特開 2022-94269 磁気ＬＥＤダイ移載用アライメントモジュール、及びそのアライメント方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022094269

(43)【公開日】2022-06-24

(54)【発明の名称】磁気ＬＥＤダイ移載用アライメントモジュール、及びそのアライメント方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/00 20100101AFI20220617BHJP

   H01L 33/62 20100101ALI20220617BHJP

   H01L 21/52 20060101ALI20220617BHJP

   H01L 25/18 20060101ALI20220617BHJP

【ＦＩ】

H01L33/00 H

H01L33/62

H01L21/52 F

H01L25/04 Z

【審査請求】有

【請求項の数】18

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021015269

(22)【出願日】2021-02-02

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-05-23

(31)【優先権主張番号】109144076

(32)【優先日】2020-12-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(71)【出願人】

【識別番号】517370630

【氏名又は名称】晶呈科技股▲分▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100082418

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 朔生

(74)【代理人】

【識別番号】100167601

【弁理士】

【氏名又は名称】大島 信之

(74)【代理人】

【識別番号】100201329

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 真二郎

(74)【代理人】

【識別番号】100220917

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 忠大

(74)【代理人】

【識別番号】110001151

【氏名又は名称】あいわ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】劉 埃森

(72)【発明者】

【氏名】馮 祥▲アン▼

(72)【発明者】

【氏名】▲トウ▼ 家▲ウェイ▼

(72)【発明者】

【氏名】陳 亞理

【テーマコード（参考）】

5F047

5F142

【Ｆターム（参考）】

5F047AA01

5F047AB03

5F047BA06

5F047CA08

5F047CB05

5F047FA07

5F047FA14

5F142AA82

5F142AA84

5F142BA32

5F142CA03

5F142CD02

5F142CD13

5F142CD23

5F142EA02

5F142EA12

5F142EA31

(57)【要約】

【課題】ダイを移載する時間及びコストを大幅に節約し、大量移載に応用できる磁気ＬＥＤダイ移載用アライメントモジュールを提供すること。
【解決手段】磁気ＬＥＤダイ移載用アライメントモジュールは、凹部を有するバックプレーン、磁気ＬＥＤダイ、及び磁気吸引装置を備え、磁気吸引装置は、凹部に対応して凹部の下方に設けられる。磁気ＬＥＤダイは、磁気金属基板、及び磁気金属基板上に形成される周辺電極を有する。周辺電極は、環状に磁気金属基板の内側の端の近傍に設けられる。凹部の深さは、磁気金属基板の厚さと等しい。凹部及び磁気吸引装置を利用し、磁気ＬＥＤダイを吸引、受容し、位置合わせてバックプレーンに移載する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バックプレーン、磁気吸引装置、及び磁気ＬＥＤダイを有する磁気ＬＥＤダイ移載用アライメントモジュールであって、
前記バックプレーンは、凹部を有し、
前記磁気吸引装置は、前記凹部に対応して前記凹部の下方に設けられ、
前記磁気ＬＥＤダイは、磁気金属基板、及び前記磁気金属基板上に形成される周辺電極を有し、
前記周辺電極は、前記磁気金属基板の上に、その端の内側の近傍に環状に設けられ、前記バックプレーンのパッドに電気的に接続され、
前記凹部の深さは、前記磁気金属基板の厚さと等しく、
前記凹部及び前記磁気吸引装置の磁気を利用し、前記磁気ＬＥＤダイを吸引、受容し、位置合わせして前記凹部に移載することを特徴とする、
磁気ＬＥＤダイ移載用アライメントモジュール。

【請求項2】

前記磁気吸引装置は、前記バックプレーンにおける前記凹部に対応する底層に埋設されることを特徴とする、
請求項１に記載のアライメントモジュール。

【請求項3】

前記磁気吸引装置は、前記バックプレーンの外部に設けられることを特徴とする、
請求項１に記載のアライメントモジュール。

【請求項4】

前記凹部の前記深さ及び前記磁気金属基板の前記厚さは、３０μｍ～５０μｍであることを特徴とする、
請求項１に記載のアライメントモジュール。

【請求項5】

前記磁気ＬＥＤダイは、エピタキシャル層及び透明絶縁層をさらに有し、
前記エピタキシャル層は、前記磁気金属基板の頂面に設けられ、
前記透明絶縁層は、前記エピタキシャル層を覆って設けられ、
前記周辺電極は、前記透明絶縁層を貫通して設けられ、前記透明絶縁層の底部の前記エピタキシャル層に電気的に接続され、
前記磁気ＬＥＤダイは、縦型ＬＥＤダイであり、初期透磁率を有し、
前記磁気金属基板は、前記初期透磁率によって前記エピタキシャル層に微小電流を流すことを特徴とする、
請求項１に記載のアライメントモジュール。

【請求項6】

前記バックプレーンの前記パッドは、第１半導体型パッド及び第２半導体型パッドを有し、
前記第１半導体型パッド及び前記第２半導体型パッドは、それぞれ異なる導電形態を有し、前記凹部の両側に設けられることを特徴とする、
請求項１に記載のアライメントモジュール。

【請求項7】

前記第１半導体型パッド及び前記第２半導体型パッドは、それぞれソルダーによって前記周辺電極及び前記磁気金属基板に電気的に接続され、
前記ソルダーが前記第１半導体型パッド又は前記第２半導体型パッドの外側接点に位置する部分は、前記周辺電極と１０μｍ以下の距離を隔て、
電気絶縁層は、短絡を避けるために前記パッドと、前記ソルダーと、前記周辺電極と、前記周辺電極の底部の透明絶縁層との間に設けられることを特徴とする、
請求項６に記載のアライメントモジュール。

【請求項8】

前記凹部及び前記磁気金属基板は、それぞれ長さ及び幅を有し、
前記凹部の前記長さと幅は等しく、
前記磁気金属基板の前記長さと幅は等しく、
前記凹部の前記長さ及び幅は、前記磁気金属基板の前記長さ及び幅より大きく、
移載した後、前記磁気金属基板と前記凹部の間に隙間を生じ、前記隙間にソルダー又は絶縁材料を充填することを特徴とする、
請求項１に記載のアライメントモジュール。

【請求項9】

前記バックプレーンは、透明基板又は絶縁基板であることを特徴とする、
請求項１に記載のアライメントモジュール。

【請求項10】

前記バックプレーンはＭ個の前記凹部を有し、
移載できる前記磁気ＬＥＤダイはＮ個とすると、
Ｎ≧Ｍであり、前記ＮとＭは自然数であることを特徴とする、
請求項１に記載のアライメントモジュール。

【請求項11】

前記磁気金属基板は、ニッケル鉄合金層を有することを特徴とする、
請求項１に記載のアライメントモジュール。

【請求項12】

前記磁気金属基板は、ニッケル鉄合金層、及び前記ニッケル鉄合金層上に位置する銅層を有することを特徴とする、
請求項１に記載のアライメントモジュール。

【請求項13】

凹部を有するバックプレーンを提供する工程と、
磁気吸引装置を前記凹部に対応するように前記凹部の下方に設ける工程と、
磁気金属基板及び前記磁気金属基板上に環状に形成される周辺電極を有する磁気ＬＥＤダイを提供する工程と、
前記磁気吸引装置の磁気を利用し、前記磁気ＬＥＤダイを吸引、受容し、位置合わせして前記凹部に移載する工程とを含み、
前記凹部の深さは、前記磁気金属基板の厚さと等しく、
前記周辺電極は、前記磁気金属基板の端の内側の近傍に設けられ、前記バックプレーンのパッドに電気的に接続されることを特徴とする、
磁気ＬＥＤダイ移載のアライメント方法。

【請求項14】

前記磁気吸引装置は、前記バックプレーンにおける前記凹部に対応する底層に埋設されることを特徴とする、
請求項１３に記載のアライメント方法。

【請求項15】

前記磁気吸引装置は、前記バックプレーンの外部に設けられることを特徴とする、
請求項１３に記載のアライメント方法。

【請求項16】

前記凹部の前記深さ及び前記磁気金属基板の前記厚さは、３０μｍ～５０μｍであることを特徴とする、
請求項１３に記載のアライメント方法。

【請求項17】

前記凹部及び前記磁気金属基板は、それぞれ長さ及び幅を有し、
前記凹部の前記長さと幅は等しく、
前記磁気金属基板の前記長さと幅は等しく、
前記凹部の前記長さ及び幅は、前記磁気金属基板の前記長さ及び幅より大きく、
移載した後、前記磁気金属基板と前記凹部の間に隙間を生じ、前記隙間にソルダー又は絶縁材料を充填することを特徴とする、
請求項１３に記載のアライメント方法。

【請求項18】

前記バックプレーンはＭ個の前記凹部を有し、
移載できる前記磁気ＬＥＤダイはＮ個とすると、
Ｎ≧Ｍであり、ＮとＭは自然数であることを特徴とする、
請求項１３に記載のアライメント方法。

【請求項19】

前記磁気金属基板は、ニッケル鉄合金層を有することを特徴とする、
請求項１３に記載のアライメント方法。

【請求項20】

前記磁気金属基板は、ニッケル鉄合金層、及び前記ニッケル鉄合金層上に位置する銅層を有することを特徴とする、
請求項１３に記載のアライメント方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＬＥＤダイの移載技術、特に軟磁性及び初期透磁率を有する磁気ＬＥＤダイを大量移載できるアライメントモジュール、及びそのアライメント方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＬＥＤ（発光ダイオード、Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）ダイは、長寿命、省エネ、低故障率、安定した発光、高い発光効率、及びあらゆる種類のランプとの適合性が高い、等の利点を有し、発光寿命が従来の光源より長いため、市場の主流商品となっている。ダイ構造は、横型構造（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）及び縦型構造（Ｖｅｒｔｉｃａｌ）に大きく分けられる。そのうち、縦型構造のＬＥＤダイは、構造的な強度、光学パラメータ、熱的性質、光減衰、及びコスト等の点から見ると優れた信頼度を有するため、業界で広く使用されている。

【0003】

科学技術の進歩につれて、ＬＥＤダイをさまざまな電子機器及び基板に大量移載（Ｍａｓｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）する技術が開発されている。従来では、ダイを基板に移載する手段としては、表面実装技術（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ＳＭＴ）、ウエハ間移載（ｗａｆｅｒ－ｔｏ－ｗａｆｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ）技術、及び静電気移載（ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ ｔｒａｎｓｆｅｒ）技術等が挙げられる。表面実装技術は、ダイを一つずつ表面実装用部品（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ、ＳＭＤ）にパッケージした後、ＳＭＤ部品を表面実装機（ＳＭＴ）の真空吸引ヘッドによって回路基板に置く、リフロー炉で基板に固定させる技術である。しかしながら、表面実装技術は、１回で１つのダイしか移載できず、産業上有利な大量移載に利用できない。

【0004】

ウエハ間移載技術は、ダイの一次基板と目標基板を貼合した後、一次基板を剥離してダイを目標基板に移載する技術である。そのような方法は、一次基板及び目標基板の大きさに対する要求が厳しいと共に、基板へのダイの設置間隔が一致しなければならない。そのような要求及び制限があるため、応用が制限されている。
静電気移載技術は、ダイを静電気によって取り上げて目標基板に移載する技術である。しかしながら、そのような静電気移載方法を利用すると、ダイの構造上の損壊になりやすく、移載時に設備と接触して基板を傷つけやすいだけでなく、静電気電極の大きさによって制限される。

【0005】

また、ダイを目標基板に移載する時に、たとえ訓練された人間が操作しても、精密な移載技術を利用しても、完全に正確なダイアライメント（ｄｉｅ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）を行うことが難しい。不正確なダイアライメントによって、その後のダイ固定作業の難しさ及び複雑さに繋がり、ひいてはリワークのコスト及び時間がかかる。

【0006】

本発明の発明者は、上記問題点を改善するために、長年の経験に基づいて研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。本発明は、新規のダイ移載用アライメントモジュール及びそのアライメント方法を提供する。本発明のダイアライメント技術によれば、ダイ移載の位置合わせの最適化を達成できる。以下、その具体的な構成及び実施形態を詳しく説明する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、従来技術によってダイを移載する時の問題点を解決し、ダイを移載する時間及びコストを大幅に節約し、大量移載に応用できる磁気ＬＥＤダイ移載用アライメントモジュールを提供することにある。

【0008】

また、本発明の別の目的は、軟磁性及び初期透磁率を有する磁気金属材料をダイ基板とし、対応する磁気吸引装置と組み合わせて、磁気によって前記ＬＥＤダイをバックプレーンの凹部に吸引できる。そのため、自動アライメントの最適化を実現できる磁気ＬＥＤダイ移載のアライメント方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の磁気ＬＥＤダイ移載用アライメントモジュールは、凹部を有するバックプレーン、磁気ＬＥＤダイ、及び磁気吸引装置を有する。前記磁気吸引装置は、前記凹部に対応して前記凹部の下方に設けられる。前記磁気ＬＥＤダイは、磁気金属基板、及び前記磁気金属基板上に形成される周辺電極を有する。前記周辺電極は、前記磁気金属基板の上に、その端の内側の近傍に環状に設けられ、バックプレーンのパッドに電気的に接続される。本発明の１つの実施例において、凹部の深さは、磁気金属基板の厚さと等しい。凹部及び凹部の下方の磁気吸引装置の磁気を利用し、前記磁気ＬＥＤダイを吸引、受容し、位置合わせして前記凹部に移載する。

【0010】

本発明の１つの実施例において、前記磁気吸引装置は、前記バックプレーンにおける前記凹部に対応する底層に埋設される。

【0011】

本発明の１つの実施例において、前記磁気吸引装置は、バックプレーンの外部に設けられる。

【0012】

本発明の１つの実施例において、凹部の深さ及び磁気金属基板の厚さは、３０μｍ～５０μｍである。凹部は、２Ｄ（二次元、２－Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ）平面の長さ及び幅を有する。凹部の前記２Ｄ平面の長さと幅は等しく、いずれも３０～１００μｍである。

【0013】

磁気金属基板は、２Ｄ平面の長さ及び幅を有する。磁気金属基板の前記２Ｄ平面の長さと幅は等しい。本発明の１つの実施例において、凹部の２Ｄ平面の長さ及び幅は、磁気金属基板の２Ｄ平面の長さ及び幅と等しい。そのため、磁気金属基板はちょうど凹部に受容する。

【0014】

本発明の１つの実施例において、凹部の２Ｄ平面の長さ及び幅は、磁気金属基板の２Ｄ平面の長さ及び幅より大きい。その場合、磁気金属基板をバックプレーンに移載した後、磁気金属基板と前記凹部の間に隙間を生じる。前記隙間は、後処理（ｐｏｓｔ ｐｒｏｃｅｓｓ）のはんだ付けを行う時にソルダーを充填できる。なお、本発明の１つの実施例において、前記隙間に絶縁材料を充填する。

【0015】

本発明の磁気ＬＥＤダイは、エピタキシャル層及び透明絶縁層をさらに有する。エピタキシャル層は、磁気金属基板の頂面に設けられる。透明絶縁層は、エピタキシャル層を覆って設けられる。周辺電極は、透明絶縁層を貫通して設けられ、透明絶縁層の底部のエピタキシャル層に電気的に接続される。そのため、磁気ＬＥＤダイをボンディング及びパッケージによって縦型ＬＥＤダイを形成する場合に、前記縦型ＬＥＤダイが初期透磁率を有するため、磁気金属基板は、前記初期透磁率によってエピタキシャル層に微小電流を流すことができる。

【0016】

また、バックプレーンのパッドは、第１半導体型パッド及び第２半導体型パッドを有する。前記第１半導体型パッド及び第２半導体型パッドは、それぞれ異なる導電形態を有し、凹部の両側に設けられる。第１半導体型パッド及び第２半導体型パッドは、それぞれソルダーによって周辺電極及び磁気金属基板に電気的に接続される。本発明の好ましい実施例において、前記ソルダーは、第１半導体型パッド又は第２半導体型パッドの外側接点に位置し、周辺電極と距離ΔＸを隔てる。前記距離ΔＸは、好ましくは１０μｍ以下である。

【0017】

なお、本発明の１つの実施例において、前記磁気金属基板は、ニッケル鉄合金層（Ｉｎｖａｒ）を有する。また、前記磁気金属基板は、前記ニッケル鉄合金層上に位置する銅層（Ｃｏｐｐｅｒ）を有してもよい。前記ニッケル鉄合金層及び銅層は、切断、真空加熱及び研磨によって組み合わせることができる。そのため、本発明の磁気金属基板は、高熱伝導率、低熱膨張係数、及び初期透磁率を有する。

【0018】

一方、本発明は、磁気ＬＥＤダイ移載のアライメント方法を提供する。前記アライメント方法は、凹部を有するバックプレーンを提供する工程と、磁気吸引装置を前記凹部に対応するように前記凹部の下方に設ける工程と、磁気金属基板及び前記磁気金属基板上に環状に形成される周辺電極を有する磁気ＬＥＤダイを提供する工程と、前記磁気吸引装置の磁気を利用し、前記磁気ＬＥＤダイを吸引、受容し、位置合わせて前記凹部に移載する工程とを含む。本発明の１つの実施例において、前記凹部の深さは、磁気金属基板の厚さと等しい。周辺電極は、磁気金属基板の内側の端の近傍に設けられ、バックプレーンのパッドに電気的に接続される。

【0019】

本発明の１つの実施例において、前記バックプレーンは、例えば透明基板又は絶縁基板である。前記バックプレーンがＭ個の前記凹部を有し、移載できる磁気ＬＥＤダイがＮ個とすると、Ｎ≧Ｍである。ＮとＭは自然数である。

【0020】

なお、本発明の磁気吸引装置は、バックプレーンにおける前記凹部に対応する底層に埋設してもよい。又は、磁気吸引装置は、そのままバックプレーンの外部に設けてもよい。

【発明の効果】

【0021】

なお、本発明の磁気ＬＥＤダイ移載用アライメントモジュール及びそのアライメント方法によれば、ダイをバックプレーンに移載した後、はんだ付け及びボンディング工程を行う時に、電極とソルダーの間の距離を短縮でき、そのため、ソルダーの消耗を減少できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1A】本発明の第１実施例を示す磁気ＬＥＤダイ移載用アライメントモジュールの構造模式図である。

【図1B】本発明の第２実施例を示す磁気ＬＥＤダイ移載用アライメントモジュールの構造模式図である。

【図2】本発明の実施例を示す磁気ＬＥＤダイ移載のアライメント方法のフローチャートである。

【図3】本発明の実施例に係るバックプレーンの俯瞰図である。

【図4】本発明の実施例の磁気ＬＥＤダイの俯瞰図である。

【図5A】第１実施例に係るアライメントモジュールによってダイを移載した後の断面模式図である。

【図5B】第２実施例に係るアライメントモジュールによってダイを移載した後の断面模式図である。

【図5C】本発明の実施例に係るアライメントモジュールによってダイを移載した後の俯瞰図である。

【図6A】第１実施例に係るアライメントモジュールによってダイを移載した後のポストボンディング工程の模式図である。

【図6B】第２実施例に係るアライメントモジュールによってダイを移載した後のポストボンディング工程の模式図である。

【図7】本発明の他の実施例を示す磁気ＬＥＤダイ移載用アライメントモジュールの構造模式図である。

【図8】他の実施例に係る駆動バックプレーンの俯瞰図である。

【図9】他の実施例に係る磁気ＬＥＤダイの俯瞰図である。

【図10A】他の実施例に係るアライメントモジュールによってダイを移載した後の断面模式図である。

【図10B】他の実施例に係るアライメントモジュールによってダイを移載した後の俯瞰図である。

【図11】他の実施例に係るアライメントモジュールによってダイを移載した後のポストボンディング工程の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の目的、技術的な特徴、及び効果をさらに理解できるように、図面を開示しながら本発明の具体的な実施例を詳しく説明する。

【0024】

従来技術の問題点を鑑みて、本発明は、改良したダイ移載技術を提供する。本発明のダイ移載技術によれば、正確なダイアライメントを行うと共に、産業上の大量移載の要求を満足できる。

【0025】

図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の第１実施例及び第２実施例の磁気ＬＥＤダイ移載用アライメントモジュールの模式図である。図２は、本発明の磁気ＬＥＤダイ移載のアライメント方法のフローチャートである。本発明のアライメント方法は、工程Ｓ２０２、工程Ｓ２０４、工程Ｓ２０６、及び工程Ｓ２０８を含む。以下、図１Ａ～図１Ｂに示す構造及び符号、図２の工程Ｓ２０２～Ｓ２０８を参照しながら本発明のダイ移載アライメントモジュール及びそのアライメント方法を詳しく説明する。

【0026】

工程Ｓ２０２に示すように、バックプレーン（ｂａｃｋ ｐｌａｎｅ）を提供する。前記バックプレーンは、例えば駆動バックプレーン１０が挙げられるが、それに限定されない。前記駆動バックプレーン１０は、例えば透明基板又は絶縁基板である。図３は、本発明の実施例に係る前記駆動バックプレーン１０の俯瞰図である。図１Ａ～図１Ｂ、図３に示すように、前記駆動バックプレーン１０は、その上に第１半導体型パッド３１及び第２半導体型パッド３２を設け、凹部（ｃａｖｉｔｙ）１２を有する。

【0027】

その後、工程Ｓ２０４に示すように、磁気吸引装置１４を前記凹部１２に対応するように前記凹部１２の下方に設ける。本発明の第１実施例において、図１Ａに示すように、前記磁気吸引装置１４は、例えば駆動バックプレーン１０における前記凹部１２に対応する底層に埋設される。また、本発明の第２実施例において、図１Ｂに示すように、磁気吸引装置１４は、駆動バックプレーン１０の外部に設ける。それによって、外部装置である外部に設けられる磁気吸引装置１４によって遠隔の吸引能を提供できる。

【0028】

本発明の１つの実施例において、前記磁気吸引装置１４は、例えば１組の電磁コイル（ｃｏｉｌ）をフェライトコア（Ｆｅｒｒｉｔｅ Ｃｏｒｅ）に巻いて、回路を形成することで構成される。図３の俯瞰図に示すように、凹部１２は、２Ｄ平面の長さＬ１及び幅Ｗ１を有する。前記２Ｄ平面の長さＬ１と幅Ｗ１は等しく、いずれも３０～１００μｍである。

【0029】

第１半導体型パッド３１及び第２半導体型パッド３２は、それぞれ凹部１２の両側に設けられ、異なる導電形態を有する。本発明の１つの実施例において、第１半導体型パッド３１は、例えばｎ型半導体型パッド（ｎ－ｔｙｐｅ ｐａｄ）である。第２半導体型パッド３２は、例えばｐ型半導体型パッド（ｐ－ｔｙｐｅ ｐａｄ）である。前記第１半導体型パッド３１及び第２半導体型パッド３２は、それぞれ信号の入力及び出力のための複数本の透明導電線３３に接続される。透明導電線の材質は、例えば酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）又はナノ銀線（Ｓｉｌｖｅｒ Ｎａｎｏ ｗｉｒｅ）が挙げられる。

【0030】

図２を参照しながら説明する。工程Ｓ２０６に示すように、磁気ＬＥＤダイを提供する。図１Ａ及び１Ｂに示すように、前記磁気ＬＥＤダイ２０は、磁気金属基板１０１、及び前記磁気金属基板１０１に形成される周辺電極（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１０３を有する。
磁気金属基板１０１は、新たな基板材質からなり、ニッケル鉄合金層を有するため、従来の基板と比べて、軟磁性及び初期透磁率（Ｉｎｉｔｉａｌ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）を有する。また、前記磁気金属基板１０１は、前記ニッケル鉄合金層上に信号測定するための銅層をさらに有してもよい。ニッケル鉄合金層及び銅層は、切断、真空加熱及び研磨によって組み合わせることができる。形成した磁気金属基板１０１が初期透磁率を有すると共に高熱伝導率及び低熱膨張係数を有するため、後のボンディング及びパッケージ工程において、より好ましい生産良品率を提供できる。また、従来の金属基板と比べて、前記磁気金属基板１０１は、低コスト、薄さが薄く、別途で薄化工程を行わなくても低熱膨張係数、高熱伝導率、高良品率を有するだけでなく、容易に接合できる。

【0031】

図４は、本発明の実施例に係る磁気ＬＥＤダイ２０の俯瞰図である。
図４に示すように、磁気金属基板１０１は、２Ｄ平面の長さＬ２及び幅Ｗ２を有する。前記２Ｄ平面の長さＬ２と幅Ｗ２は等しい。
図１Ａ～１Ｂ及び図４に示すように、前記磁気ＬＥＤダイ２０の周辺電極１０３は、環状に磁気金属基板１０１の内側の端の近傍に設けられる。周辺電極１０３は、磁気金属基板１０１に設けられる閉鎖した対称パターン、例えば対称性を有する正方形又は円形となる。図４において正方形を例として説明するが、それらに限定されない。
エピタキシャル層１０２及び透明絶縁層１０４は、磁気金属基板１０１と周辺電極１０３の間に設けられる。エピタキシャル層１０２は、磁気金属基板１０１の頂面に設けられる。透明絶縁層１０４は、エピタキシャル層１０２を覆って設けられる。前記周辺電極１０３は、前記透明絶縁層１０４を貫通して設けられ、前記透明絶縁層１０４の下のエピタキシャル層１０２に電気的に接続される。

【0032】

留意すべきことは、図１Ａ～図１Ｂに示すように、本発明において、駆動バックプレーン１０の凹部１２の深さＤ１が前記磁気金属基板１０１の厚さＴ１と等しく、即ちＤ１＝Ｔ１である。凹部１２の深さＤ１及び磁気金属基板１０１の厚さＴ１は、いずれも３０μｍ～５０μｍである。そのため、産業上有利な発光素子の小型化に対応できる。

【0033】

そして、図２の工程Ｓ２０８に示すように、凹部１２の下方に位置する磁気吸引装置１４の磁気を利用し、磁気ＬＥＤダイ２０を吸引、受容し、位置合わせして対応する凹部１２に移載する。図５Ａ～図５Ｃは、移載した後の模式図である。図５Ａ及び図５Ｂは、それぞれ本発明の図１Ａ及び図１Ｂのアライメントモジュールによってダイを移載した後の断面図である。図５Ｃは、その俯瞰図である。前記図面から分かるように、本発明において、Ｄ１＝Ｔ１、Ｌ１＝Ｗ１＝Ｌ２＝Ｗ２となるように設計することで、磁気ＬＥＤダイ２０の磁気金属基板１０１を駆動バックプレーン１０に移載した後、対応する凹部１２にちょうど合う。

【0034】

その後、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、本発明の第１実施例及び第２実施例のアライメント方法によってダイを移載した後、モジュールに対してポストボンディング（ｐｏｓｔ ｂｏｎｄｉｎｇ）の後工程を行うことで、周辺電極１０３と駆動バックプレーン１０の第１、第２半導体型パッド３１、３２とを電気的に接続させる。

【0035】

第１半導体型パッド３１及び第２半導体型パッド３２は、それぞれソルダー（ｓｏｌｄｅｒ）６０によって磁気ＬＥＤダイ２０の周辺電極１０３及び磁気金属基板１０１に電気的に接続される。信号の短絡を避けるために、電気絶縁層６２は、第１半導体型パッド３１と、前記ソルダー６０と、周辺電極１０３と、前記周辺電極の底部の透明絶縁層１０４との間に設けられる。本発明の１つの実施例において、前記ソルダー６０は、例えばはんだであるソルダーペースト又はソルダーボールが挙げられるが、それらに限定されない。実際の後工程に応じて前記ソルダー６０を選択できる。

【0036】

磁気ＬＥＤダイ２０は、ボンディング及びパッケージによって縦型ＬＥＤダイを形成する。前記縦型ＬＥＤダイは、前記磁気金属基板１０１の初期透磁率を有する。また、磁気金属基板１０１は、その初期透磁率によってエピタキシャル層１０２に微小電流を流し、マイクロＬＥＤ（Ｍｉｃｒｏ ＬＥＤ）を形成できる。その後、製造したマイクロＬＥＤを高密度でコンパクトな大きさでウエハのＬＥＤアレイに統合させることで、その中の各ピクセルを特定の位置に固定し、単独に駆動して点灯できる。
なお、図６Ｂに示すように、形成した縦型ＬＥＤダイ構造をＬＥＤモジュールに組み立てた後、外部機構である磁気吸引装置１４（例えば、電磁コイル）の遠隔力の吸引能によって一回で大量なＬＥＤダイを吸引できる。そのため、ＬＥＤモジュールの大量移載の要求を満足できる。

【0037】

説明すべきことは、本発明の好ましい実施例において、図６Ａ～図６Ｂに示すように、前記ソルダー６０が第１半導体型パッド３１の外側接点Ｐ１に位置した部分は周辺電極１０３と距離ΔＸを隔てる。従来の上電極は、普通、ダイ構造全体の真ん中に設けるため、後のはんだ付けを行う場合に、上電極とパッド間のはんだ付け距離が長くなる。前記問題を改善するために、本発明において、周辺電極１０３を磁気金属基板１０１の上に、その端の内側の近傍に環状に設けるため、前記距離ΔＸを短縮できる。好ましくは、前記距離ΔＸは１０μｍ以下である。本発明によれば、ソルダーの消耗を減少し、はんだ付け距離を短縮できる。同じく、前記距離ΔＸを短縮する概念を第２半導体型パッド３２にも利用できる。当業者は、本発明の技術に基づいて需要に応じて変更できる。しかしながら、その変更も本発明に含む。

【0038】

具体的には、業界の大量移載を達成するために、本発明の磁気ＬＥＤダイ移載用アライメントモジュール及びそのアライメント方法は、複数の移載待ちダイに適用できる。その場合、駆動バックプレーン１０がＭ個の前記凹部１２を有し、移載できる磁気ＬＥＤダイ２０がＮ個とすると、Ｎ≧Ｍである。ＮとＭは自然数である。別の振動構造を利用しても、そのまま振動磁気台と組み合わせても、磁気吸引装置の磁気を使用すると、前記Ｎ個の移載待ちダイを吸引して振動を与え、位置合わせして対応する駆動バックプレーンの凹部に移載できる。

【0039】

一方、本発明の他の実施例において、磁気金属基板１０１及び対応する凹部１２の大きさ関係を限定する。図７に示すように、他の実施例において、磁気ＬＥＤダイ２０Ａを位置合わせして駆動バックプレーン１０Ａの凹部１２Ａに移載する。図７から分かるように、前記磁気ＬＥＤダイ２０Ａの磁気金属基板１０１Ａの大きさが、対応する凹部１２Ａの大きさより小さくても良いが、前記凹部１２Ａの深さＤ１は、前記磁気金属基板１０１Ａの厚さＴ１と等しく、即ちＤ１＝Ｔ１である。また、前記凹部１２Ａの深さＤ１及び前記磁気金属基板１０１Ａの厚さは、いずれも３０μｍ～５０μｍである。

【0040】

図１Ａ及び図１Ｂに示す実施例において磁気吸引装置１４の位置を説明したが、当業者は、需要及び仕様に応じ、前記磁気吸引装置１４を駆動バックプレーン１０Ａの底層に埋設するか、又は前記磁気吸引装置１４を駆動バックプレーン１０Ａの外部に設けてもよい。ここでは、より小さい磁気金属基板１０１Ａを例として説明する。また、図７に示すように、磁気吸引装置１４を駆動バックプレーン１０Ａの底層に埋設する例を説明する。しかしながら、前記内容は、磁気吸引装置１４が駆動バックプレーン１０Ａの外部に設けられる例にも適用でき、その説明を省略する。

【0041】

図８及び図９は、それぞれ本発明の他の実施例に係る前記駆動バックプレーン１０Ａ及び前記磁気ＬＥＤダイ２０Ａの俯瞰図である。図８及び図９に示すように、前記他の実施例において、凹部１２Ａは、２Ｄ平面の長さＬ１’及び幅Ｗ１’を有し、Ｌ１’＝Ｗ１’であり、いずれも３０～１００μｍである。磁気金属基板１０１Ａは、２Ｄ平面の長さＬ２’及び幅Ｗ２’を有し、Ｌ２’＝Ｗ２’である。図１Ａ、図１Ｂ～図６Ａ、図６Ｂの示す例との相違点としては、凹部１２Ａの２Ｄ平面の長さＬ１’及び幅Ｗ１’は、磁気金属基板１０１Ａの２Ｄ平面の長さＬ２’及び幅Ｗ２’より大きく、即ち、Ｌ１’＞Ｌ２’且つＷ１’＞Ｗ２’である。前記条件では、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、前記磁気ＬＥＤダイ２０Ａを前記駆動バックプレーン１０Ａに移載した後、前記磁気金属基板１０１Ａと前記凹部１２Ａの間に隙間７０を生じる。

【0042】

図１１は、ダイを移載したモジュールに対してソルダー６０によってボンディングを行う後工程の模式図である。周辺電極、磁気金属基板、及び駆動バックプレーンのパッド等の相対関係について、基本的には前記実施例（図６Ａ～図６Ｂ）と同じであるため、説明を省略する。前記実施例との相違点としては、図１１に示す他の実施例において、磁気金属基板１０１Ａと凹部１２Ａの間に形成される隙間７０に前記ソルダー６０を充填してもよく、絶縁材料を充填してもよい。また、他の実施例において、距離ΔＸを最小化するために周辺電極１０３の位置を変更してよい。ΔＸは、好ましくは１０μｍ以下である。そのようにすると、ソルダーの消耗を減少し、はんだ付け距離を短縮できる。

【0043】

上記をまとめると、当業者は、本発明のいくつの実施例及びその技術的な思想に基づいて変更がなされてもよい。しかしながら、前記変更は、いずれも本発明に含む。本発明の技術的な特徴を説明するために前記いくつの実施例を開示するが、本発明は、それらに限定されない。

【0044】

上記をまとめると、本発明の磁気ＬＥＤダイ移載用アライメントモジュール及びそのアライメント方法によれば、元のダイ基板の構造及び材質を改良することで軟磁性及び初期透磁率を備える。それによって、ＬＥＤダイ自体が透磁性構造である。移載先の駆動バックプレーンが対応する凹部及び磁気吸引装置を有する場合に、磁気吸引の原理を利用し、前記軟磁性を有するＬＥＤダイを吸引できる。そのため、迅速且つ正確な移載を達成できる。また、大量の凹部を設けることで、大量移載を達成できる。マイクロＬＥＤ製造でのダイを迅速に大量移載する要求を対応できる。よって、産業上の利用性を有する。

【0045】

なお、本発明の他の効果としては、上電極（即ち、周辺電極）の位置を改良してはんだ付け距離の短縮化を実現できる。前記はんだ付け距離は、好ましくは１０μｍ以下である。そのため、ソルダーの消耗を減少し、はんだ付け距離を短縮できる。本発明の技術的な特徴、手段及び効果は、明らかに従来技術と異なり、産業上の利用性及び競争力を有し、当業者が容易に完成できるものではないと考える。

【0046】

以上、当業者が本発明を理解して実施できるように本発明の技術的な思想及び特徴を説明したが、本発明は、それらに限定されない。本発明の要旨を逸脱しない変更は、いずれも本発明に含む。

【符号の説明】

【0047】

Ｓ２０２、Ｓ２０４、Ｓ２０６、Ｓ２０８ 工程
Ｌ１、Ｌ１’、Ｌ２、Ｌ２’ ２Ｄ平面の長さ
Ｗ１、Ｗ１’、Ｗ２、Ｗ２’ ２Ｄ平面の幅
Ｄ１ 深さ
Ｔ１ 厚さ
１０、１０Ａ 駆動バックプレーン
１２、１２Ａ 凹部
１４ 磁気吸引装置
２０、２０Ａ 磁気ＬＥＤダイ
１０１、１０１Ａ 磁気金属基板
１０２ エピタキシャル層
１０３ 周辺電極
１０４ 透明絶縁層
３１ 第１半導体型パッド
３２ 第２半導体型パッド
３３ 透明導電線
６０ ソルダー
６２ 電気絶縁層
７０ 隙間
Ｐ１ 外側接点
ΔＸ 距離

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11】

【手続補正書】

【提出日】2022-04-08

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バックプレーン、磁気吸引装置、及び磁気ＬＥＤダイを有する磁気ＬＥＤダイ移載用アライメントモジュールであって、
前記バックプレーンは、凹部を有し、
前記磁気吸引装置は、前記凹部に対応して前記凹部の下方に設けられ、
前記磁気ＬＥＤダイは、磁気金属基板、及び前記磁気金属基板上に形成される周辺電極を有し、
前記周辺電極は、前記磁気金属基板の上に、その端の内側の近傍に環状に設けられ、前記バックプレーンのパッドに電気的に接続され、
前記凹部の深さは、前記磁気金属基板の厚さと等しく、
前記凹部及び前記磁気吸引装置の磁気を利用し、前記磁気ＬＥＤダイを吸引、受容し、位置合わせして前記凹部に移載することを特徴とする、
磁気ＬＥＤダイ移載用アライメントモジュール。

【請求項2】

前記磁気吸引装置は、前記バックプレーンにおける前記凹部に対応する底層に埋設されることを特徴とする、
請求項１に記載のアライメントモジュール。

【請求項3】

前記磁気吸引装置は、前記バックプレーンの外部に設けられることを特徴とする、
請求項１に記載のアライメントモジュール。

【請求項4】

前記凹部の前記深さ及び前記磁気金属基板の前記厚さは、３０μｍ～５０μｍであることを特徴とする、
請求項１に記載のアライメントモジュール。

【請求項5】

前記磁気ＬＥＤダイは、エピタキシャル層及び透明絶縁層をさらに有し、
前記エピタキシャル層は、前記磁気金属基板の頂面に設けられ、
前記透明絶縁層は、前記エピタキシャル層を覆って設けられ、
前記周辺電極は、前記透明絶縁層を貫通して設けられ、前記透明絶縁層の底部の前記エピタキシャル層に電気的に接続され、
前記磁気ＬＥＤダイは、縦型ＬＥＤダイであり、初期透磁率を有し、
前記磁気金属基板は、前記初期透磁率によって前記エピタキシャル層に微小電流を流すことを特徴とする、
請求項１に記載のアライメントモジュール。

【請求項6】

前記バックプレーンの前記パッドは、第１半導体型パッド及び第２半導体型パッドを有し、
前記第１半導体型パッド及び前記第２半導体型パッドは、一方がｎ型半導体型パッド、他方がｐ型半導体型パッドであり、前記凹部の両側に設けられることを特徴とする、
請求項１に記載のアライメントモジュール。

【請求項7】

前記第１半導体型パッド及び前記第２半導体型パッドは、それぞれソルダーによって前記周辺電極及び前記磁気金属基板に電気的に接続され、
前記ソルダーと前記第１半導体型パッド又は前記第２半導体型パッドの接続部分のうち一番外側に位置する部分は、前記周辺電極と１０μｍ以下の距離を隔て、
電気絶縁層は、短絡を避けるために前記パッドと、前記ソルダーと、前記周辺電極と、前記周辺電極の外側の透明絶縁層との間に設けられることを特徴とする、
請求項６に記載のアライメントモジュール。

【請求項8】

前記凹部及び前記磁気金属基板は、それぞれ長さ及び幅を有し、
前記凹部の前記長さと幅は等しく、
前記磁気金属基板の前記長さと幅は等しく、
前記凹部の前記長さ及び幅は、前記磁気金属基板の前記長さ及び幅より大きく、
移載した後、前記磁気金属基板と前記凹部の間に隙間を生じ、前記隙間にソルダー又は絶縁材料を充填することを特徴とする、
請求項１に記載のアライメントモジュール。

【請求項9】

前記バックプレーンは、透明基板又は絶縁基板であることを特徴とする、
請求項１に記載のアライメントモジュール。

【請求項10】

前記磁気金属基板は、ニッケル鉄合金層を有することを特徴とする、
請求項１に記載のアライメントモジュール。

【請求項11】

前記磁気金属基板は、ニッケル鉄合金層、及び前記ニッケル鉄合金層上に位置する銅層を有することを特徴とする、
請求項１に記載のアライメントモジュール。

【請求項12】

凹部を有するバックプレーンを提供する工程と、
磁気吸引装置を前記凹部に対応するように前記凹部の下方に設ける工程と、
磁気金属基板及び前記磁気金属基板上に環状に形成される周辺電極を有する磁気ＬＥＤダイを提供する工程と、
前記磁気吸引装置の磁気を利用し、前記磁気ＬＥＤダイを吸引、受容し、位置合わせして前記凹部に移載する工程とを含み、
前記凹部の深さは、前記磁気金属基板の厚さと等しく、
前記周辺電極は、前記磁気金属基板の端の内側の近傍に設けられ、前記バックプレーンのパッドに電気的に接続されることを特徴とする、
磁気ＬＥＤダイ移載のアライメント方法。

【請求項13】

前記磁気吸引装置は、前記バックプレーンにおける前記凹部に対応する底層に埋設されることを特徴とする、
請求項１２に記載のアライメント方法。

【請求項14】

前記磁気吸引装置は、前記バックプレーンの外部に設けられることを特徴とする、
請求項１２に記載のアライメント方法。

【請求項15】

前記凹部の前記深さ及び前記磁気金属基板の前記厚さは、３０μｍ～５０μｍであることを特徴とする、
請求項１２に記載のアライメント方法。

【請求項16】

前記凹部及び前記磁気金属基板は、それぞれ長さ及び幅を有し、
前記凹部の前記長さと幅は等しく、
前記磁気金属基板の前記長さと幅は等しく、
前記凹部の前記長さ及び幅は、前記磁気金属基板の前記長さ及び幅より大きく、
移載した後、前記磁気金属基板と前記凹部の間に隙間を生じ、前記隙間にソルダー又は絶縁材料を充填することを特徴とする、
請求項１２に記載のアライメント方法。

【請求項17】

前記磁気金属基板は、ニッケル鉄合金層を有することを特徴とする、
請求項１２に記載のアライメント方法。

【請求項18】

前記磁気金属基板は、ニッケル鉄合金層、及び前記ニッケル鉄合金層上に位置する銅層を有することを特徴とする、
請求項１２に記載のアライメント方法。