KR101245221B1 - 엘이디 제조용 기판 지지장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엘이디 제조용 기판의 지지장치에 관한 것으로, 바디부와, 상기 바디부의 상면에 마련되며 바닥면이 평탄한 포켓과, 상기 포켓의 내부에 수용되며, 공정온도에 따라 상부에 장입되는 공정 기판과 동일한 휨 정도를 가지는 더미 기판을 포함한다. 본 발명은 포켓의 내에 공정온도에서 균일한 더미 기판을 수용한 상태에서, 그 더미 기판 상에 공정 기판을 수용하여, 공정온도에서 공정 기판의 밑면이 접하는 부분을 평탄하게 함으로써, 공정온도를 전체 공정 기판에서 균일하게 유지할 수 있어, 포켓 형상의 가공에 따른 생산성 저하를 방지할 수 있으며, 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

엘이디 제조용 기판 지지장치{Support device for LED substrate}
본 발명은 엘이디 제조용 기판 지지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엘이디 소자가 제조되는 기판의 온도 균일성을 향상시킬 수 있는 엘이디 제조용 기판 지지장치에 관한 것이다.
일반적으로, 엘이디 제조를 위한 증착로의 내부에서 사파이어 기판을 지지하는 다양한 구조의 지지장치들이 개발되었다. 엘이디 제조를 위한 박막의 증착 과정에서 기판의 온도는 그 박막의 증착률에 영향을 주게 되는 중요한 공정요소이다.
엘이디 제조장치는 각각에 엘이디 제조용 기판이 수용되는 하나 또는 다수의 포켓이 마련된 구조를 가지고 있다.
국내외 엘이디 제조업체들 각각 마다의 서로 다른 포켓의 형상을 사용하고 있으며, 엘이디는 다층의 박막이 적층되는 멀티 퀀텀 웰(MQW)을 형성하며, 각 박막은 증착온도가 서로 상이고, 증착 후 냉각 과정에서 이종의 박막 및 기판의 사용에 따라 응력이 작용하여 휨이 발생하게 된다.
이러한 휨을 최소화하기 위해서는 기판 전체를 균일한 온도로 하는 것이 바람직하나, 기판 지지장치의 포켓 바닥면을 완전히 평탄하게 가공하기 어렵기 때문에 기판이 포켓 내에 경사지게 위치하거나, 기판의 일부가 바닥면과 이격되어 균일한 열의 전달이 이루어지지 않는 경우가 발생하게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 포켓의 형상을 변경하여 균일한 열전달이 가능하도록 하는 다양한 구조들이 제안되었다.
공개특허 10-2006-0002975호에는 포켓의 바닥면이 오목하게 가공된 형상을 통해 열전달의 균일성을 향상시키는 것이며, 공개특허 10-2003-0063448호에는 포켓의 바닥면을 오목하게 함과 아울러 다수의 홈을 형성하여 열전달의 균일성을 확보하고자 하였다.
그러나 이와 같이 포켓의 바닥면을 가공하는 방법은 가공시간이 많이 소요되어 생산성이 저하되며, 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
또한 증착온도가 서로 다른 다층의 박막을 증착할 때 그 온도 차이에 의한 기판의 휨을 고려하지 않아 특정 층을 증착하는 조건에서는 기판에 휨이 발생하여 더욱 온도 편차가 심화되어 공정불량이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 과제는, 기판을 지지하는 면이 공정온도에 무관하게 평탄하게 유지되도록 함으로써, 균일한 열전달이 가능하도록 하는 엘이디 제조용 기판의 지지장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명 엘이디 제조용 기판의 지지장치는, 바디부와, 상기 바디부의 상면에 마련되며 바닥면이 평탄한 포켓과, 상기 포켓의 내부에 수용되며, 공정온도에 따라 상부에 장입되는 공정 기판과 동일한 휨 정도를 가지는 더미 기판을 포함한다.
본 발명은 포켓의 깊이를 더 깊게 형성하고, 그 포켓의 내에 공정온도에서 평탄한 더미 기판을 수용한 상태에서, 그 더미 기판 상에 공정 기판을 수용하여, 공정온도에서 공정 기판의 밑면이 접하는 부분을 평탄하게 함으로써, 공정온도를 전체 공정 기판에서 균일하게 유지할 수 있어, 포켓 형상의 가공에 따른 생산성 저하를 방지할 수 있으며, 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한 제조사마다 차이가 있는 멀티 퀀텀 웰 중 주층의 형성시 최적의 열전달 균일성을 제공할 수 있어, 엘이디 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 제조용 기판 지지장치의 단면 구성도이다.
도 2는 상온에서 도 1에 도시한 더미 기판의 일실시 단면 구성도이다.
도 3은 공정온도에서 도 1에 도시한 더미 기판의 일실시 단면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 제조용 기판 지지장치에 공정 기판을 장입한 상태의 단면도이다.
도 5는 도 4의 공정온도에서의 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 제조용 기판 지지장치의 구성과 작용을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 제조용 기판 지지장치의 일부 단면 구성도이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 제조용 기판 지지장치는, 바디부(10)의 상부에 마련되며 바닥면이 평면인 포켓(20)과, 상기 포켓(20)의 내부에 수용되며 사파이어 기판상에 멀티 퀀텀 웰이 형성된 더미 기판(30)을 포함하여 구성된다.
상기 바디부(10)는 그라파이트 또는 SiC가 코팅된 그라파이트일 수 있으며, 상면에는 엘이디 제조용 기판을 수용할 수 있는 포켓(20)이 형성되어 있다.
도면에서는 포켓(20)이 하나인 것으로 도시하였으나, 포켓(20)은 바디부(10)에 다수로 마련될 수 있다.
상기 바디부(10)에 마련된 포켓(20)은 바닥면이 가공오차를 감안한 평탄한 면이며, 홈 등이 형성되지 않은 것으로 한다. 또한 상기 포켓(20)의 내에는 더미 기판(30)이 수용된다.
상기 더미 기판(30)은 실제 엘이디 제조가 이루어지는 공정 기판과 같이 사파이어 기판 상에 다층의 박막층인 멀티 퀀텀 웰이 형성된 것이다.
이 더미 기판(30)은 사파이어 기판 상에 멀티 퀀텀 웰을 형성하는 공정온도에서는 평탄한 것이었으나, 냉각 후에는 이종 재료의 접합에 의한 응력에 의해 변형이 일어나 휨이 발생한 것이다.
도 2는 상온에서의 상기 더미 기판(30)의 일실시 단면 구성도이다.
이에 도시한 바와 같이 더미 기판(30)은 사파이어 기판(31)과, 상기 사파이어 기판(31)의 상부에 증착된 멀티 퀀텀 웰(32)을 포함하며, 그 멀티 퀀텀 웰(32)과 사파이어 기판(31)의 접합에 따른 응력이 작용하여 휨이 발생한 상태이다.
이와 같이 휨이 발생된 더미 기판(30)은 상기 멀티 퀀텀 웰(32)을 증착하는 공정 온도에서는 응력이 해소되어 평탄한 형상이 된다.
도 3은 공정 온도에서의 상기 더미 기판(30)의 일실시 단면 구성도이다.
이에 도시한 바와 같이 멀티 퀀텀 웰(32)을 증착하는 공정온도 분위기에서는 멀티 퀀텀 웰(32)과 그 하부에 위치하는 사파이어 기판(31) 사이의 응력이 해소되어 기판과 같은 형상으로 회복된다.
이때 상기 멀티 퀀텀 웰(32)은 다수의 박막층으로 이루어져 있으며, 제조사 마다 차이가 있는 주층의 공정온도에서 더미 기판(30)이 평탄하게 될 수 있도록, 멀티 퀀텀 웰(32)에 주층이 반드시 형성된 더미 기판(30)을 제작하여 사용한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 제조용 기판 지지장치에 공정 기판을 장입한 상태의 단면도이고, 도 5는 도 4의 공정온도에서의 단면도이다.
도 4와 도 5를 각각 참조하면, 상기 더미 기판(30)의 상면은 상온에서 더미 기판(30)에 휨이 발생하는 관계로, 그 더미 기판(30) 상에 장입된 공정 기판(40)의 밑면과 상기 더미 기판(30)의 사이는 일부에서 접하지 않고 이격된 상태이다.
이와 같은 상태에 상기 공정 기판(40) 상에 멀티 퀀텀 웰을 증착하기 위하여 상기 바디부(10)를 가열한다. 이때의 가열은 유도가열 방식을 사용하는 간접가열방식 또는 히터를 사용하는 직접 가열방식을 사용할 수 있다.
상기와 같이 공정온도로 승온되면 상기 휨이 발생한 더미 기판(30)은 멀티 퀀텀 웰(32)과 사파이어 기판(10) 사이의 응력이 해소되어, 더미 기판(30)이 평탄하게 회복된다.
상기 더미 기판(30)이 평탄하게 되면 상기 더미 기판(30)의 상면에 공정 기판(40)의 밑면이 밀착되며, 그 공정 기판(40) 전체에 고르게 열이 전달되어 별도의 포켓 가공 없이도, 균일한 열의 전달이 가능하게 된다.
앞서 설명한 바와 같이 각 제조사의 결정된 주층인 멀티 퀀텀 웰(32)의 일부층을 증착하는 과정에서 상기 더미 기판(30)이 평탄하게 되며, 그 더미 기판(30) 상에 위치하는 공정 기판(40)의 밑면에 더미 기판(30)의 상부가 완전히 밀착되어 온도의 균일성이 확보된다.
즉, 공정온도에 따라 더미 기판(30)과 공정 기판(40)이 동일한 휨 정도를 나타내기 때문에 공정 온도의 균일성을 확보할 수 있게 된다.
전술한 바와 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
10:바디부 20:포켓
30:더미 기판 40:공정 기판

Claims (4)

  1. 바디부;
    상기 바디부의 상면에 마련되며 바닥면이 평탄한 포켓; 및
    상기 포켓의 내부에 수용되며, 공정온도에 따라 상부에 장입되는 공정 기판과 동일한 휨 정도를 가지는 더미 기판을 포함하는 엘이디 제조용 기판의 지지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 더미 기판은,
    상기 공정 기판에 멀티 퀀텀 웰을 증착하는 증착온도에서 상기 공정 기판과 동일한 휨 정도를 가져, 상면이 상기 공정 기판의 저면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 엘이디 제조용 기판의 지지장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 더미 기판은,
    사파이어 기판과, 상기 사파이어 기판의 상부에 증착된 멀티 퀀텀 웰을 포함하는 엘이디 제조용 기판의 지지장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 멀티 퀀텀 웰은,
    상기 공정 기판의 상부에 증착되는 멀티 퀀텀 웰의 주층을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 제조용 기판의 지지장치.
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