KR102101346B1 - Light emitting diode flipchip array and bonding method of the same - Google Patents

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정광모
김민석
박춘국
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Abstract

The present invention relates to an LED flip chip array and a coupling method thereof. According to an embodiment of the present invention, a coupling method of an LED flip chip die comprises: attaching a plurality of LED chips on an adhesive sheet (s1); forming two electrodes on the LED chip (s2); forming a silicone encapsulant formed between the two electrodes and the LED chip (s3); coating a stencil between the silicone encapsulant and the two electrodes (s4); stencil-printing a Sn-Ag-Cu (SAC) solder paste on the electrode formed on the LED chip (s5); removing the stencil (s6); and dicing the silicone encapsulant (s7).

Description

LED 플립칩 어레이 및 그 결합방법{LIGHT EMITTING DIODE FLIPCHIP ARRAY AND BONDING METHOD OF THE SAME}LED flip chip array and its combination method {LIGHT EMITTING DIODE FLIPCHIP ARRAY AND BONDING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 LED 플립칩 어레이 및 그 결합방법에 관한 것이다.The present invention relates to an LED flip chip array and a method of combining the same.

LCD(Liquid Crystal Display) TV용 광원으로 쓰이는 발광다이오드(light emitting diode) 패키지에 플립칩(FlipChip; FC) 실장 방식이 처음 도입되었다.A flip chip (FC) mounting method was first introduced in a light emitting diode package used as a light source for a liquid crystal display (LCD) TV.

플립칩 방식은 고성능 반도체용 패키지 방식을 차용해 실장면적을 줄이고, 칩 원가도 절감하는 기술이다. 플립칩이 상용화되면서 2014년부터는 LED 패키지 방식의 변화에 대한 원년이 될 것으로 예상된다.The flip-chip method is a technology that reduces the mounting area and reduces the chip cost by borrowing a high-performance semiconductor package method. With the commercialization of flip chips, it is expected to be the first year for changes in the LED package method from 2014.

플립칩 기술은 미세 공정 메모리 반도체나 모바일용 애플리케이션 프로세서(Application Processor) 등 고성능 소형화가 필요한 반도체에서 주로 써왔던 기술이다.Flip-chip technology has been mainly used in semiconductors that require high-performance miniaturization, such as micro-process memory semiconductors or mobile application processors.

LED는 그동안 칩과 리드프레임의 전극을 금(gold) 와이어로 이어 전류가 흐르게 했다. 별도 본딩면이 필요했기 때문에 리드프레임이 칩보다 커야 했다. 금의 가격 변동에 따라 LED 패키지의 수익율도 영향을 받았다.In the meantime, LEDs have been used to connect the electrodes of the chip and the leadframe to gold wires, thereby allowing current to flow. Since a separate bonding surface was required, the leadframe had to be larger than the chip. Due to the price fluctuations in gold, the yield of LED packages was also affected.

플립칩 방식을 이용하면 리드프레임 크기를 칩과 동일하게 쓸 수 있어 LED 패키지를 작게 만드는데 유리하다. 와이어간 간섭 현상 때문에 생기는 불량도 줄일 수 있다. 가격 측면에서 고가의 골드 와이어를 뺄 수 있어 재료비가 절감되고 공정 효율성도 높아진다.Using the flip chip method, the lead frame size can be used the same as the chip, which is advantageous for making the LED package small. It is also possible to reduce defects caused by interference between wires. In terms of price, it is possible to remove expensive gold wire, which reduces material cost and increases process efficiency.

도 1은 종래의 LED 칩을 PCB 기판 상에 부착시키기 위한 절차를 보여주는 도면이다.1 is a view showing a procedure for attaching a conventional LED chip on a PCB substrate.

도 1을 참조하면, 도 1에 도시된 바와 같이 LED 칩(115)을 전기적인 배선을 포함하는 기판(10) 상에 부착시키기 위해서는 상기 LED 칩(115) 상에 솔더 범프(170)를 형성하는 공정이 필요할 수 있다.Referring to FIG. 1, as shown in FIG. 1, in order to attach the LED chip 115 on a substrate 10 including electrical wiring, a solder bump 170 is formed on the LED chip 115. Processes may be required.

그리고 나서 리플로우 공정을 진행하면 상기 PCB 기판(10)의 패드(12) 상에 형성되어 있는 점착성(encapsulaton material)이 있는 물질(13)이 녹으면서, 상기 솔더 범프(170)를 둘러싸면서 상기 솔더 범프(170)와 기판(10) 상에 배치되어 있는 패드(12)의 전기적인 접속을 도울 수 있는 구조로 형성될 수 있다.Then, when the reflow process is performed, the material 13 with the encapsulaton material formed on the pad 12 of the PCB substrate 10 melts, and the solder bump 170 surrounds the solder. It may be formed of a structure that can help the electrical connection of the bump 12 and the pad 12 disposed on the substrate 10.

하지만 이와 같은 공정을 거치게 되면 강성이 있는 솔더 범프(170)을 LED 칩(115) 상에 부착하는 공정이 필요하고 이러한 절차는 시간과 경제적인 측면에서 유리한 공정이라고 평가될 수 없었다.However, through such a process, a process of attaching a rigid solder bump 170 on the LED chip 115 is required, and this procedure cannot be evaluated as an advantageous process in terms of time and economy.

대한민국 등록특허 제10-1732965호 (발명의 명칭: 고방열 LED용 전도성 접착제 무용제형 실버 페이스트, 출원인: 주식회사 에프피, 등록일 : 2017년04월27일)Republic of Korea Registered Patent No. 10-1732965 (Invention name: Conductive adhesive for high heat dissipation LED Solvent-free silver paste, Applicant: FP, registered date: April 27, 2017) 대한민국 등록특허 제10-1826950호 (발명의 명칭: 솔더 페이스트를 통해 접착된 발광 다이오드를 갖는 발광 다이오드 모듈 및 발광 다이오드, 출원인 : 서울바이오시스 주식회사, 등록일 : 2018년02월01일)Republic of Korea Registered Patent No. 10-1826950 (Invention name: Light emitting diode module and light emitting diode having a light emitting diode adhered through a solder paste, Applicant: Seoul Biosys Co., Ltd., registration date: February 01, 2018)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 소형화되는 LED 플립칩의 크기에 대응하여 측면에 실리콘 봉지재를 부가하고, 이와 같은 방법으로 크기를 증대시켜서 PCB 기판에 접합할 수 있는 LED 플립칩 어레이의 본딩 방법을 제공하는 데 있다. The problem to be solved by the present invention is a bonding method of an LED flip chip array that can be attached to a PCB substrate by adding a silicone encapsulant to the side surface corresponding to the size of a miniaturized LED flip chip and increasing the size in this way. To provide.

또한 이와 같은 LED 플립칩 어레이의 본딩 공정에 의하여 제조하기 위해서는, LED 플립칩 다이의 규모를 크게 확장하여 운송의 편리성을 도모해야 하는데, 이러한 과정을 위해서 필요한 것이 상기 LED 플립칩 다이의 측면부에 실리콘 봉지재(Silicon Encapsulant)의 부가가 필요하다. 이와 같이 실리콘 봉지재를 부가할 경우 다이싱 공정을 통해서 규격화되면 운송의 편의성을 도모할 수 있는 데, 이와 같이 실리콘 봉지재가 부가된 상태에서 PCB 기판에 부착되므로 생산성을 향상시킬 수 있는 특징을 갖는다. 이와 같이 생산성이 향상된 상태에서 제조되는 LED 플립칩 다이의 집합체인 LED 플립칩 어레이를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, in order to manufacture by the bonding process of the LED flip chip array, it is necessary to greatly expand the scale of the LED flip chip die to promote transportation convenience. What is needed for this process is silicon on the side surface of the LED flip chip die. It is necessary to add an encapsulant. When the silicon encapsulant is added in this way, it can be facilitated for transportation when standardized through a dicing process. As such, the silicon encapsulant is attached to the PCB substrate in a state where it is added, thereby improving productivity. Another object is to provide an LED flip chip array, which is an assembly of LED flip chip dies manufactured in such a state that productivity is improved.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명 기술적 사상의 실시 예들은, LED 플립칩 다이의 제조방법에 있어서, 점착성 시트 상에 복수 개의 LED 칩을 부착하는 단계(s1);와, 상기 LED 칩 상에 두 개의 전극을 형성하는 단계(s2);와, 상기 두 개의 전극과 LED 칩 사이에 형성된 실리콘 봉지재(silicon encapsulant)를 형성하는 단계(s3);와, 와, 상기 실리콘 봉지재와 상기 두 개의 전극 사이에 스텐실을 입히는 단계(s4);와, 상기 LED 칩 상에 형성된 전극 상에 솔더 페이스트를 스크린 프린팅하는 단계(s5);와, 상기 스텐실을 제거하는 단계(s6); 및 상기 실리콘 봉지재를 다이싱하는 단계(s7)를 포함하는 것일 수 있다. In order to achieve the above object, embodiments of the present invention, in a method of manufacturing an LED flip chip die, attaching a plurality of LED chips on an adhesive sheet (s1); and two on the LED chip. Forming an electrode (s2); and forming a silicon encapsulant formed between the two electrodes and the LED chip (s3); and, between the silicon encapsulant and the two electrodes Coating a stencil (s4); and screen printing a solder paste on an electrode formed on the LED chip (s5); and removing the stencil (s6); And dicing the silicone encapsulant (s7).

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 다이싱된 LED 플립 칩 다이의 실리콘봉지재를 집어서 뒤집어서 PCB 기판의 패드 상에 장착된 SOP 위에 리플로우 공정(reflow)을 통해서 결합시키는 단계(s10)를 더 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, picking up the silicon encapsulant of the diced LED flip chip die and flipping it over (S10) to combine it through a reflow process on a SOP mounted on a pad of a PCB substrate. It may be further included.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 리플로우 공정은 90~200℃에서 진행되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the reflow process may be carried out at 90 ~ 200 ℃.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 실리콘 봉지재는 경화성 오가노폴리실록산 조성물의 경화 생성물로 형성되어 있는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the silicone encapsulant may be formed of a cured product of a curable organopolysiloxane composition.

상기 경화성 오가노폴리실록산 조성물은 점도가 낮고, 충전 특성이 우수하며, 경화능이 우수하고, 경화하여 굴절률이 크고 투광율이 높으며 기재에 대한 접착성이 높은 연질 경화 생성물을 형성할 수 있는 것일 수 있다.The curable organopolysiloxane composition may be capable of forming a soft cured product having a low viscosity, excellent filling properties, excellent hardenability, high curing index, high refractive index, and high adhesion to a substrate.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 솔더 페이스트는 점도가 20,000 ~ 40,000 cps인 것일 수 있다.In one embodiment of the invention, the solder paste may have a viscosity of 20,000 ~ 40,000 cps.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 솔더 페이스트는 에폭시계 수지, 경화제, 환원제, 계면활성제, 촉매제, 저융점 솔더, 아이소보르닐(메트)아크릴레이트 및 디하이드록시 페닐알라닌을 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the solder paste may include an epoxy resin, a curing agent, a reducing agent, a surfactant, a catalyst, a low melting point solder, isobornyl (meth) acrylate, and dihydroxy phenylalanine.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 조성물에는 칙소제 또는 희석제가 더 포함되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the composition may further include a thixotropic agent or a diluent.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 에폭시계 수지는 2관능성 수지(DGEBA:DiGlycidylEther of Bisphenol of A), 3관능성 에폭시(TGAP:Tri-Glycidyl p-Aminophenol) 및 4관능성 에폭시(TGDDM:TetraGlycidyl Diamine Diphenyl Methane)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the epoxy-based resin is a bifunctional resin (DGEBA: DiGlycidylEther of Bisphenol of A), a trifunctional epoxy (TGAP: Tri-Glycidyl p-Aminophenol) and a tetrafunctional epoxy (TGDDM: TetraGlycidyl Diamine Diphenyl Methane).

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 경화제는 아민 계열(amine family) 물질 및 안하이드라이드 계열(anhydride family)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the curing agent may be one or more selected from the group consisting of amine family (amine family) material and anhydride family (anhydride family).

또한, 상기 경화제는 에폭시계 수지 대비 0.3 ~ 0.5 당량비로 포함되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the curing agent is included in an amount of 0.3 to 0.5 equivalents compared to an epoxy resin.

상기 솔더 페이스트 조성물에 함유되는 환원제, 계면활성제 및 촉매제는 경화제 100 중량부 기준으로 환원제 20 ~ 25 중량부, 계면활성제 20 ~ 25 중량부, 촉매제 10 ~ 15 중량부, 저융점 솔더 20 ~ 50 중량부, 아이소보르닐(메트)아크릴레이트 5~10 중량부 및 디하이드록시 페닐알라닌 10~20 중량부가 포함되는 것이 바람직하다. 또한 상기 조성물에 경화제 100 중량부 대비 희석제 50 ~ 60 중량부가 더 포함되거나 칙소제 5 ~ 15 중량부가 더 포함될 수 있다. The reducing agent, surfactant and catalyst contained in the solder paste composition are 20 to 25 parts by weight of reducing agent, 20 to 25 parts by weight of surfactant, 10 to 15 parts by weight of catalyst, and 20 to 50 parts by weight of low melting point solder, based on 100 parts by weight of curing agent. , It is preferable to include 5 to 10 parts by weight of isobornyl (meth) acrylate and 10 to 20 parts by weight of dihydroxy phenylalanine. In addition, 50 to 60 parts by weight of a diluent or 100 to 5 parts by weight of the curing agent may be further included in the composition, or 5 to 15 parts by weight of the thixotropic agent.

상기 아민 계열 물질은 메타-페닐렌디아민(MPDA:Meta-PhenyleneDiAmine), 디아미노 디페닐 메탄(DDM:Diamino Diphenyl Methane) 및 디아미노디페닐 설폰(DDS:DiaminoDiphenyl Sulfone)로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하며, 상기 안하이드라이드 계열 물질은 2-메틸-4-니트로아닐린(MNA:2-Methyl-4-NitroAniline), 도데세닐 숙신 안하이드라이드(DDSA:DoDecenly Succinic Anhydride), 말레익 안하이드라이드(MA:Maleic Anhydride), 숙신 안하이드라이드(SA:Succinic Anhydride), 메틸테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드(MTHPA:MethylTetraHydroPhthalic Anhydride), 헥사하이드로프탈릭안하이드라이드(HHPA:HexaHydro Phthalic Anhydride), 테트라하이드로프탈릭 안하이드라이드(THPA:Tetrahydrophthalic Anhydride) 및 피로멜리틱 안하이드라이드(PMDA:PyroMellitic DiAnhydride)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.The amine-based material is at least one selected from the group consisting of meta-phenylenediamine (MPDA: Meta-PhenyleneDiAmine), diamino diphenyl methane (DDM) and diaminodiphenyl sulfone (DDS) Preferably, the anhydride-based material is 2-methyl-4-nitroaniline (MNA: 2-Methyl-4-NitroAniline), dodecenyl succinic anhydride (DDSA), maleic anhydride (MA: Maleic Anhydride), Succinic Anhydride (SA), MethylTetraHydroPhthalic Anhydride (MTHPA), HexaHydro Phthalic Anhydride (HHPA), Tetrahydride It is preferable to use at least one selected from the group consisting of tetrahydrophthalic anhydride (THPA) and pyromellitic anhydride (PMDA).

또한, 상기 경화제는 에폭시계 수지 대비 0.3 ~ 0.5 당량비로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 경화제가 에폭시계 수지 대비 0.3 당량비 미만이면 에폭시계 수지의 경화가 원활하지 않으며, 0.5 당량비를 초과하면 에폭시계 수지가 경화된 후 고온고습에 견딜 수 있는 특성이 저하되어 바람직하지 않다.In addition, it is preferable that the curing agent is included in an amount of 0.3 to 0.5 equivalents compared to an epoxy resin. If the curing agent is less than 0.3 equivalent ratio compared to the epoxy-based resin, curing of the epoxy-based resin is not smooth, and if it exceeds 0.5 equivalent ratio, it is not preferable because the epoxy-based resin is hardened to withstand high temperature and high humidity after curing.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 환원제는 글루타르산(glutaric acid), 말레산(malic acid), 아젤라인산(azelaic acid), 아비에트산(abietic acid), 아디프산(adipic acid), 아스코르빈산(ascorbic acid), 아크릴산(acrylic acid) 및 시트르산(citric acid)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.In one embodiment of the invention, the reducing agent is glutaric acid (glutaric acid), maleic acid (malic acid), azelaic acid (azelaic acid), abietic acid (abietic acid), adipic acid (adipic acid), It may be one or more selected from the group consisting of ascorbic acid, acrylic acid and citric acid.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 계면활성제는 비이온성 계면활성제, 불소계 계면활성제, 퍼플루오로알킬폴리옥시에틸렌에탄올, 플루오르화 알킬 에스테르, 퍼플루오로알칼아민 옥사이드, 불소 함유 오가노실록산 시스템 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the surfactant is a nonionic surfactant, a fluorine-based surfactant, a perfluoroalkylpolyoxyethylene ethanol, a fluorinated alkyl ester, a perfluoroalkamine oxide, a fluorine-containing organosiloxane system compound It may be one or more selected from the group consisting of.

또한, 상기 환원제는 경화제 100 중량부 대비 20 ~ 25 중량부가 포함되는 것이 바람직하다. 상기 환원제가 경화제 100 중량부 대비 20 중량부 미만이거나, 25 중량부를 초과하면, LED칩의 전극과 PCB 기판의 Pad의 표면에 형성된 SOP에 산화가 진행되어 바람직하지 않다.In addition, the reducing agent is preferably included 20 to 25 parts by weight compared to 100 parts by weight of the curing agent. When the reducing agent is less than 20 parts by weight, or more than 25 parts by weight, compared to 100 parts by weight of the curing agent, oxidation proceeds to the SOP formed on the surface of the LED chip electrode and the PCB substrate pad, which is not preferable.

상기 계면활성제는 솔더 페이스트 조성물의 접착성을 향상시키며, 솔더 페이스트 조성물의 계면 장력을 감소시킬 수 있다.The surfactant may improve the adhesion of the solder paste composition and reduce the interfacial tension of the solder paste composition.

또한, 상기 계면활성제는 경화제 100 중량부 대비 20 ~ 25 중량부가 포함되는 것이 바람직하다. 상기 계면활성제가 경화제 100 중량부 대비 20 중량부 미만이면 솔더 페이스트 조성물의 접착성이 낮아질 수 있고, 25 중량부를 초과하면 솔더 페이스트 조성물의 흐름성이 높아져 LED칩의 전극과 PCB 기판의 Pad 상에 형성된 SOP 주위를 균일하게 감싸 주지 못해 바람직하지 않다.In addition, the surfactant is preferably included 20 to 25 parts by weight compared to 100 parts by weight of the curing agent. If the surfactant is less than 20 parts by weight compared to 100 parts by weight of the curing agent, the adhesiveness of the solder paste composition may be lowered, and when it exceeds 25 parts by weight, the flowability of the solder paste composition is increased and formed on the electrode of the LED chip and the pad of the PCB substrate. It is not desirable because it does not evenly wrap around the SOP.

또한, 상기 계면활성제는 경화제 100 중량부 대비 20 ~ 25 중량부가 포함되는 것이 바람직하다. 상기 계면활성제가 경화제 100 중량부 대비 20 중량부 미만이면 솔더 페이스트 조성물의 접착성이 낮아질 수 있고, 25 중량부를 초과하면 솔더 페이스트 조성물의 흐름성이 높아져 LED칩의 전극과 PCB 기판의 Pad 상에 형성된 SOP 주위를 균일하게 감싸 주지 못해 바람직하지 않다.In addition, the surfactant is preferably included 20 to 25 parts by weight compared to 100 parts by weight of the curing agent. If the surfactant is less than 20 parts by weight compared to 100 parts by weight of the curing agent, the adhesiveness of the solder paste composition may be lowered, and when it exceeds 25 parts by weight, the flowability of the solder paste composition is increased and formed on the electrode of the LED chip and the pad of the PCB substrate. It is not desirable because it does not evenly wrap around the SOP.

본 발명에서 요구되는 솔더 페이스트 조성물의 점도의 제어는 조성물에 첨가되는 계면활성제의 함량뿐만 아니라, 계면활성제를 혼합하는 공정제어도 중요하다. 요구하는 접착성을 달성하기 위해서 계면활성제 첨가 전의 조성물을 25 ~ 50 rpm의 속도로 교반하면서 계면활성제를 20 ~ 40 g/min의 속도로 적가하여 혼합 조성물을 제조하는 것을 특징으로 한다. 상기 교반 속도 또는 적가 속도가 너무 느리거나 빠르면 본 발명에서 요구되는 조성물의 점도 및 접착성을 달성할 수 없는 문제가 발생한다.Controlling the viscosity of the solder paste composition required in the present invention is important not only for the content of the surfactant added to the composition, but also for controlling the process of mixing the surfactant. In order to achieve the required adhesiveness, the composition is prepared by adding the surfactant dropwise at a rate of 20 to 40 g / min while stirring the composition before adding the surfactant at a rate of 25 to 50 rpm. If the stirring speed or the dropping speed is too slow or too fast, a problem that viscosity and adhesiveness of the composition required in the present invention cannot be achieved occurs.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 촉매제는 벤질 디메틸 아민(BDMA:Benzyl DiMethly Amine), BF3-모노 에틸 아민(BF3-MEA:BF3-Mono Ethyl Amine), 트리스(디메틸아미노메틸)페놀(DMP-30:tris(dimethylaminomethyl)phenol), 디메틸벤즈안트라센(DMBA:DiMethylBenzAnthracene) 및 메틸이미다졸(MI:MethylImidazole)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the catalyst is benzyldimethylamine (BDMA: Benzyl Amine DiMethly), BF 3 - monoethylamine (BF 3 -MEA: BF 3 -Mono Ethyl Amine), tris (dimethylaminomethyl) phenol (DMP-30: tris (dimethylaminomethyl) phenol), dimethyl benzanthracene (DMBA: DiMethylBenzAnthracene) and may be one or more selected from the group consisting of methyl imidazole (MI: MethylImidazole).

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 저융점 솔더는 Sn-In 계열 물질, Sn-Bi 계열 물질, Sn-Ag 계열 물질, In-Ag 계열 물질, Sn-Bi-Ag 계열 물질, Sn-Bi-Pb 계열 물질 및 Sn-Ag-Cu 계열 물질로 이루어진 군 중에서 1종 이상 포함되는 것일 수 있다.In one embodiment of the invention, the low-melting solder is Sn-In-based material, Sn-Bi-based material, Sn-Ag-based material, In-Ag-based material, Sn-Bi-Ag-based material, Sn-Bi- Pb-based material and Sn-Ag-Cu-based material may be included in one or more of the group consisting of.

또한, 상기 촉매제는 경화제 100 중량부 대비 10 ~ 15 중량부가 포함되는 것이 바람직하다. 상기 촉매제가 경화제 100 중량부 대비 10 중량부 미만이거나 15 중량부를 초과하면, 리플로우 공정을 통해 LED칩과 PCB 기판의 Pad 위에 형성된 SOP 상에 솔더볼 또는 솔더볼 외부의 절연층이 형성될 때에 기포가 형성될 수 있어 바람직하지 않다.In addition, the catalyst is preferably contained 10 to 15 parts by weight compared to 100 parts by weight of the curing agent. When the catalyst is less than 10 parts by weight or more than 15 parts by weight compared to 100 parts by weight of the curing agent, bubbles are formed when a solder ball or an insulating layer outside the solder ball is formed on the SOP formed on the pad of the LED chip and the PCB substrate through a reflow process. This is not desirable.

상기 저융점 솔더는 경화제 100 중량부 대비 20 ~ 50 중량부가 포함될 수 있다. 상기 저융점 솔더가 경화제 100 중량부 대비 20 중량부 미만이거나 50 중량부를 초과하면, LED칩과 PCB 기판 사이의 전극을 통한 전류, 전하 등의 흐름이 원활하지 않을 수 있다. The low melting point solder may include 20 to 50 parts by weight compared to 100 parts by weight of the curing agent. If the low-melting solder is less than 20 parts by weight or more than 50 parts by weight compared to 100 parts by weight of the curing agent, the flow of current, electric charge, etc. through the electrode between the LED chip and the PCB substrate may not be smooth.

상기 저융점 솔더의 입자 크기는 적용되는 도전 패턴의 크기(e.g. pitch)에 따라 선택될 수 있으며, 상기 도전 패턴의 크기가 증가할수록 큰 입자 크기의 저융점 솔더가 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 저융점 솔더의 입자 크기는 약 5nm 내지 100μm 의 범위에서 선택될 수 있다.The particle size of the low melting point solder may be selected according to the size (e.g. pitch) of the applied conductive pattern, and as the size of the conductive pattern increases, a low melting point solder having a larger particle size may be used. For example, the particle size of the low melting point solder may be selected in a range of about 5 nm to 100 μm.

본 발명의 일 실시예에 따른 칙소제로는 수소 첨가 캐스터 왁스(hydrogenated castor wax), 카나우바 왁스(carnauba wax), 에틸렌글리콜(ethyleneglycol), 폴리글리콜(polyglycols), 폴리프로필렌 글리콜(polypropylene glycol), 아크릴레이트 올리고머(acrylate oligomer), 글리세라이드(glycerides), 시메티콘(simethicone), 트리부틸 포스페이트(tributyl phosphate) 및 실리카계 화합물(Silica compounds)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다. The thixotropic agent according to an embodiment of the present invention includes hydrogenated castor wax, carnauba wax, ethyleneglycol, polyglycols, polypropylene glycol, acrylic It is preferred that at least one selected from the group consisting of acrylate oligomer, glycerides, simethicone, tributyl phosphate and silica compounds.

또한 상기 희석제로서 사용될 수 있는 것들은 브롬화 디페닐에테르(BDE:Brominated Diphenyl Ethers)와 같은 유기용매가 사용되는 것이 바람직하다. 상기 희석제는 경화제 100 중량부 대비 50 ~ 60 중량부가 포함될 수 있고, 칙소제는 경화제 100 중량부 대비 5 ~ 15 중량부가 포함될 수 있다. In addition, organic solvents such as brominated diphenyl ethers (BDE) are preferably used as the diluents. The diluent may include 50 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the curing agent, and the thixotropic agent may contain 5 to 15 parts by weight relative to 100 parts by weight of the curing agent.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 솔더 페이스트 조성물은 커플링제, 도막 평활제 및 소포제로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 커플링제, 도막 평활제 또는 소포제 또한 각각 경화제 100 중량부 대비 1 ~ 15 중량부가 포함될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the solder paste composition of the present invention may further include at least one selected from the group consisting of a coupling agent, a coating film leveling agent and an antifoaming agent. The coupling agent, coating film leveling agent or antifoaming agent may also contain 1 to 15 parts by weight compared to 100 parts by weight of the curing agent, respectively.

또한 유동개질제, 증점제 등과 같은 보조 첨가제를 더 포함할 수 있는데, 상기 유동개질제 또는 증점제는 공지된 것이라면 그 종류가 제한되지 않으며, 예를 들어 아크릴레이트 고분자 화합물, 변성 셀룰로오스 등이 있다. 또한 본 발명의 솔더 페이스트 조성물은 CNT-Cu(Carbon Nano Tube-Copper)를 더 포함할 수도 있다. 상기 유동개질제, 증점제, CNT-Cu도 각각 경화제 100 중량부 대비 1 ~ 15 중량부가 포함될 수 있다. In addition, it may further include auxiliary additives such as a flow modifier, thickener, etc., if the flow modifier or thickener is known, the type is not limited, for example, an acrylate polymer compound, modified cellulose, and the like. In addition, the solder paste composition of the present invention may further include CNT-Cu (Carbon Nano Tube-Copper). The flow modifier, thickener, and CNT-Cu may also contain 1 to 15 parts by weight compared to 100 parts by weight of the curing agent, respectively.

본 발명의 솔더 페이스트 조성물은 가열을 통해 적절한 온도에서 응집 및 용융되어 LED칩의 전극과 PCB 기판의 Pad 상에 형성된 SOP를 연결하면서 이들을 전체적으로 감싸는 솔더볼이 형성되게 하며, 저융점 솔더를 제외한 조성물 또한 상기 솔더볼 외부로 결집되면서 절연층을 형성할 수 있다. 이러한 솔더볼 형성을 통해 LED칩과 PCB 기판이 연결되어 전류가 흐를 수 있게 되고, 이러한 절연층 형성 과정을 통해 본 발명의 솔더 페이스트가 PCB 기판 위의 Pad 상에 형성된 SOP와 LED 칩 전극 주위를 감싸며 충격이나 부식 등에 저항성을 가지게 된다. 이 때의 모든 가열 공정은 대기 중에서 행해도 좋고 질소, 아르곤, 헬륨 등의 불활성 기체 분위기 중에서 행해도 좋다.The solder paste composition of the present invention is agglomerated and melted at an appropriate temperature through heating to connect a SOP formed on the pad of the PCB and the electrode of the LED chip to form a solder ball that surrounds them as a whole, and the composition except for the low-melting solder is also The insulating layer may be formed while being assembled to the outside of the solder ball. Through the formation of the solder ball, the LED chip and the PCB substrate are connected to allow current to flow, and through the process of forming the insulating layer, the solder paste of the present invention wraps around the SOP and the LED chip electrode formed on the pad on the PCB substrate and impacts. Or corrosion resistance. All the heating steps at this time may be performed in the atmosphere or in an inert gas atmosphere such as nitrogen, argon, or helium.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명 기술적 사상의 실시 예들에 따르면, 반도체의 집적화와 고밀도화를 추구할 수 있는 플립칩(filp chip) 기술을 LED 칩에 적용하여 공정의 간소화와 효율화를 도모할 수 있다.According to embodiments of the inventive concept, a flip chip technology capable of pursuing integration and high density of a semiconductor may be applied to an LED chip to simplify the process and increase efficiency.

또한 LED 기술의 경우 cost performance와 신뢰성을 극대화하는 것이 4만~5만 시간의 사용 기간에 적합하도록 LED 기술의 추세라고 할 수 있는 데 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 플립칩 다이의 결합방법에 따르면, 점도 특성이 우수하고 안정적으로 사용할 수 있는 LED 플랍칩 다이의 결합방법을 제공하여 LED 플립칩 어레이를 제공할 수 있다. . In addition, in the case of LED technology, it can be said that maximizing cost performance and reliability is a trend of LED technology to be suitable for a usage period of 40,000 to 50,000 hours. In the method of combining an LED flip chip die according to an embodiment of the present invention, According to the present invention, an LED flip chip array can be provided by providing a bonding method of an LED flop chip die that has excellent viscosity characteristics and can be used stably. .

도 1은 종래의 LED 칩을 PCB 기판 상에 부착시키기 위한 절차를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 플립칩 다이(100)가 기판 상에 장착된 단면을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 플립칩 다이의 제조방법을 보여주는 절차도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 플립칩 다이의 제조 공정을 보여주는 도면이다.1 is a view showing a procedure for attaching a conventional LED chip on a PCB substrate.
2 is a view showing a cross-section of the LED flip chip die 100 mounted on a substrate according to an embodiment of the present invention.
3 is a process diagram showing a method of manufacturing an LED flip chip die according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a manufacturing process of an LED flip chip die according to an embodiment of the present invention.

첨부한 도면들을 참조하여 본 발명 기술적 사상의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION Embodiments of the inventive concept will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

통상, 일반적으로 사용되고 있는 청색 LED는 절연성을 갖고 있는 사파이어(sapphire) 기판 위에서 박막 성장 형성을 하기 때문에 종래의 적색 LED와 같이 종방향 접속이 될 수 없어, 상부에 저부 전극을 설치, 횡방향으로 접속하는 방법을 채용하고 있다. 이 때문에 발광 상면측에 광을 차단하는 접속용 금속 패드(pad)가 두 개 이상 필요로 하고 있다. 일본이나 대만 등의 청색 LED Die의 거의 전부가 이 방식을 채용하고 있어, 통상은 이 pad의 wire bond에 의해 접속된다. In general, a blue LED generally used cannot form a longitudinal connection like a conventional red LED because it forms a thin film growth on an insulating sapphire substrate, so a bottom electrode is installed on the top and connected in the lateral direction. The method is adopted. For this reason, two or more metal pads for connection to block light on the upper surface of the light emitting are required. Almost all blue LED dies, such as Japan and Taiwan, adopt this method, and are usually connected by wire bonds of this pad.

그러나 구미 대형 Maker에서는 보다 더 진보한 best한 조명용 LED를 얻기 위해서 LED Die 자체에 반사층을 설치, Flip chip한 구조로 한 것, 도전성 carrier에 첨부한 패리컬 LED라고 부르는 것, 더해서 Flip chip을 실장한 후에 사파이어층을 제거한 것 등은 Die 소자 구조를 포함한 독자적인 실장 형태를 채용하고 있다.However, in a large-scale maker in Gumi, a reflective layer is installed on the LED die itself to obtain a more advanced and best lighting LED, flip-chip structure, called a parallel LED attached to a conductive carrier, and a flip chip is mounted. Later, the sapphire layer is removed, etc. adopts a unique mounting form including a die element structure.

채용하는 LED Die 소자 구조가 상이하면, 재료, 공법, 장치를 포함해서 사용하는 실장기술이 한정된다. 또한 접속을 주체로 하는 기술뿐만 아니라 열에 의한 휘도 열화나 취출광의 특성을 4~5만 시간이라는 장시간의 신뢰성 하에서 확실히 파악하는 것이 실장 기술자에게는 어려운 점이다.When the structure of the LED die element employed is different, the mounting technology used, including materials, construction methods, and devices, is limited. In addition, it is difficult for the mounting engineer to grasp the characteristics of the luminance deterioration due to heat and the characteristics of the extracted light under the long-term reliability of 40,000 hours as well as the technology mainly used for connection.

2001년경부터 LED Flip chip 실장이 채용되었으나, 2006년경에 전극 구조가 상면 금속 배선부터 16개의 via형으로 변경되어 발광면적이 증대한 초기 제2세대가 등장했다.The LED flip chip mounting was adopted from around 2001, but in 2006, the electrode structure changed from metal wiring on the top to 16 vias, and the second generation, which increased the luminous area, appeared.

Laser Dicing된 6각형의 수동소자 내장 실리콘 interposer상에 약 1㎟ 크기의 LED die상에 넣은 25개의 Au Stud bump에 의해 150℃ 이하의 온도로 단시간으로 Au-Au 초음파 Flip 접속(GGI) 실장되어 cost는 약간 높으나 이전의 것과 비교하여 밝게 되었다. 실리콘 interposer와 lead Frame을 금속으로 wire bond 접속하고, Wire Bond 베껴내는 대책으로서 2nd Bond상에 다시 wire bond를 하는 security Bond가 사용되었다. Plastic lens cap을 사용하면서 실리콘 수지로 충진, 발광부 위에 있는 사파이어 기판은 남게 된 그대로 되고 있다. 이러다가 2009년이 되어 이 방식은 없어지게 되었다.Hexagonal passive element embedded with laser dicing is mounted on a silicon interposer with 25 Au Stud bumps placed on an LED die of about 1 ㎟, and Au-Au ultrasonic flip connection (GGI) is mounted for a short time at a temperature of 150 ° C or less, cost Is slightly higher but brighter than the previous one. Silicon interposer and wire bond connection to a lead Frame metal and, as a Wire Bond Copy Bond measures that the security of the bond wire back to the 2 nd Bond was used. While using the plastic lens cap, the sapphire substrate on the light-emitting part is filled with silicone resin and remains. In 2009, however, this method was eliminated.

이와 같이 LED Flip Chip의 실장에 사용되는 요소 기술로는 기판 재료, Bump형성, Flip chip 접합, underfill, 형광체, 수지 봉지(silicon encapsulant) 를 들 수 있다.The element technology used for mounting the LED Flip Chip is substrate material, bump formation, flip chip bonding, underfill, phosphor, and resin encapsulant.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 플립칩 다이(100)가 기판 상에 장착된 단면을 보여주는 도면이다. 2 is a view showing a cross-section of the LED flip chip die 100 mounted on a substrate according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 예비적으로 솔더링(pre soldering)된 LED 플립칩 다이(100)가 범프(120)를 통해서 PCB(Printed Circuit Board) 기판(10)에 장착되는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 2, it can be confirmed that the preliminarily soldered LED flip chip die 100 is mounted on the printed circuit board (PCB) substrate 10 through the bump 120.

상기 LED 플립칩 다이(100)는 점착성 시트(105) 위에 LED 칩(115)가 장착되고, 상기 LED 칩(115)은 복수 개 형성되고, 상기 LED 칩(115)의 사이에는 실리콘 봉지재(silicon encapsulant)(130)가 결합된 형태일 수 있다.The LED flip chip die 100 is equipped with an LED chip 115 on an adhesive sheet 105, a plurality of LED chips 115 are formed, and a silicon encapsulant is disposed between the LED chips 115. encapsulant) 130 may be combined.

상기 범프(120)는 PCB 기판(10) 상에 형성된 패드(12)에 형성된 SOP(Solder On Paste)(14)과 전기적으로 접속하기 위한 구성일 수 있다. 특히 상기 범프(120)에는 도전성 조성물(conductive material)을 포함하고 있어서, 리플로우(reflow) 공정을 통해서 LED칩(120)의 전극(110) 및 상기 SOP(14)와 전기적으로 접속될 수 있다.The bump 120 may be configured to electrically connect to the SOP (Solder On Paste) 14 formed on the pad 12 formed on the PCB substrate 10. In particular, since the bump 120 includes a conductive material, it can be electrically connected to the electrode 110 and the SOP 14 of the LED chip 120 through a reflow process.

상기 기판(10)은 예를 들면, 패키지용 PCB 기판을 포함할 수 있다. 상기 기판(10)은 다수의 하부 배선들을 포함하는 기판으로, 경성 인쇄 회로 기판(rigid printed circuit board), 연성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board), 또는 경-연성 인쇄 회로 기판(rigid-flexible printed circuit board)을 포함할 수 있다.The substrate 10 may include, for example, a packaged PCB substrate. The substrate 10 is a substrate including a plurality of lower wirings, a rigid printed circuit board, a flexible printed circuit board, or a rigid-flexible printed circuit board. circuit board).

상기 기판(10)의 상면에는 조밀한 크기를 갖는 LED 칩 다이(100)가 장착되기 위한 패드(12) 들이 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 패드(pad)(12)들은 전기전도성이 우수한 구리 재질로 형성될 수 있다.Pads 12 for mounting the LED chip die 100 having a compact size may be formed on the upper surface of the substrate 10. For example, the pads 12 may be formed of a copper material having excellent electrical conductivity.

상기 기판(10)의 하면에는 하부랜드(미도시)들이 형성될 수 있다. Lower lands (not shown) may be formed on the lower surface of the substrate 10.

상기 하부랜드 들 상에는 상기 LED 플립칩 다이(100)를 마더보드(mother board)에 전기적으로 연결할 수 있는 외부 연결부재(미도시)들이 형성될 수 있다.External connection members (not shown) that can electrically connect the LED flip chip die 100 to the mother board may be formed on the lower lands.

상기 외부 연결부재는 솔더볼(solder ball), 솔더 범프(solder bump), 솔더 페이스트(solder paste)와 같은 솔더 물질로 형성되거나 구형(sphericity), 메사(mesa) 또는 핀 모양의 금속으로 형성될 수 있다. 상기 외부 연결부재는 볼 그리드 어레이 (ball grid array; BGA)를 구현하기 위한 그리드 타입으로 형성될 수 있다. The external connection member may be formed of a solder material such as a solder ball, a solder bump, or a solder paste, or may be formed of a spherical, mesa or pin-shaped metal. . The external connecting member may be formed in a grid type for implementing a ball grid array (BGA).

상기 LED 플립칩 다이(100)와 상기 기판(10) 사이의 영역은 기판(10)의 패드(12)에 형성된 SOP(solder on pad)(14) 및 상기 SOP(14) 상에 형성된 범프(120)를 포함할 수 있다.The area between the LED flip chip die 100 and the substrate 10 is a solder on pad (SOP) 14 formed on the pad 12 of the substrate 10 and a bump 120 formed on the SOP 14 ).

상기 SOP(14)는 유비엠(Under Bump Metallurgy)로서 LED 플립칩 다이(100)의 전극(110) 하측에 형성된 범프(120)에 대한 접착력이 우수할 수 있다. The SOP 14 may be excellent in adhesion to the bump 120 formed under the electrode 110 of the LED flip chip die 100 as an Under Bump Metallurgy.

상기 UBM은 접합층(adhesion layer), 확산 방지층(diffusion barrier layer), 및 젖음층(wettable layer)를 포함할 수 있다. 상기 UBM(14)은 범프(120)에 포함된 물질의 확산을 방지할 수 있다.The UBM may include an adhesion layer, a diffusion barrier layer, and a wettable layer. The UBM 14 may prevent diffusion of the material included in the bump 120.

상기 UBM(14) 위에 실장된 솔더 페이스 조성물에 대하여 리플로우 공정을 실시하면 표면에너지를 줄여가면서 발생하는 형상인 솔더 볼 형태로 형성될 수 있다.When the reflow process is performed on the solder face composition mounted on the UBM 14, it may be formed in the form of a solder ball, which is a shape generated while reducing surface energy.

상기 범프(120)는 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더 페이스트 조성물이 리플로우 과정을 통해서 경화된 것일 수 있다.The bump 120 may be that the solder paste composition according to an embodiment of the present invention is cured through a reflow process.

상기 리플로우 공정은 90~200℃에서 진행될 수 있다.The reflow process may be performed at 90 ~ 200 ℃.

90℃ 미만의 온도에서 리플로우 공정을 진행하면 저온 융점을 갖는 솔더 금속의 용융현상이 발생하지 않아 전기적인 접속상태로 만들 수 없다. If the reflow process is performed at a temperature of less than 90 ° C, the melting phenomenon of the solder metal having a low temperature melting point does not occur, and thus it cannot be made into an electrical connection state.

200℃초과의 온도에서 가열하면, 금속이 점도가 낮기 때문에 흘러내리는 현상이 발생하여 상부에 위치하는 LED 칩(120)에 전기적으로 접속된 전극(110)과 연결상태가 단락될 수 잇다.When heated at a temperature exceeding 200 ° C., the flow of the metal occurs due to low viscosity, so that the connection state with the electrode 110 electrically connected to the LED chip 120 located at the top may be shorted.

상기 LED 플립칩 다이(100)의 형성 과정에 대하 상술하면 이하와 같다.The formation process of the LED flip chip die 100 will be described below.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 플립칩 다이(100)의 형성 과정을 순차적으로 보여주는 도면이다.3 is a view sequentially showing a process of forming the LED flip chip die 100 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 점착성 시트(105) 상에 LED 칩(120)을 부착할 수 있다(s1). Referring to FIG. 3, the LED chip 120 may be attached on the adhesive sheet 105 (s1).

발광다이오드(LED)는 저전력 소비와 친환경적이라는 이유로 그 수가 폭발적으로 증가하고 있으며, 조명장치나 LCD 표시장치의 백라이트 용으로뿐만 아니라, 디스플레이 장치에도 폭넓게 적용되고 있다. 발광다이오드는 전기에너지를 빛으로 변환시키는 일종의 고체 소자로서, 기본적으로 두 개의 도핑층, 즉 n 형 반도체 층과 p형반도체층을 포함하며, 상기 n형 반도체층과 p형 반도체 층 사이에 활성층을 포함하고 있다. 두 개의 반도체 층 사이에 전압이 인가되면, 전자와 정공이 활성층으로 유입된 후, 활성층 내에서 재결합되어 빛이 발생하는 원리를 이용하고 있다. 이러한 전류를 공급하기 위해서, LED 칩 상에는 전극(110)을 형성하는 공정이 진행될 수 있다(s2).The number of light emitting diodes (LEDs) is explosively increasing due to low power consumption and eco-friendliness, and is widely applied not only for backlighting of lighting devices or LCD display devices, but also for display devices. A light emitting diode is a kind of solid element that converts electrical energy into light, and basically includes two doped layers, that is, an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer, and an active layer between the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer. It contains. When a voltage is applied between two semiconductor layers, electrons and holes are introduced into the active layer and then recombined in the active layer to generate light. In order to supply this current, a process of forming the electrode 110 on the LED chip may be performed (s2).

LED는 비교적 낮은 전압으로 구동되면서도 높은 에너지 효율로 인해 발열이 낮은 특징이 있다. LED는 다양한 타입으로 제조될 수 있는 데, 이러한 여러가지 타입들 중에서 특히 하나의 PCB 기판(10) 상에 복수개의 LED 칩을 형성한 타입이 있다.The LED is characterized by low heat generation due to its high energy efficiency while being driven at a relatively low voltage. LEDs can be manufactured in various types, and among these various types, there is a type in which a plurality of LED chips are formed on one PCB substrate 10.

이와 같이 복수개의 LED 칩(115)을 형성하여 디스플레이 장치를 제조함에 있어서, 종래에는 기계적 반복 공정을 통해 이를 종횡축으로 배열하는 방법을 이용하였다.In manufacturing the display device by forming the plurality of LED chips 115 as described above, a method of arranging them in the vertical and horizontal axis through a mechanical repeating process was conventionally used.

다만 이러한 방법을 통해서는 LED 칩(115)의 배열에 많은 시간이 소요되기 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 플립칩 어레이는 이러한 기능을 수행할 수 있도록 LED 플립칩 다이(100)의 구성 중에 LED칩(115)의 측면부에는 실리콘 봉지재(130)를 장착할 수 있다. 이와 같은 실리콘 봉지재(encapsulant)(130)는 부착 공정과 집는 공정에서 유리하기 때문에 사파이어 기판(105)에 LED 칩(115)을 부착하고 난 후에 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 실리콘 봉지재(130)를 삽입하여 운반과 조립의 편의성을 도모하는 작업이 진행될 수 있다(s3) However, since it takes a lot of time to arrange the LED chips 115 through this method, the LED flip chip array according to an embodiment of the present invention is configured of the LED flip chip die 100 to perform such functions. In the middle of the LED chip 115, a silicone encapsulant 130 may be mounted. Since the silicon encapsulant 130 is advantageous in the attachment process and the picking process, after the LED chip 115 is attached to the sapphire substrate 105, the silicon encapsulant is shown in FIGS. 3 and 4. By inserting 130, work may be carried out to facilitate the transportation and assembly (s3).

이렇게 실리콘 봉지재(130) 가 삽입된 후에는 상기 실리콘 봉지재(130)와 LED 칩(115)의 상측에 형성된 두 개의 전극(110) 사이 공간에 스텐실(140)을 설치하는 공정을 진행할 수 있다(s4).After the silicon encapsulant 130 is inserted in this way, the process of installing the stencil 140 in the space between the silicon encapsulant 130 and the two electrodes 110 formed on the upper side of the LED chip 115 may be performed. (s4).

그리고 나서 상기 두 개의 전극(110) 상에는 SAC(Sn-Ag-Cu) 솔더 페이스트를 도포하는 공정(s5)이 진행될 수 있다. 이와 같이 도포된 솔더 페이스트는 점성이 20000~40000사이로서 점성이 큰 상태일 수 있다. 점도가 20000 미만이면 상기 두 개의 전극(110) 사이에서 SAC 솔더 페이스트 조성물이 흘러내려서 이후에 진행할 뒤집어서 SAC 솔더 페이스트 조성물을 PCB 기판(10) 의 SOP(14)상에 솔더볼을 형성하는 공정(리플로우 공정)을 진행할 수 없고 점도가 40000이상이면 작업성이 저하되어 생산성이 저하될 수 있다.Then, a process (S5) of applying Sn-Ag-Cu (SAC) solder paste on the two electrodes 110 may be performed. The solder paste applied in this way may have a high viscosity between 20000 and 40000. If the viscosity is less than 20000, the SAC solder paste composition flows between the two electrodes 110, and then reverses to proceed later to form a solder ball on the SOP 14 of the PCB substrate 10 (reflow). If the process) cannot be carried out and the viscosity is 40000 or more, workability may decrease and productivity may deteriorate.

이와 같이 SAC 솔더 페이스트 조성물이 투입되고 난 후에는 스텐실(140)을 제거하고(s6), 운반의 편의성을 도모하기 위해서 실리콘 봉지재(130)에 대한 커팅 작업인 다이싱 작업이 진행되어(s7) LED 플립칩 다이(100)를 편하게 운반할 수 잇는 상태로 만들 수 있다.After the SAC solder paste composition is introduced as described above, the stencil 140 is removed (s6), and a dicing operation, which is a cutting operation for the silicone encapsulant 130, is carried out (s7) for convenience of transport (s7). The LED flip chip die 100 can be made in a state that can be conveniently transported.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 플립칩 다이의 제조 공정을 보여주는 도면이다.4 is a view showing a manufacturing process of an LED flip chip die according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 상기 LED 칩(115) 상에 두 개의 전극을 형성하고(s2) 실리콘 봉지재(silicon encapsulatnt, 130) 상에 스텐실(140)을 입히는 공정을 진행할 수 있다. 이와 같이 스텐실(140)을 입히는 공정을 진행하게 되면, 외부로 노출되는 것은 LED 칩(115)상에 형성된 전극(110) 부분이 될 수 있다. 이와 같이 형성된 전극(110) 상에 SAC(Sn-Ag-Cu) 솔더 페이스트를 스크린 프린팅할 수 있다(s4).Referring to FIG. 4, a process of forming two electrodes on the LED chip 115 (s2) and coating the stencil 140 on the silicon encapsulatnt 130 may be performed. As such, when the process of coating the stencil 140 is performed, the external exposure may be a portion of the electrode 110 formed on the LED chip 115. The SAC (Sn-Ag-Cu) solder paste may be screen printed on the formed electrode 110 (s4).

이러한 SAC 솔더 페이스트는 다음과 같은 과정에 의해 준비될 수 있다.The SAC solder paste can be prepared by the following process.

<실시예 1><Example 1>

솔더 페이스트를 제조하기 위해 에폭시계 수지와 상기 에폭시계 수지에 대한 경화제를 사용하였다.To prepare a solder paste, an epoxy resin and a curing agent for the epoxy resin were used.

에폭시계 수지는, 2관능성 에폭시 수지(DGEBA: DiGlycidylEther of Bisphenol A)를 사용하였고, 여기에 대한 경화제로서, 디아미노디페닐 설폰(DDS:DiaminoDiphenyl Sulfone)(C12H12N2O2S)을 사용하였다. 이와 같이 경화제 100g 당 희석제인 브롬화 디페닐 에테르(BDE:Brominated Diphenyl Ethers) 60g, 칙소제인 시메티콘(Simeticone), 10g 에 첨가하고, 상기 경화제가 모두 용해될 때까지 130℃에서 20분간 혼합하였다.As the epoxy-based resin, a difunctional epoxy resin (DGEBA: DiGlycidylEther of Bisphenol A) was used, and as a curing agent for this, diaminodiphenyl sulfone (DDS) (C12H12N2O 2 S) was used. As described above, the diluent per 100 g of the curing agent was added to 60 g of brominated diphenyl ether (BDE), the thixotropic agent Simeticone, and 10 g, and mixed at 130 ° C. for 20 minutes until all of the curing agents were dissolved.

이렇게 제조된 용액에 DiGlycidylEther of Bisphenol A(C21H24O4)(에폭시기가 2개인 에폭시 수지를 2관능성 에폭시수지라고 한다)를 첨가하고, 균일하게 혼합되도록 상온에서 20분간 혼합하였다. 이때 에폭시계 수지 대비 경화제가 0.4당량비로 혼합하였다. DiGlycidylEther of Bisphenol A (C21H24O4) (an epoxy resin having two epoxy groups is called a bifunctional epoxy resin) was added to the solution thus prepared, and mixed for 20 minutes at room temperature to uniformly mix. At this time, the curing agent compared to the epoxy resin was mixed in a ratio of 0.4 equivalents.

2관능성 에폭시 수지에 대한 경화제에 대한 촉매제인, BF3-모노 에틸 아민(BF3-MEA:BF3-Mono Ethyl Amine) 10g에, 저융점 솔더인 96.5Sn/3Ag/0.5Cu 30g 을 추가하고, 이소보르닐(메타)아크릴레이트(Methacrylic acid isobornyl ester, C14H22O2) 5g,디하이드록시페닐알라닌 (dihydroxyphenylalanine (DOPA), C9H11NO4) 15g을 추가하여 LED 칩(115)의 전극(110)과 기판(10)의 접촉 효율을 향상시킬 수 있는 접촉 효율 향상제를 첨가하고 5분간 혼합하였다.A catalyst for a curing agent for a bifunctional epoxy resin, BF3-monoethyl amine (BF3-MEA: BF3-Mono Ethyl Amine) 10g, low melting point solder 96.5Sn / 3Ag / 0.5Cu 30g was added, and isobor Electrode of LED chip 115 by adding 15 g of phenyl (meth) acrylate (Methacrylic acid isobornyl ester, C 14 H 22 O 2 ), 15 g of dihydroxyphenylalanine (DOPA), C 9 H 11 NO 4 110) and a contact efficiency improver capable of improving the contact efficiency of the substrate 10 were added and mixed for 5 minutes.

이후 상기 혼합물에 상기 솔더 페이스트에서 상기 전극(110)과 맞닿을 수 있는 UBM(14)에 대한 산화 반응을 방지할 수 있는 환원제로 말레산 20g을 사용하였다.Thereafter, 20 g of maleic acid was used as a reducing agent to prevent an oxidation reaction to UBM 14 that could come into contact with the electrode 110 in the solder paste in the mixture.

환원제가 포함된 상기 혼합물에 대하여 30rpm(round per minute)의 속도로 교반하면서 젖음성을 높여 줄 수 있는 매개체인 불소계 계면활성제(상품명; FC-4430) 20g을 30g/min의 속도로 적가하여 최종적으로 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더 페이스트를 준비하였다.With respect to the mixture containing the reducing agent, 20 g of a fluorine-based surfactant (trade name; FC-4430), a medium capable of increasing wettability while stirring at a rate of 30 rpm (round per minute), was added dropwise at a rate of 30 g / min. A solder paste according to one embodiment of the invention was prepared.

<실시예 2, 3과 비교예 1 내지 8><Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 to 8>

실시예 1과 동일한 방법으로 솔더페이스트 조성물을 제조하되, 각 구성성분의 중량, 계면활성제 적가속도 및 교반속도는 표 1을 참조하여 설명하면 이하와 같다.A solder paste composition was prepared in the same manner as in Example 1, but the weight of each component, the dropping speed of the surfactant, and the stirring speed were described below with reference to Table 1.

실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 8의 조건을 나타내는 표Tables showing the conditions of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 8 조건Condition 당량비Equivalence ratio 경화제 (g)Hardener (g) 환원제 (g)Reducing agent (g) 계면활성제 (g)Surfactant (g) 촉매제 (g)Catalyst (g) 희석제 (g)Thinner (g) 칙소제(g)Thixotropic agent (g) 저융점솔더(g)Low melting point solder (g) 이소보르닐(메타)아크릴레이트 (g)Isobornyl (meth) acrylate (g) 디하이드록시페닐알라닌(g)Dihydroxyphenylalanine (g) 교반속도(rpm)Stirring speed (rpm) 적가속도(g/min)Acceleration (g / min) 실시예 1Example 1 0.40.4 100100 2020 2020 1010 6060 1010 3030 55 1515 3030 3030 실시예 2Example 2 0.40.4 100100 2525 2020 1010 5555 1010 3030 1010 1010 3030 3030 실시예 3Example 3 0.40.4 100100 2020 2525 1515 5050 1010 3030 77 1313 3030 3030 비교예 1Comparative Example 1 0.40.4 100100 3030 3030 1010 4040 1010 3030 55 1515 3030 3030 비교예 2Comparative Example 2 0.40.4 100100 2525 2525 2525 3535 1010 3030 55 1515 3030 3030 비교예 3Comparative Example 3 0.20.2 100100 2020 2020 1010 6060 1010 3030 55 1515 3030 3030 비교예 4Comparative Example 4 0.60.6 100100 2020 2020 1010 6060 1010 3030 55 1515 3030 3030 비교예 5Comparative Example 5 0.40.4 100100 2020 00 1010 8080 00 3030 55 1515 3030 3030 비교예 6Comparative Example 6 0.40.4 100100 2525 2020 00 7575 1010 3030 1515 55 3030 3030 비교예 7Comparative Example 7 0.40.4 100100 00 5050 00 6060 1010 3030 2020 00 3030 3030 비교예 8Comparative Example 8 0.40.4 100100 00 2020 1010 6060 2020 3030 00 2020 3030 3030

비교예 1 내지 2에서는 실시예1 내지 3과 비교하여 희석제의 양을 줄였고 비교예 3 내지 4에서는, 에폭시계 수지 대비 경화제의 당량비를 변화시켰고, 비교예 5에서는 계면활성제를 첨가하지 않았고, 비교예6, 7에서는 희석제를 첨가하지 않았고, 비교예 8에서는 이소보르닐(메타)아크릴레이트를 첨가하지 않았다. In Comparative Examples 1 to 2, the amount of the diluent was reduced compared to Examples 1 to 3, and in Comparative Examples 3 to 4, the equivalent ratio of the curing agent to the epoxy resin was changed, and in Comparative Example 5, no surfactant was added, and Comparative Example In 6 and 7, no diluent was added, and in Comparative Example 8, isobornyl (meth) acrylate was not added.

<실험예 1. 전기전도성능 비교><Experimental Example 1. Comparison of electrical conductivity performance>

솔더 페이스트 조성물의 전기전도성능을 비교하기에 앞서, 우선 LED칩을 PET 재질의 시트에 붙이는 작업이 필요하여, 이 점착성 시트(105) 위에 LED 칩(115)를 점착하기 위한 점착제를 제조하였다. 이를 위해, 중량평균분자량 150만의 아크릴산에스테르공중합체(아크릴산부틸단위 84중량%, 아크릴산메틸단위 15중량%, 아크릴산 2-하이드록시에틸단위 1중량%) 100중량부, 이소포론디이소시아네이트계 2작용성 어덕트체[미쯔비시화학사 제조, 상품명: NY-T-35C, 중량평균분자량 3000] 0.5중량부 및 실란커플링제(3-글리시독시프로필트리메톡시실란) 0.2중량부를, 톨루엔 200중량부에 첨가해서 점착제를 조제하였다. 한편 본 발명에서는 이와 같이 점착제를 직접 제조하여 사용하였지만, 시중에서 판매하는 점착성이 있는 각종 조성물을 이용하여 LED칩을 점착하여도 무방하다. Prior to comparing the electrical conductivity performance of the solder paste composition, first, an operation of attaching the LED chip to the PET sheet is required, and an adhesive for adhering the LED chip 115 on the adhesive sheet 105 was prepared. To this end, 100 parts by weight of an acrylic acid ester copolymer having a weight average molecular weight of 1.5 million (84% by weight of butyl acrylate units, 15% by weight of methyl acrylate units, 1% by weight of 2-hydroxyethyl acrylate units), isophorone diisocyanate-based bifunctionality Adduct body [Mitsubishi Chemical Corporation make, brand name: NY-T-35C, weight average molecular weight 3000] 0.5 parts by weight and silane coupling agent (3-glycidoxypropyl trimethoxysilane) 0.2 parts by weight, toluene 200 parts by weight Thus, an adhesive was prepared. On the other hand, in the present invention, although the adhesive was directly prepared and used, the LED chip may be adhered using various commercially available adhesive compositions.

이 후의 과정을 설명하면, 이렇게 제조된 점착제를 PET 재질의 점착성 시트(105)의 일면에 바른 후 점착제가 도포된 면에 LED 칩(115)의 전극(110)이 위를 향하도록 하여 배치하였다(11세트 준비). 이 때 점착제가 상기 점착성 시트(105)에 매우 얇게 도포되기 때문에 도면 상에는 점착제가 도포된 상태를 표기하지는 않았다. LED 칩(115)의 배치 방향은 PCB 기판(10) 위 Pad(12)의 SOP(14)에 배치될 위치와 거울 상이 되게 하였다. To explain the process after this, the thus prepared pressure-sensitive adhesive was applied to one side of the pressure-sensitive adhesive sheet 105 made of PET, and then the electrode 110 of the LED chip 115 was placed on the side coated with the pressure-sensitive adhesive (above) ( 11 sets ready). At this time, since the pressure-sensitive adhesive is applied very thinly to the pressure-sensitive adhesive sheet 105, the state in which the pressure-sensitive adhesive is applied is not indicated on the drawing. The placement direction of the LED chip 115 is a mirror image and a position to be placed on the SOP 14 of the Pad 12 on the PCB substrate 10.

이렇게 준비된 솔더 페이스트 조성물을 PCB 기판(10)의 Pad (12) 상에 배치된 UBM(14)에 맞출 수 있도록 배치하고 상기 솔더 페이스트 조성물을 150℃의 온도에서 5분간 가열하여(reflow 공정) 경화시켰다.The solder paste composition thus prepared was placed to fit the UBM 14 placed on the Pad 12 of the PCB substrate 10, and the solder paste composition was cured by heating at a temperature of 150 ° C. for 5 minutes (reflow process). .

이때 상기 솔더 페이스트 조성물이 솔더볼이 되면서 LED 칩(115)의 전극(110)과 상기 UBM(14)과 전기적으로 접촉된 상태를 유지하도록 하였다. At this time, as the solder paste composition became a solder ball, the electrode 110 of the LED chip 115 and the UBM 14 were kept in electrical contact.

이에 따른 접촉 상태와 전류의 흐름의 정도를 표 2에 나타내었다.Table 2 shows the contact state and the degree of current flow.

솔더 페이스트조성물의 접착정도와 전류 흐름 상태 Adhesion degree and current flow state of solder paste composition 조건Condition 시트 제거 후 UBM 상부의 조성물에 결착되지 않고 점착 시트 상에 남아있는 마이크로 LED의 개수 비율 (%)After removing the sheet, the ratio of the number of micro LEDs remaining on the adhesive sheet without binding to the composition on the top of the UBM (%) 전류의 흐름Current flow 실시예 1Example 1 0 (양호)0 (good) 양호Good 실시예 2Example 2 0 (양호)0 (good) 양호Good 실시예 3Example 3 0 (양호)0 (good) 양호Good 비교예 1Comparative Example 1 12 (불량)12 (poor) 불량Bad 비교예 2Comparative Example 2 4 (불량)4 (poor) 양호Good 비교예 3Comparative Example 3 25 (불량)25 (poor) 양호Good 비교예 4Comparative Example 4 0 (양호)0 (good) 불량Bad 비교예 5Comparative Example 5 15 (불량)15 (poor) 양호Good 비교예 6Comparative Example 6 17 (불량)17 (poor) 불량Bad 비교예 7Comparative Example 7 1 (불량)1 (poor) 양호Good 비교예 8Comparative Example 8 5 (불량)5 (poor) 불량Bad

표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 3의 경우에는 reflow 공정을 통해서 PCB 기판(10) 상에 형성된 UBM(14)에 잘 접착된 상태를 유지하고 전류 흐름도 양호한 상태라는 것을 확인할 수 있었고, 비교예 1 내지 8의 경우에는 전류의 흐름 상태가 좋지 않거나, 접촉 상태가 불량한 경우가 다수 발생함을 확인할 수 있었다. Referring to Table 2, in the case of Examples 1 to 3, through the reflow process, it was confirmed that the state adhered well to the UBM 14 formed on the PCB substrate 10 and that the current flow was in good condition, a comparative example In the case of 1 to 8, it can be confirmed that a large number of cases in which the current flow state is poor or the contact state is poor.

특히 본 발명의 일 실시예에서 보여진 바와 같이 SAC 솔더 페이스트를 사용하여 경화 공정을 진행할 때, 솔더볼을 구성하는 조성물외 조성물인 2 관능셩 에폭시(DGEBA:DiGlycidylEther of Bisphenol of A), 3관능성 에폭시(TGAP:Tri-Glycidyl p-Aminophenol) 및 4관능성 에폭시(TGDDM; tetraglycidyl diamino diphenyl methane) 중에서 선택된 하나이상의 에폭시 수지;와, 상기 에폭시 수지에 대한 경화작용을 유도할 수 있는 아민계 또는 무수물계 경화제;와, LED 칩의 전극과 PCB 기판의 산화를 막을 수 있는 1,3-프로판디카르본산(1,3-propanedicarboxylic acid), 말레산(MaleicAcid), 아젤라인산(azelaic acid), 아비에트산(abietic acid), 아디프산(adipic acid), 아스코르빈산(ascorbic acid), 아크릴산(acrylic acid) 및 시트르산(citric acid) 중에서 선택된 어느 하나 이상;과, 표면 장력(surface tension)을 감소시켜서 젖음각을 저하시키는 방법으로 솔더 페이스트의 젖음성을 향상시키는 비이온성 계면 활성제(Polyethylene oxide sorbitan mono-oleate, C32H60O10), 퍼플루오로알킬(perfluoroalkyl)기를 보유하는 계면활성제 중에서 선택된 어느 하나 이상과, 벤질 디메틸 아민(BDMA:Benzyl DiMethly Amine), BF3-모노 에틸 아민(BF3-MEA:BF3-Mono Ethyl Amine), 트리스(디메틸아미노메틸)페놀(DMP-30:tris(dimethylaminomethyl)phenol), 디메틸벤즈안트라센(DMBA:DiMethylBenzAnthracene) 및 메틸이미다졸(MI:MethylImidazole)로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 에폭시 수지의 경화반응에 대한 촉매제; 및 LED칩의 전극과 기판의 접촉효율을 향상시킬 수 있는 이소보르닐(메타)아크릴레이트(Methacrylic acid isobornyl ester, C14H22O2);를 포함하는 유기물의 작용으로 언더필을 사용하지 않아도 절연 성능과 전기적 도전 성능이 우수한 LED 플립칩 어레이를 제조할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.Particularly, as shown in one embodiment of the present invention, when a curing process is performed using a SAC solder paste, a composition other than the composition constituting the solder ball is a bifunctional epoxy (DGEBA: DiGlycidylEther of Bisphenol of A), a trifunctional epoxy ( TGAP: at least one epoxy resin selected from Tri-Glycidyl p-Aminophenol) and a tetrafunctional epoxy (TGDDM; tetraglycidyl diamino diphenyl methane); and an amine-based or anhydride-based curing agent capable of inducing a curing action on the epoxy resin; Wow, 1,3-propanedicarboxylic acid, MaleicAcid, azelaic acid, abietic acid can prevent oxidation of the LED chip electrode and PCB substrate any one or more selected from acid, adipic acid, ascorbic acid, acrylic acid and citric acid; and reducing the surface tension to reduce the wetting angle. Any one or more selected from nonionic surfactants (Polyethylene oxide sorbitan mono-oleate, C32H60O10), surfactants having perfluoroalkyl groups, and benzyl dimethyl amine (BDMA) to improve the wettability of the solder paste in a lowering method. : Benzyl DiMethly Amine, BF3-MEA: BF3-Mono Ethyl Amine, Tris (dimethylaminomethyl) phenol (DMP-30: tris (dimethylaminomethyl) phenol), Dimethylbenzanthracene (DMBA: DiMethylBenzAnthracene) And a catalyst for curing reaction of at least one epoxy resin selected from the group consisting of methylimidazole (MI: MethylImidazole); And an organic material including isobornyl (methacrylic acid isobornyl ester, C14H22O2), which can improve the contact efficiency between the electrode and the substrate of the LED chip. It was confirmed that this excellent LED flip chip array can be manufactured.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해하여야만 한다. As described above, various embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can implement the present invention in other specific forms without changing its technical spirit or essential features. You will understand that there is. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

10: 기판, 12: 패드
14: SOP
100: LED 플립칩 다이 110: 전극
115: LED 칩 120: 범프
130: 실리콘 봉지재 140: 스텐실
105: 점착성 시트10: substrate, 12: pad
14: SOP
100: LED flip-chip die 110: electrode
115: LED chip 120: bump
130: silicone encapsulant 140: stencil
105: adhesive sheet

Claims (13)

LED 플립칩 다이의 제조방법에 있어서,
점착 시트 상에 복수 개의 LED 칩을 부착하는 단계(s1);
상기 LED 칩 상에 두 개의 전극을 형성하는 단계(s2);
상기 두 개의 전극과 LED 칩 사이에 형성된 실리콘 봉지재(silicon encapsulant)를 형성하는 단계(s3);
상기 실리콘 봉지재와 상기 두 개의 전극 사이에 스텐실을 입히는 단계(s4);
상기 LED 칩 상에 형성된 전극 상에 솔더 페이스트 조성물을 스크린 프린팅하는 단계(s5);
상기 스텐실을 제거하는 단계(s6); 및
상기 실리콘 봉지재를 다이싱하는 단계(s7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플립칩 LED 다이의 제조방법.
In the manufacturing method of the LED flip chip die,
Attaching a plurality of LED chips on the adhesive sheet (s1);
Forming two electrodes on the LED chip (s2);
Forming a silicon encapsulant formed between the two electrodes and the LED chip (s3);
Coating a stencil between the silicon encapsulant and the two electrodes (s4);
Screen printing a solder paste composition on an electrode formed on the LED chip (s5);
Removing the stencil (s6); And
A method of manufacturing a flip chip LED die comprising dicing the silicon encapsulant (s7).
제1항에 있어서,
상기 다이싱된 LED 플립칩 다이의 실리콘봉지재를 집어서 뒤집어서 PCB 기판의 패드 상에 장착된 SOP 위에 리플로우 공정(reflow)을 통해서 결합시키는 단계(s10)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플립칩 LED 다이의 제조방법.
According to claim 1,
Flip chip characterized in that it further comprises the step (s10) of picking up the silicon encapsulant of the diced LED flip-chip die and flipping it over the SOP mounted on the pad of the PCB board through a reflow process (reflow). Manufacturing method of LED die.
제2항에 있어서
상기 리플로우 공정은 90~200℃에서 진행되는 것을 특징으로 하는 플립칩 LED 다이의 제조방법.
The method of claim 2
The reflow process is a method of manufacturing a flip-chip LED die, characterized in that proceeds at 90 ~ 200 ℃.
제1항에 있어서,
상기 실리콘 봉지재는 경화성 오가노폴리실록산 조성물의 경화 생성물로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플립칩 LED 다이의 제조방법.
According to claim 1,
The method of manufacturing a flip-chip LED die, characterized in that the silicone encapsulant is formed of a cured product of a curable organopolysiloxane composition.
제1항에 있어서,
상기 솔더 페이스트 조성물은 점도가 20,000 ~ 40,000 cps인 것을 특징으로 하는 플립칩 LED 다이의 제조방법.
According to claim 1,
The solder paste composition is a manufacturing method of a flip-chip LED die, characterized in that the viscosity is 20,000 ~ 40,000 cps.
제5항에 있어서,
상기 솔더 페이스트 조성물은 에폭시계 수지, 경화제, 환원제, 계면활성제, 촉매제, 저융점 솔더, 아이소보르닐(메트)아크릴레이트 및 디하이드록시 페닐알라닌을 포함하며,
상기 저융점 솔더가 Sn-In 계열 물질, Sn-Bi 계열 물질, Sn-Ag 계열 물질, In-Ag 계열 물질, Sn-Bi-Ag 계열 물질, Sn-Bi-Pb 계열 물질 및 Sn-Ag-Cu 계열 물질로 이루어진 군 중에서 1종 이상 포함되는 것을 특징으로 하는 플립칩 LED 다이의 제조방법.
The method of claim 5,
The solder paste composition includes an epoxy resin, a curing agent, a reducing agent, a surfactant, a catalyst, a low melting point solder, isobornyl (meth) acrylate, and dihydroxy phenylalanine,
The low-melting solder is Sn-In-based material, Sn-Bi-based material, Sn-Ag-based material, In-Ag-based material, Sn-Bi-Ag-based material, Sn-Bi-Pb-based material and Sn-Ag-Cu A method of manufacturing a flip-chip LED die, characterized in that at least one of the group consisting of a series of materials is included.
제6항에 있어서,
상기 솔더 페이스트 조성물에는 칙소제 또는 희석제가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 플립칩 LED 다이의 제조방법.
The method of claim 6,
Method of manufacturing a flip-chip LED die, characterized in that the solder paste composition further includes a thixotropic agent or a diluent.
제6항에 있어서,
상기 에폭시계 수지는 2관능성 에폭시 수지, 3관능성 에폭시 수지 및 4관능성 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 플립칩 LED 다이의 제조방법.
The method of claim 6,
The epoxy-based resin is a method of manufacturing a flip-chip LED die, characterized in that at least one member selected from the group consisting of a bifunctional epoxy resin, trifunctional epoxy resin and tetrafunctional epoxy resin.
제6항에 있어서,
상기 경화제는 아민 계열(amine family) 물질 및 안하이드라이드 계열(anhydride family)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 플립칩 LED 다이의 제조방법.
The method of claim 6,
The curing agent manufacturing method of a flip-chip LED die, characterized in that at least one member selected from the group consisting of amine family (amine family) material and anhydride family (anhydride family).
제6항에 있어서,
상기 환원제는 글루타르산(glutaric acid), 말레산(malic acid), 아젤라인산(azelaic acid), 아비에트산(abietic acid), 아디프산(adipic acid), 아스코르빈산(ascorbic acid), 아크릴산(acrylic acid) 및 시트르산(citric acid)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 플립칩 LED 다이의 제조방법.
The method of claim 6,
The reducing agent is glutaric acid, maleic acid, azelaic acid, abietic acid, adipic acid, ascorbic acid, acrylic acid (Acrylic acid) and citric acid (citric acid) method of manufacturing a flip-chip LED die, characterized in that at least one selected from the group consisting of.
제6항에 있어서,
상기 계면활성제는 비이온성 계면활성제, 불소계 계면활성제, 퍼플루오로알킬폴리옥시에틸렌에탄올, 플루오르화 알킬 에스테르, 퍼플루오로알칼아민 옥사이드, 불소 함유 오가노실록산 시스템 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 플립칩 LED 다이의 제조방법.
The method of claim 6,
The surfactant is at least one selected from the group consisting of nonionic surfactants, fluorine-based surfactants, perfluoroalkylpolyoxyethylene ethanol, fluorinated alkyl esters, perfluoroalkamine oxides, and fluorine-containing organosiloxane system compounds. Method of manufacturing a flip-chip LED die, characterized in that.
제6항에 있어서,
상기 촉매제는 벤질 디메틸 아민(BDMA:Benzyl DiMethly Amine), BF3-모노 에틸 아민(BF3-MEA:BF3-Mono Ethyl Amine), 트리스(디메틸아미노메틸)페놀(DMP-30:tris(dimethylaminomethyl)phenol), 디메틸벤즈안트라센(DMBA:DiMethylBenzAnthracene) 및 메틸이미다졸(MI:MethylImidazole)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 플립칩 LED 다이의 제조방법.
The method of claim 6,
The catalyst is benzyl dimethyl amine (BDMA: Benzyl DiMethly Amine), BF 3 -monoethyl amine (BF 3 -MEA: BF 3 -Mono Ethyl Amine), tris (dimethylaminomethyl) phenol (DMP-30: tris (dimethylaminomethyl) phenol), dimethyl benzanthracene (DMBA: DiMethylBenzAnthracene) and methyl imidazole (MI: MethylImidazole) method of manufacturing a flip-chip LED die, characterized in that at least one selected from the group consisting of.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140038735A (en) * 2012-09-21 2014-03-31 (주)호전에이블 Package module and method for manufacturing the same
KR20170040761A (en) * 2015-10-05 2017-04-13 마븐 옵트로닉스 씨오., 엘티디. Light emitting device with beveled reflector and manufacturing method of the same
KR101732965B1 (en) 2016-03-17 2017-05-08 주식회사 에프피 Conductive adhesives solventless type silver paste for high radiation led
KR20170056105A (en) * 2015-11-12 2017-05-23 삼성전자주식회사 Semiconductor light emitting device package
KR101826950B1 (en) 2016-07-29 2018-02-07 서울바이오시스 주식회사 Led module with a light emitting diode attached via solder paste and light emitting diode

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140038735A (en) * 2012-09-21 2014-03-31 (주)호전에이블 Package module and method for manufacturing the same
KR20170040761A (en) * 2015-10-05 2017-04-13 마븐 옵트로닉스 씨오., 엘티디. Light emitting device with beveled reflector and manufacturing method of the same
KR20170056105A (en) * 2015-11-12 2017-05-23 삼성전자주식회사 Semiconductor light emitting device package
KR101732965B1 (en) 2016-03-17 2017-05-08 주식회사 에프피 Conductive adhesives solventless type silver paste for high radiation led
KR101826950B1 (en) 2016-07-29 2018-02-07 서울바이오시스 주식회사 Led module with a light emitting diode attached via solder paste and light emitting diode

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