KR102293256B1 - Csp led 제조방법 - Google Patents

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Abstract

CSP LED 제조방법이 개시된다. CSP LED 제조방법은, 기판 및 상기 기판의 하부에 형성된 반도체 적층구조를 포함하며, 상기 반도체 적층구조의 하부에 제1 도전성 접속 영역과 제2 도전성 접속 영역이 형성된 복수개의 플립타입 LED칩들을 준비하는 단계; 상기 복수개의 플립타입 LED칩들의 상기 제1 도전성 접속 영역과 상기 제2 도전성 접속 영역을 임시 지지 시트에 배열하는 단계; 상기 임시 지지 시트 상에 상기 기판과 상기 반도체 적층구조의 측면을 둘러싸는 측면부, 상기 측면부보다 상측에서 상기 기판의 상면을 덮는 중간부 및 상기 중간부보다 상측에 위치하는 상면부를 포함하는 파장변환부재를 형성하는 단계; 및 상기 임시 지지 시트를 제거하고 상기 플립타입 LED칩들의 제1 도전성 접속 영역 및 제2 도전성 접속 영역에 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제1 전극 패드 및 상기 제2 전극 패드는 상기 파장변환부재의 하부면보다 아래로 더 돌출된다.

Description

CSP LED 제조방법{METHOD FOR MAKING CSP LEDs}
본 발명은 CSP LED 제조방법에 관한 것이다.
플립 LED칩(flip LED chip)은 래터럴 타입 또는 버티컬 타입의 LED칩과 달리 모든 전극 패드가 하부면에 구비되므로 와이어 본딩이 요구되지 않는다. 플립 LED칩의 출현으로 CSP LED의 개발도 본격적으로 이루어지기 시작했다.
통상적으로, CSP LED는 플립 LED칩과 플립 LED칩의 측면과 상면을 덮는 투광성의 파장변환부재(phosphor encapsulation)를 포함한다. 이러한 CSP LED는, 리드프레임이 형성된 리플렉터나 하우징에 수용되지 않고도, PCB(Printed Circuit Board) 등과 같은 기판 상에 직접 실장될 수 있다. 이는 봉지재가 플립 LED칩의 하부면에는 형성되지 않아 그 하부면에 구비된 전극 패드들이 외부로 노출되어 있기 때문이다. 리플렉터나 하우징의 생략에 의해, CSP LED는 작은 크기 및 적은 중량의 장점을 갖는다.
한편, 종래 CSP LED 제조 공정은 하부면에 전극 패드들을 갖도록 플립 LED칩들을 제작하고, 미리 준비된 시트 상에 플립 LED칩들을 배열하되, 플립 LED칩들의 전극 패드들이 시트와 접해 있도록 하고, 시트 상에 배열된 플립 LED칩들의 측면들과 상면을 덮도록 형광체를 포함하는 수지층을 형성하고, 형광체를 포함하는 수지층을 플립 LED칩들 사이에서 절단하는 것을 포함한다. 이러한 공정을 통해 플립 LED칩과 플립 LED칩의 상면 및 측면을 덮는 파장변환부재를 포함하는 복수개의 CSP LED를 얻을 수 있다.
그러나 종래 방법으로 제작된 CSP LED는, 플립 LED칩의 전극 패드들의 측면들이 형광체 봉지부에 의해 덮여 있으므로, 본딩 페이스트 또는 솔더와의 접촉 영역이 전극 패드들의 좁은 하부면으로 제한되는 문제점을 갖는다. 또한, 종래에는 전극 패드들이 형광체와 접촉되거나 그것들에 의해 오염되어 전기적 성능이 저하될 우려 또한 존재한다. 이에 더하여, 공정 중에는 형광체를 포함하는 수지층이 형성되기 전까지 CSP LED의 상면이 외부로 노출되어 있어 외부 오염물에 의해 오염될 우려도 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전극 패드들의 하부면과 측면들이 모두 외부로 노출되도록 하여 본딩 영역이 넓어지고 형광체 또는 수지와 접촉하는 전극패들의 영역이 감소되어 전기적 신뢰성이 보다 더 향상된 CSP LED의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따른 CSP LED 제조방법은, 기판 및 상기 기판의 하부에 형성된 반도체 적층구조를 포함하며, 상기 반도체 적층구조의 하부에 제1 도전성 접속 영역과 제2 도전성 접속 영역이 형성된 복수개의 플립타입 LED칩들을 준비하는 단계; 상기 복수개의 플립타입 LED칩들의 상기 제1 도전성 접속 영역과 상기 제2 도전성 접속 영역을 임시 지지 시트에 배열하는 단계; 상기 임시 지지 시트 상에 상기 기판과 상기 반도체 적층구조의 측면을 둘러싸는 측면부, 상기 측면부보다 상측에서 상기 기판의 상면을 덮는 중간부 및 상기 중간부보다 상측에 위치하는 상면부를 포함하는 파장변환부재를 형성하는 단계; 및 상기 임시 지지 시트를 제거하고 상기 플립타입 LED칩들의 제1 도전성 접속 영역 및 제2 도전성 접속 영역에 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제1 전극 패드 및 상기 제2 전극 패드는 상기 파장변환부재의 하부면보다 아래로 더 돌출된다.
일 실시예에 따라, 상기 파장변환부재를 절단하는 단계를 더 포함하며, 상기 파장변환부재를 절단하는 단계는 상기 제1 전극 패드와 상기 제2 전극 패드를 형성한 후에 수행된다.
일 실시예에 따라, 상기 복수개의 플립타입 LED칩들을 준비하는 단계는, 상기 제1 도전성 접속 영역과 상기 제2 도전성 접속 영역을 전기적으로 분리하고 상기 제1 도전성 접속 영역 및 상기 제2 도전성 접속 영역과 동일 평면상에 형성되는 전기 절연성 영역을 포함하도록, 상기 플립타입 LED칩들을 형성하는 것을 포함한다.
일 실시에에 따라, 상기 제1 도전성 접속 영역은 상기 플립타입 LED칩들 각각의 전기 절연층, 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층과 접속하는 제1 도전체의 하단면에 의해 한정되고, 상기 제2 도전성 접속 영역은 상기 전기 절연층을 관통하여 상기 제2 도전형 반도체층과 접속하는 제2 도전체의 하단면에 의해 한정된다.
일 실시예예 따라, 상기 파장변환부재를 형성하는 단계는 1 종 이상의 형광체와 봉지재의 혼합물을 상기 임시 지지 시트 상에서 몰딩하여 성형하는 것을 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 파장변환부재의 측면부와 중간부는 형광체와 봉지재가 혼합되어 형성되며. 상기 파장변환부재의 상면부는 상기 봉지재만으로 형성되고 상기 파장변환부재의 전체 두께의 10% 미만의 두께를 갖는다.
일 실시예에 따라, 상기 파장변환부재의 하부면과 상기 플립타입 LED칩들의 하부면이 동일 평면상에 있다.
일 실시예에 따라, 상기 CSP LED 제조방법은 이웃하는 플립타입 LED칩들 사이 각각에서 상기 파장변환부재를 절단하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예예 따라, 상기 CSP LED 제조바법은 상기 플립타입 LED칩들을 배열하는 단계 전 또는 후에, 상기 임시 지지 시트 상에 칩 주변 공간을 구획하는 격벽들을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 파장변환부재를 형성하는 단계는 상기 복수개의 플립타입 LED칩들의 상면과 측면들을 모두 덮도록 그리고 상기 격벽에 의해 형성된 칩 주변 공간을 채우도록 상기 파장변환부재를 형성하는 것을 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 CSP LED 제조방법은 이웃하는 플립타입 LED칩들 사이 각각에서 상기 격벽의 상단과 하단을 지나는 커팅라인을 따라 상기 격벽을 절단하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 CSP LED 제조방법은, 기판 및 상기 기판 하부에 반도체 적층구조를 포함하며, 상기 반도체 적층구조의 하부에 제1 도전성 접속 영역과 제2 도전성 접속 영역이 형성되고 상기 제1 도전성 접속 영역과 제2 도전성 접속 영역에 제1 전극 패드와 제2 전극 패드가 형성된 복수개의 플립타입 LED칩들을 준비하는 단계; 상기 플립타입 LED칩들을 일정 배열로 지지하고, 상기 제1 전극 패드와 상기 제2 전극 패드의 노출면들 모두를 덮는 임시 지지층을 형성하는 단계; 상기 임시 지지층 상에 상기 기판과 상기 반도체 적층구조의 측면을 둘러싸는 측면부, 상기 측면부보다 상측에서 상기 기판의 상면을 덮는 중간부 및 상기 중간부보다 상측에 위치하는 상면부를 포함하는 파장변환부재를 형성하는 단계; 및 상기 파장변환부재의 하부면과 상기 플립타입 LED칩들의 하부면으로부터 상기 임시 지지층을 제거하는 단계를 포함하며, 상기 제1 전극 패드 및 상기 제2 전극 패드는 상기 파장변환부재의 하부면보다 아래로 더 돌출된다.
일 실시예에 따라, 상기 CSP LED 제조방법은 , 이웃하는 플립타입 LED칩들 사이 각각에서 상기 파장변환부재를 절단하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 임시 지지층의 형성 전에 상기 제1 전극 패드와 상기 제2 전극 패드에 의해 가려진 상기 제1 도전성 접속 영역 및 상기 제2 도전성 접속 영역을 제외한 상기 플립타입 LED칩들의 모든 면들을 덮는 희생 지지층이 형성되며, 상기 임시 지지층은 상기 제1 전극 패드와 제2 전극 패드의 노출면 모두를 덮도록 상기 희생 지지층 상에 형성되며, 상기 파장변환부재를 상기 임시 지지층 상에 형성하기 전에, 상기 희생 지지층이 제거된다.
일 실시예예 따라, 상기 복수개의 플립타입 LED칩들을 준비하는 단계는 상기 복수개의 플립타입 LED칩들을 준비하는 단계는 상기 제1 도전성 접속 영역과 상기 제2 도전성 접속 영역을 전기적으로 분리하고, 상기 제1 도전성 접속 영역 및 상기 제2 도전성 접속 영역과 동일 평면상에 형성되는 전기 절연성 영역을 포함하도록 상기 플립타입 LED칩들을 형성하는 것을 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 도전성 접속 영역은 상기 플립타입 LED칩들 각각의 전기 절연층, 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층과 접속하는 제1 도전체의 하단면에 의해 한정되고, 상기 제2 도전성 접속 영역은 상기 전기 절연층을 관통하여 상기 제2 도전형 반도체층과 접속하는 제2 도전체의 하단면에 의해 한정된다.
일 실시예에 따라, 상기 파장변환부재의 측면부와 중간부는 형광체와 봉지재가 혼합되어 형성되며. 상기 파장변환부재의 상면부는 상기 봉지재만으로 형성되고 상기 파장변환부재의 전체 두께의 10% 미만의 두께를 갖는다.
본 발명의 일측면에 따른 CSP LED는, 기판 및 상기 기판의 하부에 형성된 반도체 적층구조를 포함하며 상기 반도체 적층구조의 하부에 제1 도전성 접속 영역과 제2 도전성 접속 영역이 형성된 플립타입 LED칩; 상기 기판과 상기 반도체 적층구조의 측면을 둘러싸는 측면부, 상기 측면부보다 상측에서 상기 기판의 상면을 덮는 중간부 및 상기 중간부보다 상측에 위치하는 상면부를 포함하는 파장변환부재; 및상기 제1 도전성 접속 영역 및 상기 제2 도전성 접속 영역에 각각 형성되며, 상기 플립타입 LED칩의 하부면 및 상기 파장변환부재의 하부면보다 더 아래로 돌출된 제1 전극패드 및 제2 전극패드를 포함하며, 상기 파장변환부재의 측면부와 중간부는 형광체와 봉지재가 혼합되어 형성되며. 상기 파장변환부재의 상면부는 상기 봉지재만으로 형성되고 상기 파장변환부재의 전체 두께의 10% 미만의 두께를 갖는다.
일 실시예에 따라, 상기 CSP LED 제조방법은 상기 제1 도전성 접속 영역과 상기 제2 도전성 접속 영역을 전기적으로 분리하고 상기 제1 도전성 접속 영역 및 상기 제2 도전성 접속 영역과 동일 평면상에 형성되는 전기 절연성 영역을 더 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 도전성 접속 영역은 상기 플립타입 LED칩의 전기 절연층, 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층과 접속하는 제1 도전체의 하단면에 의해 한정되고, 상기 제2 도전성 접속 영역은 상기 전기 절연층을 관통하여 상기 제2 도전형 반도체층과 접속하는 제2 도전체의 하단면에 의해 한정된다.
일 실시예에 따라, 상기 파장변환부재의 외측면들을 둘러싸는 격벽들을 더 포함하며, 상기 제1 전극 패드와 상기 제2 전극 패드는 상기 격벽들의 하단면보다 더 아래로 돌출된다.
본 발명에 따라 제조된 CSP LED는 전극 패드들의 하부면과 측면들이 모두 외부로 노출되도록 하여 본딩 영역이 넓어지고 형광체 또는 수지와 접촉하는 전극패들의 영역이 감소되어 전기적 신뢰성이 보다 더 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 CSP LED 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 방법에 의해 제조될 수 있는 CSP LED의 한 예를 보인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 CSP LED 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 방법에 의해 제조될 수 있는 CSP LED의 한 예를 보인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 CSP LED 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.
[제1 실시예]
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 CSP LED 제조방법은 제1 도전성 접속 영역과 제2 도전성 접속 영역을 하부면에 갖는 복수개의 플립타입 LED칩(100)들을 준비하는 단계 S11와, 상기 제1 도전성 접속 영역과 상기 제2 도전성 접속 영역이 임시 지지 시트(temporary support sheet; 200)에 덮여 가려지도록 상기 복수개의 플립타입 LED칩(100)들을 임시 지지 시트(200) 상에 배열하는 단계 S12와, 상기 복수개의 플립타입 LED칩(100)들의 상면과 측면들을 모두 덮는 파장변환부재(300)를 상기 임시 지지 시트(200) 상에 형성하는 단계 S13와, 상기 임시 지지 시트(200)를 제거하고 상기 플립타입 LED칩(100)들의 제1 도전성 접속 영역 및 제2 도전성 접속 영역에 제1 전극 패드(162) 및 제2 전극 패드(164)를 형성하는 단계 S14와, 이웃하는 플립타입 LED칩들(100, 100) 사이 각각에서 상기 파장변환부재(200)를 은선으로 표시한 커팅 라인을 따라 절단하는 단계 S15를 포함한다. 단계 S14와 단계 S15의 순서는 서로 바뀔 수 있다.
복수개의 플립타입 LED칩(100)들 각각은 사파이어 기판(120)과 사파이어 기판(120)의 하부에 형성된 질화갈륨계 반도체 적층 구조(140)를 포함한다. 사파이어 기판(120)은 반도체 적층 구조(140)가 성장되는 면에 반원형, 삼각형, 사각형, 사다리꼴형 단면 등의 패턴이 형성되어 있는 PSS(Patterned Sapphire Substrate)일 수 있다. 반도체 적층 구조(140)는 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함한다.
단계 S11에서는 플립타입 LED칩(100)들의 하부면에 제1 전극 패드와 제2 전극 패드가 형성되지 않으며, 제1 도전성 접속 영역과 제2 도전성 접속 영역이 하부에 노출되어 있는 복수개의 플립타입 LED칩(100)들이 준비된다. 제1 도전성 접속 영역과 제2 도전성 접속 영역은, 모두 상기 플립타입 LED칩(100)의 하부면에 존재하되, 서로 전기적으로 분리되어 있는 영역들로서, 후속하는 단계들에서 제1 도전성 전극 패드와 제2 도전성 전극 패드가 형성되어 이들과 전기적으로 접속되는 영역들이다. 기존 CSP LED 제조방법은 파장변환부재가 형성되기 전에 제1 도전성 접속 영역 및 제2 도전성 접속 영역 각각에 제1 전극 패드와 제2 전극 패드가 형성되지만, 본 방법은 파장변환부재(300) 형성되기 전에는, 제1 도전성 접속 영역 및 제2 도전성 접속 영역이 제1 전극 패드와 제2 전극 패드가 형성되지 않은 채 존재한다. 본 실시예에서, 상기 플립타입 LED칩(100)의 하부면은 제1 도전성 접속 영역과 제2 도전성 접속 영역과 전기 절연 영역으로 구분되며, 이들 영역은 동일 평면상에 존재한다.
단계 S12는 제1 도전성 접속 영역과 상기 제2 도전성 접속 영역이 상기 임시 지지 시트(200)에 덮여 가려지도록 상기 복수개의 플립타입 LED칩(100)들을 임시 지지 시트(200) 상에 배열하는 것을 포함한다. 임시 지지 시트(200)는 접착성을 가질 수 있다. 상기 플립타입 LED칩(100)은, 제1 전극 패드와 제2 전극 패드가 형성되어 있지 않으므로, 제1 도전성 접속 영역과 상기 제2 도전성 접속 영역을 포함하는 하부면 전체 영역이 임시 지지 시트(200)에 부착될 수 있다. 이때, 길이 방향을 따라 이웃하는 플립타입 LED칩(100)들 사이의 간격들은 모두 일정하다.
도 2를 참조하면, 제1 도전성 접속 영역은, 상기 플립타입 LED칩(100)의 하부면 영역 중 제1 전극 패드(162)와 접속될 수 있는 영역으로서, 전기 절연층(150), 제2 도전형 반도체층(146) 및 활성층(144)을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층(142)과 접속하는 비아형 제1 도전체(112)의 하단면을 포함한다. 상기 제1 도전체(112)는, 외주면이 절연 피복층(151)에 의해 덮여 있으므로, 상기 제2 도전형 반도체층(146) 및 활성층(144)과 전기적으로 분리된다. 그리고, 상기 제1 도전체(112)의 하단면 영역, 제1 도전성 접속 영역은 전기 절연층(150)에 의해 제2 도전성 접속 영역과 전기적으로 분리되어 있다. 상기 제2 도전형 접속 영역은 상기 전기 절연층(150)을 관통하여 상기 제2 도전형 반도체층(146)과 접속하는 제2 도전체(114)의 하단면 영역을 포함한다.
다시 도 1을 참조하면, 단계 S13에서는 상기 복수개의 플립타입 LED칩(100)들의 상면과 측면들을 모두 덮는 파장변환부재(300)가 상기 임시 지지 시트(200) 상에 형성된다. 상기 파장변환부재(300)는 1종 이상의 형광체와 예컨대 수지 분말로 이루어진 봉지재의 혼합물에 의해 형성될 있다. 플립타입 LED칩(100)은 청색 플립타입 LED칩이 것이 바람직하며, 상기 파장변환부재(300)는 청색광에 의해 여기되어 적색광을 발광하는 적색 형광체(302)와 녹색광을 발광하는 녹색 형광체(304)를 포함하거나 또는 청색광에 의해 여기되어 황색광을 발광하는 황색 형광체를 포함하는 것이 바람직하다.
파장변환부재(300)를 형성하는 몰딩 방식은 다양한 방식이 채택될 수 있다. 특히, 수지 분말과 형광체를 혼합하여 성형한 태블릿을 고온 고압으로 연화시켜 겔상 또는 액상화하면서, 가열된 금형의 캐비티 안에 압입하여 성형하는 트랜스퍼 몰딩 방식이 유리하게 이용될 수 있다. 대안적으로, 스크린 프린트 또는 스퀴즈 방식을 이용하여 파장변환부재(300)의 상부면을 평탄하게 형성하는 몰딩 방식도 대안이 될 수 있다.
성형된 파장변환부재(300)는 전체 두께의 90% 이상을 차지하여 파장 변환이 발생하는 하부의 형광체 있는 구간부(A-1, A-2; 도 2 참조)와 상기 형광체 있는 구간부(A-1, A-2; 도 2 참조) 상측에 얇게 존재하고 파장 변환 없이 파장 변환된 광의 균일한 혼합이 이루어지는 형광체 없는 구간부, 즉, 상면부(B; 도 2 참조)를 포함한다. 이하 설명되는 바와 같이, 상기 형광체 있는 구간부(A-1, A-2; 도 2 참조)는, 플립타입 LED칩(100)의 사파이어 기판(120)과 반도체 적층구조(140)의 측면을 둘러싸는 측면부(A-1;도 2 참조)와, 상기 측면부(A-1; 도 2 참조)보다 상측(위쪽)에서 상기 플립타입 LED칩(100)의 사파이어 기판(140)의 상면을 덮는 중간부(A-2; 도 2 참조)로 구성된다. 그리고, 상기 상면부(B; 도 2 참조)는 상기 중간부(A-2)의 상측에 위치하며 외부와의 경계면을 포함하는 부분이다.
형광체 없는 구간부인 상면부(B)를 균일하게 하나의 층 형태로 형성하기 위해, 예컨대, 트랜스퍼 몰딩 방식과 같이, 형광체가 무게에 의해 수지 내에서 가라앉는 방향이 플립타입 LED칩(100)을 향하는 방향이 되도록 하고, 봉지재에 대한 형광체의 체적비가 90%를 초과하도록 하는 것이 바람직하다.
컴프레션 성형 방식과 같이, 형광체가 무게에 의해 액상 또는 겔상 수지 내에서 가라앉는 방향이 플립타입 LED칩(100)에 멀어지는 방향인 성형 방식의 경우에는, 하부의 형광체 존재 구간과 상부의 형광체 없는 구간을 포함하는 파장변환부재 형성이 불가능할 것이다. 또한, 상기 형광체 존재 구간(A)은 플립타입 LED칩(100)과 형광체가 함께 존재하는 높이 구간과 형광체만이 존재하는 높이 구간을 포함한다.
파장변환부재(300)의 상부면은 평평하며, 상기 파장변환부재(300)의 하부면은 제1 도전성 접속 영역 및 제2 도전성 접속 영역과 전기 절연성 영역을 포함하는 플립타입 LED칩(100)의 하부면과 동일 평면을 이루고 있다.
단계 S14에서는 임시 지지 시트(200)가 플립타입 LED칩(100)들의 하부면과 파장변환부재(300)의 하부면으로부터 제거된다. 그리고, 상기 임시 지지 시트(200)가 제거됨으로써, 상기 플립타입 LED칩(100)의 하부면에 존재하는 제1 도전성 접속 영역과 제2 도전성 접속 영역이 외부로 노출된다. 그리고, 단계 S14에서는 상기 플립타입 LED칩(100)의 하부면에, 특히, 상기 하부면의 제1 도전성 접속 영역과 제2 도전성 접속 영역에 제1 전극 패드(162)와 제2 전극 패드(164)가 형성된다. 제1 전극 패드(162)와 제2 전극 패드(164)는 예컨대, E-BEAM 또는 스퍼터링 등과 같은 금속 증착에 의해 형성될 수 있다. 금속 증착 환경으로부터 파장변환부재(300)와 플립타입 LED칩(100)들을 보호하기 위한 수단이 이용된다. 단계 S14에 의한 제1 전극 패드(162)와 제2 전극 패드(164)의 형성 후에는 파장변환부재(300)의 하부면과 플립타입 LED칩(100)의 하부면이 실질적으로 동일 평면상에 존재하고, 상기 제1 전극 패드(162)와 제2 전극 패드(164)는 상기 파장변환부재(300)의 하부면과 플립타입 LED칩(100)의 하부면에 대하여 아래쪽으로 더 돌출된다.
단계 S15에서는 이웃하는 플립타입 LED칩들(100, 100) 사이 각각에 있는 가상의 커팅 라인(은선으로 표시함)들을 따라 상기 파장변환부재(200)를 커팅 분할하는 싱귤레이션(singulation) 단계로서, 이 단계 S15에 의해, 하나의 플립타입 LED칩(100)과 그 플립타입 LED칩(100)의 상면 및 측면을 덮는 파장변환부재(300)를 포함하는 복수개의 CSP LED(1)가 얻어진다.
도 2에 잘 도시된 바와 같이, CSP LED(1)는 제1 전극 패드(162)와 제2 전극 패드(164) 각각이 파장변환부재(300)의 하부면과 동일 높이에 있는 플립타입 LED칩(100)의 하부면으로부터 더 아래로 더 돌출되어 있다. 따라서, 상기 제1 전극 패드(162)와 제2 전극 패드(164)는 하부면은 물론이고 측면들도 파장변환부재(300)에 덮이지 않는다. 이는 CSP LED(1)를 PCB 등과 같은 마운트 기판에 실장할 때 제1 전극 패드(162)와 제2 전극 패드(164)가 본딩 페이스트와 접촉하는 영역을 기존에 비해 크게 증가시켜 안정적이고 불량 없는 전기적 연결과 구조적인 안정성을 보장한다. 또한, 공정 중 제1 전극 패드(162)와 제2 전극 패드(164)가 형광체나 수지와 접촉될 가능성이 배제되어 형광체나 수지에 의한 오염으로 인한 전기적 신뢰성 저하 문제가 없다.
앞에서 언급한 바와 같이, 제1 도전성 접속 영역은, 상기 플립타입 LED칩(100)의 하부면 영역 중 제1 전극 패드(162)와 접속되며, 전기 절연층(150), 제2 도전형 반도체층(146) 및 활성층(144)을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층(142)과 접속하는 비아형 제1 도전체(112)의 하단면에 의해 형성된다. 상기 제1 도전체(112)는, 외주면이 절연 피복층(151)에 의해 덮여 있다. 상기 제1 도전체(112)의 하단면 영역인 1 도전성 접속 영역은 전기 절연층(150)에 의해 제2 도전성 접속 영역과 전기적으로 분리되어 있다. 상기 제2 도전형 접속 영역은 상기 전기 절연층(150)을 관통하여 상기 제2 도전형 반도체층(146)과 접속하는 제2 도전체(114)의 하단면에 의해 형성된 것이다.
앞에서 언급한 바와 같이, 상기 파장변환부재(300)는 전체 두께의 90% 이상을 차지하여 파장 변환이 발생하는 하부의 형광체 있는 구간부(A-1, A-2)와 상기 형광체 있는 구간부(A-1, A-2; 도 2 참조) 상측에 얇게 존재하고 파장 변환 없이 파장 변환된 광의 균일한 혼합이 이루어지는 형광체 없는 구간부, 즉, 상면부(B)를 포함한다. 상기 형광체 있는 구간부(A-1, A-2)는, 플립타입 LED칩(100)의 사파이어 기판(120)과 반도체 적층구조(140)의 측면을 둘러싸는 측면부(A-1)와, 상기 측면부(A-1)보다 상측에서 상기 플립타입 LED칩(100)의 사파이어 기판(140)의 상면을 덮는 중간부(A-2)로 구성된다. 그리고, 상기 상면부(B)는 상기 중간부(A-2)의 상측에 위치하며 외부와의 경계면을 포함한다.
본 실시예에서는, 사파이어 기판(120)이 광 추출 효율을 증가시키는 패턴(122)을 반도체 적층 구조(140)과의 경계면에 포함한다.
[제2 실시예]
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 CSP LED 제조방법은 제1 도전성 접속 영역과 제2 도전성 접속 영역을 하부면에 갖는 복수개의 플립타입 LED칩(100)들을 준비하는 단계와, 상기 제1 도전성 접속 영역과 상기 제2 도전성 접속 영역이 임시 지지 시트(temporary sheet; 200)에 덮여 가려지도록 상기 복수개의 플립타입 LED칩(100)들을 임시 지지 시트(200) 상에 배열하는 단계 S121와, 상기 임시 지지 시트(200)에 칩 주변 공간(2)을 구획하는 격벽(700)들을 형성하는 단계 S122와, 상기 복수개의 플립타입 LED칩(100)들의 상면과 측면들을 모두 덮도록 그리고 상기 격벽(700)에 의해 형성된 칩 주변 공간을 채우도록 파장변환부재(300)를 상기 임시 지지 시트(200) 상에 형성하는 단계 S130와, 상기 임시 지지 시트(200)를 제거하고 상기 플립타입 LED칩(100)들의 제1 도전성 접속 영역 및 제2 도전성 접속 영역에 제1 전극 패드(162) 및 제2 전극 패드(164)를 형성하는 단계 S140와, 이웃하는 플립타입 LED칩들(100, 100) 사이 각각에서 상기 격벽(700)의 상단과 하단을 지나는 커팅라인을 따라 상기 격벽(700)을 절단하는 단계 S150를 포함한다. 단계 S121과 단계 S122의 순서가 서로 바뀔 수 있고, 단계 S140와 단계 S150의 순서도 서로 바뀔 수 있다.
복수개의 플립타입 LED칩(100)들 각각의 구조는 앞선 제1 실시예와 같을 수 있으며, 자세한 설명은 생략한다. 복수개의 플립타입 LED칩(100)들을 준비하는 단계는 앞선 제1 실시예의 단계 S11과 같을 수 있다. 그리고, 단계 S121은 앞선 제1 실시예의 단계 S12와 같을 수 있다.
단계 S122에서는 상기 임시 지지 시트(200) 상에 칩 주변 공간(2)을 구획하는 격벽(700)들이 형성된다. 본 실시예에서는, 단계 S121에서 플립타입 LED칩(100)들이 임시 지지 시트(200) 상에 배열한 후, 단계 S122에서 상기 플립타입 LED칩(100)의 사방을 둘러싸는 격벽(700)들이 형성되지만, 플립타입 LED칩(100)이 배열되어 있지 않은 임시 지지 시트(200) 상에 격벽들(700)들을 형성하는 단계 수행 후, 격벽(700)들에 의해 형성된 칩 수용 공간들 각각에 플립타입 LED칩(100)들 각각이 수용되도록 플립타입 LED칩(100)들이 임시 지지 시트(200) 상에 배열될 수도 있다. 상기 격벽(700)들은 광 반사 재료와 수지 재료를 혼합하여 형성된 광 반사성 격벽인 것이 바람직하다. 반사 재료는 예컨대 TiO2 또는 SiO2 입자들일 수 있다.
단계 S130에서는 상기 복수개의 플립타입 LED칩(100)들의 상면과 측면들을 모두 덮도록 파장변환부재(300)가 상기 임시 지지 시트(200) 상에 형성된다. 이때, 상기 파장변환부재(300)는 상기 격벽(700)에 의해 형성된 칩 주변 공간을 채우도록 형성된다. 상기 파장변환부재(300)의 상면과 상기 격벽(700)의 상단면은 동일 평면상에 있는 것이 바람직하다. 상기 파장변환부재(300)가 격벽(700)에 의해 한정된 칩 수용 공간 내에 채워져 형성되는 것을 제외하면, 파장변환부재(300)의 형성 방식이나 파장변환부재(300)를 구성하는 재료는 앞선 실시예 1을 그대로 따를 수 있다. 단계 S140에서는 상기 임시 지지 시트(200)가 파장변환부재(300)의 하부면, 상기 격벽(700)들을 하단면 및 상기 플립타입 LED칩(100)들의 하부면으로부터 제거된다. 상기 임시 지지 시트(200)가 제거됨으로써, 상기 플립타입 LED칩(100)의 하부면에 존재하는 제1 도전성 접속 영역과 제2 도전성 접속 영역이 외부로 노출된다. 그리고, 단계 S140에서는 상기 플립타입 LED칩(100)의 하부면에, 특히, 상기 하부면의 제1 도전성 접속 영역과 제2 도전성 접속 영역에 제1 전극 패드(162)와 제2 전극 패드(164)가 형성된다. 제1 전극 패드(162)와 제2 전극 패드(164)의 구조 및 형성 방식은 앞선 제1 실시예와 같을 수 있다.
단계 S150에서는 이웃하는 플립타입 LED칩들(100, 100) 사이 각각에서 상기 격벽(700)의 상단과 하단을 지나는 커팅라인을 따라 상기 격벽(700)이 절단된다. 이에 의해, 상기 격벽(700)들 각각은 원래 두께의 1/2 두께를 갖는 격벽(700)들로 분할된다. 그리고, 복수개의 CSP LED(1)가 얻어진다.
각각 CSP LED(1)는, 도 4에 잘 도시된 바와 같이, 파장변환부재(300), 상기 파장변환부재(300)에 의해 상면 및 측면들이 덮여진 하나의 플립타입 LED칩(100)과, 상기 파장변환부재(300)의 외측면을 둘러싸는 격벽(700)들로 구성되고, 상기 플립타입 LED칩(100)의 하부면에는 상기 파장변환부재(300)의 하부면과 상기 격벽(700)의 하단면보다 아래로 더 돌출되어 있는 제1 전극 패드(162)와 제2 전극 패드(164)가 형성되어 있다. 플립타입 LED칩(100)의 구조는 앞선 실시예 1과 같을 수 있다.
[제3 실시예]
도 5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 CSP LED 제조방법은, 제1 도전성 접속 영역과 제2 도전성 접속 영역을 하부면에 포함하고 상기 제1 도전성 접속 영역과 제2 도전성 접속 영역에 제1 전극 패드(162)와 제2 전극 패드(164)가 형성되어 있는 복수개의 플립타입 LED칩(100)을 준비하는 단계와, 상기 제1 전극 패드(162)와 제2 전극 패드(164)의 노출면들(측면들과 하부면들) 모두를 덮으며 복수개의 플립타입 LED칩(100)을 일정 배열로 지지하는 임시 지지층(202)을 형성하는 단계 S32를 포함한다. 상기 임시 지지층(202)의 형성 전에 제1 전극 패드(162)와 제2 전극 패드(164)에 의해 가려진 제1 접속 영역 및 제2 접속 영역을 제외한 플립타입 LED칩(100)들의 모든 면들을 덮는 희생 지지층(201)이 형성되고 그 희생 지지층(201) 상에 상기 제1 전극 패드(162)와 제2 전극 패드(164)의 노출면 모두를 덮고 상기 플립타입 LED칩(100)들을 지지하는 임시 지지층(202)이 형성된다. 이때, 상기 임시 지지층(202)은 상기 플립타입 LED칩(100)들의 하부면과 동일 평면상에 있는 상면과 상기 상면으로부터 일정 깊이 함몰되어 상기 제1 전극 패드(162) 및 상기 제2 전극 패드(164)가 묻히는 리세스(recess)를 포함한다. 상기 임시 지지층(202)이 형성되고 나면, 상기 희생 지지층(201)은 예컨대 식각 공정 등과 같은 다양한 공정에 의해 제거된다.
또한, 본 실시예에 따른 CSP LED 제조방법은, 상기 복수개의 플립타입 LED칩(100)들의 상면과 측면들을 모두 덮는 파장변환부재(300)를 상기 임시 지지층(202) 상에 형성하는 단계 S33와, 상기 임시 지지층(202)을 제거하는 단계 S34를 포함한다. 상기 임시 지지층(202)의 제거에는 예컨대 식각 공정과 같은 다양한 공정이 이용될 수 있다.
상기 임시 지지층(202)이 제거되면, 상기 플립타입 LED칩(100)의 하부면과 파장변환부재(300)의 하부면과 상기 제1 전극 패드(162)의 측면 및 상기 제2 전극 패드(164)의 측면이 외부로 노출된다. 그리고, 상기 제1 전극 패드(162) 및 상기 제2 전극 패드(164)는 상기 플립타입 LED칩(100)의 하부면과 파장변환부재(300)의 하부면으로부터 더 아래로 돌출된다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 CSP LED 제조방법은, 이웃하는 플립타입 LED칩들(100, 100) 사이 각각에서 상기 파장변환부재(200)를 절단하는 단계 S35를 포함한다. 단계 S34와 단계 S35의 순서는 서로 바뀔 수 있다.
100……………………………………플립타입 LED칩
162……………………………………제1 전극 패드
164……………………………………제2 전극 패드
200……………………………………임시 지지 시트
300……………………………………파장변환부재
700……………………………………격벽

Claims (20)

  1. 기판 및 상기 기판의 하부에 형성된 반도체 적층구조를 포함하며, 상기 반도체 적층구조의 하부에 제1 도전성 접속 영역과 제2 도전성 접속 영역이 형성된 복수개의 플립타입 LED칩들을 준비하는 단계;
    상기 복수개의 플립타입 LED칩들의 상기 제1 도전성 접속 영역과 상기 제2 도전성 접속 영역을 임시 지지 시트에 배열하는 단계;
    상기 임시 지지 시트 상에 상기 기판과 상기 반도체 적층구조의 측면을 둘러싸는 측면부, 상기 측면부보다 상측에서 상기 기판의 상면을 덮는 중간부 및 상기 중간부보다 상측에 위치하는 상면부를 포함하는 파장변환부재를 형성하는 단계; 및
    상기 임시 지지 시트를 제거하고 상기 플립타입 LED칩들의 제1 도전성 접속 영역 및 제2 도전성 접속 영역에 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 전극 패드 및 상기 제2 전극 패드는 상기 파장변환부재의 하부면보다 아래로 더 돌출되며,
    상기 파장변환부재는 상기 측면부, 상기 중간부 및 상기 상면부를 모두 포함하도록 한번의 성형에 의해 형성되며,
    상기 측면부와 상기 중간부는 형광체와 수지가 혼합되어 있는 부분이고, 상기 상면부는 형광체가 일정 깊이 가라앉은 후 상기 파장변환부재를 굳혀 형광체 없이 수지만 층 형태를 이루는 부분인 것을 특징으로 하는 CSP LED 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 파장변환부재를 절단하는 단계를 더 포함하며, 상기 파장변환부재를 절단하는 단계는 상기 제1 전극 패드와 상기 제2 전극 패드를 형성한 후에 수행되는 것을 특징으로 하는 CSP LED 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 복수개의 플립타입 LED칩들을 준비하는 단계는, 상기 제1 도전성 접속 영역과 상기 제2 도전성 접속 영역을 전기적으로 분리하고 상기 제1 도전성 접속 영역 및 상기 제2 도전성 접속 영역과 동일 평면상에 형성되는 전기 절연성 영역을 포함하도록, 상기 플립타입 LED칩들을 형성하는 것을 특징으로 하는 CSP LED 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 반도체 적층구조는 상기 기판으로부터 멀어지는 방향을 향해 차례로 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층 및 전기 절연층을 포함하며, 상기 제1 도전성 접속 영역은 상기 플립타입 LED칩들 각각의 상기 전기 절연층, 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층과 접속하는 제1 도전체의 하단면에 의해 한정되고, 상기 제2 도전성 접속 영역은 상기 전기 절연층을 관통하여 상기 제2 도전형 반도체층과 접속하는 제2 도전체의 하단면에 의해 한정된 것을 특징으로 하는 CSP LED 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 파장변환부재를 형성하는 단계는 1 종 이상의 형광체와 봉지재의 혼합물을 상기 임시 지지 시트 상에서 몰딩하여 성형하는 것을 특징으로 하는 CSP LED 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 파장변환부재의 상면부는 상기 파장변환부재의 전체의 10% 미만의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 CSP LED 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 파장변환부재의 하부면과 상기 플립타입 LED칩들의 하부면이 동일 평면상에 있는 것을 특징으로 하는 CSP LED 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서, 이웃하는 플립타입 LED칩들 사이 각각에서 상기 파장변환부재를 절단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CSP LED 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 플립타입 LED칩들을 배열하는 단계 전 또는 후에, 상기 임시 지지 시트 상에 칩 주변 공간을 구획하는 격벽들을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 파장변환부재를 형성하는 단계는 상기 복수개의 플립타입 LED칩들의 상면과 측면들을 모두 덮도록 그리고 상기 격벽에 의해 형성된 칩 주변 공간을 채우도록 상기 파장변환부재를 형성하는 것을 특징으로 하는 CSP LED 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 이웃하는 플립타입 LED칩들 사이 각각에서 상기 격벽의 상단과 하단을 지나는 커팅라인을 따라 상기 격벽을 절단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CSP LED 제조방법.
  11. 기판 및 상기 기판 하부에 반도체 적층구조를 포함하며, 상기 반도체 적층구조의 하부에 제1 도전성 접속 영역과 제2 도전성 접속 영역이 형성되고 상기 제1 도전성 접속 영역과 제2 도전성 접속 영역에 제1 전극 패드와 제2 전극 패드가 형성된 복수개의 플립타입 LED칩들을 준비하는 단계;
    상기 플립타입 LED칩들을 일정 배열로 지지하고, 상기 제1 전극 패드와 상기 제2 전극 패드의 노출면들 모두를 덮는 임시 지지층을 형성하는 단계;
    상기 임시 지지층 상에 상기 기판과 상기 반도체 적층구조의 측면을 둘러싸는 측면부, 상기 측면부보다 상측에서 상기 기판의 상면을 덮는 중간부 및 상기 중간부보다 상측에 위치하는 상면부를 포함하는 파장변환부재를 형성하는 단계; 및
    상기 파장변환부재의 하부면과 상기 플립타입 LED칩들의 하부면으로부터 상기 임시 지지층을 제거하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 전극 패드 및 상기 제2 전극 패드는 상기 파장변환부재의 하부면보다 아래로 더 돌출되며,
    상기 파장변환부재는 상기 측면부, 상기 중간부 및 상기 상면부를 모두 포함하도록 한번의 성형에 의해 형성되며,
    상기 측면부와 상기 중간부는 형광체와 수지가 혼합되어 있는 부분이고, 상기 상면부는 형광체가 일정 깊이 가라앉은 후 상기 파장변환부재를 굳혀 형광체 없이 수지만 층 형태를 이루는 부분인 것을 특징으로 하는 CSP LED 제조방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 이웃하는 플립타입 LED칩들 사이 각각에서 상기 파장변환부재를 절단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CSP LED 제조방법.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 임시 지지층의 형성 전에 상기 제1 전극 패드와 상기 제2 전극 패드에 의해 가려진 상기 제1 도전성 접속 영역 및 상기 제2 도전성 접속 영역을 제외한 상기 플립타입 LED칩들의 모든 면들을 덮는 희생 지지층이 형성되며, 상기 임시 지지층은 상기 제1 전극 패드와 제2 전극 패드의 노출면 모두를 덮도록 상기 희생 지지층 상에 형성되며, 상기 파장변환부재를 상기 임시 지지층 상에 형성하기 전에, 상기 희생 지지층이 제거되는 것을 특징으로 하는 CSP LED 제조방법.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 복수개의 플립타입 LED칩들을 준비하는 단계는 상기 제1 도전성 접속 영역과 상기 제2 도전성 접속 영역을 전기적으로 분리하고, 상기 제1 도전성 접속 영역 및 상기 제2 도전성 접속 영역과 동일 평면상에 형성되는 전기 절연성 영역을 포함하도록 상기 플립타입 LED칩들을 형성하는 것을 특징으로 하는 CSP LED 제조방법.
  15. 청구항 11에 있어서, 상기 반도체 적층구조는 상기 기판으로부터 멀어지는 방향을 향해 차례로 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층 및 전기 절연층을 포함하며, 상기 제1 도전성 접속 영역은 상기 플립타입 LED칩들 각각의 상기 전기 절연층, 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층과 접속하는 제1 도전체의 하단면에 의해 한정되고, 상기 제2 도전성 접속 영역은 상기 전기 절연층을 관통하여 상기 제2 도전형 반도체층과 접속하는 제2 도전체의 하단면에 의해 한정된 것을 특징으로 하는 CSP LED 제조방법.
  16. 청구항 11에 있어서,상기 파장변환부재의 상면부는 상기 파장변환부재의 전체 두께의 10% 미만의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 CSP LED 제조방법.
  17. 기판 및 상기 기판의 하부에 형성된 반도체 적층구조를 포함하며 상기 반도체 적층구조의 하부에 제1 도전성 접속 영역과 제2 도전성 접속 영역이 형성된 플립타입 LED칩;
    상기 기판과 상기 반도체 적층구조의 측면을 둘러싸는 측면부, 상기 측면부보다 상측에서 상기 기판의 상면을 덮는 중간부 및 상기 중간부보다 상측에 위치하는 상면부를 포함하는 파장변환부재; 및
    상기 제1 도전성 접속 영역 및 상기 제2 도전성 접속 영역에 각각 형성되며, 상기 플립타입 LED칩의 하부면 및 상기 파장변환부재의 하부면보다 더 아래로 돌출된 제1 전극패드 및 제2 전극패드를 포함하며,
    상기 파장변환부재는 상기 측면부, 상기 중간부 및 상기 상면부를 모두 포함하도록 한번의 성형에 의해 형성되며,
    상기 측면부와 중간부는 형광체와 수지가 혼합되어 있는 부분이고, 상기 상면부는 형광체 없이 수지만 포함하고 상기 파장변환부재의 전체 두께의 10% 미만의 두께를 갖는 부분이며, 상기 상면부는 형광체가 일정 깊이 가라앉은 후 상기 파장변환부재를 굳혀 형광체 없이 수지만 층 형태를 이루는 부분인 것을 특징으로 하는 CSP LED
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 제1 도전성 접속 영역과 상기 제2 도전성 접속 영역을 전기적으로 분리하고 상기 제1 도전성 접속 영역 및 상기 제2 도전성 접속 영역과 동일 평면상에 형성되는 전기 절연성 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CSP LED.
  19. 청구항 17에 있어서, 상기 반도체 적층구조는 상기 기판으로부터 멀어지는 방향을 향해 차례로 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층 및 전기 절연층을 포함하며, 상기 제1 도전성 접속 영역은 상기 플립타입 LED칩의 상기 전기 절연층, 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층과 접속하는 제1 도전체의 하단면에 의해 한정되고, 상기 제2 도전성 접속 영역은 상기 전기 절연층을 관통하여 상기 제2 도전형 반도체층과 접속하는 제2 도전체의 하단면에 의해 한정된 것을 특징으로 하는 CSP LED.
  20. 청구항 17에 있어서, 상기 파장변환부재의 외측면들을 둘러싸는 격벽들을 더 포함하며, 상기 제1 전극 패드와 상기 제2 전극 패드는 상기 격벽들의 하단면보다 더 아래로 돌출되는 것을 특징으로 하는 CSP LED.
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