KR102333800B1 - 확장형 전극패드를 갖는 픽셀 csp 제조방법 및 그 방법에 의해 제조되는 픽셀 csp - Google Patents

확장형 전극패드를 갖는 픽셀 csp 제조방법 및 그 방법에 의해 제조되는 픽셀 csp Download PDF

Info

Publication number
KR102333800B1
KR102333800B1 KR1020190088764A KR20190088764A KR102333800B1 KR 102333800 B1 KR102333800 B1 KR 102333800B1 KR 1020190088764 A KR1020190088764 A KR 1020190088764A KR 20190088764 A KR20190088764 A KR 20190088764A KR 102333800 B1 KR102333800 B1 KR 102333800B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode pad
pixel
pixel csp
light emitting
csp
Prior art date
Application number
KR1020190088764A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210011631A (ko
Inventor
민재식
이재엽
박재석
조병구
Original Assignee
(주)라이타이저
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)라이타이저 filed Critical (주)라이타이저
Priority to KR1020190088764A priority Critical patent/KR102333800B1/ko
Priority to PCT/KR2020/009631 priority patent/WO2021015540A1/ko
Publication of KR20210011631A publication Critical patent/KR20210011631A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102333800B1 publication Critical patent/KR102333800B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0016—Processes relating to electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/005—Processes relating to semiconductor body packages relating to encapsulations

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 픽셀 CSP 제조방법 및 픽셀 CSP에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 확장형 전극패드를 갖는 픽셀 CSP의 제조방법 및 그 제조방법에 따라 제조된 픽셀 CSP에 관한 것이다.
본 발명의 실시 형태에 따른 확장형 전극패드를 갖는 픽셀 CSP의 제조방법은, 소정 형상의 프레임에 행렬 형태로 배열된 다수의 개구가 형성되고, 상기 다수의 개구에 발광 소자를 포함하는 하나 이상의 픽셀 CSP를 형성하는, 픽셀 CSP 어레이 형성 단계; 및 상기 픽셀 CSP의 전극패드 측의 상기 프레임 면에 섀도우 마스크를 부착하여 상기 전극패드로부터 확장된 영역으로 금속을 증착하는, 확장 금속증착 단계;를 포함하여 이루어진다.

Description

확장형 전극패드를 갖는 픽셀 CSP 제조방법 및 그 방법에 의해 제조되는 픽셀 CSP{METHOD FOR MANUFACTURING PIXEL CHIP SCALE PACKAGE WITH EXTENDED ELECTRODE PAD AND PIXEL CHIP SCALE PACKAGE MANUFACTURED BY THAT METHOD}
본 발명은 픽셀 CSP 제조방법 및 픽셀 CSP에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 확장형 전극패드를 갖는 픽셀 CSP의 제조방법 및 그 제조방법에 따라 제조된 픽셀 CSP에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류가 인가되면 광을 방출하는 발광 소자 중 하나이다. 발광 다이오드는 저 전압으로 고효율의 광을 방출할 수 있어 에너지 절감 효과가 뛰어나다. 최근, 발광 다이오드의 휘도 문제가 크게 개선되어, 액정표시장치의 백라이트 유닛(Backlight Unit), 전광판, 표시기, 가전 제품 등과 같은 각종 기기에 적용되고 있다.
마이크로 발광 다이오드(μ-LED)의 크기는 1 ~ 100μm 수준으로 매우 작고, 40 인치(inch)의 디스플레이 장치를 구현하기 위해서는 대략 2,500만개 이상의 픽셀이 요구된다.
따라서, 40 인치의 디스플레이 장치를 하나 만드는데 단순한 픽앤플레이스(Pick & Place) 방법으로는 시간적으로 장시간이 소요되는 문제가 있기 때문에 대량으로 짧은 시간 내에 다수의 발광 다이오드를 전사하는 방식들이 개발되고 있는 실정이다.
일반적으로 마이크로 LED는 그 크기가 30㎛ * 30㎛ 내지 100㎛ * 100㎛인 LED를 의미하며, 백라이트 광원, 표시 광원, 디스플레이 장치 등에 응용된다.
마이크로 LED를 디스플레이 화소로 적용하기 위해서는 적색, 녹색, 청색 마이크로 LED 소자 어레이를 디스플레이용 타겟기판으로 고속으로 대량 전사하여 집적하는 기술이 필요하다.
크기가 상대적으로 큰 기존 밀리미터 단위의 LED 패키지는 SMT 장비나 다이 본더(die bonder)로 LED 패키지를 이송하는 것이 가능하나, 이러한 기존의 전사 장비 및 기술은 크기가 작은 마이크로 LED 칩을 타겟 기판에 정확하게 전사 또는 픽앤플레이스 할 수 있을 만큼의 정확도가 높지 않다.
또한, 마이크로 LED를 이용하여 디스플레이 타겟 기판에 전사하는 것은 수십~수백만개 수준의 대량의 마이크로 LED chip을 고속으로 전사할 필요가 있으므로 이에 대한 대응 기술이 반드시 필요하다.
이에 대해 대한민국 등록특허 10-1993863에는 'LED 집적 모듈 및 LED 집적 모듈의 제조방법'이 개시된다.
대한민국 등록특허 10-1993863는 마이크로 단위의 LED 칩을 전사하기 위한 방법으로 LED 칩의 전극패드를 확장시키는 개념을 도입하여 확장 형성된 전극패드를 갖는 LED 집적 모듈을 개시하고 있다.
하지만, 대한민국 등록특허 10-1993863는 다음과 같은 문제점을 내포하고 있다.
우선, 전극패드를 확장시켜 후속 공정의 용이성을 도모하였지만, LED 칩이 형성된 영역의 크기에 대해 3배~5배의 거리까지 확장 형성된 전극패드부를 형성시킴으로써 실질적으로 마이크로 단위의 LED 칩이 밀리미터 단위의 크기로 확대되는 문제를 가지고 있다.
또한, 마이크로 단위의 LED 칩이 밀리미터 단위의 크기로 실질적으로 확대됨으로써, 디스플레이 타겟 기판에 전사될 때 개별 LED 칩간 피치가 증가되어 오히려 Resolution의 저하를 가져오는 문제점이 있다.
또한, LED 칩의 전극이 형성된 제1 영역으로부터 일정거리 이격된 제2 영역에 확장된 전극전극패드부가 형성됨으로써, 제1 영역에 위치한 LED 칩 전극과 제2 영역에 위치한 확장 형성된 전극패드부의 전기적인 연결을 위해 6개의 도선들이 각각 연결되어야 하는 구조이므로, 마이크로 단위의 LED 칩에 적합하지 않으며 하나의 LED 칩에 6개의 도선이 추가되므로 수십~수백만개의 마이크로 칩이 어레이되는 경우는 매우 많은 도선이 추가되므로 단선이나 불량의 문제들이 그대로 노출될 수 밖에 없는 구조라는 데 한계가 있다.
대한민국 등록특허 10-1993863
본 발명의 구성에 따라 해결하고자 하는 과제는, 디스플레이 혹은 장치를 구성할 때 기존의 칩 단위의 표면실장 공정에서, 패드 사이즈가 칩의 크기(패드크기 < 칩 크기/2)보다 작아 전기적 연결의 문제를 야기했다. 반면에 본 발명은 패드 확장이 가능한 픽셀 CSP 단위로 표면실장 공정을 진행함으로써, 패드 사이즈를 칩의 크기(패드크기 > 칩 크기)보다 크게 하여 전기적 연결의 문제를 해결하고자 한다. 즉, 수십 um영역의 마이크로 LED 전기적 연결 공정을 수백 um영역의 픽셀 CSP 전기적 연결 공정으로 스케일 업(Scale up)하고자 하는 데 있다.
또한, 디스플레이 장치에 표면실장 공정 시 전극간 Open 불량을 방지하고, Alignment 마진 확보를 높여 대면적의 디스플레이 장치를 신속하게 제조할 수 있는 픽셀 CSP 제조 방법 및 픽셀 CSP를 제공하는 데 있다.
또한, 디스플레이 패널 위에 패드 확장이 가능한 픽셀 CSP 단위로 표면실장 공정을 진행함으로써, 수십 um영역의 마이크로 LED 전기적 연결 공정을 수백 um영역의 픽셀 CSP 전기적 연결 공정으로 스케일 업(Scale up)하고자 하는 데 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시 형태에 따른 본 발명의 실시 형태에 따른 확장형 전극패드를 갖는 픽셀 CSP의 제조방법은, 소정 형상의 프레임에 행렬 형태로 배열된 다수의 개구가 형성되고, 상기 다수의 개구에 발광 소자를 포함하는 하나 이상의 픽셀 CSP를 형성하는, 픽셀 CSP 어레이 형성 단계; 및 상기 픽셀 CSP의 전극패드 측의 상기 프레임 면에 섀도우 마스크를 부착하여 상기 전극패드로부터 확장된 영역으로 금속을 증착하는, 확장 금속증착 단계;를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 픽셀 CSP 어레이 형성 단계는, 상기 프레임 아래에 상기 다수의 개구 각각의 하부 개구를 막도록 기판을 배치하는, 기판 배치 단계; 상기 다수의 개구 내부의 상기 기판 상에 상기 다수의 발광 소자를 배치하는, 발광 소자 형성 단계; 상기 다수의 발광 소자를 인캡슐레이션하는 보호층을 상기 다수의 개구 내부에 충진 및 경화시키는, 보호층 형성 단계; 및 상기 기판을 제거하는, 기판 제거 단계;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 섀도우 마스크를 제거하는, 섀도우 마스크 제거 단계; 및 상기 프레임을 제거하는, 프레임 제거 단계;를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 확장 금속증착 단계 전에 상기 섀도우 마스크가 배치되는 반대측의 상기 프레임 면에 보호필름을 부착하는, 보호필름 부착단계;를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 확장된 영역은, 하나의 상기 픽셀 CSP 내에서, 발광 소자 각각의 전극패드로부터 연장되고, 인접 확장된 영역과 교차되지 않는 영역인 것을 특징으로 하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 프레임의 다수의 개구 간 간격은, 전사될 대상 기판의 픽셀 CSP 어레이 간 간격과 동일한 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 확장형 전극패드를 갖는 픽셀 CSP는, 상술한 확장형 전극패드를 갖는 픽셀 CSP 제조방법에 의해 제작될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 확장형 전극패드를 갖는 픽셀 CSP는, 하나의 상기 픽셀 CSP 내에서, 발광 소자 각각의 전극패드로부터 연장되고, 상기 발광 소자의 인접 발광 소자의 전극패드와 교차되지 않는 영역에 형성된 확장형 전극패드를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 픽셀 CSP는 소정 형상의 프레임의 개구에 형성되고, 상기 확장형 전극패드는 상기 프레임에 섀도우 마스크를 부착하여 상기 전극패드로부터 확장된 영역으로 금속을 증착하여 형성될 수 있다.
여기서, 상기 픽셀 CSP는 발광 소자를 인캡슐레이션하여 상기 개구 내부를 충진 및 경화시키는 보호층을 포함할 수 있다.
실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 사용하면, 디스플레이 패널 위에 패드 확장이 가능한 픽셀 CSP 단위로 표면실장 공정을 진행함으로써, 수십 um영역의 마이크로 LED 전기적 연결 공정을 수백 um영역의 픽셀 CSP 전기적 연결 공정으로 스케일 업(Scale up)함으로써 전기적 open 등의 불량을 최소화 할 수 있다.
또한 디스플레이 장치에 표면실장 공정 시 픽셀 CSP 패드와 디스플레이 패널 패드 간의 Alignment 마진 확보를 높여 전기적 불량을 최소화하고, 대면적의 디스플레이 장치를 신속하게 제조할 수 있는 픽셀 CSP 제조 방법 및 픽셀 CSP를 제공하는 데 있다.
도 1의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시 형태에 따른 확장형 전극패드를 갖는 픽셀 CSP의 제조 방법에 사용되는 전사 프레임을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 7은 전사 프레임에 픽셀 CSP 어레이를 형성하는 단계를 상세하게 설명하기 위한 도면들이다.
도 8 내지 도 11은 전사 프레임에 형성된 픽셀 CSP 어레이에서 각 픽셀 CSP에서의 전극패드를 확장시키는 단계를 상세하게 설명하기 위한 도면들이다.
도 12는 확장 전극패드를 포함한 픽셀 CSP의 측면도와 평면도를 도시한 것이다.
실시 형태의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치는 전사 프레임에 픽셀 CSP 어레이(Pixel CSP Array)를 형성하는 단계, 전사 프레임에 형성된 픽셀 CSP 어레이를 캐리어 기판으로 1차 전사하는 단계 및 캐리어 기판에 전사된 픽셀 CSP 어레이를 디스플레이 패널로 2차 전사하는 단계로 이루어질 수 있다.
여기서, 픽셀 CSP 어레이를 캐리어 기판으로 1차 전사하기 전에 픽셀 CSP 어레이를 형성하는 단계에서, 픽셀 CSP의 전극패드를 확장하여 확장형 전극패드부를 형성한 CSP를 제조하여 디스플레이 패널로 전사하는 공정시 전극간 Open 불량을 방지하고, Alignment 마진 확보를 높여 대면적의 디스플레이 장치를 제조할 수 있는 확장형 전극패드를 갖는 픽셀 CSP를 제공한다.
도 1의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시 형태에 따른 확장형 전극패드를 갖는 픽셀 CSP의 제조 방법에 사용되는 전사 프레임을 설명하기 위한 도면으로서, 도 1의 (a)는 전사 프레임(200)의 사시도이고, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에서 일부를 확대한 평면도이고, 도 1의 (c)는 도 1의 (b)의 단면도이다.
도 1의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 전사 프레임(100)은 판 형상을 가지며, 상면과 하면 및 다수의 측면들을 포함한다.
전사 프레임(100)은 평평한 판 형상일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 소정의 곡률을 갖는 판 형상일 수도 있다.
전사 프레임(100)이 평평한 판 형상을 가질 경우, 전사 프레임(100)을 수평 프레임이라 명명될 수 있다.
전사 프레임(100)은 다수의 개구(110)를 갖는다.
각 개구(110)는 전사 프레임(100)의 상면과 하면을 관통하도록 형성되며, 다수의 개구(110)는 다수의 행과 열 방향으로 전사 프레임(100)에 어레이 형태로 배열될 수 있다.
다수의 개구(110) 사이의 간격(picth)은, 향후 디스플레이 장치 제조에 따라 디스플레이 패널 상에 형성된 픽셀 CSP 어레이의 간격과 동일할 수 있다.
전사 프레임(100)의 개구(110)의 크기는, 픽셀 CSP 크기와 대응될 수 있다.
예를 들어, 전사 프레임(100)의 개구(110)의 가로(W)*세로(h)*두께(t)는 30*30*10 (μm) ~ 1000*1000*500 (μm)일 수 있다.
전사 프레임(100)의 개구(110)의 상부 개구와 하부 개구의 형상은 사각형일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며 원, 타원, 다각형일 수 있다.
또한, 상부 개구와 하부 개구의 형상이 서로 다를 수도 있으며, 크기도 서로 다를 수 있다.
전사 프레임(100)의 개구(110)의 입체 구조는 육면체 형상의 빈 공간일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 개구(110)의 형상이 원통 형상의 빈 공간일 수도 있고, 타원통 형상의 빈 공간일 수도 있으며, 다각통 형상의 빈 공간일 수 있고, 다면체 형상의 빈 공간일 수도 있다.
전사 프레임(100)의 재질은 단단한 재질로서, 예를 들어, 금속(Metal), 세라믹(Ceramic), 레진(resin), 플라스틱(Plastic) 중 어느 하나 또는 이들의 조합일 수 있다.
전사 프레임(100)의 두께(t)는 10 (μm) ~ 500 (μm) 일 수 있다.
도 2 내지 도 7은 전사 프레임에 픽셀 CSP 어레이를 형성하는 단계를 상세하게 설명하기 위한 도면들이다.
도 2는 도 1에 도시된 전사 프레임(100)의 다수의 개구(110) 중 어느 하나의 단면도를 개략적으로 그린 것이다.
도 2를 참조하면, 전사 프레임(100)의 상면과 하면 중 어느 일 면(도 2에서는 하면)에 기판(200)을 형성한다.
전사 프레임(100) 아래에 기판(200)이 형성됨에 따라, 개구(110)의 하부 개구가 기판(200)에 의해 막히게 된다.
개구(110)와 기판(200)에 의해 픽셀 CSP가 형성될 수 있는 공간이 마련될 수 있다.
다음으로, 도 3을 참조하면, 개구(110) 내부의 기판(200) 상에 다수의 발광 소자(300R, 300G, 300B)를 배치한다.
여기서, 다수의 발광 소자(300R, 300G, 300B) 각각의 전극패드가 기판(200)의 상면에 접촉되도록 배치될 수 있다.
다수의 발광 소자(300R, 300G, 300B)는 제1 발광 소자(300R), 제2 발광 소자(300G) 및 제3 발광 소자(300B)를 포함할 수 있다.
제1 발광 소자(300R)은 적색 광을 방출하는 적색 발광 칩일 수 있고, 제2 발광 소자(300G)는 녹색 광을 방출하는 녹색 발광 칩일 수 있으며, 제3 발광 소자(300B)는 청색 광을 방출하는 청색 발광 칩일 수 있다.
각 발광 소자(300R, 300G, 300B)는 와이어가 불필요한 플립 칩 구조를 가질 수 있으며, 각 발광 소자(300R, 300G, 300B)는 각자가 특정 파장의 광을 방출할 수도 있고, 내부에 포함된 형광물질 또는 퀀텀닷에 의해 특정 파장의 광이 방출될 수도 있다.
또한, 각 발광 소자(300R, 300G, 300B)는 CSP(Chip Scale Package)일 수 있다. CSP(Chip Scale Package)는 칩 크기에 가까운 소형 패키지를 총칭하는 것으로서, 칩 외형을 보호하는 리드프레임과 전기적 연결을 위한 와이어가 존재하지 않는 베어 칩에 가까운 크기의 패키지이다.
또한 칩의 면적이 패키지 면적의 80% 이상일 때 CSP라 한다. 각 발광 소자(300R, 300G, 300B)가 CSP일 경우, 특정 파장의 광을 방출하는 플립 칩과 플립 칩을 덮는 형광체로 구성될 수도 있다.
플립 칩에서 방출되는 광이 형광체를 여기시켜 특정 파장의 광이 방출될 수 있다.
개구(110) 내부에 배치된 다수의 발광 소자(300R, 300G, 300B)는 하나의 픽셀 CSP(300)에 포함될 수 있다.
하나의 픽셀 CSP(300)는 디스플레이 패널에서 다양한 색상을 방출하는 하나의 픽셀로 기능할 수 있다.
다음으로, 도 4를 참조하면, 개구(110) 내부에 보호층(400)을 충진하고, 보호층(400)을 경화시킨다.
보호층(400)은 전기적으로 절연성을 갖는 물질일 수 있다. 예를 들어, 실리콘, 에폭시, 레진, 폴리머 등의 투명한 물질일 수 있다.
하나의 픽셀 CSP(300)는 보호층(400)을 포함할 수 있다.
즉, 하나의 픽셀 CSP(300)는 다수의 발광 소자(300R, 300G, 300B)와 다수의 발광 소자(300R, 300G, 300B)를 인캡슐레이션하는 보호층(400)을 포함할 수 있다.
경화된 보호층(400)의 형상 또는 하나의 픽셀 CSP(300)의 형상은 전사 프레임(100)의 개구(110)의 형상에 대응된다.
따라서, 보호층(400)의 형상 또는 하나의 픽셀 CSP(300)의 형상은 전사 프레임(100)의 개구(110)의 형상에 따라 달라질 수 있다.
보호층(400)의 형상 또는 하나의 픽셀 CSP(300)의 형상으로부터 전사 프레임(100)의 개구(110)의 형상을 이해할 수 있고, 이를 통해 본 발명의 실시 형태에 따른 확장형 전극패드를 갖는 픽셀 CSP의 제조 방법을 추정할 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하면, 보호층(400)이 경화되면, 기판(200)을 전사 프레임(100)과 보호층(400)으로부터 분리한다.
기판(200)이 분리되면, 픽셀 CSP(300)의 다수의 전극패드(310R, 310G, 310B)가 외부로 노출될 수 있다.
다수의 전극패드(310R, 310G, 310B)는 하나의 픽셀 CSP(300)에 포함된 발광 소자의 개수에 따라 달라질 수 있는데, 예를 들어, 하나의 픽셀 CSP(300)에 포함된 발광 소자의 개수가 3개이면, 각 발광 소자 당 2개의 전극패드가 요구되므로, 총 6개의 전극패드가 형성될 수 있거나 (+)전극이 공통전극일 경우 총 4개의 전극패드가 형성될 수 있다.
전사 프레임(100)의 다수의 개구(110) 각각에 픽셀 CSP(300)를 형성하고, 다수의 개구(110) 별로 보호층(400)을 충진 및 경화시킨 후, 도 5에 도시된 바와 같이 기판(200)을 전사 프레임(100), 다수의 발광 소자(300R, 300G, 300B) 및 보호층(400)으로부터 제거하면, 도 6에 도시된 바와 같이 전사 프레임(100)의 다수의 개구(110)에 다수의 픽셀 CSP(300)을 포함하는 픽셀 CSP 어레이가 형성될 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 3개의 발광 소자를 인캡슐레이션하는 보호층(400P1, 400P2, 400P3)을 포함하는 3개의 픽셀 CSP(300P1, 300P2, 300P3)과 전사 프레임(100)의 일 부분에 대한 단면도이다.
도 7를 참조하면, 제1 픽셀 CSP(300P1)는 제1 보호층(400P1)에 의해 전사 프레임(100)의 제1 개구에 인캡슐레이션되어 있고, 제2 픽셀 CSP(300P2)는 제2 보호층(400P2)에 의해 전사 프레임(100)의 제2 개구에 인캡슐레이션되어 있으며, 제3 픽셀 CSP(300P3)는 제3 보호층(400P3)에 의해 전사 프레임(100)의 제3 개구에 인캡슐레이션된다.
인캡슐레이션은 각 픽셀 CSP의 전극패드를 노출시키고, LED 광원 모듈을 견고하게 지지하며 높은 영률(Young's Modulus)을 가질 수 있으며, LED 셀들로부터 열을 효과적으로 방출하기 위하여 높은 열 전도도를 갖는 물질을 포함할 수 있다.
예를 들어, 인캡슐레이션은 에폭시 수지 또는 실리콘(silicone) 수지일 수 있고, 빛을 반사시키기 위한 광반사성 입자를 포함할 수 있다.
도 8 내지 도 11은 전사 프레임에 형성된 픽셀 CSP 어레이에서 각 픽셀 CSP에서의 전극패드를 확장시키는 단계를 상세하게 설명하기 위한 도면들이다.
도 8를 참조하면, 하나의 픽셀 CSP(300)를 기준으로 도 5와 같이 전극패드(310R, 310G, 301B)가 노출된 상태에서, 전극패드(310R, 310G, 310B)가 형성된 반대측으로 보호필름(500)을 형성한다.
보호필름(500)은 도 6에 도시된 전사 프레임(100)의 전극패드(310R, 310G, 310B)의 반대측에 배치되고, 섀도우 마스크에 의한 금속 증착 공정 중에 픽셀 CSP를 보호하기 위해서 부착될 수 있다.
보호필름(500)은 수지제 필름으로 이루어지고, 특히 한정되지 않으며, 보호필름(500)의 점착력의 범위는 보호하여야 할 기재의 특성이나 기재의 두께에 따라 달라질 수 있으므로, 점착력의 범위가 다양한 범위이며, 가변적일 수 있다.
도 9를 참조하면, 도 8과 같이 보호필름(500)이 형성된 상태에서, 전극패드(310R, 310G, 310B)의 확장을 위한 금속 증착을 위해 노출된 전극패드(310R, 310G, 310B) 상에 섀도우 마스크(600, Shadow Mask)을 위치시킨다.
섀도우 마스크(600)는 확장된 전극패드를 형성하기 위해 금속증착이 필요한 부분(A)에는 노출된 패턴 형상을 갖을 수 있다.
도 10을 참조하면, 섀도우 마스크(600)를 얼라인시킨 상태에서 금속증착이 이루어진 상태를 나타낸다.
금속증착은 전자선 증착(Electron beam evaporation) 또는 스퍼터링 공정으로 증착할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
이때, 사용하는 금속(전극 금속)은 한층 이상의 박막 층으로 구성 될 수 있다. 한 층의 경우, 금(Au, Gold), 은(Ag, Silver), 구리(Cu, Copper), 크롬(Cr, Chromium), 니크롬(NiCr, Nickel Chromium) 또는 티타늄(Ti, Titanium), 파라듐(Pd, Palladium), 알루미늄(Al, Aluminum) 등 일 수 있다.
두 층의 경우, Cr/Au, Ti/Au, Ti/Al 등의 다양한 조합으로 구성해도 좋다. 세 층의 경우, Ti/Cr/Au, Ti/Al/Au 등의 다양한 조합으로 구성해도 좋다.
섀도우 마스크(600)의 개구된 부분을 통해 확장 전극패드(320R, 320G, 320B)가 금속증착에 의해 전극패드(310R, 310G, 310B) 각각의 상면으로 형성될 수 있다.
이러한 상태에서, 도 11과 같이, 섀도우 마스크(600)를 제거하면 기존의 픽셀 CSP의 RGB에 각각 형성된 전극패드(310R, 310G, 310B)로부터 확장된 영역을 갖는 확장 전극패드(320R, 320G, 320B)가 형성될 수 있다.
확장된 영역은 하나의 픽셀 CSP 내에서 확장될 수 있는 제한 영역을 의미하고, 발광 소자(300R, 300G, 300B) 각각의 전극패드(310R, 310G, 310B)로부터 연장되는 영역으로서, 인접된 확장된 영역과 서로 교차되지 않는 영역인 것을 의미한다.
도 11의 공정에서 보호필름(500)을 픽셀 CSP(300)으로부터 제거하면, 행렬로 배열된 다수의 픽셀 CSP(300) 특히 다수의 발광소자(300R, 300G, 300B)의 전극패드(310R, 310G, 310B)로부터 그 크기가 확대된 확장 전극패드(320R, 320G, 320B)를 갖는 픽셀 CSP(300) 어레리 및 각각의 하나의 픽셀 CSP(300)를 얻을 수 있다.
확장 전극패드(320R, 320G, 320B)를 갖는 픽셀 CSP(300) 어레이 및 각각의 하나의 픽셀 CSP(300)은 디스플레이 패널에 전사되어 대형 표시장치를 구현할 수 있다.
도 12는 확장 전극패드를 포함한 픽셀 CSP의 측면도와 평면도를 도시한 것이다.
도 12의 (A)는 측단면도이고, (B)는 평면도를 예시로서 보인 도면이다.
도시된 바와 같이, 측면이나 평면 기준에서 발광 소자(300R, 300G, 300B)의 전극패드(310R, 310G, 310B)는 확장 전극패드(320R, 320G, 320B)로 확장된 것을 확인할 수 있으며, 이는 전극 표면적이 그 만큼 확장된 것을 의미하고, 전극 표면적이 넓어진 만큼 전극간 연결 단면적이 넓어질 수 있다는 것을 의미한다.
전극패드(310R, 301G, 310B)와 확장 전극패드(320R, 320G, 320B)는 제1 전극을 의미하고, 전극패드(310R'. 301G'. 310B')와 확장 전극패드(320R'. 320G', 320B')는 제2 전극을 의미한다.
확장 전극패드(320R, 320G, 320B)는 하나의 픽셀 CSP(300) 영역 내에서 사용되지 않은 기존의 잉여 영역을 활용하여 발광 소자(300R, 300G, 300B)에 형성된 전극패드(310R, 310G, 310B)로부터 확대되어 그 단면적이 넓혀진 형태를 갖을 수 있다.
특히, 마이크로 단위의 LED 칩의 경우 그 픽셀단위가 30㎛ * 30㎛ 내지 100㎛ * 100㎛이므로 전극패드의 폭이나 길이 또한 매우 미세하고, 이들을 디스플레이 패널의 기판으로 표면실장 공정 시 전기적 open 등이 발생하여 불량률이 매우 높다.
반면에, 디스플레이 패널 위에 패드 확장이 가능한 픽셀 CSP 단위로 표면실장 공정을 진행함으로써, 수십 um영역의 마이크로 LED 전기적 연결 공정을 수백 um영역의 픽셀 CSP 전기적 연결 공정으로 스케일 업(Scale up)함으로써 전기적 open 등의 불량을 최소화 할 수 있다.
또한 디스플레이 장치에 표면실장 공정 시 픽셀 CSP 패드와 디스플레이 패널 패드 간의 Alignment 마진 확보를 높여 전기적 불량을 최소화하고, 대면적의 디스플레이 장치를 신속하게 제조하는 것이 가능하다.
이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 전사 프레임
200: 기판
300: 픽셀 CSP
400: 보호층
500: 보호필름
600: 섀도우 마스크

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 하나의 픽셀 CSP 내에서, 다수의 발광 소자 각각의 전극패드로부터 연장되고, 상기 발광 소자의 인접 발광 소자의 전극패드와 서로 교차되지 않는 영역에 형성된 확장형 전극패드를 포함하고,
    상기 확장형 전극패드는, 상기 하나의 픽셀 CSP 내에서 상기 다수의 발광 소자를 인캡슐레이션하는 보호층 상에 형성되고,
    상기 픽셀 CSP는 소정 형상의 프레임의 개구에 형성되고,
    상기 확장형 전극패드는 하나의 상기 픽셀 CSP 내의 각각에서 상기 발광 소자 각각의 전극패드측의 상기 프레임 면에 섀도우 마스크를 부착하여 상기 전극패드로부터 확장된 영역으로 금속을 증착하여 형성되는, 확장형 전극패드를 갖는 픽셀 CSP.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프레임의 다수의 개구 간 간격은 전사될 대상 기판의 픽셀 CSP 어레이 간 간격과 동일한, 확장형 전극패드를 갖는 픽셀 CSP.
  10. 삭제
KR1020190088764A 2019-07-23 2019-07-23 확장형 전극패드를 갖는 픽셀 csp 제조방법 및 그 방법에 의해 제조되는 픽셀 csp KR102333800B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190088764A KR102333800B1 (ko) 2019-07-23 2019-07-23 확장형 전극패드를 갖는 픽셀 csp 제조방법 및 그 방법에 의해 제조되는 픽셀 csp
PCT/KR2020/009631 WO2021015540A1 (ko) 2019-07-23 2020-07-22 확장형 전극패드를 갖는 픽셀 csp 제조방법 및 그 방법에 의해 제조되는 픽셀 csp

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190088764A KR102333800B1 (ko) 2019-07-23 2019-07-23 확장형 전극패드를 갖는 픽셀 csp 제조방법 및 그 방법에 의해 제조되는 픽셀 csp

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210011631A KR20210011631A (ko) 2021-02-02
KR102333800B1 true KR102333800B1 (ko) 2021-12-03

Family

ID=74193562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190088764A KR102333800B1 (ko) 2019-07-23 2019-07-23 확장형 전극패드를 갖는 픽셀 csp 제조방법 및 그 방법에 의해 제조되는 픽셀 csp

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102333800B1 (ko)
WO (1) WO2021015540A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113948620A (zh) * 2021-09-23 2022-01-18 佛山市国星半导体技术有限公司 一种集成式微型led芯片及其制作方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007123905A (ja) * 2005-10-27 2007-05-17 Lg Innotek Co Ltd 発光ダイオード素子、発光ダイオード素子の製造方法、及び発光ダイオード素子の固着構造
KR101557952B1 (ko) * 2015-03-31 2015-10-08 주식회사 루멘스 발광 소자 패키지 제조 방법 및 발광 소자 패키지 스트립

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011238802A (ja) * 2010-05-11 2011-11-24 Panasonic Corp 発光モジュール及びこれを備えた照明装置
KR101682631B1 (ko) * 2014-12-30 2016-12-05 주식회사 루멘스 발광 소자 패키지와, 발광 소자 패키지 조합과, 발광 소자 패키지 모듈과, 백라이트 유닛 및 조명 장치
KR102572819B1 (ko) * 2016-02-23 2023-08-30 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 발광모듈 제조방법 및 표시장치
KR101993863B1 (ko) 2017-12-29 2019-06-27 (재)한국나노기술원 Led 집적 모듈 및 led 집적 모듈의 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007123905A (ja) * 2005-10-27 2007-05-17 Lg Innotek Co Ltd 発光ダイオード素子、発光ダイオード素子の製造方法、及び発光ダイオード素子の固着構造
KR101557952B1 (ko) * 2015-03-31 2015-10-08 주식회사 루멘스 발광 소자 패키지 제조 방법 및 발광 소자 패키지 스트립

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210011631A (ko) 2021-02-02
WO2021015540A1 (ko) 2021-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112713142B (zh) 发光显示单元及显示装置
US10790267B2 (en) Light emitting element for pixel and LED display module
US8283691B2 (en) Light emitting device package and a lighting device
US10923024B2 (en) LED display module and method of making thereof
US20140027796A1 (en) Optical Device and Method for Manufacturing Same
TW202029525A (zh) 發光二極體封裝元件及發光裝置
JP2005197633A (ja) 高出力発光ダイオードパッケージ及び製造方法
JPH088463A (ja) 薄型ｌｅｄドットマトリックスユニット
WO2021129361A1 (zh) 一种阵列集成微型led芯片及其制作方法
EP2748851B1 (en) Solid-state radiation transducer devices having flip-chip mounted solid-state radiation transducers and associated systems and methods
CN211789018U (zh) 显示面板及具有该显示面板的显示装置
EP4131385A1 (en) Stacked structure, display screen and display device
US20140159075A1 (en) Light-emitting device package and method of manufacturing the same
KR102333800B1 (ko) 확장형 전극패드를 갖는 픽셀 csp 제조방법 및 그 방법에 의해 제조되는 픽셀 csp
CN212011026U (zh) 具有悬臂电极的发光元件、具有其的显示面板及显示装置
KR102174847B1 (ko) 디스플레이 장치의 제조 방법 및 디스플레이 장치
JP2012044034A (ja) 半導体発光装置および半導体発光装置の製造方法
KR102262748B1 (ko) 전극패드의 확장 및 영역 이동을 통한 디스플레이 장치의 제조 방법 및 그 방법에 의해 제조되는 디스플레이 장치
US20220115562A1 (en) Light emitting diode chip and method for manufacturing the same, display device
KR100609971B1 (ko) 발광 소자 패키지 및 그의 제조 방법
KR101490799B1 (ko) 웨이퍼레벨 패키지 구조체, 이를 이용한 ｌｅｄ 및 이의 제조방법
KR102592491B1 (ko) 멀티 픽셀 엘이디 패키지
KR102173094B1 (ko) 디스플레이 장치의 제조 방법 및 디스플레이 장치
KR20210045643A (ko) 확장 패드를 갖는 led 서브 픽셀 csp
KR102626606B1 (ko) 디스플레이 장치의 제조 방법 및 디스플레이 장치

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)