KR20130088441A - Eutectic die bonding apparatus, system and bonding eutectic perform method using thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A eutectic die bonding apparatus, a system, and a eutectic method using the same are provided to prevent components from being damaged due to excessive heat by rapidly supplying necessary heat with a high frequency induction heating method. CONSTITUTION: A eutectic die collet (10) is combined with a high frequency oscillator. A first insulation layer (20) is formed on the outer surface of the eutectic die collet. An induction coil (40) is wound around the first insulation layer. A second insulation layer (30) is formed around the first insulation layer which the induction coil is wound around. A thermocouple sensor (50) is formed around the second insulation layer in the same length direction as the eutectic die collet. [Reference numerals] (110) Control unit; (120) High frequency oscillator

Description

공융 다이 점착 장치, 시스템 및 이를 이용한 점착 공정 수행 방법{EUTECTIC DIE BONDING APPARATUS, SYSTEM AND BONDING EUTECTIC PERFORM METHOD USING THEREOF}Eutectic Die Bonding Apparatus, System and Methods of Performing Adhesion Process Using The Same {EUTECTIC DIE BONDING APPARATUS, SYSTEM AND BONDING EUTECTIC PERFORM METHOD USING THEREOF}

본 발명은 기판상에 반도체 다이를 공융 점착하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 와전류를 통해 LED 다이 후면상의 공융층을 가열시켜 기판과 점착시킬 수 있는 공융 다이 점착 장치, 시스템 및 이를 이용한 점착 공정 수행 방법을 제공하는 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for eutectic a semiconductor die on a substrate, and more particularly, a eutectic die adhesion apparatus, a system and a system using the same in which an eutectic layer on the back surface of an LED die is adhered to the substrate through eddy currents. It is to provide a method of performing the adhesion process.

고주파 유도가열은 교류 전류가 흐르는 코일 속에 위치하는 금속 등의 도전체에 시변하는 자속을 발생시켜 그로인한 히스테리시스 손실 혹은 와전류 손실에 의해 도전체를 가열하는 방식이다. 코일에 교류전류를 통하면 코일 내부에 시변하는 자속이 발생하고 이 자계 속에 놓인 도전체에는 와전류가 발생하여, 와전류에 의한 줄열에 의해 도전체는 가열된다.High frequency induction heating is a method of generating a time-varying magnetic flux on a conductor such as a metal located in a coil in which an alternating current flows, thereby heating the conductor by the hysteresis loss or the eddy current loss. When an alternating current flows through the coil, a time-varying magnetic flux is generated inside the coil. An eddy current is generated in the conductor placed in the magnetic field, and the conductor is heated by Joule heat caused by the eddy current.

고주파 유도가열은 용해, 열처리, 단조가열, 브레이징, 용접 등의 다양한 금속 제조공정에 이용되며, 고주파 인두기 또는 인덕션 레인지와 같은 상품도 출시되어 있다.High frequency induction heating is used in various metal manufacturing processes such as melting, heat treatment, forging heating, brazing, welding, and other products such as high frequency ironing machines or induction ranges.

본 발명에서는 고주파 유도가열의 원리를 이용하여 공융 점착 공정에 이용하는 방법을 모색하고자 한다.In the present invention, to find a method using the eutectic adhesion process using the principle of high frequency induction heating.

LED 다이와 기판을 접하는 공정에는 다음과 같이 크게 5가지가 있다. Ag 에폭시 공정, 직접 공융 점착(dierect eutectic) 공정, 유속 공융 점착(flux eutectic) 공정, 플립 칩(flip chip) 공정, 소프트 솔더(soft solder) 공정. 그 중에서도 전기 전도성 및 열 전도성, 안전성, 신뢰성 등을 고려할 때 직접 공융 ㅈ저점착(dierect eutectic) 공정이 많이 이용되어 진다. There are five major processes for contacting the LED die and the substrate as follows. Ag epoxy process, direct eutectic process, flux eutectic process, flip chip process, soft solder process. Among them, direct eutectic process is widely used in consideration of electrical conductivity and thermal conductivity, safety and reliability.

직접 공융 점착(Direct eutectic) 공정 (이하 공융 점착 공정 또는 공융 점착)에 이용되는 금속 물질은 80% Au/20% Sn 물질이 주로 이용되고, 이 물질의 용융점은 약 280℃이다.The metal material used in the direct eutectic process (hereafter eutectic adhesion process or eutectic adhesion) is mainly used 80% Au / 20% Sn material, the melting point of this material is about 280 ℃.

이게 관련하여, 미국 특허 제7,854,365 호에는 LED 다이를 픽업하고 기판 위에 배치하는 공융 다이 콜렛에 히터를 연결하여 용융점 이상의 온도로 설정하고, 기판은 용융점 이하의 온도로 설정해 놓고 공융 점착 공정을 수행하면 공융 다이 콜렛에 연결된 히터에 의해 용융 되었던 공융 층(eutectic layer)이 기판에 점착한 후 빠르게 응결(solidification)되어 점착의 특성이 향상시키는 기술에 관한 내용이 개시되어 있다. In this regard, U.S. Pat.No. 7,854,365 discloses a eutectic adhesive process by connecting a heater to a eutectic die collet that picks up an LED die and places it on a substrate to a temperature above the melting point, and sets the substrate to a temperature below the melting point. A technique is disclosed in which an eutectic layer, which has been melted by a heater connected to a die collet, adheres to a substrate and then rapidly solidifies to improve the adhesion properties.

하지만 이러한 경우 LED 다이를 구성하는 p, n 반도체 층, 양자 우물 층 및 전극 등에도 열이 가해져 LED의 특성이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.However, in this case, heat is applied to the p, n semiconductor layers, the quantum well layers, and the electrodes constituting the LED die, thereby degrading characteristics of the LED.

따라서 본 발명에서는 LED 다이에 열적 손상을 입히지 않고, LED 다이의 하부 면에 위치한 용융 층에 점착에 필요한 열량만을 신속하게 공급하여 필요 이상의 열량에 의한 부품 파손이나 손상을 방지할 수 있는 기술을 제안하고자 한다.
Therefore, the present invention is to propose a technology that can prevent parts damage or damage caused by more than necessary heat by quickly supplying only the heat required for adhesion to the molten layer located on the lower surface of the LED die without thermal damage to the LED die do.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고주파 유도가열 방식으로 직접 가열 방식의 문제점을 개선하여 LED 다이에 손상을 입히지 않고, 점착에 필요한 열량만을 신속하게 공급하여 필요 이상의 열량에 의한 부품파손이나 손상을 방지할 수 있는 고주파 유도 가열 장치가 결합된 공융 다이 콜릿을 제공하는 것이다.
The problem to be solved by the present invention is to improve the problem of the direct heating method by the high frequency induction heating method to avoid damage to the LED die, and to quickly supply only the heat required for adhesion to prevent component damage or damage by more than necessary heat It is to provide a eutectic die collet combined with a high frequency induction heating device.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 공융 다이 점착 장치는 고주파 발진기가 결합된 공융 다이 콜릿; 공융 다이 콜릿 외부 표면에 형성된 제1 절연막; 상기 제1절연막 둘레에 감겨진 유도 코일; 상기 제1절연막 둘레에 형성된 제2 절연막; 및 상기 공융 다이 콜릿과 동일한 길이 방향으로 상기 제1절연막에 형성된 열전대(thermocouple) 센서;를 포함한다.
Eutectic die adhesive apparatus according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is a eutectic die collet coupled to a high frequency oscillator; A first insulating film formed on the eutectic die collet outer surface; An induction coil wound around the first insulating film; A second insulating film formed around the first insulating film; And a thermocouple sensor formed in the first insulating layer in the same length direction as the eutectic die collet.

상기 열전대(thermocouple) 센서는, 고주파 유도전류에 따른 공융 다이 콜릿의 온도를 측정하는 것을 특징으로 한다.
The thermocouple sensor is characterized in that for measuring the temperature of the eutectic die collet according to the high frequency induction current.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 공융 다이 점착 시스템은 내부에 기판이 구비된 밀폐형 챔버; 상기 밀폐형 챔버 내에 구비되어, 후면에 공융층이 형성된 LED 다이; 고주파 유도 가열 장치와 결합되며, 상기 LED 다이 후면에 자기장을 발생시켜 상기 LED 다이 후방에 와전류를 통해 상기 공융층을 가열시키는 공융 다이 점착 장치; 상기 밀폐형 챔버, LED 다이 및 공융 다이 점착 장치의 동작을 제어하는 제어부을 포함하며, 상기 공융 다이 점착 장치는, 고주파 발진기가 결합된 공융 다이 콜릿; 공융 다이 콜릿 외부 표면에 형성된 제1 절연막; 상기 제1절연막 둘레에 감겨진 유도 코일; 상기 제1절연막 둘레에 형성된 제2 절연막; 상기 공융 다이 콜릿과 동일한 길이 방향으로 상기 제1절연막에 형성된 열전대(thermocouple) 센서;를 포함한다.
The eutectic die adhesion system according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is a hermetically sealed chamber having a substrate therein; An LED die provided in the hermetic chamber and having a eutectic layer formed on a rear surface thereof; A eutectic die attaching device coupled to a high frequency induction heating device and generating a magnetic field behind the LED die to heat the eutectic layer through an eddy current behind the LED die; And a control unit for controlling operations of the hermetically sealed chamber, the LED die, and the eutectic die attaching device, wherein the eutectic die attaching device comprises: a eutectic die collet coupled to a high frequency oscillator; A first insulating film formed on the eutectic die collet outer surface; An induction coil wound around the first insulating film; A second insulating film formed around the first insulating film; And a thermocouple sensor formed in the first insulating layer in the same length direction as the eutectic die collet.

상기 열전대(thermocouple) 센서는, 고주파 유도전류에 따른 공융 다이 콜릿의 온도를 측정하는 것을 특징으로 한다.
The thermocouple sensor is characterized in that for measuring the temperature of the eutectic die collet according to the high frequency induction current.

상기 공융층 물질은, Au, Sn을 포함하는 금속 재질인 것을 특징으로 한다.
The eutectic layer material is characterized in that the metal material containing Au, Sn.

상기 챔버는, 상기 공융층의 산화를 막기 위한 질소 가스가 충전된 챔버인 것을 특징으로 한다.
The chamber is characterized in that the chamber is filled with nitrogen gas to prevent oxidation of the eutectic layer.

상기 제어부는 상기 열전대(thermocouple) 센서로부터 측정된 온도와 기설정된 온도를 비교하는 비교부를 더 포함하며, 상기 비교부로부터 출력된 제어신호를 통해 상기 고주파 발진기로부터 출력되는 고주파의 출력양을 조절하는 것을 특징으로 한다.
The control unit may further include a comparing unit comparing the temperature measured from the thermocouple sensor with a predetermined temperature, and adjusting the output amount of the high frequency output from the high frequency oscillator through a control signal output from the comparing unit. It features.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 공융 다이 점착 장치를 이용한 공융 점착 공정 수행 방법은 내부에 기판 및 후면에 공융층이 형성된 LED 다이가 구비된 밀폐형 챔버를 제공하는 제1 제공단계; 상기 밀폐형 챔버 내부에 공융 다이 점착 장치를 제공하는 제2 제공단계; 상기 공융 다이 점착 장치로부터 자기장을 발생시켜 상기 LED 다이 후면에 구비된 공융층에 와전류를 생성시켜 가열시키는 가열 단계; 및 상기 가열된 공융층을 냉각시킨 후, 상기 기판 상부에 상기 냉각된 LED 다이를 부착시키는 부착 단계를 포함한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a method of performing a eutectic adhesion process using a eutectic die adhesion device, comprising: a first providing step of providing a hermetically sealed chamber including an LED die having a substrate and a eutectic layer formed on a rear surface thereof; Providing a eutectic die attaching device inside the hermetic chamber; A heating step of generating a magnetic field from the eutectic die attaching device to generate an eddy current in the eutectic layer provided on the back side of the LED die and heating it; And attaching the cooled LED die on top of the substrate after cooling the heated eutectic layer.

상기 가열 단계는, 상온으로 유지된 공융층이 구비된 LED 다이를 제공하는 단계; 상기 공융 다이 점착 장치를 상기 LED 다이에 픽업시킨 후, 상기 LED 다이에 자기장을 발생시키는 단계; 및 상기 자기장을 통해 상기 LED 다이 후면에 형성된 공융층에 와전류가 생성되어 가열되는 단계를 포함한다.
The heating step may include providing an LED die having a eutectic layer maintained at room temperature; Picking up the eutectic die attaching device to the LED die, and then generating a magnetic field in the LED die; And an eddy current is generated and heated in the eutectic layer formed on the rear surface of the LED die through the magnetic field.

본 발명에 따르면 LED 다이를 구성하는 p, n 반도체 층, 양자 우물 층 및 전극 층에 열적 손상을 가하지 않으면서도 최적의 공융 점착 특성을 얻을 수 있다.
According to the present invention, optimum eutectic adhesion characteristics can be obtained without thermally damaging the p, n semiconductor layers, quantum well layers and electrode layers constituting the LED die.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공융 다이 점착 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 2는 고주파 유도 가열의 원리를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공융 다이 점착 장치를 이용한 공융 점착 공정 수행 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 4는 도 3에 도시된 가열 단계를 보다 구체적으로 나타낸 플로우 차트이다.
도 5는 공정 과정에 따른 LED 다이의 하부 면에 위치한 공융 층의 온도 변화를 A 부터 C 구간으로 나타낸 그래프이다.1 is an exemplary view showing a eutectic die adhesion system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the principle of high frequency induction heating.
3 is a flowchart illustrating a method of performing a eutectic adhesion process using a eutectic die adhesion device according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating the heating step illustrated in FIG. 3 in more detail.
5 is a graph showing the temperature change of the eutectic layer located on the lower surface of the LED die during the process A to C interval.

본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.Specific structural and functional descriptions of embodiments according to the concepts of the present invention disclosed in this specification or application are merely illustrative for the purpose of illustrating embodiments in accordance with the concepts of the present invention, The examples may be embodied in various forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein or in the application.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Embodiments in accordance with the concepts of the present invention can make various changes and have various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification or application. However, this is not intended to limit the embodiments in accordance with the concept of the present invention to a particular disclosed form, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first and / or second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be referred to as a first component second component only for the purpose of distinguishing one component from another component, for example without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, The two components can also be named as the first component.

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. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 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 조합하는 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. As used herein, the terms "comprise" or "having" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof that is implemented, and that one or more other features or numbers are present. It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of steps, actions, components, parts or combinations thereof.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공융 다이 점착 시스템을 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary view showing a eutectic die adhesion system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 공융 다이 점착 시스템(100)은 챔버(60), LED 다이(70), 공융 다이 점착 장치(90)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the eutectic die attach system 100 includes a chamber 60, an LED die 70, and a eutectic die attach device 90.

상기 챔버(60)는 내부에 기판(80)이 구비되며, 질소 가스가 충전된다.The chamber 60 is provided with a substrate 80 therein and filled with nitrogen gas.

상기 LED 다이(70)는 상기 챔버(60) 내에 구비되어, 후면에 공융층(75)이 형성되며, 상기 공융층(75)은 Au, Sn을 함유하는 금속물질로 형성된 층일 수 있다.The LED die 70 is provided in the chamber 60, and a eutectic layer 75 is formed on a rear surface of the LED die 70, and the eutectic layer 75 may be a layer formed of a metallic material containing Au and Sn.

상기 공융 다이 점착 장치(90)는 고주파 발진기와 결합되며, 상기 LED 다이(70) 후면에 자기장을 발생시켜 상기 LED 다이(70) 후방에 와전류를 유도함으로써 상기 공융층(75)을 가열시키는 장치일 수 있다.The eutectic die attaching device 90 is coupled to a high frequency oscillator and generates a magnetic field on the back side of the LED die 70 to induce an eddy current behind the LED die 70 to heat the eutectic layer 75. Can be.

보다 구체적으로, 상기 공융 다이 점착 장치(90)는 고주파 발진기가 결합된 공융 다이 콜릿(10); 공융 다이 콜릿 외부 표면에 형성된 제1 절연막(20); 상기 제1 절연막(20) 둘레에 감겨진 유도 코일(40); 상기 제1 절연막(20) 둘레에 형성된 제2 절연막(30); 상기 공융 다이 콜릿(10)과 동일한 길이 방향으로 상기 제2 절연막(30)둘레에 형성된 열전대(thermocouple) 센서(50)를 포함한다.More specifically, the eutectic die adhesion device 90 comprises a eutectic die collet 10 coupled to a high frequency oscillator; A first insulating film 20 formed on the eutectic die collet outer surface; An induction coil 40 wound around the first insulating film 20; A second insulating film 30 formed around the first insulating film 20; And a thermocouple sensor 50 formed around the second insulating film 30 in the same length direction as the eutectic die collet 10.

상기 제1 절연막(20) 및 상기 제2 절연막(30)은 동일한 재질의 절연체로 구성될 수 있으며, 상기 제1 절연막(20)의 두께는 상기 제2 절연막(30)의 두께와 같거나 그 이상일 수 있다. The first insulating film 20 and the second insulating film 30 may be formed of an insulator of the same material, and the thickness of the first insulating film 20 is equal to or greater than the thickness of the second insulating film 30. Can be.

상기 열전대(thermocouple) 센서(50)는 상기 공융 다이 콜릿(10)으로부터 출력된 고주파 유도전류에 따른 공융 다이 콜릿(10)의 온도를 측정한다.The thermocouple sensor 50 measures the temperature of the eutectic die collet 10 according to the high frequency induction current output from the eutectic die collet 10.

상기 시스템(100)은 상기 밀폐형 챔버(60), LED 다이(70)의 위치 조절 및 공융 다이 점착 장치(90)의 동작을 제어하는 제어부(110)를 포함한다.The system 100 includes a control unit 110 that controls the closed chamber 60, the positioning of the LED die 70, and the operation of the eutectic die attaching device 90.

상기 제어부(110)는 상기 열전대(thermocouple) 센서(50)로부터 측정된 온도와 기설정된 온도를 비교하는 비교부(미도시)를 더 포함하며, 상기 비교부로부터 출력된 제어신호를 통해 상기 고주파 발진기(120)로부터 출력되는 고주파의 출력양을 조절한다.The controller 110 further includes a comparator (not shown) for comparing a temperature measured from the thermocouple sensor 50 with a preset temperature, and the high frequency oscillator through a control signal output from the comparator. Adjust the output amount of the high frequency output from the (120).

상기 공융 다이 콜릿(10)에 흐르는 고주파 유도전류는 유도 코일을 통해 자기장을 생성하며, 생성된 자기장은 상기 LED 다이(70)에 전달된다. 상기 LED 다이(70)의 후면에는 자기장 유도에 의해 와전류가 생성되며, 이로 인해 공융층(75)이 가열된다.
The high frequency induction current flowing through the eutectic die collet 10 generates a magnetic field through an induction coil, and the generated magnetic field is transmitted to the LED die 70. An eddy current is generated on the rear surface of the LED die 70 by induction of a magnetic field, thereby heating the eutectic layer 75.

도 2는 고주파 유도 전류에 의한 LED 다이의 하부 면에 위치한 용융층을 가열하는 원리를 나타낸 예시도이다.Figure 2 is an exemplary view showing a principle of heating the molten layer located on the lower surface of the LED die by a high frequency induction current.

도 2를 참조하면, 코일에 고주파 교류 전류를 흘려주면 코일 내부에 시변하는 자속이 형성되고 코일 외부에 근접하게 위치한 LED 다이를 통과하는 자속이 발생한다. 발생한 자속에 의해 LED 다이의 하부 면에 위치한 공융층에 와전류가 형성되고, 와전류에 의해 발생한 줄열에 의해 공융층이 가열된다.
Referring to FIG. 2, when a high frequency alternating current flows through a coil, a time-varying magnetic flux is formed inside the coil, and a magnetic flux passing through an LED die located near the outside of the coil is generated. The generated magnetic flux forms an eddy current in the eutectic layer located on the lower surface of the LED die, and the eutectic layer is heated by Joule heat generated by the eddy current.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공융 다이 점착 장치를 이용한 공융 점착 공정 수행 방법을 나타낸 플로우 차트이며, 도 4는 도 3에 도시된 가열 단계를 보다 구체적으로 나타낸 플로우 차트이다.3 is a flowchart illustrating a method of performing a eutectic adhesion process using a eutectic die adhesion device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a flowchart illustrating the heating step illustrated in FIG. 3 in more detail.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 공융 점착 공정 수행 방법(S100)은 제1제공 단계(S110), 제2 제공단계(S120), 가열 단계(S130) 및 부착 단계(S140)를 포함한다.As shown in FIGS. 3 and 4, a method S100 of performing a eutectic adhesion process includes a first providing step S110, a second providing step S120, a heating step S130, and an attaching step S140. .

상기 제1 제공단계(S110)는 내부에 기판 및 후면에 공융층이 형성된 LED 다이가 구비된 밀폐형 챔버를 제공하는 단계일 수 있다.The first providing step S110 may be a step of providing a sealed chamber having an LED die having a substrate and a eutectic layer formed on a rear surface thereof.

상기 제2 제공단계(S120)는 상기 밀폐형 챔버(60) 내부에 공융 다이 점착 장치를 제공하는 단계일 수 있다.The second providing step S120 may be a step of providing a eutectic die attaching device inside the hermetic chamber 60.

상기 밀폐형 챔버(60) 내에는 공융층의 산화를 막기 위해 질소 가스가 충전된다.The hermetic chamber 60 is filled with nitrogen gas to prevent oxidation of the eutectic layer.

상기 가열 단계(S130)는 상기 공융 다이 점착 장치로부터 자기장을 발생시켜 상기 LED 다이 후면에 구비된 공융층에 와전류를 생성시켜 가열시키는 단계일 수 있다.The heating step (S130) may be a step of generating a magnetic field from the eutectic die adhesion device to generate an eddy current in the eutectic layer provided on the back of the LED die to heat.

보다 구체적으로, 상기 가열 단계(S130)는 상온으로 유지된 공융층(75)이 구비된 LED 다이(70)를 제공하는 단계(S131); 상기 공융 다이 점착 장치(90)를 상기 LED 다이(70)에 픽업시킨 후, 상기 LED 다이(70)에 자기장을 발생시키는 단계(S132); 및 상기 자기장을 통해 상기 LED 다이 후면에 형성된 공융층에 와전류를 생성시켜 공융층을 가열시키는 단계(S133)를 포함한다.More specifically, the heating step (S130) comprises the steps of providing an LED die 70 having a eutectic layer 75 is maintained at room temperature (S131); Picking up the eutectic die attaching device (90) to the LED die (70), and then generating a magnetic field in the LED die (70); And heating the eutectic layer by generating an eddy current in the eutectic layer formed on the back side of the LED die through the magnetic field.

상기 부착 단계(S140)는 상기 가열된 공융층(75)을 냉각시킨 후, 상기 기판(80) 상부에 상기 냉각된 LED 다이(70)를 부착시키는 단계일 수 있다.
The attaching step S140 may be a step of attaching the cooled LED die 70 to the substrate 80 after cooling the heated eutectic layer 75.

도 5는 공정 과정에 따른 LED 다이의 하부 면에 위치한 공융 층의 온도 변화를 A 부터 C 구간으로 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the temperature change of the eutectic layer located on the lower surface of the LED die during the process A to C interval.

도 5를 참조하면, 공융층의 온도는 제1제공 단계(S110)에서 LED 다이(70) 하부면에 구비된 공융층(75)의 온도가 상온(T0)을 유지한다.(준비구간)Referring to FIG. 5, in the first providing step S110, the temperature of the eutectic layer 75 provided on the lower surface of the LED die 70 is maintained at room temperature T 0 .

이후, 공융층(75)은 공융 점착 장치(90)의 공융 다이 콜릿(10)이 LED 다이(70)를 픽업하고 LED 다이(70)를 가열해 주면 LED 다이(70)의 후방면에 위치한 공융층(75)은 공융 다이 콜릿(10)의 온도인 TC 까지 가열되어 진다.(A 구간) Then, the eutectic layer 75 is a eutectic located on the rear surface of the LED die 70 when the eutectic die collet 10 of the eutectic adhesive device 90 picks up the LED die 70 and heats the LED die 70. Layer 75 is T C , which is the temperature of eutectic die collet 10 It is heated to (A section)

이때, TC 는 공융층(75)의 용융점(Tb)보다 높게 설정되어 있어 공융층(75)은 용융된다. 공융층(75)이 용융된 LED 다이(70)를 기판(80) 위에 올려놓으면 공융층(75)은 콜릿(10)의 온도(Tc)와 기판의 온도(Ts) 사이에 놓여지게 되는데, 이때의 온도(Tm)는 여전히 공융층(75)의 용융점(Tb)보다 높다(B 구간). Where T C Is set higher than the melting point Tb of the eutectic layer 75, and the eutectic layer 75 is melted. When the die 70 having the molten eutectic layer 75 is placed on the substrate 80, the eutectic layer 75 is placed between the temperature Tc of the collet 10 and the temperature Ts of the substrate. The temperature Tm is still higher than the melting point Tb of the eutectic layer 75 (B section).

콜릿(10)에 일정한 힘을 가하여 LED 다이(70)를 기판 위에 점착한 후 콜릿(10)을 떼어내면 공융층(75)의 온도는 기판(80)의 온도와 가까워지고, 기판의 온도(Ts)는 용융점의 온도보다 낮게 설정되어 있어 공융층(75)은 응결(solidification)되어 진다.(C 구간) 점착 공정을 마치면 공융층(75)의 온도는 다시 상온으로 돌아가게 된다.When the LED die 70 is adhered to the substrate by applying a constant force to the collet 10 and then the collet 10 is removed, the temperature of the eutectic layer 75 becomes close to the temperature of the substrate 80, and the temperature of the substrate Ts. ) Is set lower than the melting point temperature so that the eutectic layer 75 is solidified. (C section) After the adhesion process, the temperature of the eutectic layer 75 is returned to room temperature again.

따라서, 본 발명의 시스템을 이용하면, 공융 다이 콜릿에 고주파 전류를 흘려주어 그로 인해 시변하는 자기장 유도를 생성하고, 유도된 자기장이 공융층으로 코팅된 반도체 다이의 후방면에 와전류를 유도함으로써 공융층이 용융점 이상으로 가열시켜 용융시키는 원리를 이용하여 공융 다이의 점착을 수행하게 된다. Thus, using the system of the present invention, the eutectic layer is caused by flowing a high frequency current through the eutectic die collet, thereby producing time-varying magnetic field induction, and inducing an eddy current in the rear face of the semiconductor die coated with the eutectic layer. Adhesion of the eutectic die is performed using the principle of heating above the melting point and melting.

이때 대부분의 와전류는 금속 재료로 이루어진 반도체 다이의 후방면에 있는 공융층에 형성될 것이므로 LED 다이는 열적 손상을 받지 않는다.Most of the eddy current will then be formed in the eutectic layer on the backside of the semiconductor die made of a metal material, so the LED die is not thermally damaged.

이후, 공융층으로 코팅된 후방면이 용융된 반도체 다이를 용융점 이하로 설정해 놓은 기판상에 올려 놓고 공융 다이 콜릿에 일정한 힘을 가하여 반도체 다이를 부착한 후 공융 다이 콜릿을 떼어 내면 공융층이 용융점 이하로 냉각되고, 공융 점착이 다이의 후방면과 기판 사이에 형성되도록 함으로써 다이를 구성하는 반도체 및 전극을 손상시키지 않으면서 반도체 다이와 기판 사이에 양호한 공융 점착을 형성할 수 있다는 이점이 있다.Then, the semiconductor die coated with the eutectic layer is placed on the substrate where the molten semiconductor die is set below the melting point, and the semiconductor die is attached by applying a constant force to the eutectic die collet, and then the eutectic die collet is removed. It is advantageous in that a good eutectic adhesion can be formed between the semiconductor die and the substrate without damaging the semiconductor and the electrodes constituting the die by cooling the furnace and allowing the eutectic adhesion to be formed between the rear surface of the die and the substrate.

따라서, 본 발명의 장치 및 방법을 통해 LED 다이를 구성하는 p, n 반도체 층, 양자 우물 층 및 전극 층에 열적 손상을 가하지 않으면서도 최적의 공융 점착 특성을 얻을 수 있다.
Thus, the apparatus and method of the present invention can achieve optimal eutectic adhesion properties without thermal damage to the p, n semiconductor layers, quantum well layers and electrode layers constituting the LED die.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims and their equivalents. And such changes are, of course, within the scope of the claims.

10: 공융 다이 콜릿 20: 제1절연막
30: 제2절연막 40: 유도코일
50: 열전대 센서 60: 밀폐형 챔버
70: LED 다이 75: 공융층
80: 기판 90: 공융 다이 점착 장치
100: 공융 다이 점착 시스템 110: 제어부
111: 비교부 120: 교류 발진기10: eutectic die collet 20: first insulating film
30: second insulating film 40: induction coil
50: thermocouple sensor 60: hermetic chamber
70: LED die 75: eutectic layer
80: substrate 90: eutectic die adhesion device
100: eutectic die adhesion system 110: control unit
111: comparison unit 120: AC oscillator

Claims (3)

고주파 발진기가 결합된 공융 다이 콜릿;
상기 공융 다이 콜릿 외부 표면에 형성된 제1 절연막;
상기 제1절연막 둘레에 감겨진 유도 코일;
상기 유도코일이 감겨진 제1절연막 둘레에 형성된 제2 절연막; 및
상기 공융 다이 콜릿과 동일한 길이 방향으로 상기 제2절연막 둘레에 형성된 열전대(thermocouple) 센서;를 포함하는 공융 다이 점착 장치.
Eutectic die collets coupled to high frequency oscillators;
A first insulating film formed on the eutectic die collet outer surface;
An induction coil wound around the first insulating film;
A second insulating film formed around the first insulating film wound around the induction coil; And
And a thermocouple sensor formed around the second insulating layer in the same length direction as the eutectic die collet.
내부에 기판이 구비된 밀폐형 챔버;
상기 밀폐형 챔버 내에 구비되어, 후면에 공융층이 형성된 LED 다이;
고주파 유도 가열 장치와 결합되며, 상기 LED 다이 후면에 자기장을 발생시켜 상기 LED 다이 후방에 와전류를 통해 상기 공융층을 가열시키는 공융 다이 점착 장치;
상기 밀폐형 챔버, LED 다이 및 공융 다이 점착 장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 공융 다이 점착 장치는,
고주파 발진기가 결합된 공융 다이 콜릿;
공융 다이 콜릿 외부 표면에 형성된 제1 절연막;
상기 제1절연막 둘레에 감겨진 유도 코일;
상기 유도코일이 감겨진 제1절연막 둘레에 형성된 제2 절연막;
상기 공융 다이 콜릿과 동일한 길이 방향으로 상기 제2절연막에 형성된 열전대(thermocouple) 센서;를 포함하는 공융 다이 점착 시스템.
A hermetically sealed chamber having a substrate therein;
An LED die provided in the hermetic chamber and having a eutectic layer formed on a rear surface thereof;
A eutectic die attaching device coupled to a high frequency induction heating device and generating a magnetic field behind the LED die to heat the eutectic layer through an eddy current behind the LED die;
It includes a control unit for controlling the operation of the hermetic chamber, LED die and eutectic die adhesion device,
The eutectic die adhesion device,
Eutectic die collets coupled to high frequency oscillators;
A first insulating film formed on the eutectic die collet outer surface;
An induction coil wound around the first insulating film;
A second insulating film formed around the first insulating film wound around the induction coil;
And a thermocouple sensor formed in the second insulating film in the same length direction as the eutectic die collet.
제2항에 있어서,
상기 열전대(thermocouple) 센서는,
고주파 유도전류에 따른 공융 다이 콜릿의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 공융 다이 점착 시스템.The method of claim 2,
The thermocouple sensor,
A eutectic die adhesion system characterized by measuring the temperature of the eutectic die collet according to the high frequency induction current.
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