가 전체적으로 균일하도록 형성될 수 있어 동일한 광 특성을 갖는 발광소자 패키지를 대량으로 제조하는 것이 가능하다. 따라서, 불량률 발생이 최소화될 수 있어 생산 수율이 향상되는 효과를 갖는다.
1... 발광소자 패키지 10... 본체부
11... 관통홀 12... 반사층
13... 돌기부 14... 요철부
20... 발광소자 21... 전극 패드
30... 파장변환부 100... 진공 트레이
110... 진공 홀 120... 리세스
200... 몰드 300... 스퀴지

Claims (17)

  1. 두께 방향으로 형성된 관통홀을 구비하는 본체부;
    상기 관통홀 내에 배치되는 적어도 하나의 발광소자; 및
    상기 관통홀 내에 충진되어 상기 발광소자를 지지하는 파장변환부;
    를 포함하고,
    상기 관통홀은 표면에 돌기부 또는 요철부 또는 돌기부와 요철부를 구비하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자는 하면이 상기 본체부의 하면으로부터 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발광소자는 하면이 상기 본체부의 하면과 동일 평면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발광소자는 하면에 전극 패드를 구비하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 관통홀은 표면에 반사층을 구비하여 상기 발광소자의 둘레를 에워싸는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 파장변환부는 투광성 수지에 적어도 한 종류의 형광물질을 포함하며, 상기 본체부의 하면과 동일 평면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 파장변환부는 상면과 하면이 상기 본체부의 상면과 하면으로부터 각각 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  9. 진공 홀이 구비된 진공 트레이 상에 두께 방향으로 형성된 관통홀이 복수개 구비된 본체부를 마련하는 단계;
    발광소자를 상기 각 관통홀 내에 각각 장착하는 단계;
    상기 발광소자를 덮도록 형광물질이 함유된 수지를 각 관통홀 내에 충진하여 파장변환부를 형성하는 단계; 및
    상기 파장변환부에 의해 상기 발광소자가 상기 관통홀 내에 고정된 상태의 상기 본체부를 상기 진공 트레이 상에서 분리하는 단계;
    를 포함하는 발광소자 패키지의 제조방법.
  10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제9항에 있어서,
    상기 본체부를 마련하는 단계는, 상기 관통홀과 상기 진공 홀이 서로 연통하도록 상기 진공 홀이 구비된 위치와 대응하여 상기 관통홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지의 제조방법.
  11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제9항에 있어서,
    상기 본체부를 마련하는 단계는, 상기 관통홀과 상기 진공 홀이 서로 연통하도록 상기 진공 홀이 구비된 위치와 대응하여 상기 관통홀을 위치시키는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지의 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 발광소자를 장착하는 단계는,
    상기 관통홀 내에 배치되어 상기 진공 트레이 상에 놓인 상기 발광소자를 상기 진공 홀을 통해 상기 진공 트레이 상에 고정시키는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지의 제조방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 발광소자는 상기 진공 트레이와 접하는 하면에 전극 패드를 구비하며, 상기 파장변환부를 형성하는 단계는 상기 전극 패드가 구비된 상기 발광소자의 하면을 제외한 면을 덮는 구조로 상기 수지가 상기 관통홀 내에 채워지는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지의 제조방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 파장변환부를 형성하는 단계는,
    상기 관통홀 내에 충진된 상기 수지가 상기 본체부의 상면과 평행을 이루도록 평탄화하는 단계; 및
    상기 수지를 경화시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지의 제조방법.
  15. 청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제14항에 있어서,
    상기 평탄화하는 단계는 상기 관통홀에서 상기 본체부의 상면 위로 돌출된 잉여의 수지를 스퀴지 등을 통해 제거하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지의 제조방법.
  16. 청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제14항에 있어서,
    상기 경화된 파장변환부의 상면을 폴리싱하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지의 제조방법.
  17. 청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제9항에 있어서,
    커팅 라인을 따라서 다이싱 하여 개별 패키지로 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지의 제조방법.
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