KR20120108754A - 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법 및 장치 - Google Patents

발광소자에 형광체층을 형성하는 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20120108754A
KR20120108754A KR1020110027033A KR20110027033A KR20120108754A KR 20120108754 A KR20120108754 A KR 20120108754A KR 1020110027033 A KR1020110027033 A KR 1020110027033A KR 20110027033 A KR20110027033 A KR 20110027033A KR 20120108754 A KR20120108754 A KR 20120108754A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
emitting device
phosphor
device chip
preform
Prior art date
Application number
KR1020110027033A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101769356B1 (ko
Inventor
유철준
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020110027033A priority Critical patent/KR101769356B1/ko
Priority to US13/428,726 priority patent/US8785953B2/en
Priority to EP20153837.8A priority patent/EP3664167B1/en
Priority to TW101110053A priority patent/TWI489656B/zh
Priority to EP12161008.3A priority patent/EP2503606B1/en
Publication of KR20120108754A publication Critical patent/KR20120108754A/ko
Priority to US14/310,664 priority patent/US9153759B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101769356B1 publication Critical patent/KR101769356B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/93—Batch processes
    • H01L24/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L24/97—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73253—Bump and layer connectors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법은, 발광소자 칩 상태에서 형광체 프리폼을 본딩하여 형광체층을 형성함으로써, 백색광을 구현하기 위해 대상이 되는 발광소자 칩만을 선별적으로 패키징(packaging) 공정을 진행하여 발광소자 패키지의 수율을 극대화할 수 있다. 또한, 백색광을 구현하기 위해 동일한 비닝(binning) 그룹끼리 정렬된 발광소자 칩에 복수의 형광체 프리폼을 동시에 일괄적으로 본딩하여 색 산포를 감소시키고, 생산성을 향상시킬 수 있다. 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치는, 백색광을 구현하기 위해 동일한 비닝(binning) 그룹끼리 정렬된 발광소자 칩에 복수의 형광체 프리폼을 동시에 일괄적으로 본딩하여 발광소자 칩과 형광체 프리폼의 본딩의 정확도 또는 정밀도를 향상시킬 수 있다.

Description

발광소자에 형광체층을 형성하는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR FORMING PHOSPHOR LAYER IN LIGHT EMITTING DEVICE}
발광소자에 형광체층을 형성하는 방법 및 장치가 개시된다. 더욱 상세하게는, 형광체 프리폼(phosphor preform)을 이용하여 발광소자 칩에 형광체 프리폼을 본딩(bonding)함으로써 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법 및 장치가 개시된다.
발광소자(Light Emitting Diode, LED)는 전류가 흐를 때 빛을 내는 반도체 발광장치이다. 발광소자는 긴 수명, 낮은 소비전력, 빠른 응답속도 및 우수한 초기 구동특성 등으로 인해 조명 장치, 자동차의 헤드라이트와 실내등, 전광판, 디스플레이 장치의 백라이트 등에 널리 적용되고 있으며, 그 적용 분야가 점차 확대되고 있다.
최근에는 발광소자가 다양한 색의 광원으로 사용되고 있다. 조명용의 백색 발광소자 등 고출력, 고휘도 발광소자에 대한 수요가 증가함에 따라, 발광소자 패키지의 성능과 신뢰성을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 발광소자 제품의 성능을 높이기 위해서는, 우수한 광효율을 갖는 발광소자 자체와 함께, 광을 효율적으로 추출하고 색순도가 우수하며 제품들 간의 특성이 균일한 발광소자 패키지가 동시에 확보되어야 한다.
발광소자를 이용하여 백색광을 얻기 위해서는 청색 또는 자외선 발광소자 상에 형광체를 배치하게 된다. 백색 발광소자는 자외선 또는 청색의 발광소자에서 추출된 빛의 일부를 빨강(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 및 황색(Yellow) 형광체의 조합을 통해 색변환시키고, 이를 혼합하여 백색을 구현하게 된다. 백색 발광소자 자체의 성능을 판단하는 요소 중 가장 중요한 효율(efficiency) 이외에 색 균일도(color uniformity)도 색 품질 면에서 중요한 요소가 된다.
발광소자 패키지를 PCB 위에 실장하여 모듈화하는 구조는 발광소자 모듈의 소형화에 한계가 있으며, 2번 이상의 실장 공정에서 불량율이 다수 발생하여 발광소자 모듈의 가격을 떨어뜨리기 어렵게 하는 요소로 작용한다. 또한, 발광소자 자체의 휘도 및 파장 편차, 리드 프레임 등의 기구물 제작 공차, 형광체 도포 및 렌즈 성형 등의 공정 공차 등에 의해 발광소자 패키지의 휘도 및 색의 편차가 발생한다.
이로 인해, 최종 결과물인 발광소자 모듈의 휘도 및 색 균일도 등의 광학 균일도 특성을 좋게 하기 위해서, 다양한 휘도 및 색의 발광소자들을 비닝(binning)하여 그룹화하고, 각각의 비닝되는 발광소자를 섞어서 사용하게 된다.
발광소자에 형광체층을 형성하는 방법으로, 기판에 발광소자 칩을 실장하기 이전에 형광체를 도포하여 발광소자 칩 상태에서 백색광을 방출하는 기술이 있다. 이러한 방법의 예로 전기영동법, 스프레이(spray) 방법, 프린팅(printing) 방법, 몰딩(molding) 방법, 형광체 프리폼 접착(phosphor preform attach) 방법 등이 있다.
즉, 이미 기판에 부착된 발광소자 칩에 형광체층을 형성하는 방법은, 수직형 발광소자 칩의 경우 배선이 형성된 기판 위에 전도성 접착제로 발광소자 칩을 부착하고, 와이어 본딩(wire bonding)으로 다른 전극을 연결한 후, 상부에 투광성의 접착제를 도포하고, 형광체 프리폼을 부착한다. 그러나, 이러한 방법은 이미 기판에 부착된 칩에 형광체층을 형성하는 것으로서, 백색광을 구현하는 발광소자 칩을 제조하기 어렵고, 발광소자 패키지 수준에서 색 산포의 감소를 꾀하기 어려운 한계가 있다.
시장에서 요구되는 색 산포의 범위가 좁아지고, 또한 색 산포의 감소는 품질 및 수율과 직결되는 경쟁력의 근본이 된다. 따라서, 색 산포의 범위를 줄이고 생산성 및 경쟁력을 확보하기 위해 고수율을 달성할 수 있는 방법으로 기술개발이 필요하다.
형광체 프리폼(phosphor preform)을 이용하여 발광소자 칩에 형광체 프리폼을 본딩(bonding)함으로써 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법 및 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법은, 동일한 광 특성을 나타내는 적어도 하나의 발광소자 칩을 준비하는 단계, 상기 발광소자 칩에 대응되며, 형광체층 및 접착층을 포함하는 형광체 프리폼(phosphor preform)을 준비하는 단계 및 상기 형광체 프리폼 및 상기 발광소자 칩을 본딩하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법에서, 상기 발광소자 칩 및 상기 형광체 프리폼이 본딩되기 전에 서로 대응되도록 정렬되는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법에서, 상기 형광체 프리폼은 시트(sheet) 형태로 제공되며, 상기 본딩하는 단계 후, 상기 발광소자 칩에 따라 상기 시트 형태의 형광체 프리폼을 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법에서, 상기 발광소자 칩은 웨이퍼 상에 형성된 상태로 제공되며, 상기 본딩하는 단계 후, 상기 발광소자 칩에 따라 상기 웨이퍼를 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법에서, 상기 형광체 프리폼은 시트 형태로 제공되고, 상기 발광소자 칩은 웨이퍼 상에 형성된 상태로 제공되며, 상기 본딩하는 단계 후, 상기 발광소자 칩에 따라 상기 시트 형태의 프리폼 및 상기 웨이퍼를 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법에서, 상기 형광체 프리폼은, 캐리어 필름, PSA층(photo sensitive adhesive layer) 또는 커버 필름을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법에서, 상기 접착층의 굴절율은 상기 형광체층의 굴절율과 동일하거나 또는 더 높을 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법에서, 상기 접착층은 에폭시 수지 또는 실리콘 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법에서, 상기 형광체층의 상부는 패터닝되어 요철 형상일 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법에서, 상기 형광체 프리폼은 상기 형광체층 상에 형성된 별도의 요철부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법은, 동일한 광 특성을 나타내는 적어도 하나의 발광소자 칩을 준비하는 단계, 상기 발광소자 칩에 대응되며, 가운데 영역에 캐비티가 형성된 형광체 프리폼(phosphor preform)을 준비하는 단계 및 상기 형광체 프리폼 및 상기 발광소자 칩을 본딩하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법에서, 상기 발광소자 칩 및 상기 형광체 프리폼이 본딩되기 전에 서로 대응되도록 정렬되는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법에서, 상기 형광체 프리폼은, 상기 발광소자 칩에 대응되도록 복수개의 캐비티가 형성된 시트(sheet) 형태로 제공되며, 상기 본딩하는 단계 후, 상기 발광소자 칩에 따라 상기 시트 형태의 형광체 프리폼을 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법에서, 상기 발광소자 칩은 웨이퍼 상에 형성된 상태로 제공되며, 상기 본딩하는 단계 후, 상기 발광소자 칩에 따라 상기 웨이퍼를 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법에서, 상기 형광체 프리폼은 상기 발광소자 칩에 대응되도록 복수개의 캐비티가 형성된 시트 형태로 제공되고, 상기 발광소자 칩은 웨이퍼 상에 형성된 상태로 제공되며, 상기 본딩하는 단계 후, 상기 발광소자 칩에 따라 상기 시트 형태의 프리폼 및 상기 웨이퍼를 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법에서, 상기 캐비티의 바닥면이 상기 캐비티의 상부면보다 더 작도록, 상기 캐비티의 측면이 경사지게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치는, 동일한 광 특성을 나타내는 적어도 하나의 발광소자 칩을 이송하는 제1 캐리어 테입, 상기 발광소자 칩에 부착되는 형광체 프리폼을 이송하는 제2 캐리어 테입, 상기 제2 캐리어 테입의 위치를 인식하는 센서, 상기 발광소자 칩이 상기 형광체 프리폼에 대응되도록 정렬시키는 정렬 수단, 상기 정렬 수단의 하부에 배치되어 상기 제1 캐리어 테입에 의해 이송되는 발광소자 칩이 정렬되는 것을 보조하는 제1 메탈 프레임, 상기 제1 캐리어 테입을 하부로 이동시켜 상기 발광소자 칩을 상기 형광체 프리폼과 본딩시키는 상부 프레스 및 상기 제2 캐리어 테입을 상부로 이동시켜 상기 형광체 프리폼을 상기 발광소자 칩과 본딩시키는 하부 프레스를 포함한다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에서, 상기 제2 캐리어 테입은 롤러에 의해 상기 형광체 프리폼을 이송할 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에서, 상기 형광체 프리폼은 형광체층 및 접착층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에서, 상기 형광체 프리폼은 가운데 영역에 캐비티가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에서, 상기 형광체 프리폼의 캐비티에 접착제를 분사하는 디스펜서(dispenser)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에서, 상기 제1 메탈 프레임에 대응되는 제2 메탈 프레임을 더 포함하며, 상기 제2 메탈 프레임은 상기 하부 프레스와 이격되어 있는 메탈 프레임 홀더(holder) 상에 배치되어 상기 형광체 프리폼이 정렬되는 것을 보조할 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에서, 상기 발광소자 칩 및 상기 형광체 프리폼의 본딩 시 열을 가하는 가열수단이 상기 상부 프레스 또는 상기 하부 프레스에 더 포함될 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에서, 상기 발광소자 칩 및 상기 형광체 프리폼의 본딩 후, 상기 발광소자 칩을 상기 제1 캐리어 테입으로부터 분리하기 위한 자외선 조사기를 더 포함하고, 상기 자외선 조사기는 상기 상부 프레스와 일체로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에서, 상기 발광소자 칩 및 상기 형광체 프리폼의 본딩 후, 상기 형광체 프리폼을 상기 제2 캐리어 테입으로부터 분리하기 위한 자외선 조사기를 더 포함하고, 상기 자외선 조사기는 상기 하부 프레스와 일체로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법은, 발광소자 칩 상태에서 형광체 프리폼을 본딩하여 형광체층을 형성함으로써, 백색광을 구현하기 위해 대상이 되는 발광소자 칩만을 선별적으로 패키징(packaging) 공정을 진행하여 발광소자 패키지의 수율을 극대화할 수 있다.
또한, 백색광을 구현하기 위해 동일한 비닝(binning) 그룹끼리 정렬된 발광소자 칩에 복수의 형광체 프리폼을 동시에 일괄적으로 본딩하여 색 산포를 감소시키고, 생산성을 향상시킬 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치는, 백색광을 구현하기 위해 동일한 비닝(binning) 그룹끼리 정렬된 발광소자 칩에 복수의 형광체 프리폼을 동시에 일괄적으로 본딩하여 발광소자 칩과 형광체 프리폼의 본딩의 정확도 또는 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1a 내지 도 1f는 필름형 형광체 프리폼의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 측에 따라 필름형 형광체 프리폼과 발광소자 칩을 본딩하는 것을 나타내는 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 측에 따라 시트 형태로 제공되는 필름형 형광체 프리폼과 발광소자 칩을 본딩하는 것을 나타내는 도면이다. 도 3b는 도 3a에서 본딩된 발광소자 칩을 절단하는 것을 나타내는 상면도이다.
도 4는 본 발명의 일 측에 따라 발광소자 칩이 웨이퍼 상에 형성된 상태로 제공되어 필름형 형광체 프리폼과 본딩되는 것을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 측에 따라 캐비티형 형광체 프리폼과 발광소자 칩을 본딩하는 것을 나타내는 도면이다.
도 6a는 본 발명의 일 측에 따른 캐비티형 형광체 프리폼의 구조를 나타내는 도면이다. 도 6b는 도 6a의 캐비티형 형광체 프리폼에 발광소자 칩이 실장된 것을 나타내는 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 형광체층을 포함하는 발광소자 칩이 기판상에 실장되는 방법을 나타내는 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치를 나타내는 도면이다. 도 8c는 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치를 이용하여 형광체층이 발광소자 칩에 본딩된 것을 나타내는 도면이다.
도 9a는 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에서 형광체 프리폼이 시트 형태로 제공되는 것을 나타내는 도면이다. 도 9b는 도 9a에서 형광체층이 발광소자 칩에 본딩된 것을 나타내는 도면이다. 도 9c는 도 9b에서 발광소자 칩을 단위 칩으로 절단하는 것을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에서 발광소자 칩이 웨이퍼 상에 형성된 상태로 제공되는 것을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에서 형광체 프리폼이 시트 형태로 제공되고 발광소자 칩이 웨이퍼 상에 형성된 상태로 제공되는 것을 나타내는 도면이다.
도 12a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치를 나타내는 도면이다. 도 12b는 도 12a에서 상부 프레스 및 하부 프레스가 이동하여 발광소자 칩과 형광체 프리폼이 본딩된 상태를 나타내는 도면이다. 도 12c는 도 12b에서 형광체층이 발광소자 칩에 본딩된 것을 분리하여 나타내는 도면이다.
도 13a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치를 나타내는 도면이다. 도 13b는 도 13a에서 상부 프레스 및 하부 프레스가 이동하여 발광소자 칩과 형광체 프리폼이 본딩된 상태를 나타내는 도면이다. 도 13c는 도 13b에서 형광체층이 발광소자 칩에 본딩된 것을 분리하여 나타내는 도면이다.
도 14a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치를 나타내는 도면이다. 도 14b는 도 14a에서 상부 프레스 및 하부 프레스가 이동하여 발광소자 칩과 형광체 프리폼이 본딩된 상태를 나타내는 도면이다. 도 14c는 도 14b에서 형광체층이 발광소자 칩에 본딩된 것을 분리하여 나타내는 도면이다.
본 발명의 설명에 있어서, 각 층, 면 또는 칩 등이 각 층, 면 또는 칩 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
이하에서는 하기의 도면을 참조하여 본 발명에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법 및 장치를 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법은, 동일한 광 특성을 나타내는 적어도 하나의 발광소자 칩을 준비하는 단계, 발광소자 칩에 대응되며, 형광체층 및 접착층을 포함하는 형광체 프리폼(phosphor preform)을 준비하는 단계, 및 형광체 프리폼과 발광소자 칩을 본딩하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법에서, 발광소자 칩은 백색광을 구현하기 위해 동일한 광 특성을 나타내는 발광소자 칩별로 분류되어 준비될 수 있다. 즉, 발광소자 칩은 비닝(binning)이 완료된 그룹끼리 정렬될 수 있으며, 여기서 비닝은 동일한 광 특성을 나타내는 발광소자 칩을 분류하여 그룹화한 것을 의미한다. 결국, 발광소자 칩은 백색광을 구현하기 위해 미리 동일한 광 특성 등을 나타내는 발광소자 칩별로 구분되어 정렬될 수 있다. 이로 인해, 발광소자 모듈의 휘도 및 색 균일도 등의 광학 균일도 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법에서, 형광체 프리폼은 외형에 따라 크게 2가지 형태로 구분할 수 있다. 그 중 하나는, 성장기판이 제거된 수직형 발광소자 칩 또는 플립칩(flip chip) 구조와 같이 대부분의 광이 발광소자 칩의 상부를 통해서만 방출되는 구조에 적용하는 필름형(flim type)이다. 다른 하나는, 성장기판이 제거되지 않아 성장기판의 상부 및 측면으로 빛이 방출되는 구조에 적용하는 캐비티형(cavity type)이다. 캐비티형 형광체 프리폼에 대해서는 캐비티형 형광체 프리폼을 발광소자 칩에 본딩하는 방법을 설명하는 부분에서 더 상세하게 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 1f는 필름형 형광체 프리폼의 구조를 나타내는 도면이다.
도 1a 내지 도 1f를 참조하면, 필름형 형광체 프리폼(100)의 구조는 4개의 형태로 구분할 수 있다. (a) 타입의 필름형 형광체 프리폼(100)은 캐리어 필름(carrier film, 10), PSA층(photo sensitive adhesive layer, 20), 형광체층(phosphor layer, 30), 접착층(adhesive layer, 40) 및 커버 필름(cover film, 50)을 포함한다.
커버 필름(50)은 접착층(40)을 보호하기 위한 것으로, 공정 투입 전에 제거될 수 있다. 접착층(40)은 형광체층(30)을 발광소자 칩의 상부에 부착하는 역할을 할 수 있다. PSA층(20)은 자외선(UV)이 조사되면 접착성능을 잃어 캐리어 필름(10)에서 형광체층(30)의 분리를 용이하게 하기 위한 임시 접착층일 수 있다. 캐리어 필름(10)은 형광체 프리폼의 이송 또는 운반 시 PSA층(20) 및 형광체층(30)을 보호하기 위한 것이다.
(b) 타입의 필름형 형광체 프리폼(100)은 (a) 타입의 필름형 형광체 프리폼(100)에서 PSA층(20)이 제거된 경우이다. (b) 타입의 필름형 형광체 프리폼(100)에서는 PSA층(20)이 존재하는 경우보다 캐리어 필름(10)에서 형광체층(30)을 분리하기 어려울 수 있으나, 발광소자 칩의 크기가 작고 형광체층(30)의 접착력이 조절될 수 있는 경우에는 PSA층(20)이 제거될 수 있다.
(c) 타입의 필름형 형광체 프리폼(100)은 (a) 타입의 필름형 형광체 프리폼(100)에서 접착층(40)이 제거된 경우이다. (c) 타입의 필름형 형광체 프리폼에서는, 형광체층(30)만으로 발광소자 칩에 부착할 수 있도록 접착력이 향상된 경우, 또는 형광체층(30)내의 경화도 조절을 통해 형광체층(30)의 본딩 공정이 최적화된 경우에는 접착층(40)이 제거될 수 있다.
(d) 타입의 필름형 형광체 프리폼(100)은 (a) 타입의 필름형 형광체 프리폼(100)에서 PSA층(20) 및 접착층(40)이 제거된 경우이다. (d) 타입의 필름형 형광체 프리폼(100)은 감소된 층만큼 비용 관점에서 가장 유리할 수 있다. (d) 타입의 필름형 형광체 프리폼(100)에서는, 형광체층(30)이 최적의 접착력을 유지하도록 설계되거나, 또는 캐리어 필름(10)과 형광체층(30) 계면에 접착력을 제어하는 성분이 추가된 경우에 PSA층(20) 및 접착층(40)이 제거될 수 있다.
필름형 형광체 프리폼(100)에서, 접착층(40)의 굴절율은 형광체층(30)의 굴절율과 동일하거나 또는 더 높을 수 있다. 이로 인해, 발광소자 칩에서 발생되는 광의 추출 효율을 극대화 할 수 있다. 또한, 도 1e와 같이, 광 추출 효율을 향상시키기 위해 형광체층(30)의 상부가 패터닝되어 요철 형상이거나, 도 1f와 같이 형광체층(30) 상에 형성된 별도의 요철부(60)를 더 포함할 수 있다.
별도의 요철부(60)는 형광체층(30)과 굴절율이 동일하며, 내열 투광성의 유기/무기 고분자로 형성될 수 있다. 형광체층(30)에 형성된 요철 형상 또는 별도의 요철부(60)에 형성된 요철 형상은, 미리 패터닝된 커버 필름을 이용하여 슬릿 다이 프린팅(slit die printing) 기법으로 프린팅함으로써 형성시킬 수 있다.
나아가, 접착층(40)은 빛을 외부로 방출할 수 있도록 투광성이며, 에폭시 수지 또는 실리콘 수지를 포함할 수 있다. 접착층(40)은 발광소자 칩에서 발생하는 열이 형광체층(30)을 통해서 효과적으로 외부로 전달되도록 고열전도성의 미립자들이 골고루 분산되어 있을 수 있으며, 상기 미립자들은 나노 스케일의 크기를 가질 수 있다. 또한, 접착층(40)은 열방출을 용이하게 하기 위해 40 ~ 60 ㎛의 두께를 가질 수 있으며, 바람직하게는 50 ㎛의 두께일 수 있다.
상술한 바와 같이, 발광소자 칩과 필름형 형광체 프리폼이 준비된 후, 발광소자 칩과 필름형 형광체 프리폼을 개별적으로 본딩할 수 있다. 또한, 발광소자 칩과 필름형 형광체 프리폼은 복수개, 시트 형태 또는 웨이퍼 형태가 일괄적으로 동시에 본딩될 수 있다. 이때, 발광소자 칩 및 형광체 프리폼이 본딩되기 전에 서로 대응되도록 정렬될 수 있다.
이하에서는 발광소자 칩과 필름형 형광체 프리폼이 본딩되는 과정을 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 측에 따라 필름형 형광체 프리폼과 발광소자 칩을 본딩하는 것을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 필름형 형광체 프리폼(100)이 각각 분리되어 정렬된 상태로 놓여져 있다. 필름형 형광체 프리폼(100)의 상부에는 접착층(40)이 포함되어 있어서, 발광소자 칩(200)을 필름형 형광체 프리폼(100)에 부착할 수 있다. 즉, 필름형 형광체 프리폼(100)에 발광소자 칩(200)을 개별적으로 본딩시킬 수 있다.
다르게는, 발광소자 칩(200)이 각각 분리되어 정렬된 상태로 놓여져 있을 수 있으며, 이때 필름형 형광체 프리폼이 접착층을 통해 발광소자 칩과 개별적으로 본딩될 수 있다.
또한, 하기의 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에 의해 복수개의 필름형 형광체 프리폼을 복수개의 발광소자 칩과 일괄적으로 동시에 본딩시킬 수도 있다.
도 3a는 본 발명의 일 측에 따라 시트 형태로 제공되는 필름형 형광체 프리폼과 발광소자 칩을 본딩하는 것을 나타내는 도면이다. 도 3b는 도 3a에서 본딩된 발광소자 칩을 절단하는 것을 나타내는 상면도이다.
도 3 및 도 3b를 참조하면, 필름형 형광체 프리폼(100)은 시트(sheet) 형태로 제공될 수 있다. 시트 형태로 제공되는 필름형 형광체 프리폼(100)에는, 각각 분리된 발광소자 칩(200)을 정렬하기 위해 패터닝된 홀(patterned hole, 70)이 더 형성될 수 있다.
서로 이격된 패터닝된 홀(70)들 사이에 발광소자 칩(200)이 배치되어, 발광소자 칩(200)과 필름형 형광체 프리폼(100)을 본딩한 후, 도 3b에서와 같이 발광소자 칩(200)에 따라 시트 형태의 형광체 프리폼(100)이 절단될 수 있다. 즉, 패터닝된 홀(70)은 발광소자 칩(200)과 필름형 형광체 프리폼(100)이 본딩된 후, 각각 분리된 발광소자 칩(200)으로 절단하기 위한 기준선이 될 수 있다.
또한, 하기의 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에 의해 시트 형태의 필름형 형광체 프리폼을 복수개의 발광소자 칩과 일괄적으로 동시에 본딩시킨 후 절단할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 측에 따라 발광소자 칩이 웨이퍼 상에 형성된 상태로 제공되어 필름형 형광체 프리폼과 본딩되는 것을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 발광소자 칩(200)은 웨이퍼(300) 상에 형성된 상태로 제공될 수 있다. 발광소자 칩(200)과 필름형 형광체 프리폼(100)을 본딩한 후, 발광소자 칩(200)에 따라 웨이퍼(300)가 절단될 수 있다. 즉, 웨이퍼(300) 상에 형성된 상태로 제공된 발광소자 칩(200)에 필름형 형광체를(100)를 본딩한 후, 각각 분리된 발광소자 칩(200)으로 절단할 수 있다.
또한, 하기의 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에 의해 필름형 형광체 프리폼을 웨이퍼 상에 형성된 발광소자 칩과 일괄적으로 동시에 본딩시킨 후 절단할 수도 있다.
나아가, 형광체 프리폼은 시트 형태로 제공되고, 발광소자 칩은 웨이퍼 상에 형성된 상태로 제공될 수 있다. 시트 형태의 형광체 프리폼과 웨이퍼 상에 형성된 상태의 발광소자 칩을 본딩한 후, 단위 칩의 발광소자 칩으로 절단하기 위해 시트 형태의 프리폼 및 웨이퍼를 절단할 수 있다.
또한, 하기의 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에 의해 시트 형태의 필름형 형광체 프리폼을 웨이퍼 상에 형성된 발광소자 칩과 일괄적으로 동시에 본딩시킨 후 절단할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법은, 동일한 광 특성을 나타내는 적어도 하나의 발광소자 칩을 준비하는 단계, 발광소자 칩에 대응되며, 가운데 영역에 캐비티가 형성된 형광체 프리폼(phosphor preform)을 준비하는 단계, 및 형광체 프리폼과 발광소자 칩을 본딩하는 단계를 포함한다.
도 5는 본 발명의 일 측에 따라 캐비티형 형광체 프리폼과 발광소자 칩을 본딩하는 것을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 캐비티형 형광체 프리폼(150)이 각각 분리되어 정렬된 상태로 놓여져 있다. 캐비티형 형광체 프리폼(150)은 형광체 프리폼의 가운데 영역에 형광체 프리폼의 두께보다 얇은 캐비티가 형성되어, 캐비티 내부에 발광소자 칩(200)을 실장할 수 있다. 이로 인해, 발광소자 칩(200)의 측면과 상부에 형광체층이 형성되며, 발광소자 칩(200)에서 방출되는 빛은 모두 백색광으로 전환될 수 있다.
캐비티형 형광체 프리폼(150)의 캐비티에는 별도의 디스펜서(dispenser, D)에 의해 액상의 접착제(45)가 분사되며, 이러한 접착제로 인해 발광소자 칩(200)을 캐비티형 형광체 프리폼(150)에 부착할 수 있다. 즉, 도 2에서와 같이 캐비티형 형광체 프리폼(150)에 발광소자 칩(200)을 개별적으로 본딩시킬 수 있다.
다르게는, 발광소자 칩(200)이 각각 분리되어 정렬된 상태로 놓여져 있을 수 있으며, 이때 발광소자 칩(200)의 상부에서 캐비티형 형광체 프리폼(150)이 발광소자 칩(200)과 개별적으로 본딩될 수 있다.
또한, 하기의 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에 의해 복수개의 캐비티형 형광체 프리폼을 복수개의 발광소자 칩과 일괄적으로 동시에 본딩시킬 수도 있다.
상술한 바와 같이, 발광소자 칩과 캐비티형 형광체 프리폼이 준비된 후, 발광소자 칩과 캐비티형 형광체 프리폼을 개별적으로 본딩할 수 있다. 또한, 발광소자 칩과 캐비티형 형광체 프리폼은 복수개, 시트 형태 또는 웨이퍼 형태가 일괄적으로 동시에 본딩될 수 있다. 이때, 발광소자 칩 및 형광체 프리폼이 본딩되기 전에 서로 대응되도록 정렬될 수 있다.
나아가, 도 3의 필름형 형광체 프리폼과 같이, 캐비티형 형광체 프리폼은 발광소자 칩에 대응되는 복수개의 캐비티가 형성된 시트(sheet) 형태로 제공될 수 있다. 이때, 캐비티형 형광체 프리폼과 발광소자 칩이 본딩된 후, 발광소자 칩에 따라 시트 형태의 캐비티형 형광체 프리폼이 절단될 수 있다.
또한, 도 4에서와 같이 발광소자 칩이 웨이퍼 상에 형성된 상태로 제공될 수 있다. 이때, 캐비티형 형광체 프리폼과 발광소자 칩이 본딩된 후, 발광소자 칩은 웨이퍼를 절단하여 형광체층이 부착된 단위 칩의 형태로 분리될 수 있다.
또한, 형광체 프리폼은 발광소자 칩에 대응되도록 복수개의 캐비티가 형성된 시트 형태로 제공되고 발광소자 칩은 웨이퍼 상에 형성된 상태로 제공될 수 있다. 시트 형태의 형광체 프리폼과 웨이퍼 상에 형성된 상태의 발광소자 칩을 본딩한 후, 단위 칩의 발광소자 칩으로 절단하기 위해 시트 형태의 프리폼 및 웨이퍼를 절단할 수 있다.
또한, 하기의 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에 의해 시트 형태의 캐비티형 형광체 프리폼을 웨이퍼 상에 형성된 발광소자 칩과 일괄적으로 동시에 본딩시킨 후 절단할 수도 있다.
도 6a는 본 발명의 일 측에 따른 캐비티형 형광체 프리폼의 구조를 나타내는 도면이다. 도 6b는 도 6a의 캐비티형 형광체 프리폼에 발광소자 칩이 실장된 것을 나타내는 도면이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 캐비티형 형광체 프리폼(150)에서 캐비티의 바닥면(151)이 캐비티의 상부면(152)보다 더 작도록, 캐비티의 측면(153)이 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 캐비티의 측면(153)이 경사지게 형성됨으로써 캐비티에 수용되는 발광소자 칩(200)이 캐비티 내부의 중심에 자동으로 정렬될 수 있다.
또한, 캐비티 내부의 크기 및 경사각을 조절하여 발광소자 칩(200)과 캐비티형 형광체 프리폼(150)의 간격을 제어할 수 있다. 발광소자 칩(200)은 캐비티형 형광체 프리폼(150)의 캐비티에 접착제(45)를 통해 부착될 수 있으며, 이후 형광체층을 포함하는 발광소자 칩(200)은 범프(160)를 통해 기판상에 실장될 수 있다.
결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법은, 발광소자 칩 상태에서 형광체 프리폼을 본딩하여 형광체층을 형성함으로써, 백색광을 구현하기 위해 대상이 되는 발광소자 칩만을 선별적으로 패키징(packaging) 공정을 진행하여 발광소자 패키지의 수율을 극대화할 수 있다.
또한, 하기의 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에 의해, 백색광을 구현하기 위해 동일한 비닝(binning) 그룹끼리 정렬된 발광소자 칩에 복수의 형광체 프리폼을 동시에 일괄적으로 본딩하여 색 산포를 감소시키고, 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법에 의해 형성된 형광체층을 포함하는 발광소자 칩은 하기의 방법들에 의해 기판상에 실장될 수 있으나, 이와 같은 방법에 제한되지 않는다.
도 7a 내지 도 7c는 형광체층을 포함하는 발광소자 칩이 기판상에 실장되는 방법을 나타내는 도면이다.
도 7a 내지 도 7c를 참조하면, (a) ~ (c)에서 형광체층(30)을 포함하는 발광소자 칩(200)이 캐리어 테입(500) 상에 위치하며, 캐리어 테입(500) 양쪽에는 메탈 프레임(600)이 배치되어 있다.
먼저, (a)에서는 캐리어 테입(500) 하부에 배치된 자외선 조사기(400)로부터 자외선을 조사함으로써 캐리어 테입(500)과 형광체층(30)의 접착력을 떨어뜨린다. 이후, 픽-업 장치(110)가 발광소자 칩(200)을 들어올리고 180도 회전시켜서 형광체층(30)이 상부를 향하도록 한다. 이후, 다른 픽-업 장치(110)를 이용하여 기판(120)상에 발광소자 칩(200)을 실장한다.
(b)에서는 캐리어 테입(500) 상부에 배치된 자외선 조사기(400)로부터 자외선을 조사함으로써 캐리어 테입(500)과 형광체층(30)의 접착력을 떨어뜨린다. 이후, 다른 캐리어 테입(500)에 발광소자 칩(200)이 부착되도록 전사(transfer) 과정을 거친다. 이후, 픽-업 장치(110)를 이용하여 형광체층을 포함하는 발광소자 칩(200)을 들어올린 후, 기판(120)상에 발광소자 칩을 실장한다.
(c)에서는 캐리어 테입(500) 상부에 배치된 자외선 조사기(400)로부터 자외선을 조사함으로써 캐리어 테입(500)과 형광체층(30)의 접착력을 떨어뜨린다. 이후, 캐리어 테입(500) 상부에서 푸시-프레스(push-press) 장치로 발광소자 칩(200)을 눌러서 기판(120)상에 직접 실장한다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에 대해 설명하기로 한다. 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에서, 형광체 프리폼은 형광체층 및 접착층을 포함하는 필름형 형광체 프리폼일 수 있으며, 가운데 영역에 캐비티가 형성되는 캐비티형 형광체 프리폼일 수 있다.
이하에서는 캐비티형 형광체 프리폼을 이용하여 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에 대해 설명한다. 다만, 필름형 형광체 프리폼을 이용한 경우에도 동일하게 적용될 수 있으며, 이때 접착제를 분사하는 디스펜서는 생략될 수 있다. 또한, 발광소자 칩과 형광체 프리폼의 위치가 서로 바뀔 수 있다. 즉, 발광소자 칩이 제2 캐리어 테입에 배치되고, 형광체 프리폼이 제1 캐리어 테입에 배치될 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치를 나타내는 도면이다. 도 8c는 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치를 이용하여 형광체층이 발광소자 칩에 본딩된 것을 나타내는 도면이다.
도 8a 내지 도 8c를 참조하면, 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치는, 제1 캐리어 테입(510), 제2 캐리어 테입(520), 센서(550), 정렬 수단(700), 제1 메탈 프레임(610), 상부 프레스(810), 하부 프레스(820) 및 롤러(roller, 900)를 포함한다.
제1 캐리어 테입(510)은 동일한 광 특성을 나타내는 적어도 하나의 발광소자 칩(200)을 이송할 수 있다. 제2 캐리어 테입(520)은 발광소자 칩(200)에 부착되는 형광체 프리폼(150)을 이송할 수 있다. 제2 캐리어 테입(520)은 롤러(900)에 의해 형광체 프리폼(150)을 이송할 수 있다. 형광체 프리폼(150)은 제2 캐리어 테입(520)에 의해 정렬된 상태로 공급된다. 센서(550)는 제2 캐리어 테입(520)의 위치를 인식할 수 있으며, 이송되는 형광체 프리폼(150)은 센서(550)에 의해 홀딩(holding)될 수 있다.
정렬 수단(700)은 발광소자 칩(700)이 정렬된 형광체 프리폼(150)에 대응되도록 정렬시킬 수 있다. 제1 메탈 프레임(610)은 정렬 수단(700)의 하부에 배치되어 제1 캐리어 테입(510)에 의해 이송되는 발광소자 칩(200)이 정렬되는 것을 보조할 수 있다.
정렬 수단(700)은 도 8b에서와 같이 제1 캐리어 테입(510) 전체에 밀착하여 발광소자 칩(200)을 정렬시킬 수 있다. 이와 같이 정렬 수단(700)이 제1 캐리어 테입(510) 전체에 밀착하는 경우, 제1 캐리어 테입(510) 상에서 발광소자 칩(200)의 위치 변동을 최소화하여 정렬 정밀도를 향상시킬 수 있다.
즉, 정렬 수단(700)이 제1 메탈 프레임을 홀딩하면서 발광소자 칩(200)과 형광체 프리폼(150) 사이의 인식(vision) 장치(미도시)의 정보에 따라 제1 캐리어 테입(510)에 의해 이송되는 발광소자 칩(200)이 형광체 프리폼(150)에 대응되도록 정렬시킬 수 있다. 이때, 정렬 수단(700)이 제1 메탈 프레임(610)을 홀딩하는 방법은 진공을 이용하거나, 자력을 이용할 수 있다.
발광소자 칩(200)과 형광체 프리폼(150)이 대응되는 경우에는 정렬 수단(700)이 아래로 이동하며, 발광소자 칩(200)과 형광체 프리폼(150)이 근접한 경우에는 느린 속도로 이동하여 발광소자 칩(200)과 형광체 프리폼(150)이 부드럽게 접촉하도록 할 수 있다.
이후, 상부 프레스(810)가 제1 캐리어 테입(510)을 하부로 이동시키고, 하부 프레스(820)가 제2 캐리어 테입(520)을 상부로 이동시켜 발광소자 칩(200)과 형광체 프리폼(150)을 본딩시킬 수 있다.
상부 프레스(810) 및 하부 프레스(820)에는 발광소자 칩(200) 및 형광체 프리폼(150)의 본딩 시 접착제의 경화에 필요한 열을 공급하는 가열수단이 더 포함될 수 있다. 상기 가열수단은 상부 프레스(810) 및 하부 프레스(820)에 일체로 형성될 수 있다.
또한, 캐비티형 형광체 프리폼(150)을 발광소자 칩(200)과 본딩시키기 위해서는, 이송되는 캐비티형 형광체 프리폼(150)에 접착제(45)를 분사하는 디스펜서(D)가 구비될 수 있다. 또한, 형광체 프리폼(150)이 발광소자 칩(200)과 본딩된 후, 제2 캐리어 테입(520)으로부터 용이하게 분리될 수 있도록 제2 캐리어 테입(520) 하부에 자외선 조사기(400)가 배치될 수 있다.
도 9a는 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에서 형광체 프리폼이 시트 형태로 제공되는 것을 나타내는 도면이다. 도 9b는 도 9a에서 형광체층이 발광소자 칩에 본딩된 것을 나타내는 도면이다. 도 9c는 도 9b에서 발광소자 칩을 단위 칩으로 절단하는 것을 나타내는 도면이다.
도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치는 도 8b와 동일하며, 제2 캐리어 테입(520)에 의해 이송되는 형광체 프리폼(150)이 시트 형태로 공급될 수 있다. 즉, 캐비티형 형광체 프리폼(150)이 발광소자 칩(200)에 대응되는 복수개의 캐비티가 형성된 시트(sheet) 형태로 제공될 수 있으며, 캐비티형 형광체 프리폼(150)과 발광소자 칩(200)이 본딩된 후, 시트 형태의 캐비티형 형광체 프리폼(200)이 절단 수단(950)에 의해 절단되어 단위 칩의 발광소자 칩(200)으로 분리될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에서 발광소자 칩이 웨이퍼 상에 형성된 상태로 제공되는 것을 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 발광소자 칩(200)이 웨이퍼(300) 상에 형성된 상태로 제공될 수 있으며, 캐비티형 형광체 프리폼(150)과 발광소자 칩(200)이 본딩된 후, 발광소자 칩(200)은 웨이퍼(300)를 절단하여 형광체층이 부착된 단위 칩의 형태로 분리될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치에서 형광체 프리폼이 시트 형태로 제공되고 발광소자 칩이 웨이퍼 상에 형성된 상태로 제공되는 것을 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 형광체 프리폼(150)은 발광소자 칩(200)에 대응되도록 복수개의 캐비티가 형성된 시트 형태로 제공되고 발광소자 칩(200)은 웨이퍼(300) 상에 형성된 상태로 제공될 수 있으며, 시트 형태의 형광체 프리폼(150)과 웨이퍼(300) 상에 형성된 상태의 발광소자 칩(200)을 본딩한 후, 단위 칩의 발광소자 칩(200)으로 절단하기 위해 시트 형태의 프리폼(150) 및 웨이퍼(300)를 절단할 수 있다.
도 12a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치를 나타내는 도면이다. 도 12b는 도 12a에서 상부 프레스 및 하부 프레스가 이동하여 발광소자 칩과 형광체 프리폼이 본딩된 상태를 나타내는 도면이다. 도 12c는 도 12b에서 형광체층이 발광소자 칩에 본딩된 것을 분리하여 나타내는 도면이다.
도 12a 내지 도 12c를 참조하면, 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치는, 제1 메탈 프레임(610)에 대응되는 제2 메탈 프레임(620)을 더 포함할 수 있다. 제2 메탈 프레임(620)은 하부 프레스(820)와 이격되어 있는 메탈 프레임 홀더(holder, 650) 상에 배치되어 형광체 프리폼(150)이 정렬되는 것을 보조할 수 있다. 즉, 메탈 프레임 홀더(650)가 제2 메탈 프레임(620)을 홀딩하고, 제2 메탈 프레임(620)으로 인해 형광체 프리폼(150)이 정렬된 상태로 홀딩될 수 있다.
발광소자 칩(200)이 형광체 프리폼(150)에 대응되도록 정렬된 후, 상부 프레스(810)가 제1 캐리어 테입(510)을 하부로 이동시키고, 하부 프레스(820)가 제2 캐리어 테입(520)을 상부로 이동시켜 발광소자 칩(200)과 형광체 프리폼(150)을 본딩시킬 수 있다.
도 13a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치를 나타내는 도면이다. 도 13b는 도 13a에서 상부 프레스 및 하부 프레스가 이동하여 발광소자 칩과 형광체 프리폼이 본딩된 상태를 나타내는 도면이다. 도 13c는 도 13b에서 형광체층이 발광소자 칩에 본딩된 것을 분리하여 나타내는 도면이다.
도 13a 내지 도 13c를 참조하면, 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치는, 하부 프레스(820) 상에 형성되는 자외선 조사기(400)를 더 포함할 수 있다. 자외선 조사기(400)는 하부 프레스(820)와 일체로 형성될 수 있다. 자외선 조사기(400)는 발광소자 칩(200) 및 형광체 프리폼(150)의 본딩 후, 형광체 프리폼(150)을 제2 캐리어 테입(520)으로부터 분리하기 위해 배치될 수 있다. 따라서, 자외선 조사기(400)는 하부 프레스(820)와 일체로 형성되어 형광체 프리폼(150)을 제2 캐리어 테입(520)으로부터 용이하게 분리함으로써 공정을 간소화할 수 있다.
도 14a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치를 나타내는 도면이다. 도 14b는 도 14a에서 상부 프레스 및 하부 프레스가 이동하여 발광소자 칩과 형광체 프리폼이 본딩된 상태를 나타내는 도면이다. 도 14c는 도 14b에서 형광체층이 발광소자 칩에 본딩된 것을 분리하여 나타내는 도면이다.
도 14a 내지 도 14c를 참조하면, 본 발명의 일 측에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치는, 상부 프레스(810)에 형성되는 자외선 조사기(400)를 더 포함할 수 있다. 자외선 조사기(400)는 상부 프레스(810)와 일체로 형성될 수 있다. 자외선 조사기(400)는 발광소자 칩(200) 및 형광체 프리폼(150)의 본딩 후, 발광소자 칩(200)을 제1 캐리어 테입(510)으로부터 분리하기 위해 배치될 수 있다. 따라서, 자외선 조사기(400)는 상부 프레스(810)와 일체로 형성되어 발광소자 칩(200)을 제1 캐리어 테입(510)으로부터 용이하게 분리함으로써 공정을 간소화할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치는, 백색광을 구현하기 위해 동일한 비닝(binning) 그룹끼리 정렬된 발광소자 칩에 복수의 형광체 프리폼을 동시에 일괄적으로 본딩하여 발광소자 칩과 형광체 프리폼의 본딩의 정확도 또는 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 공정을 간소화하여 생산성을 증가시킬 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 필름형 형광체 프리폼 150 : 캐비티형 형광체 프리폼
200 : 발광소자 칩 300 : 웨이퍼
400 : 자외선 조사기 510 : 제1 캐리어 테입
520 : 제2 캐리어 테입 610 : 제1 메탈 프레임
620 : 제2 메탈 프레임 700 : 정렬 수단
810 : 상부 프레스 820 : 하부 프레스
900 : 롤러

Claims (25)

  1. 동일한 광 특성을 나타내는 적어도 하나의 발광소자 칩을 준비하는 단계;
    상기 발광소자 칩에 대응되며, 형광체층 및 접착층을 포함하는 형광체 프리폼(phosphor preform)을 준비하는 단계; 및
    상기 형광체 프리폼 및 상기 발광소자 칩을 본딩하는 단계를 포함하는 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자 칩 및 상기 형광체 프리폼이 본딩되기 전에 서로 대응되도록 정렬되는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 형광체 프리폼은 시트(sheet) 형태로 제공되며,
    상기 본딩하는 단계 후, 상기 발광소자 칩에 따라 상기 시트 형태의 형광체 프리폼을 절단하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자 칩은 웨이퍼 상에 형성된 상태로 제공되며,
    상기 본딩하는 단계 후, 상기 발광소자 칩에 따라 상기 웨이퍼를 절단하는 단계를 더 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 형광체 프리폼은 시트 형태로 제공되고, 상기 발광소자 칩은 웨이퍼 상에 형성된 상태로 제공되며,
    상기 본딩하는 단계 후, 상기 발광소자 칩에 따라 상기 시트 형태의 프리폼 및 상기 웨이퍼를 절단하는 단계를 더 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 형광체 프리폼은, 캐리어 필름, PSA층(photo sensitive adhesive layer) 또는 커버 필름을 더 포함하는 형태인 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 접착층의 굴절율은 상기 형광체층의 굴절율과 동일하거나 또는 더 높은 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 접착층은 에폭시 수지 또는 실리콘 수지를 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 형광체층의 상부는 패터닝되어 요철 형상인 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 형광체 프리폼은 상기 형광체층 상에 형성된 별도의 요철부를 더 포함하는 방법.
  11. 동일한 광 특성을 나타내는 적어도 하나의 발광소자 칩을 준비하는 단계;
    상기 발광소자 칩에 대응되며, 가운데 영역에 캐비티가 형성된 형광체 프리폼(phosphor preform)을 준비하는 단계; 및
    상기 형광체 프리폼 및 상기 발광소자 칩을 본딩하는 단계를 포함하는 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 발광소자 칩 및 상기 형광체 프리폼이 본딩되기 전에 서로 대응되도록 정렬되는 단계를 더 포함하는 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 형광체 프리폼은, 상기 발광소자 칩에 대응되도록 복수개의 캐비티가 형성된 시트(sheet) 형태로 제공되며,
    상기 본딩하는 단계 후, 상기 발광소자 칩에 따라 상기 시트 형태의 형광체 프리폼을 절단하는 단계를 더 포함하는 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 발광소자 칩은 웨이퍼 상에 형성된 상태로 제공되며,
    상기 본딩하는 단계 후, 상기 발광소자 칩에 따라 상기 웨이퍼를 절단하는 단계를 더 포함하는 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 형광체 프리폼은 상기 발광소자 칩에 대응되도록 복수개의 캐비티가 형성된 시트 형태로 제공되고, 상기 발광소자 칩은 웨이퍼 상에 형성된 상태로 제공되며,
    상기 본딩하는 단계 후, 상기 발광소자 칩에 따라 상기 시트 형태의 프리폼 및 상기 웨이퍼를 절단하는 단계를 더 포함하는 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 캐비티의 바닥면이 상기 캐비티의 상부면보다 더 작도록, 상기 캐비티의 측면이 경사지게 형성되는 방법.
  17. 동일한 광 특성을 나타내는 적어도 하나의 발광소자 칩을 이송하는 제1 캐리어 테입;
    상기 발광소자 칩에 부착되는 형광체 프리폼을 이송하는 제2 캐리어 테입;
    상기 제2 캐리어 테입의 위치를 인식하는 센서;
    상기 발광소자 칩이 상기 형광체 프리폼에 대응되도록 정렬시키는 정렬 수단;
    상기 정렬 수단의 하부에 배치되어 상기 제1 캐리어 테입에 의해 이송되는 발광소자 칩이 정렬되는 것을 보조하는 제1 메탈 프레임;
    상기 제1 캐리어 테입을 하부로 이동시켜 상기 발광소자 칩을 상기 형광체 프리폼과 본딩시키는 상부 프레스; 및
    상기 제2 캐리어 테입을 상부로 이동시켜 상기 형광체 프리폼을 상기 발광소자 칩과 본딩시키는 하부 프레스;
    를 포함하는 발광소자에 형광체층을 형성하는 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2 캐리어 테입은 롤러에 의해 상기 형광체 프리폼을 이송하는 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 형광체 프리폼은 형광체층 및 접착층을 포함하는 장치
  20. 제17항에 있어서,
    상기 형광체 프리폼은 가운데 영역에 캐비티가 형성된 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 형광체 프리폼의 캐비티에 접착제를 분사하는 디스펜서(dispenser)를 더 포함하는 장치.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 제1 메탈 프레임에 대응되는 제2 메탈 프레임을 더 포함하며,
    상기 제2 메탈 프레임은 상기 하부 프레스와 이격되어 있는 메탈 프레임 홀더(holder) 상에 배치되어 상기 형광체 프리폼이 정렬되는 것을 보조하는 장치.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 발광소자 칩 및 상기 형광체 프리폼의 본딩 시 열을 가하는 가열수단이 상기 상부 프레스 또는 상기 하부 프레스에 더 포함되는 장치.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 발광소자 칩 및 상기 형광체 프리폼의 본딩 후, 상기 발광소자 칩을 상기 제1 캐리어 테입으로부터 분리하기 위한 자외선 조사기를 더 포함하고, 상기 자외선 조사기는 상기 상부 프레스와 일체로 형성되는 장치.
  25. 제12항에 있어서,
    상기 발광소자 칩 및 상기 형광체 프리폼의 본딩 후, 상기 형광체 프리폼을 상기 제2 캐리어 테입으로부터 분리하기 위한 자외선 조사기를 더 포함하고, 상기 자외선 조사기는 상기 하부 프레스와 일체로 형성되는 장치.
KR1020110027033A 2011-03-25 2011-03-25 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법 및 장치 KR101769356B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110027033A KR101769356B1 (ko) 2011-03-25 2011-03-25 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법 및 장치
US13/428,726 US8785953B2 (en) 2011-03-25 2012-03-23 Light emitting diode, manufacturing method thereof, light emitting diode module, and manufacturing method thereof
EP20153837.8A EP3664167B1 (en) 2011-03-25 2012-03-23 Light emitting diode
TW101110053A TWI489656B (zh) 2011-03-25 2012-03-23 發光二極體、發光二極體之製造方法、發光二極體模組及發光二極體模組之製造方法
EP12161008.3A EP2503606B1 (en) 2011-03-25 2012-03-23 Light Emitting Diode, Manufacturing Method Thereof, Light Emitting Diode Module, and Manufacturing Method Thereof
US14/310,664 US9153759B2 (en) 2011-03-25 2014-06-20 Light emitting diode, manufacturing method thereof, light emitting diode module, and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110027033A KR101769356B1 (ko) 2011-03-25 2011-03-25 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120108754A true KR20120108754A (ko) 2012-10-05
KR101769356B1 KR101769356B1 (ko) 2017-08-18

Family

ID=47280314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110027033A KR101769356B1 (ko) 2011-03-25 2011-03-25 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101769356B1 (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180008712A (ko) * 2015-08-18 2018-01-24 장쑤 체리티 옵트로닉스 컴퍼니, 리미티드 정제 광변환체로 led를 본딩 패키징하는 공정방법 및 정제 장비 시스템
KR20180011159A (ko) * 2015-08-18 2018-01-31 장쑤 체리티 옵트로닉스 컴퍼니, 리미티드 롤링 방식에 기반한 열가소성 수지 광 변환체로 led를 본딩 패키징하는 공정방법
KR20180022861A (ko) * 2015-08-18 2018-03-06 장쑤 체리티 옵트로닉스 컴퍼니, 리미티드 이형 유기 실리콘 수지 광변환체로 led를 본딩 패키징하는 장비 시스템
KR20180022848A (ko) * 2015-08-18 2018-03-06 장쑤 체리티 옵트로닉스 컴퍼니, 리미티드 롤링 방식에 기반한 열가소성 수지 광변환체로 led를 본딩 패키징하는 장비시스템
KR20180022862A (ko) * 2015-08-18 2018-03-06 장쑤 체리티 옵트로닉스 컴퍼니, 리미티드 직렬 롤링에 기반한 유기 실리콘 수지 광 변환체로 led를 본딩 패키징하는 공정방법
KR20180022863A (ko) * 2015-08-18 2018-03-06 장쑤 체리티 옵트로닉스 컴퍼니, 리미티드 직렬 롤링에 기반한 유기 실리콘 수지 광 변환체로 led를 본딩 패키징하는 장비 시스템

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022039300A1 (ko) * 2020-08-20 2022-02-24 엘지전자 주식회사 디스플레이 장치의 제조에 사용되는 전사 기판, 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7553683B2 (en) * 2004-06-09 2009-06-30 Philips Lumiled Lighting Co., Llc Method of forming pre-fabricated wavelength converting elements for semiconductor light emitting devices
US7344952B2 (en) * 2005-10-28 2008-03-18 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Laminating encapsulant film containing phosphor over LEDs

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180008712A (ko) * 2015-08-18 2018-01-24 장쑤 체리티 옵트로닉스 컴퍼니, 리미티드 정제 광변환체로 led를 본딩 패키징하는 공정방법 및 정제 장비 시스템
KR20180011159A (ko) * 2015-08-18 2018-01-31 장쑤 체리티 옵트로닉스 컴퍼니, 리미티드 롤링 방식에 기반한 열가소성 수지 광 변환체로 led를 본딩 패키징하는 공정방법
KR20180022861A (ko) * 2015-08-18 2018-03-06 장쑤 체리티 옵트로닉스 컴퍼니, 리미티드 이형 유기 실리콘 수지 광변환체로 led를 본딩 패키징하는 장비 시스템
KR20180022848A (ko) * 2015-08-18 2018-03-06 장쑤 체리티 옵트로닉스 컴퍼니, 리미티드 롤링 방식에 기반한 열가소성 수지 광변환체로 led를 본딩 패키징하는 장비시스템
KR20180022862A (ko) * 2015-08-18 2018-03-06 장쑤 체리티 옵트로닉스 컴퍼니, 리미티드 직렬 롤링에 기반한 유기 실리콘 수지 광 변환체로 led를 본딩 패키징하는 공정방법
KR20180022863A (ko) * 2015-08-18 2018-03-06 장쑤 체리티 옵트로닉스 컴퍼니, 리미티드 직렬 롤링에 기반한 유기 실리콘 수지 광 변환체로 led를 본딩 패키징하는 장비 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR101769356B1 (ko) 2017-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2503606B1 (en) Light Emitting Diode, Manufacturing Method Thereof, Light Emitting Diode Module, and Manufacturing Method Thereof
KR101769356B1 (ko) 발광소자에 형광체층을 형성하는 방법 및 장치
TWI546984B (zh) 發光元件模組
TWI550904B (zh) 半導體發射器的製造方法及半導體結構
US20070278513A1 (en) Semiconductor light emitting device and method of fabricating the same
KR20120133264A (ko) 발광소자 렌즈, 이를 포함하는 발광소자 모듈 및 이를 이용한 발광소자 모듈의 제조방법
KR20120119350A (ko) 발광소자 모듈 및 이의 제조방법
KR20060095271A (ko) 파장변환형 발광 다이오드 패키지 제조방법
CN103179801B (zh) 发光装置的制造方法
EP2477225A2 (en) Adhesive film for light emitting device and method of manufacturing LED package using the same
US8476662B2 (en) Light emitting device, method for manufacturing the same, and backlight unit
US9178122B2 (en) Method of manufacturing light emitting device package having reflector and phosphor layer
US20200035657A1 (en) Electroluminescent device and method of manufacturing the same
US9534747B2 (en) Light-emitting diode assembly and fabrication method thereof
KR20150096198A (ko) 발광 소자 패키지 및 그 제조 방법
KR100600411B1 (ko) 발광 소자 패키지 및 그의 제조 방법
US20150249193A1 (en) Light emitting device package having phosphor layer and method of fabricating the same
TWI407595B (zh) 發光裝置的製造方法
TWI801756B (zh) 發光模組與由發光模組拼接而成的發光裝置
TWI771986B (zh) 電子裝置的製造方法
EP2551926B1 (en) Light emitting diode module and method for manufacturing the same
KR102160774B1 (ko) 발광 소자 패키지 및 그 제조방법
KR20130077141A (ko) 유리 기판을 이용한 엘이디 모듈 및 그 제조 방법
US20210376202A1 (en) Micro light emitting diode and method for manufacturing the same, and micro light emitting diode module
KR101956128B1 (ko) 테이프 타입의 광소자 패키지 및 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant