KR102009492B1 - transferring and packaging apparatus for fabricating flexible electronic device - Google Patents

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KR102009492B1
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Abstract

본 발명에 따른 전사 및 패키징 장비는 중공의 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내에 배치되는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트 상부에 배치되는 이동 모듈; 상기 이동 모듈에 의해 지면과 평행한 상태로 이동 가능하게 배치되는 스테이지 모듈; 및 상기 스테이지 모듈의 상부 상에 이격된 상태에서 이동 가능하게 배치되는 광학 조절계; 상기 스테이지 모듈 상부 측 상에 승강 가능하게 배치된 전달 기판 흡착부;를 포함하고, 상기 스테이지 모듈을 구성하는 복수의 스테이지들 중 어느 하나의 스테이지에 마운팅된 타겟 기판과 상기 전달 기판 흡착부에 마운팅된 전달 기판은 stamping, ACF, SOCF, UV 방식을 포함하는 복수의 프로토콜 중 어느 하나의 프로토콜을 이용하여 전사가 행해진다.The transfer and packaging equipment according to the present invention comprises a hollow process chamber; A base plate disposed in the process chamber; A moving module disposed on the base plate; A stage module arranged to be movable in parallel with the ground by the moving module; And an optical control system movably disposed in a state spaced apart from an upper portion of the stage module. And a transfer substrate adsorption unit arranged to be elevated on the upper side of the stage module, the target substrate mounted to any one of a plurality of stages constituting the stage module and the transfer substrate adsorption unit. The transfer substrate is transferred using any one of a plurality of protocols including stamping, ACF, SOCF, and UV methods.

Description

플렉서블 전자 소자 제작을 위한 전사 장비 및 이를 이용한 전사 방법{transferring and packaging apparatus for fabricating flexible electronic device}Transfer equipment for fabricating flexible electronic device and transfer method using same {transferring and packaging apparatus for fabricating flexible electronic device}

본 발명은 전극이 형성된 플렉서블한 성질을 갖는 타겟 기판 및 전달 기판(Carrier Wafer)을 상하로 정렬한 상태에서, 상기 전달 기판과 타겟 기판 사이에 전기적 연결과 접착을 가능하게 하는 전사 부재를 통해 결합을 가능하게 하는 전사 장비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모기판에서 칩별로 분리(Isolation)된 전자 소자의 일 실시예로서 발광다이오드 무기 복합층(LED Inorganic Multilayer)이 임시적으로 부착된 전달 기판 및 전극이 형성된 타겟 기판을 상하로 정렬한 상태에서, 상기 전달 기판과 타겟 기판 사이에 전기적 연결과 접착을 가능하게 하는 전사 부재를 배치한 상태에서 강한 압력 및 온도를 가하여 본딩을 진행할 수 있는 기술에 관한 것이다.According to an embodiment of the present invention, in a state in which an electrode is formed with a target substrate having a flexible property and a carrier wafer aligned vertically, coupling is performed through a transfer member that enables electrical connection and adhesion between the transfer substrate and the target substrate. The present invention relates to a transfer apparatus for enabling the present invention, and more particularly, a transfer substrate and an electrode, to which an LED Inorganic Multilayer is temporarily attached, as an embodiment of an electronic device separated from each other by a mother substrate. The present invention relates to a technology capable of bonding by applying a strong pressure and temperature in a state in which the formed target substrate is aligned up and down, and a transfer member for enabling electrical connection and adhesion between the transfer substrate and the target substrate is disposed.

플렉서블 전자 소자(flexible electronic device)는 소정의 힘이 가해짐에 따라 휘어지거나, 구부러질 수 있는 전자소자를 의미한다. 이와 같은 플렉서블 소자는 소자 자체의 가요성 뿐만 아니라, 소자 하부의 기판과 소자를 덮는 코팅층 또한 소정 수준의 가용성을 가져야 한다. 일반적인 초고밀도 집적회로(VLSI)는 실리콘 기판 상에 경량화 내지 소형화시킨 트랜지스터, 커패시터와 같은 전자소자를 다수개 제조하는 방식으로 제조되는데, 실리콘 기판이 갖는 딱딱한 기판의 한계로 인하여 다양한 용도로의 사용이 힘들게 된다. 상기 종래의 문제를 극복하는 차원에서 딱딱한 기판에서 제작된 고성능의 전자 소자를 떼어내고, 원하는 기판에 정확히 전사하는 것이 점점 중요하게 되고, 디스플레이나 LSI 같이 대면적 전자 소자를 유연화하기 위해서는 전사 방법의 수율과 안정성이 중요하게 된다. 즉, 대면적화되는 전자소자의 안정적인 적층 구조 향상을 위해서는 반복적인 전사 공정을 통하여 플렉서블한 소자를 제조하는 과정이 선행되어야 한다.A flexible electronic device refers to an electronic device that can be bent or bent as a predetermined force is applied. Such a flexible device must not only have flexibility of the device itself, but also a substrate under the device and a coating layer covering the device. A general ultra high density integrated circuit (VLSI) is manufactured by manufacturing a plurality of electronic devices, such as transistors and capacitors, which are lightened or miniaturized on a silicon substrate. It's hard. In order to overcome the above-mentioned problems, it is increasingly important to remove high-performance electronic devices manufactured from rigid substrates and accurately transfer them to desired substrates. In order to soften large area electronic devices such as displays and LSIs, And stability become important. That is, in order to improve a stable stack structure of an electronic device having a large area, a process of manufacturing a flexible device through an iterative transfer process should be preceded.

최근에 플렉서블 기판 상에서 무기 발광 다이오드와 같은 소자를 제조하는 연구가 활발히 진행되고 있는데, 종래의 일반적인 플렉서블 소자 제조방법은 기판 상에서 소자를 제조한 후 습식 식각 방식으로 소자를 분리하여야 하는 방식을 취하지만, 이 경우에 습식 식각시 발생하는 소자의 정렬문제 및 공정 상의 문제 등이 발생한다.Recently, researches for manufacturing devices such as inorganic light emitting diodes on a flexible substrate have been actively conducted. In the related art, a conventional flexible device manufacturing method takes a method of separating a device by wet etching after manufacturing the device on a substrate. In this case, an alignment problem and a process problem occur in the device during wet etching.

수직형 발광다이오드와 관련한 플렉서블 소자 제조 과정을 기술하는 종래의 문헌으로는 등록특허 제10-1362516호(2014.02.06)를 참조할 수 있는데, 상기 종래의 기술은 플렉서블한 기판 상에 형성된 회로와 무기소자를 연결하기 위해 전사 과정, 열과 압력을 이용한 이방도전성 필름의 접착 또는 금속과 금속 간의 접착을 요구하게 된다. 상기한 방식에서는 제작되는 플렉서블 기판의 두께가 이방 도전성 필름으로 인해 얇아지는데 한계가 있고, 발광다이오드의 크기가 작아질수록 수율이 떨어지며 플렉서블 기판에 형성된 회로와 발광다이오드가 연결됨에 있어서 공간적인 오차가 발생할 수 있다.Conventional documents describing the manufacturing process of a flexible device related to a vertical light emitting diode may be referred to Patent No. 10-1362516 (2014.02.06), which is a circuit and an inorganic material formed on a flexible substrate. In order to connect the devices, a transfer process, adhesion of anisotropic conductive films using heat and pressure, or adhesion between metals and metals is required. In the above-described method, there is a limitation in that the thickness of the flexible substrate to be manufactured becomes thin due to the anisotropic conductive film. As the size of the light emitting diode decreases, the yield decreases, and a spatial error occurs when the circuit formed on the flexible substrate and the light emitting diode are connected. Can be.

플렉서블 전자 소자인 마이크로 발광다이오드의 제작 과정에 있어서는 플렉서블 기판 상으로의 안정적인 전사 과정이 중요한 바, 대면적화되는 마이크로 발광다이오드의 적층 구조 향상을 위해 딱딱한 기판에서 제작된 고성능의 전자 소자를 떼어내어 정확히 전사하여 수율과 안정성을 향상하는 방안이 필요하다.In the manufacturing process of the micro light emitting diode, which is a flexible electronic device, a stable transfer process onto the flexible substrate is important. In order to improve the laminated structure of the large-area micro light emitting diode, a high-performance electronic device manufactured from a rigid substrate is removed and accurately transferred. Therefore, a method of improving yield and stability is needed.

상기에 기술한 전사 과정에서의 수율과 안정성을 위해서는 전사되는 플렉서블 기판과 임시적으로 플렉서블 전자 소자가 부착된 전달 기판을 정렬한 상태에서 소정의 전사 부재를 매개로 한 전사과정을 효율적으로 진행할 수 있는 장비의 개발이 절실하게 된다.For the yield and stability in the above-described transfer process, the transfer process can be efficiently carried out via a predetermined transfer member while the transferable substrate to which the flexible substrate is temporarily transferred and the flexible electronic element is temporarily aligned. Development is urgently needed.

레이저 열전사 장치 및 이를 이용한 유기 발광 다이오드의 제조방법을 기술하는 종래의 문헌으로는 등록특허 제10-0700824호(2007.03.27)를 참조할 수 있는데, 상기 종래 문헌 상에서는 기판 스테이지 상에 억셉터 기판 및 도너필름이 승하강 가능하게 배치된 상태에서, 레이저 발진기를 통해 조사된 레이저가 도너필름의 전면적에 대해 조사되는 것을 보인다.As a conventional document describing a laser thermal transfer apparatus and a method of manufacturing an organic light emitting diode using the same, reference may be made to Patent No. 10-0700824 (2007.03.27), on which an acceptor substrate is placed on a substrate stage. And with the donor film arrange | positioned up and down, it turns out that the laser irradiated through the laser oscillator is irradiated about the whole area of a donor film.

한편, 플렉서블 기판, 전달 기판 및 상기 기판들 사이에 배치된 전사 부재를 상하로 배치한 상태에서 플렉서블 전자 소자를 상기 플렉서블 기판 상에 안정적으로 결합하는 과정은 고도의 정밀성을 요한다.Meanwhile, a process of stably coupling the flexible electronic device on the flexible substrate in a state where the flexible substrate, the transfer substrate, and the transfer member disposed between the substrates is disposed up and down requires high precision.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하고자 하는 것으로서, 모기판에서 칩별로 분리(Isolation)된 플렉서블 전자 소자가 임시적으로 부착된 전달 기판(Carrier Wafer) 및 전극이 형성된 타겟 기판을 상하 얼라인 광학 기능을 하는 특수한 현미경을 이용하여 상하로 정렬한 상태에서, 상기 전달 기판과 타겟 기판 사이에 전기적 연결과 접착을 가능하게 하는 전사 부재를 배치하고 강한 압력 및 온도를 가하여 본딩을 진행할 수 있는 장치를 제공하는 것이 목적이다.The present invention is to solve the above problems, the upper and lower alignment optical function of the target substrate on which the transfer substrate (carrier wafer) and the electrode is temporarily attached to the flexible electronic device isolated for each chip in the mother substrate temporarily attached It is to provide a device for arranging the transfer member to enable the electrical connection and adhesion between the transfer substrate and the target substrate in a state aligned vertically using a special microscope to apply the bonding by applying a strong pressure and temperature Purpose.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따른 전사 및 패키징 장비는 중공의 공정 챔버; 상기 공정 챔버 내에 배치되는 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트 상부에 배치되는 이동 모듈; 상기 이동 모듈에 의해 지면과 평행한 상태로 이동 가능하게 배치되는 스테이지 모듈; 및 상기 스테이지 모듈의 상부 상에 이격된 상태에서 이동 가능하게 배치되는 광학 조절계; 상기 스테이지 모듈 상부 측 상에 승강 가능하게 배치된 전달 기판 흡착부;를 포함하고, 상기 스테이지 모듈을 구성하는 복수의 스테이지들 중 어느 하나의 스테이지에 마운팅된 타겟 기판과 상기 전달 기판 흡착부에 마운팅된 전달 기판은 stamping, ACF, SOCF, UV 방식을 포함하는 복수의 프로토콜 중 어느 하나의 프로토콜을 이용하여 전사가 행해진다.Transfer and packaging equipment according to an aspect of the present invention for achieving the above object is a hollow process chamber; A base plate disposed in the process chamber; A moving module disposed on the base plate; A stage module arranged to be movable in parallel with the ground by the moving module; And an optical control system movably disposed in a state spaced apart from an upper portion of the stage module. And a transfer substrate adsorption unit arranged to be elevated on the upper side of the stage module, the target substrate mounted to any one of a plurality of stages constituting the stage module and the transfer substrate adsorption unit. The transfer substrate is transferred using any one of a plurality of protocols including stamping, ACF, SOCF, and UV methods.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 관점에 따른 전사 방법은 상기 스테이지 모듈을 이루는 복수의 스테이지들 중 하나의 스테이지 상에 모기판을 준비하는 단계; 상기 모기판 상에 전자 소자를 구성하는 무기물질 기반 다층 박막층을 형성하는 단계; 상기 다층 박막층에 형성된 전자 소자를 개별적으로 분리시키는 단계; 상기 전달 기판 흡착부에 마운팅된 전달 기판과 상기 모기판을 결합하여 상기 전달 기판 상에 전자 소자를 결합하는 단계; 상기 모기판을 제거하는 단계; 상기 스테이지 모듈을 이루는 복수의 스테이지들 중 다른 하나의 스테이지 상에 타겟 기판을 배치하는 단계; 상기 전달 기판 흡착부와 상기 타겟 기판이 마운팅된 스테이지를 정렬하는 단계; 상기 전달 기판 흡착부를 하강시켜 외력을 가하는 공정을 통해 전사 부재를 상기 타겟 기판 및 전달 기판 사이에 위치시킨 후 접합하는 단계; 및 상기 전달 기판을 제거하는 단계;를 포함한다.The transfer method according to another aspect of the present invention for achieving the above object comprises the steps of preparing a mother substrate on one of the plurality of stages constituting the stage module; Forming an inorganic material based multilayer thin film layer constituting an electronic device on the mother substrate; Individually separating the electronic devices formed on the multilayer thin film layer; Coupling an electronic device on the transfer substrate by combining the transfer substrate mounted on the transfer substrate adsorption unit with the mother substrate; Removing the mother substrate; Disposing a target substrate on the other one of the plurality of stages constituting the stage module; Aligning the stage on which the transfer substrate adsorption unit and the target substrate are mounted; Placing and transferring a transfer member between the target substrate and the transfer substrate through a step of lowering the transfer substrate adsorption unit to apply an external force; And removing the transfer substrate.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 모기판에서 칩별로 분리된 플렉서블 전자 소자가 임시적으로 부착된 전달 기판 및 전극이 형성된 플렉서블한 성질을 갖는 타겟 기판을 상하 얼라인 광학 기능을 하는 특수한 현미경을 이용하여 상하로 정렬한 상태에서, 상기 전달 기판과 타겟 기판 사이에 전기적 연결과 접착을 가능하게 하는 전사 부재를 배치한 상태에서 강한 압력 및 온도를 가하여 본딩을 진행할 수 있게 한다.According to the present invention as described above, using a special microscope that performs a vertical alignment optical function of the target substrate having a flexible property in which a flexible electronic element is temporarily attached to the flexible electronic device separated by chips in the mother substrate and the electrode is formed In the vertically aligned state, bonding can be performed by applying a strong pressure and temperature in a state in which a transfer member for enabling electrical connection and adhesion between the transfer substrate and the target substrate is disposed.

본 발명은 전달 기판에 임시적으로 부착된 전자소자인 발광다이오드 무기 복합층을 타겟 기판 상에 전사하는 과정에서 ACF, SOCF, UV 등을 포함한 전사부재를 이용한 조사를 가능하게 한다.The present invention enables irradiation with a transfer member including ACF, SOCF, UV, etc. in the process of transferring the light emitting diode inorganic composite layer, which is an electronic device temporarily attached to the transfer substrate, onto a target substrate.

본 발명은 전사 부재로써 이방성 전도필름(ACF, Anisotropic Conductive Film)을 사용하는바, 이는 전사를 위한 접착력을 제공하는 역할 뿐만 아니라 전기적 상호접속(interconnection)의 역할도 있어 공정이 단순하고 안정적인 장점이 있다.The present invention uses an anisotropic conductive film (ACF) as a transfer member, which not only provides an adhesive force for transfer but also serves as an electrical interconnection, thereby providing a simple and stable process. .

본 발명은 플렉서블 전자 소자의 전사를 위해 이방성 전도필름(ACF)을 활용함으로써 전사 및 상호 접속이 동시에 가능하기 때문에 공정이 안정적인바 대량 생산이 가능하며 양산에 적합하다.According to the present invention, an anisotropic conductive film (ACF) is used for the transfer of a flexible electronic device, so transfer and interconnection are possible at the same time, so that the process is stable and mass production is possible and suitable for mass production.

본 발명은 stamping method, ACF, SOCF, UV 등을 포함한 다양한 프로토콜을 이용한 전사가 가능하고, 추가적으로는 스테이징 상에 열선을 수용한 상태에서 타겟 기판과 임시 기판의 온도를 자유롭게 조절 가능하게 함으로써 전사 방법의 활용도를 넓힐 수 있다.The present invention can be transferred using various protocols including stamping method, ACF, SOCF, UV, and the like, and additionally, it is possible to freely adjust the temperature of the target substrate and the temporary substrate while receiving the hot wire on the staging. It can be used more widely.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 전자 소자 제작을 위한 전사 장비의 전체적인 외관을 보인다.
도 2는 도 1에 따른 전사 장비의 구체적인 구성을 보인다.
도 3은 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 전자 소자를 전사하는 방안을 보인다.
1 shows the overall appearance of a transfer apparatus for manufacturing a flexible electronic device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows a specific configuration of the transfer equipment according to FIG.
3 illustrates a method of transferring an electronic device in a roll-to-roll manner.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art the scope of the invention. It is provided for complete information. Like numbers refer to like elements on the drawings.

본 발명에서 사용되는 "플렉서블(flexible)" 이라는 용어는 딱딱한(rigid) 특성을 갖는 실리콘 기판 등과 구별되는 용어로서, 플라스틱 기판 등과 같이 기판이 일정각도로 휘어지거나, 접힐 수 있는 특성을 모두 포함하는 용어이다.The term "flexible" used in the present invention is a term that is distinguished from a silicon substrate having rigid characteristics, and the like, and includes all of the characteristics such as a plastic substrate that can be bent or folded at a predetermined angle. to be.

본 발명은 임시적으로 사용되는 전달 기판 상에 부착된 전자 소자를 전극이 형성된 플렉서블한 타겟 기판 상에 전사 부재를 매개로 하여 전사 및 상호연결함으로써 플렉서블 전자 소자를 칩 또는 어레이 형태로 구현하는 장치를 제공하는 것이다. 또한, 전자 소자의 적층에 사용되는 각종 기판의 이송 및 패키징을 가능하게 한다. 상기 전자 소자는 마이크로 무기 발광다이오드 소자(LED) 및 고집적 회로(LSI)를 포함한다. 한편, 상기 타겟 기판은 플렉서블 플라스틱 기판 혹은 고분자 기판이 될 수 있다.The present invention provides an apparatus for implementing a flexible electronic device in the form of a chip or an array by transferring and interconnecting an electronic device attached on a temporarily used transfer substrate via a transfer member on a flexible target substrate having an electrode formed thereon. It is. It also enables the transport and packaging of various substrates used for lamination of electronic devices. The electronic device includes a micro inorganic light emitting diode device (LED) and a highly integrated circuit (LSI). The target substrate may be a flexible plastic substrate or a polymer substrate.

이하, 도면을 이용하여 본 발명에 따라 플렉서블 전자 소자 제작을 위한 전사 및 패키징 장비를 상세히 설명한다.Hereinafter, the transfer and packaging equipment for manufacturing a flexible electronic device according to the present invention with reference to the drawings in detail.

일반적으로, 전자 소자인 마이크로 발광다이오드 소자는 종래의 발광 다이오드 칩 보다 길이가 10분의 1, 면적은 100분의 1 정도로 10 내지 100 마이크로미터(㎛) 크기의 초소형 LED를 지칭한다.In general, a micro light emitting diode device, which is an electronic device, refers to a micro LED having a size of 10 to 100 micrometers (μm), about one tenth the length and one hundredth the area of a conventional LED chip.

마이크로 발광다이오드는 기존 LED에 비해 반응 속도가 빠르고, 낮은 전력, 높은 휘도를 지원하며, 디스플레이에 적용할 경우에 휘어질 때에 깨지지 않는 장점을 갖는다. 따라서, 초경량 무게를 필요로 하는 스마트 워치, 스마트 섬유, 머리 착용 디스플레이(HMD) 기기 등에 응용될 수 있다.Micro LEDs have a faster response speed than conventional LEDs, support low power and high luminance, and do not break when bent in a display. Therefore, the present invention can be applied to smart watches, smart fibers, and head worn display (HMD) devices that require ultra-light weight.

전사 및 패키징 장비는 중공의 공정 챔버(10), 공정 챔버(10) 내에 배치되는 베이스 플레이트(110), 베이스 플레이트(110) 상부에 배치되는 이동 모듈(미도시), 이동 모듈에 의해 지면과 평행한 상태로 이동 가능하게 배치되는 스테이지 모듈(120), 스테이지 모듈(120)의 상부 상에 이격된 상태에서 이동 가능하게 배치되는 광학 조절계(130), 스테이지 모듈(120) 상부 측 상에 승강 가능하게 배치된 전달 기판 흡착부(140)를 포함한다.The transfer and packaging equipment is a hollow process chamber 10, a base plate 110 disposed in the process chamber 10, a moving module (not shown) disposed above the base plate 110, parallel to the ground by the moving module. The stage module 120 disposed to be movable in one state, the optical control system 130 disposed to be movable in a state spaced apart from the upper portion of the stage module 120, and the elevator module to be able to move up and down on the upper side of the stage module 120. The transfer substrate adsorption unit 140 is disposed.

공정 챔버(10)는 전사 및 패키징 공정이 행해지는 청정 공간으로 조성하기 위해서 진공 펌프 및 별도의 집진 장치 등을 구비할 수 있다. 상기 공정 챔버는 대기압보다 낮은 진공 상태를 유지함으로써 비진공 상태에서보다 훨씬 높은 수율, 작업성 등을 얻을 수 있으며 고품질의 제품을 얻을 수 있다. 상기 공정 챔버 상에는 내부를 관찰할 수 있는 투명한 모니터링창 내지는 내부에 설치된 촬상 장치를 이용한 디스플레이부 등을 구비할 수 있다. 상기 전사 및 패키징 장비에서 공정 챔버는 선택적으로 채용 가능한 것으로서 공정 챔버의 설치 없이 전사 장비를 제작할 수 있다.The process chamber 10 may include a vacuum pump, a separate dust collector, and the like in order to form a clean space in which the transfer and packaging processes are performed. The process chamber maintains a vacuum lower than atmospheric pressure, thereby obtaining much higher yields, workability, and the like than non-vacuum states, and obtaining high quality products. The process chamber may include a transparent monitoring window for observing the inside or a display unit using an imaging device installed therein. In the transfer and packaging equipment, the process chamber may be selectively employed, and thus the transfer equipment may be manufactured without installing the process chamber.

베이스 플레이트(110)는 전사 및 패키징 장비의 지지체 기능을 하는 부분으로서 기본적으로는 높은 강성을 갖는 것과 동시에 진동 방지 및 충격 완화를 위하여 댐퍼 부재를 가질 수 있다.The base plate 110 is a portion that functions as a support for the transfer and packaging equipment, and basically has a high rigidity and may have a damper member for vibration prevention and shock mitigation.

본 발명에서 도입되는 XY축은 지면에 평행한 상태에서의 운동 방향을 정의하는 것으로서 X축은 가로 방향을 가리키고 Y축은 세로 방향을 가리키는 것으로 한다. 한편, Z축은 지면 상에 수직한 방향을 정의하는 것으로서 X축 및 Y축에 모두 직교한다.The XY axis introduced in the present invention defines the direction of movement in a state parallel to the ground, where the X axis points to the horizontal direction and the Y axis points to the vertical direction. Meanwhile, the Z axis defines a direction perpendicular to the ground and is orthogonal to both the X axis and the Y axis.

이동 모듈은 베이스 플레이트 상에서 상기 스테이지 모듈을 XY축 방향을 따라 이동하게 하는 것으로서, X축 이동부 및 X축 이동부에 수직한 방향으로 이동하게 하는 Y축 이동부를 포함한다.The moving module moves the stage module along the XY axis direction on the base plate and includes an X axis moving part and a Y axis moving part for moving in a direction perpendicular to the X axis moving part.

전달 기판 흡착부는 스테이지 모듈의 상부 측 상에 상하로 승강 가능하게 배치된 상태에서 전자 소자를 정확히 이동시키고, 압력과 속도를 정확히 조절하여 전사와 동시에 접속을 가능하게 한다.The transfer substrate adsorption unit accurately moves the electronic element in a state of being able to move up and down on the upper side of the stage module, and precisely adjusts pressure and speed to enable connection with transfer.

전달 기판 흡착부(140)를 이용하여 전자 소자 상에 인가하는 압력은 ACF, NOCF 등을 이용한 전사/접속 시에 중요한 요인이고, 전자 소자를 이동시키는 속도는 stamping method에 중요한 요인이다. 이는 전달 기판을 이송하는 속도에 따라 전사의 성공 가능성이 변동되는 것과 밀접한 관련성이 있다.The pressure applied to the electronic device using the transfer substrate adsorption unit 140 is an important factor in transferring / connecting using ACF, NOCF, etc., and the speed of moving the electronic device is an important factor in the stamping method. This is closely related to the possibility of success of the transfer depending on the speed of transferring the transfer substrate.

본 전사 및 패키징 장비에서 인가하는 압력과 속도는 전달 기판 흡착부를 통해서 자유롭게 조절된다. 즉, 압력은 1kg~20kg의 범위로 조절되고, 속도는 1μm/s~1000 mm/s로 조절 가능하다.The pressure and speed applied by the transfer and packaging equipment are freely controlled through the transfer substrate adsorption unit. That is, the pressure is adjusted in the range of 1kg ~ 20kg, the speed is adjustable in 1μm / s ~ 1000 mm / s.

스테이지 모듈(120)은 이동 모듈 상에 배치된 스테이지 지지대(122) 및 스테이지 지지대(122) 상에 고정된 복수의 스테이지를 포함한다. 상기 복수의 스테이지는 stamping method, ACF, SOCF, UV 등을 포함한 다양한 프로토콜을 이용한 전사가 가능하도록 하기 위해 각각 별개적인 스테이지를 갖게 한다. 즉, XY 평면을 따라 배치되는 복수의 스테이지 중 어느 하나의 스테이지는 스테이지 지지대가 이동 모듈의 구동에 의해 이동되는 과정을 통해 전사 과정이 이루어지도록 위치한다.The stage module 120 includes a stage support 122 disposed on the moving module and a plurality of stages fixed on the stage support 122. The plurality of stages have separate stages in order to enable transcription using various protocols including stamping methods, ACF, SOCF, UV, and the like. That is, any one stage of the plurality of stages disposed along the XY plane is positioned such that the transfer process is performed by the stage support being moved by the drive of the moving module.

상기 스테이지 모듈(120)은 정확한 얼라인을 위해서 상기 스테이지 지지대(122)의 각도를 xy, yz, zx 평면으로 자유롭게 회전가능하다.The stage module 120 is free to rotate the angle of the stage support 122 in the xy, yz, zx plane for accurate alignment.

상기 복수의 스테이지는 일 실시예로써 중앙의 제1 스테이지(125)를 중심으로 하여 양측에 대칭적으로 배치되는 것으로 할 수 있다. 구체적으로는, 제1 스테이지(125)의 일측에 나란하게 배치되는 제2,3 스테이지(126,127) 및 상기 제1 스테이지(125)를 중심으로 하여 제2,3 스테이지(126,127)와 대향적으로 배치되는 제4,5 스테이지(128,129)를 포함한다.According to an embodiment, the plurality of stages may be symmetrically disposed at both sides with respect to the center of the first stage 125. Specifically, the second and third stages 126 and 127 arranged side by side on one side of the first stage 125 and the second and third stages 126 and 127 are arranged opposite to the center of the first stage 125. And fourth and fifth stages 128 and 129.

스테이지 모듈(120)은 하나의 스테이지 상에 다양한 전사 프로토콜을 적용하는 경우에는 스테이지의 변형이 일어날 수 있기에 용도에 따라 교체하여 사용한다. The stage module 120 may be replaced depending on the purpose because deformation of the stage may occur when various transcription protocols are applied on one stage.

예를 들어, 제1 스테이지(125)에서는 열과 압력을 동시에 인가하고, 제2 스테이지(126)에서는 압력 만을 인가하고 제3 스테이지(127)에서는 UV 조사를 행하는 방식으로 사용할 수 있다. For example, heat and pressure may be simultaneously applied in the first stage 125, only pressure may be applied in the second stage 126, and UV irradiation may be performed in the third stage 127.

한편, 제4,5 스테이지(128,129)를 통해서는 스탬핑 공정을 실시할 수 있는데, Meanwhile, the stamping process may be performed through the fourth and fifth stages 128 and 129.

구체적으로는 전달 기판 흡착부(140) 상에 임시적으로 사용되는 전사 부재를 흡착 고정한 상태에서, 스테이지 모듈(120)을 이동하여 제4 스테이지(128) 상에 놓인 모기판이 상기 전달 기판 흡착부(140)의 하부 상에 위치하게 상태에서 모기판 상의 발광다이오드 무기 복합층을 전사 부재 상에 위치하게 한다. 다음으로, 제5 스테이지(129) 상에 놓인 타겟 기판이 전달 기판 흡착부(140)의 직하부에 오도록 스테이지 모듈(120)을 적절하게 이동하여 정렬한다. 상기의 정렬 과정은 제5 스테이지와 전달 기판 흡착부 사이에 배치되는 광학 조절계를 통해서 가능할 수 있다.Specifically, in a state in which the transfer member temporarily used on the transfer substrate adsorption unit 140 is fixed and fixed, the mother substrate placed on the fourth stage 128 by moving the stage module 120 is the transfer substrate adsorption unit 140. The light emitting diode inorganic composite layer on the mother substrate is positioned on the transfer member in a state of being positioned on the lower portion of the substrate). Next, the stage module 120 is appropriately moved and aligned so that the target substrate placed on the fifth stage 129 is directly under the transfer substrate adsorption unit 140. The alignment process may be possible through an optical control system disposed between the fifth stage and the transfer substrate adsorption unit.

전체적으로는, 모기판 상에 집적된 전자 소자인 발광다이오드 무기 복합층을 전달 기판 흡착부를 이루는 샘플 척 상에 붙어 있는 전달 기판으로 옮긴다. 다음으로는, 전달 기판 상의 전자 소자를 타겟 기판으로 전사하는 과정을 통해 모기판 상에 집적된 전자 소자를 타겟 기판으로 옮긴다.In general, the light emitting diode inorganic composite layer, which is an electronic device integrated on the mother substrate, is transferred to a transfer substrate attached on a sample chuck forming a transfer substrate adsorption portion. Next, the electronic device integrated on the mother substrate is transferred to the target substrate by transferring the electronic device on the transfer substrate to the target substrate.

본 발명에 따른 전사 및 패키징 장비는 스테이지 모듈, 광학 조절계, 전달 기판 흡착부 등을 통해서 타겟 기판 상에 전자 소자의 3D 적층 공정을 연속적으로 가능하게 한다. 즉, 전사 부재를 이용한 상태에서 전달 기판 흡착부에 결합된 전달 기판의 전자 소자를 타겟 기판 상에 동시 접속 및 전사를 진행한다.The transfer and packaging equipment according to the present invention enables a 3D lamination process of an electronic device on a target substrate continuously through a stage module, an optical control system, a transfer substrate adsorption unit, and the like. In other words, the electronic element of the transfer substrate coupled to the transfer substrate adsorption unit is simultaneously connected and transferred on the target substrate while the transfer member is used.

모기판 상에 적층되는 발광다이오드 무기 복합층은 LED의 종류에 따라 상이하게 되고, 또한 그에 따라 모기판의 종류도 상이해지게 된다. 예를 들어, 모기판은 GaAs기판(GaP_yellow and green light, AlGaAs_red and IR light, AlGaInP_yellow, orange and red light) 및 Sapphire 기판(GaN_blue light, InGaN_blue, green, and UV light) 등이 있으며 이들을 비롯한 여러 기판을 공정에 적용 가능하다.The light emitting diode inorganic composite layer laminated on the mother substrate is different depending on the type of LED, and accordingly, the kind of mother substrate is also different. For example, the mother substrate includes GaAs substrates (GaP_yellow and green light, AlGaAs_red and IR light, AlGaInP_yellow, orange and red light), and Sapphire substrates (GaN_blue light, InGaN_blue, green, and UV light). Applicable to the process.

본 발명에서 사용될 수 있는 전달 기판은 PDMS, Thermal Release Tape, UV Release Tape 등이 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 발광다이오드 칩의 부착이 가능한 다른 다양한 기판의 적용이 가능함은 물론이다. 모기판(100)의 제거는 물리적 또는 화학적 방법을 통하여 제거하고 이를 통해 최종적으로 마이크로 발광다이오드 칩들이 전달 기판에 부착된 형태가 된다. 구체적으로, 상기 모기판의 제거는 식각 또는 레이저 리프트 오프 공정을 통해 수행된다.The transfer substrates that can be used in the present invention include PDMS, Thermal Release Tape, UV Release Tape, and the like, but are not limited thereto, and various other substrates capable of attaching a light emitting diode chip may be applied. The removal of the mother substrate 100 is performed by physical or chemical methods, and finally, the micro LED chips are attached to the transfer substrate. Specifically, the removal of the mother substrate is performed through an etching or laser lift off process.

광학 조절계(130)는 별도의 이동 장치를 통해 X축 방향을 따라 이송되는 과정을 통해 전달 기판 흡착부와 스테이지 모듈 사이에 배치된다. 구체적인 실시예로서, 복수의 스테이지 중 중앙에 배치된 제1 스테이지를 전달 기판 흡착부의 직하부 방향으로 위치하게 한 상태에서, 상기 제1 스테이지와 전달 기판 흡착부 사이에 상기 광학 조절계를 위치한다.The optical control system 130 is disposed between the transfer substrate adsorption unit and the stage module through a process of being transferred along the X axis direction through a separate moving device. In a specific embodiment, the optical control system is positioned between the first stage and the transfer substrate adsorption unit in a state where the first stage disposed in the center of the plurality of stages is positioned in a direction directly under the transfer substrate adsorption unit.

광학 조절계는 전달 기판 흡착부 상에 결합된 전달 기판과 제1 스테이지 상에 결합된 타겟 기판 사이로 이동하여, 상부의 전달 기판과 하부의 타겟 기판을 동시에 확인한다. 상기 과정에서 정확하게 정렬하기 위하여, 장비에 연결된 컴퓨터를 통해 현미경 이미지를 확인한다. 즉, 광학 조절계는 상부 측에 있는 임시적인 전달 기판에 붙어있는 전자 소자와 하부 측의 타겟 기판을 동시에 한 화면 상에서 확인하게 하고, 이에 따라 정확한 얼라인을 가능하게 된다.The optical control system moves between the transfer substrate coupled on the transfer substrate adsorption unit and the target substrate coupled on the first stage to simultaneously identify the upper transfer substrate and the lower target substrate. In order to align correctly in the above process, the microscope image is checked through a computer connected to the instrument. In other words, the optical control system allows the electronic device attached to the temporary transfer substrate on the upper side and the target substrate on the lower side to be simultaneously checked on one screen, thereby enabling accurate alignment.

이때, 상부의 전달 기판 및 하부의 타겟 기판의 이미지는 겹친 형태로 모니터 상에 디스플레이되고, 사용자가 직접 XY축 이동 및 각도 조절을 하여 정렬한다. 광학 조절계는 특수 현미경 기능을 하는 것으로서 정확한 정렬을 가능하게 한다. 여기에서, 타겟 기판과 전달 기판을 고정하고 있는 각 스테이지들의 xy, yz, zx 방향으로의 각도 조절을 통해 미정렬(misalignment)을 최소화한다. 또한, x,y,z 축 방향을 따라 스테이지의 이동 속도와 압력 조절을 자유롭게 가능하게 하는 동시에 자체적인 프로그래밍을 통해 반복적으로 공정 자동화가 가능하다.At this time, the image of the upper transfer substrate and the lower target substrate is displayed on the monitor in an overlapped form, and the user directly aligns the XY axis by moving and adjusting the angle. The optical control system functions as a special microscope to allow accurate alignment. Here, the misalignment is minimized by adjusting the angles in the xy, yz, and zx directions of the respective stages fixing the target substrate and the transfer substrate. In addition, it is possible to freely adjust the moving speed and pressure of the stage along the x, y, z axis direction, and to automate the process repeatedly through its own programming.

본 발명은 stamping method, ACF, SOCF, UV 등을 포함한 다양한 프로토콜을 이용한 전사를 가능하게 한다. The present invention enables transcription using a variety of protocols including stamping methods, ACF, SOCF, UV, and the like.

전달 기판 상의 전자 소자를 타겟 기판으로 전사하는 과정을 보면 다음과 같다.The process of transferring the electronic device on the transfer substrate to the target substrate is as follows.

플렉서블 기판인 타겟 기판 상에 형성된 하부 전극과 전달 기판 상의 발광다이오드 칩의 위치를 정렬(Alignment)하고, 전사 부재를 타겟 기판 및 전달 기판 사이에 위치시킨다. 상기 상태에서, 전사 부재 상으로 초음파, 물리력, 반데르발스힘, 및 열과 압력 을 포함하는 접합 공법 중 어느 하나를 이용하여 접합을 행한다. Alignment of the position of the lower electrode formed on the target substrate as the flexible substrate and the light emitting diode chip on the transfer substrate is performed, and the transfer member is positioned between the target substrate and the transfer substrate. In this state, bonding is performed on the transfer member by using any one of a bonding method including an ultrasonic wave, a physical force, a van der Waals force, and heat and pressure.

전사 부재는 이방성 전도필름, NCF(Non Conductive Film), SOCF(Self Organized Conductive Film), ACA(Anisotropic Conductive Adhesive), Solder Ball 등과 같은 다양한 기술이 활용될 수 있다. 한편, 전사 부재는 이에 한정되는 것은 아니고 발광다이오드 칩의 부착이 가능한 다른 다양한 기판의 적용이 가능함은 물론이다. The transfer member may use various techniques such as an anisotropic conductive film, non-conductive film (NCF), self-organized conductive film (SOCF), anisotropic conductive conductive (ACA), and solder ball. On the other hand, the transfer member is not limited to this, of course, it is possible to apply a variety of other substrates that can be attached to the light emitting diode chip.

전사 부재 중에서 예시적으로 이방성 전도필름(ACF)을 설명한다.An anisotropic conductive film (ACF) will be described as an example among the transfer members.

본 발명에 적용되는 이방성 전도필름(ACF)은 열과 압력을 가해서 접합 본딩(Thermocompression Bonding)을 행하는 것으로서, 접합 후에 접착력이 뛰어나고 전기적 상호접속의 역할도 있어 공정이 단순하고 안정적이다. 게다가 최종 구조가 단순하여 휘어짐에 내구도가 강하다. The anisotropic conductive film (ACF) applied to the present invention performs thermal bonding by applying heat and pressure. The anisotropic conductive film (ACF) is excellent in adhesive strength after bonding and has a role of electrical interconnection. In addition, the final structure is simple and strong in bending.

한편, 타겟 기판과 전달 기판 사이에 전사 부재를 결합하는 과정은 접합 공정에 한정되는 것은 아니고 복수의 기판 간의 결합 내지 융합을 가능하게 하는 다른 다양한 기법 내지 공정의 적용이 가능함은 물론이다.On the other hand, the process of bonding the transfer member between the target substrate and the transfer substrate is not limited to the bonding process, it is of course possible to apply a variety of other techniques or processes that enable bonding or fusion between a plurality of substrates.

추가적으로 복수의 스테이지 중 어느 하나의 스테이지 상에 열선을 넣어 타겟 기판과 전달 기판의 온도를 자유롭게 조절 가능하게 하므로 이를 통해 전사 방법의 활용도를 넓게 한다.In addition, a hot wire is placed on any one of the plurality of stages to freely adjust the temperature of the target substrate and the transfer substrate, thereby widening the utilization of the transfer method.

한편, 본 발명은 전사 부재를 이용한 전자 소자의 제조를 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 진행할 수 있다.Meanwhile, the present invention can proceed with the roll-to-roll method of manufacturing the electronic device using the transfer member.

스테이지 모듈(120)의 다른 실시예인 롤투롤 방식을 보면, 도 3과 같이 복수 개의 롤러에 의해 지지되는 스테이지 지지대(122) 및 스테이지 지지대(122) 상에 고정된 복수의 스테이지를 포함한다. 도 3에서는 스테이지 지지대(122)의 길이 방향을 따라 일렬로 배치되는 복수의 스테이지 중 하나의 스테이지(126)에서 전달 기판을 제거하는 것을 보인다.Referring to the roll-to-roll method of another embodiment of the stage module 120, as shown in Figure 3 includes a stage support 122 and a plurality of stages fixed on the stage support (122) supported by a plurality of rollers. In FIG. 3, it is shown that the transfer substrate is removed from one stage 126 of a plurality of stages arranged in a line along the longitudinal direction of the stage support 122.

스테이지 모듈의 상부 측으로는 복수의 전달 기판의 외주면을 따라 부착되는 롤 형상의 전달 기판 흡착부가 배치된다.On the upper side of the stage module, a roll-shaped transfer substrate adsorption portion attached to the outer circumferential surface of the plurality of transfer substrates is disposed.

여기에서, 스테이지 지지대는 복수 개의 롤러에 의하여 이송된다. 스테이지 지지대의 복수의 스테이지 상에는 전달 기판으로부터 전자소자를 받게 되는 타겟 기판이 배치된다.Here, the stage support is conveyed by a plurality of rollers. On a plurality of stages of the stage support, a target substrate that receives an electronic element from the transfer substrate is disposed.

전달 기판 흡착부의 일측 상에는 광학 조절계가 배치된 상태에서, 롤 형상의 전달 기판 흡착부 상에 부착된 전달 기판과 복수의 스테이지 상에 놓인 타겟 기판을 동시에 확인한다. 즉, 일 실시예로서 광학 조절계의 측방을 통해서는 전달 기판 흡착부 상에 부착된 전달 기판을 확인하는 것과 동시에, 광학 조절계의 하방을 통해서는 타겟 기판을 확인한다.In a state where the optical control system is disposed on one side of the transfer substrate adsorption unit, the transfer substrate attached to the roll-shaped transfer substrate adsorption unit and the target substrate placed on the plurality of stages are simultaneously checked. That is, as an embodiment, the transfer substrate attached to the transfer substrate adsorption unit is identified through the side of the optical control system, and the target substrate is checked through the optical control system.

광학 조절계를 통한 위치 정렬이 이루어진 후에는, 회전 구동하는 전달 기판 흡착부에 부착된 전달 기판 중 하단에 위치한 전달 기판과 타겟 기판 간의 가압 작용에 의해 전사 및 패키징 공정을 수행하고, 이후에 전달 기판을 제거함으로써 전달 기판 상의 발광다이오드 칩을 타겟 기판 상으로의 전사를 완료한다.After the position alignment is made through the optical control system, the transfer and packaging process is performed by a pressure action between the transfer substrate located at the lower end of the transfer substrate attached to the transfer substrate adsorption unit rotatingly driven and the target substrate, and then transfer the transfer substrate. The removal completes the transfer of the light emitting diode chip on the transfer substrate onto the target substrate.

한편, 스테이지 모듈을 전달 기판 흡착부와 동일한 롤 형상을 구성할 수 있다. 여기에서, 복수 개의 롤러 형상인 스테이지 모듈과 전달 기판 흡착부는 서로 대향되도록 구성되나, 대향되는 롤러간 거리는 달라진다. 특히 롤러 간 거리가 짧아짐에 따라 복수의 스테이지 사이의 거리 또한 짧아지며, 상기 짧아지는 거리 부분에서 복수의 스테이지에서의 소자 전사가 이루어진다. On the other hand, the stage module can comprise the same roll shape as a delivery board adsorption part. Here, the plurality of roller-shaped stage module and the transfer substrate adsorption unit are configured to face each other, but the distance between the rollers facing each other is different. In particular, as the distance between the rollers is shortened, the distance between the plurality of stages is also shortened, and the element transfer in the plurality of stages is performed at the shortened distance portion.

본 발명은 롤 형상을 갖는 전달 기판 흡착부의 외주면을 따라 원주 방향으로 복수개의 전사 부재가 소정 간격으로 배열된다. 상기 배열 간격은 복수의 스테이지 사이의 거리에 대응하도록 설정된다.In the present invention, a plurality of transfer members are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction along the outer circumferential surface of the transfer substrate adsorption portion having a roll shape. The arrangement interval is set to correspond to the distance between the plurality of stages.

본 발명은 민감한 플렉서블 VLSI가 아닌, 상기 플렉서블 VLSI 소자를 보호하는 고정 기판인 모기판을 이용하여, 전자 소자를 먼저 전달 기판 흡착부에 결합된 전사 부재 상에 접합시키고, 다시 플렉서블 기판인 타겟 기판에 상기 전사 부재에 접합된 전자 소자를 상기 전사 부재의 하부 방향으로 자동으로 접합시키므로, 상대적으로 안정된 소자 전사가 가능하다. The present invention uses a mother substrate, which is a fixed substrate that protects the flexible VLSI device, and not the sensitive flexible VLSI, to bond an electronic device onto a transfer member coupled to a transfer substrate adsorption unit, and then to a target substrate that is a flexible substrate. Since the electronic element bonded to the transfer member is automatically bonded in the downward direction of the transfer member, relatively stable element transfer is possible.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

Claims (11)

microLED용 전사 장비에 있어서,
복수의 스테이지들을 포함하는 스테이지 모듈;
상기 스테이지 모듈의 상부 상에 이격된 상태에서 얼라인을 위해 이동 가능하게 배치되는 광학 조절계; 및
상기 스테이지 모듈 상부 측 상에 승강 가능하게 배치된 전달 기판 흡착부;를 포함하고,
상기 스테이지 모듈은 복수 개의 롤러에 의해 지지되는 스테이지 지지대 및 상기 스테이지 지지대 상에 고정된 상기 복수의 스테이지들을 포함하고,
상기 스테이지 모듈의 상부 측으로는 상기 전달 기판 흡착부가 배치되고,
상기 전달 기판 흡착부의 일측 상에 상기 광학 조절계가 배치된 상태에서, 상기 전달 기판 흡착부 상에 부착된 전달 기판과 상기 복수의 스테이지들 상에 놓인 타겟 기판을 동시에 확인하고, 상기 광학 조절계의 측방을 통해서 상기 전달 기판 흡착부 상에 부착된 전달 기판을 확인하는 것과 동시에 상기 광학 조절계의 하방을 통해서는 타겟 기판을 확인하며,
상기 복수의 스테이지들 중 하나 이상의 스테이지에 마운팅된 타겟 기판과 상기 전달 기판 흡착부에 마운팅된 전달 기판을 이용하여 전사 및 접합이 행해지고,
상기 전달 기판 흡착부 또는 상기 타겟 기판이 마운팅된 스테이지를 이동하여 정렬하는,
전사 장비.
In the transcription equipment for microLED,
A stage module including a plurality of stages;
An optical control system movably disposed for alignment in a spaced apart state on the top of the stage module; And
And a transfer substrate adsorption unit arranged to be elevated on the upper side of the stage module.
The stage module includes a stage support supported by a plurality of rollers and the plurality of stages fixed on the stage support,
The transfer substrate adsorption unit is disposed on an upper side of the stage module,
In the state where the optical control system is disposed on one side of the transfer substrate adsorption unit, the transfer substrate attached to the transfer substrate adsorption unit and the target substrate placed on the plurality of stages are simultaneously checked, and the side of the optical control system is At the same time as checking the transfer substrate attached to the transfer substrate adsorption unit through the bottom of the optical control system to identify the target substrate,
Transfer and bonding are performed using a target substrate mounted on at least one of the plurality of stages and a transfer substrate mounted on the transfer substrate adsorption unit,
Moving and aligning the stage on which the transfer substrate adsorption unit or the target substrate is mounted,
Warrior Equipment.
제 1 항에 따른 전사 장비를 이용한 전자 소자의 제조 방법에 있어서,
상기 방법은,
상기 복수의 스테이지들 중 하나 이상의 스테이지 상에 모기판을 준비하는 단계;
상기 모기판 상에 전자 소자를 구성하는 무기물질 기반 다층 박막층을 형성하는 단계;
상기 다층 박막층에 형성된 전자 소자를 개별적으로 분리시키는 단계;
상기 전달 기판 흡착부에 마운팅된 전달 기판과 상기 모기판을 결합하여 상기 전달 기판 상에 전자 소자를 결합하는 단계;
상기 모기판을 제거하는 단계;
상기 스테이지 모듈을 이루는 복수의 스테이지들 중 다른 스테이지 상에 타겟 기판을 배치하는 단계;
상기 전달 기판 흡착부 또는 상기 타겟 기판이 마운팅된 스테이지를 이동하여 정렬하는 단계;
상기 전달 기판 흡착부를 하강시켜 외력을 가하는 공정을 통해 전사 부재를 상기 타겟 기판 또는 전달 기판 사이에 위치시킨 후 전사 및 접합하는 단계; 및
상기 전달 기판을 제거하는 단계;를 포함하며,
상기 전달 기판 흡착부 또는 상기 타겟 기판이 마운팅된 스테이지를 이동하여 정렬하는 단계는,
상기 스테이지 모듈의 상부 측으로는 롤 형상의 상기 전달 기판 흡착부가 배치된 상태에서, 상기 롤 형상을 갖는 전달 기판 흡착부의 외주면을 따라 원주 방향으로 복수개의 전사 부재가 소정 간격으로 배열되고,
상기 전달 기판 흡착부의 일측 상에 상기 광학 조절계가 배치된 상태에서, 상기 전달 기판 흡착부 상에 부착된 전달 기판과 상기 복수의 스테이지들 상에 놓인 타겟 기판을 동시에 확인하고, 상기 광학 조절계의 측방을 통해서 상기 전달 기판 흡착부 상에 부착된 전달 기판을 확인하는 것과 동시에 상기 광학 조절계의 하방을 통해서는 타겟 기판을 확인하며,
상기 전사 및 접합하는 단계는, 회전 구동하는 전달 기판 흡착부에 부착된 전달 기판 중 하단에 위치한 전달 기판과 타겟 기판 간의 가압 작용에 의해 전사 공정을 수행하는,
전자 소자의 제조 방법.
In the method of manufacturing an electronic device using a transfer device according to claim 1,
The method,
Preparing a mother substrate on at least one of the plurality of stages;
Forming an inorganic material based multilayer thin film layer constituting an electronic device on the mother substrate;
Individually separating the electronic devices formed on the multilayer thin film layer;
Coupling an electronic device on the transfer substrate by combining the transfer substrate mounted on the transfer substrate adsorption unit with the mother substrate;
Removing the mother substrate;
Disposing a target substrate on another one of a plurality of stages of the stage module;
Moving and arranging the stage on which the transfer substrate adsorption unit or the target substrate is mounted;
Positioning the transfer member between the target substrate or the transfer substrate by transferring the external substrate by lowering the transfer substrate adsorption unit, and transferring and bonding the transfer member; And
Removing the transfer substrate;
Moving and aligning the stage on which the transfer substrate adsorption unit or the target substrate is mounted,
A plurality of transfer members are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction along an outer circumferential surface of the transfer substrate adsorption portion having the roll shape in a state in which the transfer substrate adsorption portion in a roll shape is disposed on the upper side of the stage module,
In the state where the optical control system is disposed on one side of the transfer substrate adsorption unit, the transfer substrate attached to the transfer substrate adsorption unit and the target substrate placed on the plurality of stages are simultaneously checked, and the side of the optical control system is At the same time as checking the transfer substrate attached to the transfer substrate adsorption unit through the bottom of the optical control system to identify the target substrate,
In the transferring and bonding step, the transfer process is performed by a pressing action between the transfer substrate and the target substrate located at the lower end of the transfer substrate attached to the transfer substrate adsorption unit to be rotated,
Method of manufacturing an electronic device.
제 2 항에 있어서,
상기 외력은 열, 압력, 초음파, 물리력 및 반데르발스힘을 포함한 그룹 중 어느 하나이고, 상기 전사 부재는 ACF, SOCF, ACA 및 Solder Ball 을 포함한 전도성 접착물질 그룹 중 어느 하나인,
전자 소자의 제조 방법.
The method of claim 2,
The external force is any one of a group including heat, pressure, ultrasound, physical force and van der Waals forces, and the transfer member is any one of a group of conductive adhesives including ACF, SOCF, ACA and Solder Ball,
Method of manufacturing an electronic device.
제 2 항에 있어서,
상기 타겟 기판은 플렉서블한 플라스틱 기판 또는 고분자 기판인,
전자 소자의 제조 방법.
The method of claim 2,
The target substrate is a flexible plastic substrate or a polymer substrate,
Method of manufacturing an electronic device.
삭제delete 삭제delete 제 2 항에 있어서,
상기 전달 기판은 PDMS, Thermal Release Tape 및 UV Release Tape을 포함하는 그룹 중 어느 하나인,
전자 소자의 제조 방법.
The method of claim 2,
The transfer substrate is any one of a group comprising PDMS, Thermal Release Tape and UV Release Tape,
Method of manufacturing an electronic device.
제 2 항에 있어서,
상기 모기판을 제거하는 단계는,
식각 또는 레이저 리프트 오프 공정을 통해 수행되는,
전자 소자의 제조 방법.
The method of claim 2,
Removing the mother substrate,
Performed through an etching or laser lift-off process,
Method of manufacturing an electronic device.
제 2 항에 있어서,
상기 전사 부재는,
이방성 전도필름, NCF(Non Conductive Film), SOCF(Self Organized Conductive Film), ACA(Anisotropic Conductive Adhesive) 및 Solder Ball 을 포함하는 그룹 중 어느 하나인,
전자 소자의 제조 방법.
The method of claim 2,
The transfer member,
Any one of the group including anisotropic conductive film, non-conductive film (NCF), self-organized conductive film (SOCF), anisotropic conductive conductive (ACA) and solder ball,
Method of manufacturing an electronic device.
제 2 항에 있어서,
상기 접합 단계는,
초음파, 물리력, 반데르발스힘 및 열과 압력 을 포함하는 접합 수단 중 어느 하나를 사용하는,
전자 소자의 제조 방법.
The method of claim 2,
The bonding step,
Using any one of the joining means including ultrasonic, physical, van der Waals forces and heat and pressure,
Method of manufacturing an electronic device.
삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200135069A (en) * 2019-05-24 2020-12-02 (주)포인트엔지니어링 Micro led display manufacturing and micro led display using the same
KR102385376B1 (en) * 2019-07-05 2022-05-11 한국과학기술원 Layout structure between substrate, micro LED array and micro vacuum module for micro LED array transfer using micro vacuum module and Method for manufacturing micro LED display using the same
CN114695168A (en) * 2020-12-30 2022-07-01 深圳Tcl新技术有限公司 Chip transfer method and device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101362516B1 (en) * 2013-02-07 2014-02-14 한국과학기술원 Flexible vertical light emitting diode and manufacturing method for the same
KR101619466B1 (en) * 2010-03-26 2016-05-11 삼성전자주식회사 Apparatus for mouning semiconductor device
KR101662386B1 (en) * 2013-09-13 2016-10-05 한국과학기술원 Method for manufacturing flexible device using holding wafer, and flexible device manufactured by the same
US20170025399A1 (en) * 2015-07-23 2017-01-26 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Display apparatus and manufacturing method thereof

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9554484B2 (en) * 2012-03-30 2017-01-24 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Appendage mountable electronic devices conformable to surfaces
KR102416621B1 (en) * 2015-08-31 2022-07-05 삼성디스플레이 주식회사 A light emitting diode transfer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101619466B1 (en) * 2010-03-26 2016-05-11 삼성전자주식회사 Apparatus for mouning semiconductor device
KR101362516B1 (en) * 2013-02-07 2014-02-14 한국과학기술원 Flexible vertical light emitting diode and manufacturing method for the same
KR101662386B1 (en) * 2013-09-13 2016-10-05 한국과학기술원 Method for manufacturing flexible device using holding wafer, and flexible device manufactured by the same
US20170025399A1 (en) * 2015-07-23 2017-01-26 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Display apparatus and manufacturing method thereof

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