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KR102481646B1 - 반도체 발광소자 패키지 - Google Patents

반도체 발광소자 패키지 Download PDF

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KR102481646B1
KR102481646B1 KR1020150159217A KR20150159217A KR102481646B1 KR 102481646 B1 KR102481646 B1 KR 102481646B1 KR 1020150159217 A KR1020150159217 A KR 1020150159217A KR 20150159217 A KR20150159217 A KR 20150159217A KR 102481646 B1 KR102481646 B1 KR 102481646B1
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옥정태
김학환
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 일 싱시예에 따른 반도체 발광소자 패키지는, 제1 및 제2 전극이 배치된 제1 면과, 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 갖는 발광다이오드 칩, 상기 발광다이오드 칩의 가장자리에 인접하여 상기 제1 면 상에 배치되는 댐구조물, 상기 발광다이오드 칩의 측면과 상기 제2 면 및 상기 댐구조물의 적어도 일면 상에 배치되며, 파장변환물질을 포함하는 파장변환층을 포함한다.

Description

반도체 발광소자 패키지{SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE}
본 발명은 반도체 발광소자 패키지에 관한 것이다.
반도체 발광소자는 전류가 가해지면 전자와 정공의 재결합 원리를 이용하여 광을 방출하며, 낮은 소비전력, 고휘도, 소형화 등의 여러 장점 때문에 광원으로서 널리 사용되고 있다. 특히, 질화물계 발광소자가 개발된 후에는 활용범위가 더욱 확대되어 광원모듈, 가정용 조명장치, 자동차 조명 등으로 채용되고 있다.
반도체 발광소자의 활용범위가 넓어짐에 따라 고전류/고출력 분야의 광원 분야로 그 활용범위가 확대되고 있다. 이와 같이 반도체 발광소자가 고전류/고출력 분야에서 요구됨에 따라 당 기술 분야에서는 발광 효율의 향상을 위한 연구가 계속되어 왔다. 특히, 광원모듈과 관련된 분야에서는 반도체 발광소자가 실장된 패키지에서 방출되는 광의 지향각을 증가시키기 위한 방법이 요청되고 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 색품질이 향상되고, 광지향각이 증가된 반도체 발광소자 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지는, 제1 및 제2 전극이 배치된 제1 면과, 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 갖는 발광다이오드 칩; 상기 발광다이오드 칩의 가장자리에 인접하여 상기 제1 면 상에 배치되는 댐구조물; 및 상기 발광다이오드 칩의 측면과 상기 제2 면 및 상기 댐구조물의 적어도 일면 상에 배치되며, 파장변환물질을 포함하는 파장변환층;을 포함한다.
일 예로, 상기 파장변환층은, 상기 발광다이오드 칩의 상기 측면 상에 배치되는 제1 영역; 및 상기 발광다이오드 칩의 상기 제2 면 상에 배치되는 제2 영역; 을 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 각각 균일한 두께를 가질 수 있다.
일 예로, 상기 댐구조물은 상기 발광다이오드 칩의 가장자리에 인접하여 배치되는 제1 댐구조물과, 상기 제1 및 제2 전극 사이에 배치되는 제2 댐구조물을 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 댐구조물은 상기 제1 및 제2 전극을 노출시키며, 제1 면을 덮도록 배치될 수 있다.
일 예로, 상기 발광다이오드 칩의 상기 측면은, 상기 댐구조물의 측면과 공면(co-planar)을 형성할 수 있다.
일 예로, 상기 댐구조물의 하면과 상기 제1 영역의 하면은 공면(co-planar)을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지는, 제1 및 제2 전극이 배치된 제1 면과 상기 제1 면에 대향하는 제2 면, 및 상기 제1 면과 상기 제2 면을 연결하는 적어도 하나의 측면을 갖는 발광다이오드 칩; 및 상기 제1 및 제2 전극 각각의 적어도 일부를 노출시키는 개구부를 제공하며, 상기 발광다이오드 칩의 상기 제1 면, 제2 면 및 측면 상에 배치되고, 파장변환물질을 포함하는 파장변환층;을 포함한다.
일 예로, 기판; 및 상기 기판 상에 적층되는 제1 도전형 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형 반도체층을 갖는 발광구조물을 포함하며, 상기 발광구조물은 상기 기판의 가장자리와 분리되어 배치되는 발광구조물; 을 더 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 발광구조물의 측면 상에 배치되는 반사층을 더 포함할 수 있다.
발광다이오드 칩의 측면 및 상면에 파장변환층을 배치함으로써, 색품질이 향상되고, 광지향각이 증가된 반도체 발광소자 패키지 및 광원모듈이 제공될 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 반도체 발광소자 패키지의 A-A'을 따라 절개한 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2의 발광다이오드 칩을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지의 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지의 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 5의 발광다이오드 칩을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지에 채용된 발광다이오드 칩을 나타낸 평면도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 발광다이오드 칩을 나타낸 단면도이다.
도 9a 내지 도 9f는 도 8a의 발광다이오드 칩의 제조공정을 나타내는 주요 단계별 도면이다.
도 10a 내지 도 10d는 도 2의 반도체 발광소자 패키지의 제조공정을 나타내는 주요 단계별 도면이다.
도 11a 내지 도 11e는 도 4의 반도체 발광소자 패키지의 제조공정을 나타내는 주요 단계별 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 다음과 같이 설명한다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형되거나 여러 가지 실시예가 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시예는 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 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위해 사용된 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 지적하는 것이 아니라면, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함하다", "구비하다", 또는 "가지다" 등과 같은 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합이 존재함을 특정하려는 것이며, 하나 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 해석되어야 한다. 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제1, 제2 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 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다.　따라서, 이하 상술할 제1 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 반도체 발광소자 패키지의 A-A'를 따라 절개한 개략적인 단면도이며, 도 3은 도 2의 발광다이오드 칩을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광소자 패키지(100)는, 제1 및 제2 전극(113, 114)을 구비하는 발광다이오드 칩(110), 상기 발광다이오드 칩(110)의 측면에 배치된 측면 파장변환층(120) 및 상기 발광다이오드 칩(110)의 상면을 덮는 상면 파장변환층(130)을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 발광다이오드 칩(110)은 제1 및 제2 전극(113, 114)이 배치된 제1 면(B)과 상기 제1 면(B)에 대향하는 제2 면(C)을 가질 수 있다.
상기 발광다이오드 칩(110)은 투광성 기판(111)과, 상기 투광성 기판(111) 상에 배치된 발광구조물(112)을 포함할 수 있다. 상기 발광구조물(112)의 일면은 상기 제1 면(B)을 구성할 수 있으며, 상기 제1 및 제2 전극(113, 114)은 발광구조물(112)에 각각 접속될 수 있다.
상기 기판(111)은 사파이어, SiC, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN 등의 물질로 이루어진 반도체 성장용 기판을 사용할 수 있다. 이 경우, 사파이어는 육각-롬보형(Hexa-Rhombo R3c) 대칭성을 갖는 결정체로서 c축 및 a축 방향의 격자상수가 각각 13.00A과 4.758 A이며, C(0001)면, A(11-20)면, R(1-102)면 등을 갖는다. 이 경우, 상기 C면은 비교적 질화물 박막의 성장이 용이하며, 고온에서 안정하기 때문에 질화물 성장용 기판으로 주로 사용된다.
상기 기판(111)은 서로 대향하는 면을 가질 수 있으며, 대향하는 면 중 적어도 하나에는 요철구조가 형성될 수 있다. 상기 요철구조는 상기 기판(111)의 일부를 식각함으로써 제공될 수 있으며, 이와 달리 상기 기판(111)과 다른 이종 물질층을 형성함으로써 제공될 수도 있다.
상기 발광구조물(112)은 상기 기판(111)의 일면 상에 순차적으로 배치된 제1 도전형 반도체층(112A), 활성층(112B) 및 제2 도전형 반도체층(112C)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층(112A, 112C)은 각각 n형 및 p형 반도체층이 될 수 있으며, 질화물 반도체로 이루어질 수 있다. 따라서, 이에 제한되는 것은 아니지만, 본 실시예의 경우, 제1 및 제2 도전형 반도체층(112A, 112C)은 각각 n형 및 p형 질화물 반도체층을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 제1 및 제2 도전형 반도체층(112A, 112C)은 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y<1, 0≤x+y<1임)을 가지며, 예컨대 GaN, AlGaN, InGaN 등의 물질이 이에 해당될 수 있다.
상기 활성층(112B)은 가시광(약 350㎚∼680㎚ 파장범위)을 발광하기 위한 층일 수 있으며, 단일 또는 다중 양자 우물(multiple quantum well; MQW )구조를 갖는 언도프된 질화물 반도체층으로 구성될 수 있다. 상기 활성층(112B)은 예를 들어 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x<1, 0≤y<1, 0≤x+y<1)의 양자장벽층과 양자우물층이 교대로 적층된 다중양자우물구조로　형성되어 소정의 밴드 갭을 가지는 구조를 사용할 수 있다. 이와 같은 양자 우물에 의해 전자 및 정공이 재결합되어 발광한다. 다중 양자우물 구조의 경우, 예컨대, InGaN/GaN 구조가 사용될 수 있다. 제1 및 제2 도전형 반도체층(112A, 112C)과 활성층(112B)은 MOCVD, MBE, HVPE 등과 같은 결정 성장 공정을 이용하여 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극(113, 114)은 각각 제1 및 제2 도전형 반도체층(112A, 112C)과 각각 접하도록 구비될 수 있다.
제1 및 제2 전극(113, 114)은 각각 제1 및 제2 도전형 반도체층(112A, 112C)과 오믹 특성을 갖는 도전성 물질이 1층 또는 다층 구조로 이루어질 수 있으며, 예컨대, Au, Ag, Cu, Zn, Al, In, Ti, Si, Ge, Sn, Mg, Ta, Cr, W, Ru, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, 투명 도전성 산화물(TCO) 등의 물질 중 하나 이상을 스퍼터링 등을 이용하여 증착시킴으로써 형성될 수 있다. 제1 및 제2 전극(113, 114)은 상기 발광구조물(112)을 기준으로, 상기 기판(111)의 반대 측인 제1 면(B)에 서로 동일한 방향으로 배치될 수 있다. 따라서, 상기 발광다이오드 칩 (110)은 실장되는 면에 플립칩(flip-chip) 형태로 실장될 수 있다. 이 경우, 활성층(112B)에서 방출된 광은 상기 기판(111)을 경유하여 외부로 방출될 수 있다.
상기 발광다이오드 칩(110)의 제1 면(B)은 제1 영역(R1)및 제1 영역(R1)을 둘러싸는 제2 영역(R2)를 포함할 수 있다. 제1 영역(R1)은 제1 전극(113) 및 제2 전극(114)이 위치한 영역일 수 있다. 제2 영역(R2)은 상기 발광다이오드 칩(110)의 제1 면(B)의 가장자리에 인접하도록 배치될 수 있다.
댐구조물(140)은 발광다이오드 칩(110)의 가장자리 영역(R2)에 인접하여 배치되는 제1 댐구조물(141)과, 상기 제1 및 제2 전극(113, 114) 사이 영역(R3)에 배치되는 제2 댐구조물(142)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 댐구조물(141, 142)은 서로 연장되어 일체로 형성될 수 있으나, 별개로 분리되어 형성될 수도 있다. 댐구조물(140)은, 반도체 발광소자 패키지를 만드는 후속 공정에서, 측면 파장변환층이 도포되는 높이보다 높게 형성하여, 파장변환층이 도포되는 과정에서 발광다이오드 칩의 상면으로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 댐구조물(140)은 SiO2, SiN, SiOxNy , TiO2, Si3N4, Al2O3, TiN, AlN, ZrO2, TiAlN, TiSiN 등과 같이 반사율이 높은 물질이 혼합되어, 활성층(112B)에서 방출된 광을 반사할 수 있다.
도 2를 참조하면, 반도체 발광소자 패키지(100)는, 상기 발광다이오드 칩(110)의 측면에 배치된 측면 파장변환층(120) 및 상기 발광다이오드 칩(110)의 상면을 덮는 상면 파장변환층(130)을 포함할 수 있다.
상기 측면 파장변환층(120)은 상기 발광다이오드 칩(110)의 측면을 덮도록 배치될 수 있다. 상기 측면 파장변환층(120)은 상기 발광다이오드 칩(110)의 모든 측면을 둘러싸도록 배치되어, 상기 발광다이오드 칩(110)에서 방출되는 측면광이 파장변환되도록 할 수 있다. 따라서, 발광다이오드 칩의 측면에 반사층을 형성하고 상면에만 파장변환층을 배치하는 실시예와 비교할 때, 더 큰 광지향각을 얻을 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지(100)에서는, 약 140° 이상의 광지향각을 가지는 광을 제공할 수 있다. 또한, 발광다이오드 칩의 측면에도 파장변환층이 배치되므로, 파장변환층을 거치지 않은 빛이 방출되는 것이 근본적으로 방지될 수 있다. 따라서, 방출되는 빛의 COA(color of angle)가 향상될 수 있는 효과가 있다.
상기 측면 파장변환층(120)은 상기 발광다이오드 칩(110)의 측면에 실질적으로 균일한 두께를 갖도록 배치될 수 있다. 여기서 실질적으로 균일한 두께라 함은, 상기 발광다이오드 칩(110)의 측면을 따라 완전히 일정하지는 않더라도, 두께 변화가 제조공정 상의 오차 범위 내에 있는 정도를 의미한다.
상기 측면 파장변환층(120)이 발광다이오드 칩(110)의 모든 측면을 둘러싸도록 배치되는 경우, 발광다이오드 칩의 각 측면을 둘러싸는 측면 파장변환층(120)이 모두 실질적으로 균일한 두께를 갖도록 배치할 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 발광다이오드 칩(110)의 서로 마주보는 측면에 배치된 측면 파장변환층만 서로 실질적으로 균일한 두께를 가질 수도 있다.
상기 측면 파장변환층(120)은 그 상면(123)이 상기 상면 파장변환층(130)의 가장자리에 접하도록 배치될 수 있으며, 이때, 상기 파장변환층(120)의 측면(122)이 이루는 면과 상기 상면 파장변환층(130)의 측면(131)이 이루는 면이 공면(co-planar)을 이루도록 배치될 수도 있다. 또한, 상기 측면 파장변환층(120)의 하면(121)은, 메니스커스(meniscus) 형태의 곡면을 갖도록 형성될 수 있다.
상기 측면 파장변환층(120)은, 광투과성 물질에 파장변환물질이 혼합된 형태로 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 이러한 광투과성 물질로는 열경화성 수지가 포함될 수 있다. 예를 들어, 파장변환층(120)은 열결화성 수지, 경화제 및 경화 촉매 등으로 이루어진 폴리머 바인더가 반경화된(B-stage) 복합재일 수 있다. 이러한 열경화성 수지는 일정 온도 미만으로 가열하면 반경화 상태가 되어 유동 가능한 수준으로 상 변화하는 반경화성을 가지나, 일정 온도 이상으로 가열하면 경화되는 특성을 가진다. 따라서, 파장변환물질이 분산된 반경화 상태로 상기 발광다이오드 칩(110)의 측면에 도포된 후, 가열과정을 거치면서 경화되어 상기 발광다이오드 칩(110)의 측면을 덮을 수 있다.
상기 측면 파장변환층(120)에 사용되는 수지는 고 접착성, 고 광투과성, 고 내열성, 고 광굴절율, 내습성 등을 만족할 수 있는, 에폭시 수지(epoxy resin)나 실리콘 수지(silicone resin)가 사용될 수 있다. 고 접착성 확보를 위해서는 접착력 향상을 도모하는 첨가제로서, 예를 들어, 실란(silane)계 물질이 채용될 수 있다.
상기 파장변환물질로는 형광체나 양자점 등이 사용될 수 있다. 형광체로는 가넷(garnet) 계열 형광체(YAG, TAG, LuAG), 실리케이트 계열 형광체, 질화물계 형광체, 황화물계 형광체, 산화물계 형광체 등이 사용될 수 있으며, 단일종으로 구성되거나 또는 소정 비율로 혼합된 복수종으로 구성될 수 있다.
상기 측면 파장변환층(120)은 하나의 층이 적층된 구조일 수 있으나, 다층으로 형성될 수도 있다. 상기 측면 파장변환층(120)을 다층으로 형성한 경우에 각각의 층에 서로 다른 종류의 광투과성 물질과 파장변환물질이 포함되게 할 수도 있다. 이때, 각 층을 이루는 광투과성 물질이 서로 다른 특성을 가지도록 할 수도 있다.
예를 들어, 하층을 이루는 광투과성 물질은 상층을 이루는 광투과성 물질보다 강도가 높은 특성을 갖도록 하여 상기 파장변환부(120)가 안정적으로 형태를 유지할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 상면 파장변환층(130)과 접하는 층을 이루는 광투과성 물질은 하층을 이루는 광투과성 물질보다 점착력이 높은 특성을 갖도록 형성하여 상기 상면 파장변환층(130)과의 접착이 용이하도록 할 수도 있다. 또한, 복수의 층 중 어느 한 층은 파장변환물질이 함유되지 않은 투명층으로 이루어질 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 상면 파장변환층(130)은 상기 발광다이오드 칩(110)의 제2 면(C)을 전체적으로 덮도록 배치될 수 있다. 상기 상면 파장변환층(130)은 앞서 설명한 측면 파장변환층(120)에서 사용된 광투과성 물질과 유사한 물질에, 파장변환물질이 분산된 상태로 형성될 수 있다. 광투과성 물질은 앞서 설명한 열경화성 수지가 포함될 수 있다. 따라서, 일정 온도 미만으로 가열하면 반경화 상태가 되어 유동 가능한 수준으로 상 변화하는 반경화성을 가지나, 일정 온도 이상으로 가열하면 경화되는 특성을 가질 수 있다. 따라서, 상면 파장변환층(130)은 부착성이 있는 반경화된 시트(sheet) 상태로 제공되어, 상기 발광다이오드 칩(110)을 상기 상면 파장변환층(130)에 부착시킨 후, 가열과정을 거치면서 경화되어 상기 발광다이오드 칩(110)의 상면에 견고하게 부착될 수 있다.
파장변환물질은 앞서 설명한 형광체 또는 양자점이 사용될 수 있다. 상기 상면 파장변환층(130)의 파장변환물질은 상기 측면 파장변환층(120)의 파장변환물질과 동일한 물질일 수 있다. 그러나, 이에 한정하는 것은 아니며, 이종의 형광체 또는 양자점일 수 있다.
또한, 상기 상면 파장변환층(130)은 상기 발광다이오드 칩(110)의 제2 면(C)을 전체적으로 덮되, 측면 파장변환층(120)의 상면(123)까지 덮을 수 있을 정도의 폭으로 배치될 수 있다.
상기 상면 파장변환층(130)의 두께(W2)는 상기 측면 파장변환층(120)의 두께(W1)의 15 내지 30%가 되도록 배치될 수 있다. 이와 같은 두께의 비를 갖는 상면 및 하면 파장변환층(130, 120)을 배치하면, 반도체 발광소자 패키지(100)에서 방출되는 광의 색편차가 △U'V' 0.01 이하로 확보될 수 있는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광소자 패키지(200)의 개략적인 단면도이다. 본 실시예의 경우, 앞서 설명한 발광다이오드 칩과 동일한 구조의 발광다이오드 칩(210)이 사용될 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광소자 패키지(200)는, 제1 및 제2 전극(213, 214)을 구비하는 발광다이오드 칩(210), 상기 발광다이오드 칩(210)의 측면 및 상면을 덮는 파장변환층(230)을 포함할 수 있다.
본 실시예의 파장변환층(230)은, 앞서 설명한 측면 및 상면 파장변환층(120, 130)과 비교할 때, 전체가 일체로 형성된 차이점이 있다. 또한, 파장변환층(230)의 하면(231)과 댐구조물(241)의 하면(241a)이 공면을 이루도록 형성될 수 있는 차이점이 있다.
본 실시예는 발광다이오드 칩(210)의 측면과 상면을 하나의 파장변환층(230)으로 덮으므로, 앞서 설명한 실시예보다 제조가 간편한 장점이 있다.
상기 파장변환층(230)의 상면 두께(W4)는 측면 두께(W3)의 15 내지 30%가 되도록 배치될 수 있다. 이와 같은 두께의 비를 갖도록 파장변환층(230)을 배치하면, 반도체 발광소자 패키지(200)에서 방출되는 광의 색편차가 △U'V' 0.01 이하로 확보될 수 있는 효과가 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광소자 패키지(300)의 개략적인 단면도이고, 도 6은 도 5의 발광다이오드 칩을 도시한 개략적인 단면도이다. 본 실시예의 경우, 앞서 설명한 발광다이오드 칩과는 다른 구성을 가지는 발광다이오드 칩(310)이 채용된 차이점이 있다.
도 6을 참조하면, 본 실시예의 발광다이오드 칩(310)은 기판(311)의 가장자리 영역(R4)의 발광구조물(312)이 완전히 제거되었으며, 발광구조물(312)의 측면을 포함하는 영역에 반사층(315)이 배치된 차이점이 있다. 또한, 앞서 설명한 실시예와 달리, 댐구조물이 제거된 차이점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광소자 패키지(300)는, 제1 및 제2 전극(313, 314)을 구비하는 발광다이오드 칩(310), 상기 발광다이오드 칩(310)의 측면 및 상면을 덮으며, 제1 및 제2 전극(313, 314)를 노출시키는 개구부(331, 332)가 형성된 파장변환층(230)을 포함할 수 있다. 상기 발광구조물(312)는 제1 도전형 반도체층(312A), 활성층(312B) 및 제2 도전형 반도체층(312C)을 포함할 수 있다.
본 실시예는 댐구조물이 제거되었으므로 앞서 설명한 실시예에 비해, 제조시간이 단축되는 장점이 있다. 아울러, 발광구조물(312)의 측면을 포함하는 영역에 반사층(315)를 배치하여, 발광구조물(312)에서 방출되는 빛을 발광구조물(312)의 상부로 반사시킬 수 있다.상기 파장변환층(330)의 상면 두께(W6)는 측면 두께(W5)의 15 내지 13%가 되도록 배치될 수 있다. 이와 같은 두께의 비를 갖도록 파장변환층(330)을 배치하면, 반도체 발광소자 패키지(300)에서 방출되는 광의 색편차가 △U'V' 0.01 이하로 확보될 수 있는 효과가 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지에 채용된 발광다이오드 칩(1100)을 나타낸 평면도이고, 도 8a 및 도 8b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 발광다이오드 칩을 나타낸 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 댐구조물(1180)이 배치된 발광다이오드 칩(1100)은, 제1 및 제2 전극(1130, 1140)이 노출되도록 댐구조물이 배치될 수 있다(1180). 도 8a에 도시된 바와 같이, 기판(1110) 상에는 도 3에 도시한 발광다이오드 칩(110)과 마찬가지로, 발광구조물(1120)이 형성될 수 있다. 발광구조물(1120)은 기판(1110)으로부터 순차적으로 적층되는 제1 도전형 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다.
앞서 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 발광다이오드 칩(1100)은 플립칩 형태로 회로 기판에 실장될 수 있다. 따라서, 발광다이오드 칩(1100)은 도 3에 도시한 바와 같이 제1 및 제2 전극(1130, 1140)을 포함할 수 있다. 제1 전극(1130)과 제2 전극(1140)은 커버층(1170)의 일부가 제거된 오픈 영역에 형성될 수 있다. 한편, 제1 전극(1130)과 제2 전극(1140)의 개수와 배치 구조는 도면에 한정하지 않고 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 제1 전극(1130) 및 제2 전극(1140)은, 예를 들어, UBM(Under Bump Metallurgy) 층일 수 있다.
제1 전극(1130)과 제2 전극(1140) 각각은, 제1, 제2 메탈층(1151, 1152) 상에 마련될 수 있다. 제1 메탈층(1151)은 제1 개구부(1161`)를 통해 제1 도전형 반도체층 상에 마련되는 제1 컨택 전극과 전기적으로 연결될 수 있으며, 제2 메탈층(1152)은 제2 개구부(1162`)를 통해 제2 도전형 반도체층 상에 마련되는 제2 컨택 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
이하, 도 8a 및 도 8b를 참조하여 도 7에 도시한 발광다이오드 칩(1100)을 더욱 자세히 설명하기로 한다.
도 8a 도 7에 도시한 반도체 발광소자를 나타낸 단면도로서, 도 7의 반도체 발광소자 패키지의 I-I'을 따라 절개한 개략적인 단면도이다. 도 8b는 도 8a의 변형예이다.
우선 도 8a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 칩(1100)은, 기판(1110), 기판(1110) 상에 배치되는 발광구조물(1120), 제1 전극(1130) 및 제2 전극(1140) 등을 포함할 수 있다. 발광구조물(1120)은 기판(1110)으로부터 순차적으로 적층되는 제1 도전형 반도체층(1121), 활성층(1122), 및 제2 도전형 반도체층(1123)을 가질 수 있다.
기판(1110)은 예를 들어 사파이어 기판일 수 있으며, 반도체 성장용 기판으로 제공될 수 있다. 기판(1110)이 사파이어 기판인 경우, 기판(1110)은 전기 절연성을 가지며 육각-롬보형(Hexa-Rhombo R3c) 대칭성을 갖는 결정체로서 c축 및 a측 방향의 격자상수가 각각 13.001Å과 4.758Å이며, C(0001)면, A(11-20)면, R(1-102)면 등을 갖는다. 이 경우, 상기 C면은 비교적 질화물 박막의 성장이 용이하며 고온에서 안정하기 때문에, 발광구조물(1120)을 형성하기 위한 질화물 성장용 기판으로 주로 사용될 수 있다. 기판(1110)의 상면, 즉 발광구조물(1120)이 형성되는 면에는 다수의 요철구조가 마련될 수도 있다.
한편, 기판(1110)의 상면에는 버퍼층이 더 구비될 수 있다. 버퍼층은 기판(1110) 상에 성장되는 반도체층의 격자 결함 완화를 위한 것으로, 질화물 등으로 이루어진 언도프 반도체층으로 이루어질 수 있다. 버퍼층은, 예를 들어, 사파이어로 이루어진 기판(1110)과 기판(1110) 상면에 적층되는 GaN으로 이루어진 제1 도전형 반도체층(1121) 사이의 격자상수 차이를 완화하여, GaN층의 결정성을 증대시킬 수 있다. 버퍼층은 언도프 GaN, AlN, InGaN 등이 적용될 수 있으며, 500℃ 내지 600℃의 저온에서 수십 내지 수백 Å의 두께로 성장시켜 형성할 수 있다. 여기서, 언도프라 함은 반도체층에 불순물 도핑 공정을 따로 거치지 않은 것을 의미하며, 반도체층에 본래 존재하던 수준의 불순물 농도, 예컨대, 질화갈륨 반도체를 유기 금속 화학 증착(Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD)를 이용하여 성장시킬 경우, 도펀트로 사용되는 Si 등이 의도하지 않더라도 약 1104 ~ 1108/㎤의 수준으로 포함될 수 있다. 다만, 이러한 버퍼층은 본 실시 형태에서 필수적인 요소는 아니며 실시 형태에 따라 생략될 수도 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 발광구조물(1120)은 제1 도전형 반도체층(1121), 활성층(1122), 및 제2 도전형 반도체층(1123)을 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(1121)은 n형 불순물이 도핑된 반도체로 이루어질 수 있으며, n형 질화물 반도체층일 수 있다. 그리고, 제2 도전형 반도체층(1123)은 p형 불순물이 도핑된 반도체로 이루어질 수 있으며, p형 질화물 반도체층일 수 있다. 다만, 실시 형태에 따라서 제1 및 제2 도전형 반도체층(1121, 1123)은 위치가 바뀌어 적층될 수도 있다. 이러한 제1 및 제2 도전형 반도체층(1121, 1123)은 AlxInyGa(1-x-y)N 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 가지며, 예컨대, GaN, AlGaN, InGaN, AlInGaN 등의 물질이 이에 해당될 수 있다.
제1 및 제2 도전형 반도체층(1121, 1123) 사이에 배치되는 활성층(1122)은 전자와 정공의 재결합에 의해 소정의 에너지를 갖는 광을 방출한다. 활성층(1122)은 제1 및 제2 도전형 반도체층(1121, 1123)의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 도전형 반도체층(1121, 1123)이 GaN계 화합물 반도체인 경우, 활성층(1122)은 GaN의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 InGaN계 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 또한, 활성층(1122)은 양자우물층과 양자장벽층이 서로 교대로 적층된 다중 양자우물(Multiple Quantum Wells, MQW) 구조, 예컨대, InGaN/GaN 구조가 사용될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니므로 활성층(122)은 단일 양자우물 구조(Single Quantum Well, SQW)가 사용될 수도 있다.
제조 공정 상에서, 기판(1110) 상에 발광구조물(1120)을 형성한 후, 발광구조물(1120)의 적어도 일부 영역을 제거하여 메사 영역 및 식각 영역을 형성할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(1121)과 제2 도전형 반도체층(1123) 상에는 각각 제1 컨택 전극(1135)과 제2 컨택 전극(1145)이 배치될 수 있다. 제1 컨택 전극(1135)은 식각 영역에서 제1 도전형 반도체층(1121) 상에 배치될 수 있으며, 제2 컨택 전극(1145)은 메사 영역에서 제2 도전형 반도체층(1123) 상에 배치될 수 있다. 제1 컨택 전극(1135)은, 전극의 균일한 주입을 위하여, 도 7에 도시된 것과 같이 패드부 및 패드부보다 좁은 폭을 갖는 핑거부를 가질 수 있다. 패드부는 서로 이격되어 배치될 수 있으며, 핑거부는 패드부를 서로 연결할 수 있다.
상기 제2 컨택 전극(1145)은 반사 메탈층(1143) 및 반사 메탈층(1143)을 덮는 피복 메탈층(1144)을 포함할 수 있다. 피복 메탈층(1144)은 선택적으로 구비될 수 있으며, 실시 형태에 따라서 생략될 수도 있다. 제2 컨택 전극(1145)은 제2 도전형 반도체층(1123)의 상면을 덮는 형태로 구비될 수 있다. 즉, 제2 컨택 전극(1145)은 상대적으로 큰 전기 저항을 갖는 제2 도전형 반도체층(1123)의 특성을 고러하여 제1 컨택 전극(1135)보다 큰 표면적을 가질 수 있으며, 도 7에 도시된 바와 같이 복수의 층을 포함할 수 있다. 제1 컨택 전극(1135) 및 제2 컨택 전극(1145)은, 발광구조물(1120) 상에 형성된 제1 절연층(1161)을 선택적으로 제거하여 마련된 영역에 형성될 수 있다.
제1 컨택 전극(1135) 및 제2 컨택 전극(1145) 상에는 제2 절연층(1162)이 마련될 수 있다. 제2 절연층(1162)은 제1 컨택 전극(1135)과 제2 컨택 전극(1143, 1145) 각각의 적어도 일부를 노출시킬 수 있다. 상기와 같이 절연층(1161-1162: 1160) 중 적어도 일부가 제거되어 도 8a에 도시한 바와 같이 제1 컨택 전극(1135)과 제2 컨택 전극(1143, 1145) 상에 제1 개구부(1161`) 및 제2 개구부(1162`)가 각각 마련될 수 있다. 한편, 절연층(1160)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있으며, 예를 들어, SiO2, SiN, SiOxNy , TiO2, Si3N4, Al2O3, TiN, AlN, ZrO2, TiAlN, TiSiN 등으로 포함할 수 있다.
절연층(1160) 상에는 메탈층(1150)이 마련될 수 있다. 메탈층(1150)은 제1 메탈층(1151) 및 제2 메탈층(1152)을 포함할 수 있으며, 제1 컨택 전극(1135)은 제1 개구부(1161`)를 통해 제1 메탈층(1151)과 연결되고, 제2 컨택 전극(1143, 1145)은 제2 개구부(1162`)를 통해 제2 메탈층(1152)과 연결될 수 있다. 메탈층(1150)은, 예를 들어, Au, W, Pt, Si, Ir, Ag, Cu, Ni, Ti, Cr 등의 물질 및 그 합금 중 하나 이상을 포함한 물질로 이루어질 수 있다.
메탈층(1150) 상에는 절연 물질로 커버층(170)이 더 마련될 수 있으며, 커버층(1170)은 발광구조물(120)과 메탈층(150)의 측면을 덮을 수 있다. 커버층(1170)의 일부 영역은 선택적으로 제거될 수 있으며, 커버층(1170)이 제거된 영역에는 제1 전극(1130) 및 제2 전극(1140)이 마련될 수 있다. 즉, 도 8a에 도시된 바와 같이, 제1 전극(1130)은 제1 메탈층(1151) 상에 배치될 수 있으며, 제2 전극(1140)은 제2 메탈층(1152) 상에 배치될 수 있다. 결과적으로, 제1 전극(1130)은 제1 메탈층(1151) 및 제1 컨택 전극(1135)을 통해 제1 도전형 반도체층(1121)과 전기적으로 연결되며, 제2 전극(1140)은 제2 메탈층(1152) 및 제2 컨택 전극(1145)을 통해 제2 도전형 반도체층(1123)과 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 칩(1100)은, 발광다이오드 칩(1100)의 가장자리에 인접하도록 마련되는 댐구조물(1180)을 가질 수 있다. 댐구조물(1180)은 발광다이오드 칩(1100)의 가장자리 영역(R2)에 인접하여 배치되는 제1 댐구조물(1181)과, 상기 제1 및 제2 전극(1130, 1140) 사이 영역(R3)에 배치되는 제2 댐구조물(1182)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 댐구조물(1181, 1182)은 서로 연장되어 일체로 형성될 수 있으나, 별개로 분리되어 형성될 수도 있다. 댐구조물(1180)은 발광다이오드 칩(1100)의 제1 및 제2 전극(1130, 1140) 상에 마스크를 배치하고, TiO2 등의 필러를 포함하는 수지를 주입한 후 이를 경화시켜 제조할 수 있다. 이때, 댐구조물(1180)의 높이(H)는, 반도체 발광소자 패키지를 만드는 후속 공정에서, 측면 파장변환층이 도포되는 높이보다 높게 하여, 파장변환층이 발광다이오드 칩의 상면으로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 칩(1200)을 도시한 것으로, 앞서 설명한 실시예의 발광다이오드 칩(1100)과 비교하여, 발광구조물(1220)의 가장자리 영역을 완전히 제거하여, 기판(1210)이 노출된 차이점이 있다. 또한, 댐구조물이 제거되어 있으며, 발광구조물(1220)의 측면을 제1 절연층(1261)으로 덮은 차이점이 있다. 제1 절연층(1261)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함할 수 있으며, 예를 들어, SiO2, SiN, SiOxNy, TiO2, Si3N4, Al2O3, TiN, AlN, ZrO2, TiAlN, TiSiN 등으로 포함할 수 있다. 따라서, 발광구조물(1220)의 측면으로 방출되는 광이 근본적으로 차단될 수 있으며, 방출된 광은 기판(1210)을 통해서만 방출될 수 있다. 따라서, 도 5의 반도체 발광소자 패키지(300)에 적용하면, 댐구조물 없이도, 발광구조물(1220)의 측면을 통해 광이 방출되는 것이 방지될 수 있다.
도 9a 내지 도 9f는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 칩의 제조 방법을 설명하기 위한 도이다.
먼저 도 9a를 참조하면, 기판(1110) 상에 발광구조물(1120)이 형성될 수 있다. 발광구조물(1120)은 기판(1110)으로부터 순차적으로 적층되는 제1 도전형 반도체층(1121), 활성층(1122), 및 제2 도전형 반도체층(1123)을 포함할 수 있다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 기판(1110)은 제1 도전형 반도체층(1121)이 형성되는 면에 마련되는 요철 구조를 포함할 수 있으며, 사파이어, Si, SiC, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN 등의 물질을 포함할 수 있다.
발광구조물(1120)은 유기 금속 화학 증착(Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD), 수소화 기상 에피택시(Hydride Vapor Phase Epitaxy, HVPE), 분자선 에피택시(Molecular Beam Epitaxy, MBE) 등과 같은 공정을 이용하여, 기판(1110) 상에 순차적으로 제1 도전형 반도체층(1121), 활성층(1122) 및 제2 도전형 반도체층(1123)을 성장시킴으로써 형성될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(1121)과 제2 도전형 반도체층(1123)은 각각 n형 반도체층 및 p형 반도체층일 수 있다. 발광 구조물(1110)에서 제1 도전형 반도체층(1121)과 제2 도전형 반도체층(1123)의 위치는 서로 바뀔 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(1123)이 기판(1110) 상에 먼저 형성될 수도 있다.
도 9b를 참조하면, 제1 도전형 반도체층(1121)의 적어도 일부가 노출되도록 발광구조물(1120)의 일부를 식각할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(1121)의 일부가 노출된 영역에는 제1 절연층(1161)이 형성될 수 있다. 제1 절연층(1161)의 일부는 제거되어 제1 도전형 반도체층(1121) 및 제2 도전형 반도체층(1123) 일부를 노출시킬 수 있다.
다음으로 도 9c를 참조하면, 제1 개구부(1161`)에 제1 컨택 전극(1135) 및 제2 컨택 전극(1145)이 형성될 수 있다. 제2 컨택 전극(1145)은 반사 메탈층(1143) 및 피복 메탈층(1144)을 포함할 수 있다. 제1 컨택 전극(1135)은 도 7에 도시된 바와 같이 복수의 패드부 및 복수의 패드부로부터 연장되는 핑거부를 가질 수 있다.
도 9d를 참조하면, 발광구조물(1120)을 전체적으로 덮는 구조로 제2 절연층(1162)이 형성될 수 있다. 제2 절연층(1162)은 제1 컨택 전극(1135) 및 제2 컨택 전극(1145) 상에서 선택적으로 제거될 수 있으며, 제2 절연층(1162) 상에는 제1 메탈층(1151) 및 제2 메탈층(1152)이 형성될 수 있다. 제1 메탈층(1151)은 제1 개구부(1161`)에서 제1 컨택 전극(1135)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 제2 메탈층(1152)은 제2 개구부(1162`)에서 제2 컨택 전극(1145)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 9e를 참조하면, 제1, 제2 메탈층(1151, 1152) 상에 커버층(1170)이 형성되고, 커버층(1170)이 제거된 영역에 제1, 제2 전극(1130, 1140)이 마련될 수 있다. 제1, 제2 전극(1130, 1140)은 각각 제1, 제2 메탈층(1151, 1152)과 전기적으로 연결될 수 있다. 커버층(1170)은 전기적으로 절연 특성을 갖는 물질, 예를 들어 SiO2, SiN, SiOxNy , TiO2, Si3N4, Al2O3, TiN, AlN, ZrO2, TiAlN, TiSiN 등을 포함할 수 있다.
도 9f를 참조하면, 발광다이오드 칩(1100)의 가장자리에 인접하도록 마련되는 댐구조물(1180)을 형성할 수 있다. 댐구조물(1180)은 발광다이오드 칩(1100)의 제1 및 제2 전극(1130, 1140) 상에 마스크를 배치하고, TiO2 등의 필러를 포함하는 수지를 주입한 후 이를 경화시켜 제조할 수 있다. 이후, 개별 발광다이오드 칩 단위(D)로 절단하면, 도 8a의 발광다이오드 칩(1100)이 제조될 수 있다.
다음으로, 반도체 발광소자 패키지(100)의 제조공정에 대해 설명한다. 도 10a 내지 도 10d는 도 1의 반도체 발광소자 패키지(100)의 제조공정을 나타내는 주요 단계별 도면이다.
먼저, 도 10a에 도시된 바와 같이, 파장변환층 시트(130a)를 준비한다. 상기 파장변환층 시트(130a)는 광투과성 물질에 형광체 또는 양자점과 같은 파장변환물질이 혼합되어, 신축성 있는 반경화 상태로 제공될 수 있다. 이러한 광투과성 물질로는 에폭시(epoxy) 수지나 실리콘(silicone) 수지가 사용될 수 있다.
상기 파장변환층 시트(130a)는 광투성 물질에 광반사 입자를 혼합한 후, 경화 온도 미만으로 가열되어 부착성이 있는 반경화된 상태로 제공되어, 후속 공정에서 발광다이오드 칩(110)을 부착하여 정렬하는 데에 사용될 수 있다.
다음으로, 도 10b에 도시된 바와 같이, 상기 파장변환층 시트(130a)의 일면 상에, 준비된 복수의 발광다이오드 칩(110)을 배열할 수 있다. 상기 발광다이오드 칩(110)은 제1 및 제2 전극(116, 117)이 배치된 제1 면(B)이 노출되도록, 제2 면(C)이 파장변환층 시트(130a)에 부착되도록 배치할 수 있다. 상기 복수의 발광다이오드 칩(110) 사이의 칩 분리영역(150)은, 후속공정에서 측면 파장변환층이 형성될 공간과 개별 반도체 발광소자 패키지로 절단하는 과정에서 소실될 영역을 고려하여 정해질 수 있다.
상기 파장변환층 시트(130a)에 발광다이오드 칩(110)을 부착시킨 후에는, 파장변환층 시트(130a)를 경화 온도 이상으로 가열하여 경화시킬 수 있다. 일 실시예에서는 약 150℃의 온도에서 약 30분간 가열 상태를 유지함으로써, 파장변환층 시트(130a)를 경화시킬 수 있다.
다음으로, 도 10c에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 발광다이오드 칩(110) 사이에 파장변환물질을 도포하여 파장변환층(120a)을 형성할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 파장변환물질은 액상의 광투과성 물질에 분산된 상태로 도포될 수 있다. 구체적으로, 파장변환물질은 노즐(N)을 이용하여 디스펜싱(dispensing)할 수 있다. 파장변환물질을 액상의 투광성 물질에 분산시킨 후 디스펜싱하여 파장변환층(120a)을 형성할 경우에는, 표면장력에 의해 파장변환층(120a)의 표면(121a)에 메니스커스(meniscus)가 형성될 수 있다.
파장변환물질을 도포한 후에는 광투과성 물질의 경화 온도 이상으로 가열하여 경화시킴으로서 파장변환층(120a)을 형성할 수 있다. 일 실시예에서는 약 150℃의 온도에서 약 30분간 가열 상태를 유지함으로써, 파장변환층(120a)을 형성시킬 수 있다.
다음으로, 도 10d에 도시된 바와 같이, 블레이드(E)를 이용하여 상기 파장변환층 시트(130a)와 파장변환층(120a)을 절단하여 개별 반도체 발광소자 패키지(100)로 분리할 수 있다. 이때, 상기 파장변환층(120a)이 반분되도록 절단하여 반도체 발광소자 패키지(110)의 측면에 동일한 두께의 측면 파장변환층(120)이 배치되도록 할 수 있다. 다만, 개별 반도체 발광소자 패키지(100)로 분리하는 방법은 이에 한정하는 것은 아니며, 레이저 빔(Laser beam) 또는 워터 젯(Water Jet)을 이용하여 분리하는 방법 등을 적용할 수도 있다.
다음으로, 반도체 발광소자 패키지(200)의 제조공정에 대해 설명한다. 도 11a 내지 도 11e는 도 4의 반도체 발광소자 패키지(200)의 제조공정을 나타내는 주요 단계별 도면이다.
먼저, 도 11a에 도시된 바와 같이, 접착 시트(T)를 준비한다. 상기 접착 시트(T)는 베이스 필름의 일면에 접착층이 형성되어, 후속 공정에서 발광다이오드 칩을 부착시키는 데에 사용될 수 있다.
다음으로, 도 11b에 도시된 바와 같이, 상기 접착 시트(T)의 접착층 상에, 준비된 복수의 발광다이오드 칩(210)을 배열할 수 있다. 상기 발광다이오드 칩(210)은 제1 및 제2 전극(216, 217)이 배치된 제1 면(B)이 접착 필름(T)에 부착되도록 배치할 수 있다.
다음으로, 도 11c에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 발광다이오드 칩(210)을 덮도록 파장변환물질을 도포하여 파장변환층(230a)을 형성할 수 있다. 파장변환물질은 페이스트 상태의 광투과성 물질에 분산된 상태로 도포될 수 있다. 구체적으로, 파장변환물질은 페이스트를 스퀴지(S)를 이용하여 스크린 프린팅하는 방법을 이용하여 도포할 수 있다.
다음으로, 도 11d에 도시된 바와 같이, 파장변환층(230a)을 경화 온도 이상으로 가열하여 파장변환층(230a)을 경화시킬 수 있다.
다음으로, 도 11e에 도시된 바와 같이, 블레이드(E)를 이용하여 상기 파장변환층(230a)을 절단하여 개별 반도체 발광소자 패키지(200)로 분리한 후, 접착 필름(T)을 제거하여 개별 반도체 발광소자 패키지(200)로 분리할 수 있다
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: 반도체 발광소자 패키지
110: 발광다이오드 칩
120: 측면 파장변환층
130: 상면 파장변환층
140: 댐구조물

Claims (20)

  1. 제1 및 제2 전극이 배치된 제1 면과, 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 갖는 발광다이오드 칩;
    상기 발광다이오드 칩의 가장자리에 인접하여 상기 제1 면 상에 배치되는 댐구조물; 및
    상기 발광다이오드 칩의 측면과 상기 제2 면 및 상기 댐구조물의 적어도 일면 상에 배치되며, 파장변환물질을 포함하는 파장변환층;을 포함하는 반도체 발광소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파장변환층은,
    상기 발광다이오드 칩의 상기 측면 상에 배치되는 제1 영역; 및
    상기 발광다이오드 칩의 상기 제2 면 상에 배치되는 제2 영역; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패키지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 각각 균일한 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 댐구조물은 상기 발광다이오드 칩의 가장자리에 인접하여 배치되는 제1 댐구조물과, 상기 제1 및 제2 전극 사이에 배치되는 제2 댐구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패키지.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상기 발광다이오드 칩의 모든 측면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패키지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 댐구조물은 상기 발광다이오드 칩의 가장자리에 인접하여 배치되는 제1 댐구조물과, 상기 제1 및 제2 전극 사이에 배치되는 제2 댐구조물을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 댐구조물은 서로 연장되어 일체를 이루는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 댐구조물은 상기 제1 및 제2 전극을 노출시키며, 제1 면을 덮도록 배치된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 발광다이오드 칩의 상기 측면은, 상기 댐구조물의 측면과 공면(co-planar)을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패키지.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 댐구조물의 하면과 상기 제1 영역의 하면은 공면(co-planar)을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패키지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 댐구조물은 상기 제1 및 제2 전극보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패키지.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 제1 영역 중 상기 발광다이오드 칩의 서로 마주보는 측면상에 배치되는 상기 제1 영역은 서로 같은 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패키지.
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