KR20170129342A - Wafer Level Chip Scale Light Emitting Diode Package and Method of Manufacturing the Same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발광다이오드(Light Emitting Diode: LED) 패키지에 관한 것으로, 구체적으로는 웨이퍼 단위로 제조되는 칩 스케일 패키지(Chip Scale Package: CSP) 구조의 LED 패키지 및 그 제조방법에 대한 것이다.BACKGROUND OF THE
종래의 LED 패키징(packaging) 공정은 골드와이어(gold wire), 칩 접합제, 패키지기판 등의 원자재를 공급받아 개별 LED 칩과 그 원자재들을 조립하는 여러 공정들로, 웨이퍼 단위로 생산하는 것이 아니라, LED 패키지를 칩 단위로 생산하기 때문에 생산성이 낮고 공정 원가가 높다.Conventional LED packaging process is a process of assembling individual LED chips and their raw materials by supplying raw materials such as gold wire, chip bonding material and package substrate, Because LED package is produced in chip unit, productivity is low and process cost is high.
최근 웨이퍼 레벨 패키지(Wafer Level Package: WLP) 기술이 적용되고 있으나 WLP는 성장기판에 형성된 LED 칩을 절단해 개별 LED 칩 하나씩 옮겨서 별도의 패키지기판/웨이퍼에 접합하고 와이어 본딩 또는 플립 칩(Flip Chip) 본딩, 몰딩 등의 기존의 패키징 기술을 그대로 적용하고 있다. WLP는 여전히 개별 LED 칩 하나씩 공정이 진행이 되기 때문에 높은 생산성은 가질 수 없고, 고가의 패키지기판을 적용하고, 공정도 복잡하여 공정 비용이 높다.Recently, wafer level package (WLP) technology has been applied. However, WLP is manufactured by cutting LED chip formed on a growth substrate, transferring individual LED chip one by one to a separate package substrate / wafer and bonding by wire bonding or flip chip The existing packaging technology such as bonding and molding is applied as it is. WLP still can not have high productivity because individual LED chips are processed one by one, high cost package substrate is applied, and the process is complicated due to the complicated process.
WLP를 포함한 종래의 LED 패키징 기술은 일부 또는 전 공정에서 분리되어 떼어진 낱개 LED 칩 하나씩 공정을 진행해 LED 패키지를 제조하는 것으로 LED 패키지를 하나씩 생산하는 것이다. 하지만, 웨이퍼 단위의 CSP 패키징 기술(이하, Wafer Level Chip Scale LED Package: WLCSP LED)은 LED 칩 또는 성장기판의 크기에 따라 수천 - 수만 개 이상의 LED 칩을 가지는 원래 웨이퍼 형태를 계속 유지하면서 웨이퍼 단위로 LED 패키지를 생산하는 것이다. 결국, WLCSP LED는 수천 - 수만 개 이상의 LED 패키지를 가지는 웨이퍼들을 생산하기 때문에 높은 생산성을 가질 수 있다.Conventional LED packaging technology including WLP is to manufacture one LED package by manufacturing one LED chip separated and separated from some or all processes. However, the wafer-level CSP packaging technology (hereafter referred to as a wafer level chip scale LED package (WLCSP LED)) is a wafer-level CSP packaging technology in which wafer chips of several thousands to several tens of thousands of LED chips LED package. Ultimately, WLCSP LEDs can be highly productive because they produce wafers with thousands to tens of thousands of LED packages.
또한, LED 칩 크기와 유사한 크기의 LED 패키지를 칩 스케일 LED 패키지(이하, CSP LED)라고 하는데, CSP LED는 경박단소화할 수 있고 그로 인해 원자재 사용량을 줄여 원가를 낮출 수도 있다. 하지만, 종래의 CSP 구조의 LED 패키지도 개별 LED 칩 하나씩 진행하는 공정들을 적용하고 있기 때문에 원래 웨이퍼 형태를 계속 유지하면서 웨이퍼 단위로 생산되는 WLCSP LED 패키지에 비해서 높은 생산성을 가질 수 없다.In addition, the LED package, which is similar in size to the LED chip size, is called a chip scale LED package (hereinafter referred to as CSP LED). The CSP LED can be light-weighted and shortened, thereby lowering the cost by reducing the use of raw materials. However, the LED package of the conventional CSP structure can not have high productivity as compared with the WLCSP LED package produced on a wafer-by-wafer basis, while maintaining the original wafer shape because the LED chips are processed one by one.
결국, 전 공정에서 원래 웨이퍼 형태를 계속 유지하면서 웨이퍼 단위로 WLCSP LED 패키지를 생산할 수 있으면 현격한 생산성 향상, 공정 단순화, 경박단소화 및 원가 절감 등의 여러 가지 장점들을 가질 수 있다.As a result, if the WLCSP LED package can be produced on a wafer-by-wafer basis while maintaining the original wafer shape in the previous process, it can have various advantages such as remarkable productivity enhancement, process simplification, light weight shortening and cost reduction.
앞서 설명한 여러 가지 장점들을 가지는 WLCSP LED를 구현하기 위해서는 원래 웨이퍼 형태에서 아주 조밀하게 배치된 LED 칩들에 형광체층을 형성할 수 있어야 한다. 그런데 종래의 LED 패키징 기술들은 아래에 설명될 여러 가지 본질적인 문제점들이 있다. 본 발명에서 별도의 설명이 없으면 형광체층 및 형광체는 폴리머(Polymer) 또는 이와 유사한 소재와 형광체 분말의 혼합물을 의미한다.In order to realize the WLCSP LED having various advantages described above, it is necessary to form a phosphor layer on the LED chips arranged in a very densely arranged form in the original wafer form. However, conventional LED packaging techniques have several inherent problems to be described below. The phosphor layer and the phosphor means a mixture of a polymer or a similar material and a phosphor powder unless otherwise described in the present invention.
형광체층 형성 방법의 일례인 스텐실 인쇄(Stencil Printing)는 유럽공개특허 EP 1198016 A2에 개시되어 있다. 이 발명은 원래 웨이퍼 형태를 계속 유지하면서 웨이퍼 단위로 생산되는 WLCSP LED 패키지에 관한 발명은 아니지만, 절단된 개별 LED 칩 하나씩 패키지기판에 접합한 후 스텐실 인쇄로 형광체층을 형성한다.Stencil Printing, an example of a method of forming a phosphor layer, is disclosed in European Patent EP 1198016 A2. The present invention is not related to a WLCSP LED package that is produced on a wafer-by-wafer basis while maintaining the original wafer shape, but the individual LED chips that have been cut are bonded to the package substrate one by one and then a phosphor layer is formed by stencil printing.
스텐실 인쇄는 한번에 많은 LED 칩들에 동시에 형광체층을 형성할 수 있기 때문에 다른 형광체층 형성 방법에 비해 생산성이 높다. 하지만, WLCSP LED패키지를 구현하기 위해 종래의 스텐실 인쇄로 형광체층을 형성하는 경우는 아래에 설명될 여러 가지 문제점들이 있다. 도 1과 도 2는 WLCSP LED 패키지를 구현하기 위해 종래의 스텐실 인쇄로 형광체층을 형성하는 과정과 그 문제점들을 보여준다.Stencil printing is more productive than other phosphor layer forming methods because it can form phosphor layers at the same time on many LED chips. However, when forming a phosphor layer by conventional stencil printing to implement a WLCSP LED package, there are various problems to be described below. FIGS. 1 and 2 illustrate the process of forming a phosphor layer by conventional stencil printing to realize a WLCSP LED package and the problems thereof.
도 1a는 비비닝 스텐실(40)을 웨이퍼(20)에 배치된 비비닝 LED 칩(10)들의 위치에 따라 정렬하여 웨이퍼(20)에 접촉한 후의 평면도를 보여준다. 비비닝은 비닝(binning)을 적용하지 않았다는 것을 의미하는 것으로 비닝의 의미는 아래에 설명될 것이다. 또한, 본 발명에서 도시된 도면들에는 웨이퍼에 배치된 LED 칩들의 수량이 몇 개 되지 않지만, 실제는 LED 칩 및 웨이퍼의 크기에 따라서 웨이퍼에 수 천 - 수 만개 이상의 LED 칩들이 형성될 수 있다.1A shows a top view after contacting the
본 발명의 도면들에 도시된 스텐실은 형광체층이 형성될 부분만 도시된 것으로 형광체층이 형성될 부분 바깥쪽은 도시되어 있지 않다.The stencil shown in the drawings of the present invention is only shown at the portion where the phosphor layer is to be formed and is not shown outside the portion where the phosphor layer is to be formed.
도 1b는 도 1a에서 3x3 배열된 부분을 확대한 평면도로 비비닝 스텐실(40)은 비비닝 LED 칩(10)들과 정렬되고, 개구부(41)들을 통해 형광체층이 형성될 부분들이 노출된다. 도 1c는 개구부(41)들을 포함하는 비비닝 스텐실(40)을 정렬하고 웨이퍼에 접촉하기 전의 단면도를 보여준다. 도 1d는 형광체층 형성 후의 단면도로 비비닝 스텐실(40)을 웨이퍼(20)에 접촉하고 나서 개구부(41)들을 통해 스퀴즈(squeegee)로 형광체를 인쇄하여 비비닝 LED칩(10)들과 그 주변들에 비비닝 형광체층(500)들이 형성된다.1B is an enlarged plan view of a portion arranged in a 3x3 direction in FIG. 1A. The
그 다음으로 도 1e와 같이 비비닝 스텐실(40)을 웨이퍼에서 분리하게 된다. 도 1e에서와 같이 비비닝 스텐실(40)을 분리하는 과정에서 액상의 형광체가 비비닝 스텐실(40)의 측벽들과 하면에 달라붙기 때문에 원하는 형상 및 평평하고 균일한 두께의 형광체층을 형성하는 것이 어렵게 된다. 또한, 비비닝 스텐실(40)을 분리할 때 액상 형광체가 인접한 LED 칩들로 흘러갈 수도 있기 때문에 원하는 형상 및 평평하고 균일한 두께의 형광체층을 형성하는 것이 어렵게 된다. WLCSP LED를 포함한 CSP 구조의 LED 패키지는 LED 칩 크기와 거의 유사한 크기로 형광체층을 형성하여야 하기 때문에 이 문제들은 더욱 더 치명적일 수 있다. 원하는 형상 및 평평하고 균일한 두께의 형광체층을 형성하지 못하면 LED 패키지는 광품질 문제를 가질 수도 있다.Next, as shown in FIG. 1E, the
또한, 스텐실을 분리할 때 액상 형광체가 인접한 LED 칩들로 흘러가기 때문에 LED 칩 사이의 간격이 더 넓게 형성되어야 한다. LED 칩 사이의 간격은 WLCSP LED의 생산성에 중요한 요소인 LED 칩/패키지 집적도(웨이퍼에 형성된 LED 칩 또는 패키지의 수)에 직접적으로 영향을 준다. 그래서 LED 칩 사이의 간격이 더 넓어지면 LED 칩 또는 패키지 집적도가 줄어들어서 생산성이 떨어진다.Further, when the stencil is separated, the liquid-state fluorescent material flows to the adjacent LED chips, so that the interval between the LED chips must be made wider. The spacing between the LED chips directly affects the LED chip / package integration (the number of LED chips or packages formed on the wafer), which is an important factor in the productivity of WLCSP LEDs. Thus, if the distance between the LED chips is wider, the productivity of the LED chip or the package is reduced because the integration degree is reduced.
그뿐만 아니라, 스텐실 인쇄를 비닝을 적용하는 WLCSP LED에 적용하는 경우는 아래에 설명될 문제점들이 있다.In addition, there are problems to be described below when the stencil printing is applied to a WLCSP LED that applies binning.
잘 알려져 있듯이, 성장기판에 형성된 LED 칩들은 균일한 광성능을 가질 수 없기 때문에 정해진 광성능 범위에 따라 분류하여 그룹화한다. 이렇게 그룹화하는 것을 비닝(binning)이라고 하고 각 그룹을 빈(bin)이라고 한다. 비닝된 LED 칩들은 각 빈의 광성능 범위에 적합한 조건의 형광체층을 LED 칩에 형성하여 원하는 사양의 LED 패키지로 제조된다. 결국, 각 빈의 LED 칩들마다 다른 조건의 형광체층이 형성이 되어야 한다. 성장기판에 형성된 LED 칩들은 광성능 편차가 크기 때문에 비닝을 적용하지 않으면 LED 칩 수율이 현격히 낮아 질 수 있다.As is well known, LED chips formed on a growth substrate can not have uniform optical performance, so they are classified and grouped according to a predetermined optical performance range. This grouping is called binning and each group is called bin. The vined LED chips are fabricated into a desired LED package by forming a phosphor layer on the LED chip under conditions suitable for the optical performance range of each bin. As a result, a phosphor layer having different conditions must be formed for each LED chip of each bin. The LED chips formed on the growth substrate have a large optical performance deviation, so that the yield of the LED chips can be significantly lowered unless binning is applied.
도 2a와 같이 웨이퍼(20)에 배치된 LED 칩들이 정해진 광성능 범위 별로 분류된다. 도 2a는 LED 칩들을 정해진 광성능 범위 별로 2개 빈으로 분류하여 빈1 LED 칩(11)들과 빈2 LED칩(12)들을 포함하는 웨이퍼(20)의 평면도를 보여 준다.2A, the LED chips arranged on the
도 2a와 같이 비닝된 LED 칩들의 위치를 나타내는 것을 웨이퍼 매핑(mapping)한다고 한다. 그래서 도 2a는 비닝된 LED 칩들의 웨이퍼 맵(map)을 보여 준다.It is assumed that the position of the binned LED chips is mapped to wafer as shown in FIG. 2A. Thus, Figure 2a shows a wafer map of the binned LED chips.
LED 칩/패키지 제조사의 관리기준 및 성장기판에 형성된 에피층 품질 등에 따라 웨이퍼에 2개의 빈이 아니라 더 많은 빈이 있을 수 있다. 하지만, 본 발명의 이해와 설명을 용이하게 하기 위해 2개의 빈이 있는 경우로 본 발명을 설명한다.Depending on the management criteria of the LED chip / package manufacturer and the quality of the epi layer formed on the growth substrate, there may be more than two beans on the wafer. However, in order to facilitate understanding and explanation of the present invention, the present invention will be described in the case of two bins.
비닝을 적용하는 WLCSP LED를 구현하기 위해 각 빈의 LED 칩들마다 다른 조건의 형광체층을 종래의 스텐실 인쇄로 형성하는 과정 및 그 문제점들을 도 2b - 도 4f을 통해 설명한다.A process of forming a phosphor layer having different conditions for each LED chip of each bin in a conventional stencil printing process and the problems thereof will be described with reference to FIGS. 2B to 4F in order to realize a WLCSP LED employing binning.
WIPO 공개특허 WO2015160091 A1에 웨이퍼 상태에서 각 빈의 LED 칩들마다 다른 조건의 형광체층 형성을 해결과제로 하는 WLCSP LED에 대한 발명이 개시되어 있다.WIPO Publication No. WO2015160091 A1 discloses an invention for a WLCSP LED whose problem is to form a phosphor layer having different conditions for each LED chip in each wafer in a wafer state.
WIPO 공개특허 WO2015160091 A1의 발명은 각 빈의 LED 칩들마다 다른 조건의 형광체층을 형성하는 것을 해결과제로 하기 때문에 비닝을 적용하지 않는 경우에 대해서는 명시되어 있지 않고, 스크린 인쇄는 웨이퍼 전면에 동일한 조건으로 형광체층들이 형성되는 방법이기 때문에 한 웨이퍼내에서 여러 가지 다른 조건의 형광체층들을 스크린 인쇄로 형성하는 것이 곤란하다고 명시되어 있다. 용어는 다르지만 스크린 인쇄와 스텐실 인쇄는 동일한 원리의 기술이다.The invention of WIPO Publication No. WO2015160091 A1 is to solve the problem of forming a phosphor layer having different conditions for each LED chip of each bin. Therefore, the case of not applying the binning is not specified, and screen printing is performed under the same conditions It is specified that it is difficult to form phosphor layers of various different conditions in one wafer by screen printing because of the method of forming phosphor layers. The term is different, but screen printing and stencil printing are the same principles.
WIPO 공개특허 WO2015160091 A1은 스크린 인쇄로 한 웨이퍼내에서 여러 가지 다른 형광체층들을 형성하는 것이 곤란한 것을 해결하기 위해 디스펜싱으로 형광체층들을 형성하는 발명이다. 그래서 WIPO 공개특허 WO2015160091 A1의 발명에서는 웨이퍼에 배치된 LED 칩들 사이에 댐을 형성하고 댐이 인접한 LED 칩들로 형광체가 흘러가는 것을 막아주기 때문에 한 웨이퍼내에서 각 빈의 LED 칩들마다 다른 조건의 형광체층들을 디스펜싱으로 LED 칩들에 형성할 수 있다.WIPO Publication No. WO2015160091A1 is an invention of forming phosphor layers by dispensing to solve the difficulty of forming various phosphor layers in a screen printed screen. Therefore, according to the invention of WIPO Publication No. WO2015160091 A1, a dam is formed between the LED chips arranged on the wafer and the dam prevents the fluorescent material from flowing to the adjacent LED chips, so that the fluorescent material layer May be formed on the LED chips by dispensing them.
하지만, 스텐실 인쇄에 관련된 유럽공개특허 EP 1198016 A2의 발명과 WIPO 공개특허 WO2015160091 A1의 발명을 조합하여 한 웨이퍼내에서 각 빈의 LED 칩들마다 다른 조건의 형광체층들을 스텐실 인쇄로 형성하는 과정을 도 2b - 도 4f를 통해 보여주면서 그 문제점들을 상세히 설명하고자 한다.However, the process of stencil printing the phosphor layers having different conditions for each LED chip in a wafer by combining the invention of European Patent Application EP 1198016 A2 related to stencil printing and the invention of WIPO Publication WO2015160091 A1 is shown in FIG. 2B - The problem will be described in detail with reference to FIG. 4F.
도 2b, 도 2c(도 2b에서 점선부분을 확대한 도면)와 도 2d(도 2c에서 중앙에 있는 LED 칩 3개의 단면도)를 참조하면, 형광체층 형성 준비단계로 LED 칩들 사이에 댐(44)을 형성한다. 댐(44)를 형성한 후에는 빈1/빈2 LED 칩들(11/12) 모두가 노출된 상태이다. 그래서 스텐실 인쇄로 각 빈별 LED 칩들마다 다른 조건의 형광체층을 형성하기 위해서는 선별적 마스킹(masking)이 필요하다.Referring to FIG. 2B and FIG. 2C (a dotted line enlarged view in FIG. 2B) and FIG. 2D (a cross-sectional view of three LED chips in the center in FIG. 2C), a
도 3a, 도 3b(도 3a에서 점선부분을 확대한 도면)와 도 3c(도 3b에서 중앙에 있는 LED 칩 3개의 단면도)를 참조하면, 빈1 LED 칩(11)들에 원하는 조건의 형광체층을 형성하기 위해 빈1 LED 칩(11)들에 해당되는 부분에만 개구부(41)들이 형성된 빈1 스텐실(42)을 LED 칩들 위치에 맞추어 정렬하고 웨이퍼(20)에 형성된 댐(44)에 접촉하고, 이어서 도 3d와 같이 형광체를 스퀴즈로 인쇄하여 빈1 LED 칩(11)에 적합한 조건의 빈1 형광체층(501)을 빈1 LED 칩(11)들에만 형성한다.Referring to FIGS. 3A and 3B (a dotted line enlarged view in FIG. 3A) and FIG. 3C (a cross-sectional view of three LED chips in the center in FIG. 3B), a phosphor layer An
빈1 스텐실(42)은 노출된 모든 LED 칩들 중에서 빈2 LED 칩(12)들 모두를 마스킹하기 때문에 빈1 LED 칩(11)들에만 빈1 형광체층(501)을 형성할 수 있다.The blank 1
그 다음으로 빈1 스텐실(42)를 분리하고 빈1 형광체층(501)들을 경화한다. 빈1 스텐실(42)이 접촉되어 있는 상태에서 빈1 형광체층(501)들을 경화하게 되면, 빈1 스텐실(42)과 빈1 형광체층(501)들이 접합되어 빈1 스텐실(42)를 웨이퍼에서 분리할 수 없기 때문에 더 이상 공정을 진행할 수 없게 된다.Next, the blank 1
또한, 빈1 형광체층(501)들이 댐(44)의 높이보다 높게 형성되면, 아래에 설명될 빈2 스텐실이 웨이퍼에 형성된 댐(44)에 접촉되지 않고 빈1 형광체층(501)들 위에 놓이기 때문에 아래에 설명될 빈2 형광체층을 형성할 수 없게 된다.In addition, when the empty 1-
빈1 형광체층(501)들을 경화한 후 도면들인 도 3e, 도 3f(도 3e에서 점선부분을 확대한 도면)와 도 3g(도 3f에서 중앙에 있는 LED 칩 3개의 단면도)와 도 3h를 참조하면, 빈2에 대해서도 빈2 LED칩(12)들에 해당되는 부분에만 개구부(41)들이 형성된 빈2 스텐실(43)을 이용해 앞서 설명한 방법으로 빈2 LED칩(12)들에만 빈2 형광체층(502)들을 형성한다. 빈1 LED 칩(11)들에 형성된 빈1 형광체층(501)들은 빈2 스텐실(43)에 의해서 마스킹되기 때문에 빈2 형광체층(502)을 빈2 LED 칩(12)들에만 형성할 수 있다.3E and 3F (a dotted line enlarged view in FIG. 3E) and FIG. 3G (a cross-sectional view of three LED chips in the center in FIG. 3F) and FIG. 3H after the blank 1
도 3의 이해와 설명을 용이하게 하기 위해 평평하고 균일한 두께로 형성된 빈1/빈2 형광체층(501/502)을 도 3d, 도 3g와 도 3h에서 보여주지만, 실제는 도 4의 도면들에서와 같이 아래의 문제점들이 있다.In order to facilitate understanding and explanation of FIG. 3, a hollow 1 / hollow 2
각 빈의 스텐실을 분리하는 과정에서 스텐실 하면과 측벽에 형광체가 달라붙게 되고, 이로 인해 평평하고 균일한 두께의 형광체층을 형성하기 어려워진다. 도 4a를 참조하면, 빈1 스텐실(42)의 개구부(41) 아래 부분과 개구부(41)까지 완전히 충전하면서 빈1 형광체층(501)을 형성할 수 있다. 그 후 빈1 스텐실(42)를 분리하는 과정에서 도 4b와 같이 빈1 스텐실(42) 하면과 측벽들에 형광체가 달라붙게 되어 평평하고 균일한 두께의 형광체층을 형성하기 어려워진다. 또한, 댐(44) 높이보다 더 높게 빈1 형광체층(501)이 형성될 수도 있기 때문에 빈2 스텐실이 댐(44)에 접촉하지 못하고 빈1 형광체층(501)들 위에 놓이게 되어 빈2 형광체층을 형성하지 못할 수도 있다.The phosphor stuck to the lower surface of the stencil and the side wall in the process of separating the stencil of each bin, thereby making it difficult to form a flat and uniform thickness phosphor layer. Referring to FIG. 4A, the empty 1-
그래서 빈1 형광체층(501)들이 댐(44) 높이보다 높게 형성되지 않게 하기 위해서 스텐실 인쇄 작업 조건을 조정하여 도 4c와 같이 개구부(41)의 부피를 고려해 개구부(41) 아래 부분을 완전히 충전하지 않은 상태로 빈1 형광체층(501)들을 형성할 수도 있다. 개구부(41) 아래 부분이 완전히 충전되지 않은 상태에서 빈1 스텐실(42)을 분리할 때 액상 형광체가 충전되지 않은 부분으로 흘러 퍼지기 때문에 빈1 형광체층(501)들이 형성될 수 있다. 이 경우도 빈1 스텐실(42)를 분리하는 과정에서 도 4d와 같이 빈1 스텐실(42) 하면과 측벽에 형광체가 달라붙게 되고 평평하고 균일한 두께의 형광체층을 형성하는 것이 어렵다.The stencil printing operation conditions are adjusted so as not to form the empty one-
스텐실을 웨이퍼에서 분리한 후에는 스텐실 하면과 측벽에 달라붙어 있다가 떨어진 형광체가 흘러 퍼지면서 댐(44) 내부를 충전하기 때문에 액상 형광체가 흘러가는 유동에 의해서 형광체층의 형상이 결정된다. 그래서 형광체의 특성(점도, 표면장력 또는 칙소성 등)에 따라서 도 4e와 같이 중앙부가 불룩하거나 또는 오목하게 형성될 수도 있고, 또는 도 4f와 같이 중앙부와 가장자리부분이 불룩한 형태로 형성될 수도 있다.After the stencil is separated from the wafer, the phosphor layer adheres to the bottom surface of the stencil and the sidewall, and the separated fluorescent material flows out to fill the
종래의 스텐실 인쇄는 형광체층 경화 전에 웨이퍼에서 스텐실을 분리해야 하기 때문에 형광체를 특정 높이로 평평하고 균일한 두께로 형성하고 그 형상을 그대로 유지하면서 경화하는 방식으로 형광체층을 형성하지 못한다.In conventional stencil printing, since the stencil must be separated from the wafer before the phosphor layer is cured, the phosphor layer can not be formed in such a manner that the phosphor is formed to have a flat and uniform thickness at a specific height and is hardened while maintaining its shape.
LED 칩 크기에 비해서 아주 더 넓게 형광체층을 형성하게 되면 스텐실 인쇄의 불 균일한 두께의 형광체층이 크게 문제가 되지 않을 수도 있다. 하지만, LED 칩 크기에 비해서 아주 더 넓게 형광체층을 형성하면 CSP 구조를 가질 수 없고 LED 칩 크기에 비해 아주 큰 LED 패키지가 된다.If the phosphor layer is formed much wider than the LED chip size, the phosphor layer of uneven thickness of the stencil printing may not be a big problem. However, if the phosphor layer is formed much wider than the LED chip size, it can not have a CSP structure and becomes an LED package which is much larger than the LED chip size.
WLCSP LED 포함하는 CSP구조의 LED 패키지는 LED 칩과 패키지의 크기가 거의 유사하기 때문에 LED 칩 크기와 거의 유사한 크기로 형광체층이 형성되어야 하고, 스텐실 인쇄의 불 균일한 두께의 형광체층은 LED 패키지의 광품질에 크게 영향을 줄 수도 있다. 작은 LED 칩을 포함하는 CSP 구조의 LED 패키지에 있어서 LED 칩 크기가 작아지면 형광체층의 불 균일한 정도가 LED 칩 크기에 대비해 상대적으로 커지게 되어 더 치명적일 수도 있다.Since the LED package of the CSP structure including the WLCSP LED is almost similar in size to the LED chip, the phosphor layer should be formed to have a size substantially similar to that of the LED chip, and the phosphor layer having a non- It may have a large influence on the light quality. In a LED package of a CSP structure including a small LED chip, if the LED chip size is reduced, the unevenness of the phosphor layer may be relatively lethal relative to the LED chip size, which may be more lethal.
결국, 생산성이 아주 높은 종래의 스텐실 인쇄는 형광체를 인쇄 후에 스텐실을 분리하는 과정에서 발생하는 앞서 설명한 여러 가지 문제점들로 WLCSP LED에 적용될 수 없다. 그뿐만 아니라, 비닝을 적용할 경우 스텐실 인쇄는 아래에 설명될 더 치명적인 문제점이 있다.As a result, conventional high-productivity stencil printing can not be applied to WLCSP LEDs due to various problems described above that arise in the process of separating the stencil after printing the phosphor. In addition, stencil printing has a more fatal problem to be described below when binning is applied.
만약 각 빈의 LED 칩들마다 다른 조건의 형광체층을 형성하지 않고 모든 LED 칩들에 빈1 형광체층(501)을 형성하게 되면, 빈1 LED 칩(11)들만 원하는 사양을 가질 수 있고 빈2 LED 칩(12)들은 원하는 사양을 가질 수 없기 때문에 LED 칩 수율이 현격히 낮아 질 수 있다.If a
상기에 설명한 바와 같이 스텐실 인쇄가 불 균일한 두께의 형광체층을 형성할지라도 각 빈의 LED 칩들마다 다른 조건의 형광체층 형성이 이론적으로는 가능하다. 하지만, 스텐실 인쇄를 WLCSP LED에 실제적으로 적용하기에는 아래의 문제점이 있다.As described above, even if the stencil printing has a non-uniform thickness of the phosphor layer, it is theoretically possible to form a phosphor layer having different conditions for each of the LED chips. However, practically applying the stencil printing to the WLCSP LED has the following problems.
스텐실 인쇄는 고가 치공구인 스텐실을 이용해 동일한 위치, 크기 및 모양 등을 동일하게 인쇄하여 동일 제품을 계속해서 연속 생산할 때 적용된다. 즉, 고가의 스텐실을 여러 번 사용하여 수 많은 동일 제품들을 하나의 스텐실로 계속 생산함으로써 스텐실에 대한 고가의 치공구 비용을 상쇄할 수 있다.Stencil printing is applied when continuous production of the same product is performed by printing the same position, size and shape using the same stencil as a high-priced tool. In other words, by using many expensive stencils several times and continuing to produce many identical products in one stencil, the cost of expensive stencil tools can be offset.
웨이퍼에 형성된 LED 칩들의 광성능 편차로 인해 각각의 웨이퍼마다 다른 웨이퍼 맴을 가지기 때문에 매 웨이퍼마다 빈 수만큼 다른 스텐실을 사용하여야 하고 다른 웨이퍼에는 동일 스텐실을 적용할 수 없게 된다. 결국, 비닝을 적용하는 WLCSP LED를 구현하기 위한 스텐실 인쇄는 매 웨이퍼마다 빈 수만큼의 고가의 스텐실들을 사용 후 버려야 하는 소모품으로 고가의 스텐실을 적용하여야 한다. 그래서 WLCSP LED 패키지를 생산하는 원가보다 스텐실 치공구 비용이 더 높을 수 있기 때문에 높은 생산성을 가지는 스텐실 인쇄는 경제성 문제로 비닝을 적용하는 WLCSP LED에 적용될 수 없다.Due to the optical performance variation of the LED chips formed on the wafer, different wafers are used for each wafer, so that different stencils must be used for each wafer and the same stencil can not be applied to other wafers. As a result, stencil printing to implement a WLCSP LED that applies binning requires expensive stencils to be used as consumables that must be used after an empty number of expensive stencils per wafer. Thus, stencil printing with high productivity can not be applied to WLCSP LEDs that are used for binning due to economical problems, because the stencil tool cost may be higher than the cost of producing WLCSP LED package.
정리하면, 상기의 설명된 스텐실 인쇄의 문제점들인 원하는 형상과 평평하고 균일한 두께의 형광체층을 형성하기 어려운 점, LED 칩/패키지 집적도가 줄어들 수 있는 점 및 빈별로 다른 조건의 형광체층을 형성하기 위해 필요한 스텐실의 높은 치공구 비용에 대해 해결되지 않으면, 원래 웨이퍼 형태를 계속 유지하면서 웨이퍼 단위로 생산되는 WLCSP LED에 높은 생산성을 가지는 스텐실 인쇄가 적용될 수 없다.In summary, it is difficult to form a phosphor layer having a desired shape and flat and uniform thickness, which are the problems of the stencil printing described above, the point where the LED chip / package integration degree can be reduced, High-productivity stencil printing can not be applied to WLCSP LEDs produced on a wafer-by-wafer basis, while still maintaining the original wafer shape.
디스펜싱으로 각 빈의 LED 칩들마다 다른 조건의 형광체층을 형성하는 방법을 아래에 설명한다. 도 2b, 도 2c와 도 2d에서와 같이 모든 비닝된 LED 칩들이 노출되어 있는 상태이고 LED 칩들 사이에 댐(44)이 형성되어 있는 상태에서 디스펜싱으로 빈1 LED 칩의 광성능 범위에 적합한 조건의 형광체를 빈1 LED 칩(11) 하나씩 코팅하여 빈1 형광체층(501)들을 형성하고, 다시 빈2 LED 칩의 광성능 범위에 적합한 조건의 형광체를 빈2 LED 칩 하나씩 코팅하여 빈2 형광체층(502)들을 형성한다. 댐(44)은 디스펜싱으로 형광체층을 형성할 때 액상 형광체가 인접한 LED 칩들로 흘러가는 막아주는 역할을 하기 때문에 디스펜싱으로 LED 칩 하나씩 형광체층을 형성하여 각각의 LED 칩들마다 독립적으로 형광체층을 형성할 수 있다.A method of forming a phosphor layer having different conditions for each LED chip of each bin by dispensing will be described below. 2B, 2C and 2D, in a state in which all the vined LED chips are exposed and a
WIPO공개특허 WO2015160091 A1에서와 같이 디스펜싱을 적용하면 각 빈의 LED 칩들마다 다른 조건의 형광체층을 형성하여 WLCSP LED를 구현할 수 있다. 그뿐만 아니라, 스텐실 인쇄와 다르게 디스펜싱은 고가의 치공구를 필요로 하지 않는다. 하지만, 디스펜싱은 스텐실 인쇄에 비해서 현격하게 생산성이 낮다.When dispensing is applied as in WIPO Publication No. WO2015160091 A1, a WLCSP LED can be realized by forming a phosphor layer having different conditions for each LED chip of each bin. Moreover, unlike stencil printing, dispensing does not require expensive jigs. However, dispensing is significantly less productive than stencil printing.
스텐실 인쇄는 스텐실 전면을 한번 인쇄로 각 빈의 모든 LED 칩들에 형광체층을 형성하기 때문에 생산성이 높지만, 디스펜싱은 LED 칩 하나씩 형광체층을 코팅하는 기술이기 때문에 생산성이 낮다. 작은 LED 칩의 경우는 4인치 웨이퍼에 수만 개의 LED 칩이 형성될 수 있는데, 이 경우 수만 번을 디스펜싱하여야 형광체층이 형성된 웨이퍼 하나를 생산할 수 있다. 반면, 스텐실 인쇄는 빈 수가 2개이면 2번 인쇄만으로 형광체층이 형성된 하나의 웨이퍼를 생산할 수 있다.Stencil printing is highly productive because it forms a phosphor layer on all the LED chips of each bin by printing one time on the front side of the stencil. However, productivity is low because dispensing is a technique of coating a phosphor layer one by one with LED chips. In the case of a small LED chip, tens of thousands of LED chips may be formed on a 4-inch wafer. In this case, a wafer having a phosphor layer formed can be produced by dispensing tens of thousands of times. On the other hand, stencil printing can produce one wafer in which a phosphor layer is formed only by printing twice when the number of bins is two.
본 발명은 상술한 종래의 문제점들을 해결하면서 분리되어 떼어진 낱개 LED 칩 하나씩 진행되는 공정 없이 원래 웨이퍼 형태를 계속 유지하면서 웨이퍼 단위로 제조되는 WLCSP LED 패키지를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a WLCSP LED package that is manufactured on a wafer-by-wafer basis while maintaining the original wafer shape without advancing the individual LED chips separated one by one while solving the above-described conventional problems.
비닝을 적용하지 않는 경우 상술한 스텐실 인쇄의 문제점들을 해결하면서 웨이퍼에 배치된 모든 LED 칩들에 형광체층을 한번에 형성하는 방법으로 제조되는 WLCSP LED를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a WLCSP LED manufactured by a method of forming a phosphor layer all at once on all the LED chips disposed on a wafer while solving the problems of the stencil printing described above.
또한, 비닝을 적용하는 경우 상술한 스텐실 인쇄의 문제점들을 해결하면서 웨이퍼에 배치된 각 빈의 모든 LED 칩들에 형광체층을 각 빈별로 한번에 형성하는 방법을 적용하여 디스펜싱이 적용된 WLCSP LED 패키지 비해서 생산성을 더 높일 수 있는 WLCSP LED 패키지를 제공하기 위한 것이다.In addition, when binning is applied, a method of forming a phosphor layer on every LED chip of each bin arranged on a wafer at once, while solving the problems of the stencil printing described above, is applied to improve the productivity of the WLCSP LED package to which dispensing is applied And to provide a WLCSP LED package that can be further enhanced.
상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 패키지는 성장기판에 1형 에피층, 활성층 및 2형 에피층을 포함하여 형성된 에피층, 상기의 에피층을 패턴하고 1형 에피층과 2형 에피층과 전기적으로 연결되게 형성된 제1 전극층과 제2 전극층, 상기의 에피층, 제1 전극층과 제2 전극층이 포함하는 성장기판에 형성된 절연층, 상기의 성장기판을 가공하여 LED 칩들 사이에 인쇄마스크를 형성하고 인쇄로 형성된 형광체층 및 상기의 제1 전극층과 제2 전극층과 전기적으로 연결되게 형성된 제1 패드층과 제2 패드층을 포함하는, 상기의 인쇄마스크를 제거하면서 싱귤레이션되는 LED 패키지이면서 분리되어 떼어진 LED 칩 하나씩 진행하는 공정 없이 원래 웨이퍼 형태가 유지되면서 제조되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an LED package including a growth substrate, an epitaxial layer formed on the growth substrate including a 1-type epitaxial layer, an active layer, and a 2-type epitaxial layer, A first electrode layer and a second electrode layer formed so as to be electrically connected to the first epi-layer and the second epi layer, the epi layer, the insulating layer formed on the growth substrate including the first electrode layer and the second electrode layer, And a first pad layer and a second pad layer formed to be electrically connected to the first electrode layer and the second electrode layer, wherein the printing mask is formed between the LED chips, And the LED chip is singulated and is manufactured while maintaining the original wafer shape without a process of progressing the separated LED chips one by one.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 LED 패키지는 투명소재의 성장기판, 상기의 성장기판에 1형 에피층, 활성층 및 2형 에피층을 포함하여 형성된 에피층, 상기의 에피층을 패턴하고 1형 에피층과 2형 에피층과 전기적으로 연결되게 형성된 제1 전극층과 제2 전극층, 상기의 에피층, 제1 전극층과 제2 전극층이 포함하는 성장기판에 형성된 절연층, LED 칩 상에 상기 성장기판의 일부를 남기면서 상기의 성장기판을 가공하여 LED 칩들 사이에 인쇄마스크를 형성하고 인쇄로 형성된 형광체층 및 상기의 제1 전극층과 제2 전극층과 전기적으로 연결되게 형성된 제1 패드층과 제2 패드층을 포함하는, 상기의 인쇄마스크를 제거하면서 싱귤레이션되는 LED 패키지이면서 분리되어 떼어진 LED 칩 하나씩 진행하는 공정 없이 원래 웨이퍼 형태가 유지되면서 제조되는 것을 특징으로 한다.The LED package according to another embodiment of the present invention includes a transparent substrate made of a transparent material, an epitaxial layer formed on the growth substrate including a 1-type epitaxial layer, an active layer, and a 2-type epitaxial layer, A first electrode layer and a second electrode layer formed so as to be electrically connected to the second type epitaxial layer, the epi layer, the insulating layer formed on the growth substrate including the first electrode layer and the second electrode layer, The growth substrate is processed to form a printing mask between the LED chips and a phosphor layer formed by printing and a first pad layer and a second pad layer formed to be electrically connected to the first and second electrode layers, The LED chip is singulated and the original wafer shape is maintained without the separate process of the LED chips being separated. It shall be.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 LED 패키지는 성장기판에 1형 에피층, 활성층 및 2형 에피층을 포함하여 형성된 에피층, 상기의 에피층을 패턴하고 1형 에피층과 2형 에피층과 전기적으로 연결되게 형성된 제1 전극층과 제2 전극층, 상기의 에피층, 제1 전극층과 제2 전극층이 포함하는 성장기판에 형성된 절연층, 상기의 성장기판을 제거하고, 웨이퍼에 인쇄마스크기판을 형성하고 가공하여 LED 칩 사이에 인쇄마스크를 형성하고 인쇄로 형성된 형광체층 및 상기의 제1 전극층과 제2 전극층과 전기적으로 연결되게 형성된 제1 패드층과 제2 패드층을 포함하는, 상기의 인쇄마스크를 제거하면서 싱귤레이션되는 LED 패키지이면서 분리되어 떼어진 LED 칩 하나씩 진행하는 공정 없이 원래 웨이퍼 형태가 유지되면서 제조되는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided an LED package including an epitaxial layer formed by including a 1-type epitaxial layer, an active layer, and a 2-type epitaxial layer on a growth substrate, the 1-type epitaxial layer and the 2-type epitaxial layer An insulating layer formed on a growth substrate including a first electrode layer and a second electrode layer formed to be electrically connected, an epi layer, a first electrode layer, and a second electrode layer; removing the growth substrate and forming a printed mask substrate on the wafer; And a first pad layer and a second pad layer formed so as to be electrically connected to the first electrode layer and the second electrode layer, And the LED chip is singulated and the original wafer shape is maintained without the process of progressing the separated LED chips one by one.
여기서, 상기의 LED 패키지는 상기의 성장기판을 제거하고, 본딩층으로 웨이퍼와 인쇄마스크기판을 접합하고, 인쇄마스크기판과 본딩층을 가공하여 LED 칩들 사이에 인쇄마스크를 형성하고 인쇄로 형성된 형광체층을 포함하는 것을 특징으로 할 수도 있다. 또는 상기의 성장기판을 제거하고, 본딩층으로 웨이퍼와 인쇄마스크기판을 접합하고, 인쇄마스크기판만 가공하여 LED 칩 사이에 인쇄마스크를 형성하고, LED 칩에 남아 있는 본딩층 및 인쇄로 상기의 본딩층에 형성된 형광체층을 포함하는 것을 특징으로 할 수도 있다. 그뿐만 아니라, 상기의 성장기판을 제거하고, 웨이퍼에 메탈호일층을 포함해 인쇄마스크기판을 형성하고, 메탈호일층과 인쇄마스크기판을 가공하여 LED 칩 사이에 인쇄마스크를 형성하고 인쇄로 형성된 형광체층을 포함하는 것을 특징으로 할 수도 있다.In the LED package, the growth substrate is removed, a wafer is bonded to a printing mask substrate with a bonding layer, a printing mask substrate and a bonding layer are processed to form a printing mask between LED chips, and a phosphor layer And a control unit. Alternatively, the growth substrate is removed, a wafer and a printed mask substrate are bonded to each other with a bonding layer, and a printing mask substrate is processed to form a printing mask between the LED chips. The bonding layer remaining on the LED chip and the bonding And a phosphor layer formed on the phosphor layer. In addition, the above growth substrate is removed, a printing mask substrate including a metal foil layer is formed on the wafer, a metal foil layer and a printing mask substrate are processed to form a printing mask between the LED chips, Layer. ≪ / RTI >
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 LED 패키지는 투명소재의 성장기판, 상기의 성장기판에 1형 에피층, 활성층 및 2형 에피층을 포함하여 형성된 에피층, 상기의 에피층을 패턴하고 1형 에피층과 2형 에피층과 전기적으로 연결되게 형성된 제1 전극층과 제2 전극층, 상기의 에피층, 제1 전극층과 제2 전극층이 포함하는 성장기판에 형성된 절연층, 상기의 성장기판을 가공하여 LED 칩들 사이에 홈을 형성하고, 그 홈을 채우면서 웨이퍼에 인쇄마스크기판을 형성하고 가공하여 LED 칩 사이에 인쇄마스크를 형성하고 인쇄로 형성된 형광체층 및 상기의 제1 전극층과 제2 전극층과 전기적으로 연결되게 형성된 제1 패드층과 제2 패드층을 포함하는, 상기의 인쇄마스크를 제거하면서 싱귤레이션되는 LED 패키지이면서 분리되어 떼어진 LED 칩 하나씩 진행하는 공정 없이 원래 웨이퍼 형태가 유지되면서 제조되는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided an LED package including a transparent substrate, a first substrate, a first substrate, an active layer, and an epitaxial layer formed on the substrate, An insulating layer formed on a growth substrate including a first electrode layer and a second electrode layer formed to be electrically connected to the epi layer and the 2-type epi layer, the epi layer, the first electrode layer, and the second electrode layer, Forming a printed mask substrate on the wafer by forming grooves between the LED chips and filling the grooves, forming a printing mask between the LED chips, forming a phosphor layer formed by printing, and electrically connecting the first and second electrode layers to each other electrically A first pad layer and a second pad layer formed so as to be connected to the LED package while being separated from the singulated LED package while removing the printing mask, As the original shape retaining wafer is characterized in that the manufacturing.
여기서, 상기의 LED 패키지는 웨이퍼에 메탈호일층을 포함해 인쇄마스크기판을 형성하고 메탈호일층과 인쇄마스크기판을 가공하여 LED 칩 사이에 인쇄마스크를 형성하고 인쇄로 형성된 형광체층을 포함하는 것을 특징으로 할 수도 있다.The LED package includes a phosphor layer formed on a wafer by forming a printing mask substrate including a metal foil layer on the wafer, forming a printing mask between the LED chips by processing the metal foil layer and the printing mask substrate, .
상술한 실시 예들에 따른 각각의 LED 패키지는 빈별로 인쇄마스크 형성 및 인쇄로 형광체층 형성을 빈 수만큼 반복하여 빈별로 형성된 형광체층을 포함하는 것을 특징으로 할 수도 있다.Each of the LED packages according to the above-described embodiments may include a phosphor layer formed by repeating the phosphor layer formation as many as the empty number for forming the print mask and printing the blank.
본 발명의 각각의 LED 패키지는 투명박막층을 더 포함할 수도 있다.Each LED package of the present invention may further include a transparent thin film layer.
상술한 각각의 LED 패키지는 솔더마스크층을 더 포함할 수도 있다.Each of the LED packages described above may further include a solder mask layer.
본 발명에서 제공하는 LED 패키지는 분리되어 떼어진 LED 칩 또는 패키지 하나씩 진행되는 공정 없이 낱개 LED 패키지들을 포장하기 전까지 원래 웨이퍼 형태를 계속 유지하면서 모든 공정이 진행 되어 수천 - 수 만개 이상의 LED 패키지들을 가지는 웨이퍼들을 생산하기 때문에 높은 생산성을 가질 수 있고 공정을 단순화하여 제조 원가를 낮출 수 있다.The LED package provided in the present invention is an LED package or a wafer having several thousand to several ten thousand or more LED packages in which all the processes are continued until the individual LED packages are packaged without separate LED chips or packages, It is possible to have a high productivity and to simplify the process and lower the manufacturing cost.
본 발명에서 제공하는 LED 패키지는 CSP 구조의 LED 패키지로 경박단소화할 수 있고 그로 인해 원자재의 사용량을 줄여 원가를 낮출 수 있다.The LED package provided in the present invention can be thinned and shortened as an LED package having a CSP structure, thereby reducing the cost of raw materials by reducing the amount of raw materials used.
본 발명은 별도의 패키지기판 또는 웨이퍼를 적용하지 않기 때문에 공정을 더 단순화할 수 있고 생산성을 높일 수 있으며 별도의 패키지기판 또는 웨이퍼에 관련된 원가를 줄일 수 있다. 그뿐만 아니라, 우수한 열전도를 가지는 소재의 패드층이 LED 칩에 바로 형성될 수 있어서 열방출성능을 향상 시킬 수 있다.Since the present invention does not employ a separate package substrate or wafer, the process can be further simplified, productivity can be increased, and the cost associated with a separate package substrate or wafer can be reduced. In addition, a pad layer of a material having excellent thermal conductivity can be formed directly on the LED chip, thereby improving the heat emission performance.
본 발명은 고가 스텐실 치공구 없이 웨이퍼에 형성된 인쇄마스크를 이용해 LED 칩들에 형광체층을 형성하기 때문에 스텐실의 높은 치공구 비용이 발생하지 않는다. 또한, 고가 스텐실 치공구 없이 웨이퍼에 형성된 인쇄마스크를 이용해 각 빈의 LED 칩들마다 다른 조건의 형광체층을 형성하기 때문에 고가의 스텐실 치공구로 인한 경제성 문제 없이 LED 패키지를 제조할 수 있다.Since the phosphor layer is formed on the LED chips using the printing mask formed on the wafer without using the expensive stencil tooling hole, the cost of the high tooling of the stencil does not occur. In addition, since a phosphor layer having different conditions is formed for each LED chip using a printing mask formed on a wafer without using an expensive stencil tool, an LED package can be manufactured without costly problems due to expensive stencil tooling holes.
웨이퍼에 인쇄마스크를 형성하고, 인쇄마스크 높이의 두께로 형광체를 인쇄하여 평평하고 균일한 두께로 형광체층이 형성되고, 인쇄마스크가 평평하고 균일한 두께로 형성된 형광체를 지지하고 있는 상태에서 형광체층을 경화하기 때문에 균일한 형상 및 평평하고 균일한 두께의 형광체층을 형성할 수 있다. 또한, 형광체가 인접한 LED 칩들로 흘러가서 LED 칩 또는 패키지 집적도가 줄어드는 영향이 없다.A phosphor layer is formed in a flat and uniform thickness by printing a phosphor with a thickness of a height of a printing mask and a phosphor layer is formed in a state in which a printing mask is formed with a flat and uniform thickness, The phosphor layer having a uniform shape and a flat and uniform thickness can be formed. Further, the phosphor does not flow to the adjacent LED chips, thereby reducing the degree of integration of the LED chip or package.
그뿐만 아니라, 인쇄마스크는 싱귤레이션하기 전까지 LED 패키지들을 지지하기 때문에 공정 중에 낱개로 분리되어 떨어지지 않고 원래 웨이퍼 형태를 계속 유지하면서 높은 생산성을 가지는 LED 패키지를 제조할 수 있다.In addition, since the print mask supports the LED packages until singulation, the LED package can be manufactured with high productivity while maintaining the original wafer shape without falling apart during the process.
본 발명은 디스펜싱과 같이 LED 칩 하나씩 형광체층을 형성하는 것이 아니라, 웨이퍼에 배치된 각 빈의 모든 LED 칩들에 형광체층을 각 빈별로 한번에 형성하는 방법을 적용하기 때문에 형광체층 형성에 높은 생산성을 가질 수 있다. 또한, 본 발명은 비닝을 적용하지 않는 경우 웨이퍼 배치된 모든 LED 칩들에 형광체층을 한번에 형성하기 때문에 형광체층 형성에 높은 생산성을 가질 수 있다.The present invention applies a method of forming a phosphor layer on every LED chip of each bin arranged on a wafer at one time instead of forming a phosphor layer for each LED chip like dispensing, Lt; / RTI > In addition, since the present invention forms a phosphor layer on all the LED chips arranged in a wafer at once, when binning is not applied, it can have high productivity in forming a phosphor layer.
도 1, 도 2, 도 3과 도 4는 종래의 기술을 보여주는 것으로 WLCSP LED 패키지를 구현하기 위해 스텐실 인쇄로 형광체층 형성하는 과정과 그 문제점들을 보여주는 평면도 및 단면도들이다.
도 5에서 도 10까지는 본 발명의 실시 예들로 성장기판을 가공하여 웨이퍼에 인쇄마스크가 형성되고, 비닝을 적용하지 않은 또는 비닝을 적용한 LED 패키지들의 제조 과정을 보여주는 단면도들이다.
도 11과 도 12는 본 발명의 변형된 실시 예로 투명박막층을 더 포함하는 LED 패키지를 제조하는 과정을 보여주는 단면도들이다.
도 13에서 도 15까지는 본 발명의 또 다른 변형된 실시 예들로 웨이퍼에 인쇄마스크기판을 형성하여 LED 패키지들을 제조하는 과정 중 형광체층 형성 공정까지의 단면도들이다.FIGS. 1, 2, 3 and 4 illustrate a conventional technique for forming a phosphor layer by stencil printing to realize a WLCSP LED package, and a plan view and a cross-sectional view illustrating problems thereof.
FIGS. 5 to 10 are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a LED package in which a printing mask is formed on a wafer by processing a growth substrate according to embodiments of the present invention, and a binning is not applied or a binning is applied.
11 and 12 are cross-sectional views illustrating a process of fabricating an LED package including a transparent thin film layer according to a modified embodiment of the present invention.
FIGS. 13 to 15 are cross-sectional views from a process of manufacturing a LED package to a phosphor layer forming process by forming a printed mask substrate on a wafer according to still another modified embodiment of the present invention.
첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다. 또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 설명을 생략한다.Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and they are to be construed to mean concepts that are consistent with the technical idea of the present invention and interpretations that are commonly or commonly understood in the technical field. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail to avoid obscuring the subject matter of the present invention.
본 발명에서 첨부된 도면들은 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로 각 구성요소는 실제 크기와 정확하게 일치하지 않는다. 또한, 첨부된 도면들에서 보여주는 각 구성요소들의 패턴, 위치, 모양, 형태, 길이 및 두께 등은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 하나의 예로 이해를 해야 하고, 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아니다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. It should be understood that the pattern, position, shape, shape, length, thickness, and the like of each component shown in the accompanying drawings should be understood as an example for illustrating the embodiment of the present invention, .
더불어, 본 발명을 설명함에 있어서 제시된 수치들은 변경될 수 없는 절대적인 값들이 아니라 특정 조건들에 따른 전형적인 값들일 수도 있기 때문에 그 수치로 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니고 본 발명의 설명을 용이하게 하기 위한 것이다.In addition, the numerical values set forth in the description of the present invention are not intended to limit the present invention to the numerical values because they may be typical values according to specific conditions rather than absolute values that can not be changed. In order to facilitate the description of the present invention will be.
1형, 2형, 제1 또는 제2라고 명시된 것은 본 발명의 설명을 용이하게 하기 위해 부여한 명칭으로 서로 대응하여 일치되어야 한다는 것을 의미하지 않으며 이 용어들로 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다.1 ", " 2 ", and " 1 " or " 2 " do not mean that they should correspond to each other in the names given for the purpose of facilitating the description of the present invention, and these terms are not intended to limit the present invention.
본 발명에서 LED 칩과 LED 패키지는 본 발명의 설명과 이해의 편의를 위해 혼용되어 사용될 수 있다. 본 발명은 LED 칩을 형성하면서 LED 패키지가 형성되는 발명이어서 LED 칩과 패키지를 정확히 구분하기 곤란할 수도 있기 때문에 LED 칩과 패키지를 정확한 의미로 구별하지 않고 사용될 수 있으며 이 용어들로 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다.In the present invention, the LED chip and the LED package may be used in combination for convenience of explanation and understanding of the present invention. Since the present invention is an invention in which an LED package is formed while forming an LED chip, it may be difficult to accurately distinguish the LED chip and the package. Therefore, the LED chip and the package may be used without discriminating in an accurate sense. It does not.
본 발명에서 사용된 "~ 층"이라는 용어는 한 물질의 하나의 층일 수도 있고, 여러 물질이 혼합된 물질 또는 화합물로 형성된 하나의 층일 수도 있고, 여러 물질이 다중 층으로 형성된 층일 수도 있으며 이 용어로 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니고 설명을 용이하게 하기 위한 것이다.The term " layer "used in the present invention may be a single layer of a material, a layer formed of a substance or compound in which various materials are mixed, a layer in which various materials are formed in multiple layers, The present invention is not intended to be limited and is for ease of description.
어떤 층 또는 구성요소가 "~ 에 (~) 형성/증착/인쇄/코팅/접합"이라는 의미의 설명들은 구성요소들, 층들 또는 구성요소와 층 사이에 다른 층 또는 구성요소를 포함할 수도 있고, 부분적으로 다른 구성요소 또는 층이 포함될 수도 있다. 이에 이들 설명들로 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니고 설명을 용이하게 하기 위한 것이다.The description of a layer or element in the sense of "forming / depositing / printing / coating / bonding" may include elements, layers or other layers or components between the elements and layers, Other elements or layers may be included in part. Accordingly, the present invention is not intended to be limited by these descriptions, but is for the purpose of facilitating the description.
본 발명에서 "~ 후"라는 용어는 바로 이어진 다음을 의미할 수도 있고, 또는 여러 과정들이 진행된 후일 수도 있다. 또한, "~ 전"이라는 용어는 바로 이어진 직전을 의미할 수도 있고, 또는 앞서 진행된 여러 과정들이 있고 그보다 더 앞서는 직전을 의미할 수도 있다. 이에 이들 용어들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니고 설명을 용이하게 하기 위한 것이다.In the present invention, the term "after" may mean immediately following, or may be after several processes have proceeded. Also, the term "before" may mean the immediate preceding, or it may refer to the preceding, preceding, and further preceding. Accordingly, these terms are not intended to limit the present invention but to facilitate the description.
본 발명에서 성장기판이 웨이퍼인데, LED 칩 및 패키지를 형성하는 과정에서 웨이퍼인 성장기판이 가공 되거나 없어지게 된다. 하지만, 본 발명은 성장기판의 원래 웨이퍼 형태를 계속해서 유지하면서 LED 칩 및 LED 패키지를 형성하는 발명이기 때문에 웨이퍼인 성장기판이 가공되거나 제거된 후에도 웨이퍼라는 용어를 사용하여 본 발명을 설명할 수도 있고, 원래 웨이퍼 형태가 유지되면서 LED 칩 또는 성장기판 크기에 따라 수천 - 수만 개 이상으로 배열된 LED 칩 또는 패키지들 전체를 웨이퍼라고 부를 수도 있다. 또한, 어떤 공정까지 진행된 상태에서 원래 웨이퍼 형태가 유지되면서 형성된 모든 구성요소들을 포함하는 LED 칩 또는 LED 패키지들 전체를 지칭하기 위해 웨이퍼라는 용어를 사용할 수도 있다.In the present invention, the growth substrate is a wafer. In the process of forming the LED chip and the package, the growth substrate, which is a wafer, is processed or eliminated. However, since the present invention is an invention to form an LED chip and an LED package while still maintaining the original wafer shape of the growth substrate, the present invention may be described using the term wafer even after the growth substrate is processed or removed , An LED chip or an entire array of LED chips or packages arranged in the thousands to tens of thousands depending on the growth substrate size may be called a wafer while the original wafer shape is maintained. In addition, the term wafer may be used to refer to the entire LED chip or LED packages including all the components formed while the original wafer shape is maintained in a state of progressing to a certain process.
본 발명에서 원래 웨이퍼 형태가 유지된다는 것은 성장기판의 원래 웨이퍼 형태에서 배치된 LED 칩 또는 패키지들의 위치와 배열이 공정 중에 변경되지 않고 또한 성장기판의 원래 웨이퍼 형태에서 배치된 LED 칩 또는 패키지들이 공정 중에 별도의 기판 또는 웨이퍼 등으로 옮겨지지 않는다는 것을 의미한다.The fact that the original wafer shape is retained in the present invention means that the location and arrangement of the LED chips or packages arranged in the original wafer form of the growth substrate is not changed during the process and that the LED chips or packages arranged in the original wafer form of the growth substrate It is not transferred to a separate substrate or wafer or the like.
본 발명은 LED 칩 또는 성장기판의 크기에 따라 수천 - 수만 개 이상의 LED 칩 또는 패키지들을 가지는 웨이퍼들을 생산함으로써 높은 생산성으로 제조되는 LED 패키지를 제공한다.The present invention provides an LED package manufactured with high productivity by producing wafers having thousands to tens of thousands of LED chips or packages depending on sizes of LED chips or growth substrates.
본 발명에서는 성장기판의 원래 웨이퍼 형태를 유지하면서 형성되는 수천 - 수만 개 이상의 LED 칩 또는 패키지들 중에서 3개의 LED 칩들 또는 패키지들의 단면도들로 본 발명을 설명한다.The present invention is described in the context of cross sections of three LED chips or packages among thousands to tens of thousands of LED chips or packages formed while maintaining the original wafer shape of the growth substrate.
본 발명의 일 실시 예인 도 9b는 LED 패키지들이 싱귤레이션된 후 임시 본딩층(700)에서 낱개로 떼어내기 전 위 아래가 뒤집혀 있는 3개의 LED 패키지들을 보여준다. 그 LED 패키지들은 에피층(104), 제1/제2 전극층(201/202)과 절연층(203), 각 빈별 LED 칩들에 인쇄로 형성된 빈1 형광체층(501) 또는 빈2 형광체층(502) 및 제1/제2 전극층(201/202)과 전기적으로 연결하기 위해 시드(seed)층(300)을 포함할 수도 있는 제1/제2 패드층(302/303)을 포함한다. 그 LED 패키지들은 솔더마스크층(600)을 더 포함할 수도 있다.FIG. 9B shows one embodiment of the present invention. In FIG. 9B, three LED packages are shown in which the LED packages are singulated and then turned upside down before being separated from the
도 5a는 LED 칩 3개를 보여주는 단면도로 성장기판(100)에 성장된 에피층(104), 제1 전극층(201), 제2 전극층(202) 및 절연층(203)을 포함한다. 5A is a cross-sectional view showing three LED chips, and includes an
에피층들은 1형 에피층(101), 2형 에피층(103)과 1형과 2형 에피층(101/103) 사이에 위치하는 활성층(102)을 포함한다. 하지만, 그 외 버퍼(buffer)층, Undoped-GaN층, Electron Blocking 층 등이 위 또는 아래에 배치될 수도 있다. 여기서, 에피층이라고 하는 것은 이러한 모든 에피층들을 포함한 의미로 사용될 수도 있으며 이에 대해 한정하지 않는다. 에피층은 공지의 기술을 통해 형성할 수 있다.The epi layers include an
전기적인 연결을 위해 에피층을 에칭으로 패턴하여 활성층(102) 아래에 위치한 1형 에피층(101)을 부분적으로 드러나게 하고, 1형/2형 에피층(101/103)의 전기적인 연결을 위해 전기적 전도성 물질을 에피층에 증착하고 패턴하여 제1/제2 전극층(201/202)를 형성하고, 그 다음에 절연층(203)을 형성한다. 두 전극층(201/202)과 절연층(203)은 공지의 기술을 통해 형성할 수 있다. 제1 전극층(201)을 형성하고, 1형 에피층(201)을 드러나게 한 후 제2 전극층(202)를 형성할 수도 있다.The epi layer is patterned by etching for electrical connection to partially expose the 1-
예컨대, 제1/제2 전극층(201/202)는 Ni, Au, ITO, Ti, Al, Ag 등의 층으로 형성될 수 있으며 이들 물질이 조합되어 형성될 수도 있다. 하지만, 이들 물질들로만 한정하지는 않는다.For example, the first and second electrode layers 201 and 202 may be formed of a layer of Ni, Au, ITO, Ti, Al, Ag, or the like. However, it is not limited to these materials.
두 전극층(201/202)은 1형/2형 에피층(101/103)과의 전기적인 연결의 목적뿐만 아니라 활성층(102)에서 생성된 빛을 반사하여 광추출성능을 향상시키기 위해 광반사 기능을 할 수도 있다.The two
두 전극층(201/202)를 형성 후 절연층(203)을 형성하고 패턴하여 두 전극층(201/202)의 일부가 드러나게 한다. 절연층(203) 패턴으로 노출된 두 전극층(201/202)의 일부분과 아래에 설명될 패드층은 전기적으로 연결이 된다. 예컨대, 절연층(203)은 Silicon Oxide, Silicon Nitride 또는 폴리머 수지 등으로 형성될 수 있다. 그 후 LED 칩들 사이의 에피층(104)과 절연층(203)을 에칭으로 메사(mesa) 패턴하여 LED 칩들을 형성한다. 메사 패턴을 먼저 하고 나서 절연층(203)을 형성할 수도 있다. 하지만, 메사 패턴을 하지 않을 수도 있고, 메사 패턴을 하지 않은 경우는 아래에 설명될 싱귤레이션 과정에서 LED 칩들 사이의 에피층이 에칭 또는 절단될 수도 있다.After forming the two
도 5b는 1형/2형 에피층(101/103) 및 활성층(102)을 포함하여 모든 에피층들을 에피층(104) 하나로 도시하여 보다 더 간략하게 보여주는 단면도이다. 여기서 도시한 도면들은 개략도로 여러 층이 함께 도시하게 되면 본 발명의 요지를 혼동할 가능성이 있기 때문에 도 5b부터 모든 에피층들을 에피층(104) 하나로 도시하여 본 발명을 설명한다.5B is a cross-sectional view showing all of the epi layers including the
상기의 에피층(104), 두 전극층(201/202), 절연층(203) 형성은 널리 알려진 기술을 적용하여 형성할 수 있고 공정 수순도 다양하게 있을 수 있다. 그래서 상기의 설명은 본 발명의 실시 예를 보다 더 구체적으로 설명하기 위한 하나의 예로 이해해야 하고 이에 대해 한정하지 않는다.The formation of the
도 5c에서 보여주듯이 전기적 전도성의 시드층(300)을 형성하고, 도 5c 상태에서 위 아래를 뒤집어 놓은 도 5d에서 보여주듯이 시드층(300)에 솔더패드(Solder Pad)층(301)을 형성한다.A
여기서 시드층(300)과 솔더패드층(301)은 제1/제2 전극층(201/202)과 전기적인 연결을 위한 것이다. 시드층(300)과 솔더패드층(301)은 도금 또는 진공증착 방식을 통해 형성할 수 있고 이 들을 조합하여 형성할 수도 있다.Here, the
시드층(300)은 솔더패드층(301)을 전해도금으로 형성하기 위해 필요한 구성요소로 시드층(300)은 전해도금에서 전류가 인가되는 층의 역할을 하게 된다.The
솔더패드층(301)을 전해도금으로 형성하지 않는 경우 시드층(300)이 필요 없을 수도 있다. 그래서 패드층(304)은 시드층(300)을 포함한 의미로 사용될 수도 있고, 또는, 시드층이 적용되지 않은 경우는 솔더패드층(301)만을 의미할 수도 있다. 솔더패드층 형성 방법에 따라서 시드층의 필요 유무가 결정될 수도 있다.The
본 발명에서 시드층을 포함하여 실시 예들을 설명하는 것은 본 발명에 대해 더 구체적인 설명을 제공하기 위한 것이기 때문에 시드층으로 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다.The description of the embodiments including the seed layer in the present invention is not intended to limit the present invention to the seed layer because it is intended to provide a more detailed explanation of the present invention.
열전도도가 우수한 소재로 패드층(304)을 형성하게 되면 LED 패키지의 열방출성능을 향상시킬 수 있다. 그래서 열전도도가 우수한 구리를 포함한 패드층(304)을 적용하는 것이 바람직하다. 그뿐만 아니라, 본 발명은 열전도도가 우수한 패드층(304)이 LED 칩에 바로 형성되기 때문에 우수한 열방출 성능을 가질 수도 있다.If the
본 발명의 LED 패키지 제조 과정에서 성장기판(100), 패드층(304), 아래에 설명될 인쇄마스크기판 또는 아래에 설명될 형광체층 중에서 공정에 따라 최소 어느 하나의 층으로 에피층(104) 전면을 지지할 수 있는 구조가 유지되면서 공정이 진행되어야 한다. 그렇지 않으면 제조 과정 중에 에피층(104) 일부가 지지되지 않아 공중에 떠 있는 형태가 되기 때문에 수 마이크로 미터 두께의 에피층(104)이 공정 중에 손상될 수도 있다. 패드층(304) 형성 전에는 성장기판(100)이, 패드층(304) 형성 후에는 성장기판(100)과 패드층(304)이, 아래에 설명될 성장기판(100) 가공 또는 제거 후에는 패드층(304)이, 아래에 설명될 인쇄마스크기판 형성 후에는 인쇄마스크기판과 패드층(304)이, 아래에 설명될 인쇄마스크 형성 후에는 패드층(304)이, 아래에 설명될 형광체층 형성 후에는 형광체층과 패드층(304)이, 아래에 설명될 패드층(304) 패턴 후에는 형광체층이 에피층(104) 전면을 지지한다.In the process of fabricating the LED package of the present invention, the
그뿐만 아니라, 제조 과정 중에 LED 칩과 패키지는 낱개로 분리되어 떼어지지 않아야 원래 웨이퍼 형태를 계속 유지하면서 공정이 진행되는 WLCSP LED를 구현할 수 있다. 원래의 웨이퍼 형태를 계속 유지하기 위해서 패드층(304) 형성 전에는 성장기판(100)이 LED 칩들을 잡아주고, 패드층(304) 형성 후에는 성장기판(100)과 패드층(304)이 LED 칩들을 잡아주고, 아래에 설명될 성장기판(100) 가공 또는 제거 후에는 패드층(304)이 LED 칩들을 잡아주고, 아래에 설명될 인쇄마스크기판 형성 후에는 인쇄마스크기판과 패드층(304)이 LED 칩들을 잡아주고, 아래에 설명될 형광체층 형성 후에는 인쇄마스크(아래에 설명됨), 형광체층과 패드층(304)이 LED 칩들을 잡아주고, 아래에 설명될 패드층(304) 패턴 후에는 인쇄마스크가 형광체층을 포함하는 LED 패키지들을 잡아준다.In addition, the LED chip and the package must be separately separated during the manufacturing process, so that the WLCSP LED can be implemented while maintaining the original wafer shape. The
그래서 본 발명은 상기에 설명한 바와 같이 에피층 전면을 지지하는 구조를 끝까지 유지할 수 있고 또한 공정 중에 LED 칩/패키지가 낱개로 분리되어 떼어지지 않는 공정 수순 및 방법으로 낱개의 LED 패키지들이 포장되기 전까지 원래의 웨이퍼 형태를 계속 유지하면서 제조되는 LED 패키지를 제공한다.Therefore, according to the present invention, as described above, it is possible to maintain the structure supporting the entire surface of the epilayer until the LED packages / packages are separately separated and not separated during the process, While maintaining the wafer shape of the LED package.
또한, 본 발명은 디스펜싱에 비해 생산성이 높고 또한 앞서 설명한 스텐실 인쇄의 여러 문제점들을 해결하는 방법으로 형광체층을 LED 칩에 형성하여 제조되는 LED 패키지를 제공한다.In addition, the present invention provides an LED package manufactured by forming a phosphor layer on an LED chip by a method of solving various problems of stencil printing described above, which is more productive than dispensing.
본 발명에서 사용하는 스텐실 인쇄라는 용어는 인쇄를 통해 어떤 층을 형성하는 것을 의미하는 것으로 스크린 인쇄 등을 포함하여 다른 용어로 사용되는 인쇄기술들을 포함할 수도 있다. 그래서 스텐실 또는 스텐실 인쇄라는 용어로 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다.The term stencil printing used in the present invention means forming a certain layer through printing, and may include printing techniques used in other terms including screen printing and the like. Thus, the term " stencil " or " stencil printing "
아래에 설명될 형광체층 형성과정에 있어서 인쇄라는 용어를 사용하여 설명이 되지만 종래의 스텐실 인쇄를 포함한 인쇄와는 다른 특징을 가지고 있다. 그럼에도 불구하고 적절한 용어가 없어서 인쇄라는 용어를 사용해 본 발명을 설명한다.Although described below using the term " printing " in the process of forming a phosphor layer, which will be described below, it has features different from conventional printing including stencil printing. Nevertheless, the present invention is described using the term printing because there is no appropriate term.
종래의 인쇄는 인쇄할 때 마스크 역할을 하는 스텐실 또는 스크린이라는 치공구를 별도로 제작하여 적용한다. 본 발명에서 스텐실이라는 용어는 별도로 제작되고 인쇄할 때 마스크 역할을 하는 치공구를 의미한다.In conventional printing, a tool hole called a stencil or a screen serving as a mask is separately manufactured and applied. In the present invention, the term stencil refers to a tool that is separately manufactured and serves as a mask when printed.
하지만, 본 발명은 이러한 치공구들을 없이 인쇄로 형광체층을 형성하기 때문에 고가의 치공구 비용이 필요로 하지 않아서 원가 절감을 할 수 있다.However, since the present invention forms a phosphor layer by printing without such tool holes, the cost of the expensive tool hole is not required, and the cost can be reduced.
앞서 설명하였듯이 종래의 스텐실 인쇄에서는 인쇄 후에 웨이퍼에서 스텐실을 분리해야 하기 때문에 원하는 형상 및 평평하고 균일한 두께의 형광체층을 가지기 어려운 점이 있다. 하지만, 본 발명은 별도의 스텐실을 적용하지 않기 때문에 스텐실을 분리하는 과정 자체가 없어서 스텐실 분리로 인해 발생하는 문제점들을 해결할 수 있다.As described above, in the conventional stencil printing, since the stencil must be separated from the wafer after printing, it is difficult to have a desired shape and a flat and uniform thickness of the phosphor layer. However, since the present invention does not apply a separate stencil, there is no process of separating the stencil, thereby solving the problems caused by the stencil separation.
본 발명의 실시 예들에 있어서 인쇄할 때 마스크 기능을 하는 구성요소를 인쇄마스크라는 용어로 설명한다.In the embodiments of the present invention, a component that functions as a mask when printing is referred to as a print mask.
원래 성장기판은 에피층 형성을 위한 기판 역할을 하지만, 도 6 - 도 12의 실시 예들에 있어서는 원래의 성장기판 역할 이외에 성장기판을 가공하여 인쇄할 때 마스크 역할을 할 수 있는 구성요소로 웨이퍼에 인쇄마스크를 형성한다. 결국, 본 발명에서는 스텐실 없이 형광체층을 형성하기 위해 성장기판을 가공하여 성장기판이 인쇄할 때 마스크 역할을 하는 구성요소인 인쇄마스크로 변하게 된다.Although the original growth substrate serves as a substrate for the formation of the epi layer, in the embodiments of FIGS. 6 to 12, the growth substrate may serve as a mask in addition to the original growth substrate, Thereby forming a mask. As a result, in the present invention, a growth substrate is processed to form a phosphor layer without a stencil, thereby changing to a printing mask which is a component that acts as a mask when a growth substrate is printed.
도 13, 도14 및 도 15을 참조하면, 성장기판을 제거하고 별도의 인쇄마스크기판을 적층/접합 등으로 웨이퍼에 형성하고 가공하여 인쇄마스크를 형성하는 방법으로 제조되는 LED 패키지를 제공한다.13, 14 and 15, there is provided an LED package manufactured by removing a growth substrate, forming a separate printed mask substrate on a wafer by lamination / bonding, etc., and then forming a printing mask.
본 발명은 스텐실을 필요로 하지 않기 때문에 스텐실 치공구를 적용함으로써 발생하는 종래의 문제점들이 근원적으로 해결될 수 있다.Since the present invention does not require a stencil, the conventional problems caused by applying the stencil tool can be fundamentally solved.
도 6은 비닝을 적용하지 않는 경우에 대한 형광체층 형성 과정을 보여주고, 그 후의 도면들은 비닝을 적용하는 경우에 대한 본 발명의 실시 예들이다.FIG. 6 shows a process of forming a phosphor layer in the case of not applying the binning, and the subsequent drawings are embodiments of the present invention in the case of applying the binning.
도 6a를 참조하면, 공지의 기술로 성장기판(100)에 에칭마스크층(미 도시)을 형성하고 패턴하여 성장기판(100)의 에칭될 부분을 노출시킨 후 성장기판(100)을 에칭하여 비비닝 LED 칩(10)들 사이에 비비닝 인쇄마스크(400)를 형성한다. 도 6a는 비비닝 인쇄마스크(400)을 형성하고 에칭마스크층을 제거한 후의 단면도를 보여준다. 하지만, 아래에 설명될 형광체층을 형성하고 경화 후에 에칭마스크층을 제거할 수도 있다.Referring to FIG. 6A, an etching mask layer (not shown) is formed on a
에칭마스크층의 소재는 감광성 물질, 금속(Ni, Au, Ti 등), Silicon Oxide 또는 Silicon Nitride 등등 다양한 소재를 적용할 수 있고, 적용 소재별로 잘 알려져 있는 방법으로 에칭마스크층을 형성 및 제거할 수 있다.The etching mask layer can be formed of various materials such as a photosensitive material, metal (Ni, Au, Ti), silicon oxide, or silicon nitride, and an etching mask layer can be formed and removed by a well- have.
성장기판(100)에 에칭마스크층을 형성하기 전에 아래에 설명될 형광체층의 두께와 동일한 두께까지 성장기판(100)을 연마하여야 원하는 두께의 형광체층을 형성할 수 있다. 하지만, 연마 없이 인쇄마스크를 형성하고 원래 성장기판(100) 두께의 높이로 형광체층을 형성할 수도 있다.The
성장기판(100)의 연마는 에피층 형성 후와 인쇄마스크 형성을 위한 에칭마스크층 형성 전 사이의 어느 시점에서도 진행될 수 있다.Polishing of the
성장기판(100)의 소재로 Silicon, 사파이어(Sapphire) 또는 실리콘 카바이드(Silicon Carbide) 등이 적용되고 있다. 이들 중 Silicon은 상대적으로 에칭이 잘 되는 소재이기 때문에 건식, 습식 에칭 또는 이들을 조합한 방법으로 인쇄마스크 형성이 용이하다.Silicon, sapphire, silicon carbide, or the like is applied to the
하지만, 사파이어는 습식 에칭이 어려운 소재이기 때문에 염소계 가스(BCl3/Cl2 등)를 이용해 건식 에칭으로 인쇄마스크를 형성하는 것이 바람직하다. 염소계 가스를 이용해 사파이어 성장기판(100)를 건식 에칭할 경우는 에칭마스크층으로 적용될 소재는 Ni, Cr 등의 금속을 적용하는 것이 바람직하다. 그 이유는 다른 소재의 에칭마스크층들 보다 Ni, Cr 등의 금속 에칭마스크층의 에칭 속도가 더 느리기 때문이다. Ni, Cr 등의 금속의 에칭마스크층은 도금, 진공증착 또는 이들을 조합한 방법으로 형성할 수 있다.However, since sapphire is a material difficult to wet-etch, it is preferable to form a printing mask by dry etching using a chlorine-based gas (BCl 3 / Cl 2, etc.). When the
성장기판(100)으로 사파이어가 적용된 경우 도 6a와 같이 성장기판(100)의 전체 두께 깊이까지 전 깊이를 건식 에칭하여 비비닝 인쇄마스크(400)를 형성할 수 있지만, 성장기판(100) 아래에 위치한 에피층(104)이 염소계 가스에 에칭될 수 있기 때문에 사파이어의 건식 에칭 깊이 관리를 아주 엄격하게 하여야 한다.6A, when the sapphire is applied to the
도 6a와 같이 사파이어의 성장기판(100) 두께의 깊이까지 전 깊이를 에칭하여 비비닝 인쇄마스크(400)를 형성하는 것이 아니라, 도 6b와 같이 수십 마이크로 미터 이하의 두께를 남겨둔 상태로 에칭하여 비비닝 인쇄마스크(400)를 형성할 수도 있다. 사파이어는 투명 소재이기 때문에 수십 마이크로 두께의 사파이어가 LED 칩 위에 남아 있어도 빛 방출에는 큰 문제가 없다.As shown in FIG. 6A, the entire depth of the
하지만, Silicon 소재의 성장기판은 투명하지 않기 때문에 도 6a와 같이 Silicon 두께의 깊이까지 전 깊이를 에칭하여 비비닝 인쇄마스크(400)를 형성하여야 한다.However, since the growth substrate of the silicon substrate is not transparent, the entire depth of the silicon substrate must be etched to a depth of the silicon layer to form a
도 6c는 비비닝 형광체층(500)을 형성 후 단면도로 도 6a 상태에서 비비닝 LED 칩(10)들 사이에 형성된 비비닝 인쇄마스크(400)을 이용해 형광체를 스퀴즈로 인쇄하여 비비닝 LED 칩(10)들과 그 주변들에 비비닝 형광체층(500)들을 형성하고 경화한다.6C is a cross-sectional view of the vibing
스퀴즈가 인쇄마스크에 밀착되어 있는 상태에서 형광체를 밀어내면서 전진하여 형광체층을 형성하기 때문에 인쇄마스크 높이의 두께로 평평하고 균일한 두께의 형광체층이 형성될 수 있다.The phosphor layer is formed by advancing while pushing the phosphor while the squeeze is in close contact with the printing mask, so that the phosphor layer having a flat and uniform thickness with the height of the printing mask can be formed.
연성의 스퀴즈를 적용하게 되면 움푹 패인 형상으로 형광체층이 인쇄될 수도 있기 때문에 금속 소재의 스퀴즈를 적용하는 것이 바람직하다. 그뿐만 아니라, 인쇄하는 과정에서 형광체층 내부에 기포가 발생할 수도 있기 때문에 진공 인쇄를 적용하는 것이 바람직하다.When a soft squeeze is applied, it is preferable to apply a metal squeeze because the phosphor layer may be printed in a recessed shape. In addition, it is preferable to apply vacuum printing because bubbles may be generated in the phosphor layer during the printing process.
본 발명에서는 인쇄마스크 높이로 평평하게 인쇄되어 형성된 형광체층들을 인쇄마스크가 지지하고 있는 상태에서 형광체를 경화하기 때문에 균일한 형상 및 평평하고 균일한 두께의 형광체층을 형성할 수 있고, 인쇄마스크가 인접한 LED 칩으로 형광체가 흘러가는 것을 막아준다. 본 발명에서는 인접한 LED 칩으로 형광체가 흘러감으로써 더 넓은 LED 칩 사이의 간격이 요구되어 LED 칩 또는 패키지 집적도가 줄어드는 영향은 없다.In the present invention, since the fluorescent substance is cured in a state in which the printing mask supports the fluorescent substance layers formed by printing flat at the height of the printing mask, the fluorescent substance layer having a uniform shape and flat and uniform thickness can be formed, LED chip prevents the phosphor from flowing. In the present invention, the spacing between the wider LED chips is required due to the flow of the fluorescent material through the adjacent LED chips, so that there is no effect of decreasing the degree of integration of the LED chip or package.
그래서 인쇄마스크는 인쇄 마스킹 역할 뿐만 아니라 형광체층 형상을 잡아주는 틀의 역할도 한다.Thus, the printing mask serves not only as a mask for printing but also as a frame for holding the shape of the phosphor layer.
비비닝 형광체층(500)을 형성하고 경화 후에 인쇄마스크 형성을 위한 에칭마스크층을 제거할 수도 있다.The
도 7은 비닝을 적용하는 경우에 대한 형광체층 형성과정을 보여주는 것으로 2개의 빈이 있는 경우를 예로 해서 본 발명을 설명한다. 하지만, 실제는 3개 이상의 빈이 있을 수도 있다. 빈별 형광체층 형성은 동일한 과정을 반복하는 것이기 때문에 본 발명의 설명을 용이하게 하기 위해 2개의 빈이 있는 경우로 본 발명을 설명한다.FIG. 7 shows a process of forming a phosphor layer in the case of applying binning, and the present invention will be described by taking as an example a case where there are two bins. However, in practice, there may be three or more beans. Since the phosphor layer formation for each phosphor repeats the same process, the present invention will be described in the case where there are two bins for facilitating the description of the present invention.
도 7a를 참조하면, 도 6a에서와 같은 방법으로 성장기판(100)을 에칭하여 빈1 인쇄마스크(401)를 형성한다. 아래에 설명될 빈1 형광체층들이 빈1 LED 칩(11)들에 해당되는 부분에만 형성되게 하기 위해 성장기판(100)을 에칭하여 빈1 LED 칩(11)들과 그 주변들만 노출시켜서 빈1 인쇄마스크(501)들을 형성한다.Referring to FIG. 7A, the
도 7b는 빈1 LED 칩(11)들에만 빈1 형광체층(501)을 형성 후 단면도를 보여준다. 도 6c에서와 같은 방법으로 형광체를 스퀴즈로 인쇄하여 빈1 형광체층(501)들을 빈1 LED 칩(11)들과 그 주변들에만 형성하고 경화한다.FIG. 7B shows a cross-sectional view after forming the blank 1
도 7c와 7d를 참조하면, 앞서 설명한 방법으로 빈2 LED 칩(12)들에 해당되는 빈2 인쇄마스크(402)들를 형성하여 빈2 LED 칩(12)들과 그 주변들을 노출시키고, 빈2 형광체층(502)을 빈2 LED 칩(12)들과 그 주변들에 형성하고 경화한다. 먼저 형성된 빈1 형광체층(501)들은 빈2 형광체층들(502)을 형성할 때 빈2 형광체층의 인쇄마스크 역할을 한다. 만약, 빈이 3개이면, 도 7c와 7d의 과정을 한번 더 반복하면 된다. 결국, 인쇄마스크 및 형광체층 형성 과정을 빈 수만큼 반복하여 각 빈의 LED 칩들에 적합한 각 빈의 형광체층을 형성할 수 있다.7C and 7D, blank 2
사파이어 성장기판(100)을 적용한 경우에는 도 6b에서와 같은 방법으로 성장기판(100)을 에칭하여 각 빈의 인쇄마스크를 형성할 수도 있다.In the case where the
빈별 인쇄마스크를 형성하기 위해서는 빈 수만큼 에칭마스크층을 패턴하고 성장기판을 에칭하는 과정을 반복하여야 한다. 그래서 사진 공정을 통해 에칭마스크층을 패턴할 경우는 포토마스크를 적용하지 않는 사진공정(마스크리스 사진공정 - Maskless Photolithography) 기술을 적용을 하여야 한다. 그렇지 않으면, 매 웨이퍼마다 웨이퍼 맵이 다르기 때문에 다른 웨이퍼에는 적용될 수 없는 고가의 포토마스크 치공구가 매 웨이퍼마다 빈 수만큼 필요하게 된다.In order to form a printing mask for each blank, the process of patterning the etching mask layer by an empty number and etching the growth substrate must be repeated. Therefore, when patterning the etching mask layer through a photolithography process, a photolithography (maskless photolithography) technique not using a photomask should be applied. Otherwise, an expensive photomask tool is required for each wafer, which is not applicable to other wafers because the wafer map is different for each wafer.
그래서 비닝을 적용하는 경우, 이론적으로는 가능하지만, 포토마스크를 적용하는 사진공정은 매 웨이퍼마다 빈 수만큼 필요한 고가의 포토마스크 치공구 비용 때문에 경제성이 없어서 에칭마스크층을 패턴하기 위해 포토마스크를 적용하는 사진공정은 적용될 수 없다.Therefore, in the case of applying binning, it is theoretically possible, but the photolithography using the photomask is not economical due to the expensive cost of the photomask tool necessary for each wafer, so that the photomask is applied to pattern the etching mask layer Photographic processes can not be applied.
비닝을 적용하지 않는 경우는 동일 포토마스크를 수 많은 웨이퍼들에 계속해서 적용할 수 있기 때문에 치공구 비용이 상쇄되어 경제성에 문제가 없지만, 비닝을 적용할 경우는 통상의 기술자에게 잘 알려져 있는 마스크리스 사진공정 기술을 통해 에칭마스크층을 패턴하여야 경제성에 문제가 없다. 또는, 사진공정을 적용하지 않고 레이저 가공 방법으로 인쇄마스크를 형성을 위한 에칭마스크층이 패턴될 수도 있다.In the case where binning is not applied, since the same photomask can be continuously applied to a large number of wafers, the cost of the tool is canceled and there is no problem in economical efficiency. However, when binning is applied, The etch mask layer is patterned through the process technology, so that there is no problem in economy. Alternatively, an etching mask layer for forming a printing mask may be patterned by a laser processing method without applying a photolithography process.
본 발명에서 사진공정은 감광성 소재 코팅, 노광과 현상만을 의미하는 것이 아니라 에칭마스크층을 패턴하기 위한 모든 과정들을 포함한 의미로 사용될 수도 있다.In the present invention, the photolithography process is not limited to the photosensitive material coating, exposure and development, but may include all processes for patterning the etching mask layer.
형광체층을 형성하기 전에 에칭마스크층을 제거하는 것이 아니라, 인쇄마스크 상에 에칭마스크층이 있는 상태에서 형광체층을 형성하고 경화한 후에 에칭마스크층을 제거할 수도 있다.Instead of removing the etching mask layer before forming the phosphor layer, it is also possible to form the phosphor layer with the etching mask layer on the printing mask and remove the etching mask layer after curing.
도 8a을 참조하면, 솔더패드층(301)와 시드층(300)를 에칭으로 패턴을 하여 각 LED 패키지들에 제1 패드층(302)과 제2 패드층(303)을 형성한다. 솔더패드층(301)과 시드층(300)이 사진공정 및 에칭으로 패턴되면, 솔더패드층(301)과 시드층(300)에 의해 합선되어 있던 제1/제2 전극층(201/202)이 전기적으로 단선이 된다. 제1/제2 패드층(302/303) 형성 후 형광체층이 에피층(104) 전면을 지지한다.Referring to FIG. 8A, a
시드층을 적용하지 않은 경우는 제1/제2 패드층(302/303)은 앞서 설명된 솔더패드(301)층만을 패턴하여 형성될 수도 있다. 본 발명의 설명을 용이하게 하기 위해 시드층이 있는 경우의 도면들로 본 발명을 설명하고 있지만, 제1/제2 패드층(302/303)은 시드층을 포함하지 않을 수도 있다.In the case where the seed layer is not applied, the first / second pad layers 302/303 may be formed by patterning only the
LED 칩들 사이에 솔더패드층(301)과 시드층(300)이 에칭된 폭을 인쇄마스크의 폭보다 크게 하여 빈1/빈2 형광체층(501/502) 일부가 노출되게 할 수 있고, 또는 그 에칭 폭을 인쇄마스크 폭보다 작게 할 수도 있다. 그 에칭 폭은 아래에 설명될 싱귤레이션 방법에 따라 좌우될 수도 있다.The width of the etched portions of the
제1/제2 패드층(302/303)이 형성되면, 형광체층 및 전기적으로 단선된 제1/제2 전극층(201/202)을 포함하는 LED 패키지의 구조적인 형성이 거의 완료된다. 그래서 제1/제2 패드층(302/303)이 형성된 후에는 LED 칩이라는 용어보다는 LED 패키지라는 용어를 사용하여 본 발명을 설명한다.When the first /
제1/제2 패드층(302/303)은 LED 모듈 PCB에 있는 패드들에 솔더링 되어 LED 모듈이 제작될 수 있다. 그래서 제1/제2 패드층(302/303)은 솔더링이 되는 표면처리층(미 도시)을 포함할 수도 있다. 표면처리층 형성 방법으로는 Ni/Au 도금, HASL(Hot Air Solder Leveling), OSP(Organic Solder Preservative), Ni/Pd/Au도금 등이 적용될 수 있다. 하지만, 이런 표면처리들로만 한정하지는 않는다. 본 발명에서 제1 또는 제2 패드층은 이런 표면처리층을 포함한 의미로 사용될 수 있으며 이에 대해 한정하지 않는다.The first / second pad layers 302/303 may be soldered to the pads on the LED module PCB to fabricate the LED module. Thus, the first /
표면처리층은 제1/제2 패드층(302/303) 형성 후 또는 아래에 설명될 솔더마스크층 형성 후에 상술한 방법들로 형성된다.The surface treatment layer is formed by the methods described above after forming the first /
LED 칩 사이에 형성된 인쇄마스크가 솔더패드층(301)과 시드층(300)을 패턴 후에 LED 패키지들을 잡아줌으로써 형광체층을 포함하는 LED 패키지들이 분리되어 떨어지는 것을 막아준다. 그래서 아래에 설명될 싱귤레이션 전까지는 인쇄마스크가 원래 웨이퍼 형태를 계속 유지할 수 있게 해준다. 결국, 인쇄마스크는 형광체 인쇄에 관련된 역할, 형광체층의 형상을 잡아주는 틀의 역할 또는 형광체층 형성하고 솔더패드층(301)과 시드층(300) 패턴 후에는 형광체층을 포함하는 LED 패키지를 잡아주는 역할도 한다.A printing mask formed between the LED chips prevents the LED packages including the phosphor layer from falling apart by catching the LED packages after patterning the
도 8b에서와 같이 솔더마스크층(600)은 제1/제2 패드층(302/303) 사이에 형성할 수 있다. 솔더마스크층(600)은 감광성 소재, 폴리머 수지 또는 잉크 등을 인쇄 또는 라미네이션 등의 방법으로 형성할 수 있고, 감광성 소재를 적용하는 경우는 사진공정을 적용하여 패턴할 수도 있다.As shown in FIG. 8B, the
솔더마스크층(600)은 LED 패키지가 LED 모듈 PCB에 솔더링될 때 솔더링의 합선 방지 기능을 한다. 솔더마스크층이 있으면 솔더링의 합선 방지에 더 용이하지만 솔더마스크층이 없다고 해서 반드시 솔더링의 합선이 발생하는 것은 아니다. 그래서 솔더마스크층을 반드시 형성해야 하는 것은 아니다.The
도 9a을 참조하면, LED 패키지를 싱귤레이션하기 위한 준비 단계로 임시 본딩층(700)을 LED 패키지들이 형성된 웨이퍼에 접합한다. 임시 본딩층(700)은 싱귤레이션 후 LED 패키지들을 쉽게 떼어낼 수 있는 특성을 가진 UV Release Tape 또는 Thermal Release Tape 등을 사용하는 것이 바람직하다. 임시 본딩층(700)을 웨이퍼에 접합하기 위해 잘 알려진 Tape Lamination 방법을 적용할 수 있다.Referring to FIG. 9A, a
임시 본딩층(700)은 제1/제2 패드층(302/303) 형성 전에 형광체층이 형성된 면 웨이퍼에 접합될 수도 있다. 그러면 임시 본딩층(700)이 있는 상태에서 제1/제2 패드층(302/303)이 형성되고 싱귤레이션이 진행될 수도 있다.The
임시 본딩층(700)은 아래에 설명될 싱귤레이션 후에도 LED 패키지들이 웨이퍼 형태로 유지되고 낱개로 분리된 LED 패키지들을 잡아 주는 역할을 하기 위한 것이다. 만약 임시 본딩층(700)이 없으면 싱귤레이션 후 낱개로 분리된 LED 패키지들을 잡아 주지 못해 낱개 LED 패키지들을 하나씩 취급을 해야 하기 때문에 취급성에 문제가 발생한다.The
임시 본딩층(700)에서 떼어 내면서 개별 LED 패키지들이 하나씩 포장되기 전까지 임시 본딩층(700)은 싱귤레이션되어 분리된 개별 LED 패키지들을 잡아준다.The
결국, 개별 LED 패키지들이 하나씩 포장되기 전까지 모든 공정에서 성장기판 원래의 웨이퍼 형태가 계속 유지된 상태의 웨이퍼들을 생산하면서 LED 패키지들이 제조되기 때문에 본 발명에서 제공하는 LED 패키지는 높은 생산성을 가질 수 있다.As a result, the LED packages provided in the present invention can have high productivity because the LED packages are manufactured while producing the wafers in which the original wafer shape of the growth substrate is maintained in all processes until individual LED packages are packed one by one.
도 9b는 LED 패키지들이 싱귤레이션된 후의 단면도를 보여 준다. 에칭으로 LED 패키지들을 싱귤레이션할 수 있다. 아래에 설명될 레이저 절단이나 절단 날로 절단하는 방법(이하, 블레이드 다이싱)으로 싱귤레이션을 할 수도 있다.9B shows a cross-sectional view after the LED packages are singulated. The LED packages can be singulated by etching. Singulation may also be performed by a laser cutting method or a cutting method (hereinafter referred to as blade dicing) which will be described below.
싱귤레이션을 위해 에칭을 적용할 경우는 제1/제2 패드층(302/303)이 에칭마스크층 역할을 할 수도 있다. 그래서 성장기판 및 형광체층의 소재에 따른 적합한 가스로 건식 에칭, 또는 화학약품으로 습식 에칭, 또는 이들이 조합된 방법으로 에칭하여 LED 패키지들을 싱귤레이션할 수 있다.When etching is applied for singulation, the first / second pad layers 302/303 may serve as an etching mask layer. Thus, LED packages can be singulated by dry etching with a suitable gas according to the material of the growth substrate and phosphor layer, wet etching with a chemical agent, or a combination thereof.
예를 들어, Silicon 소재의 성장기판과 Silicone 폴리머 소재의 형광체를 적용할 경우는 불소계 가스(CF4 또는 SF6 등)를 적용하여 건식 에칭할 수도 있다. Silicon 습식 에칭 약품은 아주 다양하게 있는데, 불산/질산/아세트산 화합물의 등방성 에칭 약품을 이용해 습식 에칭을 할 수도 있다. 이러한 건식과 습식 에칭을 조합하여 에칭을 할 수도 있다. 하지만, 습식 에칭이 어려운 사파이어 소재의 성장기판의 경우에는 염소계 가스를 이용해 건식 에칭을 할 수도 있다. 아니면, 제1/제2 패드층(302/303)을 통해 폴리머 소재의 형광체층이 노출된 부위만 불소계 가스로 에칭하여 싱귤레이션 할 수도 있다.For example, when a silicon substrate and a phosphor of a silicon polymer are applied, a fluorine-based gas (CF 4 or SF 6 ) may be used for dry etching. Silicon wet etching chemicals are very diverse, and wet etching can be done using isotropic etching chemicals such as hydrofluoric acid / nitric acid / acetic acid compounds. Such dry etching and wet etching may be combined. However, in the case of a sapphire growth substrate in which wet etching is difficult, dry etching may be performed using a chlorine-based gas. Alternatively, only a portion where the fluorescent material layer of the polymer material is exposed through the first /
에칭을 위해 적합한 가스나 화학약품을 선정할 때는 제1/제2 패드층(302/303)의 에칭 특성을 고려하여야 한다. 제1/제2 패드층(302/303)을 거의 에칭하지 않는 가스나 약품을 적용하는 것이 바람직하다.When selecting a suitable gas or chemical for etching, the etching characteristics of the first /
또는, Ni, Au 등의 금속을 도금하여 제1/제2 패드층(302/303)에 에칭마스크층(미 도시)을 추가로 형성할 수도 있다. 그래서 본 발명에서 제1/제2 패드층(301/303)은 싱귤레이션을 위한 에칭마스크층을 더 포함할 수도 있고, 또는 제1/제2 패드층(302/303)에 형성된 싱귤레이션을 위한 에칭마스크층은 싱귤레이션 후 제거될 수도 있다.Alternatively, a metal such as Ni or Au may be plated to further form an etching mask layer (not shown) in the first / second pad layers 302/303. Thus, in the present invention, the first /
습식 에칭으로 싱귤레이션을 할 경우는 LED 칩들 사이에 솔더패드층(301)과 시드층(300)이 에칭되는 폭을 인쇄마스크 폭보다 작게 할 수도 있다. 습식 에칭 이외 건식 에칭과 아래에 설명될 레이저 절단 및 블레이드 다이싱으로 싱귤레이션할 경우는 그 에칭되는 폭이 인쇄마스크 폭보다 크게 하여야 한다.In the case of performing singulation by wet etching, the width at which the
도 9a와 달리 임시 본딩층을 제1/제2 패드층(302/303)에 접합하고, 형광체층들과 인쇄마스크들에 에칭마스크층을 형성하고 패턴한 후 에칭으로 싱귤레이션을 할 수도 있다.9A, the temporary bonding layer may be bonded to the first /
임시 본딩층을 제1/제2 패드층(302/303)에 접합하여 싱귤레이션을 할 경우는 LED 칩들 사이에 솔더패드층(301)과 시드층(300)의 에칭되는 폭이 싱귤레이션에 영향을 주지 않기 때문에 그 에칭되는 폭을 인쇄마스크 폭보다 작게 할 수도 있고, 또는 크게 할 수도 있다.When the temporary bonding layer is bonded to the first /
레이저 가공으로 싱귤레이션 할 경우는 높은 레이저 에너지에 의해서 형광체층이 녹아내려 뭉치거나 변색이 될 수도 있다. 그래서 녹아내려 뭉치거나 타서 변색된 부분들을 제거하기 위해 추가로 Desmear 공정이 필요할 수도 있다. 플라즈마를 적용하는 건식방식, 화학약품을 적용하는 습식방식 또는 이들을 조합한 방법으로 Desmear를 할 수도 있다.In the case of singulation by laser processing, the phosphor layer may melt due to high laser energy and may be aggregated or discolored. This may require further processing of the desmear process to remove discolored parts that may melt or coalesce. Desmear can also be performed by a dry method using a plasma, a wet method using a chemical agent, or a combination thereof.
레이저 가공을 적용한 경우도 도 9a와 달리 임시 본딩층을 제1/제2 패드층(302/303)에 접합할 수도 있다. 임시 본딩층이 접합되는 면으로 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다.In the case of applying laser processing, the temporary bonding layer may be bonded to the first / second pad layers 302/303 unlike FIG. 9A. It is not intended to limit the present invention to the surface to which the temporary bonding layer is bonded.
블레이드 다이싱을 적용할 경우는 연성의 폴리머 소재의 형광체는 절단 중에 블레이드에 달라붙을 수 있고, 심한 변형이 발생해 절단이 어려울 수 있다. 그래서 블레이드 다이싱이 가능한 정도의 높은 경도 및 강도를 갖는 폴리머 소재의 형광체가 적용이 되어야 한다. 따라서, 블레이드 다이싱을 적용을 할 경우는 Silicone 폴리머의 형광체 보다는 블레이드 다이싱에 적합한 에폭시의 형광체를 적용하는 것이 바람직하다.When the blade dicing is applied, the fluorescent material of the soft polymer may stick to the blade during cutting, and it may be difficult to cut due to severe deformation. Therefore, a polymer material having a high degree of hardness and strength sufficient for blade dicing must be applied. Therefore, it is preferable to apply an epoxy phosphor suitable for blade dicing, rather than a phosphor of a silicone polymer, when blade dicing is applied.
앞서 언급하였듯이 LED 칩들을 메사 패턴하지 않은 경우는 싱귤레이션 과정 중에 LED 패키지들 사이의 에피층을 함께 에칭하거나 절단할 수도 있다.As noted above, if the LED chips are not mesa patterned, the epilayer between the LED packages may be etched or cut together during the singulation process.
상술한 싱귤레이션 방법들을 조합하여 적용할 수도 있다. LED 패키지 크기, 웨이퍼의 크기, 절단선의 수, 절단 깊이 또는 절단될 소재의 종류 등의 요인들을 고려해 적합한 싱귤레이션 방법이 선정될 수 있다.The above singulation methods may be applied in combination. A suitable singulation method can be chosen considering factors such as LED package size, wafer size, number of cutting lines, cutting depth or type of material to be cut.
도 10은 싱귤레이션 된 LED 패키지들 중에서 임시 본딩층(700)에서 떼어낸 빈2 LED 칩을 포함하는 LED 패키지의 단면도를 보여주는 것으로 형광체층을 통해 빛이 방출되는 방향은 위쪽이다. 싱귤레이션 과정에서 인쇄마스크는 제거되기 때문에 인쇄마스크는 최종 LED 패키지에 남아 있는 구성요소는 아니지만, 본 발명에서 종래의 문제점들을 해결하면서 형광체층 형성 및 원래 웨이퍼 형태를 유지하기 위한 필수 구성요소로 인쇄마스크가 필요하다.10 shows a cross-sectional view of an LED package including vacant 2 LED chips removed from the
도 11과 12는 형광체층과 LED 칩 사이에 투명박막층을 형성하는 변형된 실시 예를 보여준다. 투명박막층의 굴절률이 에피층 굴절률과 형광체층 굴절률 사이의 값을 가지게 되면, 빛 방출 성능이 향상될 수도 있다.11 and 12 show a modified embodiment of forming a transparent thin film layer between the phosphor layer and the LED chip. If the refractive index of the transparent thin film layer has a value between the refractive index of the epi-layer and the refractive index of the fluorescent layer, the light emission performance may be improved.
이 경우에 있어서도 앞서 설명한 비닝을 적용하지 않고 제조되는 LED 패키지를 제공할 수도 있지만, 비닝을 적용하는 경우로 이 변형된 실시 예를 설명한다.In this case, it is possible to provide an LED package manufactured without applying the above-described binning, but this modified embodiment will be described in the case of applying the binning.
도 11a, 11b와 11c를 참조하면, 도 7a의 상태에서 빈1 투명박막층(801)을 형성하고, 앞서 설명한 방법으로 빈1 투명박막층(801) 상에 빈1 형광체층(501)들을 형성 및 경화한 후 빈1 투명박막층(801)의 노출된 부분을 에칭으로 제거한다.Referring to FIGS. 11A, 11B, and 11C, a blank 1 transparent
투명박막층은 Aluminium Oxide, Aluminium Nitride, Hafnium Oxide, Titanium Oxide 등의 소재를 원자층증착(Atomic Layer Deposition) 또는 화학기상증착 등으로 형성할 수 있다. 투명박막층은 한 층으로 형성하거나 다중 층으로 형성할 수도 있다.The transparent thin film layer may be formed of atomic layer deposition (ATM), chemical vapor deposition or the like such as Aluminum Oxide, Aluminum Nitride, Hafnium Oxide and Titanium Oxide. The transparent thin film layer may be formed in one layer or in multiple layers.
도 11d, 11e와 11f를 참조하면, 앞서 설명한 방법으로 빈2 인쇄마스크(403)를 형성 후 빈2 투명박막층(802) 형성하고, 그 다음으로 앞서 설명한 방법으로 빈2 투명박막층(802) 상에 빈2 형광체층(502)들을 형성 및 경화한 후 빈2 투명박막층(802)의 노출된 부분을 에칭으로 제거한다.Referring to Figs. 11D, 11E and 11F, a blank 2 printing mask 403 is formed by the above-described method, and then an empty two transparent
빈1 형광체층(501)을 경화한 후 빈1 투명박막층(801)이 빈2 인쇄마스크(402)를 형성하기 위한 에칭마스크로 적용될 수도 있다. 빈1 투명박막층(801)을 에칭마스크로 적용하여 빈2 인쇄마스크(402)를 형성하고, 노출된 빈1 투명박막층(801)을 제거하지 않은 상태에서 빈2 투명박막층(802)를 형성할 수도 있다. 또는, 빈1 투명박막층(801)을 에칭마스크로 적용하여 빈2 인쇄마스크(402)를 형성하고, 노출된 빈1 투명박막층(801)을 제거하고 빈2 투명박막층(802)를 형성할 수도 있다.A blank 1 transparent
도 12a을 참조하면, 앞서 설명한 방법으로 시드층(300)과 솔더패드층(301)을 패턴 및 솔더마스크층(600)을 형성하고, 싱귤레이션을 위해 웨이퍼에 임시 본딩층(700)를 접합한다. 여기서도 솔더마스크층을 형성하지 않을 수도 있다.12A, a
싱귤레이션을 위해 빈2 인쇄마스크(402)를 에칭할 때 형광체층 측벽에 빈1/빈2 투명박막층(801/802)의 노출되는 부분이 도 12b와 같이 거의 에칭되지 않아 남아 있을 수도 있다. 적용한 투명박막층의 소재에 따라서는 빈2 인쇄마스크(402)의 에칭 가스 또는 습식 에칭 약품으로는 투명박막층이 거의 에칭되지 않을 수도 있다. 예를 들어 Aluminum Oxide 또는 Nitride는 불소계 가스를 이용한 건식 에칭에서 거의 에칭되지 않는 물질이고, Silicon 습식 에칭 약품에도 거의 에칭이 되지 않는 물질이다.The exposed portion of the hollow 1 / hollow 2 transparent
그래서 빈2 인쇄마스크(402)만을 에칭하여 형광체층 측벽에 투명박막층을 남겨둔 상태로 싱귤레이션할 수도 있고, 또는 빈2 인쇄마스크(402)를 에칭 후 형광체 측벽에 노출된 투명박막층을 에칭으로 제거하여 싱귤레이션할 수도 있다. 이 경우를 제외하고는 앞서 설명한 방법으로 투명박막층이 함께 제거되면서 LED 패키지들이 싱귤레이션된다.Thus, the blank 2
투명박막층은 광학적으로 투명한 소재이기 때문에 형광체층 측벽에 투명박막층이 남아 있어도 큰 문제가 되지 않는다. 그뿐만 아니라, 투명박막층은 형광체층를 보호하는 역할을 할 수도 있기 때문에 신뢰성이 향상될 수도 있다.Since the transparent thin film layer is optically transparent, even if a transparent thin film layer is left on the side wall of the phosphor layer, it is not a big problem. In addition, since the transparent thin film layer may also serve to protect the phosphor layer, reliability may be improved.
도 13은 또 다른 변형된 실시 예를 보여 주는 것으로 도 5d의 상태에서 성장기판(100)을 제거한 후 아래에 설명될 인쇄마스크기판을 웨이퍼에 접합하여 제조되는 LED 패키지를 제공한다.FIG. 13 shows another modified embodiment, which provides an LED package manufactured by removing the
도 13a는 성장기판의 소재에 따라 에칭 또는 Laser Lift Off 등의 공지의 기술로 성장기판을 제거한 단면도를 보여 준다. 도 13b는 웨이퍼 본딩 기술로 웨이퍼에 본딩층(901)을 형성하고 인쇄마스크기판(900)을 접합한 후의 단면도를 보여 준다. 본딩층(901)은 인쇄마스크기판(900)에 형성될 수도 있다.13A is a cross-sectional view of a growth substrate, in which a growth substrate is removed by a known technique such as etching or laser lift off. FIG. 13B shows a cross-sectional view after forming the
본딩층(901)은 광학적으로 투명한 BCB(Benzocyclobutene), Polyimide, 에폭시 등을 적용하여 스핀 또는 스프레이 코팅으로 형성할 수 있고, Silicon, GaAs 등의 웨이퍼 또는 폴리머 소재(에폭시, Polyimide, Teflon 등)의 기판 등을 적용하여 웨이퍼에 접합하여 인쇄마스크기판(900)을 형성할 수 있다.The
본딩층 형성 전에 앞서 설명한 방법으로 웨이퍼에 투명박막층이 형성될 수도 있다.A transparent thin film layer may be formed on the wafer by the above-described method before forming the bonding layer.
Silicon 또는 GaAs등의 웨이퍼를 적용하는 경우는 앞서 설명한 방법으로 인쇄마스크를 형성할 수 있지만, 폴리머 소재를 적용하는 경우는 레이저 가공 방법을 적용하여 인쇄마스크를 형성하는 것이 바람직하다. 폴리머 소재는 상대적으로 낮은 레이저 에너지에서도 가공이 가능하기 때문에 LED 칩에 손상 없이 폴리머 소재의 인쇄마스크기판을 레이저 가공하여 인쇄마스크를 형성할 수 있다.When a wafer such as silicon or GaAs is used, a printing mask can be formed by the above-described method. In the case of applying a polymer material, it is preferable to form a printing mask by applying a laser processing method. Since the polymer material can be processed even at a relatively low laser energy, the printing mask substrate of the polymer material can be laser-processed to form a printing mask without damaging the LED chip.
도 13c와 같이 인쇄마스크기판(900)을 에칭하여 빈1 인쇄마스크(401)를 형성한다. 에칭으로 인쇄마스크를 형성할 경우 도 13c와 같이 본딩층(901)을 LED 칩과 주변에 남겨 둘 수도 있고, 또는 도 13d와 같이 에칭으로 본딩층(901)을 제거할 수도 있다. 레이저 가공을 적용하여 빈1 인쇄마스크(401)를 형성하는 경우는 도 13d와 같이 폴리머 소재의 본딩층(901)도 같이 가공되어 제거된다.The
도 13e를 참조하면, 앞서 설명한 방법으로 빈1 형광체층(501), 빈2 인쇄마스크(402) 및 빈2 형광체층(502)를 형성한다. 도 13e는 본딩층(901)을 제거하지 않은 경우를 보여 주지만, LED 칩 및 주변에 본딩층(901)이 제거된 상태에서 빈1/빈2 형광체층(501/502)이 형성될 수도 있다.13E, an empty 1-
형광체층 형성을 완료한 후에는 앞서 설명한 방법들을 적용하여 LED 패키지들이 제조된다.After the phosphor layer formation is completed, LED packages are manufactured by applying the above-described methods.
또 다른 변형된 실시 예를 보여주는 도 14는 도 13a의 상태에서 다른 방법으로 인쇄마스크기판를 형성하여 제조되는 LED 패키지를 제공한다. 이 경우에서는 인쇄마스크기판의 소재로 폴리머 소재를 적용한다. 하지만, 도 13에서 적용된 폴리머 소재와는 다른 특성을 가진다.14 showing another modified embodiment provides an LED package manufactured by forming a printed mask substrate in a different manner in the state of FIG. 13A. In this case, a polymer material is used as the material of the printed mask substrate. However, it has different characteristics from the polymer material applied in Fig.
도 13의 실시 예에서 적용된 폴리머 소재의 인쇄마스크기판은 완전 경화가 되어 있는 시트 형태이지만, 도 14의 실시 예에서는 반경화된 폴리머 시트, 폴리머 필름, 또는 액상 폴리머를 적용한다.In the embodiment of FIG. 13, the polymer substrate of the polymer material is a fully cured sheet, but in the embodiment of FIG. 14, a semi-cured polymer sheet, a polymer film, or a liquid polymer is applied.
반경화된 폴리머 시트(RCC - Resin Coated Copper 또는 Pre-Preg 등)를 적용하는 경우는 진공고온프레스(Vacuum Hot Press)의 적층 기술로 도 14a와 같이 웨이퍼에 접합되는 인쇄마스크기판(900)과 메탈호일(metal foil)층(902)이 형성된다. 진공고온프레스의 적층 기술은 여러 개의 웨이퍼를 쌍아 놓은 상태에서 여러 웨이퍼를 한번에 압력을 가하여 고온에서 반경화된 폴리머 시트를 녹이면서 접합하고 경화한다. 반경화된 폴리머 시트를 접합과정에서 웨이퍼들이 폴리머 시트에 의해 서로 달라 붙는 것을 방지하기 위해 메탈호일층(902)이 필요하다.When a semi-cured polymer sheet (RCC-Resin Coated Copper or Pre-Preg, etc.) is applied, a
폴리머 필름을 적용하는 경우는 필름 Lamination 방법으로 웨이퍼에 인쇄마스크기판을 형성할 수 있다. 이 경우는 메탈호일층이 필요 없고, 웨이퍼에 인쇄마스크기판만 접합된다.In the case of applying a polymer film, a printed mask substrate can be formed on a wafer by a film lamination method. In this case, the metal foil layer is not required, and only the printed mask substrate is bonded to the wafer.
액상 폴리머를 적용하는 경우는 스핀 코팅 방법으로 웨이퍼에 메탈호일층 없이 인쇄마스크기판을 형성할 수 있다.When a liquid polymer is applied, a printing mask substrate without a metal foil layer can be formed on a wafer by a spin coating method.
인쇄마스크기판 형성 전에 앞서 설명한 방법으로 웨이퍼에 투명박막층이 형성될 수도 있다.A transparent thin film layer may be formed on the wafer by the method described above before forming the printed mask substrate.
도 14b를 참조하면, 메탈호일층(902)을 마스크리스 사진공정 및 에칭으로 패턴하여 메탈호일층(902)이 제거된 부분만 레이저로 가공하여 도 14c와 같이 빈1 인쇄마스크(401)를 형성한다. 도 14d를 참조하면, 앞서 설명한 방법들로 빈1 형광체층(501), 빈2 인쇄마스크(402) 및 빈2 형광체층(502)를 형성한다. 빈2 형광체층(502) 형성 후 남아 있는 메탈호일층(902)이 에칭으로 제거될 수 있고, 제1/제2 패드층 형성할 때 남아 있는 메탈호일층(902)이 제거될 수도 있고, 또는 싱귤레이션 하는 과정에서 제거될 수도 있다.14B, the
폴리머 소재는 상대적으로 낮은 레이저 에너지에서 가공이 되기 때문에 폴리머 소재의 인쇄마스크기판(900)이 가공되는 레이저 에너지에서는 메탈호일층(902)이 가공이 되지 않는다. 그래서 메탈호일층(902)은 레이저 마스크 역할을 할 수 있고, 레이저 빔 일부가 메탈호일층(902)에 조사되면서 인쇄마스크기판(900)을 레이저 가공을 하여도 문제가 없다. 결국, 메탈호일층을 적용하는 경우는 레이저 빔의 크기 및 위치 조절을 엄격하게 할 필요가 없어서 레이저 가공이 더 용이하다.Since the polymer material is processed at a relatively low laser energy, the
레이저 가공은 에칭처럼 웨이퍼 전면을 한번에 가공하는 것이 아니라 가공될 부분을 하나씩 가공하는 방식이지만, 폴리머 소재는 레이저 가공이 용이하고, 갈바노미터(Galvanometer) 스캔(scan) 기능이 있는 레이저 장비를 사용할 경우는 아주 높은 생산성을 가질 수도 있다.Laser processing is a method of processing the parts to be processed one by one, not etching the entire wafer like an etching process. However, the polymer material is easy to laser process, and when a laser device having a galvanometer scan function is used May have very high productivity.
폴리머 필름 또는 액상 폴리머를 적용하는 경우 메탈호일층 없이 인쇄마스크기판이 형성되기 때문에 메탈호일층의 레이저 마스크 없이 폴리머 필름 또는 액상 폴리머를 레이저로 바로 가공하여 인쇄마스크를 형성한다.When a polymer film or a liquid polymer is applied, since a printed mask substrate is formed without a metal foil layer, a polymer film or a liquid polymer is directly processed with a laser without a laser mask of a metal foil layer to form a printing mask.
형광체층 형성을 완료한 후에는 앞서 설명한 방법들을 적용하여 LED 패키지들이 제조된다.After the phosphor layer formation is completed, LED packages are manufactured by applying the above-described methods.
도 15는 성장기판을 제거하지 않은 상태에서 인쇄마스크기판을 형성하는 또 다른 실시 예를 보여 준다. 도 5d 상태에서 성장기판(100)을 에칭 또는 블레이드 다이싱하여 도 15a와 같이 LED 칩 사이에 홈을 형성한다. 공정 편차로 인해 성장기판(100)의 두께보다 더 깊은 깊이로 성장기판(100)을 에칭 또는 블레이드 다이싱하여 LED 칩 사이에 홈을 형성한다. 이 경우에 있어서는 빛이 성장기판(100)을 통해서 방출되기 때문에 성장기판(100)의 소재는 투명한 사파이어가 적용되어야 한다.Fig. 15 shows another embodiment of forming a printing mask substrate without removing the growth substrate. In the state of FIG. 5D, grooves are formed between LED chips as shown in FIG. 15A by etching or blade dicing the
도 15b와 같이 인쇄마스크기판(900)과 메탈호일층(902)를 형성한다. 성장기판(100)의 가공으로 LED 칩 사이에 형성된 홈을 채우면서 인쇄마스크기판(900)이 형성되어야 한다. 여기서는 인쇄마스크기판(900)으로 반경화된 폴리머 시트 또는 폴리머 필름을 적용할 수 있다. 폴리머 시트의 경우는 앞서 설명한 방법으로, 폴리머 필름을 적용하는 경우는 LED 칩 사이에 홈을 채우기 위해서는 진공 필름 Lamination 방법으로 인쇄마스크기판(900)을 형성하여야 한다. 폴리머 필름을 적용하는 경우는 메탈호일층 없이 인쇄마스크기판만이 형성된다.A printed
인쇄마스크기판 형성 전에 앞서 설명한 방법으로 투명박막층이 형성될 수도 있다. 이 경우는 성장기판(100)의 굴절률과 형광체층의 굴절률 사이에 있는 굴절률을 가지는 투명박막층이 바람직하다.A transparent thin film layer may be formed by the method described above before forming the printed mask substrate. In this case, a transparent thin film layer having a refractive index between the refractive index of the
도 15c와 15d를 참조하면, 앞서 설명한 방법으로 빈1 인쇄마스크(401), 빈1 형광체층(501), 빈2 인쇄마스크(402) 및 빈2 형광체층(502)를 형성한다.Referring to Figs. 15C and 15D, a blank 1
빈2 형광체층(502) 형성 후 남아 있는 메탈호일층(902)이 에칭으로 제거될 수 있고, 제1/제2 패드층 형성할 때 남아 있는 메탈호일층(902)이 제거될 수도 있고, 또는 싱귤레이션 하는 과정에서 제거될 수도 있다.The remaining
도 15의 실시 예에 있어서는 형광체층이 성장기판(100) 측벽을 포함하여 LED 칩 전체를 완전히 도포할 수 있게 형성되어야 한다. 그렇지 않으면, 일부 빛이 형광체층을 경유하지 않고 방출되어 광품질이 떨어질 수도 있다.In the embodiment of FIG. 15, the phosphor layer must include the side walls of the
형광체층 형성을 완료한 후에는 앞서 설명한 방법들을 적용하여 LED 패키지들이 제조된다.After the phosphor layer formation is completed, LED packages are manufactured by applying the above-described methods.
인쇄마스크를 형성하기 위한 레이저 가공 방식은 레이저 에너지에 의해서 인쇄마스크기판의 폴리머가 녹아내려 뭉치거나 타서 변색이 될 수도 있다. 그래서 녹아내려 뭉치거나 타서 변색된 부분들을 제거하기 위해 추가로 Desmear 공정이 필요할 수도 있다. 플라즈마를 적용하는 건식방식, 화학약품을 적용하는 습식방식 또는 이들을 조합한 방법으로 Desmear를 할 수도 있다.In the laser processing method for forming the printing mask, the polymer of the printing mask substrate may be melted or aggregated due to laser energy, resulting in discoloration. This may require further processing of the desmear process to remove discolored parts that may melt or coalesce. Desmear can also be performed by a dry method using a plasma, a wet method using a chemical agent, or a combination thereof.
도 13, 도 14 및 도 15의 실시 예들에 있어서도 도 11과 도12의 실시 예에서 설명된 방법으로 투명박막층을 더 포함하여 LED 패키지들이 제조될 수도 있다.In the embodiments of Figs. 13, 14 and 15, LED packages may also be fabricated by further including a transparent thin film layer in the manner described in the embodiment of Figs. 11 and 12. Fig.
도 13, 도 14 및 도 15의 실시 예들에 있어서도 앞서 설명한 방법으로 비닝을 적용하지 않고 제조되는 LED 패키지를 제공할 수도 있다.In the embodiments of Figs. 13, 14, and 15, the LED package manufactured without applying the binning in the above-described manner may also be provided.
본 발명의 웨이퍼 레벨 칩 스케일 LED 패키지가 가지는 가장 큰 효과는 분리되어 떼어진 낱개의 LED 칩 또는 패키지 하나씩 진행되는 공정 없이 낱개 LED 패키지를 하나씩 포장하기 전까지 모든 공정에서 원래 웨이퍼 형태를 유지하면서 수천 - 수만 개 이상 LED 칩 또는 패키지들을 가지는 웨이퍼들을 생산하여 LED 패키지가 제조되기 때문에 아주 높은 생산성을 가질 수 있다는 것이다.The greatest effect of the wafer level chip scale LED package of the present invention is that it is possible to maintain the original wafer shape in all the processes until the individual LED packages are packaged one by one without separate process of individual LED chips or packages, It is possible to have a very high productivity because LED packages are manufactured by producing wafers having more than two LED chips or packages.
한편, 본 발명은 상술한 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 하나의 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지 변형과 응용이 가능함은 물론 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백하다. 따라서 본 발명의 특징에 대한 변형과 응용에 관계된 내용은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, it is intended that the present invention cover the modifications and applications of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.
10 비비닝 LED 칩
11 빈1 LED 칩
12 빈2 LED 칩
20 웨이퍼
40 비비닝 스텐실
41 개구부
42 빈1 스텐실
43 빈2 스텐실
44 댐
100 성장기판
101 1형 에피층
102 활성층
103 2형 에피층
104 에피층
201 제1 전극층
202 제2 전극층
203 절연층
300 시드층
301 솔더패드층
302 제1 패드층
303 제2 패드층
304 패드층
400 비비닝 인쇄마스크
401 빈1 인쇄마스크
402 빈2 인쇄마스크
500 비비닝 형광체층
501 빈1 형광체층
502 빈2 형광체층
600 솔더마스크층
700 임시 본딩층
801 빈1 투명박막층
802 빈2 투명박막층
900 인쇄마스크기판
901 본딩층
902 메탈호일층10
20
42 empty 1
100
103 2
202
301
304
402 blank 2
502 empty 2
801
901
Claims (15)
상기의 에피층을 패턴하고 1형 에피층과 2형 에피층과 전기적으로 연결되게 형성된 제1 전극층과 제2 전극층;
상기의 에피층, 제1 전극층과 제2 전극층이 포함하는 성장기판에 형성된 절연층;
상기의 성장기판을 가공하여 LED 칩들 사이에 인쇄마스크를 형성하고 인쇄로 형성된 형광체층; 및
상기의 제1 전극층과 제2 전극층과 전기적으로 연결되게 형성된 제1 패드층과 제2 패드층을 포함하는, 상기의 인쇄마스크를 제거하면서 싱귤레이션되는 LED 패키지이면서 분리되어 떼어진 LED 칩 하나씩 진행하는 공정 없이 원래 웨이퍼 형태가 유지되면서 제조되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지An epitaxial layer formed on the growth substrate including a 1-type epitaxial layer, an active layer and a 2-type epitaxial layer;
A first electrode layer and a second electrode layer patterned to form the epi-layer and electrically connected to the 1-type epi-layer and the 2-type epi-layer;
An insulating layer formed on the growth substrate including the epi layer, the first electrode layer, and the second electrode layer;
A phosphor layer formed by printing the growth substrate to form a printing mask between the LED chips; And
A first pad layer electrically connected to the first electrode layer and a second electrode layer, and a second pad layer electrically connected to the first electrode layer and the second electrode layer, wherein the LED package is singulated while removing the printing mask, Characterized in that the LED package is manufactured while maintaining the original wafer shape without any process
상기의 성장기판에 1형 에피층, 활성층 및 2형 에피층을 포함하여 형성된 에피층;
상기의 에피층을 패턴하고 1형 에피층과 2형 에피층과 전기적으로 연결되게 형성된 제1 전극층과 제2 전극층;
상기의 에피층, 제1 전극층과 제2 전극층이 포함하는 성장기판에 형성된 절연층;
LED 칩 상에 상기 성장기판의 일부를 남기면서 상기의 성장기판을 가공하여 LED 칩들 사이에 인쇄마스크를 형성하고 인쇄로 형성된 형광체층; 및
상기의 제1 전극층과 제2 전극층과 전기적으로 연결되게 형성된 제1 패드층과 제2 패드층을 포함하는, 상기의 인쇄마스크를 제거하면서 싱귤레이션되는 LED 패키지이면서 분리되어 떼어진 LED 칩 하나씩 진행하는 공정 없이 원래 웨이퍼 형태가 유지되면서 제조되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지A transparent substrate;
An epi layer formed on the growth substrate including the 1-type epitaxial layer, the active layer, and the 2-type epitaxial layer;
A first electrode layer and a second electrode layer patterned to form the epi-layer and electrically connected to the 1-type epi-layer and the 2-type epi-layer;
An insulating layer formed on the growth substrate including the epi layer, the first electrode layer, and the second electrode layer;
A phosphor layer formed by printing, forming a printing mask between the LED chips by processing the growth substrate while leaving a part of the growth substrate on the LED chip; And
A first pad layer electrically connected to the first electrode layer and a second electrode layer, and a second pad layer electrically connected to the first electrode layer and the second electrode layer, wherein the LED package is singulated while removing the printing mask, Characterized in that the LED package is manufactured while maintaining the original wafer shape without any process
상기의 에피층을 패턴하고 1형 에피층과 2형 에피층과 전기적으로 연결되게 형성된 제1 전극층과 제2 전극층;
상기의 에피층, 제1 전극층과 제2 전극층이 포함하는 성장기판에 형성된 절연층;
상기의 성장기판을 제거하고, 웨이퍼에 인쇄마스크기판을 형성하고 가공하여 LED 칩 사이에 인쇄마스크를 형성하고 인쇄로 형성된 형광체층; 및
상기의 제1 전극층과 제2 전극층과 전기적으로 연결되게 형성된 제1 패드층과 제2 패드층을 포함하는, 상기의 인쇄마스크를 제거하면서 싱귤레이션되는 LED 패키지이면서 분리되어 떼어진 LED 칩 하나씩 진행하는 공정 없이 원래 웨이퍼 형태가 유지되면서 제조되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지An epitaxial layer formed on the growth substrate including a 1-type epitaxial layer, an active layer and a 2-type epitaxial layer;
A first electrode layer and a second electrode layer patterned to form the epi-layer and electrically connected to the 1-type epi-layer and the 2-type epi-layer;
An insulating layer formed on the growth substrate including the epi layer, the first electrode layer, and the second electrode layer;
A phosphor layer formed by printing, removing the growth substrate, forming a printing mask substrate on a wafer and forming a printing mask between the LED chips, and printing; And
A first pad layer electrically connected to the first electrode layer and a second electrode layer, and a second pad layer electrically connected to the first electrode layer and the second electrode layer, wherein the LED package is singulated while removing the printing mask, Characterized in that the LED package is manufactured while maintaining the original wafer shape without any process
상기의 성장기판에 1형 에피층, 활성층 및 2형 에피층을 포함하여 형성된 에피층;
상기의 에피층을 패턴하고 1형 에피층과 2형 에피층과 전기적으로 연결되게 형성된 제1 전극층과 제2 전극층;
상기의 에피층, 제1 전극층과 제2 전극층이 포함하는 성장기판에 형성된 절연층;
상기의 성장기판을 가공하여 LED 칩들 사이에 홈을 형성하고, 그 홈을 채우면서 웨이퍼에 인쇄마스크기판을 형성하고 가공하여 LED 칩 사이에 인쇄마스크를 형성하고 인쇄로 형성된 형광체층; 및
상기의 제1 전극층과 제2 전극층과 전기적으로 연결되게 형성된 제1 패드층과 제2 패드층을 포함하는, 상기의 인쇄마스크를 제거하면서 싱귤레이션되는 LED 패키지이면서 분리되어 떼어진 LED 칩 하나씩 진행하는 공정 없이 원래 웨이퍼 형태가 유지되면서 제조되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지A transparent substrate;
An epi layer formed on the growth substrate including the 1-type epitaxial layer, the active layer, and the 2-type epitaxial layer;
A first electrode layer and a second electrode layer patterned to form the epi-layer and electrically connected to the 1-type epi-layer and the 2-type epi-layer;
An insulating layer formed on the growth substrate including the epi layer, the first electrode layer, and the second electrode layer;
A phosphor layer formed by printing, forming a printing mask between the LED chips by forming a groove between the LED chips by processing the growth substrate, forming a printing mask substrate on the wafer while filling the groove, And
A first pad layer electrically connected to the first electrode layer and a second electrode layer, and a second pad layer electrically connected to the first electrode layer and the second electrode layer, wherein the LED package is singulated while removing the printing mask, Characterized in that the LED package is manufactured while maintaining the original wafer shape without any process
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-
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