KR101866901B1 - 다층형 캐리어 필름 및 이를 이용한 소자 전사 방법과 이 방법을 이용하여 전자제품을 제조하는 전자제품 제조방법 - Google Patents

다층형 캐리어 필름 및 이를 이용한 소자 전사 방법과 이 방법을 이용하여 전자제품을 제조하는 전자제품 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체, 디스플레이, 태양전지, 센서 등에 장착되는 소자를 소스기판에서 타겟기판으로 전사하기 위한 다층형 캐리어 필름 및 이를 이용한 소자 전사 방법과 이 방법을 이용하여 전자제품을 제조하는 전자제품 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 다층형 캐리어 필름은 베이스 필름과, 변형층과, 경질층을 포함하고, 이를 이용한 소자 전사 방법은 피킹 단계와, 경화 단계와, 플레이싱 단계를 포함한다. 본 발명에 따른 다층형 캐리어 필름 및 이를 이용한 소자 전사 방법은 소스기판에 있는 소자를 다층형 캐리어 필름에 1차적으로 점착시키고, 다층형 캐리어 필름에 구성된 변형층의 경도 변화를 통해 다층형 캐리어 필름과 소자 사이의 점착력을 조절하여 다층형 캐리어 필름에 점착된 소자를 타겟기판에 2차적으로 점착시키는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 다층형 캐리어 필름을 이용한 소자 전사 방법을 이용하여 전자제품을 제조하는 전자제품 제조방법은 다층형 캐리어 필름을 이용한 소자 전사 방법을 이용하여 다수의 소자를 평판 상에 전사하여 전자제품을 제조하는 것을 특징으로 한다.

Description

다층형 캐리어 필름 및 이를 이용한 소자 전사 방법과 이 방법을 이용하여 전자제품을 제조하는 전자제품 제조방법{Multi-layered carrier film and the transfer method using the device and electronics manufacturing method using the same method}
본 발명은 다층형 캐리어 필름 및 이를 이용한 소자 전사 방법과 이 방법을 이용하여 전자제품을 제조하는 전자제품 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체, 디스플레이, 태양전지, 센서 등에 장착되는 소자를 소스기판에서 타겟기판으로 전사하기 위한 다층형 캐리어 필름 및 이를 이용한 소자 전사 방법과 이 방법을 이용하여 전자제품을 제조하는 전자제품 제조방법에 관한 것이다.
전자부품은 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)에 다양한 회로소자를 탑재하는 공정을 통하여 제조된다. 예를 들어, 컴퓨터에 사용되는 메모리 카드는 다수의 메모리 소자를 기판에 실장하는 공정을 통하여 제조될 수 있고, 최근 각광받고 있는 마이크로 LED를 사용한 디스플레이는 다수의 LED 소자를 모듈화된 기판에 배열한 형태로 제조되고 있다.
종래에는 소자를 기판의 솔더 위로 전사하기 위해 진공척을 이용하여 낱개 단위로 전사하는 방법을 사용하였다. 이때 사용하는 장비는 die bonder 혹은 flip chip bonder라고 하며, 진공척을 장착한 헤드 하나가 초당 1 ~ 3개의 소자를 기판 위에 전사할 수 있다.
최근 나노 기술이 발전하고, HD, UHD, SUHD 등의 화소수가 매우 큰 디스플레이 패널이 요구됨에 따라 소자의 크기는 갈수록 작아지고 소자의 개수는 크게 늘어나고 있다. 따라서 보다 높은 생산성을 위하여 다수의 미소 소자를 한꺼번에 기판에 전사할 수 있는 기술이 요구되는 것이다.
종래의 진공척을 이용한 전사 방법은 소자의 폭이 0.5mm 미만이거나 소자의 두께가 20μm 미만인 경우, 진공척의 설계적 한계 및 진공 흡착(suction)에 의한 소자 손상 문제로 인해 소자를 기판에 원활하게 전사하기 어렵다는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2016-0080265호(2016. 07. 07. 등록공고, 발명의 명칭 : 마이크로 디바이스의 전사장치, 마이크로 디바이스의 전사방법, 및 그 전사장치의 제조방법)
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소스기판에 있는 소자를 다층형 캐리어 필름에 1차적으로 점착시키고, 다층형 캐리어 필름의 경도 변화를 통해 다층형 캐리어 필름과 소자 사이의 점착력을 조절하여 다층형 캐리어 필름에 점착된 소자를 인쇄회로기판과 같은 타겟기판에 2차적으로 점착시킴으로써, 크기가 미소한 소자를 기판에 전사시킬 수 있고, 점착력을 쉽게 조절할 수 있는 다층형 캐리어 필름 및 이를 이용한 소자 전사 방법과 이 방법을 이용하여 전자제품을 제조하는 전자제품 제조방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다층형 캐리어 필름은, 베이스 필름; 상기 베이스 필름의 일면에 일정 두께로 형성되고, 전사하고자 하는 소자의 피킹(picking)시에는 제1경도가 유지되고, 전사하고자 하는 소자의 플레이싱(placing)시에는 에너지에 의해 상기 제1경도보다 높은 제2경도로 변형될 수 있는 변형층; 및 상기 변형층의 일면에 일정 두께로 형성되고, 상기 변형층의 제1경도보다 높은 경도로 구성되는 경질층;을 포함하고, 상기 소자와의 점착력이 상기 변형층의 경도에 반비례하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다층형 캐리어 필름에 있어서, 상기 변형층의 두께가 상기 경질층의 두께보다 크게 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 다층형 캐리어 필름에 있어서, 상기 변형층은 아크릴레이트, 실리콘 러버, 니트릴 부타디엔 고무(NBR), 폴리에스테르, 에폭시 중 어느 하나의 재질로 형성되고, 상기 경질층은 금속, 세라믹, 폴리머 또는 이들의 복합체 중 어느 하나의 재질로 형성될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다층형 캐리어 필름을 이용한 소자 전사 방법은, 상기 다층형 캐리어 필름을 이용하고, 상기 변형층을 상기 제1경도로 유지하면서 상기 다층형 캐리어 필름을 다수의 소자가 배열된 소스기판 측으로 밀착하여 상기 소스기판의 소자를 상기 다층형 캐리어 필름에 점착시키는 피킹 단계; 상기 변형층을 경화시켜 상기 변형층의 경도를 상기 제1경도에서 상기 제2경도로 변형시키는 경화 단계; 및 상기 변형층을 상기 제2경도로 유지하면서 상기 다층형 캐리어 필름을 타겟기판 측으로 밀착하여 상기 다층형 캐리어 필름의 소자를 상기 타겟기판에 점착시키는 플레이싱 단계;를 포함하며, 상기 다층형 캐리어 필름과 상기 소자 사이의 점착력은 상기 변형층의 경도에 반비례하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다층형 캐리어 필름을 이용한 소자 전사 방법에 있어서, 상기 다층형 캐리어 필름과 상기 소자와의 점착력은 상기 다층형 캐리어 필름을 상기 소스기판 또는 상기 타겟기판으로부터 이형시키는 이형속도에 비례하고, 상기 피킹 단계에서 상기 다층형 캐리어 필름을 상기 소스기판으로부터 이형시키는 제1이형속도는 상기 플레이싱 단계에서 상기 다층형 캐리어 필름을 상기 타겟기판으로부터 이형시키는 제2이형속도보다 크게 할 수 있다.
본 발명에 따른 다층형 캐리어 필름을 이용한 소자 전사 방법에 있어서, 상기 변형층의 두께가 상기 경질층의 두께보다 크게 형성될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다층형 캐리어 필름을 이용한 소자 전사 방법을 이용하여 전자제품을 제조하는 전자제품 제조방법은, 다층형 캐리어 필름을 이용한 소자 전사 방법을 이용하여 다수의 소자를 평판 상에 전사하여 전자제품을 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다층형 캐리어 필름 및 이를 이용한 소자 전사 방법에 따르면, 크기가 미소한 소자를 기판에 쉽고 간단하게 전사시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다층형 캐리어 필름 및 이를 이용한 소자 전사 방법에 따르면, 베이스 필름에 경도가 다른 물질을 순차적으로 적층하는 구조로서 간단하게 제작할 수 있고, 적층된 물질의 경도 변화를 통해 점착력을 쉽게 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 다층형 캐리어 필름 및 이를 이용한 소자 전사 방법에 따르면, 변형층이 경화되는 과정에서 변형층과 소자의 접촉면적이 줄어듦에 따라 다층형 캐리어 필름에 점착된 소자를 타겟기판으로 보다 용이하게 전사시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다층형 캐리어 필름 및 이를 이용한 소자 전사 방법에 따르면, 변형층의 두께를 경질층의 두께보다 크게 형성함으로써, 소스기판에 배열된 소자를 다층형 캐리어 필름에 원활하게 점착시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다층형 캐리어 필름 및 이를 이용한 소자 전사 방법에 따르면, 피킹 단계에서의 다층형 캐리어 필름의 이형속도를 플레이싱 단계에서 다층형 캐리어 필름의 이형속도보다 빠르게 함으로써, 소자를 다층형 캐리어 필름으로부터 보다 안정적으로 점착시키거나 또는 떼어낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층형 캐리어 필름을 개략적으로 나타낸 단면도이고,
도 2는 도1의 다층형 캐리어 필름의 점착력이 변형층의 경도에 따라 변화되는 것을 나타낸 그래프이고,
도 3은 도1의 다층형 캐리어 필름의 점착력이 변형층의 두께에 따라 차이가 발생하는 것을 나타낸 그래프이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층형 캐리어 필름을 이용한 소자 전사 방법의 수행과정을 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 5는 도 4의 다층형 캐리어 필름을 이용한 소자 전사 방법의 수행과정을 나타낸 블록도이고,
도 6은 도 4의 다층형 캐리어 필름을 이용한 소자 전사 방법의 수행과정에서 다층형 캐리어 필름과 소자 사이의 점착력이 변형층의 경도에 따라 변화되는 것을 나타낸 그래프이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층형 캐리어 필름을 이용한 소자 전사 방법을 이용하여 전제제품이 만들어지는 과정을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 다층형 캐리어 필름 및 이를 이용한 소자 전사 방법의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명과 관련하여 공지된 기술에 대한 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 공지된 기술에 대한 구체적인 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층형 캐리어 필름을 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 도1의 다층형 캐리어 필름의 점착력이 변형층의 경도에 따라 변화되는 것을 나타낸 그래프이고, 도 3은 도1의 다층형 캐리어 필름의 점착력이 변형층의 두께에 따라 차이가 발생하는 것을 나타낸 그래프이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층형 캐리어 필름을 이용한 소자 전사 방법의 수행과정을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4의 다층형 캐리어 필름을 이용한 소자 전사 방법의 수행과정을 나타낸 블록도이고, 도 6은 도 4의 다층형 캐리어 필름을 이용한 소자 전사 방법의 수행과정에서 다층형 캐리어 필름과 소자 사이의 점착력이 변형층의 경도에 따라 변화되는 것을 나타낸 그래프이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 다층형 캐리어 필름(100)은 반도체, 디스플레이, 태양전지, 센서 등에 장착되는 소자(E)를 소스기판(W1)에서 타겟기판(W2)으로 전사하기 위해 사용되는 것으로서, 베이스 필름(110)과, 변형층(120)과, 경질층(130)을 포함한다.
소자의 전사 과정은 소스기판에서 캐리어 필름을 이용하여 소자를 떼어내는 피킹(picking) 공정과, 캐리어 필름 위에 있는 소자를 타겟기판에 옮기는 플레이싱(placing) 공정으로 나뉜다. 캐리어 필름과 타겟기판이 동일한 경우에는 이 두 공정이 하나로 합쳐져 수행될 수 있다.
상기 베이스 필름(110)은 소자(E)에 밀착되는 과정에서 변형되지 않는 충분한 강도 및 탄성계수를 지니고, 변형층(120)의 형성 과정에서 고유의 물성이 유지될 수 있도록 내열성 및 내화학성을 지닌 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 보통 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름이나 PI(polyimide) 필름 등이 베이스 필름의 재질로 주로 사용되지만 그 재질은 특별히 한정되지 않는다.
베이스 필름(110)은 도 1에 도시된 바와 같이 평판 형태로 제작하여 소스기판(W1)의 일정영역에 배열된 소자(E)를 개별적으로 점착하여 타겟기판(W2)에 전사시킬 수도 있고, 도시되지는 않았지만, 원통 형태로 제작하여 일반적인 전사용 롤에 감아 소스기판(W1)에 배열된 소자(E)를 연속적으로 점착하여 타겟기판(W2)에 전사시킬 수도 있다.
베이스 필름이 평판 형태인 경우, 베이스 필름(110)은 선형 구동수단(미도시)에 결합되어 높이가 조절될 수 있고, 소스기판(W1)의 표면을 따라 전후좌우로 이동될 수 있다. 베이스 필름(110)이 원통 형태인 경우, 베이스 필름(110)은 회전 구동수단(미도시)에 결합되어 회전될 수 있고, 상기 회전 구동수단은 승강수단(미도시)에 결합되어 높이가 조절될 수 있다.
상기 변형층(120)은 베이스 필름(110)의 일면에 일정 두께로 형성되고, 전사하고자 하는 소자(E)의 피킹(picking)시에는 제1경도(K1)가 유지되고, 전사하고자 하는 소자(E)의 플레이싱(placing)시에는 열, UV, 플라즈마, 전기장 등의 에너지원에 의해 제1경도(K1)보다 높은 제2경도(K2)로 변형된다.
도 2를 참조하면, 소자(E)와 다층형 캐리어 필름(100)과의 점착력(F)은 변형층(120)의 경도(K)에 반비례한다. 즉, 변형층(120)이 딱딱할수록 점착력은 감소한다.
전사하고자 하는 소자(E)를 소스기판(W1)에서 피킹할 시에는 상대적으로 높은 점착력(Fa)이 요구되므로, 변형층(120)의 경도(K)를 소스기판(W1)과 소자(E)와의 점착력(Fs)보다 큰 점착력(Fa)이 형성될 수 있는 제1경도(K1)로 유지하고, 전사하고자 하는 소자(E)를 타겟기판(W2)에 플레이싱할 시에는 상대적으로 낮은 점착력(Fb)이 요구되므로, 변형층(120)의 경도(K)를 타겟기판(W2)과 소자(E)와의 점착력(Fp)보다 작은 점착력(Fb)이 형성될 수 있는 제2경도(K2)로 유지한다.
변형층(120)은 소자(E)와의 인력(전자기력 또는 반데르발스 인력)이 작용될 수 있는 점탄성 물질로 구성되며, 롤러에 감길 수 있도록 플레서블(flexible)한 물질로 제작된다.
변형층(120)은 구체적으로 아크릴레이트, 실리콘 러버, 니트릴 부타디엔 고무(NBR), 폴리에스테르, 에폭시 등과 같은 기초 재료에 소량의 입자나 화학첨가제를 넣어서 형성될 수 있다. 실리콘 러버는 온도 저항성이 뛰어나므로 광범위한 온도에서 사용할 수 있고, 실리콘(수지)와 러버(고무)의 비율을 변경하여 원하는 점착력을 얻을 수 있는 장점이 있다. 아크릴레이트는 실리콘 러버보다 내열성 및 내후성이 더 뛰어나고, 비교적 저렴하게 획득할 수 있다는 장점이 있다. 니트릴 부타디엔 고무는 다른 탄성 소재와 비교할 수 없는 안정된 화학구조를 가짐에 따라 부식성이 없고 산화되지 않는 화합물로서, 내열, 내한, 전기절연, 화학적 안전성, 내마모성, 광택성, 풍부한 탄성 등을 지니고 있다. 폴리에스테르는 상대적으로 가볍고, 난연성, 내약품성, 내후성이 우수하다는 장점이 있다. 에폭시는 경화 후 비틀림이나 변형이 없고, 내열성, 내약품성, 내수성, 내마모성이 우수하며, 장기간 보관이 가능하다는 장점이 있다.
변형층(120)은 일정규격으로 미리 제작되어 공지의 접착제를 매개로 베이스 필름(110)에 부착될 수도 있고, 액상의 변형층(120)을 열 또는 기계적인 진동을 이용하여 액적 형태로 공급하는 잉크젯 프린팅 방식, 액상의 변형층(120)을 흘러나오도록 밀어내는 전기장을 사용하는 E-jet 프린팅 방식, 액상의 변형층(120)을 롤이나 슬롯 다이(slot die) 등의 공구로 일정한 두께로 베이스 필름 위에 코팅하는 방식 등 다양한 방식으로 형성될 수도 있다.
변형층(120)의 두께(t1)는 적어도 경질층(130)의 두께(t2)보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 도 3에 도시된 바와 같이 다층형 캐리어 필름(100)과 소자(E)와의 점착력(F)은 다층형 캐리어 필름의 이형속도(v)에 비례하여 증가하는데, 변형층(120)의 두께(t1)가 얇아지면, 점착력의 이형속도 의존성이 줄어들게 된다.
즉, 도시된 바와 같이 변형층(120)의 두께(t1)가 경질층(130)의 두께(t2)보다 클 경우, 소자(E)를 피킹할 시의 점착력(Fa)이 소스기판(W1)과 소자(E)와의 점착력(Fs)보다 크게 발생됨으로써, 다층형 캐리어 필름(100)에 소자(E)를 원활하게 점착시킬 수 있다. 반대로, 변형층(120)의 두께(t1)가 경질층(130)의 두께(t2)보다 작을 경우, 소자(E)를 피킹할 시의 점착력(Fa)이 소스기판(W1)과 소자(E)와의 점착력(Fs)보다 작게 발생됨으로써, 소자(E)가 다층형 캐리어 필름(100)에 원활하게 점착되지 않을 수 있다.
변형층(120)의 두께(t1)가 필요 이상으로 두꺼워도 바람직하지 않다. 왜냐하면, 변형층(120)을 형성하는 재료와, 변형층(120)의 경도를 변화시키기 위한 에너지가 과다하게 소요될 수 있기 때문이다.
변형층(120)에 경화에 필요한 에너지를 공급하는 에너지원(200, 도 4 참조)은 통상의 히터 방식, 레이저 방식, 인덕션 방식 등 다양한 방식의 가열수단들이 적용될 수 있고, 또는 UV조사기, 플라즈마 장치, 전기장 형성기 등이 적용될 수 있으며, 변형층(120)의 경도(K)를 높일 수 있으면 충분하다.
상기 경질층(130)은 변형층(120)의 일면에 일정 두께로 형성되고, 변형층(120)의 제2경도(K2)보다 높은 경도로 구성된다. 경질층(130)은 변형층(120)에 비해 상대적으로 변형 저항력이 큰 물질로 구성되는데, 구체적으로 금속, 세라믹, 탄성계수가 매우 큰 폴리머, 또는 이들 재료의 복합체 중 어느 하나의 재질로 형성될 수 있다.
경질층(130)의 형성 방법은 변형층(120)의 형성 방법과 동일하게 하는 것이 제작설비 측면에서 유리하지만, 경질층의 재료에 따라 진공 증착 방법(금속 박막이나 실리콘 산화물/실리콘 질화물 등의 세라믹 박막)을 사용하여 형성할 수도 있다.
경질층(130)의 두께(t2)는 적어도 변형층(120)의 두께(t1)보다 얇게 형성되는데, 다층형 캐리어 필름(100)과 소자(E)와의 점착력(F)에 영향을 주지 않으면서도 소자(E)와 마주보는 변형층(120)의 표면에 충분한 강도를 제공할 수 있는 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 금속 박막의 경우 5 ~ 20nm 정도의 두께면 충분하다.
만약, 경질층(130)의 두께(t2)가 필요 이상으로 두꺼우면, 변형층(120)과 소자(E) 사이의 거리가 멀어져 변형층(120)에서 형성되는 점착력이 소자(E)에 제대로 전달되지 않을 수 있고, 경질층(130)의 두께(t2)가 너무 얇으면, 변형층(120)의 표면 강도가 낮아지기 때문에 다층형 캐리어 필름(100)을 소스기판(W1)에 가압하는 과정에서 소자(E)와 밀착되는 경질층(130)의 일부분이 제 모양을 유지하지 못하고 변형층(120) 측으로 움푹 들어가면서 소자(E)가 변형층(120)에 박혀 속박될 수 있다.
이와 같이 구성되는 다층형 캐리어 필름(100)은 베이스 필름(110) 위에 경도가 다른 물질을 순차적으로 적층하는 구조로서, 변형층(120)의 경도 변화를 통해 점착력을 쉽게 조절할 수 있고, 제작도 용이하다는 장점이 있다.
지금부터는 상기와 같이 구성된 다층형 캐리어 필름(100)을 이용한 소자 전사 방법을 상세히 설명한다. 도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 다층형 캐리어 필름(100)을 이용한 소자 전사 방법은 피킹 단계(S1)와, 경화 단계(S2)와, 플레이싱 단계(S3)를 포함한다.
상기 피킹 단계(S1)는 변형층(120)을 제1경도(K1)로 유지하면서 다층형 캐리어 필름(100)을 다수의 소자(E)가 배열된 소스기판(W1) 측으로 밀착하여 소스기판(W1)에 있는 소자(E)를 다층형 캐리어 필름(100)에 점착시키는 단계이다.
이때, 변형층(120)의 두께(t1)는 경질층(130)의 두께(t2)보다 크게, 구체적으로 변형층(120)의 두께(t1)를 소스기판(W1)과 소자(E)와의 점착력(Fs)에 대응하는 기준 두께(to)보다 크게 하여 소자(E)가 다층형 캐리어 필름(100)에 원활하게 점착되게 하는 것이 바람직하다.
특히, 다층형 캐리어 필름(100)과 소자(E) 사이의 점착력(F)은, 다층형 캐리어 필름(100)을 상기 소스기판(W1)으로부터 이형시키는 이형속도에도 비례한다. 그러므로 피킹 단계(S1)에서 다층형 캐리어 필름(100)을 소스기판(W1)으로부터 이형시키는 제1이형속도(v1)는 적어도 플레이싱 단계(S3)에서 다층형 캐리어 필름(100)을 타겟기판(W2)으로부터 이형시키는 제2이형속도(v2)보다 크게 하는 것이 바람직하다.
정확히는 다층형 캐리어 필름(100)의 제1이형속도(v1)를 상대적으로 빠르게 하여, 피킹 단계에서 다층형 캐리어 필름(100)과 소자(E)와의 점착력(Fa)이 소스기판(W1)과 소자(E)와의 점착력(Fs)보다 크게 해야 한다.
이와 같이 다층형 캐리어 필름(100)을 소자(E)에 잠시 붙였다 떼어내는 과정에서 소스기판(W1)에 배열된 소자(E)가 다층형 캐리어 필름(100)에 점착되므로, 소자(E)의 폭 또는 두께에 구애받지 않고 소자(E)를 쉽고 간단하게 피킹할 수 있게 된다.
상기 경화 단계(S2)는 변형층(120)에 열, 플라즈마 등과 같은 에너지을 가하여 경화시켜 변형층(120)의 경도(K)를 제1경도(K1)에서 제2경도(K2)로 변형시키는 단계이다.
경화 단계(S2)는 상술한 에너지원(200)을 이용하여 변형층(120)에 직접 경화에 필요한 에너지을 공급할 수도 있고, 베이스 필름(110) 또는 경질층(130)을 통해 간접적으로 에너지를 전달할 수도 있다.
변형층(120)이 경화되면서 다층형 캐리어 필름(100)과 소자(E) 사이의 점착력(F)은 변형층(120)의 경도(K)에 반비례하여 낮아지게 된다.
이때, 변형층(120)의 내부 조직이 일정비율로 수축되면서 변형층(120) 위에 있는 경질층(130)의 표면에 주름이 발생하게 된다. 이렇게 주름이 발생하게 되면, 경질층(130)과 소자(E) 사이의 접촉면적이 줄어들면서 다층형 캐리어 필름(100)과 소자(E)와의 점착력(F)도 감소하게 된다. 따라서, 후술되는 플레이싱 단계(S3)에서 다층형 캐리어 필름(100)에 점착된 소자(E)가 타겟기판(W2)으로 보다 용이하게 전사될 수 있게 된다.
상기 플레이싱 단계(S3)는 변형층(120)을 제2경도(K2)로 유지하면서 다층형 캐리어 필름(100)을 타겟기판(W2) 측으로 밀착하여 다층형 캐리어 필름(100)에 점착된 소자(E)를 타겟기판(W2)으로 점착시키는 단계이다.
변형층(120)이 경화되어 제2경도(K2)를 유지함으로써, 다층형 캐리어 필름(100)을 타겟기판(W2)에 밀착하는 과정에서 소자(E)와 금속전극(Y) 사이에 충분한 가압력이 형성될 수 있다.
다층형 캐리어 필름(100)을 타겟기판(W2)에서 이형시키는 제2이형속도(v2)는 적어도 제1이형속도(v1)보다 느리게 하는 것이 바람직하다. 정확히는 다층형 캐리어 필름(100)의 제2이형속도(v2)를 상대적으로 느리게 하여, 플레이싱 단계(S3)에서 다층형 캐리어 필름(100)과 소자(E)와의 점착력(F)이 타겟기판(여기서는 금속전극(Y)에 도포된 솔더(D))과 소자(E)와의 점착력(Fp)보다 작게 해야 한다.
만약, 변형층(120)의 경화가 충분히 진행된 경우에는 다층형 캐리어 필름(100)과 소자(E)와의 점착력(F)이 제2이형속도(v2)에 의존하는 특성이 약해지거나 없어지는 경우가 자주 발생하며, 이런 경우에는 생산성 향상을 위하여 제2이형속도(v2)를 느리게 할 필요는 없다.
이와 같이 소스기판(W1)에 있는 소자(E)를 다층형 캐리어 필름(100)에 1차적으로 점착시키고, 변형층(120)의 경도(K)를 제1경도(K1)에서 제2경도(K2)로 변화시켜 다층형 캐리어 필름(100)과 소자(E)와의 점착력(F)을 낮춤으로써, 다층형 캐리어 필름(100)에 점착된 소자(E)를 타겟기판(W2)에 점착시킬 수 있다.
이후, 다층형 캐리어 필름(100)을 타겟기판(W2)으로부터 이격시켜 제1경도(K1)의 변형층(120)을 갖는 새로운 다층형 캐리어 필름(100)으로 교체하여 전사 공정에 사용하게 된다.
지금부터는 다층형 캐리어 필름을 이용한 소자 전사 방법을 이용하여 다수의 소자를 평판 상에 전사하여 전자제품을 제조하는 전자제품 제조방법에 대하여 상세하게 설명한다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층형 캐리어 필름을 이용한 소자 전사 방법을 이용하여 전제제품이 만들어지는 과정을 나타낸 도면이다.
여기서 전자제품은 구체적으로 회로기판과 같은 부품형 전자제품이거나 또는 이 회로기판이 내장되는 완성형 전자제품일 수 있다. 회로기판으로는 인쇄회로기판, 액정회로기판, 디스플레이패널 회로기판, 반도체칩 내의 회로기판 등의 공지의 다양한 회로기판이 이에 해당하며, 인쇄회로기판으로는 공지의 연성, 경성 또는 연경성 회로기판이 모두 포함될 수 있다.
본 실시예에서는 다층형 캐리어 필름을 이용한 소자 전사 방법을 이용하여 디스플레이용 LED 패널을 제작하는 것을 예로 들어 설명하나, 소자 전사 방법을 이용한 전자제품 제조방법은 본 실시예에 한정되지 않는다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에서 소자(E)는 구체적으로 RGB(R: 적색, G: 녹색, B: 청색) 발광 다이오드 소자이고, 기판(W)은 배선층(Wa) 및 절연층(Wb)을 포함하는 평판 형태의 인쇄회로기판(PCB)이며, 다층형 캐리어 필름(100)이 롤(R)에 감겨 일정속도로 회전하면서 소자(E)를 기판(W)에 연속적으로 전사시킨다. 전사되는 과정 중에 기판(W) 위에 있는 전기적 연결소재(예를 들어 솔더 페이스트나 ACF 등)와 소자(E)가 접촉하게 되고, 기판(W)과 소자(E)가 이후 리플로우 공정이나 열 가압 공정을 통하여 상호 전기적으로 연결되면서 접합된다.
이와 같이 제작된 LED 패널을 냉각장치 혹은 구동 IC소자가 갖춰진 함체(미도시)의 일면에 노출되도록 설치하고, 노출된 함체의 일면을 투명 글래스 혹은 투명 보호 필름으로 차폐함으로써, 디스플레이용 LED 패널이 제작된다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 다층형 캐리어 필름 및 이를 이용한 소자 전사 방법은, 다층형 캐리어 필름을 소자에 잠시 붙였다 떼어내는 방식으로 전사시킴으로써, 크기가 미소한 소자를 기판에 쉽고 간단하게 전사시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 다층형 캐리어 필름 및 이를 이용한 소자 전사 방법은, 베이스 필름에 경도가 다른 물질을 순차적으로 적층하는 구조로서, 경도 변화를 통해 점착력을 쉽게 조절할 수 있고, 간단하게 제작할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 다층형 캐리어 필름 및 이를 이용한 소자 전사 방법은, 변형층이 경화되는 과정에서 변형층과 소자의 접촉면적이 줄어들면서 다층형 캐리어 필름과 소자와의 점착력도 감소됨에 따라 다층형 캐리어 필름에 점착된 소자를 타겟기판으로 보다 용이하게 전사시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 다층형 캐리어 필름 및 이를 이용한 소자 전사 방법은, 변형층의 두께를 경질층의 두께보다 크게 형성함으로써, 소스기판에 배열된 소자를 다층형 캐리어 필름에 원활하게 점착시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 다층형 캐리어 필름 및 이를 이용한 소자 전사 방법은, 피킹 단계에서의 다층형 캐리어 필름의 이형속도를 플레이싱 단계에서 다층형 캐리어 필름의 이형속도보다 빠르게 함으로써, 소자를 다층형 캐리어 필름으로부터 보다 안정적으로 점착시키거나 또는 떼어낼 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
100 : 다층형 캐리어 필름
110 : 베이스 필름
120 : 변형층
130 : 경질층
200 : 에너지원
D : 솔더
E : 소자
Y : 금속전극
W1 : 소스기판
W2 : 타겟기판

Claims (7)

  1. 베이스 필름;
    상기 베이스 필름의 일면에 일정 두께로 형성되고, 전사하고자 하는 소자의 피킹(picking)시에는 제1경도가 유지되고, 전사하고자 하는 소자의 플레이싱(placing)시에는 에너지에 의해 상기 제1경도보다 높은 제2경도로 변형될 수 있는 변형층; 및
    상기 변형층의 일면에 일정 두께로 형성되고, 상기 변형층의 제1경도보다 높은 경도로 구성되는 경질층;을 포함하고,
    상기 소자와의 점착력이 상기 변형층의 경도에 반비례하는 것을 특징으로 하는 다층형 캐리어 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변형층의 두께가 상기 경질층의 두께보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 다층형 캐리어 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 변형층은 아크릴레이트, 실리콘 러버, 니트릴 부타디엔 고무(NBR), 폴리에스테르, 에폭시 중 어느 하나의 재질로 형성되고,
    상기 경질층은 금속, 세라믹, 폴리머 또는 이들의 복합체 중 어느 하나의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 다층형 캐리어 필름.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 다층형 캐리어 필름을 이용하고,
    상기 변형층을 상기 제1경도로 유지하면서 상기 다층형 캐리어 필름을 다수의 소자가 배열된 소스기판 측으로 밀착하여 상기 소스기판의 소자를 상기 다층형 캐리어 필름에 점착시키는 피킹 단계;
    상기 변형층을 경화시켜 상기 변형층의 경도를 상기 제1경도에서 상기 제2경도로 변형시키는 경화 단계; 및
    상기 변형층을 상기 제2경도로 유지하면서 상기 다층형 캐리어 필름을 타겟기판 측으로 밀착하여 상기 다층형 캐리어 필름의 소자를 상기 타겟기판에 점착시키는 플레이싱 단계;를 포함하며,
    상기 다층형 캐리어 필름과 상기 소자 사이의 점착력은 상기 변형층의 경도에 반비례하는 것을 특징으로 하는 다층형 캐리어 필름을 이용한 소자 전사 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 다층형 캐리어 필름과 상기 소자와의 점착력은 상기 다층형 캐리어 필름을 상기 소스기판 또는 상기 타겟기판으로부터 이형시키는 이형속도에 비례하고,
    상기 피킹 단계에서 상기 다층형 캐리어 필름을 상기 소스기판으로부터 이형시키는 제1이형속도는 상기 플레이싱 단계에서 상기 다층형 캐리어 필름을 상기 타겟기판으로부터 이형시키는 제2이형속도보다 큰 것을 특징으로 하는 다층형 캐리어 필름을 이용한 소자 전사 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 변형층의 두께가 상기 경질층의 두께보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 다층형 캐리어 필름을 이용한 소자 전사 방법.
  7. 제4항에 기재된 다층형 캐리어 필름을 이용한 소자 전사 방법을 이용하여 다수의 소자를 평판 상에 전사하여 전자제품을 제조하는 것을 특징으로 하는 전자제품 제조방법.
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