KR102470358B1 - 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 마이크로 엘이디 전사 방법 - Google Patents

마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 마이크로 엘이디 전사 방법 Download PDF

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Abstract

열가소성 폴리이미드 필름의 흡수단이 UV 레이저의 파장보다 큰 것을 이용하는 것에 의해, 레이저 리프트 오프 공정 진행 후 마이크로 엘이디 칩의 분리가 용이해질 수 있는 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 마이크로 엘이디 전사 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름은 글래스 기판 상에 코팅되어 반경화 상태로 존재하고, 카르보닐기, 에테르기, 술폰기 및 아미드기 중 적어도 하나를 갖는 방향족 디아민을 포함하여, 308nm 이상의 흡수단을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 마이크로 엘이디 전사 방법{THERMOPLASTIC POLYIMIDE FILM FOR MICRO LED LIFT-OFF TRANSFER AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME AND MICRO LED TRANSCRIPTION METHOD USING THE SAME}
본 발명은 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 마이크로 엘이디 전사 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열가소성 폴리이미드 필름의 흡수단이 UV 레이저의 파장보다 큰 것을 이용하는 것에 의해, 레이저 리프트 오프 공정 진행 후 마이크로 엘이디 칩의 분리가 용이해질 수 있는 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 마이크로 엘이디 전사 방법에 관한 것이다.
마이크로 엘이디를 이용한 디스플레이 장치를 제조하기 위해서는 다량의 수 마이크로미터 크기의 마이크로 엘이디 칩을 선택적으로 원하는 위치에 정확하게 트랜스퍼(transfer)하는 기술이 중요하다. 여기서, 마이크로 엘이디 칩은 디스플레이 구현시 R, G, B 간의 색 조합을 위해 R(Red), G(Green), B(Blue) 용으로 각각 따로 제작하게 된다.
이러한 마이크로 엘이디 칩의 선택적인 트랜스퍼를 위해서는 레이저 리프트 오프(laser lift-off) 공정을 적용하는 것이 필요하다. 이를 위해, 사파이어 기판 위에서 성장한 마이크로 엘이디 칩을 이종의 기판에 1차적으로 트랜스퍼시킨 후, 레이저 리프트 오프 공정을 이용하여 PCB 기판의 원하는 위치에 선택적으로 트랜스퍼하여 전사시켜야 한다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0097228호(2004.11.17. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 전사 방법 및 액티브 매트릭스 기판 제조 방법이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 열가소성 폴리이미드 필름의 흡수단이 UV 레이저의 파장보다 큰 것을 이용하는 것에 의해, 레이저 리프트 오프 공정 진행 후 마이크로 엘이디 칩의 분리가 용이해질 수 있는 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 마이크로 엘이디 전사 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름은 글래스 기판 상에 코팅되어 반경화 상태로 존재하고, 카르보닐기, 에테르기, 술폰기 및 아미드기 중 적어도 하나를 갖는 방향족 디아민을 포함하여, 308nm 이상의 흡수단을 갖는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 열가소성 폴리이미드 필름은 355 ~ 450nm의 흡수단을 갖는 것이 보다 바람직하다.
아울러, 상기 열가소성 폴리이미드 필름은 140℃ 이하의 유리전이온도(Tg)를 갖는다.
이때, 상기 유리전이온도는 60 ~ 140℃인 것이 보다 바람직하다.
상기 열가소성 폴리이미드 필름은 150℃ 이하의 온도에서 50gf/cm 이상의 접착강도를 갖는다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름 제조 방법은 글래스 기판 상에 열가소성 폴리이미드 수지 조성물을 코팅하는 단계; 및 상기 열가소성 폴리이미드 수지 조성물이 코팅된 글래스 기판을 건조하여, 반경화 상태의 열가소성 폴리이미드 필름을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 열가소성 폴리이미드 필름은 카르보닐기, 에테르기, 술폰기 및 아미드기 중 적어도 하나를 갖는 방향족 디아민을 포함하여, 308nm 이상의 흡수단을 갖는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 열가소성 폴리이미드 필름은 140℃ 이하의 유리전이 온도(Tg)를 갖는다.
아울러, 상기 건조는 150℃ 미만의 온도에서 10 ~ 60분 동안 실시한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 열가소성 폴리이미드 필름을 이용한 마이크로 엘이디 전사 방법은 글래스 기판 상에 코팅된 반경화 상태의 열가소성 폴리이미드 필름을 마이크로 엘이디 칩이 부착된 엘이디 실장 기판과 라미네이팅하는 단계; 상기 엘이디 실장 기판에 부착된 마이크로 엘이디 칩을 열가소성 폴리이미드 필름을 이용하여 글래스 기판으로 이송하는 단계; 및 상기 글래스 기판에 이송된 마이크로 엘이디 칩을 PCB 기판 상부로 정렬시킨 후, UV 레이저를 조사하는 레이저 리프트 오프 공정으로 마이크로 엘이디 칩을 순차적으로 떼어내어 PCB 기판 상에 전사하는 단계;를 포함하며, 상기 열가소성 폴리이미드 필름은 카르보닐기, 에테르기, 술폰기 및 아미드기 중 적어도 하나를 갖는 방향족 디아민을 포함하여, 308nm 이상의 흡수단을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 UV 레이저는 308nm 이상의 파장을 갖는 광이 조사된다.
본 발명에 따른 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 마이크로 엘이디 전사 방법은 열가소성 폴리이미드 필름의 흡수단이 UV 레이저의 파장보다 큰 것을 이용하는 것에 의해, 레이저 리프트 오프 공정 진행 후 마이크로 엘이디 칩의 분리가 용이해질 수 있게 된다.
이를 위해, 본 발명에 따른 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름은 카르보닐기, 에테르기, 술폰기 및 아미드기 중 적어도 하나를 갖는 방향족 디아민을 포함하여, 308nm 이상의 흡수단, 보다 바람직하게는 355 ~ 450nm의 흡수단을 가지면서, 140℃ 이하의 유리전이온도를 갖는 것을 이용하게 된다.
이 결과, 본 발명에 따른 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 마이크로 엘이디 전사 방법은 140℃ 이하의 유리전이온도를 가지면서, 308nm 이상의 흡수단을 갖는 열가소성 폴리이미드 필름을 이용하는 것에 의해, 라미네이팅 공정시 열가소성 폴리이미드 필름이 녹아 고무처럼 유연한 성질을 가짐에 따라 마이크로 엘이디 칩과의 접착력을 향상시킬 수 있게 되고, 레이저 리프트 오프 공정 시에는 UV 레이저에 의해 딱딱한 상태를 유지하게 되므로, 이형성이 향상되어 마이크로 엘이디 칩과의 탈착이 용이해질 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름을 설명하기 위한 모식도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름 제조 방법을 나타낸 공정 순서도.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열가소성 폴리이미드 필름을 이용한 마이크로 엘이디 전사 방법을 나타낸 공정 단면도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 마이크로 엘이디 전사 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름을 설명하기 위한 모식도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름(100)은 글래스 기판(10) 상에 코팅되어 반경화 상태로 존재한다.
이때, 마이크로 엘이디 칩(40)의 선택적인 트랜스퍼를 위해서는 레이저 리프트 오프(laser lift-off) 공정을 적용하는 것이 필요하다. 이를 위해, 엘이디 실장 기판(미도시) 위에서 성장한 마이크로 엘이디 칩(40)을 이종의 글래스 기판(10)에 1차적으로 트랜스퍼시킨 후, 레이저 리프트 오프 공정을 이용하여 PCB 기판(30)의 원하는 위치에 선택적으로 트랜스퍼하여 전사시켜야 한다.
따라서, 열가소성 폴리이미드 필름(100)에 부착된 마이크로 마이크로 엘이디 칩(40)은 UV 레이저를 조사하는 레이저 리프트 오프 공정으로 떼어내어 PCB 기판(30) 상에 전사하는 과정이 필수적으로 수행된다.
아울러, 엘이디 실장 기판 상에서 성장한 마이크로 엘이디 칩(40)을 이종의 글래스 기판(10)에 트랜스퍼시키기 위해서는 낮은 유리전이온도(Tg)를 갖는 열가소성 폴리이미드 필름(100)이 필요하다.
또한, 레이저 리프트 오프 공정시, 점착 및 접착제로 활용되는 열가소성 폴리이미드 필름(100)의 흡수단이 UV 레이저의 파장보다 커야 레이저 리프트 오프 공정 진행 후, 열가소성 폴리이미드 필름(100)으로부터 마이크로 엘이디 칩(40)을 제거하는 것이 용이하다.
즉, 레이저 리프트 오프 공정시, UV 레이저는 308nm 이상의 파장을 갖는 광이 조사된다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름(100)은 308nm 이상의 흡수단, 보다 바람직하게는 355 ~ 450nm의 흡수단을 가져야 레이저 리프트 오프 공정시, 열가소성 폴리이미드 필름(100)으로부터 마이크로 엘이디 칩(40)이 용이하게 떨어져 제거될 수 있는 것이다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름(100)은 카르보닐기, 에테르기, 술폰기 및 아미드기 중 적어도 하나로 표면 개질 처리된다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름(100)은 카르보닐기, 에테르기, 술폰기 및 아미드기 중 적어도 하나를 갖는 방향족 디아민을 포함하여, 308nm 이상의 흡수단, 보다 바람직하게는 355 ~ 450nm의 흡수단을 갖는다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름(100)은 140℃ 이하의 유리전이온도(Tg), 보다 바람직하게는 60 ~ 140℃의 유리전이온도를 갖는 것이 바람직하다. 이는 글래스 기판(10)에 부착된 열가소성 폴리이미드 필름(100)과 마이크로 엘이디 칩(40)이 부착된 엘이디 실장 기판이 대략 150℃ 이하의 온도에서 라미네이팅이 진행되기 때문이다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름(100)은 150℃ 이하의 온도에서 50gf/cm 이상의 접착강도를 갖는다.
이와 같이, 140℃ 이하의 유리전이온도를 가지면서, 308nm 이상의 흡수단을 갖는 열가소성 폴리이미드 필름(100)을 이용하게 되면, 라미네이팅 공정시 열가소성 폴리이미드 필름(100)이 녹아 고무처럼 유연한 성질을 가짐에 따라 마이크로 엘이디 칩(40)과의 접착력을 향상시킬 수 있게 되고, 레이저 리프팅 오프 공정 시에는 UV 레이저에 의해 딱딱한 상태를 유지하게 되므로, 이형성이 향상되어 마이크로 엘이디 칩(40)과의 탈착이 용이해질 수 있게 된다.
이와 같이, 유리전이온도(Tg) 140℃ 이하를 갖는 열가소성 폴리이미드 필름(100)의 제조를 위해서는 페닐(phenyl)의 몰농도가 낮아야 하며, 에테르, 플루오린, 설파이드, 카르보닐, 메틸 중 적어도 하나의 기능기가 다량 함유되어 있는 것이 바람직하다.
이를 위해, 열가소성 폴리이미드 필름(100)은 방향족 디아민과 방향족 디안하이드리드(aromatic dianhydride)를 유기 용매에 합성하여 제조된 폴리아믹산을 이용하는 것이 바람직하다.
이때, 방향족 디아민은 하기 화학식 1로 표기되는 1,3-프로판디올 비스(4-아미노벤조에이트){1,3-Propanediol Bis(4-aminobenzoate)} 및 화학식 2로 표기되는 4,4'-디아미노벤즈아닐리드(4,4'-Diaminobenzanilide) 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112021041052481-pat00001
[화학식 2]
Figure 112021041052481-pat00002
또한, 방향족 디안하이드리드는 하기 화학식 3으로 표기되는 3,3', 4,4'-벤조페논테트라카르복실디안하이드리드(3,3', 4,4'-benzophenontetracarbolxylic dianhydride) 및 화학식 4로 표기되는 3,3', 4,4'-카르보닐디플탈산 무수물(3,3', 4,4'-Carbonyldiphthalic Anhydride) 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
[화학식 3]
Figure 112021041052481-pat00003
[화학식 4]
Figure 112021041052481-pat00004
그리고, 유기 용매는 디메틸아세트아미드(DMAc), 사이클로헥산온(CHN), NMP(N-메틸-2-피롤리돈), 톨루엔, 디메틸 설폭사이드(Dimethyl Sulfoxide : DMSO), 에틸 락테이트(Ethyl Lactate ; EL) 등에서 선택된 1종 이상이 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
아울러, 열가소성 폴리이미드 필름(100)은 표면이 카르보닐기, 에테르기, 술폰기 및 아미드기 중 적어도 하나로 개질 처리된 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 카르보닐기, 에테르기, 술폰기 및 아미드기 등으로 개질 처리된 방향족 디아민을 포함하는 열가소성 폴리이미드 필름(100)은 흡수단이 장파장으로 이동하게 되어 레이저 리프트 오프 공정 시 이형성이 향상되어 마이크로 엘이디 칩(40)과의 탈착이 용이해질 수 있게 된다.
마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름 제조 방법
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름 제조 방법은 코팅 단계(S110) 및 건조 단계(S120)를 포함한다.
코팅
코팅 단계(S110)에서는 글래스 기판 상에 열가소성 폴리이미드 수지 조성물을 코팅한다.
본 단계에서, 코팅은 딥 코팅(Dip coating), 스핀 코팅(Spin coating), 바 코팅(Bar coating), 슬롯 다이 코팅(slot die coating) 및 스크린 프리팅(screen printing) 중 어느 하나의 방법이 이용될 수 잇다.
여기서, 열가소성 폴리이미드 수지 조성물은 방향족 디아민과 방향족 디안하이드리드(aromatic dianhydride)를 유기 용매에 합성하여 제조된 폴리아믹산을 이용하는 것이 바람직하다.
이때, 방향족 디아민은 하기 화학식 1로 표기되는 1,3-프로판디올 비스(4-아미노벤조에이트){1,3-Propanediol Bis(4-aminobenzoate)} 및 화학식 2로 표기되는 4,4'-디아미노벤즈아닐리드(4,4'-Diaminobenzanilide) 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112021041052481-pat00005
[화학식 2]
Figure 112021041052481-pat00006
또한, 방향족 디안하이드리드는 하기 화학식 3으로 표기되는 3,3', 4,4'-벤조페논테트라카르복실디안하이드리드(3,3', 4,4'-benzophenontetracarbolxylic dianhydride) 및 화학식 4로 표기되는 3,3', 4,4'-카르보닐디플탈산 무수물(3,3', 4,4'-Carbonyldiphthalic Anhydride) 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
[화학식 3]
Figure 112021041052481-pat00007
[화학식 4]
Figure 112021041052481-pat00008
그리고, 유기 용매는 디메틸아세트아미드(DMAc), 사이클로헥산온(CHN), NMP(N-메틸-2-피롤리돈), 톨루엔, 디메틸 설폭사이드(Dimethyl Sulfoxide : DMSO), 에틸 락테이트(Ethyl Lactate ; EL) 등에서 선택된 1종 이상이 이용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
아울러, 열가소성 폴리이미드 수지는 표면이 카르보닐기, 에테르기, 술폰기 및 아미드기 중 적어도 하나로 개질 처리된 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 카르보닐기, 에테르기, 술폰기 및 아미드기 등으로 개질 처리된 방향족 디아민을 포함하는 열가소성 폴리이미드 수지는 흡수단이 장파장으로 이동하게 되어 레이저 리프트 오프 공정 시 이형성이 향상되어 마이크로 엘이디 칩과의 탈착이 용이해질 수 있게 된다.
건조
건조 단계(S120)에서는 열가소성 폴리이미드 수지 조성물이 코팅된 글래스 기판을 건조하여, 반경화 상태의 열가소성 폴리이미드 필름을 형성한다.
본 단계에서, 건조는 150℃ 미만의 온도에서 10 ~ 60분 동안 실시하는 것이 바람직한데, 이는 공정의 용이성을 위해 150℃ 미만의 온도에서 10 ~ 60분 동안 실시되어야 완벽한 경화가 일어나지 않는 반경화 상태로 존재할 수 있기 때문이다. 이에 따라, 열가소성 폴리이미드 필름은 150℃ 미만의 저온에서 건조되어 반경화 상태의 가용성 폴리이미드 상태를 유지할 수 있으므로, 장기간 보관이 가능해질 수 있게 된다.
이때, 반경화 상태의 열가소성 폴리이미드 필름은 카르보닐기, 에테르기, 술폰기 및 아미드기 중 적어도 하나를 갖는 방향족 디아민을 포함하여, 308nm 이상의 흡수단, 보다 바람직하게는 355 ~ 450nm의 흡수단을 갖는다.
또한, 반경화 상태의 열가소성 폴리이미드 필름은 140℃ 이하의 유리전이온도(Tg), 보다 바람직하게는 60 ~ 140℃의 유리전이온도를 갖는다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 제조되는 열가소성 폴리이미드 필름은 150℃ 이하의 온도에서 50gf/cm 이상의 접착강도를 갖는다.
열가소성 폴리이미드 필름을 이용한 마이크로 엘이디 전사 방법
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열가소성 폴리이미드 필름을 이용한 마이크로 엘이디 전사 방법을 나타낸 공정 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 글래스 기판(10) 상에 코팅된 반경화 상태의 열가소성 폴리이미드 필름(100)을 마이크로 엘이디 칩(40)이 부착된 엘이디 실장 기판(20)과 라미네이팅한다.
이때, 글래스 기판(10)에 코팅된 열가소성 폴리이미드 필름(100)과 엘이디 실장 기판(20)에서 성장된 마이크로 엘이디 칩(40)이 서로 마주보도록 배치시키는 것이 바람직하다.
여기서, 열가소성 폴리이미드 필름(100)은 카르보닐기, 에테르기, 술폰기 및 아미드기 중 적어도 하나를 갖는 방향족 디아민을 포함하여, 308nm 이상의 흡수단을 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다.
본 단계에서, 라미네이팅은 열가소성 폴리이미드 필름(100)의 유리전이온도 이상의 온도, 보다 구체적으로는 140 ~ 160℃에서 1 ~ 15kg 압력으로 실시하는 것이 바람직하다.
라미네이팅 처리 온도가 140℃ 미만이거나, 라미네이팅 처리 압력이 1kg 미만일 경우에는 열가소성 폴리이미드 필름(100)과 마이크로 엘이디 칩(40) 간의 완벽한 접착이 이루어지지 못하여 열가소성 폴리이미드 필름(100)에 마이크로 엘이디 칩(40)이 전사되지 못할 우려가 있다. 반대로, 라미네이팅 처리 온도가 160℃를 초과하거나, 라미네이팅 처리 압력이 15kg을 초과할 경우에는 과도한 열처리 및 압력으로 인하여 열가소성 폴리이미드 필름(100) 및 마이크로 엘이디 칩(40)이 손상되는 문제를 유발할 수 있다.
다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 엘이디 실장 기판(20)에 부착된 마이크로 엘이디 칩(40)을 열가소성 폴리이미드 필름(100)을 이용하여 글래스 기판(10)으로 이송한다.
이를 위해, 본 단계에서는 열가소성 폴리이미드 필름(100)이 부착된 글래스 기판(10)을 엘이디 실장 기판(20)으로부터 상부로 이격되도록 상승시키는 것이 바람직하다.
이때, 엘이디 실장 기판(20)에 부착되어 있던 마이크로 엘이디 칩(40)이 열가소성 폴리이미드 필름(100)에 의해 엘이디 실장 기판(20)으로부터 떼어져 글래스 기판(10)으로 이송되는 것이다.
다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 글래스 기판(10)에 이송된 마이크로 엘이디 칩(40)을 PCB 기판(30) 상부로 정렬시킨 후, UV 레이저를 조사하는 레이저 리프트 오프 공정으로 마이크로 엘이디 칩(40)을 순차적으로 떼어내어 PCB 기판(30) 상에 전사한다.
여기서, UV 레이저는 308nm 이상의 파장을 갖는 광을 조사하게 된다. 이때, 본 발명의 열가소성 폴리이미드 필름(100)은 카르보닐기, 에테르기, 술폰기 및 아미드기 중 적어도 하나를 갖는 방향족 디아민을 포함하여, 308nm 이상의 흡수단, 보다 바람직하게는 355 ~ 450nm의 흡수단을 갖기 때문에 UV 레이저가 조사될 시 딱딱한 상태를 유지하게 되므로, 이형성이 향상되어 마이크로 엘이디 칩(40)과의 탈착이 용이해질 수 있게 된다.
지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 마이크로 엘이디 전사 방법은 열가소성 폴리이미드 필름의 흡수단이 UV 레이저의 파장보다 큰 것을 이용하는 것에 의해, 레이저 리프트 오프 공정 진행 후 마이크로 엘이디 칩의 분리가 용이해질 수 있게 된다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름은 카르보닐기, 에테르기, 술폰기 및 아미드기 중 적어도 하나를 갖는 방향족 디아민을 포함하여, 308nm 이상의 흡수단, 보다 바람직하게는 355 ~ 450nm의 흡수단을 가지면서, 140℃ 이하의 유리전이온도를 갖는 것을 이용하게 된다.
이 결과, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 마이크로 엘이디 전사 방법은 140℃ 이하의 유리전이온도를 가지면서, 308nm 이상의 흡수단을 갖는 열가소성 폴리이미드 필름을 이용하는 것에 의해, 라미네이팅 공정시 열가소성 폴리이미드 필름이 녹아 고무처럼 유연한 성질을 가짐에 따라 마이크로 엘이디 칩과의 접착력을 향상시킬 수 있게 되고, 레이저 리프트 오프 공정 시에는 UV 레이저에 의해 딱딱한 상태를 유지하게 되므로, 이형성이 향상되어 마이크로 엘이디 칩과의 탈착이 용이해질 수 있게 된다.
실시예
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
1. 열가소성 폴리이미드 필름 제조
실시예 1
1,3-Propanediol Bis(4-aminobenzoate) 22.4g과 4,4'-Diaminobenzanilide 1.8g, 3,3', 4,4'-벤조페논테트라카르복실디안하이드리드 25.7g을 DMAc 180g과 CHN 20g에서 중합하여 폴리아믹산을 합성하였다(amine 중량비 9 : 1).
다음으로, 폴리아믹산을 글래스 기판 상에 10㎛의 두께로 코팅한 후, 130℃에서 20분 동안 건조하여 카르보닐기로 개질된 열가소성 폴리이미드 필름을 제조하였다.
실시예 2
1,3-Propanediol Bis(4-aminobenzoate) 20g과 4,4'-Diaminobenzanilide 3.6g, 3,3', 4,4'-벤조페논테트라카르복실디안하이드리드 26g을 DMAc 160g과 CHN 40g에서 중합하여 폴리아믹산을 합성하였다(amine 중량비 8 : 2).
다음으로, 폴리아믹산을 글래스 기판 상에 10㎛의 두께로 코팅한 후, 130℃에서 20분 동안 건조하여 카르보닐기로 개질된 열가소성 폴리이미드 필름을 제조하였다.
비교예 1
Priamine®　1075 30g, Diphenyl-3,3', 4,4'-tetracarboxylic Dianhydride 15.9g을 DMAc 120g과 CHN 80g에서 중합하여 카르보닐기, 에테르기, 술폰기 및 아미드기를 갖지 않는 폴리아믹산을 합성하였다.
다음으로, 폴리아믹산을 글래스 기판 상에 10㎛의 두께로 코팅한 후, 130℃에서 20분 동안 건조하여 카르보닐기로 개질되지 않은 열가소성 폴리이미드 필름을 제조하였다.
2. 물성 평가
표 1은 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1에 따라 제조된 열가소성 폴리이미드 필름의 물성 평가 결과를 나타낸 것이다.
1) 유리전이온도
폴리아믹산을 글래스 기판 상에 10㎛의 두께로 코팅한 후, 130℃에서 20분 동안 건조 후 떼어내어 열가소성 폴리이미드 필름을 제조하였다.
TA사의 DISCOVERY DSC을 이용하여 열가소성 폴리이미드 필름의 유리전이온도를 측정하였다.
2) 접착강도
폴리아믹산을 KAPTON 필름 기재에 10㎛의 두께로 코팅한 후, 130℃에서 10분 동안 건조하여 열가소성 폴리이미드 필름을 제조하였다.
열가소성 폴리이미드 필름을 10mm(가로) × 100mm(세로)로 절단한 다음 Cu 기재에 150℃, 1kgf의 압력으로 압착 가열한 후, IPC TM 650 방법에 의거하여 90° 박리 접착력을 측정하였다.
3) λcut-Off
폴리아믹산을 글래스 기판 상에 10㎛의 두께로 코팅한 후, 130℃에서 20분 동안 건조 후 떼어내어 열가소성 폴리이미드 필름을 제조하였다.
다음으로, shimadzu사의 UV-2600i를 이용하여 열가소성 폴리이미드 필름의 cut-off 파장을 측정하였다.
[표 1]
Figure 112021041052481-pat00009
표 1에 도시된 바와 같이, 실시예 1,2 에 따라 제조된 열가소성 폴리이미드 필름은 140℃ 이하의 유리전이온도(Tg), 355nm 이상의 흡수단 파장, 150℃ 이하의 온도에서 50gf/cm 이상의 접착강도를 만족하는 것을 확인할 수 있다.
반면, 비교예 1에 따라 제조된 열가소성 폴리이미드 필름은 접착강도 및 λcut-Off가 목표 값을 만족하지 못하는 것을 확인할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
10 : 글래스 기판
20 : PCB 기판
30 : 엘이디 실장 기판
40 : 마이크로 엘이디 칩
100 : 열가소성 폴리이미드 필름

Claims (10)

  1. 글래스 기판 상에 코팅되어 반경화 상태로 존재하고,
    카르보닐기, 에테르기, 술폰기 및 아미드기 중 적어도 하나를 갖는 방향족 디아민을 포함하여, 308nm 이상의 흡수단을 갖고,
    140℃ 이하의 유리전이온도(Tg)를 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 폴리이미드 필름은
    355 ~ 450nm의 흡수단을 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유리전이온도는
    60 ~ 140℃인 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열가소성 폴리이미드 필름은
    150℃ 이하의 온도에서 50gf/cm 이상의 접착강도를 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름.
  6. 글래스 기판 상에 열가소성 폴리이미드 수지 조성물을 코팅하는 단계; 및
    상기 열가소성 폴리이미드 수지 조성물이 코팅된 글래스 기판을 건조하여, 반경화 상태의 열가소성 폴리이미드 필름을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 열가소성 폴리이미드 필름은 카르보닐기, 에테르기, 술폰기 및 아미드기 중 적어도 하나를 갖는 방향족 디아민을 포함하여, 308nm 이상의 흡수단을 갖고,
    상기 열가소성 폴리이미드 필름은 140℃ 이하의 유리전이 온도(Tg)를 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름 제조 방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 건조는
    150℃ 미만의 온도에서 10 ~ 60분 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 리프트 오프 전사용 열가소성 폴리이미드 필름 제조 방법.
  9. 글래스 기판 상에 코팅된 반경화 상태의 열가소성 폴리이미드 필름을 마이크로 엘이디 칩이 부착된 엘이디 실장 기판과 라미네이팅하는 단계;
    상기 엘이디 실장 기판에 부착된 마이크로 엘이디 칩을 열가소성 폴리이미드 필름을 이용하여 글래스 기판으로 이송하는 단계; 및
    상기 글래스 기판에 이송된 마이크로 엘이디 칩을 PCB 기판 상부로 정렬시킨 후, UV 레이저를 조사하는 레이저 리프트 오프 공정으로 마이크로 엘이디 칩을 순차적으로 떼어내어 PCB 기판 상에 전사하는 단계;를 포함하며,
    상기 열가소성 폴리이미드 필름은 카르보닐기, 에테르기, 술폰기 및 아미드기 중 적어도 하나를 갖는 방향족 디아민을 포함하여, 308nm 이상의 흡수단을 갖고,
    상기 열가소성 폴리이미드 필름은 140℃ 이하의 유리전이 온도(Tg)를 갖는 것을 특징으로 하는 열가소성 폴리이미드 필름을 이용한 마이크로 엘이디 전사 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 UV 레이저는
    308nm 이상의 파장을 갖는 광이 조사되는 것을 특징으로 하는 열가소성 폴리이미드 필름을 이용한 마이크로 엘이디 전사 방법.
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