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KR102037866B1 - 전자장치 - Google Patents

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KR102037866B1
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electrode
electronic device
pad
electrode pad
substrate
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안성오
김진세
신창호
홍석찬
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 일 측면은, 서로 분리된 제1 전극패드와 제2 전극패드 및 중간패드가 일면에 형성된 기판 및 상기 기판 상에 배치되며 상기 제1 전극패드와 중간패드에 대면하는 접합면을 갖는 제1 전극부와 상기 제2 전극패드에 대면하는 접합면을 갖는 제2 전극부를 구비하는 전자소자를 포함하는 전자장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 신뢰성과 안정성이 개선된 전자장치를 얻을 수 있다.

Description

전자장치 {ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 전자장치에 관한 것이다.
전자소자의 실장에 사용되는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: PCB)은 여러 전자제품 소자들을 일정한 틀에 따라 간편하게 연결시켜 주는 역할을 하며, 디지털 TV를 비롯한 가전제품부터 첨단 통신기기까지 모든 전자제품에 광범위하게 사용되는 부품이다. 한편, 인쇄회로기판에 실장되는 발광소자 패키지 등의 전자소자는 솔더를 매개로 접합시 솔더가 소납되거나 실장 후 전자소자가 평탄하게 접합되지 못하는 등의 문제가 있어 전자장치의 신뢰성 및 안정성을 저해하는 요소로 지적되고 있다.
이에, 당 기술분야에서는 전자소자가 기판에 접합할 시 신뢰성 내지 안정성을 향상시키기 위한 방안이 요구된다.
다만, 본 발명의 목적은 이에만 제한되는 것은 아니며, 명시적으로 언급하지 않더라도 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 이에 포함된다고 할 것이다.
본 발명의 일 측면은, 서로 분리된 제1 전극패드와 제2 전극패드 및 중간패드가 일면에 형성된 기판 및 상기 기판 상에 배치되며 상기 제1 전극패드와 중간패드에 대면하는 접합면을 갖는 제1 전극부와 상기 제2 전극패드에 대면하는 접합면을 갖는 제2 전극부를 구비하는 전자소자를 포함하는 전자장치를 제공한다.
상기 제1 전극패드 및 제2 전극패드 중 적어도 하나는 외주면에 형성된 적어도 하나의 요철을 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 요철은 상기 외주면 중 상기 전자소자의 외측면에 인접한 영역에 형성될 수 있다.
한편, 상기 중간패드는 상기 제1 전극패드와 제2 전극패드 사이에 위치할 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극패드는 상기 전자소자가 배치된 기판을 상부에서 바라볼 때 상기 제1 및 제2 전극부에 의해 복개되지 않고 노출된 영역을 가질 수 있다.
상기 제1 전극패드 및 제2 전극패드 중 적어도 하나는 각각 상기 제1 및 제2 전극부의 접합면에 대응하는 형상을 적어도 일부 포함할 수 있다.
상기 제1 전극부의 접합면은 상기 제2 전극부의 접합면보다 더 클 수 있다.
이 경우, 상기 제1 전극패드와 중간패드가 각각 점유하는 면적의 합은 상기 제2 전극패드가 점유하는 면적보다 클 수 있다.
상기 제1 전극패드와 상기 중간패드를 연결하는 렛지(ledge)부를 적어도 하나 포함할 수 있다.
상기 제1 전극패드의 외주면 중 상기 중간패드와 마주보는 측면은 직선 형상일 수 있다.
제1 및 제2 전극패드 중 적어도 하나는 일 측면으로부터 중앙으로 함몰된 형상을 가질 수 있다.
상기 전자소자는 발광소자 패키지일 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 서로 분리된 제1 전극패드와 제2 전극패드가 일면에 형성된 기판과, 상기 기판 상에 배치되며 상기 제1 및 제2 전극패드와 각각 대면하는 접합면을 갖는 제1 및 제2 전극부를 구비하는 전자소자를 포함하고, 상기 제1 및 제2 전극패드 중 적어도 하나는 외주면에 형성된 적어도 하나의 요철을 포함하는 전자소자를 제공할 수 있다.
상기 요철은 상기 외주면 중 상기 전자소자의 외측면에 인접한 영역에 형성될 수 있다.
상기 제1 전극패드는 서로 분리된 제1 및 제2 영역으로 이격될 수 있다.
덧붙여, 상기한 과제의 해결 수단은 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 전자소자가 솔더 등을 매개로 기판에 접합됨에 있어서 필렛 형성이 우수하며, 신뢰성 및 안정성이 향상된 전자장치를 얻을 수 있다.
다만, 본 발명의 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자장치를 나타낸 도면이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자소자의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자장치의 제조단계를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7(a) 및 도 7(b)는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 전자장치에 채용될 수 있는 기판을 나타낸 도면이다.
도 8(a) 및 도 8(b)는 본 실시형태의 또 다른 특징을 설명하기 위한 도면이다.
도 9(a) 내지 도 9(c)는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 전자장치에서 채용될 수 있는 기판을 나타낸 도면이다.
도 10(a) 내지 도 10(d)는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 전자장치를 나타낸 도면이다.
도 11(a) 및 도 11(b)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자장치의 측면을 비교예와 대비하여 나타낸 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시형태에 따른 전자장치는 서로 분리된 제1 전극패드(10)와 제2 전극패드(30) 및 중간패드(20)가 형성된 상면을 갖는 기판(100)과, 상기 기판(100) 상에 배치되며 제1 전극부(210)와 제2 전극부(220)를 구비하는 전자소자(200)를 포함한다. 여기서, 상기 제1 전극부(210)는 상기 제1 전극패드(10)와 중간패드(20)에 대면하는 접합면을 가지며, 상기 제2 전극부(220)는 상기 제2 전극패드(30)에 대면하는 접합면을 갖는다.
상기 기판(100)은 전자소자(200)가 실장되기 위한 회로기판을 구성하는 베이스 영역에 해당하며, 이른바 인쇄회로기판 (Print Circuit Board: PCB)일 수 있다. 상기 기판(100)은 예를 들어, FR-4, CEM-3 등의 재질로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 기판(100)은 글라스나 에폭시 재질 또는 세라믹 재질 등으로도 이루어질 수 있다. 한편, 상기 기판(100)은 제1 및 제2 전극패드(10, 30)와 접촉되는 점에서 전기절연성 물질을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 기판(100)의 상면에는 서로 분리된 제1 전극패드(10)와 중간패드(20) 및 제2 전극패드(30)가 구비될 수 있다. 상기 패드들(10, 20, 30)은 상기 기판(100) 상에 배치되는 전자소자(200)에 전원을 인가하기 위해 제공되는 것으로, 도전성 박막 형태로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 동박으로 이루어질 수 있다.
도 1에 도시된 점선과 같이, 상기 제1 전극패드(10)와 중간패드(20) 상에는 상기 전자소자(200)의 제1 전극부(210)가 배치될 수 있으며, 상기 제2 전극패드(30) 상에는 상기 전자소자(200)의 제2 전극부(220)가 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 전극패드(10, 30)는 상기 전자소자(200)가 배치된 기판(100)을 상부에서 바라볼 때 상기 제1 및 제2 전극부(220)에 의해 복개되지 않고 노출된 영역을 갖도록 형성될 수 있으며, 이 경우 후술할 바와 같이, 보다 원활하게 필렛이 형성될 수 있다.
상기 전자소자(200)는 상기 기판(100) 상에 형성된 제1 및 제2 전극패드(10, 30)로부터 외부전원을 인가받는 제1 전극부(210) 및 제2 전극부(220)를 구비한다. 여기서, 상기 제1 및 제2 전극부(210, 220)가 패드를 향하는 면을 접합면으로 정의할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 전극부(210)의 접합면은 상기 제1 전극패드(10) 및 중간패드(20)와 대면하고, 상기 제2 전극부(220)의 접합면은 상기 제2 전극패드(30)와 대면하는 것으로 이해될 수 있다.
계속해서 도 1을 참조하면, 상기 제1 및 제2 전극패드(10, 30)는 상기 제1 및 제2 전극부(210, 220)의 접합면에 대응하는 형상을 적어도 일부 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 전극부(210)의 접합면은 직사각형 형상을 가지며, 이에 대면하는 제1 전극패드(10)는 상기 제1 전극부(210)의 접합면과 대응되는 외주면으로서 직사각형 형상을 적어도 일부 포함한다. 마찬가지로, 상기 제2 전극부(220)의 접합면은 "ㄷ"자 형상을 일부 포함하며, 이에 대응하여 상기 제2 전극패드(30)는 일 측면으로부터 중앙으로 함몰된 형상을 구비하도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 전극패드(10)의 외주면 중 상기 중간패드(20)와 마주보는 측면은 직선형상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 기판(100) 상면에는 제1 전극패드(10)와 중간패드(20) 및 제2 전극패드(30)가 형성된 영역 이외의 영역 상에 보호부(105)가 형성될 수 있다. 상기 보호부(105)는 전기절연성 물질로 이루어져 상기 전자소자(200)의 패시베이션으로 기능할 수 있다. 나아가, 상기 전자소자(200)로서 발광소자 패키지 등의 발광장치를 채용하는 경우 상기 보호부(105)는 고반사성을 갖는 물질로 이루어져 빛을 반사시키는 기능을 할 수 있다. 이러한 보호 및 반사기능에 적합한 물질의 예로서 PSR (Photo Solder Resist)을 들 수 있다.
본 실시형태에 따르면, 전자소자(200)가 상기 기판(100)에 솔더를 매개로 접합됨에 있어 보다 원활하게 필렛이 형성될 수 있으며, 전자장치의 신뢰성 및 안정성이 증대될 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 3 내지 도 6와 관련된 설명에서 후술하기로 하고, 우선 본 실시형태에서 적용될 수 있는 전자소자(200)의 예를 설명하기로 한다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자소자(200)의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2(a)를 참조하면, 본 실시형태에 따른 전자소자(200)는 발광소자(203)와 상기 발광소자(203)가 수용되는 캐비티가 형성된 패키지 본체(201) 및 상기 캐비티에 충진된 봉지부(205)를 포함하는 발광소자 패키지일 수 있다.
상기 발광소자(203)는 전기신호 인가시 빛을 방출하는 광전 소자라면 어느 것이나 이용 가능하며, 대표적으로, 성장기판 상에 반도체층을 에피택셜 성장시킨 반도체 발광소자를 이용할 수 있다. 이에 한정하는 것은 아니나, 예를 들면 상기 발광소자는 n형 반도체층 및 p형 반도체층과 이들 사이에 배치된 활성층을 포함할 수 있다. 또한, 여기서 상기 활성층은 단일 또는 다중 양자우물구조로 이루어진 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, x+y≤1)을 포함하는 질화물 반도체로 구성될 수 있다.
상기 패키지 본체(201)는 상기 발광소자(203)를 수용하는 캐비티와 제1 및 제2 전극부(210, 220)를 포함할 수 있다. 상기 패키지 본체(201)는 불투명 또는 반사율이 큰 수지로 성형될 수 있으며, 사출공정이 용이한 폴리머 수지를 이용하여 제공될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니므로, 기타 다양한 비전도성 재질로 형성될 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 제1 및 제2 전극부(210, 220)는 외부로부터 전원을 인가받기 위하여 외부의 전극패드와 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 및 제2 전극부(210, 220)에서 전극패드를 향하도록 배치되는 면, 보다 구체적으로, 전극패드와 접하는 면을 각각 제1 및 제2 전극부(210, 220)의 접합면(210s, 220s)으로 정의할 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극부(210, 220)는 도전성 와이어(W)를 이용하여 상기 발광소자(203)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 발광소자(203)는 상기 제1 전극부(210) 상에 탑재될 수 있다. 이 경우, 방열측면을 고려하여 열원에 해당하는 발광소자(203)가 배치된 제1 전극부(210)를 더 크게 형성할 수 있다. 즉, 상기 제1 전극부(210)는 제2 전극부(220) 보다 점유하는 면적이 더 클 수 있으며, 이에 대응하여 상기 제1 전극부의 접합면(210s)은 제2 전극부의 접합면(220s)보다 클 수 있다.
이때, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 전극부(210)의 접합면과 대면하는 제1 전극패드(10)의 면적(S1)과 중간패드(20)의 면적(S2)의 합은 상기 제2 전극부(220)의 접합면과 대면하는 제2 전극패드(30)의 면적(S3)보다 크도록 형성될 수 있을 것이다.
상기 캐비티에 충진된 봉지부(205)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 투광성 수지로 이루어질 수 있으며, 상기 발광소자(203)에서 방출된 광에 의해 여기되어 상기 다른 파장의 광을 방출하는 파장변환물질을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 파장변환물질은 형광체 및 양자점 중 적어도 하나일 수 있다.
한편, 도 2(b)는 도 2(a)와는 다른 형태의 전자소자(200)를 예시적으로 도시한다. 구체적으로, 도 2(b)를 참조하면, 본 실시형태에 따른 전자소자(200)는 발광소자(203)와, 제1 및 제2 전극부(220)가 형성된 패키지 기판(100) 및 상기 발광소자(203)를 덮도록 형성된 봉지부(205)를 포함하는 발광소자(203) 패키지일 수 있다.
본 실시형태에 따르면, 상기 제1 및 제2 전극부(210, 220)는 상기 패키지 본체(201)의 상면에 형성되는 제1 및 제2 표면전극(210a, 220a)과, 상기 패키지 본체(201)의 하면에 형성되어 외부로부터 전원을 인가받는 제1 및 제2 후면전극(210b, 220b)과, 상기 표면전극과 후면전극을 연결하는 제1 및 제2 도전성 비아(c1, c2)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 후면전극(210b, 220b)은 외부의 전극패드와 전기적으로 연결될 수 있으며, 이 경우, 상기 제1 및 제2 후면전극의 하면은 제1 및 제2 전극부의 접합면(210s, 220s)으로 이해될 수 있다.
발광소자(203)는 상기 제1 표면전극(210a) 상에 탑재될 수 있으며, 방열측면을 고려하여 상기 제1 표면전극(210a) 및 그에 대응하는 제1 후면전극(210b)은 제2 표면전극(220a) 및 제2 후면전극(220b)보다 각각 더 크게 형성될 수 있다. 또한 이 경우, 상기 제1 전극부의 접합면(210s)과 대면하는 제1 전극패드와 중간패드의 면적의 합은 상기 제2 전극부의 접합면(220s)과 대면하는 제2 전극패드의 면적보다 크도록 형성될 수 있을 것이다.
이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자장치를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자장치의 제조단계를 나타낸 도면이다.
우선, 도 3을 참조하면, 기판(100) 상에 서로 분리된 제1 전극패드(10)와 중간패드(20) 및 제2 전극패드(30)를 형성한다. 여기서, 보다 명확한 이해를 위해 추후 전자소자(200)의 제1 및 제2 전극부(210, 220)가 안착되는 영역은 점선으로 표시되었다. 상기 패드들(10, 20, 30)은 도전성 박막 형태로 형성될 수 있으며, 예를 들어 동박으로 이루어질 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 중간패드(20)는 상기 제1 및 제2 전극패드(10, 30) 사이에 형성될 수 있다. 상기 3개의 패드(10, 20, 30)는 각각 별도의 패터닝에 의해 형성된 것일 수도 있으나, 이와 달리, 상기 제1 전극패드(10)와 중간패드(20)는 하나의 모패드가 일부 식각됨으로써 형성된 것일 수 있다. 즉, 이 경우, 상기 제1 전극패드(10)와 중간패드(20)는 전자소자(200)에 구비되는 제1 전극부(210)에 대응하는 하나의 제1 전극패드가 서로 분리된 제1 및 제2 영역(R1, R2)으로 이격된 형태로 이해될 수 있을 것이다.
다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 전극패드(10), 중간패드(20) 및 제2 전극패드(30) 각각이 형성된 영역 상에 스크린프린팅 등의 도포공정을 이용하여 솔더크림(40)(solder cream)을 도포한다. 이에 제한되는 것은 아니지만, 도시된 바와 같이, 상기 중간패드(20)가 형성된 영역 상에 도포된 솔더크림(40)은 상기 중간패드(20)가 형성된 영역 내부에 도포될 수 있으며, 제1 및 제2 전극패드(10, 30)가 형성된 영역 상에 도포되는 솔더크림(40)은 상기 전극패드의 외주면을 일부 덮도록 도포될 수 있다.
이후, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 기판(100) 상에 전자소자(200)를 실장한다. 도 5는 본 단계가 완료된 공정에서 상기 기판(100)을 측면에서 바라본 측단면도이다.
본 실시형태에서는 전자소자(200)로서 도 2(a)에 도시된 발광소자 패키지를 채용하였으며, 상기 제1 전극부(210)는 제1 전극패드(10) 및 중간패드(20)와 대면하고, 제2 전극부(220)는 제2 전극패드(30)와 대면하도록 실장된 것으로 이해될 수 있다.
다음으로, 리플로우 공정을 이용하여 열을 가해줌으로써 상기 솔더크림(40)을 용융시켜 전자소자(200)를 기판(100)에 접착한다.
도 6은 본 단계가 완료된 공정에서 상기 기판(100)을 측면에서 바라본 측단면도이다.
본 공정에서, 리플로우 공정에 의해 용융된 솔더(42)는 금속과 접합하려는 성질이 크게 작용하므로, 기판(100)의 전극패드와 전자소자(200)의 전극부 사이로 유입될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 전극패드(10) 상에 형성된 솔더크림(40)은 용융되어 제1 전극패드(10)의 외주면 중 상기 중간패드(20)와 마주보는 측면(a2)까지 유입된 후 흐름이 정지하며, 잔여하는 솔더는 제1 전극패드(10)의 외측 외주면(a1)에서 인접한 제1 전극부(210)의 외주면과 필렛(f)(fillet)을 형성한다. 이때, 보다 용이한 필렛(f) 형성이 가능하기 위해 상기 제1 전극패드(10)는 상기 전자소자(200)가 배치된 기판(100)을 상부에서 바라볼 때 상기 제1 전극부(210)에 의해 복개되지 않고 노출된 영역(e)을 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 중간패드(20) 상에 형성된 솔더크림(40)은 용융되어 상기 중간패드(20)의 외주면(a3, a4)까지 유입된 후 흐름이 정지하고, 제2 전극패드(30) 상에 형성된 솔더크림(40)은 용융시 상기 중간패드(20)를 마주보는 측면(a5)까지 유입된 후 흐름이 정지하며, 잔여하는 솔더는 제2 전극패드(30)의 외측 외주면(a6)에서 인접한 제2 전극부(220)의 외주면과 필렛(f)을 형성할 수 있다.
즉, 본 실시형태에 따르면, 상기 전자소자(200)는 방열효과를 고려하여 발광소자(203)가 탑재된 제1 전극부(210)의 접합면이 제2 전극부(220)의 접합면 보다 크게 형성될 수 있는데, 상기 제1 전극부(210)와 접하는 전극패드를 제1 전극패드(10)와 중간패드(20)로 분할함으로써 용융된 솔더(42)가 전극패드 내부로 집결되는 현상을 방지할 수 있다. 이에 따르면, 잔여하는 솔더가 전극패드의 외주면에서 필렛을 형성하기에 부족해지는 등의 소납문제가 효과적으로 개선할 수 있다. 또한 본 실시형태의 경우, 용융된 솔더(42)가 각각의 패드에서 균일하게 형성될 수 있으므로, 솔더가 장력에 의해 패드의 내부로 집결됨으로써 발생할 수 있는 문제, 즉, 솔더의 두께 차이로 인한 실장높이 단차(d1, d2) 문제도 효과적으로 개선될 수 있다.
도 7(a) 및 도 7(b)는 각각 본 발명의 다른 실시형태에 따른 전자장치에 채용될 수 있는 기판(100)을 나타낸 상면도와, 도 7(a)에 표시된 R 영역을 나타낸 확대도이다.
도 7(a)를 참조하면, 본 실시형태에 따른 전자장치에 채용되는 기판(100)은 상면에 서로 분리된 제1 전극패드(10)와 제2 전극패드(30)를 포함할 수 있으며, 제1 및 제2 전극패드(10, 30) 사이에 형성되되 상기 제1 및 제2 전극패드(10, 30)와 분리된 중간패드(20)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 보다 명확한 이해를 위해 추후 전자소자(200)의 제1 및 제2 전극부(210, 220)가 배치되는 영역은 점선으로 표시되었으며, 제1 및 제2 전극패드(10, 30)와 중간패드(20) 상에 도포되는 솔더크림(40)이 함께 도시되어 있다.
특히, 본 실시형태에서 상기 제1 및 제2 전극패드(10, 30) 중 적어도 하나는 외주면에 형성된 적어도 하나의 요철(50)을 포함할 수 있다. 상기 요철(50)은 전극패드 외주면의 일부에 절개부(50a) 및 돌출부(50b) 중 적어도 하나를 형성함으로써 제공될 수 있다. 이에 제한하는 것은 아니지만, 본 실시형태에서 상기 요철(50)은 상기 제1 및 제2 전극패드(10, 30)의 외주면 중 상기 전자소자(200)의 외측면에 인접한 영역에 형성될 수 있다.
상기 요철(50)에 대해서는 도 7(b)를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 7(b)는 도 7(a)에 표시된 R 영역을 나타낸 확대도이다.
도 7(b)를 참조하면, 전극패드 상에 도포된 솔더크림(40)은 리플로우시 용융되어 전극패드가 형성된 영역으로 유입되는데, 특히 솔더의 표면장력에 의해 전극패드가 형성된 영역 중 내부영역으로 집결되려는 현상이 있다. 이에 대해, 본 실시형태에서는 상기 전극패드의 외주면은 요철(50)을 구비함으로써 용융된 솔더(42)가 외주면에 체류하는 비율을 증가시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 용융된 솔더(42)는 절개부(50a)에 의해 내부로 집결하려는 흐름이 분산되며, 이에 따라 외주면에 형성된 각각의 돌출부(50b) 내에서 체류되는 비율이 증가될 수 있다. 또한, 상기 요철(50)은 용융된 솔더(42)가 외주면과 접하는 면적을 증가시키므로 표면장력에 의해 전극패드의 외주면과 접합하려는 인력을 강화시킬 수 있다.
이와 같이, 전극패드의 외주면에 잔여하는 솔더의 비율이 증가되면 기판(100)의 전극패드와 전자소자(200)의 전극부 간의 필렛 형성이 보다 원활해지므로 전자장치의 신뢰성 및 안정성이 보다 효과적으로 개선될 수 있다.
계속해서 도 7(b)를 참조하면, 리플로우 공정에 의해 용융된 솔더(42) 중 일부는 상기 전극패드(10)가 형성된 영역으로 유입되지 못한 채 상기 기판(100)의 상면 중 전극패드(10)가 형성되지 않은 영역 상에서 솔더볼(44)로 퇴적될 수 있는데, 이와 같은 솔더볼(44) 퇴적은 전자장치의 쇼트와 같이 안정성을 저해하는 요소가 될 수 있다. 그러나 본 실시형태에 따르면, 전극패드(10)의 외주면에 형성된 요철(50) 중 돌출부(50b)로 인해 용융된 솔더(42)가 리플로우시 상기 전극패드(10) 형성 영역으로 보다 효과적으로 유입될 수 있어 솔더볼(44)로 퇴적되는 현상이 저감될 수 있다.
도 8(a) 및 도 8(b)는 본 실시형태에서 또 다른 특징을 설명하기 위한 도면이다.
전자소자(200)는 기판(100)에 배치됨에 있어서, 전자소자의 제1 및 제2 전극부(210, 220)는 상기 기판(100) 상에 형성된 패드들(10, 20, 30)과 접합하는 면적이 최대가 되도록 매칭되어 배치되는 것이 바람직하나, 도 8(a)에 도시된 바와 같이, 공정오차 등에 의해 일점쇄선으로 도시된 영역으로부터 이탈되어 실장될 수 있다.
이후, 상기 전극패드 상에 형성된 솔더크림(40)이 리플로우 공정에 의해 용융되면 상기 용융된 솔더(42)는 기판(100)의 전극패드와 전자소자(200)의 전극부 사이로 유입되는데, 본 실시형태의 경우, 도 8(b)에 도시된 바와 같이 용융된 솔더(42)의 표면장력에 의해 전극부(210, 220)와 패드들(10, 20, 30)이 접합하는 면적이 최대가 되도록 전자소자(200)의 실장위치가 자기정렬(self alignment)될 수 있다.
특히, 본 실시형태에서는 외주면에 형성된 요철(50)을 구비함으로써 전극패드와 전극부 간에 필렛이 보다 원활하게 형성될 수 있으며, 이 경우 전자소자(200)의 실장위치가 자기정렬 되는 효과가 더욱 개선될 수 있다.
도 9(a) 내지 도 9(c)는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 전자장치에서 채용될 수 있는 기판(100)을 나타낸 상면도이다.
도 9(a) 내지 도 9(c)를 참조하면, 본 실시형태에 따른 전자장치에 채용되는기판(100)은, 상기 기판(100) 상면에 형성되며 서로 분리된 제1 전극패드(10)와 중간패드(20) 및 제2 전극패드(30)를 구비한다.
한편, 상기 제1 전극패드(10)와 중간패드(20)는 리플로우시 용융된 솔더(42)가 어느 한쪽 또는 전극패드의 내부영역으로 집결되는 현상을 저감하는 정도로 족하며, 반드시 물리적으로 완전히 이격될 필요는 없으므로, 본 실시형태에서 상기 기판(100)은 그 상면에 형성되며 상기 제1 전극패드(10)와 중간패드(20)를 연결하는 렛지(ledge)부(60)를 더 포함할 수 있다. 상기 렛지부(60)는 도 9(a) 에 도시된 바와 같이 단수로 구비될 수 있으며, 도 9(b)에 도시된 바와 같이 절곡된 형상을 포함할 수 있다. 또한, 도 9(c)에 도시된 바와 같이 복수개로 구비되고, 다른 렛지부(60)와 교차되도록 형성될 수도 있을 것이다.
이와 같은 렛지부(60)는 리플로우시 용융된 솔더(42)가 어느 한쪽으로 집결되거나, 특히 필렛을 형성하지 못하게 되는 소납현상을 방지하되, 전자소자의 전극부와 전극패드간의 접합면적을 증가시킬 수 있으므로, 방열효과에 유리할 수 있다.
도 10(a) 내지 도 10(d)는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 전자장치를 도시한다. 이는 본 발명의 일 실시형태에서 적용될 수 있는 기판(100)의 전극패드 및 중간패드(20)와, 전자소자(200)의 전극부가 다양한 형태로 변형될 수 있음을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 상술한 예에 한정되는 것은 아니며 보다 다양한 변형 및 변경도 가능할 것이다.
우선, 도 10(a)에 도시된 바와 같이, 전자소자(200)에 구비되는 제1 및 제2 전극부(210, 220)는 각각 일 측면으로부터 중앙으로 함몰된 형상을 가지며, 상기 제1 및 제2 전극패드(10, 30)는 각각 상기 제1 및 제2 전극부(210, 220)에 대응하도록 중앙으로 함몰된 형상을 가질 수 있다.
이와 달리, 도 10(b)에 도시된 바와 같이, 상기 전자소자(200)에 구비되는 제1 및 제2 전극부(210, 220)는 각각 일자형으로 구비될 수 있으며, 이에 대응하여 제1 및 제2 전극패드(10, 30)는 직사각형 형상을 포함할 수 있다.
도 10(c)에 도시된 전자소자(200)의 제1 전극부(210)는 제2 전극부(220)와 마주보는 측면이 중앙으로 함몰된 형상을 포함한다. 이 경우, 상기 제1 전극부(210)와 대면하는 제1 전극패드(10) 및 중간패드(20)가 상기 제1 전극부(210)와 대응되는 형상을 갖도록, 상기 중간패드(20)는 상기 제2 전극패드(30)와 마주보는 측면이 중앙으로 함몰된 형상을 가질 수 있다.
또한, 전극부에 대면하는 패드가 분할된 형태를 제1 전극부에 한정하는 것은 아니므로, 도 10(d)에 도시된 바와 같이 상기 제2 전극패드(30)는 서로 분리된 제1 및 제2 영역(R3, R4)으로 이격 형성될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자장치의 측면을 비교예와 대비하여 나타낸 사진이다.
구체적으로, 도 11(a)는 서로 분리된 제1 및 제2 전극패드가 형성된 상면을 갖는 기판 상에 발광소자 패키지가 실장된 것으로, 여기서 상기 기판은 중간패드를 구비하지 않으며, 제1 및 제2 전극패드는 외주면에 요철이 형성되지 않은 실시형태이다.
도 11(b)는 본 발명의 도 7에 도시된 실시형태에 따른 전자장치로서, 전자소자로는 발광소자 패키지를 채용하였다. 구체적으로, 상기 전자장치는 서로 분리된 제1 전극패드와 중간패드 및 제2 전극패드가 형성된 기판 상에 배치된 전자소자를 포함하며, 상기 제1 및 제2 전극패드의 외주면에는 요철이 구비된다.
도 11(a)과 도 11(b)를 비교하면, 비교예인 도 11(a)의 전자장치는 기판과 전자소자 사이에서 필렛이 형성되지 않거나 취약함을 알 수 있다(f1, f2). 한편, 도 11(b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 전자장치는 기판과 전자소자 간에 원활하게 필렛이 형성되는 것을 확인할 수 있다(f3, f4).
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
100: 기판 10: 제1 전극패드
20: 중간패드 30: 제2 전극패드
105: 보호부 200: 전자소자
210: 제1 전극부 220: 제2 전극부
203: 발광소자 205: 봉지부
40: 솔더크림 42: 용융된 솔더
44: 솔더볼 f: 필렛
50: 요철 50a: 돌출부
50b: 절개부 60: 렛지부

Claims (10)

  1. 서로 분리된 제1 전극패드와 제2 전극패드 및 상기 제1 전극패드와 상기 제2 전극패드 사이에 형성되되, 상기 제1 전극 패드 및 상기 제2 전극패드와 분리된 중간패드가 일면에 형성된 기판; 및
    상기 기판 상에 배치되며, 상기 제1 전극패드와 상기 중간패드에 대면하는 접합면을 갖는 제1 전극부와, 상기 제2 전극패드에 대면하는 접합면을 갖는 제2 전극부를 구비하는 전자소자;
    를 포함하는 전자장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극패드 및 제2 전극패드 중 적어도 하나는 외주면에 형성된 적어도 하나의 요철을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 전극패드는 상기 전자소자가 배치된 기판을 상부에서 바라볼 때 상기 제1 및 제2 전극부에 의해 복개되지 않고 노출된 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극패드 및 제2 전극패드 중 적어도 하나는 각각 상기 제1 및 제2 전극부의 접합면에 대응하는 형상을 적어도 일부 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극패드와 상기 중간패드를 연결하는 렛지(ledge)부를 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    제1 및 제2 전극패드 중 적어도 하나는 일 측면으로부터 중앙으로 함몰된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 전자소자는 발광소자 패키지인 것을 특징으로 하는 전자장치.
  8. 서로 분리된 제1 전극패드와 제2 전극패드가 일면에 형성된 기판;
    상기 기판 상에 배치되며, 상기 제1 및 제2 전극패드와 각각 대면하는 접합면을 갖는 제1 및 제2 전극부를 구비하는 전자소자;를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 전극패드 중 적어도 하나는 외주면에 형성된 적어도 하나의 요철을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 요철은 상기 전자소자의 실장영역의 일면으로부터 상기 전자소자의 외측면을 향하는 복수의 돌출부와 상기 복수의 돌출부 사이에 인입된 절개부를 갖는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1 전극패드는 서로 분리된 제1 및 제2 영역으로 이격된 것을 특징으로 하는 전자장치.
  10. 제 2항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 요철은 상기 외주면 중 상기 전자소자의 외측면에 인접한 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 전자장치.
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