KR101768502B1 - 반도체 발광소자 제조장치 - Google Patents

반도체 발광소자 제조장치 Download PDF

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황광석
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Abstract

본 개시는 반도체 발광소자 제조장치에 있어서, 봉지재를 배출하며, 일정한 방향으로 움직이는 배출관; 그리고, 배출관과 동일한 방향을 향하고, 일정한 높이로 움직이는 제1 블레이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조장치에 관한 것이다.

Description

반도체 발광소자 제조장치{SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE MANUFACTURING APPARATUS}
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 반도체 발광소자 제조장치에 관한 것으로, 특히 봉지재의 두께 편차를 줄일 수 있는 반도체 발광소자 제조장치에 관한 것이다.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
도 1은 일본 등록특허공보 제2003-317618호에 제시된 플라즈마 표시패널의 형광체층 형성장치 및 형성방법의 일 예를 나타내는 도면이다. 헤드(63)의 단면이 도 1과 같이 나타난다. 헤드(63)의 내부에, 형광체 페이스트를 잠시 저장하는 리저브 탱크(57b) 및 형광체 페이스트를 토출하는 복수의 채널(56b)을 형성하고, 채널(56b)로부터 발모양의 형광체 페이스트를 토출시키도록 구성한다. 상기한 3색의 형광체 페이스트를 도포하는 경우는, 각 색에 대응한 헤드(63)를 위에서 설명한 바와 같이 배치하고 전체를 도포한다. 이 경우 형광체가 도포될 때, 두께의 편차가 생길 수 있고, 내부에 기포가 생기는 문제점이 발생할 수 있다.
도 2는 일본 공개특허공보 제2006-13274호에 제시된 반도체 소자의 제조 방법, 이 방법에 이용하는 스퀴즈 장치 및 반도체 장치의 일 예를 나타내는 도면이다. 복수의 반도체 소자(13)가 탑재하는 배선 기판(11)에, 반도체 소자(13)의 탑재 위치에 합쳐서 미리 개구부(15)가 설치되는 마스크(12)를, 반도체 소자(13)가 개구부(15) 내에 위치하도록 겹치고 배치한다. 뒤이어, 스퀴즈(2)의 하단부(2b)가 마스크(12) 윗면에 접촉한 상태가 되도록 스퀴즈(2)를 배치한다. 그리고, 스퀴즈(2)를 그림 중의 화살표로 나타내는 방향으로 이동하게 하면서, 배출구(3)로부터 봉지재료를 토출시키고 반도체 소자(13)를 포장한다. 이후, 마스크(12)를 떼고 각각의 포장된 반도체 소자(13)를 얻을 수 있다. 여기에서, 압력 조정부(4)에 의하여, 탱크(6a) 내의 봉지재료의 압력을 조정한 것에 따라 토출 압력을 변화하게 하고, 봉지재료의 토출량을 조정한다. 압력 조정부(4)를 이용하여, 봉지재료가 개구부 내에 골고루 들어갈 수 있도록 조정하여 봉지재료가 평탄하게 형성되도록 구비한다. 하지만, 봉지재료를 넣고 마스크(12)를 제거하는 공정 때문에 기판으로부터 봉지재료가 떨어질 수 있는 문제점이 있다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자 제조장치에 있어서, 봉지재를 배출하며, 일정한 방향으로 움직이는 배출관; 그리고, 배출관과 동일한 방향을 향하고, 일정한 높이로 움직이는 제1 블레이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조장치가 제공된다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
도 1은 일본 등록특허공보 제2003-317618호에 제시된 플라즈마 표시패널의 형광체층 형성장치 및 형성방법의 일 예를 나타내는 도면,
도 2는 일본 공개특허공보 제2006-13274호에 제시된 반도체 소자의 제조 방법, 이 방법에 이용하는 스퀴즈 장치 및 반도체 장치의 일 예를 나타내는 도면,
도 3은 본 개시에 따른 반도체 발광소자 제조장치의 일 예를 나타내는 도면,
도 4는 본 개시에 따른 반도체 발광소자 제조장치의 다른 예를 나타내는 도면,
도 5는 본 개시에 따른 반도체 발광소자 제조장치의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 6은 본 개시에 따른 반도체 발광소자 제조장치의 또 다른 예를 나타낸 도면,
도 7은 본 개시에 따른 반도체 발광소자 제조방법의 일 예를 나타낸 도면,
도 8은 본 개시에 따른 반도체 발광소자 제조방법의 다른 예를 나타낸 도면,
도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자 제조방법의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 10은 본 개시에 따른 반도체 발광소자 제조방법의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 11은 본 개시에 따른 반도체 발광소자 제조방법의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 12는 본 개시에 따른 진공 챔버의 일 예를 나타내는 도면.
이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).
도 3은 본 개시에 따른 반도체 발광소자 제조장치의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3(a)는 반도체 발광소자 제조장치(100)를 나타내며, 도 3(b)는 도 3(a)의 AA'의 단면을 나타낸다. 반도체 발광소자 제조장치(100)는 배출관(110) 및 제1 블레이드(120)를 포함한다. 봉지재(150)는 배출관(110)을 통하여 배출되며, 배출관(110)은 일정한 방향(130)으로 움직인다. 배출관(110)에는 봉지재(150)를 배출관(110)으로 공급하는 봉지재공급부(111)를 구비할 수 있다. 제1 블레이드(120)는 배출관(110)을 따라서 움직이며, 제1 블레이드(120)의 방향(130)은 일정하도록 움직인다. 제1 블레이드(120)의 높이(140)는 기판(A)으로부터 제1 블레이드(120)까지의 거리이다. 제1 블레이드(120)는 기판(A)으로부터 일정한 높이(140)로 움직인다. 제1 블레이드(120)와 배출관(110) 위쪽에 연결된 몸체나 모터는 생략한다. 제1 블레이드(120)는 금속, 고무, 합성수지 또는 세라믹 등으로 형성될 수 있으며, 정밀 가공된 금속(예: SUS 630)으로 형성되는 것이 바람직하다. 봉지재(150)는 실리콘수지 및 에폭시 수지 중 하나일 수 있다. 또한 형광체를 포함할 수 있다.
도 4는 본 개시에 따른 반도체 발광소자 제조장치의 다른 예를 나타내는 도면이다.
반도체 발광소자 제조장치(100)는 배출관(110), 제1 블레이드(120) 및 제2 블레이드(160)를 포함한다. 제2 블레이드(160)는 제1 블레이드(120)가 움직인 방향(130)으로 움직인다. 제2 블레이드(160)는 제1 블레이드(120)에 부착되어 있다. 제2 블레이드(160)는 금속, 고무, 합성수지 또는 세라믹 등으로 형성될 수 있으며, 정밀 가공된 금속(예: SUS 630)으로 형성되는 것이 바람직하다. 제2 블레이드(160)의 높이(170)는 기판(A)으로부터 제2 블레이드(160)까지의 거리이다. 제2 블레이드(160)는 제1 블레이드(120)와 마찬가지로, 일정한 높이(170)로 움직이며, 기판(A) 및 반도체 발광소자 칩(B) 위에 봉지재(150)를 고르게 도포한다. 이때, 제2 블레이드(160)의 높이(170)가 제1 블레이드(120)의 높이(140)보다 130~170μm 낮은 것이 바람직하다. 일 예로 제2 블레이드(160)의 높이(170)가 제1 블레이드(120)의 높이(140)보다 150μm 낮음으로써, 제2 블레이드(160)가 지나간 봉지재(150)의 두께(180) 편차를 ±15μm 이내로 줄일 수 있기 때문이다. 도 4에서 설명한 것을 제외하고, 도 3에서 설명된 반도체 발광소자 제조장치(100)와 실질적으로 동일하다.
도 5는 본 개시에 따른 반도체 발광소자 제조장치의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 5에서 설명하는 반도체 발광소자 제조장치(100)는 봉지재(150)의 두께(180)의 차이를 개선하기 위해서 제1 블레이드(120)의 높이(140)를 변경할 수 있도록 고안된 제1 블레이드(120)를 구비한 반도체 발광소자 제조장치(100)이다. 제1 블레이드(120)의 높이(140)는 점차적으로 변화된다. 제2 블레이드(160)는 제1 블레이드(120)와 부착되어 함께 움직이며, 봉지재(150)를 고르게 도포한다. 제2 블레이드(160)는 제1 블레이드(120)가 움직인 방향(130)으로 제1 블레이드(120)를 따라서 움직인다. 도 5(a)와 같이 반도체 발광소자 제조장치(100)는 제1 블레이드(120)의 높이(140)가 점점 낮아지도록 작동할 수 있고, 도 5(b)와 같이 반도체 발광소자 제조장치(100)는 제 1 블레이드(200)의 높이(140)가 점점 높아지도록 작동할 수 있다. 그 결과, 봉지재(150)의 두께(180)는 ±10μm 이내로 형성할 수 있다. 도 5에서 설명한 것을 제외하고, 도 3에서 설명된 반도체 발광소자 제조장치(100)와 실질적으로 동일하다.
도 6은 본 개시에 따른 반도체 발광소자 제조장치의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
배출관(110)에는 봉지재공급부(111)가 연결될 수 있다. 봉지재공급부(111)와 연결되어 배출관(110)을 통해 봉지재(150)를 배출한다. 제3 블레이드(190)는 제2 블레이드(160)가 움직인 방향으로 움직인다. 제3 블레이드(190)는 제2 블레이드(160)에 부착되어 함께 움직일 수 있다. 제1 블레이드(120)에는 제2 블레이드(160)가 부착되고, 제2 블레이드에는 제3 블레이드(190)가 부착된다. 제2 블레이드(160)와 제3 블레이드(190)는 같은 높이를 가지는 것이 바람직하다. 제2 블레이드(160)가 지나간 후 제3 블레이드(190)가 한 번 더 지나가면서 배출관(110)으로부터 배출된 봉지재(150) 두께의 편차를 ±15μm 이내로 줄일 수 있다. 제3 블레이드(190)는 제2 블레이드(160)에 구비되거나 제1 블레이드(120)에 구비될 수 있다. 도 6에서 설명한 것을 제외하고, 도 3에서 설명된 반도체 발광소자 제조장치(100)와 실질적으로 동일하다.
도 7은 본 개시에 따른 반도체 발광소자 제조방법의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 7(a)는 적어도 하나 이상의 반도체 발광소자 칩(201)이 구비된 기판(200)을 준비하는 단계이다. 이때, 기판(200)과 반도체 발광소자 칩(201)은 전기적으로 연결되어 있다(미도시). 이후, 도 7(b)는 배출관(110)을 통해 봉지재(150)를 기판(200) 위에 배출하는 단계이다. 배출관(110)은 일정한 속도로 기판(200) 위에서 일정한 방향(130)으로 움직인다. 이후, 도 7(c)는 제1 블레이드(120)가 일정한 높이(140)로 지나가는 단계이다. 제1 블레이드(120)는 배출관(110)이 움직이는 방향(130)으로 움직인다.
도 8은 본 개시에 따른 반도체 발광소자 제조방법의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 8(a)는 적어도 하나 이상의 반도체 발광소자 칩(201)이 구비된 기판(200)을 준비하는 단계이다. 이후, 도 8(b)는 배출관(110)을 통해 봉지재(150)를 기판(200) 위에 배출하는 단계이다. 이후, 도 8(c)는 제1 블레이드(120)가 일정한 높이(140)로 지나가는 단계이다. 도 8(d)는 제2 블레이드(160)가 제1 블레이드(120)가 지나간 방향으로 지나가는 단계이다. 도 8(c)와 같이 기판(200) 위에 배출된 봉지재(150)가 일정한 두께(180)를 갖도록 제1 블레이드(120)가 지나간 후 제2 블레이드(160)가 지나간다. 제2 블레이드(160)는 제1 블레이드(120)의 방향으로 움직인다. 제2 블레이드(160)는 제1 블레이드(120)와 마찬가지로, 일정한 높이(170)로 움직이며, 봉지재(150)를 일정한 두께(180)로 도포한다. 이때, 제2 블레이드(160)의 높이(170)가 제1 블레이드(120)의 높이(140)보다 130~170μm 낮은 것이 바람직하다. 일 예로 제2 블레이드(160)의 높이(170)를 제1 블레이드(400)의 높이(140) 보다 150μm 낮음으로써, 제1 블레이드(120)가 지나간 봉지재(150)의 두께(180)의 편차를 ±15μm 이내로 줄일 수 있다.
도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자 제조방법의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 9에서는 기판(200)의 시작점(502)보다 기판(200)의 종료점(501)에서 ±15μm 편차 이내로 봉지재(150)의 두께(180)가 점차적으로 두껍게 형성되는 경향이 생길 때 사용하는 제조방법의 일 예이다. 도 9(a)는 적어도 하나 이상의 반도체 발광소자 칩(201)이 구비된 기판(200)을 준비하는 단계이다. 이후, 도 9(b)와 같이 배출관(110)을 통해 봉지재(150)를 기판(200) 위에 배출하는 단계이다. 이후, 도 9(c)와 같이 제1 블레이드(120)가 봉지재(150) 위를 지나가는 단계이다. 이때, 도 9(d)와 같이 제1 블레이드(120)의 높이(140)는 기판(200)의 시작점(502)에서 종료점(501)으로 갈수록 점차적으로 낮아진다. 그 결과, 도 9(e)는 봉지재(150)가 일정한 두께(180)로 형성된다.
도 10은 본 개시에 따른 반도체 발광소자 제조방법의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
예를 들면, 도 9에서는 기판(200)의 시작점(502)의 두께(180)보다 기판(200)의 종료점(501)의 두께(180)가 얇게 형성되는 경향이 생길 때 사용하는 제조방법의 다른 예이다. 이때, 도 9(d)를 도 10으로 대체하여 사용할 수 있다. 이때, 도 10과 같이 제1 블레이드(120)의 높이(140)는 기판(200)의 시작점(502)에서 종료점(501)으로 갈수록 점차적으로 높아진다. 도 10에서 설명한 것을 제외하고, 도 9에서 설명된 반도체 발광소자 제조방법과 실질적으로 동일하다.
도 11은 본 개시에 따른 반도체 발광소자 제조방법의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 11(a)와 같이 적어도 하나 이상의 반도체 발광소자 칩(201)이 구비된 기판(200)을 준비한다. 이때, 기판(200)을 진공챔버(300)로 구성되어 있는 설비내부에 안착한 후 진공상태 형성 시킨 뒤 기판(200)을 봉지재(150)를 배출할 수 있는 작업대 위로 이송 시킨다. 도 11(b)와 같이 진공상태(305)에서 배출관(110)을 통해 봉지재(150)를 배출한다. 이후, 도 11(c)와 같이 진공상태(305)에서 배출된 봉지재(150)를 제1 블레이드(120)가 봉지재(150) 위를 지나간다. 이후, 도 11(d)와 같이 진공상태(305)에서 제2 블레이드(160)가 지나간다. 진공상태(305)에서 봉지재(150)가 배출되고, 제1 블레이드(120)와 제2 블레이드(160)로 반도체 발광소자 칩(201) 위에 봉지재(150)를 도포한다. 진공상태(305)에서는 봉지재(150) 내에 있던 기포가 봉지재(150) 밖으로 나와서 봉지재(150) 내에 기포가 생기지 않는 장점이 있다.
도 12는 본 개시에 따른 진공 챔버의 일 예를 나타내는 도면이다.
진공 챔버(800) 내에는 진공상태가 형성된다. 진공상태는 어떤 입자도 없이 텅비어 있는 공간이 있는 상태이다. 하지만 완벽한 진공상태는 기술적으로 불가능하다. 그래서 보통 주위보다 기압이 낮은 상태를 진공상태로 부른다.
진공 챔버(300)는 벽(301)과 천정(303)을 구비하며, 벽(301)에 적어도 하나 이상의 문(302)이 형성된다. 벽(301)은 바닥(미도시) 및 문(302)과 결합되는 결합면(311)을 가지며, 바닥의 결합면(311) 및 문(301)의 결합면(311) 사이에 오링(321;O-ring)을 이용하여 진공 챔버(300)를 밀봉한다. 오링(321)은 고무 재질로 형성될 수 있다.
반도체 발광소자를 제조하기 위해 봉지재(150), 반도체 발광소자 칩(201)이 구비된 기판(200) 등을 진공 챔버(300) 내부에 넣을 때 내부로 들어갈 수 있도록 문(302)을 사용한다. 문(302)을 열면 외부의 공기가 내부로 들어가 외부와 내부의 기압이 같아지기 때문에, 문(302)에는 공정이 끝날 때까지 문을 열 수 없도록 하는 것이 바람직하다. 진공 챔버(300)는 진공 챔버(300) 내의 공기를 빼내는 모터를 구비한다. 반도체 발광소자를 제조하기 위한 봉지재(150), 반도체 발광소자 칩(201)이 구비된 기판(200) 등을 진공 챔버(300) 내에 넣고, 모터로 진공 챔버(300) 내의 공기를 빼내어 진공상태를 만든다.
이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 반도체 발광소자 제조장치에 있어서, 봉지재를 배출하며, 일정한 방향으로 움직이는 배출관; 그리고, 배출관과 동일한 방향을 향하고, 일정한 높이로 움직이는 제1 블레이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조장치.
(2) 제1 블레이드가 움직인 방향을 향하고 일정한 높이로 움직이는 제2 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조장치.
(3) 제1 블레이드에 제2 블레이드가 부착되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조장치.
(4) 제1 블레이드 및 제2 블레이드는 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조장치.
(5) 제2 블레이드의 높이는 제1 블레이드의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조장치.
(6) 제2 블레이드의 높이는 제1 블레이드의 높이보다 150μm 낮은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조장치.
(7) 제2 블레이드가 움직인 방향을 향하고 일정한 높이로 움직이는 제3 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조장치.
(8) 제3 블레이드는 제2 블레이드에 부착되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조장치.
(9) 제1 블레이드가 움직인 방향을 향하고 일정한 높이로 움직이는 제2 블레이드를 포함하며, 제2 블레이드가 움직인 방향을 향하고 일정한 높이로 움직이는 제3 블레이드를 포함하며, 제1 블레이드에 제2 블레이드가 부착되고, 제2 블레이드에 제3 블레이드가 부착되며, 제2 블레이드와 제3 블레이드의 높이는 제1 블레이드의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조장치.
(10) 제1 블레이드가 움직인 방향을 향하고 일정한 높이로 움직이는 제2 블레이드를 포함하며, 제1 블레이드는 배출관에 부착되며, 제1 블레이드에 제2 블레이드가 부착되고, 제2 블레이드에 제3 블레이드가 부착되며, 제1 블레이드, 제2 블레이드 및 제3 블레이드는 금속으로 형성되며, 제2 블레이드와 제3 블레이드의 높이는 제1 블레이드의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조장치.
본 개시에 의하면, 봉지재 두께를 편차가 적도록 도포하는 반도체 발광소자 제조장치를 제공한다.
또한 본 개시에 의하면, 봉지재의 두께의 편차가 적어 발광 효율이 높은 반도체 발광소자를 제조하는 반도체 발광소자 제조장치를 제공한다.

Claims (10)

  1. 반도체 발광소자 제조장치에 있어서,
    봉지재를 배출하며, 일정한 방향으로 움직이는 배출관;
    배출관과 동일한 방향을 향하고, 일정한 높이로 움직이는 제1 블레이드; 그리고
    제1 블레이드가 움직이는 방향을 향하고 일정한 높이로 움직이는 제2 블레이드;를 포함하며,
    제2 블레이드의 높이는 제1 블레이드의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    제1 블레이드에 제2 블레이드가 부착되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    제1 블레이드 및 제2 블레이드는 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조장치.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    제2 블레이드의 높이는 제1 블레이드의 높이보다 150μm 낮은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    제2 블레이드가 움직인 방향을 향하고 일정한 높이로 움직이는 제3 블레이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    제3 블레이드는 제2 블레이드에 부착되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    제2 블레이드가 움직인 방향을 향하고 일정한 높이로 움직이는 제3 블레이드를 포함하며, 제1 블레이드에 제2 블레이드가 부착되고, 제2 블레이드에 제3 블레이드가 부착되며, 제2 블레이드와 제3 블레이드의 높이는 제1 블레이드의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    제1 블레이드는 배출관에 부착되며,
    제1 블레이드에 제2 블레이드가 부착되고, 제2 블레이드에 제3 블레이드가 부착되며, 제1 블레이드, 제2 블레이드 및 제3 블레이드는 금속으로 형성되며,
    제2 블레이드와 제3 블레이드의 높이는 제1 블레이드의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 제조장치.
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