[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR101124816B1 - 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법 - Google Patents

발광다이오드 패키지 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101124816B1
KR101124816B1 KR1020100092849A KR20100092849A KR101124816B1 KR 101124816 B1 KR101124816 B1 KR 101124816B1 KR 1020100092849 A KR1020100092849 A KR 1020100092849A KR 20100092849 A KR20100092849 A KR 20100092849A KR 101124816 B1 KR101124816 B1 KR 101124816B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cavity
light emitting
emitting diode
thin film
conductive thin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020100092849A
Other languages
English (en)
Inventor
서원철
윤여진
Original Assignee
서울옵토디바이스주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울옵토디바이스주식회사 filed Critical 서울옵토디바이스주식회사
Priority to KR1020100092849A priority Critical patent/KR101124816B1/ko
Priority to US13/825,937 priority patent/US9153745B2/en
Priority to PCT/KR2010/008627 priority patent/WO2012039528A1/en
Priority to CN2010800702998A priority patent/CN103222075A/zh
Application granted granted Critical
Publication of KR101124816B1 publication Critical patent/KR101124816B1/ko
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/83—Electrodes
    • H10H20/831—Electrodes characterised by their shape
    • H10H20/8314—Electrodes characterised by their shape extending at least partially onto an outer side surface of the bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/81—Bodies
    • H10H20/813—Bodies having a plurality of light-emitting regions, e.g. multi-junction LEDs or light-emitting devices having photoluminescent regions within the bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/8506—Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices the devices being of types provided for in two or more different subclasses of H10B, H10D, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/167—Assemblies consisting of a plurality of semiconductor or other solid state devices the devices being of types provided for in two or more different subclasses of H10B, H10D, H10F, H10H, H10K or H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01—Manufacture or treatment
    • H10H20/036—Manufacture or treatment of packages
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/855—Optical field-shaping means, e.g. lenses
    • H10H20/856—Reflecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/857—Interconnections, e.g. lead-frames, bond wires or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/858—Means for heat extraction or cooling
    • H10H20/8581—Means for heat extraction or cooling characterised by their material

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

본 발명은 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히, 실리콘 기판에 제너다이오드 또는 정류부를 형성하여 부가적인 별도의 소자를 사용하지 않고도 열방출이 용이하고 저비용으로 제조가 가능한 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법을 제공한다. 이를 위한 본 발명은 테이퍼 형상의 캐비티가 형성되고 상기 캐비티의 상단에 단차부가 형성되며 상기 캐비티의 하면에 관통홀이 형성되는 기판; 상기 홀에 충진되고 상기 캐비티의 하면 및 측면에 형성되는 도전성 박막; 형광체층이 형성되고 상기 캐비티의 상기 도전성 박막 상에 플립칩 본딩되는 발광다이오드; 및 상기 캐비티를 몰딩하는 몰딩부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 별도의 히트싱크를 사용하지 않고도 열방출이 우수하고 추가적인 소자를 구비하지 않고 저비용으로 제조할 수 있는 동시에 패키지를 소형화할 수 있는 효과가 있다.

Description

발광다이오드 패키지 및 그 제조방법{Light emitting diode package and method of manufacturing thereof}
본 발명은 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히, 실리콘 기판에 제너다이오드 또는 정류부를 형성하여 부가적인 별도의 소자를 사용하지 않고도 열방출이 용이하고 제조비용이 저감되는 동시에 소형화할 수 있는 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광 소자로서, GaAsP 화합물 반도체를 이용한 적색 발광다이오드를 비롯하여 GaP:N 계열의 녹색 발광다이오드가 정보 통신기기 등의 전자장치 화상용 광원으로 이용되어 왔다.
이러한 발광다이오드에 의해 방출되는 광의 파장은 가전자대(valence band) 전자들과 전도대(conduction band) 전자들 사이의 에너지 차를 나타내는 반도체 재료의 밴드갭(band-gap)에 따라 다르다. 질화 갈륨 화합물 반도체(Gallium Nitride: GaN)는 타 원소들(인듐(In), 알루미늄(Al) 등)과 조합되어 녹색, 청색 및 백색광을 방출하는 반도체 층들을 제조할 있고, 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭(0.8 ~ 6.2eV)에 의해 고출력 전자소자 개발 분야에서 활용되고 있다.
이러한 발광다이오드는 내전압 특성이 약한 소자로서 측정이나 패키징 공정을 수행할 때 발생하는 정전기나 서지(surge) 전압에 의해 수명이 단축되는 문제점이 있는데, 이러한 내전압 특성을 향상시키기 위하여 제너다이오드(zener diode)가 사용되기도 한다.
또한, 고압의 교류전원을 사용하는 경우, 발광다이오드는 브릿지와 같은 정류회로와 함께 구성되어야 하는데, 종래의 발광다이오드는 이를 위해 별도의 정류회로를 구성구비하고 이를 단일 패키지로 형성한다.
또한, 발광다이오드는 발광층을 형성하는 반도체층의 특성에 의해 광으로 변환되지 않는 에너지가 열로 방출되며 이러한 열을 최소화하기 위하여 히트싱크를 구비하거나 열방출이 용이한 재질을 사용한 방법이 제안되고 있다.
한편, 종래의 발광다이오드 패키지는 각 특성에 따라 리드프레임에 PPA(Poly Phthal Amide)수지가 감싸지는 구조와 리드프레임에 금속 히트싱크를 구비한 구조 및 세라믹소재를 이용한 구조 등이 있다.
특히 입력 전압이 높고 열방출을 용이한 특성을 요구하는 분야에는 세라믹소재와 금속히트싱크를 장착한 발광다이오드 패키지가 널리 이용되고 있다.
그러나 종래의 발광다이오드 패키지는 히트싱크를 구비하여 주변을 감싸는 패키지 몸체부를 구성하기 때문에 열방출은 우수하나 별도의 히트싱크를 필요로 하므로 작은 크기의 제품을 만드는데 어려움이 있고, 특히, 히트싱크와 패키지 몸체부의 계면에서 습기침투에 의한 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 세라믹 패키지는 열방출 및 제품 신뢰성이 우수하지만, 발광다이오드 패키지의 사용목적에 따른 부가적인 소자를 별도로 구비하거나 일체로 형성하는 경우 제조공정이 까다롭고 저비용으로 제품을 제조하기 곤란한 문제점이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 별도의 소자를 사용하지 않고도 열방출이 용이하고 저비용으로 제조가 가능한 동시에 소형화할 수 있는 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은 테이퍼 형상의 캐비티가 형성되고 상기 캐비티의 상단에 단차부가 형성되며 상기 캐비티의 하면에 관통홀이 형성되는 기판; 상기 홀에 충진되고 상기 캐비티의 하면 및 측면에 형성되는 도전성 박막; 형광체층이 형성되고 상기 캐비티의 상기 도전성 박막 상에 플립칩 본딩되는 발광다이오드; 및 상기 캐비티를 몰딩하는 몰딩부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 도전성 박막은 알루미늄(Al)막 또는 은(Ag)막일 수 있다.
바람직하게는 상기 도전성 박막은 상기 단차부의 하측에 형성될 수 있다.
바람직하게는 상기 기판은 실리콘 기판일 수 있다.
바람직하게는 상기 캐비티의 하단 영역의 상기 기판에 형성되는 제너다이오드를 추가로 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 발광다이오드는 다수의 발광셀을 구비할 수 있다.
바람직하게는 상기 기판의 상면에 형성되는 정류부를 추가로 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 정류부는 다이오드 브릿지일 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따른 발광다이오드 패키지 제조 방법은 절연성 실리콘 기판을 준비하는 단계; 상기 실리콘 기판에 발광다이오드가 실장될 캐비티 및 상기 캐비티의 상단에 단차부를 형성하는 단계; 상기 캐비티의 하면에 관통홀을 형성하는 단계; 상기 관통홀, 상기 캐비티의 하면 및 측면에 도전성 박막을 형성하는 단계; 상기 캐비티 하면의 상기 도전성 박막에 형광체층이 형성된 발광다이오드를 플립칩 본딩하는 단계; 및 상기 캐비티를 몰딩하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 도전성 박막 형성 단계는 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)을 상기 캐비티의 하면 및 측면에 코팅할 수 있다.
바람직하게는 상기 도전성 박막 형성 단계는 상기 도전성 박막을 상기 단차부의 하측에 형성할 수 있다.
바람직하게는 상기 관통홀 형성 후에 상기 캐비티 하단 영역의 상기 실리콘 기판에 제너 다이오드를 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 제너다이오드 형성 단계는 이온 주입법에 의해 상기 제너다이오드를 형성할 수 있다.
바람직하게는 상기 발광다이오드는 다수의 발광셀을 구비할 수 있다.
바람직하게는 상기 캐비티 형성 후에 상기 실리콘 기판의 상면에 정류부를 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 정류부 형성 단계는 상기 기판상에 다이오드를 브릿지 배치하여 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 발광다이오드 패키지는 실리콘 기판을 이용하여 별도의 히트싱크를 사용하지 않고도 열방출이 우수하고 추가적인 소자를 구비하지 않고 실리콘 기판에 제너다이오드 또는 정류부를 형성하여 저비용으로 제조할 수 있는 동시에 패키지를 소형화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 단면도이고,
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광다이오드 패키지 제조 과정을 나타낸 단면도이며,
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 단면도이고,
도 4는 도 3의 등가회로도 이며,
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 단면도이고,
도 6은 도 5의 발광다이오드의 평면도이며,
도 7은 도 5의 등가회로도 이고,
도 8은 도 5의 정류부의 일예를 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예와 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광다이오드 패키지를 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 발광다이오드 패키지(10)는 캐비티(112) 및 관통홀(116)이 형성되는 실리콘 기판(110)과, 캐비티(112)의 관통홀(116), 측면 및 하면에 형성되는 도전성 박막(120)과, 도전성 박막(120)에 형성되는 발광다이오드(130)와, 캐비티(112)를 몰딩하는 몰딩부(140)를 포함한다.
실리콘 기판(110)은 중앙부에 테이퍼 형상의 캐비티(112)가 형성되고, 캐비티(112)의 상단에 단차부(114)가 형성된다. 이러한 단차부(114)는 후술하는 바와 같이 캐비티(112)내에 몰딩부(140)가 형성되는 경우, 표면상의 결점을 제거하기 위해 캐비티(112)의 상면에서 일정 부분에 형성된다.
실리콘 기판(110)은 발광다이오드(130)가 실장되는 캐비티(112) 하면에 관통홀(116)이 형성되며, 이 관통홀(116)을 통하여 발광다이오드(130)가 발광다이오드 패키지(10)의 리드프레임(미도시)에 전기적으로 연결되도록 후술하는 바와 같은 도전성 물질이 충진된다.
도전성 박막(120)은 관통홀(116)에 충진되는 도전성 물질로 이루어지며, 발광다이오드(130)가 실장되는 캐비티(112)의 하면 및 캐비티(112)의 측면에 형성되는데, 도 1에 도시된 바와 같이, 캐비티(112)의 측면에 형성된 단차부(114)의 하측에 형성된다.
이러한 도전성 박막(120)은 캐비티(112)의 하면 및 관통홀(116) 내에서는 발광다이오드(130)와 리드프레임을 전기적으로 연결하도록 전기전도성이 우수하고, 캐비티(112)의 측면에서는 발광다이오드(130)에서 발생된 광이 외부로 용이하게 방출되도록 광반사성이 우수하다. 예를 들면, 도전성 박막(120)은 전기전도성과 광반사가 우수한 알루미늄(Al)막 또는 은(Ag)막일 수 있다.
이와 같이 전기전도성과 광반사가 유리한 도전성 박막(120)을 사용함으로써 반사막, 전극, 도전성 관통홀의 형성 공정을 단순화할 수 있다.
한편, 도전성 박막(120)은 발광다이오드(130)의 양 전극에 연결되므로 양 전극에 연결되는 부분이 전기적으로 부분 분리되어야 하는데, 이를 위해 캐비티(112)의 하면 중앙부에 댐(118)이 형성된다.
댐(118)은 실리콘 산화막(SiO2), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 백금(Pt) 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 이는 솔더 범프(132)가 용융시 흘러서 전극간 단락을 유발하고 접착성이 악화되는 것을 방지하기 위해 형성된다.
발광다이오드(130)는 질화물 반도체층으로 이루어진 발광층을 포함하고 그 상면에 형광체층(134)이 형성된다. 여기서, 형광체층(134)은 알갱이 형상의 형광체 미립자와 실리콘(또는 에폭시)이 소정의 배합비율로 배합된 후 형성된 층일 수 있다.
이러한 발광다이오드(130)는 캐비티(112)의 하면에 형성된 도전성 박막(120) 상에 플립칩 본딩된다. 즉, 발광다이오드(130)는 하면의 솔더 범프(132) 또는 Au 스터드 범프를 통하여 도전성 박막(120)에 실장된다.
몰딩부(140)는 캐비티(112)의 빈 공간을 몰딩한다. 이러한 몰딩부는 광투과성이 우수한 에폭시 또는 실리콘 젤일 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 제조 방법을 설명한다.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광다이오드 패키지 제조 과정을 나타낸 단면도이다.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 절연성 실리콘 기판(110)을 준비한다.
실리콘 기판(110)의 상부에 포토리소그래피(photo-lithograph)에 의해 캐비티(112)를 위한 패턴을 형성하고, KOH 용액, TMAH 또는 EDP와 같은 이방성 습식 식각 용액을 이용하여 실리콘 기판(110)을 식각함으로써, 도 2b에 도시된 바와 같이, 발광다이오드(130)가 실장될 캐비티(112)를 형성한다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 캐비티(112)가 형성된 영역에 2차 포토리소그래피를 통하여 패턴을 형성하고 상술한 바와 같은 습식 식각용액을 이용하여 실리콘 기판(110)을 식각함으로써 캐비티(112)의 상단에 단차부(114)를 형성한다.
도 2d에 도시된 바와 같이, 캐비티(112)의 하부에 레이저 및 화학약품을 이용하여 실리콘 기판(110)의 하부로 관통하는 관통홀(116)을 형성한다.
도 2e에 도시된 바와 같이, 캐비티(112)의 하면을 발광다이오드(130)의 음극 영역과 양극 영역으로 분할하여 포토리소그래피 패턴을 형성한다. 이때, 발광다이오드(130)의 양극에 대응하는 영역과 음극에 대응하는 영역을 분할하도록 그 중앙부에 댐(118)을 형성한다. 이러한 댐(118)은 실리콘 산화막(SiO2), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 백금(Pt) 중 어느 하나를 스퍼터링 방법이나 이-빔 기상증착법을 이용하여 증착하고 리프트 오프 방법으로 패턴을 형성한다.
캐비티(112)의 관통홀(116)을 도금을 이용하여 도전성 물질로 충진하고, e-빔(e-beam), 열적(thermal) 증착법을 이용하여 캐비티(112)의 하면 및 측면에 증착한다. 여기서, 캐비티(112)의 하면 및 측면에 증착된 도전성 물질로 이루어진 도전성 박막(120)은 캐비티(112)의 하면으로부터 캐비티(112)의 측면 상단에 형성된 단차부(114)에 이르도록 연장 형성된다.
바람직하게는 도전성 박막(120)은 전기전도성과 광반사 특성이 우수한 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)으로 이루어질 수 있다.
도 2f에 도시된 바와 같이, 캐비티(112)의 하면의 도전성 박막(120)에 형광체층(134)이 형성된 발광다이오드(130)를 솔더 범프(132) 또는 Au 스터드 범프를 통하여 플립칩 본딩한다. 여기서 형광체층(134)은 스프레이(spray) 기법, 스크린 프린팅(screen printing) 기법, 디핑(dipping) 기법, 스텐실링(stenciling) 기법 등에 의해 발광다이오드(130)에 도포된다.
도 2g에 도시된 바와 같이, 캐비티(112)의 빈 공간을 투광성이 우수한 에폭시 또는 실리콘 젤을 이용하여 몰딩한다.
도면에 도시되지는 않았지만, 이와 같이 발광다이오드(130)가 플립칩 본딩된 실리콘 기판(110)을 다이싱을 통하여 분할하여 후공정을 수행한다.
이와 같이 실리콘 기판(110)에 발광다이오드(130)를 패키징함으로써 열방출이 우수하고 저비용으로 용이하게 제조할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 단면도이고, 도 4는 도 3의 등가회로도 이다.
본 실시예는 실리콘 기판(310)의 하면에 형성된 제너다이오드(350)를 제외한 구성이 제 1 실시예와 동일하므로 여기서는 그 설명을 생략한다.
제너다이오드(350)는 실리콘 기판(310)의 캐비티 하단 영역에서, 실리콘 기판(310) 내에 형성되며, 도 3에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(310)에 n형 영역과 p형 영역에 의해 형성된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 이러한 발광다이오드 패키지(30)는 제너다이오드(350)를 발광다이오드(330)와 병렬로 배치되어 발광다이오드(330)에 흐르는 과전류를 차단하므로, 발광다이오드(330)의 내전압 특성을 향상시킬 수 있다.
이와 같은 제너다이오드(350)를 구비한 발광다이오드 패키지(30)의 제조 방법은 상술한 바와 같이 실리콘 기판(310)에 캐비티 및 관통홀(316)을 형성한 다음, 캐비티의 하단 영역에서 이온 주입법을 통하여 실리콘 기판(310)의 내부에 제너다이오드(350)를 형성한다.
이와 같이 실리콘 기판(310)에 제너다이오드(350)를 형성함으로써, 추가적으로 제너다이오드(350)를 구비하지 않고 공정의 단순화에 의해 저비용으로 용이하게 제조할 수 있으며, 패키지를 소형화할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 단면도이고, 도 6은 도 5의 발광다이오드의 평면도이며, 도 7은 도 5의 등가회로도 이며, 도 8은 도 5의 정류부의 일예를 나타낸 단면도이다.
본 실시예는 다수의 발광셀을 구비한 발광다이오드(530) 및 실리콘 기판(510)의 상면에 형성된 정류부(560)를 제외한 구성이 제 1 실시예와 동일하므로 여기서는 그 설명을 생략한다.
발광다이오드(530)는 고정압에 구동가능하도록 다수의 발광셀을 구비한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 발광다이오드(530)는 전극패드(536a,536b)와 다수의 발광셀(538)로 구성되며, 각 발광셀(538) 및 전극패드는 전기적으로 연결된다. 여기서, 발광셀(538)은 직렬로 연결되는 것을 예로 하였지만, 직렬 연결부분을 일정 부분으로 분할하여 병렬로 연결될 수도 있다.
정류부(560)는 실리콘 기판(510)의 캐비티 상단 영역에서, 실리콘 기판(510) 내에 형성된다. 이러한 정류부(560)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 다이오드 브릿지일 수 있다.
이와 같이, 다이오드 브릿지(560)에 의해 외부에서 인가되는 전류가 정류되어 발광다이오드(530)에 인가됨으로써 고압의 교류에도 구동될 수 있다. 즉, 교류 전압인가시 브릿지 다이오드 중에서 D1/D4 다이오드 또는 D2/D3 다이오드는 교번하여 턴온되어 다수의 발광셀(538)로 이루어진 발광다이오드(530)가 점등된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 정류부(560)는 실리콘 기판(510)상면에 p형 영역 및 n형 영역이 형성되고, p형 영역상에는 한쌍의 n형 반도체층(D3,D4)이 형성되며, n형 영역상에는 한쌍의 p형 반도체층(D1,D2)이 형성될 수 있다.
이와 같이 발광다이오드 패키지(50)의 제조 방법은 상술한 바와 같이 실리콘 기판(510)에 캐비티 및 관통홀(516)을 형성한 다음, 고압 교류에 구동하도록 실리콘 기판(510)의 상면에 정류부(560)를 형성한다. 여기서, 발광다이오드(530)를 다수의 발광셀(538)을 구비한다.
이러한 정류부(560)는 다이오드 브릿지로 배치될 수 있는데, 도 8에 도시된 바와 같이, 실리콘 기판(510)상면에 p형 영역 및 n형 영역을 형성하고, p형 영역상에는 한쌍의 n형 반도체층(D3,D4)을 형성하며, n형 영역상에는 한쌍의 p형 반도체층(D1,D2)을 형성함으로써, 다이오드 브릿지 정류부(560)를 형성할 수 있다.
본 실시예에서는 다이오드 D1/D2 또는 다이오드 D3/D4를 한쌍으로 하여 실리콘 기판(110)에 형성하였지만, 브릿지의 특성에 따라 다이오드 D1/D3 또는 다이오드 D2/D4를 한쌍으로 하여 실리콘 기판(510)에 형성할 수도 있다.
이와 같이 실리콘 기판(510)에 정류부(560)를 형성함으로써, 추가적으로 정류부(560)를 구비하지 않고 공정의 단순화에 의해 저비용으로 용이하게 제조할 수 있으며, 패키지를 소형화할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 첨부된 특허 청구 범위에 속하는 것은 당연하다.
10 : 발광다이오드 패키지 110 : 실리콘 기판
112 : 캐비티 114 : 단차부
116 : 관통홀 118 : 댐
120 : 도전성 박막 130 : 발광다이오드
132 : 솔더 범프 134 : 형광체층
140 : 몰딩부 350 : 제너다이오드
560 : 정류부

Claims (16)

  1. 테이퍼 형상의 캐비티가 형성되고 상기 캐비티의 상단에 단차부가 형성되며 상기 캐비티의 하면에 관통홀이 형성되는 실리콘 기판;
    상기 홀에 충진되고 상기 캐비티의 하면 및 측면에 형성되는 도전성 박막;
    형광체층이 형성되고 상기 캐비티의 상기 도전성 박막 상에 플립칩 본딩되며, 다수의 발광셀을 구비하는 발광다이오드;
    상기 캐비티를 몰딩하는 몰딩부; 및
    상기 실리콘 기판의 상면에 형성되는 정류부를 포함하는 발광다이오드 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 박막은 알루미늄(Al)막 또는 은(Ag)막인 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전성 박막은 상기 단차부의 하측에 형성되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐비티의 하단 영역의 상기 기판에 형성되는 제너다이오드를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 정류부는 다이오드 브릿지인 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지.
  9. 절연성 실리콘 기판을 준비하는 단계;
    상기 실리콘 기판에 발광다이오드가 실장될 캐비티 및 상기 캐비티의 상단에 단차부를 형성하는 단계;
    상기 실리콘 기판의 상면에 정류부를 형성하는 단계;
    상기 캐비티의 하면에 관통홀을 형성하는 단계;
    상기 관통홀, 상기 캐비티의 하면 및 측면에 도전성 박막을 형성하는 단계;
    상기 캐비티 하면의 상기 도전성 박막에 형광체층이 형성된 발광다이오드를 플립칩 본딩하는 단계; 및
    상기 캐비티를 몰딩하는 단계를 포함하며,
    상기 발광다이오드는 다수의 발광셀을 구비하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 도전성 박막 형성 단계는 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)을 상기 캐비티의 하면 및 측면에 증착하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 도전성 박막 형성 단계는 상기 도전성 박막을 상기 단차부의 하측에 형성하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지 제조 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 관통홀 형성 후에 상기 캐비티 하단 영역의 상기 실리콘 기판에 제너 다이오드를 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제너다이오드 형성 단계는 이온 주입법에 의해 상기 제너다이오드를 형성하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지 제조 방법.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 정류부 형성 단계는 상기 기판상에 다이오드를 브릿지 배치하여 형성하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 패키지 제조 방법.
KR1020100092849A 2010-09-24 2010-09-24 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법 Expired - Fee Related KR101124816B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100092849A KR101124816B1 (ko) 2010-09-24 2010-09-24 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법
US13/825,937 US9153745B2 (en) 2010-09-24 2010-12-03 Light-emitting diode package and method of fabricating the same
PCT/KR2010/008627 WO2012039528A1 (en) 2010-09-24 2010-12-03 Light-emitting diode package and method of fabricating the same
CN2010800702998A CN103222075A (zh) 2010-09-24 2010-12-03 发光二极管封装件及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100092849A KR101124816B1 (ko) 2010-09-24 2010-09-24 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101124816B1 true KR101124816B1 (ko) 2012-03-26

Family

ID=45873998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100092849A Expired - Fee Related KR101124816B1 (ko) 2010-09-24 2010-09-24 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9153745B2 (ko)
KR (1) KR101124816B1 (ko)
CN (1) CN103222075A (ko)
WO (1) WO2012039528A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105390395A (zh) * 2015-12-02 2016-03-09 晶科电子（广州）有限公司 齐纳二极管的制作方法和led封装器件
KR102373154B1 (ko) * 2021-06-21 2022-03-14 유니레즈(주) 전도성 접착제로 인한 쇼트를 방지할 수 있는 발광 다이오드의 제조방법

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6967039B2 (en) 2003-07-28 2005-11-22 General Motors Corporation Untreated diffusion media with mesoporous layer and devices incorporating the same
CN102623593A (zh) * 2012-04-19 2012-08-01 日月光半导体制造股份有限公司 半导体光源模块、其制造方法及其基板结构
JP6409928B2 (ja) * 2012-08-31 2018-10-24 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその製造方法
US20140209961A1 (en) * 2013-01-30 2014-07-31 Luxo-Led Co., Limited Alternating current light emitting diode flip-chip
KR102005235B1 (ko) 2013-03-06 2019-07-30 삼성전자주식회사 플립칩 본딩 구조를 갖는 발광 다이오드 패키지
CN104124318A (zh) * 2013-04-24 2014-10-29 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管封装结构及其制造方法
DE102014112673A1 (de) * 2014-09-03 2016-03-03 Epcos Ag Leuchtdiodenvorrichtung
US9478583B2 (en) * 2014-12-08 2016-10-25 Apple Inc. Wearable display having an array of LEDs on a conformable silicon substrate
KR102434189B1 (ko) * 2015-05-07 2022-08-19 서울바이오시스 주식회사 자외선 발광 장치
US10008648B2 (en) * 2015-10-08 2018-06-26 Semicon Light Co., Ltd. Semiconductor light emitting device
CN105428508B (zh) * 2015-12-02 2018-08-24 开发晶照明（厦门）有限公司 封装基板以及led倒装封装结构
KR102554231B1 (ko) * 2016-06-16 2023-07-12 서울바이오시스 주식회사 전극 구조를 갖는 수직형 발광 다이오드 및 그것을 갖는 발광 다이오드 패키지
JP6732586B2 (ja) * 2016-07-28 2020-07-29 ローム株式会社 Ｌｅｄパッケージ
US10497846B2 (en) * 2017-07-11 2019-12-03 Lg Innotek Co., Ltd. Light emitting device package
DE102018100946A1 (de) * 2018-01-17 2019-07-18 Osram Opto Semiconductors Gmbh Bauteil und verfahren zur herstellung eines bauteils
CN111564546A (zh) * 2019-02-13 2020-08-21 株式会社辉元 Led封装件及其制造方法以及具有其的led面板
CN110047395A (zh) * 2019-05-22 2019-07-23 江苏米优光电科技有限公司 一种户外显示屏用的微间距表面贴装led

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080051877A (ko) * 2006-12-07 2008-06-11 엘지전자 주식회사 발광 소자 패키지 및 그 제조방법
KR20090010445A (ko) * 2007-07-23 2009-01-30 엘지전자 주식회사 발광 소자 패키지 및 그 제조방법

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7825422B2 (en) 2004-08-18 2010-11-02 Tokuyama Corporation Ceramic substrate for mounting a light emitting element and method for manufacturing the same
KR100638876B1 (ko) * 2005-07-22 2006-10-27 삼성전기주식회사 보호 소자의 배치 구성을 개선한 측면형 발광 다이오드
JP4789673B2 (ja) * 2005-10-27 2011-10-12 京セラ株式会社 発光素子収納用パッケージならびにこれを用いた光源および発光装置
KR100854328B1 (ko) * 2006-07-07 2008-08-28 엘지전자 주식회사 발광 소자 패키지 및 그 제조방법
TWM327548U (en) * 2007-08-15 2008-02-21 Everlight Electronics Co Ltd Light emitting semiconductor device
KR100896282B1 (ko) 2007-11-01 2009-05-08 엘지전자 주식회사 발광 소자 패키지 및 그 제조방법
KR101349409B1 (ko) * 2007-11-05 2014-02-13 엘지이노텍 주식회사 발광장치 및 그 제조방법
US20100006873A1 (en) * 2008-06-25 2010-01-14 Soraa, Inc. HIGHLY POLARIZED WHITE LIGHT SOURCE BY COMBINING BLUE LED ON SEMIPOLAR OR NONPOLAR GaN WITH YELLOW LED ON SEMIPOLAR OR NONPOLAR GaN
CN201237155Y (zh) * 2008-07-25 2009-05-13 弘凯光电(深圳)有限公司 发光二极管
JP2010135488A (ja) * 2008-12-03 2010-06-17 Toshiba Corp 発光装置及びその製造方法
KR101064026B1 (ko) * 2009-02-17 2011-09-08 엘지이노텍 주식회사 발광 디바이스 패키지 및 그 제조방법
KR20100097434A (ko) * 2009-02-26 2010-09-03 삼성전자주식회사 색 온도를 조절할 수 있는 발광 패키지 및 그 제조 방법, 상기 발광 패키지의 색 온도 조절 방법
KR101558241B1 (ko) * 2009-03-30 2015-10-07 삼성전자 주식회사 발광 장치의 제조 방법
KR101673913B1 (ko) * 2009-07-20 2016-11-08 삼성전자 주식회사 발광 패키지 및 그 제조 방법
KR101092097B1 (ko) * 2009-08-31 2011-12-12 엘지이노텍 주식회사 발광 다이오드 패키지 및 그 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080051877A (ko) * 2006-12-07 2008-06-11 엘지전자 주식회사 발광 소자 패키지 및 그 제조방법
KR20090010445A (ko) * 2007-07-23 2009-01-30 엘지전자 주식회사 발광 소자 패키지 및 그 제조방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105390395A (zh) * 2015-12-02 2016-03-09 晶科电子（广州）有限公司 齐纳二极管的制作方法和led封装器件
CN105390395B (zh) * 2015-12-02 2018-08-31 广东晶科电子股份有限公司 齐纳二极管的制作方法和led封装器件
KR102373154B1 (ko) * 2021-06-21 2022-03-14 유니레즈(주) 전도성 접착제로 인한 쇼트를 방지할 수 있는 발광 다이오드의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20140145633A1 (en) 2014-05-29
WO2012039528A1 (en) 2012-03-29
US9153745B2 (en) 2015-10-06
CN103222075A (zh) 2013-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101124816B1 (ko) 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법
JP4870572B2 (ja) 半導体発光デバイスおよびサブマウント、ならびにそれを形成するための方法
JP3992059B2 (ja) 発光装置の製造方法
US6696704B1 (en) Composite light-emitting device, semiconductor light-emitting unit and method for fabricating the unit
EP2325906B1 (en) Semiconductor light-emitting device and method for manufacturing same
JP4996463B2 (ja) 発光デバイスをパッケージするためのチップスケール方法およびチップスケールにパッケージされた発光デバイス
JP3399440B2 (ja) 複合発光素子と発光装置及びその製造方法
US20080142817A1 (en) Chip-scale methods for packaging light emitting devices and chip-scale packaged light emitting devices
CN102194985B (zh) 晶圆级封装之方法
JP2016171164A (ja) 半導体発光装置
KR20050034936A (ko) 형광체를 이용한 파장변환형 발광 다이오드 패키지 및제조방법
KR101476771B1 (ko) 반도체 소자 구조물 및 반도체 소자 구조물을 제조하는 방법
CN102593330A (zh) 发光装置封装件
KR101426433B1 (ko) 반도체 발광소자를 제조하는 방법
KR101291092B1 (ko) 반도체 소자 구조물을 제조하는 방법
KR101360324B1 (ko) 반도체 소자 구조물을 제조하는 방법
CN102881802B (zh) 发光二极管封装结构
KR20150000387A (ko) 발광소자 및 그 제조 방법
KR20130109743A (ko) 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법
KR101460742B1 (ko) 반도체 소자 구조물을 제조하는 방법
TWI414093B (zh) 晶圓級封裝之方法
KR101779084B1 (ko) 반도체 발광소자 구조물 및 반도체 발광소자 구조물을 제조하는 방법
KR101403640B1 (ko) 반도체 발광소자 및 이를 봉지하는 방법
US12107201B2 (en) Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
KR101300463B1 (ko) 반도체 소자 구조물을 제조하는 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20100924

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20111025

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20120224

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20120229

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20120229

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150112

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20150112

Start annual number: 4

End annual number: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160104

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20160104

Start annual number: 5

End annual number: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161212

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20161212

Start annual number: 6

End annual number: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171211

Year of fee payment: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20171211

Start annual number: 7

End annual number: 7

PC1903 Unpaid annual fee

Termination category: Default of registration fee

Termination date: 20211211