KR101511023B1 - Manufacturing method for face-down type flexible device and flexible device manufactured by the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 페이스-다운 방식의 유연 전자소자 제조방법 및 이에 의해 제조된 유연 전자소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유연기판에 반도체 노광 패터닝 및 에칭, 프린팅, 젯팅, Dotting, E-jet 프린팅(Electrohydrodynamic jet printing)을 등의 방식을 통해 이용해 금속 또는 폴리머의 탄성 범프를 형성하고 접착제를 도포한 후, 그 위에 매우 얇은 전자소자들을 전사하여 전자소자들 간 및 전자소자의 전극패드들이 전기적으로 연결되도록 함으로써, 초박형의 전자소자 파손 없이 전사와 동시에 접속이 이루어지도록 할 수 있고 전자소자들을 연결하는 배선의 단락을 방지할 수 있으며 노광을 통한 반도체 금속 배선공정, printing, ink-jet, E-jet 공정 등을 통해 미세한 접속 배선의 형성 및 유연기판에 손상을 주지 않으면서 접속 배선을 형성할 수 있는 페이스-다운 방식의 유연 전자소자 제조방법 및 이에 의해 제조된 유연 전자소자에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a flexible electronic device of a face-down type and a flexible electronic device manufactured by the method, and more particularly, jet printing is used to form elastic bumps of metal or polymer, an adhesive is applied, and then very thin electronic elements are transferred thereon so that the electronic elements and the electrode pads of the electronic elements are electrically connected , It is possible to perform connection at the same time with transfer without damaging the ultra-thin electronic device, and it is possible to prevent a short circuit of the wiring connecting the electronic devices, and the semiconductor metal wiring process, printing, ink-jet, E-jet process It is possible to form fine connection wirings and face-down wirings capable of forming connection wirings without damaging the flexible substrate Flexible electronic device manufacturing method of expression and to a flexible electronic device produced thereby.
실리콘 등을 기판을 이용하는 고체형 전자 소자는 기판의 단단한 성질(rigidity)로 인해 그 응용 범위가 한계점에 도달하고 있고, 유비쿼터스(ubiquitous) 등의 환경에서 다양한 표면에 적용할 수 있는 변형 가능한 새로운 형태의 전자소자 개발이 요구되고 있다. 유연 전자소자는 이와 같은 시대의 요구의 부응이며 현재 플렉시블 OLED(Flexible Organic Light Emitting Device), 플렉시블 디스플레이(Flexible display), 플렉시블 태양전지(Flexible photovoltaic cell), 플렉시블 트랜지스터(Flexible transistor) 및 플렉시블 센서(Flexible sensor) 등의 개발이 활발히 진행되고 있다. 더불어 이러한 유연 전자소자는 플라스틱 재료를 사용할 수 있기 때문에 기존 고체 기반의 전자 소자에 비해 가격이 저렴하고 가볍고 휴대가 용이한 장점이 있다.A solid electronic device using a substrate such as silicon has reached its limit in terms of its rigidity due to the rigidity of the substrate and can be applied to a variety of surfaces in a ubiquitous environment, Development of electronic devices is required. Flexible electronic devices are in response to the demands of the times and they are currently used in flexible organic light emitting devices (OLEDs), flexible displays, flexible photovoltaic cells, flexible transistors, sensor) have been actively developed. In addition, because flexible electronic devices can use plastic materials, they are cheaper, lighter, and easier to carry than conventional solid-based electronic devices.
그런데 종래의 유연 전자소자는, 그라비아인쇄 방식의 인쇄전자(printed electronics) 기술이 주로 개발되어 왔으며 인쇄 소자의 재료 제한이 많아 고성능의 소자를 구현하기 어려운 단점이 있다.However, in the conventional flexible electronic device, gravure printing type printed electronics technology has mainly been developed and there are many restrictions on the material of the printing device, so that it is difficult to realize a high performance device.
최근에 이러한 단점을 보완하기 위해 전사기반의 유연전자 소자기술이 개발이 진행되고 있으며, 기존 반도체 공정을 이용하여 실리콘 웨이퍼 상에 고성능의 무기물 소자를 형성하고 이를 전사하여 고성능 유연전자소자를 구현하는 방법이다.In order to overcome these drawbacks, a company-based flexible electronic device technology is being developed, and a high-performance inorganic device is formed on a silicon wafer using a conventional semiconductor process, and a high-performance flexible electronic device is implemented by transferring the inorganic device to be.
하지만 종래의 전사기반 유연전자 소자 기술은, 실리콘 기판에 전자소자들을 형성하고 전자소자들 간의 배선을 형성하여 접속되도록 한 후 유연기판에 전자소자들을 전사하여 유연 전자소자로 제조된다. 즉, 실리콘 기판에 전자소자들을 연결하는 배선이 형성된 상태로 유연기판에 전자소자들이 전사된다.However, in the conventional transfer-based flexible electronic device technology, electronic devices are formed on a silicon substrate, wirings are formed between the electronic devices, and the electronic devices are transferred to the flexible substrate. That is, electronic elements are transferred to the flexible substrate in a state in which wiring connecting the electronic elements to the silicon substrate is formed.
그러므로 유연기판으로 전사 시 전자소자들을 연결하는 배선이 단락될 수 있고 유연기판에 전사된 전자소자들을 재배열 할 수 없는 문제점이 있으며, 이종 전자소자간의 접속이 어려운 단점이 있다.Therefore, there is a problem that the wiring connecting the electronic devices during the transfer to the flexible substrate may be short-circuited, and the electronic devices transferred to the flexible substrate can not be rearranged, making connection between the different electronic devices difficult.
이러한 유연 전자소자를 제조하기 위한 종래기술로는 한국공개특허 "물리적 전사 방법에 의한 탄소나노튜브 기반의 유연 센서 소자 제조 방법"(2012-0136995)이 개시되어 있다.
As a conventional technique for manufacturing such a flexible electronic device, a method of manufacturing a flexible sensor device based on carbon nanotubes by a physical transfer method (2012-0136995) has been disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 유연기판에 반도체 노광 패터닝 및 에칭, 프린팅, 젯팅, Dotting, E-jet 프린팅(Electrohydrodynamic jet printing)을 등의 방식을 통해 이용해 금속 또는 폴리머의 탄성 범프를 형성하고 접착제를 도포한 후, 그 위에 전자소자들을 전사하여 전자소자들 간 및 전자소자의 전극패드들이 전기적으로 연결되도록 함으로써, 초박형의 전자소자 파손 없이 전사와 동시에 접속이 빠르게 이루어지도록 할 수 있고, 또한 탄성 범프에 의해 접속 불량이 개선되며 탄성범프가 형성된 유연기판에 전사 후 배선공정을 수행하거나, 또는 탄성범프와 미세배선이 미리 형성된 유연기판에 전자소자를 전사함으로써 전사 공정 시 미세배선의 단락을 방지할 수 있으며 미세한 접속 배선의 형성 및 유연기판에 손상을 주지 않으면서 접속 배선을 형성할 수 있는 페이스-다운 방식의 유연 전자소자 제조방법 및 이에 의해 제조된 유연 전자소자를 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a flexible printed circuit board by a method such as a semiconductor exposure patterning and etching, printing, jetting, dotting, electro-hydrodynamic jet printing To form an elastic bump of metal or polymer and apply an adhesive. Then, the electronic devices are transferred thereon to electrically connect the electronic devices and the electrode pads of the electronic device, thereby making it possible to transfer the electronic devices without damaging the ultra- The connection can be performed quickly. Further, the connection failure is improved by the elastic bumps, and the post-transfer wiring process is performed on the flexible substrate on which the elastic bumps are formed or the electronic device is transferred to the flexible substrate on which the elastic bumps and the fine wiring are formed in advance It is possible to prevent short-circuiting of the fine wiring during the transferring process and to form fine connection wiring and A method of manufacturing a flexible electronic device of a face-down type in which connection wiring can be formed without damaging the flexible substrate, and a flexible electronic device manufactured by the method.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 페이스-다운 방식의 유연 전자소자 제조방법은, 반도체 노광 패터닝 및 에칭, 프린팅, 젯팅, Dotting 및 E-jet 프린팅(Electrohydrodynamic jet printing) 중 선택되는 어느 하나의 방법을 이용해 양단에 접속부가 형성되는 접속 배선을 유연기판의 상면에 형성하는 단계(SA10); 상기 유연기판의 상측에 접착층을 형성하는 단계(SA20); 및 상기 접속부와 전자소자가 연결되도록 상기 유연기판의 상측에서 전자소자들을 전사하는 단계(SA30); 를 포함하여 이루어져, 초박형 전자소자의 파손 없이 전사와 동시에 접속이 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a flexible electronic device of a face-down type, the method comprising the steps of: A step (SA10) of forming, on the upper surface of the flexible substrate, a connection wiring having connection portions formed at both ends thereof by a method of: A step (SA20) of forming an adhesive layer on the flexible substrate; And transferring the electronic devices from the upper side of the flexible substrate so that the connection unit and the electronic device are connected (SA30); And the connection is performed simultaneously with the transfer without damaging the ultra-thin electronic device.
또한, 상기 SA10단계에서는 반도체 노광 패터닝 및 에칭, 프린팅, 젯팅, Dotting 및 E-jet 프린팅(Electrohydrodynamic jet printing) 중 선택되는 어느 하나의 방법을 이용해 유연기판의 상면에 폴리머 재질의 탄성 범프를 형성한 후 접속 배선의 접속부가 상기 폴리머 재질의 탄성 범프를 덮도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In step SA10, elastic bumps made of a polymer material are formed on the upper surface of the flexible substrate using any one of semiconductor exposure patterning, etching, printing, jetting, dotting, and electro-hydrodynamic jet printing And the connecting portion of the connection wiring is formed so as to cover the elastic bumps made of the polymer.
또한, 상기 SA10단계에서는 상기 유연기판이 열에 의해 변형되지 않는 온도에서 접속부를 포함한 접속 배선 및 탄성 범프를 형성하는 것을 특징으로 한다.Further, in the step SA10, the connection wirings and the elastic bumps including the connection portions are formed at a temperature at which the flexible substrate is not deformed by heat.
또한, 상기 SA30단계에서는 동종 또는 이종의 전자소자들이 전사되는 것을 특징으로 한다.In step SA30, electronic devices of the same type or different types are transferred.
그리고 본 발명의 페이스-다운 방식의 유연 전자소자 제조방법은, 반도체 노광 패터닝 및 에칭, 프린팅, 젯팅, Dotting 및 E-jet 프린팅(Electrohydrodynamic jet printing) 중 선택되는 어느 하나의 방법을 이용해 유연기판의 상면에 접속부 및 상기 접속부에 연결되는 배선 연결부를 형성하는 단계(SB10); 상기 유연기판의 상측에 접착층을 형성하는 단계(SB20); 상기 접속부와 전자소자가 연결되도록 상기 유연기판의 상측에서 전자소자들을 전사하는 단계(SB30); 및 반도체 노광 패터닝 및 에칭, 프린팅, 젯팅, Dotting 및 E-jet 프린팅(Electrohydrodynamic jet printing) 중 선택되는 어느 하나의 방법을 이용해 상기 배선 연결부들을 연결하는 접속 배선을 형성하는 단계(SB40); 를 포함하여 이루어져, 초박형 전자소자의 파손 없이 전사와 동시에 접속이 이루어지는 것을 특징으로 한다.The method of manufacturing a flexible electronic device of a face-down type according to the present invention is a method of manufacturing a face-down type flexible electronic device by using any one method selected from semiconductor exposure patterning, etching, printing, jetting, dotting and electrohydrodynamic jet printing, (SB10) forming a connection portion and a wiring connection portion connected to the connection portion; (SB20) forming an adhesive layer on the flexible substrate; (SB30) of transferring the electronic devices from the upper side of the flexible substrate so that the connection unit and the electronic device are connected; (SB40) forming a connection wiring for connecting the wiring connection portions by using any one of a semiconductor exposure patterning and etching, printing, jetting, dotting, and electro-hydrodynamic jet printing; And the connection is performed simultaneously with the transfer without damaging the ultra-thin electronic device.
또한, 상기 SB10단계에서는 반도체 노광 패터닝 및 에칭, 프린팅, 젯팅, Dotting 및 E-jet 프린팅(Electrohydrodynamic jet printing) 중 선택되는 어느 하나의 방법을 이용해 유연기판의 상면에 폴리머 재질의 탄성 범프를 형성한 후 상기 접속부가 상기 폴리머 재질의 탄성 범프를 덮도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In step SB10, elastic bumps made of a polymer material are formed on the upper surface of the flexible substrate using any one of semiconductor exposure patterning, etching, printing, jetting, dotting, and electro-hydrodynamic jet printing And the connecting portion is formed so as to cover the elastic bump made of the polymer material.
또한, 상기 SB10단계 및 SB40단계에서는 상기 유연기판이 열에 의해 변형되지 않는 온도에서 접속부, 배선 연결부, 탄성 범프 및 접속 배선을 형성하는 것을 특징으로 한다.Further, in the SB10 and SB40 steps, the connecting portion, the wiring connecting portion, the elastic bump, and the connecting wiring are formed at a temperature at which the flexible substrate is not deformed by heat.
또한, 상기 SB30단계에서는 동종 또는 이종의 전자소자들이 전사되는 것을 특징으로 한다.In addition, in step SB30, electronic devices of the same kind or different types are transferred.
또한, 상기 SB10단계에서 배선 연결부는 단부가 전자소자의 외측으로 노출되도록 형성되며, 상기 SB20단계에서 접착층은 상기 전자소자가 전사되는 부분에만 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the step SB10, the end of the wiring connection part is formed so as to be exposed to the outside of the electronic device, and in the step SB20, the adhesive layer is formed only in the part where the electronic device is transferred.
그리고 본 발명의 유연 전자소자는, 유연기판; 상기 유연기판의 상면에 형성되며 접속부가 형성되는 접속 배선; 상기 유연기판의 상면에 형성되는 접착층; 및 상기 접착층에 밀착되며, 하측에 전극패드가 형성되어 상기 전극패드가 접속부와 연결되는 다수개의 전자소자; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The flexible electronic device of the present invention includes: a flexible substrate; A connection wiring formed on an upper surface of the flexible substrate and having a connection portion; An adhesive layer formed on an upper surface of the flexible substrate; And a plurality of electronic elements which are in close contact with the adhesive layer and on which electrode pads are formed, the electrode pads being connected to the connection portions; And a control unit.
이때, 상기 접속부는 상기 유연기판과 전자소자 사이에 밀착되는 것을 특징으로 한다.In this case, the connection part is closely contacted between the flexible substrate and the electronic device.
또한, 본 발명의 유연 전자소자는, 유연기판; 상기 유연기판의 상면에 형성되는 탄성 범프; 상기 유연기판의 상면에 형성되며, 상기 탄성 범프를 덮도록 형성되는 접속부가 형성되어 상기 접속부에 연결되는 접속배선; 상기 유연기판의 상면에 형성되는 접착층; 및 상기 접착층에 밀착되며, 하측에 전극패드가 형성되어 상기 전극패드가 접속부와 연결되는 다수개의 전자소자; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Further, the flexible electronic device of the present invention comprises: a flexible substrate; Elastic bumps formed on the upper surface of the flexible substrate; A connection wiring formed on an upper surface of the flexible substrate and having a connection portion formed to cover the elastic bump and connected to the connection portion; An adhesive layer formed on an upper surface of the flexible substrate; And a plurality of electronic elements which are in close contact with the adhesive layer and on which electrode pads are formed, the electrode pads being connected to the connection portions; And a control unit.
이때, 상기 접속부 및 탄성 범프는 상기 유연기판과 전자소자 사이에 밀착되는 것을 특징으로 한다.
In this case, the connection portion and the elastic bump are closely contacted between the flexible substrate and the electronic device.
본 발명의 페이스-다운 방식의 유연 전자소자 제조방법 및 이에 의해 제조된 유연 전자소자는, 유연기판에 반도체 노광 패터닝 및 에칭, 프린팅, 젯팅, Dotting, E-jet 프린팅(Electrohydrodynamic jet printing)을 이용해 접속 배선 및 탄성 범프를 형성하고 그 위에 전자소자들을 전사하여 전자소자들 간 및 전자소자의 전극패드들이 전기적으로 연결되도록 함으로써, 초박형의 전자소자 파손 없이 전자소자들의 전사와 동시에 접속이 이루어지도록 할 수 있으며 전자소자들을 연결하는 배선의 단락을 방지할 수 있는 장점이 있다.The method of manufacturing a flexible electronic device of the face-down type according to the present invention and the flexible electronic device manufactured by the method of the present invention can be applied to a flexible substrate by using semiconductor exposure patterning, etching, printing, jetting, dotting, electro-hydrodynamic jet printing The wiring and the elastic bump are formed and the electronic elements are transferred thereon so that the electronic elements and the electrode pads of the electronic element are electrically connected to each other so that the connection can be made simultaneously with the transfer of the electronic elements without breaking the ultra- There is an advantage that a short circuit of the wiring connecting the electronic elements can be prevented.
그리고 반도체 노광 패터닝 및 에칭, 프린팅, 젯팅, Dotting, E-jet 프린팅(Electrohydrodynamic jet printing)을 이용하여 미세한 접속 배선을 형성할 수 있으며, 유연기판에 손상을 주지 않으면서 배선을 형성할 수 있는 장점이 있다.In addition, it is possible to form fine connection wirings using semiconductor exposure patterning, etching, printing, jetting, dotting, and E-jet printing (electro-hydrodynamic jet printing), and it is possible to form wirings without damaging the flexible substrate have.
또한, 이종 전자소자들로 형성되는 유연 전자소자의 제조가 용이하며 유연 전자소자의 디자인을 다양하게 형성할 수 있는 장점이 있다.
In addition, it is easy to manufacture a flexible electronic device formed of heterogeneous electronic devices, and it is possible to form various designs of flexible electronic devices.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 페이스-다운 방식의 유연 전자소자 제조방법 및 이에 의해 제조된 유연 전자소자를 나타낸 단면 개략도.
도 5는 본 발명의 유연 전자소자를 나타낸 상측 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 E-jet 프린팅 장치 및 방법을 나타낸 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 접속부의 실시예를 나타낸 개략도.FIGS. 1 to 4 are schematic cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flexible electronic device of a face-down type according to the present invention and a flexible electronic device manufactured thereby.
5 is a top plan view of the flexible electronic device of the present invention.
6 is a block diagram illustrating an E-jet printing apparatus and method according to the present invention.
7 is a schematic diagram showing an embodiment of a connection according to the invention;
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 페이스-다운 방식의 유연 전자소자 제조방법 및 이에 의해 제조된 유연 전자소자를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the method of manufacturing a flexible electronic device of the face-down type according to the present invention and the flexible electronic device manufactured by the method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 페이스-다운 방식의 유연 전자소자 제조방법 및 이에 의해 제조된 유연 전자소자를 나타낸 단면 개략도이다.1 to 4 are schematic cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flexible electronic device of the face-down type of the present invention and a flexible electronic device manufactured thereby.
우선, 본 발명의 페이스-다운 방식의 유연 전자소자 제조방법은, 반도체 노광 패터닝 및 에칭, 프린팅, 젯팅, Dotting 및 E-jet 프린팅(Electrohydrodynamic jet printing) 중 선택되는 어느 하나의 방법을 이용해 양단에 접속부(410)가 형성되는 접속 배선(400)을 유연기판(100)의 상면에 형성하는 단계(SA10); 상기 유연기판(100)의 상측에 접착층(200)을 형성하는 단계(SA20); 및 상기 접속부(410)와 전자소자(300)가 연결되도록 상기 유연기판(100)의 상측에서 전자소자(300)들을 전사하는 단계(SA30); 를 포함하여 이루어진다.First, a method of manufacturing a flexible electronic device of a face-down type according to the present invention is a method of manufacturing a face-down type flexible electronic device using a method selected from semiconductor exposure patterning and etching, printing, jetting, dotting and electrohydrodynamic jet printing, (SA10) on the upper surface of the flexible substrate (100); (SA20) of forming an adhesive layer (200) on the flexible substrate (100); (SA30) transferring the
SA10단계는 전자소자(300)들 간의 연결 및 전자소자(300)의 전극패드(310)들이 전기적으로 연결될 수 있도록, 유연기판(100)의 상면에 접속부(410) 및 상기 접속부(410)와 연결되는 접속 배선(400)을 형성하는 단계이다.Step SA10 connects the
즉, 도 1과 같이 접속 배선(400)은 전자소자(300)들이 전사될 위치에 맞도록 미리 설계된 형태로 형성되며, 접속부(410)도 전사될 전자소자(300)들의 전극패드(310)의 위치에 대응되도록 형성된다. 그리고 접속부(410)는 접속 배선(400)과 연결되며, 상측으로 돌출된 형태로 형성된다.1, the
이때, 접속 배선(400) 및 접속부(410)는 반도체 노광 패터닝 및 에칭, 프린팅, 젯팅, Dotting, E-jet 프린팅(Electrohydrodynamic jet printing)을 이용해 형성된다. 그리고 접속 배선(400)은 전자소자(300)들의 전극패드(310)와 접속되어 연결될 부분에 접속부(410)들이 형성된다. 또한, 접속 배선(400)은 전자소자(300)들 간을 연결하도록 형성되고, 하나의 전자소자(300)에서 전극패드(310)들을 연결하도록 형성되며, 전자소자(300)의 전극패드(310)에 일측이 접속되어 타측이 전자소자(300)의 외측으로 연장 형성되는 형태로 형성될 수 있다.At this time, the connection wiring 400 and the
여기에서 특히 E-jet 프린팅은, 도 6과 같이 유연기판(100)을 이송할 수 있는 이송 스테이지(510); 인쇄할 수 있는 도전성 유체를 포함한 잉크 챔버(520); 잉크 챔버(520)에 형성되어 도전성 유체를 분사하는 노즐(530); 잉크 챔버(520)로 일정한 압력을 공급하는 압력 레귤레이터(550); 및 유연기판(100)과 노즐(530)에 연결되는 전원(540);을 포함하는 E-jet 프린팅 장치(500)를 통해, 유연기판(100)과 노즐(530) 사이에 전위차를 이용해 접속 배선 및 접속부를 형성할 수 있는 방법이다.In particular, E-jet printing includes a
이와 같이 유연기판(100)의 상부에 배치되는 노즐(530)에서 정전기력에 의해 분사되는 도전성 유체로 접속 배선(400) 및 접속부(410)를 형성할 수 있어, 원하는 형태로 자유롭게 접속 배선 및 접속부를 형성할 수 있다. 또한, E-jet 프린팅을 이용하면 매우 정밀하고 미세한 폭(1㎛ 내지 2㎛)으로도 접속 배선 및 접속부를 형성할 수 있으며, 접속 배선 및 접속부를 형성하기 위한 온도를 250℃ 이하로 비교적 낮게 유지할 수 있어 유연기판의 손상 없이 접속 배선 및 접속부를 형성할 수 있다.As described above, the
SA20단계는 유연기판(100)의 상면에 접착층(200)을 형성하는 단계로서, 유연기판(100)의 상면에 접착제를 도포 또는 분사하여 접착층(200)이 형성될 수 있다. 이때, 도 2와 같이 접착층(200)은 유연기판(100)의 상면에 형성되며, 접착층(200)은 접속 배선(400)을 덮도록 형성될 수 있다.Step SA20 is a step of forming an
SA30단계는 접착층(200)의 상면에 전자소자(300)들을 전사하여, 유연기판(100)에 전자소자(300)들이 밀착되도록 하는 단계이다. 이때, 전자소자(300)가 접속부(410)와 연결되도록 밀착된다. 여기에서 전자소자(300)들은 실리콘 기판과 같은 단단한 기판에 형성된 상태에서 PDMS(Polydimethylsiloxane) 몰드 또는 스탬프 등에 전사된 후 유연기판(100)에 전사될 수 있다. 또한, 전자소자(300)는 전극패드(310)가 형성되며, 전극패드(310)가 하측에 위치되도록 전사된다. 여기에서 전자소자(300)의 전극패드(310)가 하측에 배치되도록 유연기판(100)에 전사하는 방식이 페이스-다운(face-down) 방식이다. 또한, 전자소자들은 서로 일정거리 이격된 상태로 유연기판에 전사된다.Step SA30 is a step of transferring the
그리하여 본 발명의 페이스-다운 방식의 유연 전자소자 제조방법은, 유연기판에 반도체 노광 패터닝 및 에칭, 프린팅, 젯팅, Dotting, E-jet 프린팅(Electrohydrodynamic jet printing)을 이용해 접속 배선 및 접속부를 형성하고 그 위에 전자소자들을 전사하여 전자소자들 간 및 전자소자의 전극패드들이 전기적으로 연결되도록 함으로써, 전자소자들의 전사와 동시에 접속이 이루어지도록 할 수 있으며 전자소자들을 연결하는 배선의 단락을 방지할 수 있는 장점이 있다.Thus, the method of manufacturing a flexible electronic device of the face-down type according to the present invention comprises forming a connection wiring and a connection portion on a flexible substrate by using semiconductor exposure patterning and etching, printing, jetting, dotting, and electrohydrodynamic jet printing, And the electrode pads of the electronic device are electrically connected to each other to allow connection at the same time as the transfer of the electronic devices and advantageously the short circuit of the wiring connecting the electronic devices can be prevented .
그리고 E-jet 프린팅을 이용하여 미세한 접속 배선을 형성할 수 있으며, 유연기판에 손상을 주지 않으면서 배선을 형성할 수 있는 장점이 있다.In addition, it is possible to form fine connection wirings by using E-jet printing, and it is possible to form wirings without damaging the flexible substrate.
이때, 상기 SA10단계에서는 반도체 노광 패터닝 및 에칭, 프린팅, 젯팅, Dotting 및 E-jet 프린팅(Electrohydrodynamic jet printing) 중 선택되는 어느 하나의 방법을 이용해 유연기판(100)의 상면에 폴리머 재질의 탄성 범프(430)를 형성한 후 접속 배선(400)의 접속부(410)가 상기 폴리머 재질의 탄성 범프(430)를 덮도록 형성될 수 있다.In step SA10, an elastic bump made of a polymer material is formed on the upper surface of the
즉, 도 2와 같이 유연기판(100)에 볼록한 형태로 폴리머 재질의 탄성 범프(430)를 형성한 후 탄성 범프(430)를 덮도록 접속부(410)를 형성하여, 접속부(410)의 형상을 용이하게 형성할 수 있으며 폴리머 재질의 탄성 범프(430)에 의해 접속부(410)가 전자소자(300)의 전극패드(310)에 밀착되어 접속되기 용이하도록 할 수 있다.That is, after the
여기에서 폴리머 재질의 탄성 범프(430)는 반도체 노광 패터닝 및 에칭, 프린팅, 젯팅, Dotting, E-jet 프린팅(Electrohydrodynamic jet printing)을 이용해 형성하고, 폴리머 재질의 탄성 범프(430)의 상측인 외곽 표면에 전기 전도성 재질의 금속 또는 폴리머 재질의 접속부(410)가 형성될 수 있으며, 접속부(410)는 접속 배선(400)과 함께 일체로 형성될 수 있다.The
또한, 상기 SA10단계에서는 상기 유연기판(100)이 열에 의해 변형되지 않는 온도에서 접속부(410)를 포함한 접속 배선(400) 및 탄성 범프(430)를 형성할 수 있다.In step SA10, the connection wirings 400 including the
즉, 접속부(410), 접속 배선(400) 및 탄성 범프(430)의 형성 시 높은 온도에서 형성되면 플라스틱 수지 등으로 형성되는 유연기판(100)이 변형되거나 손상될 수 있으므로, E-jet 프린팅 등에 의해 접속부(410), 접속 배선(400) 및 탄성 범프(430)를 형성하면 유연기판(100)이 열에 의해 변형되지 않는 온도에서 형성할 수 있다.That is, when the
또한, 상기 SA30단계에서는 동종 또는 이종의 전자소자(300)들이 전사될 수 있다.In step SA30, the same or different
즉, 한 가지 종류의 동일한 전자소자(300)들이 전사되거나 종류가 다른 이종 전자소자(300)들이 전사될 수 있으며, 일례로 2가지 종류의 전자소자(300)가 전사되는 경우 1종의 전자소자(300)들을 먼저 전사한 후 나머지 2종의 전자소자(300)들을 전사할 수 있다. 그리하여 유연기판(100)에 접속부(410)를 포함한 접속 배선(400) 및 탄성 범프(430)가 형성된 후 전자소자(300)들이 전사되므로, 이종 전자소자(300)들을 자유롭게 배치하여 전사할 수 있으며 역시 전자소자(300)들의 접속부(410), 접속 배선(400) 및 탄성 범프(430)도 용이하게 형성할 수 있다.That is, one kind of the same
또한, 이종 전자소자들로 형성되는 유연 전자소자의 제조가 용이하며 유연 전자소자의 디자인을 다양하게 형성할 수 있는 장점이 있다.In addition, it is easy to manufacture a flexible electronic device formed of heterogeneous electronic devices, and it is possible to form various designs of flexible electronic devices.
그리고 본 발명의 페이스-다운 방식의 유연 전자소자 제조방법은, 반도체 노광 패터닝 및 에칭, 프린팅, 젯팅, Dotting 및 E-jet 프린팅(Electrohydrodynamic jet printing) 중 선택되는 어느 하나의 방법을 이용해 유연기판(100)의 상면에 접속부(410) 및 상기 접속부(410)에 연결되는 배선 연결부(420)를 형성하는 단계(SB10); 상기 유연기판(100)의 상측에 접착층(200)을 형성하는 단계(SB20); 상기 접속부(410)와 전자소자(300)가 연결되도록 상기 유연기판(100)의 상측에서 전자소자(300)들을 전사하는 단계(SB30); 및 반도체 노광 패터닝 및 에칭, 프린팅, 젯팅, Dotting 및 E-jet 프린팅(Electrohydrodynamic jet printing) 중 선택되는 어느 하나의 방법을 이용해 상기 배선 연결부(420)들을 연결하는 접속 배선(400)을 형성하는 단계(SB40); 를 포함하여 이루어져, 초박형 전자소자의 파손 없이 전사와 동시에 접속이 이루어질 수 있다.The method of manufacturing a flexible electronic device of the face-down type according to the present invention is a method of manufacturing a flexible substrate 100 (100) using any one method selected from semiconductor exposure patterning and etching, printing, jetting, dotting and electrohydrodynamic jet printing. A step SB10 of forming a
이는 상기한 전자의 페이스-다운 방식의 유연 전자소자 제조방법과 유사하나, 도 3과 같이 전자소자(300)의 전극패드(310)와 연결되는 부분인 접속부(410) 및 이에 연결되는 배선 연결부(420)를 형성하고 접착층(200)을 도포한 다음 전자소자(300)를 전사하고 마지막으로 배선 연결부(420)들을 연결하는 접속 배선(400)을 형성하는 방법이다.This is similar to the above-described method of manufacturing a flexible electronic device of the face-down type of the above-described electronic device. However, as shown in FIG. 3, the
그리하여 전자소자들의 전사와 동시에 접속이 이루어질 수 있고, 접속 배선은 전자소자들의 전사 후 형성될 수 있어, 전자소자들의 연결을 다양하게 할 수 있으므로 유연 전자소자의 디자인을 다양하게 형성 할 수 있는 장점이 있다.Thus, the connection can be made at the same time as the transfer of the electronic elements, and the connection wiring can be formed after the transfer of the electronic elements, so that the connection of the electronic elements can be diversified, have.
그리고 도 4와 같이 전자의 실시예와 마찬가지로 상기 SB10단계에서는 반도체 노광 패터닝 및 에칭, 프린팅, 젯팅, Dotting 및 E-jet 프린팅(Electrohydrodynamic jet printing) 중 선택되는 어느 하나의 방법을 이용해 유연기판(100)의 상면에 폴리머 재질의 탄성 범프(430)를 형성한 후 상기 접속부(410)가 상기 폴리머 재질의 탄성 범프(430)를 덮도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 SB10단계 및 SB40단계에서는 상기 유연기판(100)이 열에 의해 변형되지 않는 온도에서 접속부(410), 배선 연결부(420), 탄성 범프(430) 및 접속 배선(400)을 형성할 수 있다. 또한, 상기 SB30단계에서는 동종 또는 이종의 전자소자들이 전사될 수 있다.4, at step SB10, the
또한, 상기 SB10단계에서 배선 연결부(420)는 단부가 전자소자(300)의 외측으로 노출되도록 형성되며, 상기 SB20단계에서 접착층(200)은 상기 전자소자(300)가 전사되는 부분에만 형성될 수 있다.In step SB10, the end of the
즉, 배선 연결부(420)는 전자소자(300)가 유연기판(100)에 전사되었을 때 전자소자(300)의 측면 외측으로 노출될 수 있도록 접속부(410)에서 연장 형성되며, 접착층(200)은 전자소자(300)가 전사되어 유연기판(100)에 고정될 수 있도록 전사되는 부분인 전자소자(300)의 넓이에 해당하는 부분에만 접착층(200)이 형성될 수 있다. 이때, 접착층(200)은 접속 배선(400)이 연결되는 배선 연결부(420)의 단부에는 형성되지 않도록 하는 것이 바람직하다.That is, the
그리고 본 발명의 유연 전자소자(1000)는, 유연기판(100); 상기 유연기판(100)의 상면에 형성되며 접속부(410)가 형성되는 접속 배선(400); 상기 유연기판(100)의 상면에 형성되는 접착층(200); 및 상기 접착층(200)에 밀착되며, 하측에 전극패드(310)가 형성되어 상기 전극패드(310)가 접속부(410)와 연결되는 다수개의 전자소자(300); 를 포함하여 이루어진다.The flexible
즉, 도 1 내지 도 5와 같이 유연기판(100)의 상면에 반도체 노광 패터닝 및 에칭, 프린팅, 젯팅, Dotting, E-jet 프린팅(Electrohydrodynamic jet printing) 등에 의해 접속부(410) 및 접속 배선(400)이 형성되고, 유연기판(100)의 상면에 접착층(200)이 형성되며, 접착층(200)에 전자소자(300)가 페이스-다운 방식으로 전사되어 밀착됨으로써 유연 전자소자(1000)가 형성될 수 있다. 또한, 접속부(410)에 연결되는 배선 연결부(420)가 형성되고 전자소자(300)가 전사된 후 접속 배선(400)이 형성되어 유연 전자소자가 형성될 수 있다.1 to 5, the
이때, 상기 접속부(410)는 상기 유연기판(100)과 전자소자(300) 사이에 밀착될 수 있다. 즉, 접속부(410)는 전자소자(300)가 유연기판(100)의 상측에서 전사되어 접착층(200)에 밀착됨으로써, 전자소자(300)의 전극패드(310)와 접속부(410)가 밀착되어 전기적으로 연결되므로, 유연 전자소자의 전기적인 단락을 방지할 수 있다.At this time, the
또한, 본 발명의 유연 전자소자(1000)는, 유연기판(100); 상기 유연기판(100)의 상면에 형성되는 탄성 범프(430); 상기 유연기판(100)의 상면에 형성되며, 상기 탄성 범프(430)를 덮도록 형성되는 접속부(410)가 형성되어 상기 접속부(410)에 연결되는 접속 배선(400); 상기 유연기판(100)의 상면에 형성되는 접착층(200); 및 상기 접착층(200)에 밀착되며, 하측에 전극패드(310)가 형성되어 상기 전극패드(310)가 접속부(410)와 연결되는 다수개의 전자소자(300); 를 포함하여 이루어질 수 있다.In addition, the flexible
이는 상기한 실시예의 유연 전자소자에서 접속부(410)를 형성하기 전에 미리 탄성 범프(430)를 형성하고 그 위에 접속부(410)를 형성하여 전자소자(300)가 전사되었을 때 전극패드(310)와 접속부(410)의 전기적인 접속을 확실하게 할 수 있도록 한 것이다. 이때, 상기 접속부(410) 및 탄성 범프(430)는 상기 유연기판(100)과 전자소자(300) 사이에 밀착되어 유연 전자소자의 전기적인 단락을 방지할 수 있다.This is because the
이때, 접속부(410)는 도 7과 같이 유연기판(100)의 상측으로 돌출되도록 스프링 형태, 곡선형의 요철형태, 일측이 유연기판에 결합되고 타측이 떠있는 형태 등 다양하게 형성될 수 있으며, 탄성 범프(430)는 볼록한 반구형으로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 접속부(410)는 탄성 범프(430)의 상면을 덮도록 곡선 형태로 형성되고 그 상측에 평평한 형태로 전극패드(310)에 대응되는 패턴이 형성되어, 전자소자(300)의 전극패드(310)와 접속되도록 할 수도 있다.7, the connecting
그리고 탄성 범프(430)는 전자소자(300)와 유연기판(100)의 사이에서 눌려 밀착될 수 있도록 탄성이 있는 형태로 형성될 수 있다. 그리고 탄성 범프(430)는 전자소자(300)의 전사 후에, 유연기판(100)과 전자소자(300)의 전극패드(310) 사이에 밀착되어 평평한 상태로 유지될 수 있다.The
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.
1000 : 유연 전자소자
100 : 유연기판
200 : 접착층
300 : 전자소자 310 : 전극패드
400 : 접속 배선 410 : 접속부
420 : 배선 연결부 430 : 탄성 범프
500 : E-jet 프린팅 장치
510 : 이송 스테이지 520 : 잉크 챔버
530 : 노즐 540 : 전원
550 : 압력 레귤레이터1000: Flexible electronic device
100: flexible substrate
200: adhesive layer
300: Electronic element 310: Electrode pad
400: connection wiring 410: connection
420: wiring connection part 430: elastic bump
500: E-jet printing device
510: transfer stage 520: ink chamber
530: Nozzle 540: Power source
550: Pressure regulator
Claims (13)
상기 유연기판의 상측에 접착층을 형성하는 단계(SA20); 및
상기 접속부와 전자소자가 연결되도록 상기 유연기판의 상측에서 전자소자들을 전사하는 단계(SA30); 를 포함하여 이루어져, 초박형 전자소자의 파손 없이 전사와 동시에 접속이 이루어지며,
상기 SA10단계에서는 반도체 노광 패터닝 및 에칭, 프린팅, 젯팅, Dotting 및 E-jet 프린팅(Electrohydrodynamic jet printing) 중 선택되는 어느 하나의 방법을 이용해 유연기판의 상면에 폴리머 재질의 탄성 범프를 형성한 후 접속 배선의 접속부가 상기 폴리머 재질의 탄성 범프를 덮도록 형성되는 것을 특징으로 하는 페이스-다운 방식의 유연 전자소자 제조방법.
(SA10) of forming a connection wiring on the upper surface of the flexible substrate, the connection wiring having connection portions formed at both ends by using any one of semiconductor exposure patterning and etching, printing, jetting, dotting and electro-hydrodynamic jet printing, ;
A step (SA20) of forming an adhesive layer on the flexible substrate; And
(SA30) of transferring electronic elements from the upper side of the flexible substrate so that the connection unit and the electronic device are connected to each other; The connection is made simultaneously with the transfer without damaging the ultra-thin electronic device,
In step SA10, elastic bumps made of a polymer material are formed on the upper surface of the flexible substrate using any one of semiconductor exposure patterning, etching, printing, jetting, dotting, and electrohydrodynamic jet printing, Is formed so as to cover the elastic bumps of the polymer material.
상기 SA10단계에서는 상기 유연기판이 열에 의해 변형되지 않는 온도에서 접속부를 포함한 접속 배선 및 탄성 범프를 형성하는 것을 특징으로 하는 페이스-다운 방식의 유연 전자소자 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the connection wiring and the elastic bump including the connection portion are formed at a temperature at which the flexible substrate is not deformed by heat in the step SA10.
상기 SA30단계에서는 동종 또는 이종의 전자소자들이 전사되는 것을 특징으로 하는 페이스-다운 방식의 유연 전자소자 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the same or different types of electronic devices are transferred in step SA30.
상기 유연기판의 상측에 접착층을 형성하는 단계(SB20);
상기 접속부와 전자소자가 연결되도록 상기 유연기판의 상측에서 전자소자들을 전사하는 단계(SB30); 및
반도체 노광 패터닝 및 에칭, 프린팅, 젯팅, Dotting 및 E-jet 프린팅(Electrohydrodynamic jet printing) 중 선택되는 어느 하나의 방법을 이용해 상기 배선 연결부들을 연결하는 접속 배선을 형성하는 단계(SB40); 를 포함하여 이루어져, 초박형 전자소자의 파손 없이 전사와 동시에 접속이 이루어지며,
상기 SB10단계에서는 반도체 노광 패터닝 및 에칭, 프린팅, 젯팅, Dotting 및 E-jet 프린팅(Electrohydrodynamic jet printing) 중 선택되는 어느 하나의 방법을 이용해 유연기판의 상면에 폴리머 재질의 탄성 범프를 형성한 후 상기 접속부가 상기 폴리머 재질의 탄성 범프를 덮도록 형성되는 것을 특징으로 하는 페이스-다운 방식의 유연 전자소자 제조방법.
Forming a connection portion on the upper surface of the flexible substrate and a wiring connection portion connected to the connection portion by using any one of semiconductor exposure patterning, etching, printing, jetting, dotting, and electrohydrodynamic jet printing (SB10 );
(SB20) forming an adhesive layer on the flexible substrate;
(SB30) of transferring the electronic devices from the upper side of the flexible substrate so that the connection unit and the electronic device are connected; And
(SB40) of forming connection wirings connecting the wiring connection portions by using any one of semiconductor exposure patterning, etching, printing, jetting, dotting, and electro-hydrodynamic jet printing; The connection is made simultaneously with the transfer without damaging the ultra-thin electronic device,
In step SB10, elastic bumps made of a polymer material are formed on the upper surface of the flexible substrate using any one of semiconductor exposure patterning, etching, printing, jetting, dotting, and electro-hydrodynamic jet printing, Wherein the first electrode and the second electrode are formed to cover the elastic bumps of the polymer material.
상기 SB10단계 및 SB40단계에서는 상기 유연기판이 열에 의해 변형되지 않는 온도에서 접속부, 배선 연결부, 탄성 범프 및 접속 배선을 형성하는 것을 특징으로 하는 페이스-다운 방식의 유연 전자소자 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the connecting portion, the wiring connecting portion, the elastic bump, and the connecting wiring are formed at a temperature at which the flexible substrate is not deformed by heat at the steps SB10 and SB40.
상기 SB30단계에서는 동종 또는 이종의 전자소자들이 전사되는 것을 특징으로 하는 페이스-다운 방식의 유연 전자소자 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the same or different types of electronic devices are transferred in step SB30.
상기 SB10단계에서 배선 연결부는 단부가 전자소자의 외측으로 노출되도록 형성되며, 상기 SB20단계에서 접착층은 상기 전자소자가 전사되는 부분에만 형성되는 것을 특징으로 하는 페이스-다운 방식의 유연 전자소자 제조방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the wiring connection part is formed such that an end of the wiring connection part is exposed to the outside of the electronic device in step SB10, and the adhesive layer is formed only in a part of the electronic device to which the electronic device is transferred in step SB20.
유연기판;
상기 유연기판의 상면에 형성되는 탄성 범프;
상기 유연기판의 상면에 형성되며, 상기 탄성 범프를 덮도록 형성되는 접속부가 형성되어 상기 접속부에 연결되는 접속배선;
상기 유연기판의 상면에 형성되는 접착층; 및
상기 접착층에 밀착되며, 하측에 전극패드가 형성되어 상기 전극패드가 접속부와 연결되는 다수개의 전자소자; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유연 전자소자.
A method for manufacturing a flexible electronic device using a face-down type flexible electronic device according to any one of claims 1, 3, 4, 5, 7, 8, and 9,
Flexible substrate;
Elastic bumps formed on the upper surface of the flexible substrate;
A connection wiring formed on an upper surface of the flexible substrate and having a connection portion formed to cover the elastic bump and connected to the connection portion;
An adhesive layer formed on an upper surface of the flexible substrate; And
A plurality of electronic elements which are in close contact with the adhesive layer and on which electrode pads are formed on the lower side and the electrode pads are connected to the connection portions; Wherein the flexible electronic device comprises:
상기 접속부 및 탄성 범프는 상기 유연기판과 전자소자 사이에 밀착되는 것을 특징으로 하는 유연 전자소자.13. The method of claim 12,
Wherein the connecting portion and the elastic bump are in close contact with each other between the flexible substrate and the electronic device.
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- 2013-10-04 KR KR20130118319A patent/KR101511023B1/en active
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