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KR102413223B1 - 발광소자 패키지 - Google Patents

발광소자 패키지 Download PDF

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KR102413223B1
KR102413223B1 KR1020170175538A KR20170175538A KR102413223B1 KR 102413223 B1 KR102413223 B1 KR 102413223B1 KR 1020170175538 A KR1020170175538 A KR 1020170175538A KR 20170175538 A KR20170175538 A KR 20170175538A KR 102413223 B1 KR102413223 B1 KR 102413223B1
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light emitting
emitting device
resin
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light
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임창만
송준오
정정화
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쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드
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Abstract

실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 제1 및 제2 개구부를 포함하는 몸체; 몸체 상에 배치되며, 제1 및 제2 본딩부를 포함하는 발광소자; 몸체와 발광소자 사이에 배치된 제1 수지; 및 발광소자의 측면 및 상면에 배치된 제2 수지; 를 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 제2 수지는 FT-IR 분석을 통해 800~850 파수 대역, 929~1229 파수 대역, 1420~1605 파수 대역에서 각각 검출되는 기능기를 포함하고, [800~850 파수 대역 면적 적분 값]/[929~1229 파수 대역 면적 적분 값]이 2% 내지 3% 범위이고, [800~850 파수 대역 면적 적분 값]/[1420~1605 파수 대역 면적 적분 값]이 70% 내지 90% 범위로 제공될 수 있다.

Description

발광소자 패키지{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE}
실시 예는 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.
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.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 제1 및 제2 개구부를 포함하는 몸체; 상기 몸체 상에 배치되며, 제1 및 제2 본딩부를 포함하는 발광소자; 상기 몸체와 상기 발광소자 사이에 배치된 제1 수지; 및 상기 발광소자의 측면 및 상면에 배치된 제2 수지; 를 포함하고, 상기 제2 수지는 FT-IR 분석을 통해 800~850 파수 대역, 929~1229 파수 대역, 1420~1605 파수 대역에서 각각 검출되는 기능기를 포함하고, [800~850 파수 대역 면적 적분 값]/[929~1229 파수 대역 면적 적분 값]이 2% 내지 3% 범위이고, [800~850 파수 대역 면적 적분 값]/[1420~1605 파수 대역 면적 적분 값]이 70% 내지 90% 범위로 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 수지는 상기 제1 및 제2 본딩부의 둘레에 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광소자의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 몸체의 상면에 제공되며 상기 발광소자와 중첩되어 배치된 리세스를 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 리세스는 상기 제1 및 제2 본딩부 주변에 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광소자의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 몸체의 상면에 제공되며, 상기 발광소자의 둘레에 제공되어 상기 제2 수지와 중첩되어 제공된 리세스를 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 리세스에 상기 제2 수지가 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 본딩부의 하면이 상기 제1 및 제2 개구부의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제2 수지의 상면 및 측면에 배치된 제3 수지를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 상기 제1 및 제2 개구부에 제공되어 상기 제1 및 제2 본딩부와 각각 전기적으로 연결된 도전체를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 제1 및 제2 개구부를 포함하는 몸체; 상기 몸체 상에 배치되며, 상기 제1 개구부와 수직 방향에서 중첩되어 배치된 제1 본딩부와 상기 제2 개구부와 상기 수직 방향에서 중첩되어 배치된 제2 본딩부를 포함하는 발광소자; 상기 몸체 위에 배치되며, 상기 발광소자의 측면 및 상면에 배치된 수지; 를 포함하고, 상기 수지의 상면과 측면이 접하는 경계 영역이 곡면 형상으로 제공되고, 상기 수지는 FT-IR 분석을 통해 800~850 파수 대역, 929~1229 파수 대역, 1420~1605 파수 대역에서 각각 검출되는 기능기를 포함하고, [800~850 파수 대역 면적 적분 값]/[929~1229 파수 대역 면적 적분 값]이 2% 내지 3% 범위이고, [800~850 파수 대역 면적 적분 값]/[1420~1605 파수 대역 면적 적분 값]이 70% 내지 90% 범위로 제공될 수 있다.
실시 예에 따른 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법에 의하면, 광 추출 효율 및 전기적 특성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
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.
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.
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 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명하는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 수지와 종래 수지의 CH3 기능기 검출 그래프의 차이를 설명하는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 수지와 종래 수지의 Si-O-Si 기능기 검출 그래프의 차이를 설명하는 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 수지와 종래 수지의 Phenyl 기능기 검출 그래프의 차이를 설명하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 발광소자의 예를 설명하는 평면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 발광소자의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 발광소자의 다른 예를 설명하는 평면도이다.
도 14는 도 13에 도시된 발광소자의 F-F 선에 따른 단면도이다.
이하 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자 패키지 및 반도체 소자 패키지 제조방법에 대해 상세히 설명하도록 한다. 이하에서는 반도체 소자의 예로서 발광소자가 적용된 경우를 기반으로 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명하는 분해 사시도이다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 몸체(110), 발광소자(120)를 포함할 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)의 단면을 나타낸 것이고, 도 2는 상기 몸체(110)에 상기 발광소자(120)가 본딩되기 전의 상태를 나타낸 것으로서 상기 몸체(110) 및 상기 발광소자(120)의 형상과 배치관계를 보여 준다.
상기 몸체(110)는 제1 몸체(111)와 제2 몸체(113)를 포함할 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111)의 상부 면 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111)의 상부 면 위에 캐비티(C)를 제공할 수 있다.
다른 표현으로서, 상기 제1 몸체(111)는 하부 몸체, 상기 제2 몸체(113)는 상부 몸체로 지칭될 수도 있다.
상기 제2 몸체(113)는 상기 발광소자(120)로부터 방출되는 빛을 상부 방향으로 반사시킬 수 있다. 상기 제2 몸체(113)는 상기 제1 몸체(111)의 상면에 대하여 경사지게 배치될 수 있다.
상기 몸체(110)는 상기 캐비티(C)를 포함할 수 있다. 상기 캐비티는 바닥면과, 상기 바닥면에서 상기 몸체(110)의 상면으로 경사진 측면을 포함할 수 있다.
예로서, 상기 몸체(110)는 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. 또한, 상기 몸체(110)는 TiO2와 SiO2와 같은 고굴절 필러를 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광소자(120)는 제1 본딩부(121), 제2 본딩부(122), 발광 구조물(123), 기판(124)을 포함할 수 있다.
상기 발광 구조물(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 발광소자(120)는 상기 몸체(110) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 제1 몸체(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 제2 몸체(113)에 의해 제공되는 상기 캐비티(C) 내에 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)는 상기 발광 구조물(123)과 상기 제1 몸체(111) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광 구조물(123)과 상기 제1 몸체(111) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)는 Ti, Al, Sn, 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.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 개구부(TH1)와 제2 개구부(TH2)를 포함할 수 있다.
상기 몸체(110)는 상기 캐비티(C)의 바닥면에서 상기 몸체(110)의 하면을 관통하는 상기 제1 개구부(TH1)를 포함할 수 있다. 상기 몸체(110)는 상기 캐비티(C)의 바닥면에서 상기 몸체(110)의 하면을 관통하는 상기 제2 개구부(TH2)를 포함할 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)에 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)를 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)의 상면과 하면을 제1 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(120) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)의 상면에서 하면으로 향하는 제1 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 중첩되어 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 본딩부(121)의 하면이 상기 제1 개구부(TH1)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)의 하면이 상기 제1 몸체(111)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제1 몸체(111)에 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제1 몸체(111)를 관통하여 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제1 몸체(111)의 상면과 하면을 제1 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(120) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122)와 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제1 몸체(111)의 상면에서 하면으로 향하는 제1 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122)와 중첩되어 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제2 본딩부(122)의 하면이 상기 제2 개구부(TH2)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)의 하면이 상기 제1 몸체(111)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2)는 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(120)의 하부 면 아래에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역의 폭이 상기 제1 본딩부(121)의 하면의 폭에 비해 더 크게 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역의 폭이 상기 제2 본딩부(122)의 하면의 폭에 비해 더 크게 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 하부 영역이 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 내에 삽입되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역의 폭이 상기 제1 개구부(TH1)의 하부 영역의 폭에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역의 폭이 상기 제2 개구부(TH2)의 하부 영역의 폭에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 하부 영역에서 상부 영역으로 가면서 폭이 점차적으로 작아지는 경사진 형태로 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 하부 영역에서 상부 영역으로 가면서 폭이 점차적으로 작아지는 경사진 형태로 제공될 수 있다.
다만 이에 한정하지 않고, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)의 상부 영역과 하부 영역 사이의 경사면은 기울기가 서로 다른 복수의 경사면을 가질 수 있고, 상기 경사면은 곡률을 가지며 배치될 수 있다.
상기 제1 몸체(111)의 하면 영역에서 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2) 사이의 폭은 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 몸체(111)의 하면 영역에서 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2) 사이의 폭은 100 마이크로 미터 내지 150 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 제1 몸체(111)의 하면 영역에서 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2) 사이의 폭은, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)가 추후 회로기판, 서브 마운트 등에 실장되는 경우에, 본딩패드 간의 단락(short)이 발생되는 것을 방지하기 위하여 일정 거리 이상으로 제공되도록 선택될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 수지(130)를 포함할 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 본딩부(121)의 측면과 상기 제2 본딩부(122)의 측면에 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 예로서 상기 제1 몸체(111)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
예로서, 상기 제1 수지(130)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. 상기 제1 수지(130)는 접착제로 지칭될 수도 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 제1 몸체(111)와 상기 발광소자(120) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있고, 상기 발광 소자(120)의 하면으로 광이 방출되는 경우, 상기 발광소자와 상기 몸체 사이에서 광확산기능을 제공할 수 있다. 상기 발광소자(120)로부터 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출될 때 상기 제1 수지(130)는 광확산기능을 제공함으로써 상기 발광소자 패키지(100)의 광추출효율을 개선할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)가 제공된 상기 몸체(110)의 일부 영역에 상기 제1 수지(130)가 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 수지(130)는 도포, 닷팅(dotting), 또는 주입 등의 방법을 통하여 상기 제1 몸체(111)의 상면 일부 영역에 제공될 수 있다.
이어서, 상기 제1 몸체(111) 위에 상기 발광소자(120)가 부착될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 사이에 확산 이동될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 둘레로 확산되어 제공될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)와 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 사이 영역에도 배치될 수 있다. 또한, 점성 및 표면장력 등을 이용하여 상기 제1 수지(130)가 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 내로 이동되지 않도록 제어될 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)의 상부 영역을 밀봉할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 영역으로부터 습기 또는 이물질이 상기 발광소자(120)가 배치된 영역으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에는 도시되지 않았으나, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 상기 제1 몸체(111)의 상면에 제공된 리세스(recess)를 포함할 수도 있다. 예로서, 상기 리세스는 상기 캐비티(C)의 바닥면에서 상기 몸체(110)의 하면으로 오목하게 제공될 수 있다.
상기 발광소자(120)의 상부 방향에 보았을 때, 상기 리세스는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122) 사이에 제공될 수 있다. 또한, 상기 리세스는 상기 제1 본딩부(121)의 주변 및 상기 제2 본딩부(122)의 주변에 제공될 수도 있다.
상기 리세스는 상기 발광소자(120) 하부에 일종의 언더필 공정이 수행될 수 있는 적정 공간을 제공할 수 있다. 상기 리세스는 상기 발광소자(120)의 하면과 상기 제1 몸체(111)의 상면 사이에 상기 제1 수지(130)가 충분히 제공될 수 있도록 제1 깊이 이상으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 리세스는 상기 제1 몸체(111)의 안정적인 강도를 제공하기 위하여 제2 깊이 이하로 제공될 수 있다.
예로서, 상기 리세스(R)의 깊이(T1)는 수십 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 리세스(R)의 깊이(T1)는 40 마이크로 미터 내지 60 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 제1 몸체(110)의 상면에 리세스가 제공되는 경우, 상기 리세스에 상기 제1 수지(130)가 주입되도록 할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 수지(130)의 주입 영역 및 주입량이 용이하게 제어될 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 수지(135)를 포함할 수 있다.
상기 제2 수지(135)는 상기 발광소자(120)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(135)는 상기 발광소자(120)의 상면에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(135)의 하면은 상기 몸체(110)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(135)의 하면은 상기 제1 몸체(111)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제2 수지(135)는 상기 발광소자(120)를 밀봉시킬 수 있다. 상기 제2 수지(135)의 측면 및 상면은 상기 발광소자(120)의 측면 및 상면에 각각 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 수지(135)의 내측면은 상기 제1 수지(130)와 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제2 수지(135)는 실리콘계 수지를 포함할 수 있다.
종래 실리콘계 수지의 경우, 수소(H)와 탄소(C)의 결합인 크로스 링커(cross-linker)가 많이 존재하고, 이러한 크로스 링커의 과다 존재로 인하여 내열성이나 내광성이 취약한 문제가 있다.
실시 예에 따른 상기 제2 수지(135)는 이러한 단점을 해소하기 위하여 크로스 링커의 개수가 감소된 새로운 실리콘계 수지를 적용하였다. 상기 제2 수지(135)의 특성에 대해서는 뒤에서 더 살펴 보기로 한다.
또한, 상기 제2 수지(135)는 형광체를 포함할 수 있다. 상기 제2 수지(135)는 녹색 형광체, 적색 형광체, 황색 형광체를 포함하는 형광체 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제2 수지(135)는 적색 형광체로서 KSF(K2SiF6:Mn4 +) 형광체를 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 액상 실리콘 바인더와 형광체를 혼합하여 필름 형태의 제2 수지(135)를 형성할 수 있다. 필름 형태로 형성된 상기 제2 수지(135)는 상기 발광소자(120)의 측면 및 상면에 제공되어 상기 발광소자(120)의 둘레를 밀봉시킬 수 있다.
상기 제2 수지(135)가 형광체를 포함하는 필름 형태로 상기 발광소자(120) 둘레에 제공됨으로써, 상기 발광소자(120)의 주변을 용이하게 밀봉할 수 있으며, 상기 발광소자(120)로부터 제공되는 빛이 상기 제2 수지(135)를 투과하면서 광 변환 효율이 향상될 수 있다.
상기 제2 수지(135)의 두께는 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제2 수지(135)의 두께는 150 마이크로 미터 내지 300 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 제2 수지(135)의 두께는 광 변환 효율을 고려하여 150 마이크로 미터 이상으로 선택될 수 있으며, 필름의 제조 과정에서 이용되는 솔벤트를 휘발 시키는데 필요한 시간 등의 공정 조건을 고려하여 300 마이크로 미터 이하로 선택될 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제3 수지(140)를 포함할 수 있다.
상기 제3 수지(140)는 상기 발광소자(120) 위에 제공될 수 있다. 상기 제3 수지(140)는 상기 제1 몸체(111) 위에 배치될 수 있다. 상기 제3 수지(140)는 상기 제2 몸체(113)에 의하여 제공된 캐비티(C)에 배치될 수 있다. 상기 제3 수지(140)는 상기 제2 수지(135) 위에 배치될 수 있다.
상기 제3 수지(140)는 절연물질을 포함할 수 있다. 상기 제3 수지(140)는 클리어 몰딩부재로 제공될 수도 있다. 예컨대, 상기 제3 수지(140)는 실리콘계 또는 에폭시계 수지를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제3 수지(140)는 상기 발광소자(120)로부터 방출되는 빛을 입사 받고, 파장 변환된 빛을 제공하는 파장변환 수단을 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제3 수지(140)는 형광체, 양자점 등을 포함할 수 있다.
또한, 실시 예에 의하면, 상기 발광 구조물(123)은 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 상기 발광 구조물(123)은 예로서 2족-6족 또는 3족-5족 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 발광 구조물(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 발광 구조물(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.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)가 빈 공간인 상태로 공급될 수 있다. 그리고, 추후 상기 발광소자 패키지(100)가 서브 마운트 또는 메인 기판 등에 실장되는 과정에서 도전체가 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 영역에 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 도전체가 추후 제공될 수도 있는 점을 고려하여, 상기 제1 몸체(111)의 두께가 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 선택될 수 있다.
예로서, 상기 몸체(110)의 강도를 고려하여 상기 제1 몸체(111)의 두께는 70 마이크로 이상으로 선택될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 도전체가 용이하게 공급될 수 있도록 상기 제1 몸체(111)의 두께는 110 마이크로 미터 이하로 선택될 수 있다.
또한, 다른 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)에 의하면, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 도전체가 제공된 상태로 공급될 수도 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(100)는 상기 제1 개구부(TH1)에 제공된 도전체를 통해 상기 제1 본딩부(121)에 전원이 연결되고, 상기 제2 개구부(TH2)에 제공된 도전체를 통해 상기 제2 본딩부(122)에 전원이 연결될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 본딩부(121) 및 상기 제2 본딩부(122)를 통하여 공급되는 구동 전원에 의하여 상기 발광소자(120)가 구동될 수 있게 된다. 그리고, 상기 발광소자(120)에서 발광된 빛은 상기 몸체(110)의 상부 방향으로 제공될 수 있게 된다.
한편, 이상에서 설명된 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 리드 프레임과 발광소자 간의 본딩 영역에서 리멜팅(re-melting) 현상이 발생되어 전기적 연결 및 물리적 결합의 안정성이 약화될 수 있게 된다.
그러나, 실시 예에 따른 발광소자 패키지 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 실시 예에 따른 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)는 도전체를 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 도전체의 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.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(100) 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 도전체로서 도전성 페이스트가 이용될 수 있으며, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 상기 몸체(110)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 상기 몸체(110)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 상기 몸체(110)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 실시 예에 의하면, 상기 몸체(110)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다.
예를 들어, 상기 몸체(110)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, 이상에서 설명된 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 몸체(110)는 상면이 평탄한 지지부재만을 포함하고, 경사지게 배치된 반사부를 포함하지 않도록 제공될 수도 있다.
다른 표현으로서, 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 의하면, 상기 몸체(110)는 캐비티(C)를 제공하는 구조로 제공될 수도 있다. 또한, 상기 몸체(110)는 캐비티(C)의 제공 없이 상면이 평탄한 구조로 제공될 수도 있다.
다음으로, 도 3을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 다른 예를 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명함에 있어, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명이 생략될 수 있다.
도 3에 도시된 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지(200)는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 발광소자 패키지(100)가 회로기판(310)에 실장되어 공급되는 예를 나타낸 것이다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 회로기판(310), 몸체(110), 발광소자(120)를 포함할 수 있다.
상기 회로기판(310)은 제1 패드, 제2 패드, 기판을 포함할 수 있다. 상기 기판에 상기 발광소자(120)의 구동을 제어하는 전원 공급 회로가 제공될 수 있다.
상기 몸체(110)는 상기 회로기판(310) 위에 배치될 수 있다. 상기 회로기판(310)의 제1 패드 영역과 상기 제1 본딩부(121)가 도전체(133)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 회로기판(310)의 제2 패드 영역과 상기 제2 본딩부(122)가 도전체(133)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 도전체(133)는 예로서 도전성 접착제로 제공될 수 있다. 상기 회로기판(310)의 제1 및 제2 패드 영역에 상기 도전체(133)가 제공될 수 있으며, 상기 몸체(110)가 상기 회로기판(310)에 실장되는 과정에서, 상기 도전체(133)가 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 내부로 이동되어 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)와 접촉되어 제공될 수 있다. 예로서, 상기 도전체(133)는 모세관 현상 등을 통하여 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 내부로 확산되어 이동될 수 있다.
예로서, 상기 도전체(133)는 Ag, Au, Pt, Sn, Cu 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정하지 않고, 상기 도전체(133)는 전도성 기능을 확보할 수 있는 물질이 사용될 수 있다.
예로서, 상기 도전체(133)는 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 도전체(133)는 SAC(Sn-Ag-Cu) 물질을 포함할 수 있다.
다음으로, 도 4를 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명이 생략될 수 있다.
실시 예에 따른 따른 발광소자 패키지(300)는 제4 수지(145)를 더 포함할 수 있다.
상기 제4 수지(145)는 상기 제2 수지(135) 위에 배치될 수 있다. 상기 제4 수지(145)는 상기 제2 수지(135)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 제4 수지(145)는 상기 제2 수지(135)의 측면으로부터 상기 제2 몸체(113)의 경사면까지 연장되어 배치될 수 있다. 상기 제4 수지(145)는 상기 제2 수지(135)와 상기 제3 수지(140) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제4 수지(145)는 일종의 이중 몰드 기능을 제공할 수 있으며, 발광소자 패키지의 흡습 방지를 개선할 수 있다. 또한, 상기 제4 수지(145)는 상기 발광소자(120)의 고정력을 향상시킬 수 있다.
예로서, 상기 제4 수지(145)는 실리콘계 수지, 에폭시계 수지를 포함하는 수지 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제4 수지(145)는 반사물질을 포함할 수도 있다.
다음으로, 도 5를 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명이 생략될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(400)는 몸체(110)의 상면에 제공된 리세스를 포함할 수 있다.
예로서, 상기 리세스는 제1 몸체(111)의 상면에 제공된 제1 리세스(R10)와 제2 리세스(R20)를 포함할 수 있다.
발광소자(120)의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 제1 및 제2 리세스(R10, R20)는 상기 발광소자(120)의 둘레에 제공되어 제2 수지(135)와 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2 리세스(R10, R20)에 상기 제2 수지(135)가 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2 리세스(R10, R20)에 의하여 상기 제2 수지(135)와 상기 제1 몸체(111) 간의 결합력이 향상될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 리세스(R10, R20)에 의하여 발광소자 패키지(400)의 측면 영역으로부터 상기 발광소자(120)로 습기 등이 침투되는 흡습 경로가 길어짐에 따라, 흡습 방지 효과가 향상될 수 있다.
또한, 다른 실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 리세스(R10, R20)에 상기 제2 수지(135)가 완전하게 채워지지 않은 형태로 제공될 수 있으며, 일종의 에어 보이드(air void)가 존재할 수도 있다.
상기 제1 및 제2 리세스(R10, R20)는 서로 연결되어 제공될 수도 있다. 또한, 상기 제1 리세스(R10)와 상기 제2 리세스(R20)는 서로 연결되지 않고, 상기 제1 리세스(R10)는 상기 제1 개구부(TH1) 주변에 제공되고, 상기 제2 리세스(R20)는 상기 제2 개구부(TH2) 주변에 제공될 수도 있다.
다음으로, 도 6을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명된 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명이 생략될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예에 따른 발광소자 패키지는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 개구부(TH1)와 제2 개구부(TH2)가 제공된 몸체(110)를 포함할 수 있다. 상기 몸체(110)의 상면은 예로서 전체 면적에서 평탄하게 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)는 상기 몸체(110)의 상면에서 하면을 향하는 제1 방향으로 관통하여 제공될 수 있다.
상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)는 예로서 상기 몸체(110)의 상면에서 사각 형상으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)는 상기 몸체(110)의 하면에서 사각 형상으로 제공될 수 있다.
또한, 다른 실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)는 상기 몸체(110)의 상면 및 하면에서 원형 형상으로 제공될 수도 있다. 또한, 상기 제1 개구부(TH1)가 복수의 개구부로 제공되고, 상기 제2 개구부(TH2)가 복수의 개구부로 제공될 수도 있다.
다음으로, 도 7을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 설명한다. 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된 내용과 중복되는 사항에 대해서는 설명이 생략될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(600)는 제1 몸체(111), 발광소자(120)를 포함할 수 있다. 상기 발광소자(120)는 상기 제1 몸체(111) 위에 배치될 수 있다.
예로서, 상기 제1 몸체(111)는 도 6을 참조하여 설명된 바와 같이 상면 전체 영역에서 평탄면으로 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광소자(120)는 제1 본딩부(121), 제2 본딩부(122), 발광 구조물(123), 기판(124)을 포함할 수 있다.
상기 발광 구조물(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 제1 본딩부(121)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)는 상기 발광 구조물(123)과 상기 제1 몸체(111) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)는 상기 발광 구조물(123)과 상기 제1 몸체(111) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)는 Ti, Al, Sn, 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.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(600)는 제1 개구부(TH1)와 제2 개구부(TH2)를 포함할 수 있다.
상기 제1 몸체(111)는 상면으로부터 하면을 관통하는 상기 제1 개구부(TH1)를 포함할 수 있다. 상기 제1 몸체(111)는 상면으로부터 하면을 관통하는 상기 제2 개구부(TH2)를 포함할 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(120) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)는 상기 제1 몸체(111)의 상면에서 하면으로 향하는 제1 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 중첩되어 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제1 본딩부(121)의 하면이 상기 제1 개구부(TH1)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)의 하면이 상기 제1 몸체(111)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다.
상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(120) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122)와 중첩되어 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 제1 몸체(111)의 상면에서 하면으로 향하는 제1 방향으로 상기 발광소자(120)의 상기 제2 본딩부(122)와 중첩되어 제공될 수 있다.
예로서, 상기 제2 본딩부(122)의 하면이 상기 제2 개구부(TH2)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)의 하면이 상기 제1 몸체(111)의 상면에 비해 더 낮게 배치될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2)는 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 개구부(TH1)와 상기 제2 개구부(TH2)는 상기 발광소자(120)의 하부 면 아래에서 서로 이격되어 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역의 폭이 상기 제1 본딩부(121)의 하면의 폭에 비해 더 크게 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역의 폭이 상기 제2 본딩부(122)의 하면의 폭에 비해 더 크게 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 하부 영역이 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 내에 삽입되어 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 개구부(TH1)의 상부 영역의 폭이 상기 제1 개구부(TH1)의 하부 영역의 폭에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 개구부(TH2)의 상부 영역의 폭이 상기 제2 개구부(TH2)의 하부 영역의 폭에 비해 작거나 같게 제공될 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)는 하부 영역에서 상부 영역으로 가면서 폭이 점차적으로 작아지는 경사진 형태로 제공될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)는 하부 영역에서 상부 영역으로 가면서 폭이 점차적으로 작아지는 경사진 형태로 제공될 수 있다.
다만 이에 한정하지 않고, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)의 상부 영역과 하부 영역 사이의 경사면은 기울기가 서로 다른 복수의 경사면을 가질 수 있고, 상기 경사면은 곡률을 가지며 배치될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(600)는 제1 수지(130)를 포함할 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 본딩부(121)의 측면과 상기 제2 본딩부(122)의 측면에 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 예로서 상기 제1 몸체(111)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)의 하부 면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
예로서, 상기 제1 수지(130)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. 상기 제1 수지(130)는 접착제로 지칭될 수도 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 제1 몸체(111)와 상기 발광소자(120) 간의 안정적인 고정력을 제공할 수 있고, 상기 발광 소자(120)의 하면으로 광이 방출되는 경우, 상기 발광소자와 상기 몸체 사이에서 광확산기능을 제공할 수 있다. 상기 발광소자(120)로부터 상기 발광소자(120)의 하면으로 광이 방출될 때 상기 제1 수지(130)는 광확산기능을 제공함으로써 상기 발광소자 패키지(600)의 광추출효율을 개선할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)가 제공된 상기 제1 몸체(111)의 일부 영역에 상기 제1 수지(130)가 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제1 수지(130)는 도포, 닷팅(dotting), 또는 주입 등의 방법을 통하여 상기 제1 몸체(111)의 상면 일부 영역에 제공될 수 있다.
이어서, 상기 제1 몸체(111) 위에 상기 발광소자(120)가 부착될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 수지(130)는 상기 발광소자(120)와 상기 제1 몸체(111) 사이에 확산 이동될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 둘레로 확산되어 제공될 수 있다. 상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)와 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 사이 영역에도 배치될 수 있다. 또한, 점성 및 표면장력 등을 이용하여 상기 제1 수지(130)가 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 내로 이동되지 않도록 제어될 수 있다.
상기 제1 수지(130)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)의 상부 영역을 밀봉할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 영역으로부터 습기 또는 이물질이 상기 발광소자(120)가 배치된 영역으로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(600)는 제2 수지(135)를 포함할 수 있다.
상기 제2 수지(135)는 상기 발광소자(120)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(135)는 상기 발광소자(120)의 상면에 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(135)의 하면은 상기 몸체(110)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 제2 수지(135)의 하면은 상기 제1 몸체(111)의 상면에 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제2 수지(135)는 상기 발광소자(120)를 밀봉시킬 수 있다. 상기 제2 수지(135)의 측면 및 상면은 상기 발광소자(120)의 측면 및 상면에 각각 직접 접촉되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 수지(135)의 내측면은 상기 제1 수지(130)와 직접 접촉되어 배치될 수 있다.
상기 제2 수지(135)의 측면과 상기 제1 몸체(111)의 측면이 동일 평면에 제공될 수 있다.
예로서, 실시 예에 따른 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 어레이 형태로 배열된 복수의 제1 몸체(111)에 상기 제2 수지(135)가 제공될 수 있다. 그리고, 상기 제1 몸체(111)와 상기 제2 수지(135)에 대한 컷팅 공정을 통하여 개별 발광소자 패키지(600)가 획득될 수 있다.
이때, 상기 제1 몸체(111)와 상기 제2 수지(135)에 대한 컷팅 공정은 상기 제1 몸체(111)의 하면 방향으로 상면 방향으로 진행될 수 있다. 이때, 상기 컷팅 공정은 상기 제2 수지(135)의 상면까지 모두 컷팅될 수 있다.
또한, 상기 제2 수지(135)의 상면까지 컷팅 공정이 완전하게 수행되지 않고 일부 영역이 분리되지 않은 상태에서 컷팅 공정이 완료되고, 이후 서로 연결된 상기 제2 수지(135)에 대한 분리 공정이 수행될 수도 있다. 이는, 상기 제2 수지(135)의 연성 특성을 이용한 것으로서, 분리 및 경화 공정을 통하여 수축되면서, 상기 제2 수지(135)의 상면 모서리 부분이 라운드진 형상으로 제공되는 것으로 해석된다.
즉, 상기 제2 수지(135)의 상면과 측면이 접하는 경계 영역이 곡면으로 제공될 수 있다. 다른 표현으로서, 상기 제2 수지(135)의 상면과 측면이 접하는 모서리 영역이 곡면으로 제공될 수 있다.
이와 같이, 상기 제2 수지(135)의 상면 영역에서 컷팅 공정이 수행되지 않은 두께의 조절을 통하여, 상기 제2 수지(135)의 상면과 측면이 접하는 모서리 영역에서의 곡률 정도를 조절할 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제2 수지(135)의 상면과 측면이 접하는 모서리 영역이 수직 형상으로 제공되지 않고, 곡률 형상으로 제공됨으로써, 광추출 효율이 향상될 수 있게 된다.
예로서, 상기 제2 수지(135)는 실리콘계 수지를 포함할 수 있다.
종래 실리콘계 수지의 경우, 수소(H)와 탄소(C)의 결합인 크로스 링커(cross-linker)가 많이 존재하고, 이러한 크로스 링커의 과다 존재로 인하여 내열성이나 내광성이 취약한 문제가 있다.
실시 예에 따른 상기 제2 수지(135)는 이러한 단점을 해소하기 위하여 크로스 링커의 개수가 감소된 새로운 실리콘계 수지를 적용하였다. 상기 제2 수지(135)의 특성에 대해서는 뒤에서 더 살펴 보기로 한다.
또한, 상기 제2 수지(135)는 형광체를 포함할 수 있다. 상기 제2 수지(135)는 녹색 형광체, 적색 형광체, 황색 형광체를 포함하는 형광체 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제2 수지(135)는 적색 형광체로서 KSF(K2SiF6:Mn4 +) 형광체를 포함할 수 있다.
실시 예에 의하면, 액상 실리콘 바인더와 형광체를 혼합하여 필름 형태의 제2 수지(135)를 형성할 수 있다. 필름 형태로 형성된 상기 제2 수지(135)는 상기 발광소자(120)의 측면 및 상면에 제공되어 상기 발광소자(120)의 둘레를 밀봉시킬 수 있다.
상기 제2 수지(135)가 형광체를 포함하는 필름 형태로 상기 발광소자(120) 둘레에 제공됨으로써, 상기 발광소자(120)의 주변을 용이하게 밀봉할 수 있으며, 상기 발광소자(120)로부터 제공되는 빛이 상기 제2 수지(135)를 투과하면서 광 변환 효율이 향상될 수 있다.
상기 제2 수지(135)의 두께는 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 제2 수지(135)의 두께는 150 마이크로 미터 내지 300 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
상기 제2 수지(135)의 두께는 광 변환 효율을 고려하여 150 마이크로 미터 이상으로 선택될 수 있으며, 필름의 제조 과정에서 이용되는 솔벤트를 휘발 시키는데 필요한 시간 등의 공정 조건을 고려하여 300 마이크로 미터 이하로 선택될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(600)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 배치된 도전체(133)를 포함할 수 있다.
상기 제1 개구부(TH1)에 배치된 상기 도전체(133)는 상기 제1 본딩부(121)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 개구부(TH2)에 배치된 상기 도전체(133)는 상기 제2 본딩부(122)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 도전체(133)는 예로서 도전성 접착제로 제공될 수 있다.
예로서, 상기 도전체(133)는 Ag, Au, Pt, Sn, Cu 등을 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정하지 않고, 상기 도전체(133)는 전도성 기능을 확보할 수 있는 물질이 사용될 수 있다.
예로서, 상기 도전체(133)는 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 도전체(133)는 SAC(Sn-Ag-Cu) 물질을 포함할 수 있다.
한편, 이상에서 설명된 바와 같이, 실시 예에 따른 발광소자 패키지(600)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)가 빈 공간인 상태로 공급될 수 있다. 그리고, 추후 상기 발광소자 패키지(600)가 서브 마운트 또는 메인 기판 등에 실장되는 과정에서 도전체가 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2) 영역에 형성될 수도 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(600)는 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 도전체가 추후 제공될 수도 있는 점을 고려하여, 상기 제1 몸체(111)의 두께가 수십 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터로 선택될 수 있다.
예로서, 상기 제1 몸체(111)의 강도를 고려하여 상기 제1 몸체(111)의 두께는 70 마이크로 이상으로 선택될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 개구부(TH1, TH2)에 도전체가 용이하게 공급될 수 있도록 상기 제1 몸체(111)의 두께는 110 마이크로 미터 이하로 선택될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지(600)는 상기 제1 개구부(TH1)에 제공된 상기 도전체(133)를 통해 상기 제1 본딩부(121)에 전원이 연결되고, 상기 제2 개구부(TH2)에 제공된 상기 도전체(133)를 통해 상기 제2 본딩부(122)에 전원이 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 본딩부(121) 및 상기 제2 본딩부(122)를 통하여 공급되는 구동 전원에 의하여 상기 발광소자(120)가 구동될 수 있게 된다.
한편, 이상에서 설명된 실시 예에 따른 발광소자 패키지(600)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, 실시 예에 따른 발광소자 패키지 및 발광소자 패키지 제조방법에 의하면, 실시 예에 따른 상기 발광소자(120)의 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)는 도전체를 통하여 구동 전원을 제공 받을 수 있다. 그리고, 도전체의 용융점이 일반적인 본딩 물질의 용융점에 비해 더 높은 값을 갖도록 선택될 수 있다.
따라서, 실시 예에 따른 발광소자 소자 패키지(600)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, 도전체로서 도전성 페이스트가 이용될 수 있으며, 발광소자 패키지를 제조하는 공정에서 상기 제1 몸체(111)가 고온에 노출될 필요가 없게 된다. 따라서, 실시 예에 의하면, 상기 제1 몸체(111)가 고온에 노출되어 손상되거나 변색이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 몸체(111)를 구성하는 물질에 대한 선택 폭이 넓어질 수 있게 된다. 실시 예에 의하면, 상기 제1 몸체(111)는 세라믹 등의 고가의 물질뿐만 아니라, 상대적으로 저가의 수지 물질을 이용하여 제공될 수도 있다.
예를 들어, 상기 몸체(110)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, 이상의 설명에서는 상기 제2 수지(135)의 측면과 상기 제1 몸체(111)의 측면이 동일 평면을 형성하는 경우를 기준으로 설명되었다. 그러나, 다른 실시 예에 의하면, 상기 제2 수지(135)가 상기 제1 몸체(111)의 측면을 감싸는 형상으로 제공될 수도 있다. 즉, 상기 제2 수지(135)가 상기 발광소자(120)의 측면과 상면에 배치되고, 상기 제1 몸체(111)의 측면에도 배치되는 형태로 제공될 수 있다.
이에 따라, 상기 제2 수지(135)에 의하여 상기 발광소자(120)로부터 제공되는 빛의 광 변환 효율이 향상될 수 있으며, 상기 제2 수지(135)에 의하여 상기 발광소자(120)에 대한 흡습 차단 효과가 향상될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 제2 수지의 특성에 대해 더 살펴 보기로 한다.
일반적인 종래 실리콘 계열 수지는 크로스 링커의 개수가 많아 내열성이나 내광성에 취약했다.
이와 달리, 실시 예에서는 크로스 링커의 개수를 줄여, 내열성이나 내광성 특성이 우수한 실리콘 계열 수지를 이용하였다. 이러한 실리콘 계열 수지(이하, 개선된 실리콘이라 함)는 실리콘 바인더가 솔벤트(solvent)에 담궈진 액상 형태로 존재할 수 있다. 아울러, 개선된 실리콘은 끈적거림(sticky) 특성과 크랙(crack) 방지 특성이 우수하다.
이하에서는 FT-IR (Fourier Transformation-Infrared) 장비에 의해 검출된 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 제2 수지와 종래 수지의 특성을 살펴 보기로 한다.
FT-IR 장비는 분광 장비 중 기초적인 것 중에 하나이며 대부분의 화학 작용기(functional group)의 존재 유무를 판단하는 장비로서, 적외선을 시료에 조사했을 때 조사된 빛의 일부가 시료에 흡수되면서 특정 피크로 나타나는데, 이러한 특정 피크를 통해 해당 시료의 특성을 파악할 수 있다.
특정 피크는 특정 작용기에서만 나타나는 피크이며 피크의 위치는 핸드북(handbook)에서 확인 가능하다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 제2 수지와 종래 수지의 CH3 기능기 검출 그래프의 차이를 설명하는 도면이고, 도 9a 및 도 9b는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 제2 수지와 종래 수지의 Si-O-Si 기능기 검출 그래프의 차이를 설명하는 도면이고, 도 10a 및 도 10b는 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 수지와 종래 수지의 Phenyl 기능기 검출 그래프의 차이를 설명하는 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 종래 실리콘과 개선된 실리콘 모두 1450cm-1에서 페닐 그룹(phenyl group) 기능기의 피크가 나타나고, 1260 cm-1, 1100-1000 cm-1에서 Si-O-Si 기능기의 피크가 나타난다.
한편, FT-IR 장비를 이용하여 크로스링커의 대소 관계를 비교할 수 있다.
예컨대, 도 8a 및 도 8b에 도시한 바와 같이, 800-850 cm-1(빗금쳐진 부분)가 크로스링커와 관련될 수 있다.
즉, 800-850 cm-1 구간에서의 영역을 적분 결과에 의해 크로스링커의 대소 관계가 파악될 수 있다.
도 8a에 도시된 800-850 cm-1 구간에서의 영역에 대한 적분값이 도 8b에 도시된 800-850 cm-1 구간에서의 영역에 대한 적분값에 비해 더 작게 산출될 수 있다.
이와 같이 개선된 실리콘은 크로스링커의 개수가 줄어듦으로써 내열성이나 내광성 특성이 우수할뿐만 아니라 끈적거림(sticky) 특성과 크랙(crack) 방지 특성도 우수하다.
한편, 실시 예에 따른 제2 수지와 종래 수지는 다음 [표 1]에 기재된 바와 같은 차이점이 있음을 확인할 수 있다.
항목 종래 수지 제2 수지
실제 면적 적분 값 CH3 (800~850 파수 대역) 7.61 1.11
Si-O-Si (929~1229 파수 대역) 90.62 44.67
Phenyl (1420~1605 파수 대역) 1.87 1.38
계산 값(%) ([CH3]/[Si-O-Si])*100 8.39 2.49
([CH3]/[Phenyl])*100 407.83 80.80
[표 1]에 기재된 바와 같이, 제2 수지는 종래 수지에 비해 CH3 기능기의 면적 적분 값뿐만 아니라 다른 기능기의 면적 적분 값에 대한 상대 값도 훨씬 작게 산출됨을 볼 수 있다. 각 기능기의 해당 파수(wavenumber)에서의 면적 적분 값은 임의 단위를 가질 수 있으므로, 해당 기능기의 면적 적분 값 자체보다는 다른 기능기에 대한 면적 적분 값의 상대 값이 더 의미를 갖는 것으로 분석될 수 있다.
종래 수지에서 [CH3 기능기 면적 적분 값]/[Si-O-Si 기능기 면적 적분 값]의 상대적인 계산 값은 5%를 초과하는 반면에, 제2 수지에서는 [CH3 기능기 면적 적분 값]/[Si-O-Si 기능기 면적 적분 값]의 상대적인 계산 값이 5% 이하로 산출됨을 볼 수 있다. 예로서, 상기 제2 수지는 [CH3 기능기 면적 적분 값]/[Si-O-Si 기능기 면적 적분 값]의 상대적인 계산 값이 2% 내지 3% 범위로 산출될 수 있다.
또한, 종래 수지에서 [CH3 기능기 면적 적분 값]/[Phynyl 기능기 면적 적분 값]의 상대적인 계산 값은 100%를 초과하는 반면에, 제2 수지에서는 [CH3 기능기 면적 적분 값]/[Phynyl 기능기 면적 적분 값]의 상대적인 계산 값이 100% 이하로 산출됨을 볼 수 있다. 예로서, 제2 수지는 [CH3 기능기 면적 적분 값]/[Phynyl 기능기 면적 적분 값]의 상대적인 계산 값이 70% 내지 90%로 산출될 수 있다.
한편, 이상에서 설명된 발광소자 패키지에는 예로서 플립칩 발광소자가 제공될 수 있다.
예로서, 플립칩 발광소자는 6면 방향으로 빛이 방출되는 투과형 플립칩 발광소자로 제공될 수 있으며, 5면 방향으로 빛이 방출되는 반사형 플립칩 발광소자로 제공될 수도 있다.
상기 5면 방향으로 빛이 방출되는 반사형 플립칩 발광소자는 상기 패키지 몸체(110)에 가까운 방향으로 반사층이 배치된 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 반사형 플립칩 발광소자는 제1 및 제2 전극 패드와 발광구조물 사이에 절연성 반사층(예를 들어 Distributed Bragg Reflector, Omni Directional Reflector 등) 및/또는 전도성 반사층(예를 들어 Ag, Al, Ni, Au 등)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 6면 방향으로 빛이 방출되는 플립칩 발광소자는 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극, 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극을 가지며, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에서 빛이 방출되는 일반적인 수평형 발광소자로 제공될 수 있다.
또한, 상기 6면 방향으로 빛이 방출되는 플립칩 발광소자는, 상기 제1 및 제2 전극 패드 사이에 반사층이 배치된 반사 영역과 빛이 방출되는 투과 영역을 모두 포함하는 투과형 플립칩 발광소자로 제공될 수 있다.
여기서, 투과형 플립칩 발광소자는 상부면, 4개의 측면, 하부면의 6면으로 빛이 방출되는 소자를 의미한다. 또한, 반사형 플립칩 발광소자는 상부면, 4개의 측면의 5면으로 빛이 방출되는 소자를 의미한다.
그러면, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 플립칩 발광소자의 예를 설명하기로 한다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자를 나타낸 평면도이고, 도 12는 도 11에 도시된 발광소자의 A-A 선에 따른 단면도이다.
한편, 이해를 돕기 위해, 도 11을 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 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 의하면, 상기 제1 도전형 반도체층(1111)은 n형 반도체층으로 제공되고, 상기 제2 도전형 반도체층(1113)은 p형 반도체층으로 제공될 수 있다. 물론, 다른 실시 예에 의하면, 상기 제1 도전형 반도체층(1111)이 p형 반도체층으로 제공되고, 상기 제2 도전형 반도체층(1113)이 n형 반도체층으로 제공될 수도 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 제1 도전형 반도체층(1111)이 n형 반도체층으로 제공되고 상기 제2 도전형 반도체층(1113)이 p형 반도체층으로 제공된 경우를 기준으로 설명하기로 한다.
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)은 예로서 복수의 라인 형상으로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 서브전극(1142)은 예로서 복수의 라인 형상으로 제공될 수 있다. 상기 제1 서브전극(1141)은 이웃된 복수의 제2 서브전극(1142) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 서브전극(1142)은 이웃된 복수의 제1 서브전극(1141) 사이에 배치될 수 있다.
상기 제1 서브전극(1141)과 상기 제2 서브전극(1142)이 서로 다른 극성으로 구성되는 경우, 서로 다른 개수의 전극으로 배치될 수 있다. 예를 들어 상기 제1 서브전극(1141)이 n 전극으로, 상기 제2 서브전극(1142)이 p 전극으로 구성되는 경우 상기 제1 서브전극(1141)보다 상기 제2 서브전극(1142)의 개수가 더 많을 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(1113)과 상기 제1 도전형 반도체층(1111)의 전기 전도도 및/또는 저항이 서로 다른 경우, 상기 제1 서브전극(1141)과 상기 제2 서브전극(1142)에 의해 상기 발광 구조물(1110)로 주입되는 전자와 정공의 균형을 맞출 수 있고 따라서 상기 발광소자의 광학적 특성이 개선될 수 있다.
한편, 실시 예에 따른 발광소자가 적용될 발광소자 패키지에서 요청되는 특성에 따라, 상기 제1 서브전극(1141)과 상기 제2 서브전극(1142)의 극성이 서로 반대로 제공될 수도 있다. 또한, 상기 제1 서브전극(1141)과 상기 제2 서브전극(1142)의 폭/길이/형상 및 개수 등은 발광소자 패키지에서 요청되는 특성에 따라 다양하게 변형되어 적용될 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.
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.
이와 같이 실시 예에 따른 발광소자(1100)에 의하면, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제1 서브전극(1141)은 상기 복수의 제4 개구부(h4) 영역에서 접촉될 수 있다. 또한, 상기 제2 본딩부(1172)와 상기 제2 서브전극(1142)이 복수의 영역에서 접촉될 수 있다. 이에 따라, 실시 예에 의하면, 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.
또한, 실시 예에 따른 발광소자(1100)에 의하면, 상기 제1 반사층(1161)이 상기 제1 서브전극(1141) 아래에 배치되며, 상기 제2 반사층(1162)이 상기 제2 서브전극(1142) 아래에 배치된다. 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.
예를 들어, 상기 제1 반사층(1161)과 상기 제2 반사층(1162)은 절연성 재료로 이루어지되, 상기 활성층(1112)에서 방출된 빛의 반사를 위하여 반사율이 높은 재료, 예를 들면 DBR 구조를 이룰 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 TiO2, SiO2, Ta2O5, HfO2 중 적어도 하나 이상을 포함하는 단층 또는 적층 구조로 배치될 수 있다.
또한, 다른 실시 예에 의하면, 이에 한정하지 않고, 상기 제1 반사층(1161)과 상기 제2 반사층(1162)은 상기 활성층(1112)에서 발광하는 빛의 파장에 따라 상기 활성층(1112)에서 발광하는 빛에 대한 반사도를 조절할 수 있도록 자유롭게 선택될 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.
구체적으로, 상기 발광 구조물(1110)에서 방출되는 빛은, 상기 제1 본딩부(1171)와 상기 제2 본딩부(1172)가 배치된 면 중에서, 상기 제1 반사층(1161), 상기 제2 반사층(1162), 상기 제3 반사층(1163)이 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.
다음으로, 도 13 및 도 14를 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 발광소자의 다른 예를 설명하도록 한다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 발광소자의 전극 배치를 설명하는 평면도이고, 도 14는 도 13에 도시된 발광소자의 F-F 선에 따른 단면도이다.
한편, 이해를 돕기 위해, 도 13을 도시함에 있어, 제1 전극(127)과 제2 전극(128)의 상대적인 배치 관계 만을 개념적으로 도시하였다. 상기 제1 전극(127)은 제1 본딩부(121)와 제1 가지전극(125)을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극(128)은 제2 본딩부(122)와 제2 가지전극(126)을 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는 기판(124) 위에 배치된 발광 구조물(123)을 포함할 수 있다.
상기 기판(124)은 사파이어 기판(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge을 포함하는 그룹 중에서 선택될 수 있다. 예로서, 상기 기판(124)은 상부 면에 요철 패턴이 형성된 PSS(Patterned Sapphire Substrate)로 제공될 수 있다.
상기 발광 구조물(123)은 제1 도전형 반도체층(123aa), 활성층(123b), 제2 도전형 반도체층(123c)을 포함할 수 있다. 상기 활성층(123b)은 상기 제1 도전형 반도체층(123a)과 상기 제2 도전형 반도체층(123c) 사이에 배치될 수 있다. 예로서, 상기 제1 도전형 반도체층(123a) 위에 상기 활성층(123b)이 배치되고, 상기 활성층(123b) 위에 상기 제2 도전형 반도체층(123c)이 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 도전형 반도체층(123a)은 n형 반도체층으로 제공되고, 상기 제2 도전형 반도체층(123c)은 p형 반도체층으로 제공될 수 있다. 물론, 다른 실시 예에 의하면, 상기 제1 도전형 반도체층(123a)이 p형 반도체층으로 제공되고, 상기 제2 도전형 반도체층(123c)이 n형 반도체층으로 제공될 수도 있다.
실시 예에 따른 발광소자는 제1 전극(127)과 제2 전극(128)을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(127)은 제1 본딩부(121)와 제1 가지전극(125)을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극(127)은 상기 제2 도전형 반도체층(123c)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 가지전극(125)은 상기 제1 본딩부(121)로부터 분기되어 배치될 수 있다. 상기 제1 가지전극(125)은 상기 제1 본딩부(121)로부터 분기된 복수의 가지전극을 포함할 수 있다.
상기 제2 전극(128)은 제2 본딩부(122)와 제2 가지전극(126)을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극(128)은 상기 제1 도전형 반도체층(123a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 가지전극(126)은 상기 제2 본딩부(122)로부터 분기되어 배치될 수 있다. 상기 제2 가지전극(126)은 상기 제2 본딩부(122)로부터 분기된 복수의 가지전극을 포함할 수 있다.
상기 제1 가지전극(125)와 상기 제2 가지전극(126)은 핑거(finger) 형상으로 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 상기 제1 가지전극(125)과 상기 제2 가지전극(126)에 의하여 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)를 통하여 공급되는 전원이 상기 발광 구조물(123) 전체로 확산되어 제공될 수 있게 된다.
상기 제1 전극(127)과 상기 제2 전극(128)은 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(127)과 상기 제2 전극(128)은 오믹 전극일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(127)과 상기 제2 전극(128)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(123)에 보호층이 더 제공될 수도 있다. 상기 보호층은 상기 발광 구조물(123)의 상면에 제공될 수 있다. 또한, 상기 보호층은 상기 발광 구조물(123)의 측면에 제공될 수도 있다. 상기 보호층은 상기 제1 본딩부(121)와 상기 제2 본딩부(122)가 노출되도록 제공될 수 있다. 또한, 상기 보호층은 상기 기판(124)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(123b)에서 생성된 빛이 발광소자의 6면 방향으로 발광될 수 있다. 상기 활성층(123b)에서 생성된 빛이 발광소자의 상면, 하면, 4개의 측면을 통하여 6면 방향으로 방출될 수 있다.
참고로, 도 1 내지 도 12를 참조하여 설명된 발광소자의 상하 배치 방향과 도 13 및 도 14에 도시된 발광소자의 상하 배치 방향은 서로 반대로 도시되어 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 면적의 합은 상기 기판(124)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(121, 122)의 면적의 합은 상기 기판(124)의 상면 면적을 기준으로 10% 이하로 설정될 수 있다.
또한, 실시 예에 의하면, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 면적의 합은 상기 기판(124)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(121, 122)의 면적의 합은 상기 기판(124)의 상면 면적을 기준으로 0.7% 이상으로 설정될 수 있다.
예로서, 상기 제1 본딩부(121)의 상기 발광소자의 장축 방향에 따른 폭은 수십 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 제1 본딩부(121)의 폭은 예로서 70 마이크로 미터 내지 90 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1 본딩부(121)의 면적은 수천 제곱 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
또한, 상기 제2 본딩부(122)의 상기 발광소자의 장축 방향에 따른 폭은 수십 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 제2 본딩부(122)의 폭은 예로서 70 마이크로 미터 내지 90 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 본딩부(122)의 면적은 수천 제곱 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
이와 같이, 상기 제1 및 제2 본딩부(121, 122)의 면적이 작게 제공됨에 따라, 상기 발광소자(120)의 하면으로 투과되는 빛의 양이 증대될 수 있다.
한편, 실시 예에 따른 발광소자 패키지는 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, 실시 예에 따른 광원 장치는 부재와 홀더 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈은 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 몸체 111 제1 몸체
113 제2 몸체 120 발광소자
121 제1 본딩부 122 제2 본딩부
123 발광 구조물 130 제1 수지
133 도전체 135 제2 수지
140 제3 수지 145 제4 수지
310 회로기판 TH1 개구부
R10 제1 리세스 R20 제2 리세스

Claims (10)

  1. 제1 및 제2 개구부를 포함하는 몸체;
    상기 몸체 상에 배치되며, 제1 및 제2 본딩부를 포함하는 발광소자;
    상기 몸체와 상기 발광소자 사이에 배치된 제1 수지; 및
    상기 발광소자의 측면 및 상면에 배치된 제2 수지;
    를 포함하고,
    상기 제1 수지는 상기 제1 및 제2 본딩부의 측면에 접촉되어 배치되고,
    상기 제2 수지는 FT-IR 분석을 통해 800~850 파수 대역, 929~1229 파수 대역, 1420~1605 파수 대역에서 각각 검출되는 기능기를 포함하고,
    [800~850 파수 대역 면적 적분 값]/[929~1229 파수 대역 면적 적분 값]이 2% 내지 3% 범위이고, [800~850 파수 대역 면적 적분 값]/[1420~1605 파수 대역 면적 적분 값]이 70% 내지 90% 범위인 발광소자 패키지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자의 상부 방향에서 보았을 때, 상기 몸체의 상면에 제공되며, 상기 발광소자의 둘레에 제공되어 상기 제2 수지와 중첩되어 제공된 리세스를 포함하는 발광소자 패키지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 리세스에 상기 제2 수지가 제공된 발광소자 패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 본딩부의 하면이 상기 제1 및 제2 개구부의 상면에 비해 더 낮게 배치되고,
    상기 제1 및 제2 개구부에 제공되어 상기 제1 및 제2 본딩부의 상기 하면에 각각 접촉되어 배치된 도전체를 포함하는 발광소자 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 수지의 상면 및 측면에 접촉되어 배치된 제3 수지를 더 포함하는 발광소자 패키지.
  9. 삭제
  10. 삭제
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