KR102503855B1 - 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈은 매트릭스상으로 배열된 복수의 마이크로 칩들과, 제1면과 제1면에 대향되는 제2면을 가지며, 각각의 본딩 패드들이 제1면에 노출되게 위치한 상태로 복수의 마이크로 칩들을 일체로 성형한 몰딩 부재와, 몰딩 부재의 제1면에 균일하게 배열 형성된 표면실장용 전극패드들을 구비한다. 본 발명에서는 마이크로 칩들을 소터에서 지그에 매트릭스 상으로 배열하여 몰딩 성형함으로써 일부 칩들의 불량처리와 제조작업시간 단축이라는 트레이 오프를 할 수 있다. 따라서 저가의 엘이디 조명장치의 제조가 가능하다.

Description

매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈 및 그 제조방법{ Micro chips module arranged matrix and Method thereof}
본 발명은 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로 마이크로 칩 모듈의 제조작업시간을 단축하여 제조원가를 다운시킬 수 있는 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
발광 소자, 예컨대 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종으로, 기존의 형광등, 백열등을 대체하는 차세대 광원으로서 각광받고 있다.
발광 다이오드는 반도체 소자의 전위 갭을 이용하여 빛을 생성하므로 기존의 광원에 비해 수명이 길고 응답특성이 빠르며, 소비전력이 작은 친환경적 특징을 갖는다. 이에 따라, 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내 및 실외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등, 전조등과 같은 조명 장치의 광원으로서 널리 사용되고 있다.
최근에 플렉시블 디스플레이 분야에서 발광 다이오드의 칩 사이즈를 마이크로 단위로 제조한 마이크로 엘이디(micro LED)를 이용한 디스플레이 기술개발이 이루어지고 있다.
마이크로 엘이디는 통상 단방향 100㎛대, 장방향 200㎛대 다이 사이즈를 가진 것을 미니(mini) 엘이디라 하고, 10~100㎛대 다이 사이즈를 가진 것, 즉 100㎛이하의 사이즈를 마이크로(micro) 엘이디라 구분한다. 하여튼 미니 및 마이크로 엘이디 모두 마이크로 단위의 사이즈로 제작됨으로써 플렉시블 하며, OLED에 비해 대형화가 쉽고 제품수명이 높으며, 전력소모도 적게 들면서 조도가 높아 햇볕 등 강한 빛 아래에서도 잘 보이는 장점을 가지고 있다. 특히 마이크로 LED는 전력 소모 면에서 OLED 대비 5배~10배 이상의 전력 절감 효과가 있고, 100인치 이상의 대형 디스플레이를 양산할 수 있다.
현재 연구 개발되고 있는 마이크로 LED는 길이가 30마이크로미터에 불과하며, 현재 디스플레이에 사용되는 LED칩(약 300㎛)보다 길이는 10분의 1, 면적은 100분의 1 정도로 미세하다. 따라서 웨이퍼 상에서 칩을 분리하는 것이 쉽지 않고 패키징(기판 부착 및 전극 연결)하는데도 오랜 시간이 소요된다는 점이 단점이다. 마이크로 엘이디를 기존의 LED 칩과 같이 생산하려면 산술상으로만 따져도 100배 빠른 장비를 개발하거나 장비 100대를 추가해야 하는 상황이다. 그러므로 수십~수백만개의 LED 칩 부착에 따른 원가 폭증 문제는 해결해야 할 점이다.
마이크로 엘이디를 제조하는 방법 중에서는 사파이어 기판 상에 LED 층을 형성시키는 방법이 가장 일반적이다. 한편, 크기가 작은 수백만 개 이상의 마이크로 엘이디 칩들을 테스트 핸들러를 거쳐서 본딩 장비에서 패키징하는 제조공정은 고정도로 마이크로 칩들을 배열할 수 있지만 수백만개의 마이크로 칩들을 하나씩 픽업하여 고정도로 배열하는 공정은 고가의 정밀한 설비와 장시간의 공정시간이 요구되므로 비경제적이라는 지적을 받고 있다. 그러므로 크기가 작은 수백만 개 이상의 마이크로 엘이디 칩들을 플렉서블이나 평면 기판 상에 정밀하고 빠른 속도로 이송하는 정밀한 전사 기술이 필요하다. 현재까지 무기물 GaN 기반의 마이크로 엘이디 광원과 전사공정을 개발 완료해 상용화한 기업은 아직 전 세계적으로 없는 상황이다.
공개번호 10-2004-0009818 공개번호 10-2013-0097034 공개번호 10-2018-0092719 공개번호 10-2018-0105803 공개번호 10-2019-0017181 공개번호 10-2020-0012761 등록특허 10-1873259 등록특허 10-1658446 미국등록특허 10,297,712
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 소잉된 마이크로 칩들을 매트릭스 상으로 배열하여 몰딩 성형함으로써 일부 칩들의 불량처리와 제조작업시간 단축이라는 트레이 오프를 할 수 있는 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 몰딩 성형시 마이크로 렌즈 어레이 또는 변형방지 부재를 동시에 성형함으로써 제조원가를 다운시킬 수 있는 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 마이크로 엘이디를 사용하여 광효율은 향상되면서 제조작업시간은 단축되는 조명장치의 발광모듈을 제공할 수 있는 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈은 매트릭스상으로 배열된 복수의 마이크로 칩들과, 제1면과 제1면에 대향되는 제2면을 가지며, 각각의 본딩 패드들이 제1면에 노출되게 위치한 상태로 복수의 마이크로 칩들을 일체로 성형한 몰딩 부재와, 몰딩 부재의 제1면에 균일하게 배열 형성된 표면실장용 전극패드들을 구비할 수 있다.
본 발명에서 몰딩 부재의 제2면에 균일하게 배열된 마이크로 렌즈 어레이 또는 마이크로 렌즈 어레이 사이에 배치된 변형 방지부재를 구비할 수 있다.
본 발명에서 몰딩 부재는 형광층을 포함할 수 있다.
본 발명에서 표면 실장용 전극 패드들은 서로 마주보며 브랜치가 서로 끼워진 포크형상의 제1전극패드와 제2전극패드를 구비한다. 제1전극패드는 수평방향으로 연장된 제1루트 전극부와 수직방향으로 연장되어 세로방향으로 배열된 마이크로 칩들의 플러스 본딩 패드들과 연결된 복수의 제2브랜치 전극부들을 가지며, 제2전극패드는 수평방향으로 연장된 제2루트 전극부와 수직방향으로 연장되어 세로방향으로 배열된 마이크로 칩들의 마이너스 본딩 패드들과 연결된 복수의 제2브랜치 전극부들을 가질 수 있다.
또한 본 발명에서 표면 실장용 전극 패드들은 서로 마주보며 브랜치가 서로 끼워진 포크형상의 제1전극패드와 제2전극패드를 구비하며, 제1전극패드는 수직방향으로 연장되어 세로방향으로 배열된 마이크로 칩들의 플러스 본딩 패드들과 연결된 복수의 제1브랜치 전극부들과, 복수의 제1브랜치 전극부들의 일단 상부에 오버랩되며 수평방향으로 연장되며, 대응하는 비아를 통하여 하부의 제1브랜치 전극부들의 일단과 콘택되는 제1루트 전극부를 가지며, 제2전극패드는 수직방향으로 연장되어 세로방향으로 배열된 마이크로 칩들의 마이너스 본딩 패드들과 연결된 복수의 제2브랜치 전극부들과, 복수의 제2브랜치 전극부들의 일단 상부에 오버랩되며 수평방향으로 연장되며, 대응하는 비아를 통하여 하부의 제2브랜치 전극부들의 타단과 콘택되는 제2루트 전극부를 가진다.
본 발명의 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈의 제조방법은 소잉된 복수의 마이크로 칩들을 픽업하여 매트릭스 상으로 배열하는 단계와, 성형 금형에 몰딩 용액을 주입하여 몰딩 부재를 성형하는 단계와, 몰딩 부재의 제1면에 표면실장용 전극패드들을 균일하게 형성하는 단계와, 형성된 표면실장용 전극패드들을 통해 상기 복수의 마이크로 칩들의 불량 테스트를 하는 단계와, 불량 테스트 단계에서 검출된 불량 마이크로 칩을 불량 처리하는 단계를 구비한다.
본 발명에서 성형 금형의 표면에는 마이크로 렌즈 어레이 성형용 요홈부가 형성되거나 변형 방지 부재용 돌출부가 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 불량 처리하는 단계는 불량 마이크로 칩을 레이저 파괴 또는 마스킹 처리하는 것이 좋다.
본 발명에서 표면실장용 전극패드들은 구리, 니켈, 팔라듐, 은 또는 이들의 합금으로 구성될 수 있고, 도금 또는 스퍼터링 방식으로 형성될 수 있다.
본 발명에서 몰딩 부재는 투명 실리콘 또는 에폭시일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에서는 소잉된 마이크로 칩들을 매트릭스 상으로 배열하여 몰딩 성형함으로써 일부 칩들의 불량처리와 제조작업시간 단축이라는 트레이 오프를 할 수 있다. 따라서 저가의 엘이디 조명장치의 제조가 가능하다.
다만, 본 발명의 효과는 상기에서 언급된 효과로 제한되는 것은 아니며, 상기에서 언급되지 않은 다른 효과들은 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈의 바람직한 일실시예의 평면도.
도 2는 도 1의 A-A선 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈의 바람직한 다른 실시예의 평면도.
도 4는 본 발명에 의한 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈의 바람직한 또 다른 실시예의 평면도.
도 5는 본 발명에 의한 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈의 제조공정을 설명하기 위한 바람직한 일실시예의 흐름도.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 구성요소에 대해 사용하였다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시(說示)된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 의한 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈의 바람직한 일실시예의 평면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.
본 발명의 이해를 돕기 위하여 4*4 매트릭스 배열을 예로들어 설명하고자 한다. 4*4 매트릭스로 국한되지 않고 n*n 매트릭스 배열로 확장될 수 있다.
도면을 참조하면, 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈(100)은 4*4 매트릭스 배열된 다수의 마이크로 칩들(110)을 일체로 성형한 몰딩부재(120)를 포함한다. 마이크로 칩들(110)은 소터에서 분류되어 매트릭스 상으로 배열된다. 도시한 바와 같이 일부 마이크로 칩들은 배열시 좌우 상하로 편차 이동되거나 회전될 수 있다. 합선과 단선 등의 불량을 일으킬 정도로 심하게 편차 이동을 하거나 회전된 마이크로 칩들은 추후에 불량 처리될 수 있다.
마이크로 칩들(110) 각각은 마이크로대 사이즈를 가진 엘이디 광원으로서, 예컨대 단방향 100㎛대, 장방향 200㎛대 다이 사이즈의 미니 엘이디 또는 10~100㎛대 다이 사이즈를 가진 마이크로 엘이디를 포함할 수 있다. 마이크로 칩들(110)은 자외선부터 적외선까지의 파장 대역 중에서 선택적으로 발광하게 된다. 마이크로 칩들(110)은 UV(ultra violet) LED 칩, 녹색 LED 칩, 청색 LED 칩, 또는 적색 LED 칩, 적외선 LED 칩을 포함할 수 있다. 마이크로 칩들(110)은 10㎛ 이상의 두께를 가질 수 있으며, 예컨대 10㎛ 내지 100㎛ 범위일 수 있다. 이러한 마이크로 칩들(110)은 수평형 칩 또는 수직형 칩에 따라 두께가 달라질 수 있으며, 실시예는 플립 칩일 수 있다. 마이크로 칩들(110)의 평면 구성은 다각형 형상 예컨대, 정 사각형 또는 직사각형 형상 및 원 형상일 수 있다. 마이크로 칩들(110)은 발광 구조물 및 전극층을 포함하며, 발광 구조물은 제1도전형 반도체층, 활성층 및 제2도전형 반도체층을 포함할 수 있으며, 자외선 내지 적외선 범위의 파장 중에서 선택적으로 발광할 수 있다. 발광 구조물은 III족-V족 화합물 반도체 및 II족-VI족 화합물 반도체를 포함할 수 있다.
전극층 즉 본딩 패드(112)는 표면실장용 전극패드(130)와 연결될 수 있다.
몰딩 부재(120)는 예컨대 실리콘 또는 에폭시 몰딩 컴파운드 일 수 있으며 제1면(122)과 대향되는 제2면(124)을 가진다. 몰딩 부재(120)의 제1면(122)에는 표면실장용 전극패드(130)가 균일하게 배치된다. 몰딩 부재(120)의 제2면(124)에는 마이크로 렌즈 어레이(140) 및 변형방지부재(150)가 형성된다. 몰딩 부재(120)의 제1면(122)과 제2면(124) 사이에는 형광층(160)이 포함될 수 있다.
형광층(160)은 발광소자 다이(114)로부터 방출된 일부 광을 흡수하여 다른 파장의 광으로 파장 변환하게 된다. 형광체는 황색 형광체, 녹색 형광체, 청색 형광체, 적색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 예를 들면, Eu, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활성화되는 질화물계 형광체, 산질화물계 형광체, 사이어론계 형광체, Eu 등의 란타노이드계, Mn 등의 천이금속계의 원소에 의해 주로 활성화되는 알칼리 토류 할로겐 아파타이트 형광체, 알칼리 토류 금속 붕산 할로겐 형광체, 알칼리 토류 금속 알루민산염 형광체, 알칼리 토류 규산염, 알칼리 토류 황화물, 알칼리 토류 티오갈레이트, 알칼리 토류 질화규소, 게르마늄산염, 또는, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활성화되는 희토류 알루민산염, 희토류 규산염 또는 Eu 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활성화되는 유기 및 유기착체 등으로부터 선택되는 적어도 어느 하나 이상일 수 있다. 구체적인 예로서, 형광체를 사용할 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 형광층(160)으로부터 방출된 광과 마이크로 칩(110)으로부터 방출된 광은 백색 광으로 혼합될 수 있다. 백색 광은 색 온도 예컨대, 2000K 내지 15000K의 범위 내에서 색 온도를 가질 수 있다. 백색 광은 웜 화이트(Warm white), 쿨 화이트(Cool white) 또는 뉴트럴 화이트(Neutral white) 중 적어도 하나의 색온도를 가질 수 있다.
도시한 바와 같이 소터에서 픽업된 마이크로 칩은 몰딩 금형 내에 배치될 때 위치 정밀도가 다소 떨어지기 때문에 마이크로 칩(점선 원으로 표시)의 본딩 패드와 표면실장용 전극 패드가 미스 얼라인 됨을 알 수 있다. 이 정도가 심하면 합선과 단선 등의 불량을 유발할 수 있으며, 마이크로 칩은 동작불능으로 불량 칩으로 처리된다. 그러나 조명광원용으로 사용시에는 다수의 마이크로 칩들 중 일부 소수 마이크로 칩이 불량 처리되더라도 전체적인 광량에는 크게 영향을 미치지 않으므로 제조원가를 다운시킬 수 있는 상품화가 가능하다.
도 3은 본 발명에 의한 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈의 바람직한 다른 실시예의 평면도이다.
도 3의 다른 실시예의 마이크로 칩 모듈(200)은 표면실장용 전극패드(230)의 형상이 상술한 일실시예의 전극패드(130)와 비교하여 포크형상으로 구성된 점이 다르다. 각 마이크로 칩의 플러스 본딩 패드들을 포크형상의 제1전극패드(232)로 동시 연결하고, 마이너스 본딩 패드들을 포크형상의 제2전극패드(234)로 동시 연결한 구조이다. 제1전극패드(232)는 수평방향으로 연장된 제1루트 전극부(232a)와 수직방향으로 연장되어 세로방향으로 배열된 마이크로 칩들의 플러스 본딩 패드들과 연결된 복수의 제2브랜치 전극부(232b)들을 포함한다. 제2전극패드(234)는 수평방향으로 연장된 제2루트 전극부(234a)와 수직방향으로 연장되어 세로방향으로 배열된 마이크로 칩들의 마이너스 본딩 패드들과 연결된 복수의 제2브랜치 전극부(234b)들을 포함한다. 제1 및 제2전극패드들(232, 234) 각각의 제1 및 제2루트 전극부들(232a, 234a)은 일실시예와 비교하여 전극부의 면적을 크게 확장시킬 수 있으므로 BGA 나 정밀 솔더링의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 전극부의 면적이 넓어진 만큼 방열면적도 커지게 된다. 또한, 플러스 전극패드(232)와 마이너스 전극패드(234)의 제1 및 제2브랜치 전극부들(232b, 234b)은 서로 끼워진 포크 모양을 구성함으로써 LED 칩 발열에 의한 수축/팽창의 반복적인 물리적 스트레스에 안정성을 가지게 된다.
도 4는 본 발명에 의한 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈의 바람직한 또 다른 실시예의 평면도이다.
도 4의 또 다른 실시예의 마이크로 칩 모듈(300)은 표면실장용 전극패드(330)의 형상이 상술한 다른 실시예의 전극패드(230)와 비교하여 제1 및 제2루트 전극부(332a, 334a)와 제1 및 제2브랜치 전극부(332b, 334b)가 동일 층이 아니라 상하 다른 층에 형성되고 비아 또는 수직 콘택(332c, 334c)을 통해서 서로 연결된다는 점이 다르다. 복수의 제1브랜치 전극부(332b)들은 각각 수직방향으로 연장되고 세로방향으로 배열된 마이크로 칩들의 플러스 본딩 패드들과 연결된다. 제1루트 전극부(332a)는 복수의 제1브랜치 전극부들(332b)의 일단 상부에 오버랩되며 수평방향으로 연장되며, 대응하는 비아를 통하여 하부의 제1브랜치 전극부들(332b)의 일단과 콘택된다. 복수의 제2브랜치 전극부(334b)들은 각각 수직방향으로 연장되고 세로방향으로 배열된 마이크로 칩들의 플러스 본딩 패드들과 연결된다. 제2루트 전극부(334a)는 복수의 제1브랜치 전극부들(334b)의 타단 상부에 오버랩되며 수평방향으로 연장되며, 대응하는 비아를 통하여 하부의 제2브랜치 전극부들(334b)의 타단과 콘택된다.
또 다른 실시예의 모듈(300)은 다른 실시예 모듈(200)에 비해서 모듈 면적을 줄일 수 있다는 점에서 유리하다.
도 5는 본 발명에 의한 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈의 제조공정을 설명하기 위한 바람직한 일실시예의 흐름도이다.
도 5를 참조하면, LED와 같은 마이크로 칩은 증착 공정 등을 통해 웨이퍼 단위로 제작된다. 이후, 웨이퍼의 하면에 블루 시트(Blue sheet)와 같은 베이스 시트(200)를 부착한다. 베이스 시트는 탄성을 가지는 소재로 이루어지며, 일면에 접착물질이 도포되어 있어 웨이퍼가 부착된다. 이후, 레이저 가공 등을 통해 웨이퍼를 칩 단위로 절단홈을 형성(즉, 일정한 깊이로 홈을 형성)한 후, 웨이퍼에 일정한 충격을 가하면 웨이퍼가 복수의 반도체 칩으로 분리된다. 이와 같이 마이크로 칩들이 분리된 상태로 베이스 시트(200)에 점착되어 홀더에 장착된 다음에 소터로 이송된다.
소터에서는 전기적, 광학적 특성에 따라 등급이 서로 다른 것들이 혼합되어 있는 마이크로 칩들을 광특성 측정장치 등을 이용하여 칩의 특성을 측정하여 등급을 판정하여 등급별로 분류하게 된다.
칩 소터는 베이스 시트 홀더가 결합되는 척(402)과, 스윙 암(404)과 수납 빈(406)을 포함한다. 스윙 암이 고속으로 스윙 동작하면서 척에 결합된 베이스 시트(400)에 점착된 마이크로 칩을 픽업하여 수납 빈(406)에 수납 처리한다. 본 발명에서는 스윙 암(404)에 픽업된 마이크로 칩을 지그(블루 테이프, 플레이트 또는 몰딩 금형을 포함할 수 있음)에 매트릭스 상으로 배열시킨다(S102). 따라서 고속으로 마이크로 칩들을 매트릭스 상으로 배치시키는 것이 가능하다.
이와 같이 마이크로 칩들이 매트릭스 상으로 배열되면 투명 실리콘 또는 에폭시 용액을 주입시켜서 마이크로 칩들을 일체로 성형시킨다(S104). 지그, 예컨대 몰딩 금형 또는 성형 금형(408)은 도시한 바와 같이 내측면에 마이크로 렌즈 어레이 요홈(408a) 및 변형 방지 부재용 돌출부(408b)가 형성되어 있다. 그러므로 몰딩 성형과정에서 마이크로 렌즈 어레이(140)와 변형 방지 부재(150)가 동시에 성형될 수 있다. 변형 방지 부재(150)는 돌출부(408b)의 형상에 따라 V형 트랜치, 원기둥형 요홈 또는 원뿔형 요홈 등과 같이 다양한 형상으로 성형될 수 있다.
이와 같이 몰딩 성형이 완료되면 몰딩 부재(120)의 하부면인 제1면(122)에 표면실장용 전극패드(130)를 일정 간격으로 형성한다. 여기서 전극패드(130)는 구리, 니켈, 팔라듐, 은 또는 이들의 합금 등을 도금 또는 스퍼터링 방식으로 형성한다(S106).
이어서 테스트 장비에 이송되어 전극패드(130)를 통해서 칩의 전기적 특성을 테스트하여 불량 여부를 체크한다(S108). 테스트 단계에서 불량 칩으로 체크된 칩(도 3에 적색원으로 표시)(410)은 패드 미스얼라인 불량으로 체크될 것이다.
검출된 불량 칩(410)은 레이저 파괴 또는 마스킹 공정에 의해 정상 칩들과 전기적으로 제거된 상태로 처리할 수 있다(S110).
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 200, 300 : 마이크로 칩 모듈
110, 210, 310 : 마이크로 칩
112 : 본딩 패드
120 : 몰딩 부재
122 : 제1면
124 : 제2면
130, 230, 330 : 표면실장용 전극패드
140, 240, 340 : 마이크로 렌즈 어레이
150, 250, 350 : 변형 방지 부재
160 : 형광층
232, 332 : 제1전극패드
232a, 332a ; 루트 전극부
232b, 332b ; 브랜치 전극부
234, 334 : 제2전극패드
234a, 334a ; 루트 전극부
234b, 334b ; 브랜치 전극부
332c, 334c ; 비아 또는 수직 콘택
400 : 베이스 시트
402 : 척
404 : 스윙 암
406 : 수납 빈
408 : 지그
408a : 요홈부
408b : 돌출부
410 : 불량 칩

Claims (13)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈의 제조방법에 있어서,
    소잉된 마이크로 칩(110)들을 픽업하여 매트릭스 상으로 배열하는 단계(S102);
    상기 매트릭스 상 배열된 마이크로 칩(110)들을 몰딩 부재(120)로 성형하는 단계(S104);
    상기 몰딩 부재(120)의 제1면(122)에 표면 실장용 전극 패드(130)들을 균일하게 형성하는 단계(S106);
    상기 형성된 표면 실장용 전극 패드(130)들을 통해 상기 복수의 마이크로 칩(110)들의 불량 테스트를 하는 단계(S108); 및
    상기 불량 테스트 단계에서 검출된 불량 마이크로 칩(110)을 불량 처리하는 단계(S110)를 구비한 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 성형단계(S104)의 성형 금형(408)의 표면에는 마이크로 렌즈 어레이 성형용 요홈부(408a)가 형성된 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 성형단계(S104)의 성형 금형(408)의 표면에는 변형 방지 부재용 돌출부(408b)가 형성된 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈의 제조방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 불량 처리하는 단계(S110)는 불량 마이크로 칩을 레이저 파괴 또는 마스킹 처리하는 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈의 제조방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 표면 실장용 전극 패드(130, 230, 330)들은 구리, 니켈, 팔라듐, 은 또는 이들의 합금으로 된 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 표면 실장용 전극 패드(130, 230, 330)들은 도금 또는 스퍼터링 방식으로 형성된 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈의 제조방법.
  13. 제7항에 있어서, 상기 몰딩 부재(120)는 투명 실리콘 또는 에폭시인 매트릭스 배열 마이크로 칩 모듈의 제조방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230335691A1 (en) * 2021-12-26 2023-10-19 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting module and display apparatus having the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101921111B1 (ko) * 2017-08-29 2018-11-22 한국생산기술연구원 마이크로 발광 다이오드의 리워크 방법

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100297712B1 (ko) 1998-07-23 2001-08-07 윤종용 고집적화를위한불휘발성메모리및그제조방법
KR100459782B1 (ko) 2002-07-26 2004-12-03 주식회사 이츠웰 발광 다이오드를 포함하는 마이크로 칩 어레이 및 이를 포함하는 풀 칼라 표시 모듈
KR100758541B1 (ko) * 2005-08-22 2007-09-13 서울옵토디바이스주식회사 행렬로 배치된 발광셀들을 갖는 발광 다이오드 및 그제조방법
KR101658446B1 (ko) 2010-03-24 2016-09-22 삼성전자주식회사 형광체 수지 필름 제조방법 및 이에 의해 제조된 형광체 수지 필름
JP5767062B2 (ja) * 2010-09-30 2015-08-19 日東電工株式会社 発光ダイオード封止材、および、発光ダイオード装置の製造方法
KR20130070285A (ko) * 2011-12-19 2013-06-27 서울반도체 주식회사 칩 온 보드형 발광장치
KR20130097034A (ko) 2012-02-23 2013-09-02 한미반도체 주식회사 다이 소터
KR20180105803A (ko) 2017-03-16 2018-10-01 주식회사 루멘스 엘이디 모듈 제조방법
KR20180092719A (ko) 2017-02-10 2018-08-20 주식회사 루멘스 마이크로 엘이디 모듈 및 그 제조방법
KR101873259B1 (ko) 2017-02-02 2018-07-02 순천대학교 산학협력단 마이크로 어레이 발광다이오드 제조방법 및 조명 장치
JP6790899B2 (ja) * 2017-02-17 2020-11-25 日亜化学工業株式会社 発光モジュールの製造方法及び発光モジュール
KR20190017181A (ko) 2017-08-10 2019-02-20 주식회사 효광 Ｌｅｄ칩 분류 장치
KR102409963B1 (ko) * 2017-08-22 2022-06-15 삼성전자주식회사 솔더 범프를 구비한 반도체 발광소자 패키지
KR102513954B1 (ko) * 2018-05-10 2023-03-27 주식회사 루멘스 박막 패드를 구비하는 발광 소자 패키지 및 그 제조 방법
MY192110A (en) 2018-07-26 2022-07-28 Mi Equipment M Sdn Bhd Method for automatic alignment of an electronic component during die sorting process
KR102330553B1 (ko) * 2019-03-27 2021-11-24 엘지전자 주식회사 마이크로 엘이디를 이용한 디스플레이 장치 및 그 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101921111B1 (ko) * 2017-08-29 2018-11-22 한국생산기술연구원 마이크로 발광 다이오드의 리워크 방법

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