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KR102011101B1 - 발광 소자 패키지 - Google Patents

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KR102011101B1
KR102011101B1 KR1020120153707A KR20120153707A KR102011101B1 KR 102011101 B1 KR102011101 B1 KR 102011101B1 KR 1020120153707 A KR1020120153707 A KR 1020120153707A KR 20120153707 A KR20120153707 A KR 20120153707A KR 102011101 B1 KR102011101 B1 KR 102011101B1
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Abstract

본 발명은 발광 소자 패키지에 관한 것으로서, 본 발명의 발광 소자 패키지는, 기판; 상기 기판의 일면에 설치되는 발광 소자; 및 상기 기판의 일면에 형성되는 형성층을 포함하고, 상기 형성층은 상기 기판의 모서리 부분에 형성된 경사면, 및 상기 기판의 귀퉁이 상방에 형성된 귀퉁이 경사면을 포함할 수 있어서, 형성층이 기판으로부터 박리되는 현상을 방지할 수 있는 효과를 갖는 것이다.

Description

발광 소자 패키지{Light emitting device package}
본 발명은 발광 소자 패키지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판 위에 형성된 형성층이 기판으로부터 박리되는 현상을 방지할 수 있게 하는 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 화합물 반도체(compound semiconductor)의 PN 형성을 통해 발광원을 구성함으로써, 다양한 색의 광을 구현할 수 있는 일종의 반도체 소자를 말한다. 이러한 발광 소자는 수명이 길고, 소형화 및 경량화가 가능하며, 광의 지향성이 강하여 저전압 구동이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 이러한 LED는 충격 및 진동에 강하고, 예열시간과 복잡한 구동이 불필요하며, 다양한 형태로 패키징할 수 있어, 여러가지 용도로 적용이 가능하다.
본 발명의 사상은, 열변형 현상이 집중되는 형성층의 모서리부분을 제거하여 기판으로부터 형성층이 박리되는 현상을 방지할 수 있게 하는 발광 소자 패키지를 제공함에 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 발광 소자 패키지는, 기판; 상기 기판의 일면에 설치되는 발광 소자; 및 상기 기판의 일면에 형성되는 형성층을 포함하고, 상기 형성층은, 상기 기판의 모서리 부분에 형성된 경사면, 및 상기 기판의 귀퉁이 상방에 형성된 귀퉁이 경사면을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 경사면은, 상기 기판의 측면을 기준으로 제 1 각도로 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 제 1 각도는, 25도 내지 70도일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 기판은, 상면, 하면, 제 1 측면, 제 2 측면, 제 3 측면, 제 4 측면으로 이루어지는 육면체이고, 상기 형성층은, 상기 기판의 상면에 형성되며, 상기 경사면은, 상기 제 1 측면을 따라 길게 형성되는 제 1 경사면; 및 상기 제 2 측면을 따라 길게 형성되는 제 2 경사면;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 제 1 경사면은, 상기 기판의 제 1 측면을 기준으로 제 2 각도로 경사지게 형성되고, 상기 제 2 경사면은, 상기 기판의 제 2 측면을 기준으로 제 3 각도로 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 기판은, 상면, 하면, 제 1 측면, 제 2 측면, 제 3 측면, 제 4 측면으로 이루어지는 육면체이고, 상기 형성층은, 상기 기판의 상면에 형성되며, 상기 귀퉁이 경사면은, 상기 기판의 4개의 귀퉁이 상방에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 기판은, 상면, 하면, 제 1 측면, 제 2 측면, 제 3 측면, 제 4 측면으로 이루어지는 육면체이고, 상기 형성층은, 상기 기판의 상면에 형성되며, 상기 경사면은, 상기 제 1 측면을 따라 길게 형성되는 제 1 경사면; 상기 제 2 측면을 따라 길게 형성되는 제 2 경사면; 및 상기 기판의 모서리 부분의 상방에 부분적으로 형성되는 모서리 경사면;을 포함할 수 있다.
삭제
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 경사면은, 그 단면이 아래로 오목하게 굴곡진 오목 경사면일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 경사면은, 그 단면이 위로 볼록하게 굴곡진 볼록 경사면일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 형성층의 경사면과 연장되는 연장 경사면이 상기 기판에 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 형성층은, 상기 경사면과 연결되고, 상기 기판의 측면과 연장되는 형성층 측면이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 발광 소자는, 상기 기판에 형성된 패드와 전기적으로 연결되는 범프를 갖는 플립칩 형태의 발광 소자일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 발광 소자는, 상기 기판에 형성된 패드와 전기적으로 연결되는 와이어를 갖는 발광 소자일 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 형성층은, 적어도 반사 물질이 포함된 합성 수지 재질의 반사층, 투명 봉지층, 투명 렌즈층 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 발광 소자 패키지는, 기판; 상기 기판의 상면에 설치되는 발광 소자; 및 상기 발광 소자의 측면 및 기판의 상면에 형성되고, 모서리부분에 경사면이 형성되는 반사층;을 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따른 발광 소자 패키지는, 기판으로부터 형성층이 박리되는 현상을 방지하여 고온의 사용 환경에서도 열적 충격에 강하고, 기타 외부의 물리적인 충격으로부터 강하여 내구성과 신뢰성을 향상시키며, 블레이드나 레이저 등을 이용하여 다수개의 발광 소자 패키지들을 일괄적으로 생산할 수 있어서 생산성이 우수한 고품질의 제품을 생산할 수 있는 효과를 갖는 것이다.
도 1은 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 개념적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 사시도이다.
도 3은 도 1의 경사면을 확대하여 나타내는 확대도이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 발광 소자 패키지를 제작하는 방법의 일부 실시예를 단계적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 1의 발광 소자 패키지를 제작하는 방법의 다른 일부 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 개념적으로 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 개념적으로 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 개념적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 개념적으로 나타내는 확대 단면도이다.
도 11은 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 개념적으로 나타내는 확대 단면도이다.
도 12는 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 개념적으로 나타내는 확대 단면도이다.
도 13은 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 개념적으로 나타내는 확대 단면도이다.
도 14는 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 15는 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 16은 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 17은 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 18은 도 17의 사시도이다.
도 19는 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지에 대한 시뮬레이션 수치 해석을 위한 단면도이다.
도 20은 도 19의 조건에서 형성층의 높이에 따른 박리 현상을 시뮬레이션 수치 해석하여 나타내는 그래프이다.
도 21은 도 19의 조건에서 경사면의 각도에 따른 박리 현상을 시뮬레이션 수치 해석하여 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판 등과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(100)를 개념적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 사시도이고, 도 3은 도 1의 경사면(30a)을 확대하여 나타내는 확대도이다.
먼저, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(100)는, 크게 기판(10)과, 발광 소자(20) 및 형성층(30)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 기판(10)은, 상기 발광 소자(20)가 안착되는 것으로서, 상기 발광 소자(20)를 지지할 수 있도록 적당한 기계적 강도와 절연성을 갖는 재료로 재작될 수 있다.
예를 들어서, 상기 기판(10)은, 열전도율을 고려하여 세라믹(ceramic) 기판이 적용될 수 있다. 또한, 상기 기판(10)은, 상기 발광 소자(20)를 외부 전원과 연결시키도록 각종 배선층이 형성되고, 에폭시계 수지 시트를 다층 형성시킨 인쇄 회로 기판(PCB: Printed Circuit Board)일 수 있다. 또한, 상기 기판(10)은, 레진, 글래스 에폭시 등의 합성 수지 기판이나, 절연 처리된 알루미늄, 구리, 아연, 주석, 납, 금, 은 등의 금속 기판 등이 적용될 수 있고, 플레이트 형태나 리드 프레임 형태로 적용될 수 있다.
또한, 상기 발광 소자(20)는, 상기 기판(10)의 일면에 설치되는 것으로서, 반도체로 이루어진다. 예를 들어서, 질화물 반도체로 이루어지는 청색 발광의 LED, 자외 발광의 LED 등이 적용될 수 있다. 질화물 반도체는, 일반식이 AlxGayInzN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1, X+Y+Z=1)으로 나타내진다.
또한, 상기 발광 소자(20)는, 예를 들면, MOCVD법 등의 기상성장법에 의해, 기판 상에 InN, AlN, InGaN, AlGaN, InGaAlN 등의 질화물 반도체를 에피택셜 성장시켜 구성할 수 있다. 또한, 발광 소자(20)는, 질화물 반도체 이외에도 ZnO, ZnS, ZnSe, SiC, GaP, GaAlAs, AlInGaP 등의 반도체를 이용해서 형성할 수 있다. 이들 반도체는, n형 반도체층, 발광층, p형 반도체층의 순으로 형성한 적층체를 이용할 수 있다. 상기 발광층(활성층)은, 다중 양자웰 구조나 단일 양자웰 구조를 한 적층 반도체 또는 더블 헤테로 구조의 적층 반도체를 이용할 수 있다. 또한, 상기 발광 소자(20)는, 임의의 파장의 것을 선택할 수 있다.
한편, 상기 형성층(30)은, 상기 기판(10)의 일면에 형성되는 것으로서, 모서리부분에 경사면(30a)이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 형성층(30)은, 도 16의 반사층(31)이나 도 17 및 도 18의 투명 렌즈층(32)나, 기타 투명 밀봉층 등이 적용될 수 있다. 이러한 상기 반사층(31)은, 상기 발광 소자(20)로부터의 광을 반사 가능한 재료에 의해 형성될 수 있다. 이러한 상기 반사층(31)을 형성하기 위한 재료로서는, 열경화성 수지, 열가소성 수지 등의 수지를 들 수 있다. 구체적으로는, 에폭시 수지 조성물, 실리콘 수지 조성물, 실리콘 변성 에폭시 수지 등의 변성 에폭시 수지 조성물, 에폭시 변성 실리콘 수지 등의 변성 실리콘 수지 조성물, 폴리이미드 수지 조성물, 변성 폴리이미드 수지 조성물, 폴리프탈아미드(PPA), 폴리카보네이트 수지, 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 액정 폴리머(LCP), ABS 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, PBT 수지 등의 수지 등이 있다. 또한, 이들 수지 중에, 산화 티타늄, 이산화 규소, 이산화 티탄, 이산화 지르코늄, 티타늄 산 칼륨, 알루미나, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 멀라이트 등의 광 반사성 반사 물질을 함유시킬 수 있다. 또한, 상기 반사층(31)에는, 더욱 반사율을 올리기 위해 반사막을 배치할 수 있다. 예를 들면, 반사막으로서, 금, 은, 백금, 니켈, 티타늄, 알루미늄 등의 금속 또는 이들 금속의 산화물, 질화물 등의 무기 화합물에 의한 단층막 또는 적층막 등을 들 수 있다.
또한, 상기 투명 봉지층 겸 투명 렌즈층(32)은, 상기 발광 소자(20)로부터의 광을 외부에 투과 가능한 재료에 의해 형성될 수 있다. 상기 투명 봉지층 겸 투명 렌즈층(32)은, 상기 발광 소자(20)로부터의 광의 투과율이 70％ 정도 이상일 수 있고, 90％ 정도 이상인 것도 가능하다. 상기 투명 봉지층 겸 투명 렌즈층(32)을 형성하는 재료는, 상기 반사층(31)과 동일한 재료일 수도 있고, 다른 재료일 수도 있다. 다른 재료라 함은, 그 종류 및 조성이 전혀 동일하지 않은 것을 의미한다.
이외에도 상기 투명 봉지층은, 투광성 밀봉 수지로서, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 아크릴 수지, 우레아 수지 등의 내구성이 우수한 투명 수지 또는 유리 등이 적용될 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 경사면(30a)은, 상기 기판(10)의 측면을 기준으로 제 1 각도(K1)로 경사지게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 기판(10)으로부터 상기 형성층(30)이 박리되는 현상을 방지할 수 있도록 상기 제 1 각도(K1)는, 25도 내지 70도일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(100)는, 상기 기판(10)이, 상면(10T), 하면(10B), 제 1 측면(101), 제 2 측면(102), 제 3 측면(103), 제 4 측면(104)으로 이루어지는 육면체일 수 있다.
여기서, 상기 형성층(30)은, 상기 기판(10)의 상면(10T)에 형성되며, 상기 경사면(30a)은, 상기 제 1 측면(101)을 따라 길게 형성되는 제 1 경사면(30a-1) 및 상기 제 2 측면(102)을 따라 길게 형성되는 제 2 경사면(30a-2)을 포함할 수 있다. 또한, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 경사면(30a-1) 및 제 2 경사면(30a-2)은, 상기 기판(10)의 제 1 측면(101)과 제 2 측면(102)을 기준으로 각각 상기 제 1 각도(K1)로 경사지게 형성될 수 있다.
도 4 및 도 5는 도 1의 발광 소자 패키지(100)를 제작하는 방법의 일부 실시예를 단계적으로 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 1의 발광 소자 패키지(100)를 제작하는 방법의 다른 일부 실시예를 나타내는 단면도이다.
이러한, 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(100)를 제작하는 다양한 방법을 설명하면, 먼저 도 4에 도시된 바와 같이, 베벨 블레이드(B1)을 이용하여 상기 형성층(30)에 상기 경사면(30a)이 포함되는 V홈(301)을 형성한 다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 수직 블레이드(B2)를 이용하여 상기 V홈(301)에 상기 기판(10)의 측면(102)이 포함되도록 수직홈(302)을 형성할 수 있다. 이러한 상기 베벨 블레이드(B1) 및 수직 블레이드(B2)를 이용하여 상기 형성층(30)에 경사면(30a)을 일괄적으로 형성함으로써 다수개의 발광 소자 패키지(100)를 신속하게 생산할 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 절삭 깊이를 순차적으로 달리 조절할 수 있는 레이저 절삭 장치(L1)를 이용하여 상기 형성층(30)의 경사면(30a)과 상기 기판(10)의 측면(102)을 신속하게 절삭할 수 있다. 이외에도 상기 형성층(30)을 식각액으로 식각하여 상기 경사면(30a)을 형성하는 것도 가능하다.
도 7은 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(200)를 개념적으로 나타내는 사시도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 발광 소자 패키지(200)의 제 1 경사면(30a-1)은, 상기 기판(10)의 제 1 측면(101)을 기준으로 제 2 각도(K2)로 경사지게 형성되고, 제 2 경사면(30a-2)은, 상기 기판(10)의 제 2 측면(102)을 기준으로 제 3 각도(K3)로 경사지게 형성될 수 있다.
예들 들어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 기판(10)의 제 1 측면(101)의 길이가 상대적으로 짧고, 제 2 측면(102)의 길이가 상대적으로 긴 경우, 상기 형성층(30)의 박리 현상이 발생될 확률이 상대적으로 높은 상기 제 1 경사면(30a-1)의 제 2 각도(K2)는 상대적으로 크고, 상기 제 2 경사면(30a-2)의 제 3 각도(K3)는 상대적으로 작거나 0도 일 수 있다.
도 8은 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(300)를 개념적으로 나타내는 사시도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 발광 소자 패키지(300)의 기판(10)은, 상면(10T), 하면(10B), 제 1 측면(101), 제 2 측면(102), 제 3 측면(103), 제 4 측면(104)으로 이루어지는 육면체이고, 상기 형성층(30)은, 상기 기판(10)의 상면(10T)에 형성되며, 상기 경사면(30b)은, 상기 기판(10)의 4개의 귀퉁이 상방에 귀퉁이 경사 각도(K4)로 형성되는 귀퉁이 경사면(30b)일 수 있다.
따라서, 상기 형성층(30)의 박리 현상이 발생될 확률이 상대적으로 높은 상기 기판(10)의 4개의 귀퉁이 상방에 귀퉁이 경사면(30b)을 형성하여 열변형이 집중적으로 발생되는 있는 귀퉁이 모서리 부분을 제거함으로써 상기 형성층(30)의 박리 현상이 시작되는 부분을 보호할 수 있다.
도 9는 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(400)를 개념적으로 나타내는 사시도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 발광 소자 패키지(400)의 기판(10)은, 상면(10T), 하면(10B), 제 1 측면(101), 제 2 측면(102), 제 3 측면(103), 제 4 측면(104)으로 이루어지는 육면체이고, 상기 형성층(30)은, 상기 기판(10)의 상면(10T)에 형성되며, 상기 경사면(30c)은, 상기 제 1 측면(101)을 따라 길게 형성되는 제 1 경사면(30c-1)과, 상기 제 2 측면(102)을 따라 길게 형성되는 제 2 경사면(30c-2) 및 상기 기판(10)의 4개의 귀퉁이 상방에 귀퉁이 경사 각도(K5)로 형성되는 귀퉁이 경사면(30c-3)을 포함할 수 있다.
따라서, 상기 형성층(30)의 박리 현상이 발생될 확률이 상대적으로 높은 상기 기판(10)의 4개의 귀퉁이 상방에 귀퉁이 경사면(30c-3)은 물론이고, 상기 제 1 경사면(30c-1) 및 상기 제 2 경사면(30c-2)을 추가로 형성하여 열변형이 집중적으로 발생되는 있는 귀퉁이 모서리 부분과 측면 모서리부분을 모두 제거함으로써 상기 형성층(30)의 박리 현상이 시작되는 부분을 보호할 수 있다.
도 10은 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(500)를 개념적으로 나타내는 확대 단면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 발광 소자 패키지(500)의 경사면(30d)은, 그 단면이 아래로 오목하게 굴곡진 오목 경사면(30d)일 수 있다.
따라서, 열변형이 발생될 확률이 높은 상기 형성층(30)의 모서리 부분을 상대적으로 보다 많이 제거함으로써 상기 형성층(30)의 박리 현상을 최대한 방지할 수 있다.
도 11은 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(600)를 개념적으로 나타내는 확대 단면도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 상기 발광 소자 패키지(600)의 경사면(30e)은, 그 단면이 위로 볼록하게 굴곡진 볼록 경사면(30e)일 수 있다.
따라서, 열변형이 발생될 확률이 높은 상기 형성층(30)의 모서리 부분을 제거하여 형성층(30)의 박리 현상을 방지하는 동시에, 볼록한 둥근면을 형성하여 외적 충격에 대해서도 기계적으로 강한 내구성을 가질 수 있다.
도 12는 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(700)를 개념적으로 나타내는 확대 단면도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 상기 발광 소자 패키지(700)는, 상기 형성층(30)의 경사면(30f)과 동일한 각도로 경사지게 연장되는 연장 경사면(10f)이 상기 기판(10)에 형성될 수 있다.
따라서, 도 4의 상기 베벨 블레이드(B1)가 상기 형성층(30)을 절삭하면서, 상기 형성층(30)과, 상기 기판(10) 사이의 경계면 부분도 함께 절삭하여 취약할 수 있는 경계면 부분을 보다 매끄럽게 가공함으로써 상기 형성층(30)의 박리 현상을 억제할 수 있다.
도 13은 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(800)를 개념적으로 나타내는 확대 단면도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 상기 발광 소자 패키지(800)의 형성층(30)은, 상기 경사면(30g)의 하방에 상기 경사면(30g)과 연결되고, 상기 기판(10)의 측면(102)과 동일한 각도로 수직 연장되는 형성층 측면(30h)이 형성될 수 있다.
따라서, 도 5의 상기 수직 블레이드(B2)가 상기 형성층(30)과, 상기 기판(10) 사이의 경계면 부분을 절삭하여 취약할 수 있는 경계면 부분을 보다 매끄럽게 가공함으로써 상기 형성층(30)의 박리 현상을 억제할 수 있다.
도 14는 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(900)를 나타내는 단면도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 상기 발광 소자 패키지(900)의 발광 소자(21)는, 상기 기판(10)에 형성된 패드(11)와 전기적으로 연결되는 범프(B)를 갖는 플립칩 형태의 발광 소자(21)일 수 있다.
여기서, 상기 범프(B) 대신 솔더볼 등 다양한 신호 전달 매체가 가능하고, 상기 범프(B)는, 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 솔더(Solder) 등으로 형성될 수 있고, 각종 증착 공정, 스퍼터링 공정, 펄스 도금이나 직류 도금 등의 도금 공정, 솔더링 공정, 접착 공정 등을 포함하는 공정들을 통해서 형성될 수 있다.
도 15는 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(1000)를 나타내는 단면도이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 상기 발광 소자 패키지(1000)는, 상기 발광 소자(22)는, 상기 기판(10)에 형성된 패드(12)와 전기적으로 연결되는 와이어(W)를 갖는 수직형 또는 수평형 발광 소자(22)일 수 있다.
여기서, 상기 와이어(W)는, 반도체 소자 본딩용 와이어로서, 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 파라듐(Pd), 니켈(Ni), 코발트(Co), 크롬(Cr), 티타늄(Ti) 등으로 형성될 수 있고, 와이어 본딩 장치에 의해 형성될 수 있다.
도 16은 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(1100)를 나타내는 단면도이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 상기 발광 소자 패키지(1100)의 상기 형성층(30)은, 반사 물질이 포함된 합성 수지 재질의 반사층(31)일 수 있다.
이러한 상기 반사층(31)은, 상술된 바와 같이, 상기 발광 소자(20)로부터의 광을 반사 가능한 재료에 의해 형성될 수 있다.
또한, 상기 반사층(31)은, 에폭시 수지, 경화제, 유기/무기 충전재 등을 포함하는 각종 합성 수지류 재질 중에, 산화 티타늄, 이산화 규소, 이산화 티탄, 이산화 지르코늄, 티타늄 산 칼륨, 알루미나, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 멀라이트 등의 광 반사성 반사 물질을 함유시키고, 상기 기판(10) 위에 유동 상태로 흘려서 형성시킨 후, 경화시키거나, 몰드(mold: 금형) 내부에서 사출 성형될 수 있는 것이다. 이러한, 상기 반사층(31)는 레진과 같은 폴리머로 형성될 수 있는 것으로 예컨대, EMC(Epoxy Molding Compound)로 형성될 수 있다. 그러나, 상기 반사층(31)이 상기 재질이나 방법에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 반사층(31)은 언더필(underfill) 부재나 몰디드 언더필(molded underfill) 부재가 적용될 수 있는 등 매우 다양한 형태로 형성되는 것이 가능하다.
도 17은 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지(1200)를 나타내는 단면도이고, 도 18은 도 17의 사시도이다.
도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 발광 소자 패키지(1200)의 형성층(30)은, 합성 수지 재질의 투명 봉지층 겸 투명 렌즈층(32)일 수 있다.
이러한, 상기 투명 렌즈층(32)은, 투광성 밀봉 수지로서, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 아크릴 수지, 우레아 수지 등의 내구성이 우수한 투명 수지 또는 유리 등이 적용될 수 있고, 몰드(mold: 금형) 내부에서 사출 성형될 수 있는 것이다. 이러한, 상기 투명 렌즈층(32)은 레진과 같은 폴리머로 형성될 수 있는 것으로 예컨대, EMC(Epoxy Molding Compound)로 형성될 수 있다. 그러나, 상기 투명 렌즈층(32)이 상기 재질이나 방법에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 투명 렌즈층(32)은 언더필(underfill) 부재나 몰디드 언더필(molded underfill) 부재가 적용될 수 있는 등 매우 다양한 형태로 형성되는 것이 가능하다.
도 19는 본 발명 사상의 일부 실시예들에 따른 발광 소자 패키지에 대한 시뮬레이션 수치 해석을 위한 단면도이고, 도 20은 도 19의 조건에서 형성층(30)의 높이(H)에 따른 박리 현상(displacement)을 시뮬레이션 수치 해석하여 나타내는 그래프이고, 도 21은 도 19의 조건에서 경사면(30a)의 각도(A)에 따른 박리 현상(displacement)을 시뮬레이션 수치 해석하여 나타내는 그래프이다.
도 19에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 길이(L)를 도 20에서 "Length(mm)"로 표시하여 X축으로 나타내고, 도 19의 형성층(30)의 높이(H)가 350um일 때, 기존의 경사면이 없는 경우를 도 20에서 "Height 350um"(굵은 실선)으로 표시하고, 이와 비교하여 도 19의 경사 각도(A)가 45도이고, 상기 형성층(30)의 높이(H)가 350um인 본 발명의 경우를 도 20에서 "350um (Angle 45 degree)"(굵은 점선)로 표시하여, Y축의 박리 정도(displacement)를 비교해 보면, 시뮬레이션 수치 해석 결과, 기존 보다 본 발명의 경우, 곡선의 수치, 즉 박리 현상의 정도가 낮아지는 경향을 확인할 수 있다.
이러한 경향은, 도 10에 가는 실선과 가는 점선으로 나타난 바와 같이, 동일한 45도의 경사 각도(A)에서 상기 형성층(30)의 높이(H)가 250um, 150um로 낮아질수록 그 효과는 존재하나 높이가 줄수록 효과도 역시 줄어드는 것을 확인할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 여러 실시예들에 따른 발광 소자 패키지들은 그 경사면(30a)의 경사 각도(A)가 일정한 경우, 박리 현상 방지에 대한 효과는 상기 형성층(30)의 높이가 높을수록 크다는 것을 확인할 수 있다.
한편, 도 19에 도시된 바와 같이, 기판(10)의 길이(L)를 도 21에서 "Length(mm)"로 표시하여 X축으로 나타내고, 도 19의 형성층(30)의 높이(H)가 350um일 때, 기존의 경사면이 없는 경우를 도 21에서 "Height 350um"(굵은 실선)으로 표시하고, 이와 비교하여 도 19의 경사 각도(A)가 25도인 본 발명의 경우를 도 21에서 "25 degree"(굵은 점선)로 표시하고, 경사 각도(A)가 45도인 본 발명의 경우를 도 21에서 "45 degree"(가는 실선)으로 표시하며, 경사 각도(A)가 55도인 본 발명의 경우를 도 21에서 "55 degree"로 표시하여 Y축의 박리 정도(displacement)를 비교해 보면, 시뮬레이션 수치 해석 결과, 기존 보다 본 발명의 경우, 곡선의 수치, 즉 박리 현상의 정도가 낮아지는 경향을 확인할 수 있고, 아울러, 경사 각도(A)가 크면 클수록 박리 현상 방지에 대한 효과가 크다는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 현실적으로 상기 경사 각도(A)가 너무 큰 경우, 상기 경사면(30a)의 면적이 너무 넓어지고, 기계적인 가공의 한계가 있어서 이러한 수치 해석과 가공의 한계를 고려할 때, 상기 경사면(30a)의 각도(A)는 25도 내지 70도일 수 있다.
한편, 본 발명 사상의 발광 소자 패키지(100)는 다수개의 발광 소자 패키지들이 조합되는 발광 모듈이나 이러한 다수개의 발광 모듈들이 조합되는 조명 장치나 발광 디스플레이에도 적용될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상을 해치지 않는 범위 내에서 당업자에 의한 변형이 가능함은 물론이다.
따라서, 본 발명에서 권리를 청구하는 범위는 상세한 설명의 범위 내로 정해지는 것이 아니라 후술되는 청구범위와 이의 기술적 사상에 의해 한정될 것이다.
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200: 발광 소자 패키지
10: 기판 11: 패드
B: 범프 W: 와이어
10T: 상면 10B: 하면
10f: 연장 경사면 101: 제 1 측면
102: 제 2 측면 103: 제 3 측면
104: 제 4 측면 20, 21, 22: 발광 소자
30: 형성층 30a, 30f, 30g: 경사면
30b, 30c: 귀퉁이 경사면 30d: 오목 경사면
30e: 볼록 경사면 30h: 형성층 측면
30a-1, 30c-1: 제 1 경사면 30a-2, 30c-2: 제 2 경사면
K1: 제 1 각도 K2: 제 2 각도
K3: 제 3 각도 K4, K5: 귀퉁이 경사 각도
B1: 베벨 블레이드 B2: 수직 블레이드
301: V홈 302: 수직홈
L1: 레이저 절삭 장치 31: 반사층
32: 투명 렌즈층 L: 길이
H: 높이 A: 각도

Claims (10)

  1. 기판;
    상기 기판의 일면에 설치되는 발광 소자; 및
    상기 기판의 일면에 형성되는 형성층을 포함하고,
    상기 형성층은,
    상기 기판의 모서리 부분에 형성된 경사면, 및
    상기 기판의 귀퉁이 상방에 형성된 귀퉁이 경사면을 포함하는 발광 소자 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사면은, 상기 기판의 측면을 기준으로 제 1 각도로 경사지게 형성되는 것인 발광 소자 패키지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 각도는, 25도 내지 70도인 발광 소자 패키지.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은, 상면, 하면, 제 1 측면, 제 2 측면, 제 3 측면, 제 4 측면으로 이루어지는 육면체이고,
    상기 형성층은, 상기 기판의 상면에 형성되며,
    상기 경사면은,
    상기 제 1 측면을 따라 길게 형성되는 제 1 경사면; 및
    상기 제 2 측면을 따라 길게 형성되는 제 2 경사면;
    을 포함하는 발광 소자 패키지.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 경사면은, 상기 기판의 제 1 측면을 기준으로 제 2 각도로 경사지게 형성되고,
    상기 제 2 경사면은, 상기 기판의 제 2 측면을 기준으로 제 3 각도로 경사지게 형성되는 것인 발광 소자 패키지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은, 상면, 하면, 제 1 측면, 제 2 측면, 제 3 측면, 제 4 측면으로 이루어지는 육면체이고,
    상기 형성층은, 상기 기판의 상면에 형성되며,
    상기 귀퉁이 경사면은,
    상기 기판의 4개의 귀퉁이 상방에 형성되는 것인 발광 소자 패키지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은, 상면, 하면, 제 1 측면, 제 2 측면, 제 3 측면, 제 4 측면으로 이루어지는 육면체이고,
    상기 형성층은, 상기 기판의 상면에 형성되며,
    상기 경사면은,
    상기 제 1 측면을 따라 길게 형성되는 제 1 경사면;
    상기 제 2 측면을 따라 길게 형성되는 제 2 경사면; 및
    상기 기판의 모서리 부분의 상방에 부분적으로 형성되는 모서리 경사면;
    을 포함하는 발광 소자 패키지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사면은, 그 단면이 아래로 오목하게 굴곡진 오목 경사면인 발광 소자 패키지.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사면은, 그 단면이 위로 볼록하게 굴곡진 볼록 경사면인 발광 소자 패키지.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 형성층은, 적어도 반사 물질이 포함된 합성 수지 재질의 반사층, 투명 봉지층, 투명 렌즈층 및 이들의 조합들 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 것인 발광 소자 패키지.
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