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WO2013009082A2 - 광 디바이스용 기판 - Google Patents

광 디바이스용 기판 Download PDF

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WO2013009082A2
WO2013009082A2 PCT/KR2012/005479 KR2012005479W WO2013009082A2 WO 2013009082 A2 WO2013009082 A2 WO 2013009082A2 KR 2012005479 W KR2012005479 W KR 2012005479W WO 2013009082 A2 WO2013009082 A2 WO 2013009082A2
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optical device
optical
electrode
optical element
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PCT/KR2012/005479
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WO2013009082A3 (ko
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남기명
전영철
송태환
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Point Engineering Co Ltd
Original Assignee
Point Engineering Co Ltd
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Publication date
Application filed by Point Engineering Co Ltd filed Critical Point Engineering Co Ltd
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Priority to US14/232,593 priority patent/US20140177242A1/en
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Publication of WO2013009082A3 publication Critical patent/WO2013009082A3/ko
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Definitions

  • the block body 13 manufactured by FIG. 1A is cut in the direction orthogonal to the surface of the conductive plate 11, i.e., up and down by an appropriate width, as shown in FIG. 1C.
  • positioned is obtained.
  • Another object of the present invention is to bond the optical device substrate and the electrode substrate in a fitting manner and to form a substrate by forming at least one bridge pad insulated from the optical device substrate by a horizontal insulating layer to manufacture the substrate, It is to provide a substrate for an optical device that does not break even when bent or twisted.
  • FIG 3 is a cross-sectional view of an optical device manufactured by a substrate for an optical device according to another embodiment of the present invention.
  • the coupling protrusion 123 may be formed in the electrode substrate 120-1, while the coupling groove 113 may be formed in the optical device substrate 110-1, as shown in the dotted circle of “B”.
  • Two or more coupling protrusions may be formed up and down on the side of the optical device substrate 110-1, and two or more coupling grooves may be formed on the side of the electrode substrate 120-1 at a corresponding position or vice versa. There will be.
  • the coupling protrusion may be formed on one side of the optical device substrate 110-1, and the coupling groove may be formed on the opposite side.
  • the coupling protrusion 112 and the coupling groove 122 may be formed by machining.
  • a single plating layer 130 is formed thereon, and the plating layer 130 thus formed is subjected to a mechanical process, for example, a cutting process or The subsequent manufacturing process may be performed while separating the conductive layer 134 and the plating layer 132 by a chemical process, for example, an etching process, and separating the horizontal insulating layer 140 into an area to be located. will be.
  • the fitting vertical insulating layer 124 in the shape that matches the defect groove 122 of, i.e., the side cap, must be interposed between these substrates.
  • the fitting vertical insulating layer 124 is formed of a synthetic resin material and may be bonded to the optical device substrate 110-1 and the electrode substrate 120-2 by an adhesive.
  • the optical device substrate 110-1 having the coupling protrusion 112 or the electrode substrate 120-2 having the coupling groove 122 or the opposite structure of the optical device substrate 110-1 or the electrode substrate Anodizing the corresponding side of 120-2 may form the fitting vertical insulating layer 124 integral with the substrate.
  • the fitting structure possible here is as described in FIG.
  • FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views of an optical device manufactured by a substrate for an optical device, which is partially modified from the embodiment of FIGS. 2 and 3, respectively, with the same reference numerals as those in FIGS. Omit the description.
  • the upper surface of the bridge pad 150 is formed higher than the upper surface of the plating layer 132 by the thickness of the horizontal insulating layer 140.
  • a mounting recess having a depth equal to the thickness of the horizontal insulation layer is formed in a region where the horizontal insulation layer 140 of the optical device substrate 110-2 is to be formed.
  • the horizontal insulating layer 140 is laminated.
  • FIGS. 2 to 5 illustrate an optical device having two optical devices 160 for convenience, but an optical device having two or more optical devices 160 may be used. Furthermore, the optical device according to the embodiments of FIGS. 2 to 5 may be preferably applied when the distance between the optical elements is far enough that chip to chip wire bonding cannot be performed as in the embodiment of FIG. 6 described later. will be.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of an optical device manufactured by wire-bonding an electrode of an optical device in the form of a chip-to-chip without interposing a bridge pad, and the same reference numerals are given to the same parts as in FIGS.
  • the plating layer may be formed over the entire area of the optical device substrate. This embodiment may be usefully applied to an optical device that needs to keep the spacing of the optical elements narrow.
  • reference numeral 195 denotes a lens unit (concave lens in the case of spectroscopy) for condensing the light emitted from the optical element, and the lens unit as well as the embodiments of FIGS. 2 to 5 will be described later with reference to FIGS. 7 and 8. The same may be applied to the embodiment of the present invention.
  • a band channel channel having a narrower width than a cavity is formed in the space between the cavity and the cavity, and a horizontal insulating layer is formed in the channel groove thus formed, and then the bridge pads are stacked thereon to form the upper surface of the cavity.
  • the top surface of the bridge pad is placed on the same horizontal line, thereby increasing the light reflection efficiency.
  • the substrate for an optical device of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified in various ways within the range permitted by the technical idea of the present invention.
  • the substrate for an optical device of the present invention may also be applied as a line light source for a backlight unit in which a plurality of optical elements are lined up in series by a series connection.
  • 110-1 to 110-4 optical device substrate, 112: coupling protrusion,
  • 120-1 to 120-4 electrode substrate, 122: coupling groove,

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Abstract

본 발명은 광소자 기판과 전극 기판을 감합(嵌合) 방식으로 접합함과 함께 수평 절연층에 의해 광소자 기판과 절연되는 하나 이상의 브리지 패드를 광소자 기판에 형성하여 이루어진 광 디바이스용 기판에 관한 것이다. 본 발명의 제1 특징에 따른 광 디바이스용 기판은 금속 판재로 이루어져서 복수의 광소자가 실장되는 광소자 기판; 상면의 적어도 일부 영역에 도전층이 형성된 절연 재질로 이루어져서 상기 광소자 기판의 양 측면에 각각 접합되며, 광소자의 전극이 와이어 본딩되는 한 쌍의 전극 기판 및 상기 광소자 기판과 상기 전극 기판의 측면에 형성되어 상기 광소자 기판과 상기 전극 기판을 감합시키는 감합 수단을 포함하여 이루어진다. 본 발명의 제2 특징에 따른 광 디바이스용 기판은 금속 판재로 이루어져서 복수의 광소자가 실장되는 광소자 기판; 금속 재질로 이루어져서 상기 광소자 기판의 양 측면에 각각 접합되며, 광소자의 전극이 와이어 본딩되는 한 쌍의 전극 기판; 상기 광소자 기판과 상기 전극 기판의 측면에 형성되어 상기 광소자 기판과 상기 전극 기판을 감합시키는 감합 수단 및 상기 감합 수단과 정합되도록 상기 광소자 기판과 상기 전극 기판 사이에 개재되는 감합형 수직 절연층을 포함하여 이루어진다.

Description

광 디바이스용 기판
본 발명은 광 디바이스용 기판에 관한 것으로, 특히 광소자 기판과 전극 기판을 감합(嵌合) 방식으로 접합함과 함께 수평 절연층에 의해 광소자 기판과 절연되는 하나 이상의 브리지 패드를 광소자 기판에 형성하여 이루어진 광 디바이스용 기판에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 발광다이오드인 LED(Light Emitting Diode)는 공해를 유발하지 않는 친환경성 광원으로 다양한 분야에서 주목받고 있다. 최근 들어, LED의 사용범위가 실내외 조명, 자동차 헤드라이트, 디스플레이 장치의 백라이트 유닛(Back-Light Unit:BLU) 등 다양한 분야로 확대됨에 따라 LED의 고효율 및 우수한 열 방출 특성이 필요하게 되었다. 고효율의 LED를 얻기 위해서는 일차적으로 LED의 재료 또는 구조를 개선해야되지만 이외에도 LED 패키지의 구조 및 그에 사용되는 재료 등도 개선할 필요가 있다.
이와 같은 고효율의 LED에서는 고열이 발생되기 때문에 이를 효과적으로 방출하지 못하면 LED의 온도가 높아져서 그 특성이 열화되고, 이에 따라 수명이 줄어들게 된다. 따라서, 고효율의 LED 패키지에 있어서 LED로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출시키고자 하는 노력이 진행되고 있다.
이하 LED를 포함하여 광을 방출하는 각종 소자를 총칭하여 '광소자"라 하고 이를 하나 이상 포함하여 이루어진 각종 제품을 '광 디바이스'라 한다.
도 1a 내지 도 1d는 종래 광 디바이스 제조 방법을 설명하기 위한 각 공정별 사시도이다. 먼저 도 1a에 도시한 바와 같이, 종래 광소자가 탑재되는 기판(10)을 형성하기 위해, 예를 들어 소정 두께로 이루어진 동 등의 도전성 판재(11)와 예를 들어 유리 에폭시 등의 절연성 판재(12)를 면 방향에서 교대로 접합하여 블록체(13, 도 1b 참조)를 형성한다. 여기에서, 도전성 판재(11)와 절연성 판재(12)와의 접합은 접착제에 의하거나 열압착 등에 의할 수도 있다.
계속해서 도 1b에 도시한 바와 같이, 도 1a에 의해 제조된 블록체(13)를 적절한 폭만큼 도전성 판재(11)의 면과 직교하는 방향, 즉 상하로 절단하면 도 1c에 도시한 바와 같이 띠 모양의 도전부(10a)와 절연부(10b)가 교대로 배치되어 이루어진 기판(10)이 얻어진다.
다음으로, 도 1d에 도시한 바와 같이 소자 기판(10)의 각 도전부(10a-①, 10a-②, 10a-③)에 LED칩(2)을 적당한 간격을 갖는 행렬 형태로 배치하여 실장하고 도전부(10a-①, 10a-②, 10a-③)의 각 열의 LED칩(2)에서 와이어(3)를 인출하여 다음 열의 도전부에 연결하고, 이렇게 해서 얻어진 LED 어레이에 다시 투명한 몰딩 수지로 몰딩함으로써 판상체의 형태의 LED 어레이가 제조된다.
한편, 이렇게 제조된 판상채 형태의 LED 어레이에서 각 열은 전기적으로 병렬연결되어 있고, 각 행은 직렬연결되어 있는데, 이를 그대로 제품화하거나 적절한 열 단위 또는 행 단위로 분리하거나 또는 낱개 단위로 분리하여 제품화한다. 더욱이 판상체 형태의 LED 어레이를 그대로 사용하는 경우에는 이를 금속 PCB에 탑재하거나 하부에 별도의 방열판을 부착하게 된다.
그러나 전술한 바와 같은 종래의 광 디바이스용 기판에 따르면, 도전부와 절연부가 단지 접착제나 열압착에 의해 접합되어 있기 때문에 취급상의 부주의에 의한 사소한 충격 내지는 굽힘이나 비틀림에 의해서도 쉽게 도전부와 절연부 사이의 접합이 훼손되는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 광소자 기판과 전극 기판을 감합 방식으로 접합함과 함께 광소자 기판을 다수의 영역으로 절연하기 위한 수직 절연층이 형성되지 않도록 기판을 제조함으로써 취급상의 충격, 굽힘 또는 비틀림에도 파손되지 않는 광 디바이스용 기판을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 광소자 기판과 전극 기판을 감합 방식으로 접합함과 함께 수평 절연층에 의해 광소자 기판과 절연되는 하나 이상의 브리지 패드를 광소자 기판에 형성하여 기판을 제조함으로써 취급상의 충격, 굽힘 또는 비틀림에도 파손되지 않는 광 디바이스용 기판을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따른 광 디바이스용 기판은 금속 판재로 이루어져서 복수의 광소자가 실장되는 광소자 기판; 상면의 적어도 일부 영역에 도전층이 형성된 절연 재질로 이루어져서 상기 광소자 기판의 양 측면에 각각 접합되며, 광소자의 전극이 와이어 본딩되는 한 쌍의 전극 기판 및 상기 광소자 기판과 상기 전극 기판의 측면에 형성되어 상기 광소자 기판과 상기 전극 기판을 감합시키는 감합 수단을 포함하여 이루어진다.
전술한 구성에서, 상기 광소자 기판에는 복수의 광소자가 실장되는 장방형의 홈으로 이루어진 캐비티가 형성되거나 이와는 달리 개개의 광소자가 실장되는 홈으로 이루어진 복수의 캐비티가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 특징에 따른 광 디바이스용 기판은 금속 판재로 이루어져서 복수의 광소자가 실장되는 광소자 기판; 금속 재질로 이루어져서 상기 광소자 기판의 양 측면에 각각 접합되며, 광소자의 전극이 와이어 본딩되는 한 쌍의 전극 기판; 상기 광소자 기판과 상기 전극 기판의 측면에 형성되어 상기 광소자 기판과 상기 전극 기판을 감합시키는 감합 수단 및 상기 감합 수단과 정합되도록 상기 광소자 기판과 상기 전극 기판 사이에 개재되는 감합형 수직 절연층을 포함하여 이루어진다.
전술한 구성에서, 상기 감합형 수직 절연층은 상기 감합 수단을 포함한 상기 광소자 기판 또는 상기 전극 기판의 측면을 아노다이징하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 제1 특징에 따른 광 디바이스용 기판과 마찬가지로 제2 특징에 따른 광 디바이스용 기판의 상기 광소자 기판에도 복수의 광소자가 실장되는 장방형의 홈으로 이루어진 캐비티가 형성되거나 이와는 달리 개개의 광소자가 실장되는 홈으로 이루어진 복수의 캐비티가 형성될 수 있다.
본 발명의 제1 특징 및 제2 특징에 따른 광 디바이스용 기판에서 상기 광소자 기판의 상면에는 도금층이 형성된 것을 특징으로 한다. 더욱이 상기 도금층이 제거된, 하나 이상의 영역에 형성되어 상기 도금층과 전기적으로 절연된 수평 절연층 및 상기 수평 절연층 위에 적층되어 광소자의 전극을 와이어에 의해 전기적으로 연결하는 브리지 패드를 더 구비할 수도 있다. 이 경우에 상기 수평 절연층은 상기 도금층이 제거된 영역의 상기 광소자 기판에 형성된 홈에 형성될 수 있다.
본 발명의 광 디바이스용 기판에 따르면, 광소자 기판과 전극 기판을 감합 방식으로 접합하거나 이에 더하여 수평 절연층에 의해 광소자 기판과 절연되는 하나 이상의 브리지 패드를 광소자 기판에 형성하여 기판을 제조함으로써 취급상의 충격, 굽힘 또는 비틀림에도 기판이 파손되지 않는 효과가 발휘된다.
도 1a 내지 도 1d는 종래 광 디바이스 제조 방법을 설명하기 위한 각 공정별 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 디바이스용 기판에 의해 제조된 광 디바이스의 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 디바이스용 기판에 의해 제조된 광 디바이스의 단면도.
도 4 및 도 5는 각각 도 2 및 도 3의 실시예를 일부 변형시킨 광 디바이스용 기판에 의해 제조된 광 디바이스의 단면도.
도 6은 광소자의 전극을 브리지 패드의 개재 없이 칩투칩의 형태로 와이어 본딩하여 제조된 광 디바이스의 단면도.
도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 디바이스의 평면도 및 그 A-A선 단면도.
도 8a 및 도 8b는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 디바이스의 평면도 및 그 A-A선 단면도.
이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 광 디바이스용 기판의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 디바이스용 기판에 의해 제조된 광 디바이스의 단면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예의 광 디바이스에 따르면, 가운데에 위치하여 복수의 광소자(160)가 실장되는 광소자 기판(110-1)과 광소자 기판(110-1)의 양측에서 광소자 기판(110-1)과 감합 방식으로 결합된 상태에서 접합되며 전체 광 디바이스의 전극, 즉 애노드 전극과 캐소드 전극으로 기능하는 한 쌍의 전극 기판(120-1)을 구비한다.
전술한 구성에서, 광소자 기판(110-1)은 광소자(160)에서 발생되는 열을 신속하게 방출할 수 있도록 열전도도가 양호한 금속 재질, 예를 들어 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 구리(Cu) 또는 철(Fe)이나 이들 각각의 합금(Alloy) 중 어느 하나로 이루어진 판재로 구현될 수 있을 것이다. 다음으로, 전극 기판(120-1)은 광소자 기판(110-1)과 비교할 때 상대적으로 방열 특성에 대한 요구가 낮기 때문에 절연성을 가지며 취급 및 가공이 용이한 합성수지 재질, 예를 들어 폴리머나 플라스틱 재질 또는 그 복합 재료 등으로 구현할 수 있을 것인바, 도 1의 실시예서는 몸체가 합성수지 재질로 이루어진 전극 기판(120-1)을 예시하고 있다.
한편, 본 발명에서는 광소자 기판(110-1)과 전극 기판(120-1) 사이의 접합력을 강화시키기 위해 광소자 기판(110-1)의 양 측면에 결합돌기(112)를 형성하는 반면에 이와 대응되는 위치의 전극 기판(120-1)의 측면에는 결합홈(122)을 형성("A" 점선 원 내부의 구조 참조)함으로써 이 둘이 감합된 상태에서 접착제나 열접합에 의해 접합되도록 하고 있다. 이 경우에 결합돌기(112)와 결합홈(122)은 각각 광소자 기판(110-1)과 전극 기판(120-1)의 측면의 전체 또는 일부에 걸쳐서 횡으로 형성되는 것이 바람직할 것이다. 물론 "B"의 점선 원 내부에 도시한 바와 같이 결합돌기(123)를 전극 기판(120-1)에 형성하는 반면에 결합홈(113)을 광소자 기판(110-1)에 형성할 수도 있을 것이고, 2개 이상의 결합돌기를 광소자 기판(110-1)의 측면에 상하로 형성하고 대응되는 위치의 전극 기판(120-1)의 측면에는 2개 이상의 결합홈을 형성하거나 이와는 반대로 형성할 수도 있을 것이다. 이와는 달리 광소자 기판(110-1)의 일 측면에는 결합돌기를 형성하는 반면에 대향 측면에는 결합홈을 형성할 수도 있을 것이다. 결합돌기(112)와 결합홈(122)은 기계 가공에 의해 형성될 수 있을 것이다.
그런데, 도 2에 도시한 바와 같이 전극 기판(120-1)의 몸체를 합성수지 재질로 구현하는 경우에는 전극 기판(120-1)으로 기능할 수 있도록 그 상면의 전체 또는 일부에 걸쳐서 도전층(134)을 형성해야 할 것이다. 한편 광소자(160)의 경우에는 광소자 기판(110-1)을 이루는 금속 판재의 상면에 그대로 접합되어 실장될 수도 있으나 이 경우에 간섭에 의해 광소자 기판(110-1)의 상면에 부딪히는 광에 대한 반사 효율이 저하될 수 있기 때문에 광소자 기판(110-1)의 상면에 광반사 성능이 우수한 도금층(132)을 형성하는 것이 바람직할 것이다. 이러한 도금층(132)의 재질로는 광반사 성능이 우수한 은(Ag)을 사용하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명에서는 또한 광소자 기판(110-1)에 종래와 같은 수직 절연층을 채택하는 것을 배제하기 위해 광소자 기판(110-10)과 전기적으로 절연된 1개 이상의 수평 절연층(140)을 광소자 기판(110-1)에 형성하고 있고, 인접하는 2개의 광소자(160)를 전기적으로 연결시키는 브리지 패드(150)를 이러한 수평 절연층(140) 위에 형성하고 있다.
여기에서 수평 절연층(140)은 예를 들어 합성수지 재질의 시트를 광소자 기판(110-1) 위에 접착제나 열압착에 의해 접합하여 형성되거나 에폭시 또는 실리콘 계열의 액상 접합제가 경화되어 형성되거나 세라믹을 광소자 기판(110-1)에 직접 용사(溶射))시키는 방법에 의해 형성될 수 있을 것이다. 이 경우에 광소자 기판(110-1)과의 접합력을 증가시키기 위해 전처리 공정으로 광소자 기판(110-1)의 표면을 거칠게 처리한 후에 수평 절연층(140)을 형성할 수도 있을 것이다. 한편 수평 절연층(140)은 이로 인한 광반사 효율의 저하를 막기 위해 가급적 작은 크기로 형성하는 것이 바람직하다.
*다음으로, 브리지 패드(150)는 전기 전도도, 광 반사율 및 와이어와의 접합성이 우수한 재질, 예를 들어 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 니켈(Ni) 또는 이를 하나 이상 조합한 합금 시트, 바람직하게는 은(Ag) 시트를 접착제에 의해 수평 절연층(140) 위에 접합함으로써 형성할 수 있을 것인바, 그 형상은 원형이나 사각형 등으로 다양하게 구현될 수 있을 것이다.
브리지 패드(150)를 형성하는 다른 방법으로는 실리콘 웨이퍼에 상기한 금속 재료를 스퍼터링, 무전해 또는 전해 도금 방식으로 처리하거나 플라스틱 또는 FR4 판재에 무전해 또는 전해 도금 방식으로 처리하여 도금층을 형성한 후에 알맞게 절단한 후에 접착제에 의해 수평 절연층(140) 위에 접합하는 방법이 있을 수 있다. 또 다른 방법으로는 은(Ag) 페이스트를 스크린 프린트 방식에 의해 수직 절연층(140) 위에 직접 인쇄하는 방법이 있을 수 있다. 한편, 와이어 본딩의 결합 신뢰성을 높이기 위해 브리지 패드(150) 표면에 무전해 니켈(Ni) 도금층을 추가로 형성시킬 수도 있다. 브리지 패드(150)는 인접한 광소자 기판(110-1)의 도금층(132)과의 사이에서 전기적인 절연이 확실하게 이루어지도록 수평 절연층(140)보다 작은 크기를 갖는 것이 바람직하다.
한편 광소자 기판(110-1)과 전극 기판(120-1)을 접합한 후에 그 위에 단일의 도금층(130)을 형성하고, 이렇게 형성된 도금층(130)을 기계적인 공정, 예를 들어 절삭 공정이나 화학적인 공정, 예를 들어 에칭 공정에 의해 도전층(134)과 도금층(132)으로 분리함과 함께 수평 절연층(140)이 자리잡을 영역으로 분리한 상태에서 이후의 제조 공정을 수행할 수도 있을 것이다.
전술한 공정에 의해 광 디바이스 기판이 완성되는데, 이후에는 각 브리지 패드(150) 사이의 광소자 기판(110-1)의 도금층(132)에 접착제(145) 등에 의해 광소자(160)를 실장한 상태에서 브리지 패드(150)를 매개로 한 와이어(165) 본딩에 의해 광소자 상호 간을 전기적으로 연결하는데, 가장 좌측 및 우측에 배치된 광소자(160)의 하나의 전극은 각 전극 기판(134)에 와이어(165)를 통해 전기적으로 연결된다. 도면에서 참조번호 190은 광소자(160) 및 와이어(165)를 보호하기 위한 투명 또는 형광 물질이 함유된 봉지재를 나타내고, 참조번호 180은 액상의 봉지재(190)를 가두기 위한 댐을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 디바이스용 기판에 의해 제조된 광 디바이스의 단면도인바, 도 2와 동일한 부분에는 동일한 참조번호를 부여하고 그 상세한 설명은 생략한다. 도 3의 실시예의 광 디바이스(100-2)에 따르면, 전극 기판(120-2)을 합성수지 재질로 구현하지 않고 금속 판재, 예를 들어 광소자 기판(110-1)과 동일 재질의 금속 판재로 구현할 수도 있는바, 이 경우에 전극 기판(120-2)과 광소자 기판(110-1)의 절연을 위해 광소자 기판(110-1)의 결합돌기(112) 및 전극 기판(120-2)의 결함홈(122)과 정합되는 형상, 즉 옆으로 누인 캡 형상의 감합형 수직 절연층(124)이 이들 기판 사이에 개재되어야 한다. 이러한 감합형 수직 절연층(124)은 합성수지 재질로 형성되어 광소자 기판(110-1) 및 전극 기판(120-2)과 접착제에 의해 접합될 수 있다. 이와는 달리 결합돌기(112)를 갖는 광소자 기판(110-1) 또는 결합홈(122)을 갖는 전극 기판(120-2) 또는 이와는 반대의 구조로 이루어진 광소자 기판(110-1) 또는 전극 기판(120-2)의 해당 측면을 아노다이징함으로써 해당 기판과 일체로 된 감합형 수직 절연층(124)을 형성할 수도 있을 것이다. 여기에서 가능한 감합 구조는 도 2에서 설명한 바와 같다.
도 4 및 도 5는 각각 도 2 및 도 3의 실시예를 일부 변형시킨 광 디바이스용 기판에 의해 제조된 광 디바이스의 단면도로서, 도 2 및 도 3과 동일한 부분에는 동일한 참조 번호를 부여하고 그 상세한 설명을 생략한다. 도 4 및 도 5의 실시예에 따른 광 디바이스(100-3; 100-4)에서는 수평 절연층(140)의 두께에 의해 브리지 패드(150)의 상면이 도금층(132)의 상면보다 높게 형성됨으로써 광반사 효율을 저하시키는 것을 방지하기 위해 광소자 기판(110-2)의 수평 절연층(140)이 형성될 영역에 수평 절연층 두께만큼의 깊이를 갖는 안착홈을 형성한 상태에서 이러한 안착홈에 수평 절연층(140)을 적층하고 있다. 결과적으로, 수평 절연층(140) 위에 브리지 패드(150)를 적층하더라도 브리지 패드(150)의 상면이 도금층(150)의 상면과 동일한 수평선상 또는 그보다 낮은 선상에 위치하게 되어 광반사 효율의 저하를 방지할 수가 있다. 도 2 내지 도 5의 실시예에서는 편의상 2개의 광소자(160)를 갖는 광 디바이스를 도시하고 있으나, 2개 이상의 광소자(160)를 갖는 광 디바이스도 얼마든지 가능할 것이다. 나아가 도 2 내지 도 5의 실시예에 따른 광 디바이스는 광소자 사이의 간격이 후술하는 도 6의 실시예와 같이 칩투칩(Chip to Chip) 와이어 본딩할 수 없을 정도로 먼 경우에 바람직하게 적용될 수 있을 것이다.
도 6은 광소자의 전극을 브리지 패드의 개재 없이 칩투칩의 형태로 와이어 본딩하여 제조된 광 디바이스의 단면도인바, 도 2 내지 도 5와 동일한 부분에는 동일한 참조 번호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다. 도 6의 실시예에 따른 광 디바이스에서는 브리지 패드가 없기 때문에 당연히 수평 절연층도 필요없게 되고, 이에 따라 도금층은 광소자 기판의 전체 영역에 걸쳐서 형성될 수 있을 것이다. 본 실시예는 광소자의 간격을 좁게 유지할 필요가 있는 광 디바이스에 유용하게 적용될 수 있을 것이다. 도면에서 참조 번호 195는 광소자에서 방출된 광을 집광하기 위한 렌즈부(분광의 경우에는 오목 렌즈)를 나타내는바, 이러한 렌즈부는 도 2 내지 도 5의 실시예는 물론 후술하는 도 7 및 도 8의 실시예에도 그대로 적용될 수 있을 것이다.
도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 디바이스의 평면도 및 그 A-A선 단면도인바, 도 2 내지 도 5와 동일한 부분에는 동일한 참조 번호를 부여하고 그 상세한 설명을 생략한다. 도 7에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 광 디바이스(100-6)에서는 광소자 기판(110-3)의 상부에 장방형의 홈으로 이루어진 단일의 캐비티를 형성한 상태에서 이러한 캐비티에 복수의 광소자(160)를 실장하고 있다. 이 경우에 상기 캐비티의 벽면을 상부의 폭이 하부의 폭보다 큰 상광하협의 경사형으로 형성함으로써 광반사 효율을 높일 수가 있을 것이다.
한편, 이러한 구조에서는 봉지재(190)가 상기 캐비티의 상면까지만 충진되는 것이 바람직한데, 이 경우에 전극 기판(120-3)에 연결되는 와이어(165)가 봉지재(190) 내부에 매몰될 수 있도록 감합형 수직 절연층(124)을 중심으로 한 광소자 기판(110-3)과 전극 기판(120-3)의 일부에 걸쳐서 단차를 줄 수도 있을 것이다. 상기 캐비티는 광소자 기판(110-3)과 전극 기판(120-3)을 감합하여 접합한 상태에서 프레스 가공이나 절삭 가공 또는 에칭 공정에 의해 형성될 수 있을 것이다. 이와는 달리 광소자 기판(110-3)과 전극 기판(120-3)이 분리된 상태에서 상기 캐비티와 상기 단차부를 형성한 후에 이렇게 가공된 광소자 기판(110-3)과 전극 기판(120-3)을 감합하여 접합할 수도 있을 것이다.
도 8a 및 도 8b는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 디바이스의 평면도 및 그 A-A선 단면도인바, 도 2 내지 도 5와 동일한 부분에는 동일한 참조 번호를 부여하고 그 상세한 설명을 생략한다. 도 8에 도시한 실시예에 따른 광 디바이스에서는 광반사 효율을 더욱 증가시키기 위해 각각의 광소자를 상광하협의 경사면을 갖는 홈으로 형성된 개개의 캐비티에 실장하고 있는바, 이에 따라 광소자 기판에는 복수의 캐비티가 형성되게 된다. 한편, 본 실시예에서는 캐비티와 캐비티 사이의 공간에는 캐비티보다 폭이 좁은 띠 형상의 채널홈을 형성하고 이렇게 형성된 채널홈에 수평 절연층을 형성한 후에 다시 그 위에 브리지 패드를 적층함으로써 캐비티의 상면과 브리지 패드의 상면이 동일 수평선 상에 놓이게 되고, 이에 따라 광반사 효율을 증가시킬 수가 있다.
도 2 내지 도 8에서 별 다른 설명이 없는 한 동일 재질 또는 동일 기능부는 동일한 해칭을 사용하여 표시하였음을 밝혀둔다.
본 발명의 광 디바이스용 기판은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다. 본 발명의 광 디바이스용 기판은 또한 복수의 광소자가 직렬 연결에 의해 일렬로 늘어선 백라이트 유닛용 선광원으로 적용될 수 있을 것이다.
(부호의 설명)
100-1 ~ 100-7: 광 디바이스,
110-1 ~ 110-4: 광소자 기판, 112: 결합돌기,
120-1 ~ 120-4: 전극 기판, 122: 결합홈,
124: 감합형 수직 절연층, 130: 도금층,
132: 도금층, 134: 도전층,
140: 수평 절연층, 150: 브리지 패드,
160: 광소자, 165: 와이어,
180: 봉지재 댐, 190: 봉지재,
195: 렌즈

Claims (10)

  1. 금속 판재로 이루어져서 복수의 광소자가 실장되는 광소자 기판;
    상면의 적어도 일부 영역에 도전층이 형성된 절연 재질로 이루어져서 상기 광소자 기판의 양 측면에 각각 접합되며, 광소자의 전극이 와이어 본딩되는 한 쌍의 전극 기판 및
    상기 광소자 기판과 상기 전극 기판의 측면에 형성되어 상기 광소자 기판과 상기 전극 기판을 감합시키는 감합 수단을 포함하여 이루어진 광 디바이스용 기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광소자 기판에는 복수의 광소자가 실장되는 장방형의 홈으로 이루어진 캐비티가 형성된 것을 특징으로 하는 광 디바이스용 기판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광소자 기판에는 개개의 광소자가 실장되는 홈으로 이루어진 복수의 캐비티가 형성된 것을 특징으로 하는 광 디바이스용 기판.
  4. 금속 판재로 이루어져서 복수의 광소자가 실장되는 광소자 기판;
    금속 재질로 이루어져서 상기 광소자 기판의 양 측면에 각각 접합되며, 광소자의 전극이 와이어 본딩되는 한 쌍의 전극 기판;
    상기 광소자 기판과 상기 전극 기판의 측면에 형성되어 상기 광소자 기판과 상기 전극 기판을 감합시키는 감합 수단 및
    상기 감합 수단과 정합되도록 상기 광소자 기판과 상기 전극 기판 사이에 개재되는 감합형 수직 절연층을 포함하여 이루어진 광 디바이스용 기판.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 감합형 수직 절연층은 상기 감합 수단을 포함한 상기 광소자 기판 또는 상기 전극 기판의 측면을 아노다이징하여 형성되는 것을 특징으로 하는 광 디바이스용 기판.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광소자 기판에는 복수의 광소자가 실장되는 장방형의 홈으로 이루어진 캐비티가 형성된 것을 특징으로 하는 광 디바이스용 기판.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 광소자 기판에는 개개의 광소자가 실장되는 홈으로 이루어진 복수의 캐비티가 형성된 것을 특징으로 하는 광 디바이스용 기판.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광소자 기판의 상면에는 도금층이 형성된 것을 특징으로 하는 광 디바이스용 기판.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 도금층이 제거된, 하나 이상의 영역에 형성되어 상기 도금층과 전기적으로 절연된 수평 절연층 및
    상기 수평 절연층 위에 적층되어 광소자의 전극을 와이어에 의해 전기적으로 연결하는 브리지 패드를 더 구비한 것을 특징으로 하는 광 디바이스용 기판.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 수평 절연층은 상기 도금층이 제거된 영역의 상기 광소자 기판에 형성된 홈에 형성되는 것을 특징으로 하는 광 디바이스용 기판.
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