(57)【要約】      （修正有）【課題】光線を均一に出射させることができる光電子パッケージの提供。【解決手段】キャリア１１０と、少なくとも１つの発光チップ１２０と、光均一化層１３０と、遮光パターン１４０とを含む光電子パッケージ１００である。キャリアは、基板１１１と、基板に位置する配線層１１２とを含む。発光チップは、光線を発射するためのものであり、基板上に設けられ、並びに配線層を電気的接続する。光均一化層は、基板と配線層とを覆い、かつ発光チップを覆う。遮光パターンが、光均一化層の上に形成され、かつ光線の一部を遮光することに用いられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と前記基板に位置する配線層とを含むキャリアと、
前記基板上に設けられ、かつ前記配線層を電気的接続する、光線を発射するための少なくとも１つの発光チップと、
前記基板と前記配線層とを覆い、かつ前記発光チップを覆い、前記光線の伝送経路に位置する光均一化層と、
前記光均一化層の上に形成され、前記光線の一部を遮光することに用いられる遮光パターンとを含む、光電子パッケージ。
【請求項２】
前記少なくとも１つの発光チップの数は複数であることを特徴とする請求項１に記載の光電子パッケージ。
【請求項３】
複数の前記発光チップがアレイに配列されることを特徴とする請求項２に記載の光電子パッケージ。
【請求項４】
前記光均一化層が、
前記基板と前記配線層とを覆い、前記発光チップを覆う光透過層と、
前記光透過層の上を覆い、かつ前記光線を発散するための拡散層であって、前記光透過層は、キャリアと前記拡散層との間、かつ前記光線の伝送経路上に位置する、拡散層とを含むことを特徴とする請求項１に記載の光電子パッケージ。
【請求項５】
前記少なくとも１つの発光チップは、出光面を有し、かつ前記光透過層は前記出光面を覆ってそれに接触することを特徴とする請求項４に記載の光電子パッケージ。
【請求項６】
前記光透過層の側辺と前記拡散層の側辺とが互いに切り揃えられることを特徴とする請求項４に記載の光電子パッケージ。
【請求項７】
前記拡散層は、拡散粒子または前記光線により励起されるための蛍光材料を含有することを特徴とする請求項４に記載の光電子パッケージ。
【請求項８】
前記拡散層の屈折率は前記光透過層の屈折率より大きいことを特徴とする請求項４に記載の光電子パッケージ。
【請求項９】
前記基板は、
金属板と、
前記金属板の上に形成され、かつ前記金属板と前記配線層との間に位置する絶縁層とを含むことを特徴とする請求項１に記載の光電子パッケージ。
【請求項１０】
前記光均一化層の上に形成され、かつ前記遮光パターンを覆う保護層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の光電子パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体パッケージ（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｐａｃｋａｇｅ）に関し、特に遮光パターン（ｌｉｇｈｔ−ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｐａｔｔｅｒｎ）を有する光電子パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅｓ，ＬＥＤ）は、半導体パッケージであり、通常、ウエハ（ｗａｆｅｒ）を切断してなる、光線を発射できるダイオードダイ（ｄｉｏｄｅ ｄｉｅ）を有する。発光ダイオードは、一般的に、小さめの視野角（ｖｉｅｗｉｎｇ ａｎｇｌｅ）を有することが多い。それにより、発光ダイオードは、光線を集中して発射するため、均一な発光が困難になる。よって、今までの発光ダイオードは、そのまま均一に発光しにくいので、均一に出光する効果を奏するために、二次光学要素、例えば、拡散シートを別途追加する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、光線を均一に出射させることができる光均一化層（ｌｉｇｈｔ ｕｎｉｆｏｒｍ ｌａｙｅｒ）を含む光電子パッケージを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明が提供する光電子パッケージは、キャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）と、少なくとも１つの発光チップと、光均一化層と、遮光パターンとを含む。キャリアは、基板と基板に位置する配線層とを含む。発光チップは、光線を発射するためのものであり、かつ基板上に設けられ、配線層と電気的接続する。光均一化層は、光線の伝送経路に位置し、基板と配線層とを覆い、かつ発光チップを覆う。遮光パターンは、光均一化層の上に形成され、光線の一部を遮光することに用いられる。
【０００５】
本発明の一実施例において、上記発光チップの数は、複数である。
【０００６】
本発明の一実施例において、これらの発光チップは、アレイに配列される。
【０００７】
本発明の一実施例において、上記光均一化層は、光透過層と拡散層とを含む。光透過層は、基板と配線層とを覆い、かつ発光チップを覆う。拡散層は、光透過層の上を覆い、光線の発散に用いられる。光透過層は、キャリアと拡散層との間、かつ光線の伝送経路上に位置する。
【０００８】
本発明の一実施例において、上記発光チップは、出光面を有し、かつ、光透過層は、出光面を覆ってそれに接触する。
【０００９】
本発明の一実施例において、上記光透過層の側辺と拡散層の側辺は、互いに切り揃えられる（ｂｅ ｆｌｕｓｈ ｗｉｔｈ）。
【００１０】
本発明の一実施例において、上記拡散層は、拡散粒子、または光線により励起されるための蛍光材料を含有する。
【００１１】
本発明の一実施例において、上記拡散層の屈折率は、光透過層の屈折率より大きい。
【００１２】
本発明の一実施例において、上記基板は、金属板と絶縁層とを含む。絶縁層は、金属板の上に形成され、かつ金属板と配線層との間に位置する。
【００１３】
本発明の一実施例において、上記光電子パッケージは、保護層をさらに含む。保護層は、光均一化層の上に形成され、かつ遮光パターンを覆う。
【発明の効果】
【００１４】
上記に基づいて、光均一化層を利用することにより、光電子パッケージは、そのまま均一に発光することができ、二次光学要素（例えば、拡散シート）を別途追加する必要がなくなる。このように、二次光学要素を追加するためにかかるお金や時間が不要になるので、生産コストの低下や生産能力（ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）の向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例に係る光電子パッケージを示す断面概略図である。
【図２】図１における光電子パッケージの上面を示す概略図である。
【図３】図２における光電子パッケージの光均一化層と、遮光パターンと、保護層とが除去された構造を示す断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の特徴と利点とをより明確にわかりやすくするために、以下、実施例を挙げて、図面を参照しながら詳しく説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施例に係る光電子パッケージを示す断面概略図である。以下、図１を参照しながら説明する。光電子パッケージ１００は、キャリア１１０と、少なくとも１つの発光チップ１２０とを含む。キャリア１１０は、基板１１１と、基板１１１に位置する配線層１１２とを含む。発光チップ１２０は、基板１１１の上に設けられ、かつ配線層１１２と電気的接続する。発光チップ１２０は、出光面１２１を有し、かつ出光面１２１から光線Ｌ１を発射することができる。図１に示す実施例において、光電子パッケージ１００は、複数の発光チップ１２０を含み、これらの発光チップ１２０は基板１１１に設けられる。しかし、他の実施例において、光電子パッケージ１００は、発光チップ１２０を１つのみ含んでもよい。よって、図１に示す発光チップ１２０の数は、単に例示として説明されたものであり、光電子パッケージ１００に含まれる発光チップ１２０の数を限定するものではない。
【００１８】
本実施例において、発光チップ１２０は、パッケージされていない（ｕｎｐａｃｋａｇｅｄ）ダイオードダイであってよく、かつ、光電子パッケージ１００は、半導体パッケージであってよい。すなわち、光電子パッケージ１００は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であってよく、かつ、ディスクリート部品（ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）であってよい。他の実施例において、発光チップ１２０は、パッケージされた（ｐａｃｋａｇｅｄ）半導体パッケージであってもよく、かつ、キャリアとこのキャリアに設けられたダイオードダイとを含んでもよい。したがって、光電子パッケージ１００は、少なくとも１つのパッケージされた半導体パッケージを含んでもよい。
【００１９】
なお、図１に示す実施例において、これらの発光チップ１２０は、ワイヤーボンディング（ｗｉｒｅ−ｂｏｎｄｉｎｇ）の方式でキャリア１１０の上に設けられるが、他の実施例において、これらの発光チップ１２０は、他の方式、例えば、フリップチップ（ｆｌｉｐ−ｃｈｉｐ）の方式で、キャリア１１０の上に設けられてもよい。よって、発光チップ１２０は、ワイヤーボンディングの方式のみでキャリア１１０に設けられることに限定されるものではない。
【００２０】
キャリア１１０は、金属ベース基板（ｍｅｔａｌ ｂａｓｅ ｂｏａｒｄ）である。図１を例として、基板１１１は、金属板１１１ａと絶縁層１１１ｂとを含み、絶縁層１１１ｂは金属板１１１ａの上に形成され、かつ、金属板１１１ａと配線層１１２との間に位置する。その中の１つの実施例において、キャリア１１０は、アルミベース基板（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｂａｓｅ ｂｏａｒｄ）であってよく、金属板１１１ａはアルミ金属板であってよく、かつ配線層１１２はアルミ金属層であってよい。絶縁層１１１ｂの材料は、酸化アルミであってよい。かつ、絶縁層１１１ｂは、金属板１１１ａ表面のアルミを酸化することによって形成されるものであってよい。よって、絶縁層１１１ｂは、緻密な酸化層であってよく、かつ、配線層１１２と金属板１１１ａとの互いの電気絶縁を保持することができる。
【００２１】
図１に示す実施例において、キャリア１１０は、はんだマスク層（ｓｏｌｄｅｒ ｍａｓｋ）１１３をさらに含んでもよい。はんだマスク層１１３は、基板１１１の上に形成される。また、はんだマスク層１１３の種類は、はんだマスク層定義（Ｓｏｌｄｅｒ Ｍａｓｋ Ｄｅｆｉｎｅ，ＳＭＤ）であってよい。よって、はんだマスク層１１３は、配線層１１２の一部を覆い、かつ配線層１１２に接触する。しかし、他の実施例において、はんだマスク層１１３の種類は、非はんだマスク層定義（Ｎｏｎ−Ｓｏｌｄｅｒ Ｍａｓｋ Ｄｅｆｉｎｅ，ＮＳＭＤ）であってよい。すなわち、他の実施例におけるはんだマスク層１１３は、配線層１１２を覆えなくてもよいし、配線層１１２に接触しなくてもよい。はんだマスク層１１３が、白色であってよいので、光線Ｌ１を反射することができ、光電子パッケージ１００の輝度の向上に寄与する。なお、説明すべきことは、図１に示すはんだマスク層１１３は、単に例示として説明されたものであり、他の実施例におけるキャリア１１０は、はんだマスク層１１３を含んでなくてもよい。すなわち、キャリア１１０は、はんだマスク層１１３を必ず含むことに限定されるものではない。
【００２２】
図１に示すキャリア１１０は、片面配線板（ｓｉｎｇｌｅ−ｓｉｄｅｄ ｗｉｒｉｎｇ ｂｏａｒｄ）であるが、他の実施例におけるキャリア１１０は、両面配線板（ｄｏｕｂｌｅ−ｓｉｄｅｄ ｗｉｒｉｎｇ ｂｏａｒｄ）であってもよい。すなわち、キャリア１１０は、配線層１１２を２層含んでもよい。そして、基板１１１は、この２層の配線層１１２の間に位置する。この２層の配線層１１２は、導電性スルーホール（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ｈｏｌｅ）によって互いに電気接続されてもよい。その中で、導電性スルーホールの製造は、以下の手順を採用してよい。まず、機械穿孔により、基板１１１にスルーホールが形成される。次に、このスルーホールの中に、絶縁材が埋め込まれる。この絶縁材は、例えば、樹脂である。その後、機械穿孔またはレーザー穿孔により、絶縁材の中に、孔径がより小さい１つの狭いスルーホールが形成される。そして、この狭いスルーホールに対してスルーホールめっき（Ｐｌａｔｉｎｇ Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｈｏｌｅ，ＰＴＨ）を行うことによって、導電性スルーホールが形成される。
【００２３】
説明すべきことは、他の実施例において、キャリア１１０は、印刷配線板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ，ＰＷＢ）、例えば、メタルコア回路基板（ｍｅｔａｌ ｃｏｒｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）または多層配線板（ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ ｗｉｒｉｎｇ ｂｏａｒｄ）であってよい。よって、他の実施例における基板１１１は、樹脂層またはセラミックス層を含んでもよい。このことから明らかなように、金属ベース基板は、単にキャリア１１０の一例であり、キャリア１１０は、金属ベース基板のみに限定されるものではない。
【００２４】
光電子パッケージ１００は、光均一化層１３０をさらに含む。光均一化層１３０は、基板１１１と、配線層１１２と、はんだマスク層１１３とを覆い、かつ、発光チップ１２０を覆う。そして、光均一化層１３０は、発光チップ１２０に接触してもよい。光均一化層１３０は、発光チップ１２０の出光面１２１を覆うので、光線Ｌ１の伝送経路に位置する。図１に示す光均一化層１３０は、二層構造を有し、かつ、拡散層１３１と光透過層１３２とを含む。光透過層１３２は、基板１１１と配線層１１２とを覆い、かつ、発光チップ１２０を覆うことによって、発光チップ１２０の出光面１２１を覆ってそれに接触する。
【００２５】
拡散層１３１は、光透過層１３２の上を覆う。そして、光透過層１３２は、キャリア１１０と拡散層１３１との間に位置する。よって、拡散層１３１も光線Ｌ１の伝送経路に位置する。発光チップ１２０の出光面１２１から出射された光線Ｌ１は、光透過層１３２、拡散層１３１の順に入射される。拡散層１３１は、複数の拡散粒子（図示せず）と透明媒体（図示せず）とを含んでもよい。拡散粒子は透明媒体に分散される。また、透明媒体は、例えば、ポリシロキサン（ｐｏｌｙｓｉｌｏｘａｎｅ）である。これらの拡散粒子で光線Ｌ１を散乱させることによって、拡散層１３１は光線Ｌ１を発散することができる。あるいは、他の実施例おいて、拡散層１３１は、蛍光を発するために、光線により励起されるための蛍光材料を含有してもよい。すなわち、拡散層１３１は、拡散粒子または蛍光材料を含有してもよい。
【００２６】
本実施例において、拡散層１３１の屈折率は光透過層１３２の屈折率より大きくてもよいので、光線Ｌ１は拡散層１３１と光透過層１３２との間の境界を通過した後、光線Ｌ１の行進方向は出光面１２１の法線１２１ｎに近寄ることで、光線Ｌ１を集中して拡散層１３１に入射させることができる。このように、より多くの光線Ｌ１が拡散層１３１に入射されることになり、拡散層１３１はより多くの光線Ｌ１を発散し得るので、光電子パッケージ１００の輝度が向上する。
【００２７】
説明すべきことは、図１における光線Ｌ１が、拡散層１３１の上表面のみで散乱されるように見えるが、実際には、拡散層１３１が複数の拡散粒子を含有するので、光線Ｌ１は、拡散層１３１の上表面のみではなく、拡散層１３１の中にも、これらの拡散粒子によって散乱される。図１に示す拡散層１３１の上表面で散乱される光線Ｌ１は、光線Ｌ１が拡散層１３１を通過した後に複数の方向へ出射することを示すためのものに過ぎず、光線Ｌ１が拡散層１３１の上表面のみで散乱されると理解されるものではない。
【００２８】
言及する価値があるのは、図１に示す実施例において、光均一化層１３０は、拡散層１３１と光透過層１３２とを含むので、二層構造を有する。しかし、他の実施例において、光均一化層１３０は、単層構造または２層以上の多層構造を有してもよい。例えば、図１における光均一化層１３０は、拡散層１３１のみを含み、かつ光透過層１３２を含まなくてもよい。すなわち、他の実施例における光均一化層１３０は、拡散層１３１であってもよい。よって、図１に示す光均一化層１３０は、単に例示として説明されたものである。光均一化層１３０は、二層構造のみを有することができるように限定されない。なお、光電子パッケージ１００の製造過程においては、複数の光電子パッケージ１００が、１つのパッケージパネル（ｐａｃｋａｇｅ ｐａｎｅｌ）をダイシング（ｄｉｃｉｎｇ）して形成されたものであってよい。よって、図１に示すように、光透過層１３２の側辺１３２ａと、拡散層１３１の側辺１３１ａとが、互いに切り揃えられ得る。
【００２９】
図２は、図１における光電子パッケージの上面を示す概略図であり、かつ図１に示す断面概略図は、図２における線１Ａ−１Ａ断面に沿って描いたものである。以下、図１と図２とを参照しながら説明する。光電子パッケージ１００は、遮光パターン１４０をさらに含む。遮光パターン１４０は、光均一化層１３０の上に形成され、かつ光線Ｌ１の一部を遮光することに用いられる。具体的には、遮光パターン１４０は不透明（ｏｐａｑｕｅ）であり、かつ複数の開口１４１を有する。光線Ｌ１は遮光パターン１４０に入射される時に、一部の光線Ｌ１はこれらの開口１４１を透過し、そして、他の一部の光線Ｌ１は遮光パターン１４０により遮断されることで、遮光パターン１４０は一部の光線Ｌ１を遮断し得る。なお、遮光パターン１４０はインク（ｉｎｋ）によって作成されるものであってよく、かつ、スプレー塗りまたは刷毛塗りによって形成されてもよい。 
【００３０】
図２に示す実施例において、各開口１４１の形状は山型（ｃｈｅｖｒｏｎ）であるので、発光チップ１２０が光線Ｌ１を発射する時に、光電子パッケージ１００は光る山型を示す。光電子パッケージ１００が示す光る山型は、指示の用途として用いられる。例えば、図２に示す光電子パッケージ１００は、車両の方向指示灯として用いられ、車両の方向変更を指示することができる。または、光電子パッケージ１００は、避難誘導路の表示灯としても用いられ、避難誘導の方向を表示することができる。
【００３１】
光電子パッケージ１００は、保護層１５０をさらに含んでもよい。保護層１５０は、光均一化層１３０の上に形成され、かつ遮光パターン１４０を覆い、遮光パターン１４０を保護する。保護層１５０は透明膜層であるため、光線Ｌ１は保護層１５０を透過することができる。なお、説明すべきことは、図１に示す実施例において、光電子パッケージ１００は保護層１５０を含むが、他の実施例において、光電子パッケージ１００は保護層１５０を含まなくてもよい。よって、図１に示す保護層１５０は、単に例示として説明されたものである。光電子パッケージ１００は、保護層１５０を必ず含むように限定されない。
【００３２】
図３は、図２に示す光均一化層と、遮光パターンと、保護層とが除去された光電子パッケージの断面を示す概略図である。以下、図３を参照しながら説明する。本実施例において、図３に示すように、これらの発光チップ１２０は、アレイに配列されてもよい。すなわち、これらの発光チップ１２０は、キャリア１１０の上に規則的に設けられ、光電子パッケージ１００の発光均一性を向上することができる。しかし、これらの発光チップ１２０は、アレイ以外、例えば、ランダムに配列されても、光均一化層１３０は光線Ｌ１を拡散でき、光電子パッケージ１００を均一的に発光させる。なお、これらの発光チップ１２０は、遮光パターン１４０の開口１４１に応じてキャリア１１０の上に設けられてもよい。すなわち、発光チップ１２０は、遮光パターン１４０の開口１４１と重なることにより、遮光パターン１４０により遮断される光線Ｌ１を低減し、光線Ｌ１の利用率を向上することができる。
【００３３】
上記をまとめると、本発明の少なくとも１つの実施例における光電子パッケージは、二次光学要素が設けられない条件で、そのまま均一に発光することができる。よって、光電子パッケージは、二次光学要素（例えば、拡散シート）を別途追加する必要がない。二次光学要素を追加している現有の発光ダイオードに比べ、本発明は二次光学要素を追加するためにかかるお金や時間が不要であるので、生産コストの低下や生産能力の向上に寄与する。また、光電子パッケージは二次光学要素を別途追加する必要がないので、光電子パッケージから発射する光線は二次光学要素を透過する必要がない。よって、光電子パッケージは、現有の発光ダイオードより優れた発光効率を有することができる。
【００３４】
本発明は、上記のとおり、実施例に基づいて開示されているが、それらに限定されない。当業者は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、若干の変更や調整をすることができる。よって、本発明は、特許請求の範囲によって定義された内容に基づき保護範囲が定められる。
【符号の説明】
【００３５】
１００  光電子パッケージ
１１０  キャリア
１１１  基板
１１１ａ  金属板
１１１ｂ  絶縁層
１１２  配線層
１１３  はんだマスク層
１２０  発光チップ
１２１  出光面
１２１ｎ  法線
１３０  光均一化層
１３１  拡散層
１３１ａ、１３２ａ  側辺
１３２  光透過層
１４０  遮光パターン
１４１  開口
１５０  保護層
Ｌ１  光線
【図１】
2019197875.tif 000003
【図２】
2019197875.tif 000004
【図３】
2019197875.tif 000005