KR102501887B1 - LED Pixel Package including Active Pixel IC and Method Thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 발광 소자 패키징 방법은 발광 소자 구동 회로와 패시베이션 막이 형성된 기판의 제1 면에 구동 회로와 전기적으로 연결된 패드(pad)와 전기적으로 연결된 범프(bump)를 형성하는 단계와, 범프와 접촉하도록 발광 소자를 배치하여 접합하는 단계와, 발광 소자를 몰드하는 단계와, 기판을 관통하여 구동 회로와 전기적으로 연결된 외부 접속 단자를 형성하는 단계 및 기판을 다이싱(dicing)하는 단계를 포함한다.A light emitting device packaging method according to the present invention comprises the steps of forming a bump electrically connected to a pad electrically connected to a driving circuit on a first surface of a substrate on which a light emitting device driving circuit and a passivation film are formed, and contacting the bump. The method includes arranging and bonding the light emitting element so as to do so, molding the light emitting element, forming an external connection terminal electrically connected to the driving circuit through the substrate, and dicing the substrate.
Description
본 기술은 능동화소 IC를 포함하는 발광소자 픽셀 패키지 및 그 패키징 방법에 관한 것으로서, 발광 소자와 이를 구동하는 구동회로를 높은 밀도로 패키징할 수 있는 패키징 방법과 그에 따른 패키지를 제공하는 기술에 관한 것이다. The present technology relates to a light emitting device pixel package including an active pixel IC and a packaging method thereof, and relates to a packaging method capable of packaging a light emitting device and a driving circuit for driving the light emitting device with high density and a technology for providing a package accordingly. .
최근 광학 영상기기의 소형화 추세로 인해, 영상구현을 위한 광학 영상기기의 광원으로써 발광소자(LED, OLED)가 많은 주목을 받고 있으며, 특히 최근 발광 소자의 조도 및 광량이 크게 향상되어 단일 패키지를 사용한 광학 영상구현이 가능해짐에 따라 소형 광학 영상기기 등에 최적화된 발광소자 패키지의 개발이 이슈가 되고 있다.Due to the recent miniaturization trend of optical imaging devices, light emitting devices (LED, OLED) are receiving a lot of attention as light sources of optical imaging devices for realizing images. As optical imaging becomes possible, development of a light emitting device package optimized for small optical imaging devices is becoming an issue.
이와 같은 LED 패키지의 표면 색상은 휘도 및 반사율을 높이기 위해 일반적으로 투명소재로 이루어지는데, 종래의 LED패키지가 전광판 및 디스플레이 기기 등에 적용됨에 따라, LED 패키지의 표면이 외부로 노출되는 경우가 빈번하게 발생한다. The surface color of such an LED package is generally made of a transparent material to increase luminance and reflectance. As the conventional LED package is applied to electronic signboards and display devices, the surface of the LED package is frequently exposed to the outside. do.
그리고, LED 패키지를 디스플레이장치로 적용하는 경우, 다수의 LED 패키지를 가로, 세로 방향으로 기판에 배열하여 LED 패키지 모듈을 제조하고, 이와 같은 LED 패키지 모듈을 케이스에 장착한 후, 다수를 조합하여 LED 디스플레이장치로 사용하기도 한다. In addition, when the LED package is applied to a display device, a plurality of LED packages are arranged on a board in the horizontal and vertical directions to manufacture an LED package module, and after mounting the LED package module in a case, a plurality of LED packages are combined to produce an LED. It can also be used as a display device.
이러한 LED 디스플레이장치는, 실외 또는 실내에서 주변광이 존재하는 상태에서 사용되므로 LED 패키지 모듈 또는 이를 포함하는 LED 디스플레이 장치의 명암비가 낮은 경우, 선명도가 현저하게 저하되어 깨끗한 문자 및 영상을 볼 수 없는 단점을 지닌다.Since these LED display devices are used outdoors or indoors in the presence of ambient light, when the contrast ratio of the LED package module or the LED display device including the same is low, the sharpness is significantly lowered, so that clear text and images cannot be seen. has
상기 명암비(contrast ratio)는, 가장 어두울 때와 가장 밝을 때의 밝기간의 비율을 나타내는 것으로서, 흑백의 비율이 클수록 좋은 제품이고, 명암비가 클수록 화면의 구분이 뚜렷하고 보다 정확한 색상을 표시할 수 있다.The contrast ratio indicates the ratio between brightness at the darkest time and at the brightest time. The larger the ratio of black and white, the better the product, and the larger the contrast ratio, the clearer the screen distinction and more accurate color can be displayed.
이를 개선하기 위해 LED 패키지의 상측 부분에 빛을 차단하는 그늘 역할을 하는 썬쉐이드(sun shade)를 구비하거나 또는 LED 패키지 양측에서, 빛을 가두어 주도록 돌기 형상으로 경사지게 형성된 라이트 트랩 딜리버(light-traps deliver)를 구비하여 명암비를 개선하기도 하나, 이와 같은 방법으로 명암비를 어느 정도 개선할 수는 있지만, 대폭적으로 개선시키지 못하는 문제점이 있었다. In order to improve this, a sun shade that acts as a shade to block light is provided on the upper part of the LED package, or a light-trap deliverer formed inclined in a protrusion shape to confine light is provided on both sides of the LED package. ) is provided to improve the contrast ratio, but in this way, the contrast ratio can be improved to some extent, but there is a problem that it is not significantly improved.
한편, 최근 상업용 실외 및 실내 전광판의 구현에 있어, 그 디스플레이 화질을 개선하기 위해서 화소의 크기는 작아지는 반면, 화면의 크기는 더 커지는 추세로 발전하고 있다. On the other hand, in the recent implementation of commercial outdoor and indoor electronic signboards, the pixel size is reduced to improve the display quality, while the size of the screen is developing in a trend of increasing.
고명암비, 양호한 색재현성 및 높은 해상도를 얻기 위해 많은 수의 화소를 이용하여 디스플레이를 형성하는 것이 일반적이다. 특히 높은 밀도로 픽셀을 배치하기 위하여는 발광 소자와 이를 구동하는 발광 소자 구동회로를 고밀도로 배치하는 것이 요청되고 있다. It is common to form a display using a large number of pixels in order to obtain a high contrast ratio, good color reproducibility and high resolution. In particular, in order to arrange pixels at a high density, it is required to arrange a light emitting element and a light emitting element driving circuit for driving the light emitting element at a high density.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 발광 소자와 이를 구동하는 구동회로를 높은 밀도로 패키징할 수 있는 패키징 방법과 그에 따른 패키지를 제공하는 것에 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a packaging method capable of packaging a light emitting device and a driving circuit for driving the light emitting device with high density, and a package accordingly.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the present invention. .
본 발명에 의한 발광 소자 패키징 방법은 발광 소자 구동 회로와 패시베이션 막이 형성된 기판의 제1 면에 구동 회로와 전기적으로 연결된 패드(pad)와 전기적으로 연결된 범프(bump)를 형성하는 단계와, 범프와 접촉하도록 발광 소자를 배치하여 접합하는 단계와, 발광 소자를 몰드하는 단계와, 기판을 관통하여 구동 회로와 전기적으로 연결된 외부 접속 단자를 형성하는 단계 및 기판을 다이싱(dicing)하는 단계를 포함한다.A light emitting device packaging method according to the present invention comprises the steps of forming a bump electrically connected to a pad electrically connected to a driving circuit on a first surface of a substrate on which a light emitting device driving circuit and a passivation film are formed, and contacting the bump. The method includes arranging and bonding the light emitting element so as to do so, molding the light emitting element, forming an external connection terminal electrically connected to the driving circuit through the substrate, and dicing the substrate.
본 발명의 어느 한 모습에서, 범프를 형성하는 단계는, 패드에 전도성 물질로 필라(pillar)를 성장시키는 단계 및 필라의 상부에 접착 물질을 형성하는 단계를 포함한다.In one aspect of the present invention, forming the bumps includes growing pillars of a conductive material on the pads and forming an adhesive material on top of the pillars.
본 발명의 어느 한 모습에서, 필라를 성장시키는 단계는, 전도성 물질을 도금하여 필라를 성장시켜 수행하고, 접착 물질을 형성하는 단계는, 필라에 솔더 볼을 형성하여 수행한다.In one aspect of the present invention, the step of growing the pillars is performed by plating a conductive material to grow the pillars, and the step of forming the adhesive material is performed by forming solder balls on the pillars.
본 발명의 어느 한 모습에서, 발광 소자를 배치하여 접합하는 단계는 R 발광 소자, G 발광 소자 및 B 발광 소자 중 적어도 하나를 배치하고 접합하여 수행한다.In one aspect of the present invention, the step of arranging and bonding the light emitting elements is performed by arranging and bonding at least one of the R light emitting element, the G light emitting element, and the B light emitting element.
본 발명의 어느 한 모습에서, 발광 소자를 몰드하는 단계는, 적어도 발광 소자의 발광부를 덮되, 발광 소자가 발광한 빛이 투과되는 두께로 몰드한다.In one aspect of the present invention, the step of molding the light emitting element, while at least covering the light emitting part of the light emitting element, the mold is molded to a thickness through which light emitted by the light emitting element is transmitted.
본 발명의 어느 한 모습에서, 발광 소자를 몰드하는 단계는, 흑색 수지(black resin)로 몰드를 수행한다.In one aspect of the present invention, in the step of molding the light emitting device, the molding is performed with a black resin.
본 발명의 어느 한 모습에서, 발광 소자를 몰드하는 단계는, 광 투과율이 70% 이상인 수지로 수행한다.In one aspect of the present invention, the step of molding the light emitting device is performed with a resin having a light transmittance of 70% or more.
본 발명의 어느 한 모습에서, 외부 접속 단자를 형성하는 단계 이전에 기판의 두께를 감소시키도록 기판의 제2 면을 그라인딩하는 백 그라인딩(back grinding) 단계를 더 수행한다.In one aspect of the present invention, a back grinding step of grinding the second surface of the board to reduce the thickness of the board is further performed before the step of forming the external connection terminal.
본 발명의 어느 한 모습에서, 외부 접속 단자를 형성하는 단계는, 구동 회로와 전기적으로 연결되도록 기판을 관통하는 관통 비아를 형성하는 단계와 노출된 관통 비아의 표면에 접착 물질을 형성하는 단계를 포함한다.In one aspect of the present invention, the forming of the external connection terminal includes forming a through via penetrating the substrate to be electrically connected to the driving circuit and forming an adhesive material on the exposed surface of the through via. do.
본 발명의 어느 한 모습에서, 접착 물질은 솔더 볼이다.In one aspect of the invention, the adhesive material is a solder ball.
본 발명의 어느 한 모습에서, 기판은 실리콘 웨이퍼이다. In one aspect of the invention, the substrate is a silicon wafer.
본 발명의 어느 한 모습에서, 외부 접속 단자를 형성하는 단계는 외부 접속 단자를 상기 기판의 제2 면에 형성하되, 제2면은 상기 제1 면과 반대 방향이다.In one aspect of the present invention, the step of forming external connection terminals is to form external connection terminals on a second surface of the board, the second surface being opposite to the first surface.
본 발명의 다른 모습에 의한 발광 소자 패키지는: 발광 소자를 구동하는 구동 회로가 형성된 실리콘 기판; 실리콘 기판 상에 적층된 발광 소자; 발광 소자와 구동 회로를 전기적으로 연결하는 범프(bump) 및 발광 소자를 몰드하는 몰드를 포함한다.A light emitting device package according to another aspect of the present invention includes: a silicon substrate on which a driving circuit for driving a light emitting device is formed; a light emitting element stacked on a silicon substrate; A bump electrically connecting the light emitting element and the driving circuit and a mold for molding the light emitting element are included.
본 발명의 다른 모습에서 발광 소자 패키지는, 구동 회로가 형성된 실리콘 기판의 제1 면을 보호하는 패시베이션 막 및 패시베이션 막 내부에 위치하여 구동 회로와 전기적으로 연결되는 배선(Metal Routing) 층을 더 포함한다.In another aspect of the present invention, the light emitting device package further includes a passivation film for protecting the first surface of the silicon substrate on which the driving circuit is formed and a metal routing layer located inside the passivation film and electrically connected to the driving circuit .
본 발명의 다른 모습에서, 범프는, 배선 층과 전기적으로 연결된다.In another aspect of the present invention, the bump is electrically connected to the wiring layer.
본 발명의 다른 모습에서, 발광 소자 패키지는, 실리콘 기판을 관통하며, 일단이 배선 층과 전기적으로 연결된 관통 비아 및 관통 비아의 타단에 위치하여 발광 소자 패키지를 외부에 접합하여 전기적으로 연결되도록 하는 솔더 볼을 더 포함한다.In another aspect of the present invention, a light emitting device package penetrates a silicon substrate, one end of which is electrically connected to a wiring layer and a through via located at the other end of the through via to bond the light emitting device package to the outside so that it is electrically connected contains more balls
본 발명의 다른 모습에서, 몰드는, 흑색 수지 몰드로, 발광 소자가 발광하는 광을 투과하는 정도의 두께로 형성된다.In another aspect of the present invention, the mold is a black resin mold, and is formed to a thickness sufficient to transmit light emitted from the light emitting element.
본 발명의 다른 모습에서, 몰드는, 발광 소자가 발광하는 광을 적어도 70% 투과하는 물질로 형성된다.In another aspect of the present invention, the mold is formed of a material that transmits at least 70% of the light emitted by the light emitting element.
본 발명의 다른 모습에서, 발광 소자는 R 발광 소자, G 발광 소자 및 B 발광 소자 중 적어도 어느 하나를 포함한다.In another aspect of the present invention, the light emitting device includes at least one of an R light emitting device, a G light emitting device, and a B light emitting device.
본 발명의 다른 모습에서, 발광 소자는, 발광 다이오드(light emitting diode) 및 OLED(organic light emitting diode) 중 어느 하나를 포함한다.In another aspect of the present invention, the light emitting element includes any one of a light emitting diode (light emitting diode) and an organic light emitting diode (OLED).
본 발명에 의하면 기판 단위로 몰딩을 수행하고, 패키지 개별화를 수행하므로 제조 공정이 간단하다. 따라서, 본 실시예에 따른 패키징 방법에 의하면 높은 생산성을 가져 제조 단가를 낮출 수 있다는 장점이 제공된다. According to the present invention, since molding is performed on a substrate basis and package individualization is performed, the manufacturing process is simple. Therefore, according to the packaging method according to the present embodiment, the advantage of being able to lower the manufacturing cost due to high productivity is provided.
나아가, 본 발명은 구동 회로가 형성된 기판에 발광 소자를 적층하여 수행되므로 작은 면적을 가지는 발광 소자 패키지를 형성할 수 있으며, 이들을 집적하여 높은 밀도로 고 해상도의 디스플레이를 형성할 수 있다는 장점이 제공된다.Furthermore, since the present invention is carried out by laminating light emitting devices on a substrate on which a driving circuit is formed, a light emitting device package having a small area can be formed, and a high resolution display can be formed with high density by integrating them. .
도 1 내지 도 5 및 도 7은 본 발명에 의한 LED 픽셀 패키지 제조 공정의 개요를 도시하기 위한 공정 단면도이다.
도 6은 다이싱(dicing)된 기판(100)을 개요적으로 도시한 예시도이다.
도 8은 본 실시예에 의한 발광 소자 패키지(10)의 개요를 도시한 블록도이다.
도 9(a)는 본 실시예에 의하여 형성된 패키지(10)가 발광하지 않을 때를 개요적으로 도시한 도면이고, 도 9(b)는 본 실시예에 의하여 형성된 패키지가 발광할 때를 개요적으로 도시한 도면이며, 도 9(c) 본 실시예에 의한 패키지의 배면도이다. 1 to 5 and 7 are process cross-sectional views for showing the outline of the LED pixel package manufacturing process according to the present invention.
6 is an exemplary diagram schematically illustrating a
8 is a block diagram showing the outline of the light
9(a) is a diagram schematically illustrating a case in which the
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to the usual or dictionary meaning, and the inventor appropriately uses the concept of the term in order to explain his/her invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical ideas of the present invention, so various alternatives can be made at the time of this application. It should be understood that there may be equivalents and variations.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 의한 LED(Light Emitting Device) 픽셀 패키지의 제조 방법을 설명한다. 도 1 내지 도 5 및 도 7은 본 발명에 의한 LED 픽셀 패키지 제조 공정의 개요를 도시하기 위한 공정 단면도이다. Hereinafter, a method of manufacturing a light emitting device (LED) pixel package according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 to 5 and 7 are process cross-sectional views for showing the outline of the LED pixel package manufacturing process according to the present invention.
도 1을 참조하면, 발광 소자 구동 회로(110)와 패시베이션 막(200)이 형성된 기판(100)이 제공된다. 일 실시예로, 기판(100)은 반도체 웨이퍼일 수 있으며, 일 예로, 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 이하에서 설명될 바와 같이 기판(100)은 다이싱 과정에서 픽셀 별로 개별화(singulation)될 수 있다.Referring to FIG. 1 , a
기판(100)의 제1 면(S1)에는 발광 소자를 구동하는 구동 회로(110)가 형성될 수 있다. 구동 회로(110)는 외부에서 제공하는 구동 전압(VCC)과 기준 전압(GND)이 제공되어 구동 전력을 제공받고, 발광 제어 신호(S_SIG)와 데이터 신호(DATA)를 제공받고 발광 제어 신호(S_SIG)와 발광 데이터(DATA)에 상응하도록 발광 소자(300)를 제어한다.A
제1 면(S1)의 상부에는 패시베이션 막(passivation layer, 200)과 배선 층이 형성된다. 패시베이션 층(200)은 여러 층의 배선층들 사이의 절연을 제공하고, 노출된 제1 면(S1)과 외부를 차단하는 막으로, 유해한 환경으로부터 반도체 표면을 차단하여 반도체 특성을 안정화하고, 반도체 표면의 특성을 변경하는 이온을 흡수하거나 이동을 저지하는 등의 기능을 수행한다. A
도시되지 않은 배선 층은 발광 소자 패키지 내부의 전기적 연결을 수행한다. 일 실시예로, 배선 층은 구동 회로(110)와 제1 패드(210) 및 구동 회로(110)와 제2 패드(220)에 전기적으로 연결되며, 외부로부터 제공된 전원 또는 신호를 구동 회로(110)에 제공하거나, 구동 회로(110)가 제공하는 신호를 발광 소자에 전달하는 전기적 배선의 기능을 수행한다. 일 예로, 배선 층은 스퍼터(sputter), 또는 증착(evaporation) 등의 방법으로 형성될 수 있다. 배선 패턴은 도전성 금속으로 형성되며, 금(gold), 은(silver), 구리(copper), 알루미늄(aluminium) 등 재질에 국한되지 않는다. 일 실시예로, 패시베이션 막(200)과 배선 층은 필요에 따라 여러 층을 형성할 수 있다. A wiring layer (not shown) electrically connects the inside of the light emitting device package. In one embodiment, the wiring layer is electrically connected to the
제1 패드(210)에 상응하는 위치의 패시베이션 막(200)을 제거하여 제1 패드를 노출(O, pad open)한다. 일 실시예로, 제1 패드를 노출하는 과정은 포토 공정 및 레이저 공정 중 어느 하나로 수행될 수 있다.The first pad is exposed (O, pad open) by removing the
도 2를 참조하면, 노출된 제1 패드(210)에 범프(230)를 형성한다. 일 실시예로, 범프(230)를 형성하는 단계는, 마스크 프로세스를 사용하여 제1 패드(210)의 상부면에 시드층 패턴(미도시)을 형성한 후, 도금과정을 수행하여 도전성 필라(pillar, 232)를 성장시킨다. 일 예로, 도전성 필라(232)는 구리(Cu)로 형성할 수 있다. 목적하는 높이로 도전성 필라(232)가 형성되면 범프 상부에 주석은합금(SnAg) 등의 접착 물질을 형성하고, 리플로우(reflow) 과정으로 솔더볼(234)를 형성하여 범프(230)를 형성할 수 있다. 상기한 과정은 범프 형성의 일 실시예로, 통상의 기술자는 상기한 공정과 상이한 공정을 수행하여 자명하게 범프를 형성할 수 있다. Referring to FIG. 2 , bumps 230 are formed on the exposed
도 3을 참조하면, 범프(230)와 접촉하도록 발광 소자(300)를 배치하여 접합한다. 일 실시예로, 발광 소자(300)는 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode), 유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diode) 중 어느 하나일 수 있다. Referring to FIG. 3 , the
범프(230)와 발광 소자(300)의 비발광면(P2) 면에 형성된 연결 패드(310)가 상호 정렬되도록 발광 소자(300)를 범프(230)에 접합한다. 일 실시예로, 발광 소자(300)는 발광면(P1)에서 방출된 광이 외부로 제공되도록 접합될 수 있다. The
일 실시예로, 발광 소자(300)는 R 발광 소자(300R), G 발광 소자(300G) 및 B 발광 소자(300B)일 수 있으며, 동일한 패키지에 포함되어 구동 회로(110)에 전기적으로 연결될 수 있다. 일 예로, 단일한 패키지는 하나의 구동 회로(110)를 포함할 수 있으며 하나의 구동 회로로 R 발광 소자, G 발광 소자 및 B 발광 소자를 구동할 수 있다. 다른 예로, 단일한 패키지는 복수의 구동 회로(110)를 포함할 수 있으며 각각의 구동 회로는 R 발광 소자(300R), G 발광 소자(300G) 및 B 발광 소자(300B) 중 어느 하나 이상을 구동할 수 있다. In one embodiment, the
도 4를 참조하면, 발광 소자(300)를 몰드한다. 일 실시예로, 몰드하는 단계는 몰드가 형성되는 웨이퍼를 밀봉하고, 몰드를 형성하는 물질을 주입하면서 밀봉된 영역의 내부의 압력을 제거하면서 수행될 수 있다. 이와 같이 몰드를 형성함으로써 몰드가 채워지지 않는 공극이 형성되는 것을 방지할 수 있다. Referring to FIG. 4 , the
발광 소자(300)를 몰드하는 몰드(400)는 흑색 수지(black resin)일 수 있다. 몰드(400)는 발광 소자(300)가 제공하는 광을 70% 이상 투과할 수 있으며, 몰드(400)의 두께(t)는 발광 소자(300)의 발광면(P1)으로부터 5~20um일 수 있다. The
따라서, 패키지가 광을 제공하지 않을 때, 외부에는 몰드(400)의 색인 검정색만 관찰된다. 그러나, 발광 소자(300)가 광을 제공하면, 광은 몰드를 투과하므로 외부에서 발광 소자가 제공한 광을 관찰할 수 있다(도 9(b) 참조).Therefore, when the package does not provide light, only black, the color of the
본 실시예에 의한 발광 소자 패키징 방법은, 기판의 제2 면(S2)을 그라인딩하여 기판(100)의 두께를 감소시키는 백 그라인딩(back grinding) 단계를 더 포함할 수 있다. 다만, 백 그라인딩 단계는 기판(100)의 두께를 감소시키기 위한 것으로, 이미 충분한 두께를 가지는 기판(100)을 사용하는 경우에는 본 단계를 수행하지 않을 수 있다.The light emitting device packaging method according to the present embodiment may further include a back grinding step of reducing the thickness of the
도 5를 참조하면, 제2 패드(220)와 전기적으로 연결되도록 기판(100)을 관통하는 관통 비아(122)를 형성한다. 관통 비아(122)는 기판(100)의 제1 면(S1)과 제2 면(S2)을 관통하여 전기적으로 연결하는 비아이다. Referring to FIG. 5 , a through via 122 penetrating the
기판(100)의 제2 면(S2)에 관통 비아(122)가 형성될 영역이 열린 마스크 패턴(미도시)을 형성한 후, 이방성 식각(anisotropic etching)을 수행하여 제2 패드(220)가 노출될 때까지 기판(100)과 패시베이션 막(200)을 제거하여 관통공을 형성한다. 일 예로, 반응성 이온 에칭(RIE, reactive ion etching) 등의 플라즈마 에칭을 수행할 수 있다. 다른 실시예로, 레이저를 이용하여 제2 패드(220)가 노출될 때까지 기판(100)과 패시베이션 막(200)을 제거하여 관통공을 형성한다. After forming a mask pattern (not shown) in which the through via 122 is to be formed is opened on the second surface S2 of the
도전성 물질로 관통 비아(122)를 형성한다. 일 실시예로, 관통 비아(122)는 도금법을 이용하여 형성될 수 있다. 일 예로, 관통공에 도금의 시드 패턴(미도시)을 형성한 후, 도전성 물질을 성장시켜 기판(100)의 제1 면(S1)과 제2 면(S2)을 관통하고, 제2 패드(220)와 전기적으로 연결되는 관통 비아(120)을 형성할 수 있다. 일 예로, 도전성 물질은 구리(Cu)일 수 있다. 상술한 바와 같이 제2 패드(220)는 배선 층(미도시)를 통하여 구동 회로(110)과 전기적으로 연결된다. 따라서, 관통 비아(120)는 구동 회로(110)와 전기적으로 연결된다. Through-
일 실시예로, 관통 비아(122)의 표면에 솔더볼(124)을 형성한다. 솔더볼(122)은 관통 비아(122)가 노출된 기판의 제2 면(S2)의 표면에 주석(Sn) 등의 접착 물질을 형성하고, 리플로우(reflow) 과정을 수행하여 형성될 수 있다. In one embodiment, a
본 실시예에 의한 패키지(10)는 관통 비아(122)와 솔더볼(124)을 포함하는 외부 접속 단자(120, 도 7 참조)를 통하여 외부로부터 구동 전압(VCC), 접지 전압(GND), 발광 제어 신호(S_SIG) 및 데이터 신호(DATA)를 제공받고 제공 받은 신호들에 상응하도록 외부에 광을 제공한다. The
도 6은 다이싱(dicing)된 기판(100)을 개요적으로 도시한 도면이고, 도 7은 다이싱이 완료되어 개별화된 패키지(10)의 개요를 도시한 단면도이다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 몰드(400)가 형성된 기판(100)을 다이싱하여 패키지를 개별화할 수 있다. 기판을 다이싱하는 과정은 다이아몬드 톱(diamond saw)을 이용하여 기판(100)을 미리 정해진 구획으로 절단하여 수행될 수 있다. 다른 예로, 다이싱하는 과정은 레이저로 기판을 절단하여 수행될 수 있다. FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a
본 실시예에 의한 발광 소자 패키징 방법은 기판 단위로 몰딩을 수행하고, 패키지 개별화를 수행하므로 제조 공정이 간단하다. 따라서, 본 실시예에 따른 패키징 방법에 의하면 높은 생산성을 가져 제조 단가를 낮출 수 있다는 장점이 제공된다. 나아가, 본 실시예에 의한 발광 소자 패키징 방법은 구동 회로(110)가 형성된 기판에 발광 소자(300)를 적층하여 수행되므로 작은 면적을 가지는 발광 소자 패키지를 형성할 수 있으며, 이들을 집적하여 높은 밀도로 고 해상도의 디스플레이를 형성할 수 있다는 장점이 제공된다.In the light emitting device packaging method according to the present embodiment, the manufacturing process is simple because molding is performed on a substrate-by-substrate basis and package individualization is performed. Therefore, according to the packaging method according to the present embodiment, the advantage of being able to lower the manufacturing cost due to high productivity is provided. Furthermore, since the light emitting device packaging method according to the present embodiment is performed by laminating the
이하에서는 도 7 내지 도 9을 참조하여 본 실시예에 의한 발광 소자 패키지(10)을 설명한다. 도 8은 본 실시예에 의한 발광 소자 패키지(10)의 개요를 도시한 블록도이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 실시예에 의한 발광 소자 패키지(10)는 구동 회로(110)와 발광 소자(300)이 동일한 패키지에 패키지되되, 발광소자(300)는 구동 회로(110)가 형성된 기판에 적층된다. Hereinafter, the light emitting
발광 소자 패키지(10)는 외부 접속 단자(120)를 통하여 외부로부터 구동 전원(VCC), 기준 전압(GND)이 제공되어 구동 전력을 제공받는다. 구동 회로(110)는 외부 접속 단자(120)를 통하여 발광 소자(300R, 300G, 300B)의 발광을 제어하는 발광 제어 신호(S_SIG)와 데이터 신호(DATA)를 제공받고, 이에 상응하도록 발광 소자(300R, 300G, 300B)를 제어한다.The light emitting
도 9(a)는 본 실시예에 의하여 형성된 패키지(10)가 발광하지 않을 때를 개요적으로 도시한 도면이고, 도 9(b)는 본 실시예에 의하여 형성된 패키지(10)가 발광할 때를 개요적으로 도시한 도면이며, 도 9(c) 본 실시예에 의한 패키지의 배면도이다. 본 실시예에 의한 패키지(10)에 포함된 발광 소자가 발광하지 않을 때에는 도 9(a)로 예시된 것과 같이 몰드(400)를 형성하는 수지가 형성하는 검정색만 관찰된다. 그러나, 발광소자가 발광하는 경우에는, 발광 소자가 제공하는 광이 몰드(400)를 투과하여 외부로 제공되므로 패키지(10)가 제공하는 광을 관찰할 수 있다. 도 9(c)를 참조하면, 패키지(10)의 배면에는 외부로부터 젼력 및 구동 신호가 제공되는 접속 단자(122)들이 형성된다.9(a) is a diagram schematically illustrating a case in which the
이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.Although the present invention has been described in relation to specific embodiments of the present invention, this is only an example and the present invention is not limited thereto. Those skilled in the art to which the present invention belongs may change or modify the described embodiments without departing from the scope of the present invention, and within the scope of equivalents of the technical spirit of the present invention and the claims to be described below Many modifications and variations are possible.
10: 발광 소자 패키지 100: 기판
110: 구동 회로 120: 외부 접속 단자
122: 관통 비아 124: 솔더볼
200: 패시베이션 막 210: 제1 패드
220: 제2 패드 230: 범프
232: 필라 234: 솔더볼
300: 발광 소자 310: 패드
400: 몰드10: light emitting device package 100: substrate
110: driving circuit 120: external connection terminal
122 through via 124 solder ball
200: passivation film 210: first pad
220: second pad 230: bump
232: pillar 234: solder ball
300: light emitting element 310: pad
400: mold
Claims (9)
상기 범프와 접촉하도록 발광 소자를 배치하여 접합하는 단계와,
상기 발광 소자를 몰드하는 단계와,
상기 기판을 관통하여 상기 구동 회로와 전기적으로 연결된 외부 접속 단자를 형성하는 단계와,
상기 기판을 다이싱(dicing)하는 단계;를 포함하되,
상기 범프를 형성하는 단계는,
상기 제1 패드의 상부면에 마스크 패턴을 형성한 후 전도성 물질을 도금하여 필라(pillar)를 성장시키고, 상기 필라의 상부에 솔더볼을 형성하여 범프를 형성하되, 상기 범프의 상부에 주석은(SnAg) 합금으로 형성된 접착 물질을 도포하고, 리플로우(reflow) 공정으로 솔더볼(234)을 형성하며,
상기 발광 소자를 몰드하는 단계는,
흑색 수지(black resin)를 이용하여 적어도 상기 발광 소자의 발광부를 덮도록 형성하되, 상기 발광 소자가 발광한 빛의 광 투과율이 70% 이상이 되도록 몰드의 두께는 발광 소자의 발광면으로부터 5~20um의 범위 내에서 형성하며,
상기 외부 접속 단자를 형성하는 단계는,
기판의 제2 면에 관통 비아가 형성될 영역에 마스크 패턴을 형성한 후, 이방성 식각(anisotropic etching)을 수행하여 제2 패드가 노출될 때까지 기판과 패시베이션 막을 제거하여 관통공을 형성하는 단계;
관통공에 도금의 시드 패턴을 형성한 후, 도전성 물질을 성장시켜 기판의 제1 면과 제2 면을 관통하고, 상기 구동회로와 제2 패드와 전기적으로 연결되는 관통 비아를 형성하는 단계; 및
상기 관통 비아가 노출된 기판의 제2 면의 표면에 주석(Sn) 성분의 접착물질을 형성하고, 리플로우(reflow) 공정을 통해 솔더볼(124)을 형성하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키징 방법.
Forming a bump electrically connected to a first pad electrically connected to the driving circuit on a first surface of a substrate on which a light emitting element driving circuit and a passivation film are formed;
arranging and bonding a light emitting element so as to contact the bump;
Molding the light emitting device;
Forming an external connection terminal electrically connected to the driving circuit through the substrate;
Dicing the substrate; including,
Forming the bumps,
After forming a mask pattern on the upper surface of the first pad, plating a conductive material to grow pillars, forming solder balls on top of the pillars to form bumps, and tin (SnAg) on top of the bumps Applying an adhesive material formed of an alloy, forming a solder ball 234 through a reflow process,
Molding the light emitting device,
A black resin is used to cover at least the light emitting part of the light emitting element, but the thickness of the mold is 5 to 20um from the light emitting surface of the light emitting element so that the light transmittance of the light emitted by the light emitting element is 70% or more. Formed within the scope of
Forming the external connection terminal,
forming a through hole by removing the substrate and the passivation film until the second pad is exposed by performing anisotropic etching after forming a mask pattern on a second surface of the substrate in a region where through vias are to be formed;
forming a plating seed pattern in the through hole, then growing a conductive material to penetrate the first and second surfaces of the substrate, and forming through vias electrically connected to the driving circuit and the second pad; and
forming an adhesive material of tin (Sn) component on the surface of the second surface of the substrate where the through-via is exposed, and forming solder balls 124 through a reflow process;
A light emitting device packaging method comprising a.
R 발광 소자, G 발광 소자 및 B 발광 소자 중 적어도 어느 하나 이상을 배치하고 접합하여 수행하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키징 방법.
The method of claim 1, wherein the step of arranging and bonding the light emitting element,
A light emitting device packaging method characterized in that it is performed by arranging and bonding at least one of the R light emitting device, the G light emitting device and the B light emitting device.
상기 기판의 두께를 감소시키도록 상기 기판의 제2 면을 그라인딩하는 백 그라인딩(back grinding) 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키징 방법.
The method of claim 1, before forming the external connection terminal,
Light emitting device packaging method characterized in that further performing a back grinding (back grinding) step of grinding the second surface of the substrate to reduce the thickness of the substrate.
상기 외부 접속 단자를 형성하는 단계는
상기 외부 접속 단자를 상기 기판의 제2 면에 형성하되,
상기 제2면은 상기 제1 면과 반대 방향인 발광 소자 패키징 방법.
According to claim 1,
Forming the external connection terminal
Forming the external connection terminal on the second surface of the substrate,
The second surface is a light emitting device packaging method in an opposite direction to the first surface.
상기 발광 소자를 구동하는 구동 회로가 형성된 기판;
상기 기판 상에 적층된 발광 소자;
상기 발광 소자와 상기 구동 회로를 전기적으로 연결하는 범프(bump);
상기 발광 소자를 몰드하는 몰드;
상기 구동 회로가 형성된 상기 기판의 제1 면을 보호하는 패시베이션 막;
상기 패시베이션 막 내부에 위치하여 상기 구동 회로와 전기적으로 연결되는 배선(Metal Routing) 층;
상기 기판을 관통하며, 일단이 상기 배선 층과 전기적으로 연결된 관통 비아; 및
상기 관통 비아의 타단에 위치하여 상기 발광 소자 패키지를 외부에 접합하여 전기적으로 연결되도록 하는 솔더볼(124); 을 포함하되,
상기 범프는
제1 패드의 상부면에 마스크 패턴을 형성한 후 전도성 물질을 도금하여 필라(pillar)를 성장시키고, 상기 필라의 상부에 솔더볼을 형성하되, 상기 범프의 상부에 주석은(SnAg) 합금으로 형성된 접착 물질을 도포하고, 리플로우(reflow) 공정으로 솔더볼(234)을 형성하며,
상기 배선 층과 범프(bump)는 전기적으로 연결되고,
상기 관통 비아 및 솔더볼(124)는,
기판의 제2 면에 관통 비아가 형성될 영역에 마스크 패턴을 형성한 후, 이방성 식각(anisotropic etching)을 수행하여 제2 패드가 노출될 때까지 기판과 패시베이션 막을 제거하여 관통공을 형성하고,
상기 관통공에 도금의 시드 패턴을 형성한 후, 도전성 물질을 성장시켜 기판의 제1 면과 제2 면을 관통하고, 상기 구동회로와 제2 패드와 전기적으로 연결되는 관통 비아를 형성하며,
상기 관통 비아가 노출된 기판의 제2 면의 표면에 주석(Sn) 성분의 접착물질을 형성하고, 리플로우(reflow) 공정을 통해 솔더 볼(124)을 형성하고,
상기 몰드는,
흑색 수지(black resin)를 이용하여 적어도 상기 발광 소자의 발광부를 덮도록 형성하되, 상기 발광 소자가 발광한 빛의 광 투과율이 70% 이상이 되도록 몰드의 두께는 발광 소자의 발광면으로부터 5~20um의 범위 내에서 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
As a light emitting device package, the light emitting device package,
a substrate on which a driving circuit for driving the light emitting element is formed;
a light emitting element stacked on the substrate;
a bump electrically connecting the light emitting element and the driving circuit;
a mold for molding the light emitting element;
a passivation film protecting the first surface of the substrate on which the driving circuit is formed;
a metal routing layer positioned inside the passivation film and electrically connected to the driving circuit;
a through-via penetrating the substrate and having one end electrically connected to the wiring layer; and
a solder ball 124 positioned at the other end of the through-via to electrically connect the light emitting device package to the outside; Including,
The bump
After forming a mask pattern on the upper surface of the first pad, plating a conductive material to grow a pillar, forming a solder ball on the upper part of the pillar, and an adhesive material formed of a tin silver (SnAg) alloy on the upper part of the bump. is applied, and a solder ball 234 is formed by a reflow process,
The wiring layer and the bump are electrically connected,
The through-via and solder ball 124,
After forming a mask pattern on the second surface of the substrate in an area where through vias are to be formed, performing anisotropic etching to remove the substrate and the passivation film until the second pad is exposed to form through holes;
After forming a plating seed pattern in the through hole, a conductive material is grown to penetrate the first and second surfaces of the substrate and form a through via electrically connected to the driving circuit and a second pad;
An adhesive material of tin (Sn) component is formed on the surface of the second surface of the substrate where the through-via is exposed, and a solder ball 124 is formed through a reflow process,
The mold,
A black resin is used to cover at least the light emitting part of the light emitting element, but the thickness of the mold is 5 to 20um from the light emitting surface of the light emitting element so that the light transmittance of the light emitted by the light emitting element is 70% or more A light emitting device package, characterized in that formed within the range of.
R 발광 소자, G 발광 소자 및 B 발광 소자 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
The method of claim 6, wherein the light emitting device,
A light emitting device package comprising at least one or more of an R light emitting device, a G light emitting device, and a B light emitting device.
발광 다이오드(light emitting diode) 및 OLED(organic light emitting diode) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.The method of claim 6, wherein the light emitting device,
A light emitting device package comprising any one of a light emitting diode and an organic light emitting diode (OLED).
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