KR20220142492A - Micro-LED의 다이 본딩 방법 - Google Patents

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맨티 리
링 시에
리앙 유
멩롱 투
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레드맨 옵토일렉트로닉 컴퍼니 리미티드
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Abstract

Micro-LED의 다이 본딩 방법에 있어서, PCB 기판의 다이 본딩 위치에 주석 도금하여, 주석 도금층을 얻는 단계; 상기 주석 도금 층에 보호층 및 플럭스제층을 순차적으로 추가하여, 전처리 PCB 기판을 얻는 단계; 및 Micro-LED 플립 칩을 상기 전처리 PCB 기판 상으로 전이하고, 리플로우 및 다이 본딩하여 Micro-LED의 다이 본딩을 완성하는 단계; 를 포함한다.

Description

Micro-LED의 다이 본딩 방법
본 출원은 2020년 3월 4일에 중국 특허청에 제출된, 출원번호가 202010143743.X인 중국 특허출원의 우선권을 주장하며, 해당 출원의 전부 내용은 인용하는 방식으로 본 출원에 결합된다.
본 출원은 Micro-LED 기술분야에 속하며, 예를 들어 Micro-LED의 다이 본딩 방법에 관한 것이다.
포인트 간격이 감소함에 따라, 칩 배열 밀도가 증가하게 되고, 관련 기술에서 금 도금 공정의 PCB 기판은 솔더 페이스트(solder paste) 인쇄를 위해 프린터와 배합하여 사용해야 하는데, 솔더 페이스트 인쇄 시, 스틸 망에 대한 요구 및 인쇄 공정의 정밀도에 대한 요구가 더욱 높고, 스틸 망의 개구홀이 작고 조밀하며, 스틸 망의 두께가 얇아지고, 비용이 증가하게 되며, 스틸 망의 사용 수명이 감소하게 된다. 상규적인 칩에 있어서, 작은 입경의 솔더 페이스트를 사용해야 하고, 진공, 질소 충전, 리플로우 방식을 통해 칩을 고정한다.
CN110600496A에서는 Micro-LED 칩 패키징 구조를 개시하였고, 이는 회로기판, Micro-LED 칩 및 바인딩 와이어 그룹을 포함하며, 상기 회로기판은 비기능 영역 및 회로 연결 영역을 구비하고, 비기능 영역이 회로 연결 영역에 인접되며; 상기 Micro-LED 칩은 비기능 영역에 위치하고, 상기 Micro-LED 칩의 배면이 상기 회로기판의 정면에 접촉 고정되며; 상기 본딩 와이어 그룹에서 각각의 본딩 와이어의 일단이 Micro-LED 칩의 인출 전극에 연결되고, 타단이 상기 회로기판의 회로 연결 영역에 접촉 연결된다.
CN110718611A에서는 Micro LED 대량 전이 방법, 장치 및 패키징 구조, 디스플레이 장치를 개시하였고, Micro LED 대량 전이 방법은 구동 회로기판을 배치하는 단계; 제1 적재판 및 제2 적재판을 배치하는 단계; 상기 제2 적재판을 향해 Micro-LED 소자를 붓는 단계; 상기 제1 적재판 및 제2 적재판에 진동력을 인가하는 단계; 구동 회로 기판 상의 전극을 Micro-LED 소자에 본딩시키는 단계; 를 포함하며, Micro-LED 대량 전이 장치는 상기 방법 중의 부재를 포함하고, 패키징 구조는 상기 전이 방법에 의해 제조되며, 디스플레이 장치는 패키징 구조를 포함한다. 본 출원에서, 제2 적재판을 향해 Micro-LED 소자를 배치로 부어, 진동력의 작용 하에 Micro-LED 소자가 제1 적재판 내에 떨어지도록 하고, Micro-LED 소자를 전극에 본딩시킨 후 Micro-LED 소자의 대량 전이를 구현한다.
CN107527896A에서는 RGB 발색 기반 Micro-LED 패키징 구조를 개시하였고, 해당 구조는 두 개의 독립적인 제1 캐비티 및 제2 캐비티가 설치되어 있는 본체를 포함하며, 제1 캐비티 내에는 제1 청색 칩, 녹색 칩 및 제1 캠슐화 층이 설치되어 있고, 제1 캠슐화 층은 제1 청색 칩과 녹색 칩을 완전히 감싸 캡슐화하며; 제2 캐비티에는 제2 청색 칩 및 제2 캠슐화 층이 설치되어 있고, 제2 캠슐화 층 내에는 적색 형광분이 설치되어 있으며, 제2 캠슐화 층은 제2 청색 칩을 완전히 감싸 캡슐화하며, 적색 형광분은 제2 청색 칩에서 방출되는 청색광을 완전히 흡수하기 때문에 제2 캐비티에서 적색광만 방출되고, 재2 캐비티에서는 제2 청색 칩 및 제2 캠슐화 층의 적색 형광분을 통해 적색광을 구현하되, 제1 캐비티 중의 청색 칩, 녹색 칩에서 방출되는 청색광, 녹색광과 배합되어, 삼원색 발광을 구현하며, 전류에 의해 혼색 효과를 제어한다.
본 출원에서는 Micro-LED의 다이 본딩 방법을 제공한다.
본 출원의 실시예에서는 Micro-LED의 다이 본딩 방법을 제공하고, 상기 Micro-LED의 다이 본딩 방법은, PCB 기판의 다이 본딩 위치에 주석 도금하여, 주석 도금층을 얻는 단계; 상기 주석 도금 층에 보호층 및 플럭스제층을 순차적으로 추가하여, 전처리 PCB 기판을 얻는 단계; 및 Micro-LED 플립 칩을 상기 전처리 PCB 기판 상으로 전이하고, 리플로우 및 다이 본딩하여 Micro-LED의 다이 본딩을 완성하는 단계; 를 포함한다.
Micro-LED의 다이 본딩 방법은 솔더 페이스트 인쇄 공정 프로세스를 줄일 수 있어, 솔더 페이스트 프린터를 투입할 필요가 없고, 스틸 망을 제조할 필요가 없기 때문에, 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 출원의 구체적인 실시 형태에서 제공하는 Micro-LED의 다이 본딩 방법의 구조 개략도이다.
도 2는 본 출원의 구체적인 실시 형태에서 사용되는 PCB 기판의 구조 개략도이다.
도 1 및 도 2에 나타난 바와 같이, 도 1은 본 출원의 실시예에서 제공하는 Micro-LED의 다이 본딩 방법의 구조 개략도이고; 도 2는 본 출원의 실시예에서 사용되는 PCB 기판의 구조 개략도이다.
실시예 1
본 실시예에서는 Micro-LED의 다이 본딩 방법을 제공하고, 상기 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다.
단계 (1): PCB 기판의 다이 본딩 위치에 주석 도금하여, 주석 도금층을 얻으며, 상기 주석 도금층의 두께는 15μm이다.
단계 (2): 단계 (1)에서 얻은 주석 도금층에 보호층 및 플럭스제층을 순차적으로 추가하여 전처리 PCB 기판을 얻되, 상기 플럭스제층의 두께는 1μm이고, 상기 보호층을 추가하는 방법은 보호 필름을 부착하는 것이며, 플럭스제층은 스프레이 공정을 이용한다.
단계 (3): 주석을 함유한 Micro-LED 플립 칩을 단계 (2)에서 얻은 상기 전처리 PCB 기판 상으로 전이하고, 리플로우 프로파일(reflow profile)을 조절한 후 리플로우 및 다이 본딩함으로써, Micro-LED의 다이 본딩을 완성한다.
실시예 2
본 실시예에서는 Micro-LED의 다이 본딩 방법을 제공하고, 상기 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다.
단계 (1): PCB 기판의 다이 본딩 위치에 주석 도금하여, 주석 도금층을 얻으며, 상기 주석 도금층의 두께는 30μm이다.
단계 (2): 단계 (1)에서 얻은 주석 도금층에 보호층 및 플럭스제층을 순차적으로 추가하여 전처리 PCB 기판을 얻되, 상기 플럭스제층의 두께는 5μm이고, 상기 보호층을 추가하는 방법은 보호 필름을 부착하는 것이며, 플럭스제층은 스프레이 공정을 이용한다.
단계 (3): 주석을 함유한 Micro-LED 플립 칩을 단계 (2)에서 얻은 상기 전처리 PCB 기판 상으로 전이하고, 리플로우 프로파일을 조절한 후 리플로우 및 다이 본딩함으로써, Micro-LED의 다이 본딩을 완성한다.
실시예 3
본 실시예에서는 Micro-LED의 다이 본딩 방법을 제공하고, 상기 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다.
단계 (1): PCB 기판의 다이 본딩 위치에 주석 도금하여, 주석 도금층을 얻으며, 상기 주석 도금층의 두께는 20μm이다.
단계 (2): 단계 (1)에서 얻은 주석 도금층에 보호층 및 플럭스제층을 순차적으로 추가하여 전처리 PCB 기판을 얻되, 상기 플럭스제층의 두께는 2μm이고, 상기 보호층을 추가하는 방법은 유기솔더보존제(Organic Solderability Preservatives, OSP) 공정이며, 플럭스제층은 스프레이 공정을 이용한다.
단계 (3): 주석을 함유한 Micro-LED 플립 칩을 단계 (2)에서 얻은 상기 전처리 PCB 기판 상으로 전이하고, 리플로우 프로파일을 조절한 후 리플로우 및 다이 본딩함으로써, Micro-LED의 다이 본딩을 완성한다.
실시예 4
본 실시예에서는 Micro-LED의 다이 본딩 방법을 제공하고, 상기 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다.
단계 (1): PCB 기판의 다이 본딩 위치에 주석 도금하여, 주석 도금층을 얻으며, 상기 주석 도금층의 두께는 25μm이다.
단계 (2): 단계 (1)에서 얻은 주석 도금층에 보호층 및 플럭스제층을 순차적으로 추가하여 전처리 PCB 기판을 얻되, 상기 플럭스제층의 두께는 3μm이고, 상기 보호층을 추가하는 방법은 OSP 공정이며, 플럭스제층은 스프레이 공정을 이용한다.
단계 (3): 주석을 함유한 Micro-LED 플립 칩을 단계 (2)에서 얻은 상기 전처리 PCB 기판 상으로 전이하고, 리플로우 프로파일을 조절한 후 리플로우 및 다이 본딩함으로써, Micro-LED의 다이 본딩을 완성한다.
본 출원의 실시예 1 내지 실시예 4에서 사용된 주석 도금 방법은 화학적 주석 도금 방법이고, 도금액 중 금속 이온은 환원제의 작용 하에 매트릭스 활성 표면 상에 증착된다. 화학적 주석 도금된 주석층 두께는 균일하기 때문에, 외부 전원공급 장치가 필요하지 않다.
본 출원의 실시예 1 내지 실시예 4에서 사용된 리플로우 및 다이 본딩 공정(reflowing and die bonding process)은 먼저 진공 펑핑한 다음 질소가스를 충진하여 부압을 보정하는바, 상기 질소가스의 농도는 99.99%보다 크다.
본 출원의 실시예 1 내지 실시예 2에서 사용된 보호 필름은 UV 경화성 필름이고, 실시예 3 내지 실시예 4의 OSP 공정의 재료 유형으로는 로진계(Rosin), 활성 수지계(ActiveResin) 및 아졸계(Azole)가 있으며, 본 실시예에서는 아졸계 OSP를 선택한다. 여기서, 상기 보호 필름은 사용 시 떼어내어, 조작 가능한 기한 내에 다이 본딩 및 리플로우를 완성해야 한다.
본 출원의 실시예 1 내지 실시예 4에서 사용된 Micro-LED의 다이 본딩 방법은 관련 기술의 금 도금 방법에 비해, 비용을 20%~30% 절약할 수 있다.
관련 기술방안과 비교하면, 본 출원은 적어도 아래와 같은 유익한 효과를 가진다.
본 출원에서는 금 도금 대신 주석 도금 및 산화 방치층을 추가하는 공정을 이용함으로써, PCB 기판의 비용을 20%~30% 낮추고, 전극에 주석이 함유된 플립 칩을 배합하여 사용함으로써, 솔더 페이스트 프린팅 공정 프로세스를 줄일 수 있고, 솔더 페이스트 프린터를 투입할 필요가 없으며, 스틸 망을 제조할 필요가 없기 때문에, 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (9)

  1. Micro-LED의 다이 본딩 방법에 있어서,
    PCB 기판의 다이 본딩 위치에 주석 도금하여, 주석 도금층을 얻는 단계;
    상기 주석 도금 층에 보호층 및 플럭스제층을 순차적으로 추가하여, 전처리 PCB 기판을 얻는 단계; 및
    Micro-LED 플립 칩을 상기 전처리 PCB 기판 상으로 전이하고, 리플로우 및 다이 본딩하여 Micro-LED의 다이 본딩을 완성하는 단계; 를 포함하는 Micro-LED의 다이 본딩 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주석 도금층의 두께는 5μm~30μm인 Micro-LED의 다이 본딩 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 보호층을 추가하는 방법은 보호 필름을 부착하는 것 또는 유기솔더보존제(OSP) 공정 중의 임의의 1종을 포함하는 Micro-LED의 다이 본딩 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플럭스제는 유기 무세척 플럭스제: 케톤계, 알코올계 또는 에스테르계 중의 적어도 하나를 포함하는 Micro-LED의 다이 본딩 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플럭스제층의 두께는 1μm~5μm인 Micro-LED의 다이 본딩 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 Micro-LED 플립 칩은 주석을 함유한 Micro-LED 플립 칩인 Micro-LED의 다이 본딩 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리플로우 및 다이 본딩 전에, 리플로우 프로파일을 조절하는 단계를 더 포함하는 Micro-LED의 다이 본딩 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리플로우 및 다이 본딩은 진공 펌핑 후 질소가스를 충진하여 부압을 보정하는 것을 포함하며, 상기 질소가스의 농도는 99.99%보다 큰 Micro-LED의 다이 본딩 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주석 도금층의 두께는 5μm~30μm이고;
    상기 플럭스제층의 두께는 1μm~5μm이며, 상기 보호층을 추가하는 방법은 보호 필름을 부착하는 것 또는 유기솔더보존제(OSP) 공정 중의 임의의 1종인 Micro-LED의 다이 본딩 방법.
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