KR20190135285A - 마이크로 엘이디 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

마이크로 엘이디 모듈 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190135285A
KR20190135285A KR1020180060571A KR20180060571A KR20190135285A KR 20190135285 A KR20190135285 A KR 20190135285A KR 1020180060571 A KR1020180060571 A KR 1020180060571A KR 20180060571 A KR20180060571 A KR 20180060571A KR 20190135285 A KR20190135285 A KR 20190135285A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
circuit board
micro led
led chips
driving
chip
Prior art date
Application number
KR1020180060571A
Other languages
English (en)
Inventor
서주옥
Original Assignee
주식회사 루멘스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 루멘스 filed Critical 주식회사 루멘스
Priority to KR1020180060571A priority Critical patent/KR20190135285A/ko
Priority to US16/364,594 priority patent/US10955123B2/en
Publication of KR20190135285A publication Critical patent/KR20190135285A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/001—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electrical wires or cables
    • F21V23/002—Arrangements of cables or conductors inside a lighting device, e.g. means for guiding along parts of the housing or in a pivoting arm
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341—Surface mounted components
    • H05K3/3431—Leadless components
    • 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 having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/003—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array
    • F21V23/004—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array arranged on a substrate, e.g. a printed circuit board
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6838—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/492—Bases or plates or solder therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/50—Multistep manufacturing processes of assemblies consisting of devices, each device being of a type provided for in group H01L27/00 or H01L29/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0095—Post-treatment of devices, e.g. annealing, recrystallisation or short-circuit elimination
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/16—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular crystal structure or orientation, e.g. polycrystalline, amorphous or porous
    • H01L33/18—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular crystal structure or orientation, e.g. polycrystalline, amorphous or porous within the light emitting region
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H01L33/486—Containers adapted for surface mounting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/291—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/7525—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/753—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/75301—Bonding head
    • H01L2224/75302—Shape
    • H01L2224/75303—Shape of the pressing surface
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/7525—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/753—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/75301—Bonding head
    • H01L2224/75302—Shape
    • H01L2224/75303—Shape of the pressing surface
    • H01L2224/75305—Shape of the pressing surface comprising protrusions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/757—Means for aligning
    • H01L2224/75743—Suction holding means
    • H01L2224/75744—Suction holding means in the lower part of the bonding apparatus, e.g. in the apparatus chuck
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
    • H01L2224/7598—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors specially adapted for batch processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/93—Batch processes
    • H01L2224/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L2224/9512—Aligning the plurality of semiconductor or solid-state bodies
    • H01L2224/95136—Aligning the plurality of semiconductor or solid-state bodies involving guiding structures, e.g. shape matching, spacers or supporting members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/93—Batch processes
    • H01L24/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10106—Light emitting diode [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/08—Treatments involving gases
    • H05K2203/082—Suction, e.g. for holding solder balls or components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/15—Position of the PCB during processing
    • H05K2203/1572—Processing both sides of a PCB by the same process; Providing a similar arrangement of components on both sides; Making interlayer connections from two sides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

마이크로 엘이디 모듈 제조방법이 개시된다. 개시된 마이크로 엘이디 모듈 제조방법은, 회로기판을 준비하는 단계; 상기 회로기판의 일면에 솔더 범프들을 형성하는 단계; 상기 솔더 범프들과 접하도록, 상기 회로기판의 일면에 마이크로 엘이디 칩들을 배치하는 단계; 상기 솔더 범프들을 가열하여, 상기 마이크로 엘이디 칩들을 상기 회로기판의 일면에 본딩하는 단계; 상기 마이크로 엘이디 칩들이 상기 회로기판에 본딩된 상태에서, 상기 회로기판의 타면의 솔더들과 접하도록 구동 IC들을 배치하는 단계; 및 상기 솔더들을 가열하여 상기 구동 IC들을 상기 회로기판의 타면에 본딩하는 단계를 포함하며, 상기 회로기판의 일면에 마이크로 엘이디 칩들을 배치하는 단계는 상기 회로기판의 평탄도를 높인 상태에서 이루어진다.

Description

마이크로 엘이디 모듈 및 그 제조방법{micro LED module and method for making the same}
본 발명은 마이크로 엘이디 모듈에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 구동 IC가 설치된 회로기판의 나쁜 평탄도로 인해 마이크로 엘이디 칩들이 정위치에 실장되지 못하는 문제점을 해결하는 마이크로 엘이디 모듈 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 마이크로 엘이디 모듈에 관한 것이다.
통상적으로 마이크로 엘이디 디스플레이(MLD; Micro LED Display)에는 다수의 마이크로 엘이디 칩들을 포함하는 하나 이상의 마이크로 엘이디 모듈을 포함한다. 넓은 의미로 용어 "마이크로 엘이디 칩"은 적어도 한 변의 길이가 수백 마이크로미터 이하인 엘이디 칩으로 정의된다. 좁은 의미로 용어 "마이크로 엘이디 칩"은 한 변의 길이가 백 마이크로미터 이하인 엘이디 칩으로 정의된다. 이 경우, 백 마이크로미터를 초과하는 엘이디 칩에 한정하여 "미니 엘이디 칩"으로 불리기도 한다. 본 명세서에서는 한 변의 길이가 수백 마이크로미터 이하인 엘이디 칩을 통틀어 마이크로 엘이디 칩이라 한다.
한편, 마이크로 엘이디 모듈은 마이크로 엘이디 칩들을 구동하기 위한 복수개의 구동 IC가 일면에 설치된 회로기판을 포함한다. 그리고 회로기판의 타면에 복수개의 마이크로 엘이디 칩들이 실장된다.
도 1은 종래 마이크로 엘이디 모듈 제조방법을 개략적으로 도시한 도면으로서, 도 1을 참조하면, 마이크로 엘이디 모듈 제조방법은 먼저 회로 기판(2)을 제작하고, 그 다음 그 회로 기판(2)의 일면에 구동 IC(4)들을 먼저 SMT 공정으로 부착한 후, 그 이후에 회로 기판의 타면에 마이크로 엘이디 칩(6)들을 SMT 공정으로 부착하여 완성한다.
이와 같은 종래의 방법은 회로 기판의 나쁜 평탄도로 인하여 마이크로 엘이디 칩들을 회로 기판 상의 정 위치에 정밀하게 실장하는 것이 어렵다는 단점이 있다. 특히, 여러개의 마이크로 엘이디 칩들을 회로 기판 상에 동시에 부착하는 멀티 칩 트랜스퍼 공정을 이용하는 경우, 회로 기판의 나쁜 평탄도로 인해 마이크로 엘이디 칩들 사이의 피치가 크게 달라지는 등 심각한 불량이 초래된다. 회로 기판은 휨과 같은 자연 변형으로 인해 그 자체로 평탄도가 좋지 못할 뿐 아니라, 구동 IC들이 솔더에 의해 저면에 부착할 때 볼록 또는 오목하게 휘어져 평탄도가 심각하게 나빠진다. 이와 같이 평탄도가 나쁜 회로 기판에 마이크로 엘이디 칩들을 실장(특히, 멀티 칩 트랜스퍼 공정 등의 공정으로 실장)하게 되면, 마이크로 엘이디 칩들의 회로 기판 상의 정 위치에 부착되기 어렵다.
사이즈가 큰 엘이디 칩을 회로 기판에 실장하는 경우에 있어서는, 회로 기판의 평탄도가 나쁘더라도, 정밀한 공정 제어를 통해 엘이디 칩을 회로 기판 상에 정확히 위치시키는 것이 어느 정도 가능하지만, 임의의 위치에 있는 마이크로 엘이디 칩들을 픽업 하여 회로 기판 상의 원하는 위치에 플레이싱 한 후 본딩하는 것은 마이크로 엘이디 칩들의 작은 크기로 인해 그 마이크로 엘이디 칩들의 픽업 및 플레이싱을 정밀하게 제어하기 어렵다. 이와 같이 픽업 및 플레이싱 제어가 쉽지 않음으로 인하여, 엘이디 칩을 정 위치에 안착시키지 못하거나, 엘이디 칩이 틸트되는 문제가 발생할 수 있으며, 이는, 디스플레이 장치를 제조함에 있어서, 제품 불량 및 제품 신뢰성 저하의 원인이 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 구동 IC가 설치된 회로기판의 나쁜 평탄도로 인해 마이크로 엘이디 칩들이 정위치에 실장되지 못하는 문제점을 해결하는 마이크로 엘이디 모듈 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따른 마이크로 엘이디 모듈 제조방법은, 회로기판을 준비하는 단계; 상기 회로기판의 일면에 솔더 범프들을 형성하는 단계; 상기 솔더 범프들과 접하도록, 상기 회로기판의 일면에 마이크로 엘이디 칩들을 배치하는 단계; 상기 솔더 범프들을 가열하여, 상기 마이크로 엘이디 칩들을 상기 회로기판의 일면에 본딩하는 단계; 상기 마이크로 엘이디 칩들이 상기 회로기판에 본딩된 상태에서, 상기 회로기판의 타면의 솔더들과 접하도록 구동 IC들을 배치하는 단계; 및 상기 솔더들을 가열하여 상기 구동 IC들을 상기 회로기판의 타면에 본딩하는 단계를 포함하며, 상기 회로기판의 일면에 마이크로 엘이디 칩들을 배치하는 단계는 상기 회로기판의 평탄도를 높인 상태에서 이루어진다.
일 실시예에 따라, 상기 회로기판의 평탄도를 높이기 위해, 관통홀들이 형성된 진공척을 상기 회로기판의 타면에 접하게 한 후, 상기 관통홀들을 통한 진공 흡입에 의해, 상기 회로기판을 상기 진공척에 흡착시킨다.
일 실시예에 따라, 상기 관통홀들 각각은 상기 마이크로 엘이디 칩들 각각 보다 작은 크기를 갖는다.
일 실시예에 따라, 상기 회로기판의 일면에 마이크로 엘이디 칩들을 배치하는 단계 후에 상기 관통홀들 각각의 중심이 상기 마이크로 엘이디 칩들 각각의 중심과 일치한다.
일 실시예에 따라, 상기 구동 IC들의 본딩을 위한 솔더의 용융점 온도는 상기 마이크로 엘이디 칩 본딩을 위한 솔더 범프의 용융점 온도 이하이다.
일 실시에예 따라, 상기 마이크로 엘이디 칩들 각각은 플립칩형이고, 상기 솔더 범프들을 형성하는 단계는 상기 마이크로 엘이디 칩들 각각에 대응되는 솔더 범프 쌍들을 상기 회로기판의 타면에 형성한다.
일 실시예에 따라, 상기 회로기판의 일면에 마이크로 엘이디 칩들을 배치하는 단계는, 멀티칩 로더로 여러개의 마이크로 엘이디 칩들을 동시에 픽업하여, 상기 회로기판의 일면에 동시에 올린다.
일 실시예예 따라, 상기 회로기판의 일면에 마이크로 엘이디 칩들을 배치하는 단계는, 멀티칩 로더에 의해 제1 파장대를 갖는 제1 마이크로 엘이디 칩들을 상기 회로기판의 일면에 배치하는 단계와, 멀티칩 로더에 의해 제2 파장대를 갖는 제2 마이크로 엘이디 칩들 각각을 상기 제1 마이크로 엘이디 칩들 각각에 인접하게 배치하는 단계와, 멀티칩 로더에 의해 상기 제3 파장대를 갖는 제3 마이크로 엘이디 칩들 각각을 상기 제2 마이크로 엘이디 칩들 각각에 인접하게 배치하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 마이크로 엘이디 칩들을 상기 회로기판의 일면에 가압하기 위해 칩 가압 유닛을 이용하며, 상기 칩 가압 유닛은, 상기 마이크로 엘이디 칩들에 대응하는 복수개의 칩 가압용 스탬프 홀이 형성된 캐리어와, 상기 칩 가압용 스탬프 홀 각각을 따라 상하로 이동되는 칩 가압용 핀 스탬프를 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 구동 IC들을 상기 회로기판의 일면에 가압하기 위해 구동 IC 가압 유닛을 이용하며, 상기 구동 IC 가압 유닛은, 상기 구동 IC들에 대응하는 복수개의 구동 IC 가압용 스탬프 홀이 형성된 캐리어와, 상기 구동 IC 가압용 스탬프 홀 각각을 따라 상하로 이동되는 구동 IC 가압용 핀 스탬프를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따라 마이크로 엘이디 모듈이 제공되며, 이 마이크로 엘이디 모듈은, 회로기판; 상기 회로기판의 일면에 제공되는 솔더 범프들; 상기 솔더 범프들에 의해 상기 회로기판의 일면에 본딩되는 복수개의 마이크로 엘이디 칩들; 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩들이 상기 회로기판의 일면에 본딩된 후에, 상기 회로기판의 타면에 제공되는 솔더들; 상기 솔더들에 의해 상기 회로기판의 타면에 본딩되는 구동 IC들을 포함하며, 상기 솔더 범프들의 용융점 온도는 상기 솔더들의 용융점 온도 이하이다. 이때, 상기 마이크로 엘이디 칩들 각각은 플립칩형이고, 상기 마이크로 엘이디 칩들 각각에 대하여 상기 솔더 범프들은 쌍으로 형성된다.
일 실시예에 따라, 상기 솔더들은 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩이 상기 회로기판 일면에 본딩된 후에 형성된다.
일 실시예에 따라, 상기 회로기판의 평탄도가 높다.
일 실시예에 따라, 상기 복수개의 엘이디 칩은 하나의 픽셀을 형성하고, 상기 복수개의 픽셀은 하나의 픽셀 그룹을 형성하며, 상기 하나의 픽셀 그룹은 하나의 구동 IC로 제어된다.
일 실시예에 따라, 상기 하나의 구동 IC는 상기 하나의 구동 IC가 제어하는 상기 픽셀 그룹의 하단의 회로기판 타면에 형성된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 엘이디 모듈은, 회로기판; 상기 회로기판의 일면에 제공되는 솔더 범프들; 상기 솔더 범프들에 의해 상기 회로기판의 일면에 본딩되는 복수개의 마이크로 엘이디 칩들; 상기 회로기판의 타면에 제공되는 솔더들; 상기 솔더들에 의해 상기 회로기판의 타면에 본딩되는 구동 IC들을 포함하며, 상기 회로 기판의 평탄도를 높이기 위해 진공척이 사용된다.
일 실시예에 따라, 상기 구동 IC들의 본딩을 위한 솔더의 용융점 온도는 상기 마이크로 엘이디 칩 본딩을 위한 솔더 범프의 용융점 온도 이하이다.
일 실시예에 따라, 상기 진공척은 관통홀들이 형성된다.
일 실시예에 따라, 상기 관통홀들 각각의 중심이 상기 마이크로 엘이디 칩들 각각의 중심과 일치한다.
일 실시예에 따라, 상기 복수개의 엘이디 칩은 하나의 픽셀을 형성하고, 상기 복수개의 픽셀은 하나의 픽셀 그룹을 형성하며, 상기 하나의 픽셀 그룹은 하나의 구동 IC로 제어되며, 상기 하나의 구동 IC는 상기 하나의 구동 IC가 제어하는 상기 픽셀 그룹의 하단의 회로기판 타면에 형성된다.
종래기술은 평탄도가 나쁜 회로기판에 구동 IC들을 설치한 후, 그 구동 IC 설치로 인해 더더욱 평탄도가 나빠진 회로기판의 반대편 면에 마이크로 엘이디 칩들을 실장함으로 인해, 마이크로 엘이디 칩들을 정확한 위치에 실장할 수 없는 단점이 있다. 반면, 본 발명은 회로기판의 평탄도를 높인 상태에서 먼저 회로기판의 일면에 마이크로 엘이디 칩들을 실장하고, 그 다음에, 회로기판의 반대편 면에 구동 IC 를 설치함으로써, 회로기판에 대한 마이크로 엘이디 칩들의 정밀하고 정확한 실장을 보장할 수 있다.
도 1은 종래기술을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 회로 기판을 평탄화하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 회로 기판의 상면에 솔더 범프들을 형성하는 단계를 설명하기 위한 도면들이다.
도 4 내지 도 7은 마이크로 엘이디 칩들을 회로 기판 상에 실장하는 단계를 설명하기 위한 도면들이다.
도 8 및 도 9는 구동 IC를 회로 기판의 저면에 부착하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 12는 본 발명에 따라 제조된 엘이디 모듈이 디스플레이 구현을 위해 적용되는 예를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예가 설명된다. 첨부된 도면들 및 이를 참조하여 설명되는 실시예들을 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자로 하여금 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 의도로 예시되고 간략화된 것임에 유의하여야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 회로 기판의 평탄도를 높이는 회로기판의 평탄화하는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 회로 기판의 상면에 솔더 범프들을 형성하는 단계를 설명하기 위한 도면들이고, 도 4 내지 도 7은 마이크로 엘이디 칩들을 회로 기판 상에 실장하는 단계를 설명하기 위한 도면들이고, 도 8 및 도 9는 구동 IC를 회로 기판의 저면에 부착하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 상면과 저면을 포함하는 회로 기판(20)이 준비된다. 상기 회로 기판(20)은 PCB(Printed Circuit Board) 또는 FPCB(Flexible Circuit Board) 등과 같은 유연성 회로 기판 또는 TFT 기판일 수 있다. 또한, 상기 회로 기판(20), 특히, 상기 회로 기판(20)의 상면을 평탄화하기 위한 진공척(100)이 제작된다. 상기 진공척(100)은 Si, 사파이어, GaAs, AlN 등과 같은 반도체 기판, 또는 세라믹 기판, 또는 금속 기판일 수 있는 판형 모재를 이용하여 제작된다. 판형 모재의 상면으로부터 저면까지 수직으로 관통하는 관통홀(101)들이 형성되어 상기 진공척(100)이 제작된다. 상기 관통홀(101)은 건식 식각, 습식 식각, 이온 밀링 또는 또는 물리적 드릴링 방법에 의해 형성될 수 있다. 상기 관통홀(101)의 크기는, 상기 회로기판(20)에 실장될 마이크로 엘이디 칩의 크기에 따라 달라질 수 있는데, 마이크로 엘이디 칩의 크기보다 작은, 대략 수 ㎛ ~ 수백 ㎛ 범위 크기를 갖도록 형성된다. 상기 관통홀(101)은 단면 크기 전체적으로 일정할 수도 있고, 상하 단면 크기가 다른 2중 단면 구조의 계단 형태일 수도 있다. 상기 진공척(100)은 상기 회로기판(20)의 저면과 접하여 배치되며, 상기 관통홀(101)을 통한 진공 흡입력에 의해 상기 회로기판(20)을 흡착한다. 이때, 상기 진공척(100)의 상면이 평탄한 면이고, 상기 진공 흡입력에 의해, 상기 회로기판(20)의 저면이 상기 진공척(100)의 평탄한 상면에 밀착되므로, 상기 회로기판(20)의 평탄도가 높아질 수 있다. 특히, 마이크로 엘이디 칩이 실장될 영역에서의 평탄도가 중요하므로, 상기 관통홀(101)들 각각의 중심이 추후 회로 기판 상에 실장될 마이크로 엘이디 칩의 중심과 일치하도록 하는 것이 바람직하다. 정확히 일치시키지 않더라도, 관통홀과 현재의 또는 차후의 솔더 위치를 적절히 얼라인하는 것이 바람직하다.
도 3을 참조하면, 상기 회로기판(20)은 저면이 상기 진공척(100)의 상면에 밀착된 채 상기 진공척(100)의 진공 흡입력에 의해 상기 회로기판(20)의 상면이 평탄화되어 있으며, 상기 평탄화된 회로기판(20)의 상면에 솔더 범프 쌍(30a, 30b)들이 형성된다. 이때, 상기 진공척(100)의 관통홀(101)들 각각의 중심이 상기 솔더 범프 쌍(30a, 30b)들의 중심과 일치하는데, 이는 추후 마이크로 엘이디 칩들 실장시, 관통홀(101)의 중심이 마이크로 엘이디 칩의 중심과 일치되도록 하기 위함이다. 상기 솔더 범프 쌍(30a, 30b)을 구성하는 솔더 범프(30a 또는 30b)는 제1 온도의 용융점을 갖는다.
본 실시예에 있어서는, 마이크로 엘이디 칩이 플립칩 타입이어서 하나의 마이크로 엘이디 칩에 대하여 한 쌍의 솔더 범프(30a, 30b)가 이용되지만, 예컨대 수직형 마이크로 엘이디 칩을 이용하는 경우에는 하나의 솔더 범프가 하나의 마이크로 엘이디 칩에 대응될 수 있고, 이 경우, 해당 관통홀(101)의 중심은 하나의 솔더 범프의 중심과 일치할 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서는, 상기 회로기판(20)이 상기 진공척(100)에 흡착되어 평탄화된 상태에서, 상기 솔더 범프 쌍(30a, 30b)들이 상기 회로기판(20)의 상면에 형성되지만, 이와 달리, 솔더 범프 쌍(30a, 30b)들이 상기 회로기판(20)의 상면에 미리 형성된 후, 상기 솔더 범프 쌍(30a, 30b)들이 형성된 회로기판(20)이 진공척(100)에 의해 흡착되어 평탄화될 수 도 있음에 유의한다.
다음, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 마이크로 엘이디 칩(60R, 60G, 60B)들이 전술한 솔더 범프 쌍(30a, 30b)들에 의해 상기 회로기판(20)의 상면에 실장된다. 이때에도, 상기 진공척(100)이 회로기판(20)을 평탄화시키는 상태가 그대로 유지된다. 마이크로 엘이디 칩(60R, 60G, 60B)의 실장에는 임의의 위치에 있는 여러개의 마이크로 엘이디 칩들을 동시에 픽업하여 상기 회로기판(20) 상에 올리는 멀티칩 로더(200)이 이용되는 것이 바람직하다. 상기 회로기판(20)의 상면, 더 구체적으로는, 상기 솔더 범프 쌍(30a, 30b)들 각각에 접착제가 미리 도포된다.
도 4를 참조하면, 먼저 멀티칩 로더(200)가 적색 파장대를 갖는 복수개의 적색 마이크로 엘이디 칩(60R)들을 임의의 위치로부터 픽업하여 그 마이크로 엘이디 칩(60R)들의 전극패드 쌍들이 상기 회로기판(20) 상의 솔더 범프 쌍(30a, 30b)들에 밀착되도록 상기 적색 마이크로 엘이디 칩(60R)들을 플레이싱한다. 다음, 도 5를 참조하면, 멀티칩 로더(200; 도 4 참조)는 녹색 파장대를 갖는 복수개의 녹색 마이크로 엘이디 칩(60G)들을 임의의 위치로부터 픽업하여 그 녹색 마이크로 엘이디 칩(60G)들의 전극패드 쌍들이 상기 회로기판(20) 상의 솔더 범프 쌍(30a, 30b)들에 밀착되도록 상기 녹색 마이크로 엘이디 칩(60G)들을 플레이싱한다. 다음, 도 6을 참조하면, 멀티칩 로더(200; 도 4 참조)는 청색 파장대를 갖는 복수개의 청색 마이크로 엘이디 칩(60B)들을 임의의 위치로부터 픽업하여 그 청색 마이크로 엘이디 칩(60B)들의 전극패드 쌍들이 상기 회로기판(20) 상의 솔더 범프 쌍(30a, 30b)들에 밀착되도록 청색 마이크로 엘이디 칩(60B)들을 플레이싱한다.
다음 도 7을 참조하면, 전술한 마이크로 엘이디 칩(60R, 60G, 60B)들이 솔더 범프 쌍(30a, 30b)들에 가부착되어 있는 회로기판(20)을 컨베이어(301)에 태워 리플로우 오븐(302)에 통과시킨다. 이에 의해, 솔더 범프(30a, 30b)가 용융 후 굳어져, 상기 마이크로 엘이디 칩(60R, 60G, 60B)들은 회로기판(20)의 상면 상에 실장된다. 마이크로 엘이디 칩을 회로기판 상에 본딩하는 공정은 리플로우 공정 대신에 회로기판의 하부에 배치된 히트 블록으로 회로기판을 가열하여 회로기판 상에 솔더범프를 가열하는 공정을 채택할 수도 있다.
다음 도 8을 참조하면, 마이크로 엘이디 칩들(60R, 60G, 60B)이 실장된 회로기판(10)을 뒤집어 그 회로기판(10)의 상면이 이를 향하도록 해준다. 그리고, 회로기판(10) 저면에 도포된 솔더(50)와 접하도록 구동 IC(40)를 상기 회로기판(10)의 저면에 배치한다.
다음 도 9를 참조하면, 전술한 마이크로 엘이디 칩(60R, 60G, 60B)들이 일면에 본딩되어 있고 그 반대면에는 구동 IC(40)들이 배치되어 있는 회로기판(20)을 컨베이어(301)에 태워 리플로우 오븐(302)에 통과시킨다. 이에 의해, 구동 IC(40)들은 회로기판(20)의 저면에 부착된다. 구동 IC(40) 실장에 이용되는 솔더(50)는 제2 온도의 용융점을 갖는다.
구동 IC(40)의 본딩을 위한 리플로우 공정 중 마이크로 엘이디 칩(60R, 60G, 60B)의 본딩에 이용되었던 솔더 범프(30a 또는 30b)의 재용융을 막기 위해, 상기 솔더(50)의 용융점 온도, 즉, 제2 온도는, 솔더 범프(30a 또는 30b)의 융융점 온도, 즉, 제1 온도 이하인 것이 바람직하다. 솔더를 가열하여 구동 IC(40)를 회로기판(20)의 저면에 본딩함에 있어서 가장 바람직한 솔더(50)의 용융점 온도는 상기 솔더 범프(30a 또는 30b)의 용융점 온도보다 대략 10 ~ 52℃ 낮다. 구동 IC(40) 본딩 전에 이미 용융 후 1차로 굳어진 솔더 범프(30a 또는 30b)의 경우, 구동 IC(40) 본딩을 위한 솔더(50와 같은 용융점을 갖는다 하더라도, 솔더(50) 용융시 재용융될 가능성은 크지 않지만, 더욱 확실한 재용융의 방지를 위해, 솔더(50)의 재료를 솔더 범프(30a, 30b)의 재료보다 용융점이 대략 10 ~ 52 ℃ 낮은 재료를 선택하는 것이 좋다.
아래의 [표 1]은 본 발명에 따라 마이크로 엘이디 칩 본딩에 이용되는 솔더 범프용 솔더와 구동 IC 본딩에 이용되는 솔더의 종류에 따른 융점, 조성, 솔더 파우더의 사이즈를 비교한 것이다.
솔더 적용 부위 솔더 종류 성분비 솔더 파우더 Size(um) 용융점 범위
마이크로 엘이디 칩 SAC305 96.5%Sn/3.0%Ag/0.5%Cu T6 217~227℃
SAC304 95.5%Sn/4.0%Ag/0.5%Cu T6 217~227℃
저융점 42%Sn/58%Bi T5 195~205℃
구동 IC ESP 42%Sn/58%Bi T6 175~185℃
ESP 42%Sn/57.6%Bi/0.4%Ag T5 175~185℃
위 [표 1]을 참조하면, 마이크로 엘이디 칩의 본딩용 솔더 범프에 이용되는 솔더는 구동 IC 본딩에 이용되는 솔더와 비교할 때 Sn 함량이 많아 용융점도 높다는 것을 알 수 있다. 또한, Bi가 포함된 솔더는 용융점이 낮으며, Sn과 Bi 함량이 동일하더라도, 솔더 파우더 입자 사이즈에 따라, 용융점에 차이가 있을 수 있다. 즉, 솔더 파우더 입자 사이즈가 작을수록 용융점이 낮다.
아래의 [표 2]는 JEDEC 표준에 따른 솔더 파우더 유형 분류표이다.
파우더 입자 사이즈(um)
T3 25~45
T4 20~38
T5 15~25
T6 10~18
T7 10↓
도 10 및 도 11은 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 마이크로 엘이디 모듈 제조방법은, 마이크로 엘이디 칩(60R, 60G, 60B)들 각각을 회로기판(20)에 가압하기 위한 칩 가압 유닛(600)을 이용한다. 상기 칩 가압 유닛(600)은 마이크로 엘이디 칩(60R, 60G, 60B)에 대응하는 복수개의 칩 가압용 스탬프 홀(611)이 형성된 캐리어(610)와, 상기 칩 가압용 스탬프 홀(611) 각각을 따라 상하로 이동되는 칩 가압용 핀 스탬프(620)를 포함한다. 마이크로 엘이디 칩(60R, 60G, 60B)의 가부착시, 칩 가압용 핀 스탬프(620) 각각이 상기 칩 가압용 스탬프 홀(611) 각각을 따라 하강하여, 상기 마이크로 엘이디 칩(60R, 60G, 60B) 각각을 회로기판(20) 상에 가압하여 회로기판(20)에 대한 마이크로 엘이디 칩(60R, 60G, 60B)의 부착력을 높여준다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 마이크로 엘이디 모듈 제조방법은, 구동 IC(40)들 각각을 회로 기판(20)에 가압하기 위한 구동 IC 가압 유닛(700)을 이용한다. 구동 IC 가압 유닛(700)은 구동 IC(40)에 대응하는 복수개의 구동 IC 가압용 스탬프 홀(711)이 형성된 캐리어(710)와, 상기 구동 IC 가압용 스탬프 홀(711) 각각을 따라 상하로 이동되는 구동 IC 가압용 핀 스탬프(720)를 포함한다. 구동 IC(40)의 가부착시, 구동 IC 가압용 핀 스탬프(720) 각각이 상기 구동 IC 가압용 스탬프 홀(711) 각각을 따라 하강하여, 상기 구동 IC(40) 각각을 회로기판(20) 상에 가압하여 회로기판(20)에 대한 구동 IC(40)의 부착력을 높여준다.
전술한 실시예들에 따라 제조된 마이크로 엘이디 모듈은 엘이디 도 12에 도시된 것과 같이 적용된다.
도 12를 참조하면, 회로기판의 일면(앞면)에는 적색 마이크로 엘이디 칩(60R), 녹색 마이크로 엘이디 칩(60G) 및 청색 마이크로 엘이디 칩(60B)를 포함하는 다수의 엘이디 칩들이 본딩되어 있고 회로기판의 타면(뒷면)에는 다수의 구동 IC(40)들이 본딩된다. 적색 마이크로 엘이디 칩(60R), 녹색 마이크로 엘이디칩 (60 G) 및 청색 마이크로 엘이디 칩(60B)이 하나의 픽셀(P)를 형성하고, 복수개의 픽셀(P)이 하나의 픽셀 그룹(G)을 형성한다. 그리고, 상기 하나의 픽셀 그룹(G)은 하나의 구동 IC(40)로 제어 되며, 각 픽셀 그룹(G)을 제어하는 구동 IC(40)는 제어되는 픽셀 그룹(G) 하단의 회로기판 타면에 형성된다.
20: 회로기판 100: 진공척
30a, 30b: 솔더 범프 40: 구동 IC
50: 솔더 60R, 60G, 60B: 마이크로 엘이디 칩

Claims (21)

  1. 마이크로 엘이디 모듈 제조방법에 있어서,
    회로기판을 준비하는 단계;
    상기 회로기판의 일면에 솔더 범프들을 형성하는 단계;
    상기 솔더 범프들과 접하도록, 상기 회로기판의 일면에 마이크로 엘이디 칩들을 배치하는 단계;
    상기 솔더 범프들을 가열하여, 상기 마이크로 엘이디 칩들을 상기 회로기판의 일면에 본딩하는 단계;
    상기 마이크로 엘이디 칩들이 상기 회로기판에 본딩된 상태에서, 상기 회로기판의 타면의 솔더들과 접하도록 구동 IC들을 배치하는 단계; 및
    상기 솔더들을 가열하여 상기 구동 IC들을 상기 회로기판의 타면에 본딩하는 단계를 포함하며,
    상기 회로기판의 일면에 마이크로 엘이디 칩들을 배치하는 단계는 상기 회로기판의 평탄도를 높인 상태에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 모듈 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 회로기판의 평탄도를 높이기 위해, 관통홀들이 형성된 진공척을 상기 회로기판의 타면에 접하게 한 후, 상기 관통홀들을 통한 진공 흡입에 의해, 상기 회로기판을 상기 진공척에 흡착시키는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 모듈 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 관통홀들 각각은 상기 마이크로 엘이디 칩들 각각 보다 작은 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 모듈 제조방법.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 회로기판의 일면에 마이크로 엘이디 칩들을 배치하는 단계 후에 상기 관통홀들 각각의 중심이 상기 마이크로 엘이디 칩들 각각의 중심과 일치하는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 모듈 제조방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 구동 IC들의 본딩을 위한 솔더의 용융점 온도는 상기 마이크로 엘이디 칩 본딩을 위한 솔더 범프의 용융점 온도 이하인 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 모듈 제조방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 마이크로 엘이디 칩들 각각은 플립칩형이고, 상기 솔더 범프들을 형성하는 단계는 상기 마이크로 엘이디 칩들 각각에 대응되는 솔더 범프 쌍들을 상기 회로기판의 타면에 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 모듈 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 회로기판의 일면에 마이크로 엘이디 칩들을 배치하는 단계는, 멀티칩 로더로 여러개의 마이크로 엘이디 칩들을 동시에 픽업하여, 상기 회로기판의 일면에 동시에 올리는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 모듈 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 회로기판의 일면에 마이크로 엘이디 칩들을 배치하는 단계는, 멀티칩 로더에 의해 제1 파장대를 갖는 제1 마이크로 엘이디 칩들을 상기 회로기판의 일면에 배치하는 단계와, 멀티칩 로더에 의해 제2 파장대를 갖는 제2 마이크로 엘이디 칩들 각각을 상기 제1 마이크로 엘이디 칩들 각각에 인접하게 배치하는 단계와, 멀티칩 로더에 의해 상기 제3 파장대를 갖는 제3 마이크로 엘이디 칩들 각각을 상기 제2 마이크로 엘이디 칩들 각각에 인접하게 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 모듈 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 마이크로 엘이디 칩들을 상기 회로기판의 일면에 가압하기 위해 칩 가압 유닛을 이용하며, 상기 칩 가압 유닛은, 상기 마이크로 엘이디 칩들에 대응하는 복수개의 칩 가압용 스탬프 홀이 형성된 캐리어와, 상기 칩 가압용 스탬프 홀 각각을 따라 상하로 이동되는 칩 가압용 핀 스탬프를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 모듈 제조방법.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 구동 IC들을 상기 회로기판의 일면에 가압하기 위해 구동 IC 가압 유닛을 이용하며, 상기 구동 IC 가압 유닛은, 상기 구동 IC들에 대응하는 복수개의 구동 IC 가압용 스탬프 홀이 형성된 캐리어와, 상기 구동 IC 가압용 스탬프 홀 각각을 따라 상하로 이동되는 구동 IC 가압용 핀 스탬프를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 모듈 제조방법.
  11. 회로기판;
    상기 회로기판의 일면에 제공되는 솔더 범프들;
    상기 솔더 범프들에 의해 상기 회로기판의 일면에 본딩되는 복수개의 마이크로 엘이디 칩들;
    상기 회로기판의 타면에 제공되는 솔더들;
    상기 솔더들에 의해 상기 회로기판의 타면에 본딩되는 구동 IC들을 포함하며,
    상기 솔더 범프들의 용융점 온도는 상기 솔더들의 용융점 온도 이하인 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 모듈.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 마이크로 엘이디 칩들 각각은 플립칩형이고, 상기 마이크로 엘이디 칩들 각각에 대하여 상기 솔더 범프들은 쌍으로 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 모듈.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 솔더들은 상기 복수개의 마이크로 엘이디 칩이 상기 회로기판 일면에 본딩된 후에 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 모듈.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 회로기판의 평탄도가 높은 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 모듈.
  15. 청구항 11에 있어서, 상기 복수개의 엘이디 칩은 하나의 픽셀을 형성하고, 상기 복수개의 픽셀은 하나의 픽셀 그룹을 형성하며,
    상기 하나의 픽셀 그룹은 하나의 구동 IC로 제어되는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 모듈.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 하나의 구동 IC는 상기 하나의 구동 IC가 제어하는 상기 픽셀 그룹의 하단의 회로기판 타면에 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 모듈.
  17. 회로기판;
    상기 회로기판의 일면에 제공되는 솔더 범프들;
    상기 솔더 범프들에 의해 상기 회로기판의 일면에 본딩되는 복수개의 마이크로 엘이디 칩들;
    상기 회로기판의 타면에 제공되는 솔더들;
    상기 솔더들에 의해 상기 회로기판의 타면에 본딩되는 구동 IC들을 포함하며,
    상기 회로 기판의 평탄도를 높이기 위해 진공척이 사용되는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 모듈.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 구동 IC들의 본딩을 위한 솔더의 용융점 온도는 상기 마이크로 엘이디 칩 본딩을 위한 솔더 범프의 용융점 온도 이하인 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 모듈.
  19. 청구항 17에 있어서, 상기 진공척은 관통홀들이 형성된 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 모듈.
  20. 청구항 19에 있어서, 상기 관통홀들 각각의 중심이 상기 마이크로 엘이디 칩들 각각의 중심과 일치하는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 모듈.
  21. 청구항 17에 있어서, 상기 복수개의 엘이디 칩은 하나의 픽셀을 형성하고, 상기 복수개의 픽셀은 하나의 픽셀 그룹을 형성하며,
    상기 하나의 픽셀 그룹은 하나의 구동 IC로 제어되며
    상기 하나의 구동 IC는 상기 하나의 구동 IC가 제어하는 상기 픽셀 그룹의 하단의 회로기판 타면에 형성되는 것을 특징으로 하는 마이크로 엘이디 모듈.
KR1020180060571A 2018-05-28 2018-05-28 마이크로 엘이디 모듈 및 그 제조방법 KR20190135285A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180060571A KR20190135285A (ko) 2018-05-28 2018-05-28 마이크로 엘이디 모듈 및 그 제조방법
US16/364,594 US10955123B2 (en) 2018-05-28 2019-03-26 Micro-LED module and method for fabricating the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180060571A KR20190135285A (ko) 2018-05-28 2018-05-28 마이크로 엘이디 모듈 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190135285A true KR20190135285A (ko) 2019-12-06

Family

ID=68614411

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180060571A KR20190135285A (ko) 2018-05-28 2018-05-28 마이크로 엘이디 모듈 및 그 제조방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10955123B2 (ko)
KR (1) KR20190135285A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210079955A (ko) * 2019-12-20 2021-06-30 주식회사 유티아이 자동차 램프용 led 모듈 조립 장치 및 이를 이용한 자동차 램프용 led 모듈 조립 방법

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10756073B2 (en) * 2018-02-13 2020-08-25 Lumens Co., Ltd. Micro LED module with flexible multilayer circuit substrate
US11177157B2 (en) * 2019-03-15 2021-11-16 Lumens Co., Ltd. Method for constructing micro-LED display module
US11626448B2 (en) 2019-03-29 2023-04-11 Lumileds Llc Fan-out light-emitting diode (LED) device substrate with embedded backplane, lighting system and method of manufacture
US11156346B2 (en) 2019-11-19 2021-10-26 Lumileds Llc Fan out structure for light-emitting diode (LED) device and lighting system
US11189771B2 (en) * 2019-12-11 2021-11-30 Mikro Mesa Technology Co., Ltd. Breathable micro light emitting diode display
US11777066B2 (en) 2019-12-27 2023-10-03 Lumileds Llc Flipchip interconnected light-emitting diode package assembly
US11664347B2 (en) 2020-01-07 2023-05-30 Lumileds Llc Ceramic carrier and build up carrier for light-emitting diode (LED) array
US11476217B2 (en) * 2020-03-10 2022-10-18 Lumileds Llc Method of manufacturing an augmented LED array assembly
CN115867747A (zh) 2020-05-22 2023-03-28 亮锐有限责任公司 Led照明模块
CN111906440A (zh) * 2020-07-28 2020-11-10 东莞市中麒光电技术有限公司 显示屏模块的制备方法
JP7491769B2 (ja) 2020-08-04 2024-05-28 株式会社ジャパンディスプレイ 回路基板、ｌｅｄモジュール及び表示装置、並びにｌｅｄモジュールの作製方法及び表示装置の作製方法
CN114309864B (zh) * 2020-09-27 2023-07-18 潍坊华光光电子有限公司 一种半导体激光器芯片的回流焊接夹具
EP4036970A1 (en) * 2021-01-28 2022-08-03 Innostar Service Inc. Led display
CN113727534B (zh) * 2021-09-01 2023-03-03 深圳市大族元亨光电股份有限公司 Led显示屏模块及其smt贴装工艺

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6446948B1 (en) * 2000-03-27 2002-09-10 International Business Machines Corporation Vacuum chuck for reducing distortion of semiconductor and GMR head wafers during processing
US6885586B2 (en) * 2002-09-19 2005-04-26 Actrans System Inc. Self-aligned split-gate NAND flash memory and fabrication process
US8183579B2 (en) * 2010-03-02 2012-05-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. LED flip-chip package structure with dummy bumps
US8946806B2 (en) * 2011-07-24 2015-02-03 Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. Memory cell with decoupled channels
US8669607B1 (en) * 2012-11-01 2014-03-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Methods and apparatus for non-volatile memory cells with increased programming efficiency
US10276587B2 (en) * 2016-05-27 2019-04-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. NVM memory HKMG integration technology

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210079955A (ko) * 2019-12-20 2021-06-30 주식회사 유티아이 자동차 램프용 led 모듈 조립 장치 및 이를 이용한 자동차 램프용 led 모듈 조립 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US10955123B2 (en) 2021-03-23
US20190360673A1 (en) 2019-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190135285A (ko) 마이크로 엘이디 모듈 및 그 제조방법
US10186549B1 (en) Gang bonding process for assembling a matrix of light-emitting elements
JP6545889B1 (ja) Ｌｅｄディスプレイパネル製造のためのマイクロｌｅｄチップアレイ方法及びこれに用いられるマルチチップキャリア
EP1126517B1 (en) Method for flip-chip assembly of semiconductor devices using adhesives
US20070111500A1 (en) Method and apparatus for attaching solder balls to substrate
CN105938790B (zh) 制造半导体器件的方法
KR20040066023A (ko) 기판에 땜납 칼럼을 정렬시키고 접착시키는 장치 및 방법
US8046911B2 (en) Method for mounting electronic component on substrate and method for forming solder surface
KR102110754B1 (ko) 반도체 칩의 제조 방법
US20070158395A1 (en) Method for preparing and assembling a soldered substrate
US20080142969A1 (en) Microball mounting method and mounting device
US9865479B2 (en) Method of attaching components to printed cirucuit board with reduced accumulated tolerances
JPH05198621A (ja) フリップチップｉｃの実装装置
KR20190109133A (ko) 엘이디 디스플레이 패널 제조를 위한 엘이디 칩 어레이 방법
KR20190098329A (ko) 엘이디 디스플레이 패널 제조를 위한 엘이디 칩 어레이 방법
KR102646798B1 (ko) 엘이디 디스플레이 패널 제조를 위한 마이크로 엘이디 칩 어레이 방법 및 이에 이용되는 멀티 칩 캐리어
KR102196378B1 (ko) 반도체 부품 부착 장비
KR20190109130A (ko) 엘이디 디스플레이 패널 제조를 위한 엘이디 칩 어레이 방법
US10236267B2 (en) Methods of forming flip chip systems
KR20240139656A (ko) 기둥형 접속체의 기판 본딩 방법
KR101544488B1 (ko) 반도체 센서를 표면 실장하는 실장 기판 및 그 실장 방법
US7235429B2 (en) Conductive block mounting process for electrical connection
TWI531013B (zh) 覆晶黏晶用晶片保持工具以及覆晶黏晶方法
JPH118468A (ja) 電子部品の実装方法
Cheung Gang Bonding Process of Flip-chip Mini-LED for the Assembly of High Pixel Density RGB Display Panel

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal