(57)【要約】  本発明は、発光デバイスパッケージ及びその製造方法に関するものである。  本発明に従う発光デバイスパッケージは、キャビティを含むパッケージボディと、上記パッケージボディの表面にシード層と、上記シード層の上に導電層と、上記導電層の上にミラー層と、上記キャビティに発光デバイスと、を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティを含むパッケージボディと、
前記パッケージボディの表面のシード層と、
前記シード層の上の導電層と、
前記導電層の上のミラー層と、
前記キャビティ内の発光デバイスと、
を含むことを特徴とする発光デバイスパッケージ。
【請求項２】
前記キャビティは所定の溝を持つチューブ形態、円または多角形形状のうち、いずれか１つの形態で形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項３】
前記パッケージボディの外周面で前記シード層の上に形成されたメッキ層を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項４】
前記導電層の端部は、前記パッケージボディの上面に延びて前記メッキ層の上に段部形態で形成されることを特徴とする請求項３に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項５】
前記シード層、前記導電層、及び前記メッキ層は、前記キャビティ及び前記パッケージボディの背面から電気的に分離されることを特徴とする請求項３に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項６】
前記シード層は、チタニウム層及び銅層のうち、少なくとも１つの層を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項７】
前記導電層及び前記メッキ層は、チタニウム層、銅層、ニッケル層、及び金層のうち、少なくとも１つの層を含むことを特徴とする請求項３に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項８】
前記ミラー層は、チタニウム、銀、アルミニウム、及びこれら合金のうち、いずれか１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項９】
前記シード層及び導電層のうちの少なくとも１つは１０００〜７０００Åの厚さで形成され、前記ミラー層は１０００〜４０００Åの厚さで形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項１０】
前記発光デバイスは、前記ミラー層及び前記導電層に電気的に連結されたＬＥＤチップを含み、
前記キャビティに樹脂物または蛍光体が添加された樹脂物を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項１１】
前記導電層及び前記ミラー層は、前記キャビティの底面から上面まで形成され、
前記パッケージボディはシリコンウエハであることを特徴とする請求項１に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項１２】
パッケージボディに所定深さのキャビティを形成するステップと、
前記パッケージボディの表面にシード層を形成するステップと、
前記パッケージボディの外周面で前記シード層の上にメッキ層を形成するステップと、
前記パッケージボディのキャビティの内で前記シード層の上に導電層を形成するステップと、
前記シード層、メッキ層、及び導電層を部分エッチングして電気的に分離するステップと、
前記導電層の上にミラー層を形成するステップと、
前記キャビティの内に発光デバイスを搭載するステップと、
を含むことを特徴とする発光デバイスパッケージ製造方法。
【請求項１３】
前記導電層の端部は、前記パッケージボディの上面に延びて、前記メッキ層の上に段部形態で突出することを特徴とする請求項１２に記載の発光デバイスパッケージ製造方法。
【請求項１４】
前記メッキ層の形成ステップは、
前記シード層の上に前記キャビティの内周面、前記パッケージボディの上面内側に第１マスクパターンを形成するステップと、前記第１マスクパターンが形成されていない前記パッケージボディの外周面で前記メッキ層を形成するステップと、前記第１マスクパターンを除去するステップと、を含み、
前記メッキ層は、銅／ニッケル／金、またはチタニウム／銅／ニッケル／金層の順序で形成されることを特徴とする請求項１２に記載の発光デバイスパッケージ製造方法。
【請求項１５】
前記シード層はチタニウム及び銅層の順序で形成され、
前記導電層は前記シード層の上に銅／ニッケル／金またはチタニウム／銅／ニッケル／金層の順序で形成され、
前記ミラー層はチタニウム／銀、チタニウム／アルミニウム、これらグループの合金のうち、いずれか１つで形成されることを特徴とする請求項１２に記載の発光デバイスパッケージ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光デバイスパッケージ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）は、ＧａＡｓ系列、ＡｌＧａＡｓ系列、ＧａＮ系列、ＩｎＧａＮ系列、及びＩｎＧａＡｌＰ系列などの化合物半導体材料を用いて発光原を構成することができる。
【０００３】
このような発光ダイオードは、パッケージ化されて多様なカラーを放出する発光装置に用いられており、上記発光装置はカラーを表示する点灯表示器、文字表示器、及び画像表示器などの多様な分野に光源として使われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、パッケージのソルダリング特性と光度を改善させることができる発光デバイスパッケージ及びその製造方法を提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、パッケージボディの上面段部により樹脂物が外部にあふれることを防止して、上記樹脂物による歩留まりが低下することが防止できるようにした発光デバイスパッケージ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に従う発光デバイスパッケージは、キャビティを含むパッケージボディと、上記パッケージボディの表面にシード層と、上記キャビティの内周面で上記シード層の上に導電層と、上記導電層の上にミラー層と、上記キャビティに発光デバイスと、を含む。
【０００７】
本発明に従う発光デバイスパッケージ製造方法は、パッケージボディに所定深さのキャビティを形成するステップと、上記パッケージボディの表面にシード層を形成するステップと、上記パッケージボディの外周面で上記シード層の上にメッキ層を形成するステップと、上記パッケージボディのキャビティの内で上記シード層の上に導電層を形成するステップと、上記シード層、メッキ層、及び導電層を部分エッチングして電気的に分離するステップと、上記導電層の上にミラー層を形成するステップと、上記キャビティ内に発光デバイスを搭載するステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、パッケージのソルダリング特性を改善することができる。
【０００９】
本発明は、パッケージボディの上面段部により樹脂物があふれることを防止し、ソルダリング時、樹脂物による歩留まりの低下を防止することができる。
【００１０】
本発明は、パッケージの光度を改善させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に従う発光デバイスパッケージを示す側断面図である。
【図２】本発明に従う発光デバイスパッケージの製造過程を示す図である。
【図３】本発明に従う発光デバイスパッケージの製造過程を示す図である。
【図４】本発明に従う発光デバイスパッケージの製造過程を示す図である。
【図５】本発明に従う発光デバイスパッケージの製造過程を示す図である。
【図６】本発明に従う発光デバイスパッケージの製造過程を示す図である。
【図７】本発明に従う発光デバイスパッケージの製造過程を示す図である。
【図８】本発明に従う発光デバイスパッケージの製造過程を示す図である。
【図９】本発明に従うパッケージボディに金属層を形成する過程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付された図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明すれば、次の通りである。実施形態を説明するに当たって、各層の厚さは一例であり、図面の厚さに限定しない。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に従う発光デバイスパッケージを示す側断面図である。
【００１４】
図１を参照すれば、発光デバイスパッケージ１００は、シリコン（silicon）基盤のウエハレベルパッケージ（wafer level package：ＷＬＰ）であって、多面体（例：直六面体）形態のパッケージボディ（frame）１１０を用いる。
【００１５】
上記パッケージボディ１１０の上部にはキャビティ１１１が形成される。上記キャビティ１１１は、内部空間を持つチューブ（TUBE）、多角形溝または円形溝のうち、いずれか１つの形態で形成できる。
【００１６】
上記キャビティ１１１の内側面１１４は、所定の角度に、または所定の曲率に傾斜するように形成できる。
【００１７】
上記パッケージボディ１１０の上面１１５は、上記キャビティ１１１の外側に形成され、上記ボディ側面１１６は所定角度に折り曲げられて上部及び下部の側面に傾斜するように形成されることができ、これに対して限定しない。
【００１８】
また、上記パッケージボディ１１０の少なくとも一側面１１６は上部及び下部の側面に傾斜するように形成され、他側面（図示せず）は垂直形態で形成できる。
【００１９】
上記パッケージボディ１１０の開口領域１３１、１３２を除外した全表面にはシード層（Seed layer）１２２が形成される。上記シード層１２２はチタニウム（Ｔｉ）層／銅（Ｃｕ）層の順序またはチタニウム（Ｔｉ）層／銅（Ｃｕ）層／チタニウム（Ｔｉ）層の順序で形成できる。上記シード層１２２は、上記パッケージボディ１１０との接着性及び金属層間の接合性を改善させることができる。上記シード層１２２は、例えば、１０００Å〜７０００Åの厚さで形成できる。
【００２０】
上記パッケージボディ１１０の外周面で上記シード層１２２の上には上記メッキ層１２４が形成される。ここで、上記パッケージボディ１１０の外周面は、上記パッケージボディ１１０の背面１１８の一部、側面１１６、及び上面１１５の外側を含む。
【００２１】
上記メッキ層１２４は、メッキ方式（例：電解または無電解メッキ）を用いて厚い薄膜で形成されて、表面実装技術（ＳＭＴ）工程のうち、ソルダリング特性が改善できる。上記メッキ層１２４は、例えば、１．５〜２．０ｕｍの厚さで形成される。
【００２２】
上記メッキ層１２４は、上記シード層１２２の上に、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、及びチタニウム（Ｔｉ）を用いて１層以上で形成されることができ、例えば、銅（Ｃｕ）層／ニッケル（Ｎｉ）層／金（Ａｕ）層、またはチタニウム（Ｔｉ）層／銅（Ｃｕ）層／ニッケル（Ｎｉ）層／金（Ａｕ）層の順序で形成できる。
【００２３】
ここで、上記メッキ層１２４の端部１２４ａ、１２４ｂは、上記パッケージボディ１１０の上面１１５の外側まで延びて形成される。
【００２４】
上記パッケージボディ１１０のキャビティ１１１には、上記シード層１２２の上に上記導電層（conducting layer）１２６が形成される。上記導電層１２６は、上記キャビティ１１１の底面１１２、内側面１１４、及び上記ボディの上面１１５に延びて形成される。上記導電層１２６は、銅、ニッケル、金、チタニウムを用いて１層以上で形成されるが、例えば、銅層／ニッケル層／金層、またはチタニウム層／銅層／ニッケル層／金層の順序で形成できる。
【００２５】
ここで、上記導電層１２６の端部１２６ａ、１２６ｂは、上記ボディの上面１１５で上記メッキ層１２４の端部１２４ａ、１２４ｂの上に延びて段部形態で突出される。上記導電層１２６の端部１２６ａ、１２６ｂは、上記キャビティ１１１にモールディングされる樹脂物１５０があふれることを防止することができ、上記パッケージ側面１１６を通じて異質物が越えてくることを防止することができる。上記パッケージボディ１１０の外部に樹脂物１５０のあふれを防止することによって、上記発光デバイスパッケージ１００のソルダリング時、樹脂物１５０による歩留まりの低下を防止することができる。 
【００２６】
上記導電層１２６は、他層よりは厚く、例えば、１０００〜７０００Åの厚さで形成される。上記導電層１２６は電気的な特性を改善させることができる。
【００２７】
上記導電層１２６の上にはミラー層（mirror layer）１２８が形成される。上記ミラー層１２８は、上記導電層１２６の上に、チタニウム（Ｔｉ）層／銀（Ａｇ）層の順序、チタニウム（Ｔｉ）層／アルミニウム（Ａｌ）層の順序、チタニウムと銀との合金、またはチタニウムとアルミニウムとの合金の中から選択的に形成できる。上記ミラー層１１２８は、１０００〜４０００Åの厚さで形成される。また、上記ミラー層１２８は上記導電層１２６の上に形成されることによって、金属物質が剥げることを防止することができる。
【００２８】
上記ミラー層１２８は、上記発光デバイス１４０で発生した光の反射光量を改善させることによって、上記発光デバイスパッケージ１００の光度を改善させることができる。
【００２９】
上記パッケージボディ１１０のシード層１２２、導電層１２６、及びミラー層１２８は、電子ビーム蒸着法または／及びスパッタリング法を用いて蒸着することができる。
【００３０】
上記パッケージボディ１１０のキャビティ１１１には発光デバイス１４０が少なくとも１つ搭載され、上記発光デバイス１４０は、青色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップのような有色ＬＥＤチップ、またはＵＶ ＬＥＤチップからなることができる。上記発光デバイス１４０は、上記キャビティ１１１の電極端子に搭載される。
【００３１】
上記キャビティ１１１の底面１１２に形成された上記ミラー層１２８及び上記導電層１２６は、電極端子に利用できる。上記電極端子は、上記キャビティ１１１の内で上記パッケージボディ１１０の側面１１６に沿って背面１１８の一部まで電気的に連結される。上記キャビティ１１１には、第１開口領域１３１が形成され、上記第１開口領域１３１は、上記シード層１２２、導電層１２６、及びミラー層１２８を複数個の領域に分離してくれる。上記パッケージボディ１１０の背面１１８には第２開口領域１３２が形成され、上記第２開口領域１３２は上記シード層１２２及びメッキ層１２４を複数個の領域に分離してくれる。即ち、上記第１及び第２開口領域１３１、１３２は、上記電極端子を複数個の電極端子に分離させてくれる。
【００３２】
ここで、上記発光デバイス１４０は、上記電極端子にワイヤー１４２またはフリップチップ方式により連結されることができ、これに対して限定するのではない。上記電極端子の配置構造は、ＬＥＤチップの個数、及び設計方式に従い多様に変更されることができ、これに限定するのではない。
【００３３】
上記キャビティ１１１には透光性樹脂材質の樹脂物１５０がモールディングされ、上記樹脂物１５０は発光デバイス１４０を保護するようになる。上記樹脂物１５０は透明なエポキシまたはシリコン材質からなり、レッド、グリーン、ブルー蛍光体のうち、少なくとも１種類の蛍光体が添加されることができ、これに限定するのではない。
【００３４】
図２乃至図８は本発明の実施形態に従う発光デバイスパッケージの製造過程を示す図であり、図９は本発明の実施形態に従うパッケージボディに金属層を形成する過程を示すフローチャートである。
【００３５】
図２及び図３を参照すれば、上記パッケージボディ１１０の上部に所定深さのキャビティ１１１を形成する。上記キャビティ１１１は上記パッケージボディ１１０の中央上側をエッチングして所定深さで形成できる。ここで、上記パッケージボディ１１０はシリコンウエハである。
【００３６】
上記パッケージボディ１１０の全表面１１２、１１４、１１６、１１８にはシード層１２２が蒸着される（図９のＳ１０１）。上記シード層１２２はチタニウム（Ｔｉ）層／銅（Ｃｕ）層の順序，またはチタニウム（Ｔｉ）層／銅（Ｃｕ）層／チタニウム（Ｔｉ）層の順序で形成できる。上記シード層１２２は，上記パッケージボディ１１０との接着性を改善させ、他の金属層（例：導電層、メッキ層含み）の間の接合性を改善させることができる。上記シード層１２２は、例えば、１０００Å〜７０００Åの厚さで形成できる。
【００３７】
図３及び図４を参照すれば、上記パッケージボディ１１０の上側部分に形成された上記シード層１２２の上には第１マスクパターン（Ｍ１）が形成される（図９のＳ１０３）。ここで、第１マスクパターン（Ｍ１）は、例えばフォトリソグラフィ（Photo-lithography）方式を利用し、上記キャビティ１１１の底面１１２及び内側面１１４、そして上記ボディの上面１１５の内側に形成される。
【００３８】
上記第１マスクパターン（Ｍ１）を除外した領域である上記パッケージボディ１１０の外周面には、上記シード層１２２の上に上記メッキ層１２４が蒸着される（図９のＳ１０５）。上記メッキ層１２４は、上記ボディ上面１１５の外側、上記ボディ側面１１６、及び背面１１８に蒸着される。
【００３９】
上記メッキ層１２４は、上記シード層１２２の上に銅（Ｃｕ）層／ニッケル（Ｎｉ）層／金（Ａｕ）層、またはチタニウム（Ｔｉ）層／銅（Ｃｕ）層／ニッケル（Ｎｉ）層／金（Ａｕ）層の順序で形成できる。上記メッキ層１２４は、例えば、１．５〜２．０ｕｍの厚さで形成される。ここで、上記シード層１２２の最上層がチタニウム層である場合、これをエッチングした後、上記メッキ層１２４の銅（Ｃｕ）層を形成できる。上記メッキ層１２４は、メッキ方式を用いて厚い薄膜で形成されることによって、表面実装技術（ＳＭＴ）工程のうち、ソルダリング特性が改善できる。
【００４０】
図４及び図５を参照すれば、上記第１マスクパターン（Ｍ１）を除去し（図９のＳ１０７）、第２マスクパターン（Ｍ２）を形成するようになる（図９のＳ１０９）。上記第２マスクパターン（Ｍ２）は、例えばフォトリソグラフィ（Photo-lithography）方式により上記パッケージボディ１１０の外周面、即ち上記ボディ上面１１５の外側、上記ボディ側面１１６、及び背面１１８に形成される。
【００４１】
上記第２マスクパターン（Ｍ２）領域を除外した領域の上記シード層１２２の上には導電層１２６が形成される（図９のＳ１１１）。上記導電層１２６は、上記キャビティ１１１の内周面から上記ボディ上面１１５まで延びる。ここで、上記ボディ上面１１５に形成された上記導電層１２６の端部１２６ａ、１２６ｂは、上記メッキ層１２４の端部１２４ａ、１２４ｂの上に形成される。
【００４２】
上記導電層１２６は、上記シード層１２２の上に銅（Ｃｕ）層／ニッケル（Ｎｉ）層／金（Ａｕ）層、またはチタニウム（Ｔｉ）層／銅（Ｃｕ）層／ニッケル（Ｎｉ）層／金（Ａｕ）層の順序で形成される。上記導電層１２６は１０００〜７０００Åの厚さで形成され、この際、上記ニッケル層または上記金（Ａｕ）層の厚さは１００〜３０００Åで形成できる。上記金（Ａｕ）層は衝撃や摩擦により導電層１２６が損傷されることを防止する。
【００４３】
上記導電層１２６は、多重金属層で形成されることによって、電気的な特性を改善させることができる。また、上記導電層１２６の端部１２６ａ、１２６ｂは、上記ボディ上面１１５の上に段部形態で突出するので、上記キャビティ１１１に詰められる樹脂物１５０があふれることを防止することができる。上記樹脂物１５０は、発光デバイスの搭載後、ディスペンシング工程により上記キャビティ１１１にモールディングできる。
【００４４】
図５及び図６を参照すれば、上記第２マスクパターン（Ｍ２）を除去し（図９のＳ１１３）、上記キャビティ１１１の内周面をエッチングして第１開口領域１３１を形成し、上記ボディ背面１１８の領域をエッチングして第２開口領域開口領域１３２を形成する（図９のＳ１１５）。上記第１及び第２開口領域１３１、１３２は、上記シード層１２２までエッチングするようになるので、上記キャビティ１１１の両側に少なくとも２つの電極端子がオープンされた構造で配置される。
【００４５】
図７を参照すれば、上記第１及び第２開口領域１３１、１３２が形成されれば、上記パッケージボディ１１０の外周面には第３マスクパターン（Ｍ３）が形成される（図９のＳ１１７）。上記第３マスクパターン（Ｍ３）は、フォトリソグラフィ（Photo-lithography）方式を用いて形成できる。上記第３マスクパターン（Ｍ３）は、上記メッキ層１２４の上側部の上と上記導電層１２６の端部１２６ａ、１２６ｂの上に形成できる。勿論、上記第３マスクパターン（Ｍ３）は、上記メッキ層１２４の上、上記導電層１２６の端部１２６ａ、１２６ｂの上、上記キャビティ底面１１２の第１開口領域１３１、上記ボディ背面１１８の第２開口領域１３２のうち、少なくとも一部に形成できる。
【００４６】
上記第３マスクパターン（Ｍ３）が形成されていない上記導電層１２６の上にはミラー層１２８が形成される（図９のＳ１１９）。上記ミラー層１２８は、上記導電層１２６の上に、チタニウム層／銀層の順序、またはチタニウムとアルミニウムの順序、またはチタニウムとアルミニウムとの合金で形成できる。上記ミラー層１２８は１０００〜４０００Åの厚さで形成される。ここで、上記導電層１２６の上にミラー層１２８を形成することによって、ＬＥＤチップの発光効率が増大することができる。
【００４７】
そして、上記ミラー層１２８の端部は上記導電層１２６の端部の上に形成されることもでき、これに限定するのではない。ここで、上記ミラー層１２８を形成する過程は、上記第１及び第２開口領域１３１、１３２を形成する前に形成することもできる。
【００４８】
図７及び図８を参照すれば、上記第３マスクパターン（Ｍ３）を除去するようになる（図９のＳ１２１）。そして、上記発光デバイス１４０はミラー層１２８に接着剤により接着された後、ワイヤー１４２を用いて上記ミラー層１２８及び導電層１２６に電気的に連結される。ここで、上記発光デバイス１４０は、フリップ方式またはダイ接着方式により連結することができる。上記発光デバイス１４０は、青色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップのような有色ＬＥＤチップ、またはＵＶ ＬＥＤチップからなることができる。
【００４９】
上記キャビティ１１１には、透光性の樹脂物１５０または少なくとも１種類の蛍光体が添加された樹脂物１５０をモールディングすることができる。また、上記樹脂物１５０の上に凸形態のレンズを接着することもできる。
【００５０】
以上、本発明に対し、実施形態を中心にして説明したが、これは単に例示であり、本発明を限定するのでなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から外れない範囲で、以上に例示されていない種々の変形と応用が可能であることが分かる。例えば、本発明の実施形態に具体的に表れた各構成要素は変形して実施できるものである。そして、このような変形と応用に関わる差異点は特許請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、ＬＥＤを含む発光デバイスパッケージを利用することができる。
【００５２】
本発明は、シリコンウエハを用いた発光デバイスパッケージを利用することができる。
【００５３】
本発明は、ＷＬＰ（wafer level package）を用いて、点灯表示器、文字表示器、及び画像表示器などの多様な分野に光源として利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010538490.tif 000009
【図８】
2010538490.tif 000010
【図９】
2010538490.tif 000011
【国際調査報告】
2010538490.tif 000012
2010538490.tif 000013