KR20180105803A - method for fabricating LED module - Google Patents
method for fabricating LED module Download PDFInfo
- Publication number
- KR20180105803A KR20180105803A KR1020170032955A KR20170032955A KR20180105803A KR 20180105803 A KR20180105803 A KR 20180105803A KR 1020170032955 A KR1020170032955 A KR 1020170032955A KR 20170032955 A KR20170032955 A KR 20170032955A KR 20180105803 A KR20180105803 A KR 20180105803A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- chip
- led
- transfer tape
- led chips
- adhesive
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
- H01L2924/1204—Optical Diode
- H01L2924/12041—LED
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0008—Processes
- H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
Abstract
Description
본 발명은 전사 프린팅과 플립 본딩을 이용하여 엘이디 모듈을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an LED module using transfer printing and flip bonding.
엘이디가 백라이트 광원으로 이용되었던 디스플레이 장치 대신에 서로 다른 파장을 발하는 엘이디들 각각이 그룹화되어 픽셀을 구성하는 풀-컬러 엘이디 디스플레이 장치가 제안된 바 있다. 이때, 각 픽셀은 적색 엘이디, 녹색 엘이디 및 청색 엘이디로 구성되거나, 적색 엘이디, 녹색 엘이디, 청색 엘이디 및 백색 엘이디로 구성된다. 이러한 엘이디 디스플레이 장치에 있어서, 적색 엘이디, 녹색 엘이디 및 청색 엘이디 각각이 패키지 단위로 제작되어 기판 상에 실장되는데, 이 경우, 각 픽셀을 구성하는 엘이디들 사이가 멀어져 고품질의 해상도를 얻기 어렵다. 그리고 패키지 단위의 엘이디들로 픽셀을 구성할 경우, 최근 주목 받고 있는 마이크로 엘이디 디스플레이 장치에 적용이 어려웠다. 또한, 종래에는 하나의 패키지 내에 하나의 픽셀을 구성하는 적색 엘이디, 녹색 엘이디 및 청색 엘이디를 실장한 LED 픽셀유닛이 제안된 바 있다. 이 경우, 하나의 픽셀 내 엘이디들 사이 간격, 즉, 서브픽셀들 간 간격이 감소되지만, 픽셀간 간격을 줄이기는 어려웠다. 또한, 적색 엘이디, 녹색 엘이디 및 청색 엘이디들 사이에 광의 간섭이 발생할 수 있었다. A full-color LED display device has been proposed in which each of LEDs emitting different wavelengths is grouped to constitute a pixel instead of a display device in which the LED is used as a backlight source. At this time, each pixel is composed of a red LED, a green LED, and a blue LED, or a red LED, a green LED, a blue LED, and a white LED. In such an LED display device, each of red LED, green LED, and blue LED is packaged and mounted on a substrate. In this case, it is difficult to obtain a high quality resolution because the LEDs constituting each pixel are separated from each other. When pixels are formed by package-type LEDs, it has been difficult to apply them to a micro-LED display device which has recently been attracting attention. Also, conventionally, an LED pixel unit in which a red LED, a green LED, and a blue LED that constitute one pixel are mounted in one package has been proposed. In this case, the spacing between the LEDs in one pixel, i.e., the spacing between sub-pixels, is reduced, but it is difficult to reduce the spacing between pixels. Further, interference of light may occur between the red LED, the green LED, and the blue LED.
이에 따라, 본 발명의 발명자는 픽셀간 간격을 줄이기 위해 PCB 기판 상에 적색 엘이디 칩, 녹색 엘이디 칩 및 청색 엘이디 칩을 포함하는 그룹들을 행렬 배열로 어레이하여 LED 디스플레이 모듈을 구현하는 시도를 하였다. 하지만, 기판 상에 마이크로미터 단위의 미세 크기를 갖는 엘이디 칩들을 일정 높이와 일정 간격을 갖도록 실장하는 것이 어려웠다. 기판 상에 실장된 엘이디 칩의 높이 차이와 간격 차이는 색재현성을 저하시킨다. 또한, 기판 상의 전극 패드와 엘이디 칩 사이에 전기적 연결을 위해 와이어 본딩이 필요했는데, 이러한 와이어 본딩으로 인해, 하나의 제품을 만들기 위해서 적어도 수십 내지 수백 시간의 작업 시간이 소요된다. 특히, 기판 상에 수십 개 내지 수백 개의 엘이디 칩을 실장하는 과정에서, 엘이디 칩이 원하는 위치에 정확하게 위치하지 않게 되어, 설계 당시에 목표로 한 발광 패턴이 구현할 수 없고 심한 색편차가 발생하였다. 특히, 최근에는 수 ~ 수백㎛ 크기의 마이크로 엘이디를 AM 매트릭스 기판에 어레이하여 디스플레이용 엘이디 모듈을 제조하는 기술이 이용되고 있는데 기존 칩 실장 방식으로는 정밀하고 품질 좋은 디스플레이 모듈을 제조하기 어려웠다.Accordingly, the inventors of the present invention have attempted to implement an LED display module by arraying groups including a red LED chip, a green LED chip, and a blue LED chip on a PCB substrate in a matrix array in order to reduce a space between pixels. However, it has been difficult to mount LED chips having micrometer-scale fine size on a substrate so as to have a constant height and a constant interval. The difference in height and spacing of the LED chips mounted on the substrate deteriorates the color reproducibility. In addition, wire bonding was required for electrical connection between the electrode pads on the substrate and the LED chip. Because of such wire bonding, it takes at least several tens to several hundreds of hours to manufacture one product. Particularly, in the process of mounting several tens to several hundred LED chips on a substrate, the LED chip is not accurately positioned at a desired position, and a target luminescent pattern can not be realized at the time of designing, and severe color deviation occurs. In particular, recently, a technique of manufacturing an LED module for display by arraying micro LEDs having a size of several to several hundreds of micrometers on an AM matrix substrate has been used, but it has been difficult to manufacture a precise and high quality display module by the conventional chip mounting method.
이에 대하여 전사 프린팅(total transfer printing)을 이용하여 임의의 위치에 어레이된 엘이디 칩들을 다른 곳에 있는 기판 상에 옮기는 기술이 종래기술의 문제점을 해결하는 해결책이 될 수 있다. 하지만, 전극패드를 상부에 구비한 엘이디 칩들을 전사 프린팅을 이용하여 기판으로 옮겨 어레이 하더라도, 와이어 본딩과 같은 별도의 추가 공정이 있어야 한다면, 공정수가 많아져 생산비가 증가하고, 정렬이 흐트러져 품질이 크게 나빠질 것이다. 따라서, 전극패드들이 아래로 향해 있는 상태로 배열된 플립 본딩형 엘이디 칩들을 기판 상에 전사 프린팅하면 와이어 본딩과 같은 별도의 추가 공정 없어도 됨은 물론이고 그 별도의 추가 공정으로 인해 배열이 흐트러지는 것을 막을 수 있다. 또한, 원하는 수 내지 수백 ㎛ 크기를 갖는 엘이디 칩들을 원하는 배열로 선택하여 전사 프린팅으로 어레이하는 것이 필요하다. On the other hand, a technique of transferring LED chips arrayed at arbitrary positions onto other substrates by using total transfer printing can be a solution to the problems of the prior art. However, even if the LED chips having the electrode pads on the upper side are transferred to the substrate by transfer printing and arrayed, if there is a separate additional process such as wire bonding, the number of processes increases and the production cost increases. It will be bad. Therefore, when the flip-bonding type LED chips arranged with the electrode pads facing downward are transferred and printed onto the substrate, a separate additional process such as wire bonding is not required and the additional process prevents the arrangement from being disturbed . In addition, it is necessary to select LED chips having a desired size of several to several hundreds of micrometers in a desired arrangement and array them by transfer printing.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 다수의 엘이디 칩을 일정 배열로 흐트러짐 없이 유지하는 칩 유지부로부터 기판 상으로 전사 프린팅한 후, 그 다수의 엘이디 칩을 기판 상에 플립 본딩하여 엘이디 모듈을 제조하되, 엘이디 칩을 칩 유지부로부터 기판 측으로 옮기는데 이용되는 트랜스퍼 테이프의 접착력을 UV 광, 특히, UV-A 광에 의해 영역적으로 감소시키는 것에 의해, 선택된 엘이디 칩을 기판 상으로 전사 프린팅할 수 있는 엘이디 모듈 제조방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for transferring and printing a plurality of LED chips onto a substrate from a chip holding unit that holds a plurality of LED chips unrestrictedly, The selected LED chip can be transferred and printed onto the substrate by locally reducing the adhesive force of the transfer tape used for transferring the LED chip from the chip holding part to the substrate side by UV light, in particular, UV-A light. And a method for manufacturing the LED module.
본 발명의 일측면에 따른 엘이디 모듈은, 일측에 전극패드를 구비하고, 타측에 트랜스퍼 테이프와 접착되는 면을 갖는 다수의 엘이디 칩; 및 상기 전극패드와 플립 본딩되는 다수의 범프를 갖는 기판을 포함하며, 상기 트랜스퍼 테이프는, 외부에서 상기 엘이디 칩의 타측으로 조사되는 1차 광에 의해 노출 영역과 비 노출 영역으로 나뉘며, 상기 비 노출 영역은 접착 영역으로 상기 엘이디 칩을 접착하여 픽업한다.An LED module according to one aspect of the present invention includes: a plurality of LED chips having an electrode pad on one side and a surface bonded to a transfer tape on the other side; And a substrate having a plurality of bumps flip-bonded to the electrode pad, wherein the transfer tape is divided into an exposed region and a non-exposed region by primary light emitted from the outside to the other side of the LED chip, The area is picked up by bonding the LED chip to the adhesive area.
일 실시예에 따라, 상기 접착영역은 상기 외부에서 상기 엘이디 칩의 타측으로 조사되는 2차 광에 의해, 상기 엘이디 칩과 분리된다.According to one embodiment, the adhesive region is separated from the LED chip by the secondary light emitted from the outside to the other side of the LED chip.
일 실시예에 따라, 상기 외부에서 상기 엘이디 칩 타측으로 조사되는 광은 UV광으로 상기 트랜스퍼 테이프의 접착력을 약화시킨다.According to an embodiment, the light radiated from the outside to the LED chip side weakens the adhesive force of the transfer tape with UV light.
일 실시예에 따라, 상기 외부에서 상기 엘이디 칩 타측으로 조사되는 광은 레이저로 상기 트랜스퍼 테이프의 접착력을 약화시킨다.According to one embodiment, the light radiated from the outside to the LED chip side weakens the adhesive force of the transfer tape with a laser.
일 실시예에 따라, 상기 접착 영역들은, 포토마스크를 이용하여 상기 외부에서 상기 엘이디 칩 타측으로 조사되는 광에 노출되지 않는 영역들일 수 있다.According to one embodiment, the adhesion regions may be regions that are not exposed to the light emitted from the outside to the LED chip side using a photomask.
일 실시예에 따라, 상기 픽업은 롤러를 이용하여 상기 트랜스퍼 테이프를 상기 엘이디 칩에 가압하면서 회전하여 상기 엘이디 칩을 픽업한다.According to an embodiment, the pickup picks up the LED chip by rotating the transfer tape while pressing the transfer tape onto the LED chip using a roller.
일 실시예에 따라, 상기 엘이디 칩은 상기 기판 상의 안착 위치에 정렬된 후 롤러의 가압 회전을 통하여 상기 트랜스퍼 테이프로부터 분리된다.According to one embodiment, the LED chip is aligned with the seating position on the substrate and then separated from the transfer tape through the pressure rotation of the roller.
본 발명의 일측면에 따른 엘이디 모듈 제조방법은, 수평의 접착면을 갖는 칩 유지부 및 상기 칩 유지부의 접착면에 전극패드들이 접착된 다수의 엘이디 칩들을 포함하는 칩온 캐리어를 제작하는 칩온 캐리어 제작 공정과, 상기 칩 유지부로부터 다른 위치에 있는 기판으로 상기 다수의 엘이디 칩들을 일정 배열로 옮기는 전사 프린팅 공정을 포함하며, 상기 전사 프린팅 공정은, 트랜스퍼 테이프의 접착력을 약화시키는 UV 광에 상기 트랜스퍼 테이프를 영역적으로 노출시켜, 상기 트랜스퍼 테이프에 정해진 간격으로 접착 영역들을 형성하는 1차 UV 노광 단계; 및 상기 트랜스퍼 테이프를 상기 칩 유지부 상의 상기 엘이디 칩들에 가압하여, 상기 트랜스퍼 테이프의 상기 접착 영역들 각각에 상기 엘이디 칩들 각각을 부착시키는 한편, 상기 엘이디 칩의 전극패드들을 상기 칩 유지부로부터 분리시키는, 칩 픽업 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a chip-on-carrier including a chip-holding portion having a horizontal bonding surface and a plurality of LED chips having electrode pads bonded to the bonding surface of the chip- And a transfer printing process for transferring the plurality of LED chips to a predetermined arrangement from the chip holding unit to a substrate at a different position from the chip holding unit, wherein the transfer printing process comprises: transferring the transfer tape onto the transfer tape, A first UV exposure step of exposing the transfer tape to the adhesive regions at predetermined intervals on the transfer tape; And the transfer tape is pressed against the LED chips on the chip holding part to attach each of the LED chips to each of the adhesive areas of the transfer tape while separating the electrode pads of the LED chip from the chip holding part , And a chip pickup step.
일 실시예에 따라, 상기 1차 UV 노광 단계는 320~380nm 파장의 UV 광을 상기 트랜스퍼 테이프에 영역적으로 조사한다.According to one embodiment, the primary UV exposure step locally irradiates the transfer tape with UV light at a wavelength of 320 to 380 nm.
일 실시예에 따라, 상기 1차 UV 노광 단계는 상기 트랜스퍼 테이프의 직상 또는 직하에 복수의 UV광 투과창이 형성된 포토마스크를 배치하고, UV 광을 상기 UV광 투과창을 통해 상기 트랜스퍼 테이프에 노출시킨다.According to one embodiment, the primary UV exposure step may include placing a photomask having a plurality of UV light transmission windows formed directly on or under the transfer tape, and exposing the UV light to the transfer tape through the UV light transmission window .
일 실시예에 따라, 상기 엘이디 모듈 제조 방법은, 상기 칩 픽업 단계 후에, 상기 엘이디 칩들이 부착된 상기 트랜스퍼 테이프에 UV 광을 노출시켜, 상기 접착 영역들의 접착력을 약화시키는 2차 UV 노광 단계를 더 포함한다.According to one embodiment, the method of fabricating the LED module further includes, after the chip picking step, a secondary UV exposure step of exposing the transfer tape with the LED chips attached thereto to UV light to weaken the adhesive force of the adhesive areas .
일 실시예에 따라, 상기 엘이디 모듈 제조 방법은, 상기 칩 픽업 단계 후에, 상기 엘이디 칩들이 부착된 상기 트랜스퍼 테이프에 320~380nm의 UV 광을 노출시켜, 상기 접착 영역들의 접착력을 약화시키는 2차 UV 노광 단계를 더 포함한다.According to one embodiment, the method of fabricating the LED module further includes, after the chip pick-up step, exposing the transfer tape to which the LED chips are attached with UV light of 320 to 380 nm, And an exposure step.
일 실시예에 따라, 상기 엘이디 모듈 제조 방법은, 상기 칩 픽업 단계 후, 상기 엘이디 칩들이 부착된 상기 트랜스퍼 테이프의 접착력을 전체적으로 약화시키는 단계와, 접착력이 전체적으로 약해진 상기 트랜스퍼 테이프로부터 상기 기판으로 상기 다수의 엘이디 칩을 옮기는 플레이싱 다운 단계를 더 포함한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing an LED module, the method comprising: after the chip picking step, weakening an adhesion force of the transfer tape to which the LED chips are attached, Lt; RTI ID = 0.0 > chip < / RTI >
일 실시예에 따라, 상기 칩 픽업 단계는 일방향으로 롤링 회전하는 픽업 롤러로 상기 트랜스퍼 테이프를 상기 칩 유지부 상에 접착되어 있는 상기 엘이디 칩들 각각에 가압한다.According to one embodiment, the chip picking step presses the transfer tape onto each of the LED chips that are bonded onto the chip holding portion by a pick-up roller that rolls in one direction.
일 실시예에 따라 상기 트랜스퍼 테이프는 UV 광에 의해 경화되어 접착력이 약화되는 UV 경화성 접착물질을 접착면에 포함한다.According to one embodiment, the transfer tape comprises a UV curable adhesive material on the adhesive side which is cured by UV light to weaken the adhesive strength.
일 실시예에 따라, 상기 칩 픽업 단계 후, 상기 엘이디 칩들이 부착된 상기 트랜스퍼 테이프의 접착력을 전체적으로 약화시키는 단계와, 접착력이 전체적으로 약해진 상기 트랜스퍼 테이프로부터 상기 기판으로 상기 다수의 엘이디 칩을 옮기는 플레이싱 다운 단계를 더 포함하며, 상기 플레이싱 다운 단계는 플레이싱 롤러로 상기 트랜스퍼 테이프에 부착된 상기 엘이디 칩들을 상기 기판 상에 가압하여, 상기 엘이디 칩들의 전극패드들이 상기 기판 상에 미리 형성된 범프 쌍에 부착되게 한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: after the chip picking step, weakening the adhesive force of the transfer tape to which the LED chips are attached as a whole; Down step includes pressing the LED chips attached to the transfer tape with aplacing roller onto the substrate so that electrode pads of the LED chips are electrically connected to bump pairs formed on the substrate in advance Respectively.
일 실시예에 따라, 상기 플레이싱 단계에서 상기 트랜스퍼 테이프의 접착력은 상기 범프 쌍에 미리 올린 접착제에 의한 접착력보다 작다.According to one embodiment, the adhesive force of the transfer tape in the flipping step is smaller than the adhesive force of the adhesive preliminarily applied to the bump pair.
일 실시예에 따라, 상기 칩온 캐리어 제작 공정은, 수평의 접착면을 갖는 칩 유지부를 준비하는 단계; 다수의 엘이디 칩을 준비하는 단계; 및 하나 이상의 엘이디 칩 어레이를 이루도록, 상기 접착면 상에 상기 다수의 엘이디 칩을 접착하는 칩 부착 단계를 포함하며, 상기 다수의 엘이디 칩을 준비하는 단계는 n형 전극패드와 p형 전극패드가 아래로 연장된 다수의 엘이디 칩을 준비하고, 상기 칩 부착 단계는 상기 n형 전극패드 및 상기 p형 전극패드를 상기 접착면에 직접 접착시킨다.According to one embodiment, the chip-on-carrier fabrication process comprises: preparing a chip holding portion having a horizontal bonding surface; Preparing a plurality of LED chips; And attaching the plurality of LED chips to the adhesive surface so as to form at least one LED chip array, wherein the step of preparing the plurality of LED chips comprises the steps of: forming an n-type electrode pad and a p- And the chip attaching step directly bonds the n-type electrode pad and the p-type electrode pad to the bonding surface.
일 실시예에 따라, 상기 칩 부착 단계는 상기 칩 유지부 상에서 상기 엘이디 칩 어레이 내 피치가 상기 전사 프린팅 공정에 의해 상기 기판에 옮겨지는 엘이디 칩 어레이 내 피치의 1/n배가 되도록, 상기 다수의 엘이디 칩을 상기 접착면에 부착하되, 여기에서, n은 1보다 큰 수이고, 상기 피치는 이웃하는 두 엘이디 칩에서 하나의 엘이디 칩 중심과 다른 엘이디 칩 중심 간의 수평 거리이다.According to an embodiment, the step of attaching chips may be performed such that the pitch in the LED chip array on the chip holding unit is 1 / n times the pitch in the LED chip array transferred to the substrate by the transfer printing process, Wherein n is a number greater than 1 and said pitch is the horizontal distance between one LED chip center and another LED chip center in the neighboring two LED chips.
본 발명의 다른 측면에 엘이디 모듈은, 범프들을 구비한 갖는 기판; 및 전극패드들을 구비하며, 임의의 위치에서 상기 기판 상으로 옮겨져서 상기 전극패드들이 상기 범프들과 연결되도록, 상기 기판에 플립 본딩되는 다수의 엘이디 칩들을 포함하며, 상기 엘이디 칩들을 상기 기판 상으로 옮기기 위해, UV 광에 의해 접착력이 약화되는 트랜스퍼 테이프가 이용되며, 상기 트랜스퍼 테이프는, UV 광에 노출되지 않은 접착 영역들이 상기 엘이디 칩들을 접착하여 상기 임의의 위치로부터 픽업하고, UV 광에 의해 상기 접착 영역들의 접착력이 약화될 때, 상기 엘이디 칩들과 분리된다. According to another aspect of the present invention, there is provided an LED module including: a substrate having bumps; And a plurality of LED chips that are flip-bonded to the substrate such that the electrode pads are transferred to the substrate at an arbitrary position and the electrode pads are connected to the bumps, wherein the LED chips are mounted on the substrate In order to transfer the transfer tape, there is used a transfer tape in which the adhesive force is weakened by UV light, and the transfer tape is formed such that adhesive areas not exposed to UV light adhere to the LED chips and pick up from the arbitrary position, When the adhesive force of the adhesive regions is weakened, they are separated from the LED chips.
본 발명에 따른 엘이디 모듈 제조방법은 다수의 엘이디 칩을 일정 배열로 흐트러짐 없이 유지하는 칩 유지부로부터 기판 상으로 전사 프린팅한 후, 그 다수의 엘이디 칩을 기판 상에 플립 본딩하여 엘이디 모듈을 제조하되, 엘이디 칩을 칩 유지부로부터 기판 측으로 옮기는데 이용되는 트랜스퍼 테이프의 접착력을 UV 광, 특히, UV-A 광에 의해 영역적으로 감소시키는 것에 의해, 선택된 엘이디 칩만을 기판 상으로 정밀하게 전사 프린팅할 수 있다.A method for fabricating an LED module according to the present invention includes transferring and printing a plurality of LED chips from a chip holding unit that holds the LED chips to a predetermined arrangement without fluttering and then flip-bonding the plurality of LED chips onto the substrate to manufacture an LED module , The adhesive force of the transfer tape used for transferring the LED chip from the chip holding part to the substrate side is locally reduced by UV light, in particular UV-A light, so that only the selected LED chip can be precisely transferred and printed onto the substrate have.
도 1은 엘이디 모듈 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 엘이디 모듈 제조방법 중 전사 프린팅 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 청색 엘이디 칩을 포함하는 칩온 캐리어 제작 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 녹색 엘이디 칩을 포함하는 칩온 캐리어 제작 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 적색 엘이디 칩을 포함하는 칩온 캐리어 제작공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 적색 엘이디 칩, 녹색 엘이디 칩 및 청색 엘이디 칩을 포함하는 칩온 캐리어 제작공정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a flow chart for explaining a method of manufacturing an LED module.
FIG. 2 is a view for explaining the transfer printing process in the LED module manufacturing method shown in FIG.
3 is a view for explaining a chip-on-carrier manufacturing process including a blue LED chip.
4 is a view for explaining a chip-on-carrier manufacturing process including a green LED chip.
5 is a view for explaining a chip-on-carrier manufacturing process including a red LED chip.
6 is a view illustrating a chip-on-carrier manufacturing process including a red LED chip, a green LED chip, and a blue LED chip according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 서로 다른 파장의 엘이디 칩 어레이를 갖는 디스플레이 모듈에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일 유사한 구성에 대해서는 동일 유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.Hereinafter, a display module having LED chip arrays of different wavelengths according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification, the same reference numerals are assigned to the same components in different embodiments, and the description thereof is replaced with the first explanation.
도 1은 엘이디 모듈 제조방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 도 1에 도시된 엘이디 모듈 제조방법 중 전사 프린팅 공정을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 청색 엘이디 칩을 포함하는 칩온 캐리어 제작 공정을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 녹색 엘이디 칩을 포함하는 칩온 캐리어 제작 공정을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 적색 엘이디 칩을 포함하는 칩온 캐리어 제작공정을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 적색 엘이디 칩, 녹색 엘이디 칩 및 청색 엘이디 칩을 포함하는 칩온 캐리어 제작공정을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a transfer printing process in the method of manufacturing the LED module shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a view for explaining a process of manufacturing a chip-on-carrier including a blue LED chip 4 is a view for explaining a chip-on-carrier manufacturing process including a green LED chip, FIG. 5 is a view for explaining a chip-on-carrier manufacturing process including a red LED chip, and FIG. A chip-on-carrier manufacturing process including a red LED chip, a green LED chip, and a blue LED chip according to another embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디 모듈 제조방법은, 수평의 접착면을 갖는 칩 유지부(2) 및 그 칩 유지부(2)의 접착면 상에 접착된 다수의 엘이디 칩(1)을 포함하는 칩온 캐리어(COC)를 제작하는 칩온 캐리어 제작 공정(S1)과, 상기 칩 유지부(2)로부터 기판(5)으로 엘이디 칩(1)을 일정 배열로 옮기는 전사 프린팅 공정(S2)을 포함한다. 칩온 캐리어 제작 공정(S1)은, 이후에 더 자세히 설명되는 바와 같이, 전극패드(122, 142)들, 즉, n형 전극패드(122)와 p형 전극패드(142)가 아래로 향해 있는 다수의 엘이디 칩(1)을 일정 배열로 흐트러짐 없이 유지하고 있어서, 전사 프린팅을 이용한 엘이디 칩 어레이에 매우 유리하게 이용될 수 있는 칩온 캐리어(COC)를 제작하는 공정이다. 또한, 칩온 캐리어(COC)는 엘이디 칩(1)들의 칩간 피치(P)가 전술한 트랜스퍼 프린팅에 의해 기판 상에 어레이되는 1열 어레이 내 엘이디 칩들의 칩간 피치의 1/n으로 정해지며, 이때, n은 1 이상의 자연수이다. 본 명세서에서 칩간 피치는 서로 이웃하는 두 엘이디 칩에서 하나의 엘이디 칩 중심과 다른 엘이디 칩 중심 간의 수평 거리로 정의한다. 이와 같이 함으로써, 칩 유지부(2)에 유지된 엘이디 칩 어레이 내 엘이디 칩(1)들을 전체적으로 기판 상으로 옮기는 전면 전사 프린팅과 칩 유지부(2)에 유지된 엘이디 칩 어레이 내 엘이디 칩(1)들 중 일부 엘이디 칩을 선택적으로 기판 상으로 옮기는 선택 전사 프린팅 모두가 가능할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, a method of manufacturing an LED module according to an embodiment of the present invention includes a
앞에서 언급한 바와 같이, 전사 프린팅 공정(S2)은 칩온 캐리어(COC)의 칩 유지부(2)에 부착되어 있는 다수의 엘이디 칩(1)들을 전체적으로 또는 일부만을 선택하여 다른 위치에 있는 기판(5) 상에 전사 프린팅하는 것을 포함한다. 다시 말해, 전사 프린팅 공정(S2)은, 칩온 캐리어(COC)의 엘이디 칩 어레이 배열 그대로 엘이디 칩(1)들을 기판(5) 상으로 전사 프린팅하여 옮길 수도 있고, 전사 프린팅에 의해 기판(5) 상으로 옮겨지는 엘이디 칩 어레이의 엘이디 칩(1) 배열 피치가 칩온 캐리어(COC)의 엘이디 칩(1) 피치의 n배가 되도록, 칩온 캐리어(COC)의 엘이디 칩(1)들 중 일부 엘이디 칩(1)들만 선택하여 기판(5) 상으로 옮길 수도 있다.As described above, the transfer printing process S2 is performed by selecting all or a part of the plurality of
이러한 전사 프린팅 공정(S2)은 트랜스퍼 테이프의 접착력을 약화시키는 UV 광에 트랜스퍼 테이프(3)를 영역적으로 노출시켜, 트랜스퍼 테이프(3)에 일정 간격으로 접착 영역(32)들을 형성하는 1차 UV 노광 단계(S21)와, 트랜스퍼 테이프(3)를 칩온 캐리어(1)의 엘이디 칩(1)들에 가압하여, 트랜스퍼 테이프(3)의 접착 영역(32)들 각각에 엘이디 칩(1)을 부착시키는 칩 픽업 단계(S22)와, 트랜스퍼 테이프(3)의 접착력을 약화시키는 UV 광에 트랜스퍼 테이프(3)를 전체적으로 노출시켜, 트랜스퍼 테이프(3)의 접착 영역(32)들의 접착력을 약화시키는 2차 UV 노광 단계(S23)와, 접착력이 약화된 트랜스퍼 테이프(3)에 접착되어 있는 엘이디 칩(1)들을 기판(5)에 대하여 가압하는 플레이싱 다운 단계(S24)를 포함한다. 플레이싱 다운 단계(S24) 중에 또는 플레이싱 단계(S24) 후에, 트랜스퍼 테이프(3)를 엘이디 칩(1)으로부터 떼어내는 박리 단계(S25)가 수행된다.This transfer printing step S2 is a step of exposing the
먼저, 1차 UV 노광 단계(S21)는 트랜스퍼 테이프(3)의 직상 또는 직하에 복수의 UV광 투과창(222)이 일정 간격으로 형성된 포토마스크(220)를 배치한다. 제1 UV 광원(230)이 UV광 투과창(222)을 통해 트랜스퍼 테이프(3)에 UV 광을 조사함으로써, 달리 말하면, UV광 투과창(222)을 통과한 제1 UV 광원(230)으로부터의 UV 광에 트랜스퍼 테이프(3)를 노출시킴으로써, UV광에 노출된 트랜스퍼 테이프(3)의 영역들의 접착력을 약화시킨다. 이로 인해, 접착력이 약화된 영역 외의 영역들만이 접착 영역(32)들이 되며, 이 접착 영역(32)들은 일정 간격을 갖는다. 제1 UV 광원(230)은 320~380nm 피크 파장의 UV 광을 발하는 것이 바람직하며, 트랜스퍼 테이프(3)는 UV 광에 의해 경화되어 접착력이 약화되는 UV 경화성 접착물질을 접착면에 포함하는 것이 바람직하다. 포토마스크(220)의 UV광 투과창(222)의 간격에 따라, 트랜스퍼 테이프(3)의 접착 영역 간격을 정할 수 있다.First, in the first UV exposure step S21, a
다음, 칩 픽업 단계(S22)는 일방향으로 롤링 회전하는 픽업 롤러(240)로 트랜스퍼 테이프(3)를 칩 유지부(2) 상에 가부착되어 있는 엘이디 칩(1)들에 가압한다. 본 실시예에 있어서는, 칩온 캐리어(COC)를 지지하는 제1 스테이지(200)가 상승하는 한편, 픽업 롤러(240)가 일방향을 롤링 회전하면서, 칩온 캐리어(COC)의 칩 유지부(2) 상에 부착된 엘이디 칩(1)들이 트랜스퍼 테이프(3)의 접착 영역(32)들에 접착된다. 이때, 엘이디 칩(1)의 사파이어 기판이 트랜스퍼 테이프(3)에 직접 접착된다.Next, the chip pick-up step S22 presses the
본 예에서는, 앞선 1차 UV 노광 단계(S21)에서 칩온 캐리어(COC)의 엘이디 칩 어레이 내 엘이디 칩(1)들의 개수 및 피치에 상응하게 트랜스퍼 테이프(3)의 접착 영역(32)들이 결정되므로, 엘이디 칩(1)들이 1:1의 비로 픽업되지만, 1차 노광 단계(S21)에서 접착 영역(32)들이 피치를 넓히면, 일부 엘이디 칩(1)들만 선택적으로 픽업할 있다. 즉, n:1(여기에서, n>1)의 비율로 엘이디 칩(1)들의 픽업이 가능하다. 상기 픽업 롤러(240)의 롤링은 회전하는 픽업 롤러(240) 자체의 병진운동으로 구현될 수도 있고, 픽업 롤러(240)가 그 자리에서 회전하는 동안 스테이지(200)가 병진 운동하여 구현될 수도 있다. 이때, 상기 픽업 롤러(240)는 축과 결합된 롤러 본체의 외주 측에 유연성을 갖는 블랭킷 구비할 수 있으며, 블랭킷이 구비된 경우, 엘이디 칩(1)이 트랜스퍼 테이프(3)에 더 잘 부착될 수 있게 해주고, 또한, 가압에 의한 엘이디 칩(1)의 손상을 막아줄 수도 있다. 트랜스퍼 테이프(3)의 접착 영역(32)은 칩 유지부(2)의 엘이디 칩 유지력, 또는 접착력보다 더 크므로 선택된 엘이디 칩(1)을 자신에게 부착시켜 유지할 수 있다. 트랜스퍼 테이프(3)의 영역들 중 접착 영역(32) 외 영역들, 즉, UV 광에 의해 접착력이 약화된 영역에는 엘이디 칩(1)이 부착되지 않는다.In this example, since the
2차 UV 노광 단계(S23)는 선택된 엘이디 칩(1)을 운반하는 트랜스퍼 테이프(3)를 상기 트랜스퍼 테이프(3)의 접착력을 약화시키는 UV 광에 노출시켜 트랜스퍼 테이프(3)의 접착 영역(32)들의 접착력을 약화시킨다. 상기 트랜스퍼 테이프(3)의 흐름 이동 경로 중간 또는 플레이싱 롤러(270) 부근에 제2 UV 광원(260)이 배치될 수 있으며, 상기 제2 UV 광원(260)은 트랜스퍼 테이프(3)에 UV 광을 조사하여 엘이디 칩(1)들을 유지하고 있는 접착 영역(32)들을 포함하는 캐리어 테이프(3) 전 영역의 접착력을 약화시킬 수 있다. 상기 제2 UV 광원(260)은 320~380nm 피크 파장의 UV 광을 발하는 것이 바람직하다.The secondary UV exposure step S23 exposes the
상기 플레이싱 다운 단계(S24)는 접착력이 약화된 트랜스퍼 테이프(3)에 접착되어 있는 엘이디 칩(1)들을 기판(5)에 대하여 가압하는 것을 포함한다. 엘이디 칩(1)들이 부착된 트랜스퍼 테이프(3)는 플레이싱 롤러(270)와 범프 쌍 5b)들이 미리 형성된 기판(5) 사이로 이동된다. 이때, 2차 UV 노광 단계(S23)를 거친 트랜스퍼 테이프(3)의 접착력은 기판(5) 상에, 더 구체적으로는, 범프 쌍(5a, 5b)에 미리 올린 접착제에 의한 접착력보다 작다. 플레이싱 롤러(270)는 트랜스퍼 테이프(3)에 부착된 엘이디 칩(1)들을 기판(5) 상에, 더 구체적으로, 기판(5) 상의 범프 쌍(5a, 5b)들에 가압하도록 롤링 회전하여, 해당 엘이디 칩(1)들을 기판(5) 상에 부착시킨다. 플레이싱 롤러(270)는 축과 결합된 롤러 본체의 외주 측에 유연성을 갖는 블랭킷이 설치되어, 롤링 회전을 통해 엘이디 칩(1)을 더 잘 플레이싱 다운할 수 있게 해주고, 또한, 롤링 회전 가압에 의한 엘이디 칩(1)의 손상도 방지한다. 또한, 플레이싱 롤러(270)에 의한 가압을 돕도록 제2 스테이지(290)이 상승할 수 있다. 다음, 트랜스퍼 테이프(3)를 엘이디 칩(1)으로부터 떼어내는 박리 단계(s25)가 수행되며, 다음, 기판(5) 상에 플레이싱 다운된 엘이디 칩(1)들은 후속하는 리플로우 솔더링 공정에 의해 기판 상에 본딩 될 수 있다.The flipping down step S24 includes pressing the
도 3을 참조하면, 청색 엘이디 칩(1B)을 포함하는 칩온 캐리어 제작 공정은 사파이어 기판(10B)과 상기 사파이어 기판(10B) 상에서 성장되고 n형 반도체층(12B), 활성층(13B) 및 p형 반도체층(14B)를 포함하는 질화갈륨계 에피층을 포함하는 청색 엘이디 웨이퍼(WB)를 제작하는 엘이디 웨이퍼 제작 단계(S11-B)와, 서로 단차진 p형 반도체층(14B)의 노출 영역과 n형 반도체층(12B)의 노출 영역을 사파이어 기판(10B) 반대측에 모두 포함하는 다수의 청색 발광셀(CB)이 행렬 배열로 형성되도록 상기 에피층을 패터닝하는 웨이퍼 패터닝 단계(S12-B)와, p형 반도체층(14B)의 노출 영역에 p형 전극패드(142B)를 형성하고 n형 반도체층(12B)의 노출 영역에 n형 전극패드(122B)를 형성하는 패드 형성 단계(S13-B)와, 발광셀(CB) 단위로 상기 엘이디 웨이퍼(WB)를 분할(singulation)하여, 사파이어 기판(10B), 상기 사파이어 기판(10B) 상의 웨이퍼층(12B, 13B, 14B), 그리고, 상기 사파이어 기판(10B) 반대측 웨이퍼층(12B, 13B, 14B) 상에 형성된 p형 전극패드(142B) 및 n형 전극패드(122B)를 포함하는 다수의 청색 엘이디 칩(1B)을 제작하는 칩 분할 단계(S14-B)와, 다수의 청색 엘이디 칩(1B)을 p형 전극패드(142B)와 n형 전극패드(122B)가 아래로 향하도록 뒤집어 접착력을 갖는 칩 유지부(2) 상에 부착하되, 그 다수의 청색 엘이디 칩(1B)이 행렬 배열을 이루도록 하는, 칩 부착 단계(S15-B)를 포함한다. 상기 칩 유지부(2)의 접착력은 전술한 UV 노광 전 트랜스퍼 테이프(3)의 접착력보다 작고 UV 노광 후 트랜스퍼 테이프(3)의 접착력보다 작다. 3, the chip-on-chip carrier manufacturing process including the blue LED chip 1B is performed on the sapphire substrate 10B and the sapphire substrate 10B, and the n-type semiconductor layer 12B, the active layer 13B, and the p- An LED wafer manufacturing step S11-B for fabricating a blue LED wafer WB including a gallium nitride epitaxial layer including the semiconductor layer 14B, a wafer patterning step S12-B for patterning the epilayer so that a plurality of blue light emitting cells CB including an exposed region of the n-type semiconductor layer 12B on the opposite side of the sapphire substrate 10B are formed in a matrix array; a pad forming step S13-B in which a p-type electrode pad 142B is formed in an exposed region of the p-type semiconductor layer 14B and an n-type electrode pad 122B is formed in an exposed region of the n- ), The LED wafer WB is singulated in units of the light emitting cells CB, A p-type electrode pad 142B formed on the wafer layers 12B, 13B and 14B on the sapphire substrate 10B and a wafer layer 12B, 13B and 14B on the opposite side of the sapphire substrate 10B, a chip dividing step S14-B of fabricating a plurality of blue LED chips 1B including the n-type electrode pads 122B and a plurality of blue LED chips 1B, The chip attaching step S15-B, in which the electrode pad 122B is turned downward and attached onto the chip holding portion 2 having an adhesive force so that the plurality of blue LED chips 1B are arranged in a matrix array, . The adhesive force of the
청색 엘이디 웨이퍼 제작 단계(S11-B)에서는 활성층(13B)이 InxGa(1-x)N 우물층을 포함하도록 에피층을 성장시키되, 청색 엘이디 칩(1B)을 얻기 위해 In의 양을 적절히 조절한다. 상기 웨이퍼 패터닝 단계(S12-B)에서는 에피층에 다수의 행방향 골과 다수의 열방향 골을 식각으로 형성하여, 사파이어 기판(10B) 또는 그 위의 격자 정합층(11B) 위로 n형 반도체층(12B), 활성층(13B) 및 p형 반도체층(14B)을 포함하는 다수의 발광셀(CB)을 먼저 형성하고, 다음, 각 발광셀(CB)의 p형 반도체층(14B), 활성층(13B)을 부분적으로 식각 제거하여 n형 반도체층(12B)을 노출시킨다. 패드 형성 단계(S13-B)에서는, p형 반도체층(14B)의 노출 영역에 p형 전극패드(142B)를 형성하고 n형 반도체층(12B)의 노출 영역에 n형 전극패드(122B)를 형성하되, 사파이어 기판(10B) 저면으로부터 n형 전극패드(122B) 상면까지의 높이와 p형 전극패드(142B) 상면까지의 거리가 같도록, 전술한 단차를 보상하는 두께로 상기 n형 전극패드(122B)와 상기 p형 전극패드(142B)를 형성한다. 상기 칩 분할 단계(S14-B)는 예컨대 블레이드(blade) 또는 쏘(saw)와 같은 커팅 도구(T) 또는 레이저를 이용하여 상기 청색 엘이디 웨이퍼(WB)를 상기 발광셀(CB) 단위로 분할하여 다수의 청색 엘이디 칩(1B)을 제작한다. 이 단계까지는 n형 전극패드(122B)와 p형 전극패드(142B)가 상측을 향해 있고 사파이어 기판(10B)이 아래로 향해 있다. 칩 부착 단계(S15-B)에서는 상기 다수의 청색 엘이디 칩(1B)을 거꾸로 뒤집어, n형 전극패드(122B)와 p형 전극패드(142B)가 칩 유지부(2B)의 수평 접착면에 접착되도록, 다수의 청색 엘이디 칩(1B)을 칩 유지부(2B)상에 부착한다. 이때, 엘이디 칩(1)들의 상면은 사파이어 기판(10B)의 기저면이 되며, 칩 유지부(2B)의 접착면을 기준으로 모든 청색 엘이디 칩(1B)들의 높이는 일정하다. 이와 같이 제작된 칩온 캐리어의 모든 청색 엘이디 칩(1B)들은 칩 유지부(2B) 상에 복수의 행 어레이 또는 열 어레이를 이루도록 배열된다. 칩 유지부(2B)는 유연성을 가지며 수평의 접착면을 갖는 칩 유지 필름인 것이 바람직하다. 상기 칩 유지부(2B)의 수평 접착면에 접착되어 유지되는 특정 1열 어레이 내 청색 엘이디 칩(1B)들의 칩간 피치(P)는 전술한 트랜스퍼 프린팅에 의해 기판 상에 어레이되는 1열 어레이 내 청색 엘이디 칩들의 칩간 피치의 1/n으로 정해지며, 이때, n은 1 이상의 자연수이다. 본 명세서에서 칩간 피치는 서로 이웃하는 두 엘이디 칩에서 하나의 엘이디 칩 중심과 다른 엘이디 칩 중심 간의 수평 거리로 정의한다.In the blue LED wafer fabrication step S11-B, the epitaxial layer is grown so that the
도 4를 참조하면, 녹색 엘이디 칩(1G)을 포함하는 칩온 캐리어 제작 공정은 사파이어 기판(10G)과 상기 사파이어 기판(10G) 상에서 성장되고 n형 반도체층(12G), 활성층(13G) 및 p형 반도체층(14G)를 포함하는 질화갈륨계 에피층을 포함하는 녹색 엘이디 웨이퍼(WG)를 제작하는 엘이디 웨이퍼 제작 단계(S11-G)와, 서로 단차진 p형 반도체층(14G)의 노출 영역과 n형 반도체층(12G)의 노출 영역을 사파이어 기판(10G) 반대측에 모두 포함하는 다수의 녹색 발광셀(CG)이 행렬 배열로 형성되도록 상기 에피층을 패터닝하는 웨이퍼 패터닝 단계(S12-G)와, p형 반도체층(14G)의 노출 영역에 p형 전극패드(142G)를 형성하고 n형 반도체층(12G)의 노출 영역에 n형 전극패드(122G)를 형성하는 패드 형성 단계(S13-G)와, 발광셀(CG) 단위로 상기 엘이디 웨이퍼(WG)를 분할(singulation)하여, 사파이어 기판(10G), 상기 사파이어 기판(10G) 상의 웨이퍼층(12G, 13G, 14G), 그리고, 상기 사파이어 기판(10G) 반대측 웨이퍼층(12G, 13G, 14G) 상에 형성된 p형 전극패드(142G) 및 n형 전극패드(122G)를 포함하는 다수의 녹색 엘이디 칩(1G)을 제작하는 칩 분할 단계(S14-G)와, 다수의 녹색 엘이디 칩(1G)을 p형 전극패드(142B)와 n형 전극패드(122B)가 아래로 향하도록 뒤집어 접착력을 갖는 칩 유지부(2) 상에 부착하되, 그 다수의 녹색 엘이디 칩(1G)이 행렬 배열을 이루도록 하는, 칩 부착 단계(S15-G)를 포함한다.4, the chip-on-chip carrier manufacturing process including the green LED chip 1G is performed on the sapphire substrate 10G and the sapphire substrate 10G, and the n-type semiconductor layer 12G, the active layer 13G, and the p- An LED wafer manufacturing step S11-G for fabricating a green LED wafer WG including a gallium nitride epitaxial layer including the semiconductor layer 14G, a wafer patterning step S12-G for patterning the epilayer so that a plurality of green light emitting cells CG including an exposed region of the n-type semiconductor layer 12G on the opposite side of the sapphire substrate 10G are formed in a matrix array; a pad forming step S13-G for forming a p-type electrode pad 142G in an exposed region of the p-type semiconductor layer 14G and an n-type electrode pad 122G in an exposed region of the n- ), The LED wafer WG is singulated in units of light emitting cells (CG), and a sapphire substrate A p-type electrode pad 142G formed on the wafer layers 12G, 13G and 14G on the sapphire substrate 10G and on the wafer layers 12G, 13G and 14G on the opposite sides of the sapphire substrate 10G, a chip dividing step S14-G for fabricating a plurality of green LED chips 1G including the n-type electrode pads 122G, a plurality of green LED chips 1G, The chip attaching step S15-G, in which the electrode pads 122B are turned downward and attached on the chip holding part 2 having an adhesive force so that the plurality of green LED chips 1G are arranged in a matrix array, .
녹색 엘이디 웨이퍼 제작 단계(S11-G)에서는 활성층(13G)이 InxGa(1-x)N 우물층을 포함하도록 에피층을 성장시키되, 녹색 엘이디 칩(1G)을 얻기 위해 전술한 청색 엘이디 칩 제조시와 비교해 In의 조성비를 높게 조절한다. In the green LED wafer fabrication step S11-G, the epitaxial layer is grown so that the
상기 웨이퍼 패터닝 단계(S12-G)에서는 에피층에 다수의 행방향 골과 다수의 열방향 골을 식각으로 형성하여, 사파이어 기판(10G) 또는 그 위의 격자 정합층(11G) 위로 n형 반도체층(12G), 활성층(13G) 및 p형 반도체층(14G)을 포함하는 다수의 발광셀(CG)을 먼저 형성하고, 다음, 각 발광셀(CG)의 p형 반도체층(14G), 활성층(13G)을 부분적으로 식각 제거하여 n형 반도체층(12G)을 노출시킨다. 패드 형성 단계(S13-G)에서는, p형 반도체층(14G)의 노출 영역에 p형 전극패드(142G)를 형성하고 n형 반도체층(12G)의 노출 영역에 n형 전극패드(122G)를 형성하되, 사파이어 기판(10G) 저면으로부터 n형 전극패드(122G) 상면까지의 높이와 p형 전극패드(142G) 상면까지의 거리가 같도록, 전술한 단차를 보상하는 두께로 상기 n형 전극패드(122G)와 상기 p형 전극패드(142G)를 형성한다. 상기 칩 분할 단계(S14-G)는 예컨대 블레이드 또는 쏘와 같은 커팅 도구(T) 또는 레이저를 이용하여 상기 엘이디 웨이퍼(WG)를 상기 발광셀(CG) 단위로 분할하여 다수의 녹색 엘이디 칩(1G)을 제작한다. 이 단계까지는 n형 전극패드(122G)와 p형 전극패드(142G)가 상측을 향해 있고 사파이어 기판(10G)이 아래로 향해 있다. 칩 부착 단계(S15-G)에서는 상기 다수의 녹색 엘이디 칩(1G)을 거꾸로 뒤집어, n형 전극패드(122G)와 p형 전극패드(142G)가 칩 유지부(2G)의 수평 접착면에 접착되도록, 다수의 녹색 엘이디 칩(1G)을 칩 유지부(2G)상에 부착한다. 이때, 녹색 엘이디 칩(1G)들의 상면은 사파이어 기판(10G)의 기저면이 되며, 칩 유지부(2G)의 접착면을 기준으로 모든 녹색 엘이디 칩(1G)들의 높이는 일정하다. 이와 같이 제작된 칩온 캐리어의 모든 녹색 엘이디 칩(1G)들은 칩 유지부(2G) 상에 복수의 행 어레이 또는 열 어레이를 이루도록 배열된다. 칩 유지부(2G)는 유연성을 가지며 수평의 접착면을 갖는 칩 유지 필름인 것이 바람직하다. 상기 칩 유지부(2G)의 수평 접착면에 접착되어 유지되는 특정 1열 어레이 내 녹색 엘이디 칩(1G)들의 칩간 피치(P)는 전술한 트랜스퍼 프린팅에 의해 기판 상에 어레이되는 1열 어레이 내 청색 엘이디 칩들의 칩간 피치의 1/n으로 정해지며, 이때, n은 1 이상의 자연수이다.In the wafer patterning step S12-G, a plurality of row-directional bones and a plurality of column-direction bones are formed by etching on the epi-layer, and the n-
도 5를 참조하면, 적색 엘이디 칩을 포함하는 칩온 캐리어 제작 공정은 사파이어 기판(10R)과 상기 사파이어 기판(10R) 상에 본딩되고 p형 반도체층(12R), 활성층(13R) 및 n형 반도체층(14R)을 포함하는 에피층을 포함하는 적색 엘이디 웨이퍼(WR)를 제작하는 엘이디 웨이퍼 제작 단계(S11-R)와, p형 반도체층 노출 그루브(120R)에 제1 영역(a1)과 제2 영역(a2)으로 분리된 다수의 적색 발광셀(CR)이 행렬 배열로 형성되도록 상기 에피층을 패터닝하는 웨이퍼 패터닝 단계(S12-R)와, 상기 제1 영역(a1)에는 n형 반도체층(14R) 상에서 n형 반도체층(14R)과 연결되는 n형 전극패드(142R)를 형성하고 제2 영역(a2)에는, 절연층(R)에 의해 n형 반도체층(14R)과 전기적으로 분리된 채 p형 반도체층 노출 그루브(120R)로부터 이어진 배선층(L)과 n형 반도체층(14R) 위쪽에서 접속되는 p형 전극패드(122R)를 형성하는 패드 형성 단계(S13-R)와, 발광셀(CR) 단위로 상기 적색 엘이디 웨이퍼(WR)를 분할(singulation)하여, 사파이어 기판(10R), 상기 사파이어 기판 상에 본딩된 웨이퍼층, 그리고, 상기 p형 전극패드(122R) 및 n형 전극패드(142R)를 포함하는 다수의 적색 엘이디 칩(1R)을 제작하는 칩 분할 단계(S14-R)와, 다수의 적색 엘이디 칩(1R)을 p형 전극패드(122R)와 n형 전극패드(142R)가 아래로 향하도록 뒤집어 접착력을 갖는 칩 유지부(2R) 상에 부착하되, 그 다수의 적색 엘이디 칩(1R)이 행렬 배열을 이루도록 하는, 칩 부착 단계(S15-R)를 포함한다.5, a chip-on-chip carrier manufacturing process including a red LED chip includes a
상기 적색 엘이디 웨이퍼 제작 단계(S11-R)에서는 GaAs 기판(GS) 상에 n-AlGaInP층 및 n-클래딩층을 포함하는 n형 반도체층(14R)과, MQW를 포함하는 활성층(13R)과, p-클래드층 및 p-GaP층을 포함하는 p형 반도체층(12R)을 포함하는 에피층을 성장시키고, SiO2 본딩층(11R)을 사이에 두고 p형 반도체층(12R)에 지지기판으로서의 사파이어 기판(10R)을 본딩하고, 그 반대편에서 n형 반도체층(14R)으로부터 성장기판인 GaAs 기판(GS)을 분리하는 것을 포함한다.In the red LED wafer fabrication step S11-R, an n-
상기 웨이퍼 패터닝 단계(S12-R)에서는 상기 에피층에 다수의 행방향 골과 다수의 열방향 골을 식각으로 형성하여, 사파이어 기판(10R) 또는 그 위의 본딩층(11R) 위로 p형 반도체층(12R), 활성층(13R) 및 n형 반도체층(14R)을 포함하는 다수의 발광셀(CR)을 먼저 형성하고, 다음, 각 발광셀(CR)에서 P형 반도체층(12R)의 p-GaP층에 이르는 깊이까지 식각하여 형성된 다수의 p형 반도체층 노출 그루브(120R)를 형성하여, 각 발광셀(CR)의 상부 영역이 제1 영역(a1)과 제2 영역(a2)을 포함하도록 한다. 상기 패드 형성 단계(s13-R)에서는, 제1 영역(a1)의 n형 반도체층(14R) 상에 n형 전극패드(142R)를 형성하여 n형 전극패드(142R)가 n형 반도체층(14R)과 직접 연결되게 하고, 제2 영역(a2)의 n형 반도체층(14R) 위에 p형 전극패드(122R)를 형성하되, p형 전극패드(122R)는 p형 반도체층 노출 그루브(120R) 까지 연장된 배선층(L)에 의해 p형 반도체층(12R)과 연결된다. 사파이어 기판(10R)의 저면으로부터 n형 전극패드(142R)까지 거리, 즉, n형 전극패드(142R)의 본딩면 높이와 사파이어 기판(10R)의 저면으로부터 p형 전극패드(122R)까지 거리, 즉, p형 전극패드(122R)의 본딩면 높이는 같게 한다. 상기 칩 분할 단계(S14-R)는 상기 엘이디 웨이퍼(WR)를 상기 발광셀(CR) 단위로 분할하여 다수의 적색 엘이디 칩(1R)을 제작한다. 이 단계까지는 n형 전극패드(142R)와 p형 전극패드(122R)가 상측을 향해 있고 사파이어 기판(10R)이 아래로 향해 있다. 칩 부착 단계(S14-R)에서는 상기 다수의 적색 엘이디 칩(1R)을 거꾸로 뒤집어, n형 전극패드(142R)와 p형 전극패드(122R)가 칩 유지부(2R)의 수평 접착면에 접착되도록, 다수의 적색 엘이디 칩(1R)을 칩 유지부(2R)상에 부착한다. 이때, 적색 엘이디 칩(1R)들의 상면은 사파이어 기판(10R)의 기저면이 되며, 칩 유지부(2R)의 접착면을 기준으로 모든 엘이디 칩(1R)들의 높이는 일정한 칩온 캐리어가 제작된다. 이때, 칩온 캐리어의 모든 적색 엘이디 칩(1R)들은 칩 유지부(2R) 상에 복수의 행 어레이 또는 열 어레이를 이루도록 배열된다.In the wafer patterning step S12-R, a plurality of row directional bones and a plurality of column direction bones are formed in the epi layer by etching to form a p-
도 6에 도시된 바와 같이, 칩 유지부(2) 상에 적색 엘이디 칩(1R), 녹색 엘이디 칩(1G) 및 청색 엘이디 칩(1B)이 차례대로 부착되어 있는 칩온 캐리어도 고려될 수 있다. 이러한 칩온 캐리어는 전술한 전사 프린팅 공정에 의해, 적색 엘이디 칩(1R), 녹색 엘이디 칩(1G) 및 청색 엘이디 칩(1B)을 한꺼번에 기판 상으로 옮기는 것이 가능하다.A chip-on carrier in which a
1, 1B, 1G, 1R: 엘이디 칩 2, 2B, 2G, 2R: 칩 유지부
3: 트랜스퍼 테이프 230, 260: UV 광원
240: 픽업 롤러 270: 플레이싱 롤러
5: 기판1, 1B, 1G, 1R:
3:
240: Pickup roller 270: Placing roller
5: substrate
Claims (19)
상기 전극패드와 플립 본딩되는 다수의 범프를 갖는 기판을 포함하며,
상기 트랜스퍼 테이프는, 외부에서 상기 엘이디 칩의 타측으로 조사되는 1차 광에 의해 노출 영역과 비 노출 영역으로 나뉘며, 상기 비 노출 영역은 접착 영역으로 상기 엘이디 칩을 접착하여 픽업하는 것을 특징으로 하는 엘이디 모듈. A plurality of LED chips each having an electrode pad on one side and a surface bonded to the transfer tape on the other side; And
And a substrate having a plurality of bumps flip-bonded to the electrode pad,
Wherein the transfer tape is divided into an exposed region and a non-exposed region by primary light emitted from the outside to the other side of the LED chip, and the non-exposed region is picked up by bonding the LED chip to an adhesive region. module.
트랜스퍼 테이프의 접착력을 약화시키는 UV 광에 상기 트랜스퍼 테이프를 영역적으로 노출시켜, 상기 트랜스퍼 테이프에 정해진 간격으로 접착 영역들을 형성하는 1차 UV 노광 단계; 및
상기 트랜스퍼 테이프를 상기 칩 유지부 상의 상기 엘이디 칩들에 가압하여, 상기 트랜스퍼 테이프의 상기 접착 영역들 각각에 상기 엘이디 칩들 각각을 부착시키는 한편, 상기 엘이디 칩의 전극패드들을 상기 칩 유지부로부터 분리시키는, 칩 픽업 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 모듈 제조방법.A chip-on-carrier manufacturing process for fabricating a chip-on-carrier including a chip holding portion having a horizontal bonding surface and a plurality of LED chips to which electrode pads are bonded to the bonding surface of the chip holding portion; And transferring the plurality of LED chips to a predetermined array, wherein the transfer printing process comprises:
A first UV exposure step of exposing the transfer tape regionally to UV light that weakens the adhesion of the transfer tape to form adhesion regions at the predetermined intervals on the transfer tape; And
The transfer tape is pressed onto the LED chips on the chip holding part to attach each of the LED chips to each of the adhesive areas of the transfer tape while separating the electrode pads of the LED chip from the chip holding part, And a chip pick-up step.
Priority Applications (13)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170032955A KR20180105803A (en) | 2017-03-16 | 2017-03-16 | method for fabricating LED module |
GB1900925.7A GB2570221B (en) | 2016-08-11 | 2017-08-01 | LED module and method for fabricating the same |
PCT/KR2017/008269 WO2018030695A1 (en) | 2016-08-11 | 2017-08-01 | Led module and method for preparing same |
DE112017004029.9T DE112017004029T5 (en) | 2016-08-11 | 2017-08-01 | LED MODULE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
US15/558,192 US10559554B2 (en) | 2016-08-11 | 2017-08-01 | Method for fabricating LED module using transfer tape |
CN201780035169.2A CN109314126A (en) | 2016-08-11 | 2017-08-01 | LED module and its manufacturing method |
US15/793,030 US9941259B2 (en) | 2016-08-11 | 2017-10-25 | LED module and method for fabricating the same |
US15/883,413 US10074636B2 (en) | 2016-08-11 | 2018-01-30 | LED module and method for fabricating the same |
US15/905,556 US10103131B2 (en) | 2016-08-11 | 2018-02-26 | LED Module and method for fabricating the same |
US16/059,019 US10468393B2 (en) | 2016-08-11 | 2018-08-08 | LED module and method for fabricating the same |
US16/059,017 US10468392B2 (en) | 2016-08-11 | 2018-08-08 | LED module and method for fabricating the same |
US16/576,263 US10756070B2 (en) | 2016-08-11 | 2019-09-19 | LED module and method for fabricating the same |
US16/717,696 US10756071B2 (en) | 2016-08-11 | 2019-12-17 | LED module and method for fabricating the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170032955A KR20180105803A (en) | 2017-03-16 | 2017-03-16 | method for fabricating LED module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20180105803A true KR20180105803A (en) | 2018-10-01 |
Family
ID=63876999
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170032955A KR20180105803A (en) | 2016-08-11 | 2017-03-16 | method for fabricating LED module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20180105803A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200042796A (en) * | 2018-10-16 | 2020-04-24 | 주식회사 루멘스 | Method for arraying micro LED chips for manufacturing a LED display and a multi-chip carrier |
KR20200111389A (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-29 | (주)플렉스컴 | Apparatus and method for transferring wafer using roller |
WO2020197095A1 (en) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | ㈜큐엠씨 | Device and method for removing micro light emitting diode chip, and system and method for repairing micro light emitting diode module by using same |
KR102176615B1 (en) * | 2020-07-03 | 2020-11-09 | (주)디바이스이엔지 | Apparatus and Method for Transferring Disply Element |
KR20210019840A (en) | 2019-08-13 | 2021-02-23 | 아이디씨코리아 주식회사 | Apparatus for Illumination using LED die Array and Method thereof |
KR20210153410A (en) | 2020-06-10 | 2021-12-17 | 아이디씨코리아 주식회사 | Micro chips module arranged matrix and Method thereof |
KR20220053368A (en) * | 2020-10-22 | 2022-04-29 | (주) 디바이스이엔지 | Apparatus and Method for Transferring Micro LED |
-
2017
- 2017-03-16 KR KR1020170032955A patent/KR20180105803A/en active IP Right Grant
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200042796A (en) * | 2018-10-16 | 2020-04-24 | 주식회사 루멘스 | Method for arraying micro LED chips for manufacturing a LED display and a multi-chip carrier |
KR20200111389A (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-29 | (주)플렉스컴 | Apparatus and method for transferring wafer using roller |
WO2020197095A1 (en) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | ㈜큐엠씨 | Device and method for removing micro light emitting diode chip, and system and method for repairing micro light emitting diode module by using same |
KR20210019840A (en) | 2019-08-13 | 2021-02-23 | 아이디씨코리아 주식회사 | Apparatus for Illumination using LED die Array and Method thereof |
KR20210153410A (en) | 2020-06-10 | 2021-12-17 | 아이디씨코리아 주식회사 | Micro chips module arranged matrix and Method thereof |
KR102176615B1 (en) * | 2020-07-03 | 2020-11-09 | (주)디바이스이엔지 | Apparatus and Method for Transferring Disply Element |
KR20220053368A (en) * | 2020-10-22 | 2022-04-29 | (주) 디바이스이엔지 | Apparatus and Method for Transferring Micro LED |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10756070B2 (en) | LED module and method for fabricating the same | |
KR20180105803A (en) | method for fabricating LED module | |
TWI770848B (en) | Parallel assembly of discrete components onto a substrate | |
US10957682B2 (en) | LED display modules and methods for making the same | |
US10833220B2 (en) | Micro light emitting diode device | |
US10903267B2 (en) | System and method for making micro LED display | |
JP6170232B1 (en) | Display module including an array of LED chip groups and manufacturing method thereof | |
CN109314126A (en) | LED module and its manufacturing method | |
US11955506B2 (en) | Fabrication method of display device | |
KR20180018246A (en) | Display module comprising an array of led chip groups | |
JP2002314052A (en) | Element transfer method, element arraying method using the same, and manufacturing method of image display device | |
JP2022190184A (en) | Display panel manufacture method | |
KR102360325B1 (en) | Manufacturing method of display apparatus and display apparatus manufactured by that method | |
KR20180103441A (en) | method for making LED module using selective transfer printing | |
KR20180105782A (en) | chip on carrier for fabricating LED module and method for making the same | |
TWI754283B (en) | Method for making display panel | |
KR102118179B1 (en) | Manufacturing method of display apparatus and display apparatus manufactured by that method | |
KR20220116182A (en) | Micro LED transfer method and micro LED transfer device | |
KR20220147565A (en) | System and Method for Making Micro LED Display | |
KR20210071919A (en) | Method for manufacturing display apparatus and display apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right |