Process for the manufacture of a sandwich assembly

Abstract

A process for the manufacture of a sandwich assembly consisting of an electronic substrate firmly interconnected to at least one laser-transferred LED via a layer of solder metal, the manufacturing process comprising or consisting of the successive steps: (1) providing (1a) an electronic substrate having metallic contact pads X, (1b) one or more laser-transferable LEDs each of which having a pair of metallic contact pads Y, and (1c) a material A comprising a gellable flux A', (2) applying a layer of the material A to the metallic contact pads X and / or to the metallic contact pads Y, (3) gelating the material A so as the flux A' to gel and to form a gelated flux A", (4) laser-transfer applying the laser-transferable LED (s) to the electronic substrate with the metallic contact pads Y directed towards the metallic contact pads X, and (5) subjecting the so-obtained sandwich assembly to a soldering process, (i) wherein the material A is a solder paste comprising the flux A'a nd wherein the metallic contact pads X and / or the metallic contact pads Y may or may not be provided with solder metal or (ii) wherein the material A is the flux A' itself and wherein the metallic contact pads X and / or the metallic contact pads Y is / are provided with solder metal.

Description

Process for the manufacture of a sandwich assembly

[0001] The invention relates to a process for the manufacture of a sandwich assembly consisting of an electronic substrate firmly interconnected to at least one mini-and / or, respectively, to at least one micro-LED (LED = light emitting diode) via a layer of solder metal.

[0002] The language “firmly interconnected” used herein is to be understood not only as mechanically firmly interconnected but at the same time as electrically conductive interconnected. The skilled person understands that “mechanically firmly interconnected” means that the sandwich assembly cannot be dismantled into its individual parts (electronic substrate and mini-or micro-LEDs) without the use of mechanical force.

[0003] The term “electronic substrate” as used herein refers to an electronic substrate having contact surfaces to be equipped with mini-or micro-LEDs, e.g. an electronic substrate as used in displays; typical examples of electronic substrates include PCBs (printed circuit boards) , flexible electronics, IMS (insulated metal substrate) , glass substrates and silicon substrates. The contact surfaces are either metallized or they are even made of metal; the metal or metallization may, for example, be copper, silver, gold, palladium, aluminum, titanium, molybdenum or nickel, in each case unalloyed or alloyed. The skilled person calls said metallized contact surfaces or contact surfaces made of metal also “metallic contact pads” . The metallic contact pads may or may not be provided with solder metal, for example, in the form of a thin layer of solder metal or as a so-called solder depot; insofar the term “electronic substrate” as used hereinafter refers to an electronic substrate having metallic contact pads X to be equipped with mini-or micro-LEDs, wherein those metallic contact pads X may or, as the case may be, may not be provided with solder metal. To prevent misunderstandings, such electronic substrate may also have metallic contact pads Z other than the metallic contact pads X.

[0004] Mini-and micro-LEDs are used in the manufacture of displays. Like LEDs in general, the small-size mini-and micro-LEDs have a pair of metallic contact pads Y, either of the metallized type or even made of metal; the metal or metallization may, for example, be copper, silver, gold, palladium, aluminum, titanium, molybdenum or nickel, in each case unalloyed or alloyed. The metallic contact pads Y may or may not be provided with solder metal, for example, in the form of a layer of solder metal. Mini-as well as in particular micro-LEDs may be applied to an electronic substrate via laser-transfer, an application method well known in the art, in particular in the art of display manufacturing; hence, in the following the term “laser-transferable LED” or “laser-transferred LED” is used for such small-size mini-and micro-LEDs. Insofar these terms  as used hereinafter refer to a laser-transferable or laser-transferred LED having a pair of metallic contact pads Y, wherein such metallic contact pads Y may or, as the case may be, may not be provided with solder metal. The laser-transferable or laser-transferred LEDs do not have metallic contact pads other than the metallic contact pads Y.

[0005] The term “solder metal” is used herein. Examples of solder metals include pure metals, e.g. tin, gold and indium, but also solder alloys, e.g. Sn-Ag, Sn-Ag-Cu, Sn-Cu, Sn-Au, Sn-Bi, Sn-In. Prominent examples of solder alloys include so-called “tin-based solder alloys” comprising tin and one or more other alloying elements; the tin content may be at least 40 wt% (percent by weight) here, preferably with a high tin content in the range of 80 to 99 wt%. Examples of other alloying elements of tin-based solder alloys include silver, copper, antimony, bismuth, indium, nickel and cobalt.

[0006] A sandwich assembly consisting of an electronic substrate firmly interconnected to a laser-transferred LED via a layer of solder metal is per se known, e.g. a sandwich assembly consisting of an electronic substrate whose plurality of metallic contact pads X are each firmly interconnected to laser-transferred LED’s metallic contact pads Y via a layer of solder metal. A typical method for the manufacture thereof includes laser mass transfer applying laser-transferable LEDs from a semiconductor wafer via one or more intermediate templates towards an electronic substrate. The use of the intermediate templates serves managing the requirements caused by small pitch size, i.e. the distance between adjacent laser-transferable LEDs. Such state of the art manufacturing method is a multi-step process typically involving the use of a receiving glue, e.g. a 10 to 20 μm thick soft cross-linked silicone glue layer. When the transfer process is completed, the laser-transferred LEDs’ metallic contact pads Y are aligned to the respective metallic contact pads X of the electronic substrate. The soft cross-linked silicone glue layer provides the necessary elasticity to catch the laser-transferable LED when applied by laser-transfer. Finally, the sandwich assembly so produced is subject to a soldering process, e.g. a so-called Thermo-Compression Bonding (TCB) or laser assisted bonding (LAB) . Said entire state of the art manufacturing method is tedious and it is an object of the invention to design such method simpler and more effective or to find a simpler and more effective method.

[0007] Surprisingly and unexpectedly the object of the invention can be solved by the process disclosed hereinafter. The invention relates to a process for the manufacture of a sandwich assembly consisting of an electronic substrate firmly interconnected to at least one laser-transferred LED via a layer of solder metal, the manufacturing process comprising or consisting of the successive steps:

[0008] (1) providing (1a) an electronic substrate having metallic contact pads X, (1b) one or more laser-transferable LEDs each of which having a pair of metallic contact pads Y, and (1c) a material A comprising a gellable flux A’ ,

[0009] (2) applying a layer of the material A to the metallic contact pads X and / or to the metallic contact pads Y,

[0010] (3) gelating the material A so as the flux A’ to gel and to form a gelated flux A” (hereinafter also “flux A” ” for short) ,

[0011] (4) laser-transfer applying the laser-transferable LED (s) to the electronic substrate with the metallic contact pads Y directed towards the metallic contact pads X, and

[0012] (5) subjecting the so-obtained sandwich assembly to a soldering process,

[0013] (i) wherein the material A is a solder paste comprising the flux A’ and wherein the metallic contact pads X and / or the metallic contact pads Y may or may not be provided with solder metal or

[0014] (ii) wherein the material A is the flux A’ itself and wherein the metallic contact pads X and / or the metallic contact pads Y is / are provided with solder metal.

[0015] Herein the term “flux” well-known in soldering technology is used. During soldering, flux serves to dissolve an optionally present undesired oxide layer on the surface of solder metal and to thus ensure better wettability during the soldering process. This disclosure distinguishes between flux A’ and flux A” . Flux A’ is gellable, i.e. ungelled. Flux A” , on the other hand, is a gelated material; it can be obtained by gelating flux A’ .

[0016] Material A is either a solder paste comprising flux A’ or, preferably, it is the flux A’ itself; hence, material A itself is gellable because of its content of flux A’ (i.e. the content of flux A’ in the solder paste) or because it is flux A’ .

[0017] Herein the term “solder paste comprising the flux A’ “is used. The solder paste comprising flux A’consists of 30 to 90 wt%of a solder metal powder with an absolute particle size of the solder metal powder particles in the range of 2 to 38 μm, preferably 2 to 15 μm, and 10 to 70 wt%of flux A’ , the wt%totaling 100 wt%. As regards the solder metal, reference is made to the afore made disclosure.

[0018] The process of the invention comprising or even consisting of successive steps (1) to (5) comprises a soldering process within step (5) . The solder metal which undergoes said soldering process is provided (a) by the laser-transferred LED (s) , i.e. LED (s) the metallic contact pads Y of which being provided with solder metal, and / or (b) by the electronic substrate, i.e. an electronic substrate the metallic contact pads X of which being provided with solder metal,  and / or (c) by material A in its embodiment as solder paste. To prevent misunderstandings, if the solder metal is not provided according to a scenario (a) or (b) or (c) but instead by a combination scenario (a) + (b) or (a) + (c) or (b) + (c) or (a) + (b) + (c) , all solder metal provided is the same solder metal, i.e. it has always the same composition or, in other words, it is the same solder metal or solder alloy.

[0019] In a particular embodiment of the process of the invention the flux A’ has a storage modulus G’ in the range of 0.1 to 10 kPa and the flux A” has a storage modulus G’ in the range of 1 to 1000 kPa. Hence, in a particular embodiment the process of the invention is a process for the manufacture of a sandwich assembly consisting of an electronic substrate firmly interconnected to at least one laser-transferred LED via a layer of solder metal, the manufacturing process comprising or consisting of the successive steps:

[0020] (1) providing (1a) an electronic substrate having metallic contact pads X, (1b) one or more laser-transferable LEDs each of which having a pair of metallic contact pads Y, and (1c) a material A comprising a gellable flux A’ , the flux A’ having a storage modulus G’ in the range of 0.1 to 10 kPa,

[0021] (2) applying a layer of the material A to the metallic contact pads X and / or to the metallic contact pads Y,

[0022] (3) gelating the material A so as the flux A’ to gel and to form a gelated flux A” which has an increased storage modulus G’ in the range of 1 to 1000 kPa compared to the storage modulus G’ of flux A’ ,

[0023] (4) laser-transfer applying the laser-transferable LED (s) to the electronic substrate with the metallic contact pads Y directed towards the metallic contact pads X, and

[0024] (5) subjecting the so-obtained sandwich assembly to a soldering process,

[0025] (i) wherein the material A is a solder paste comprising the flux A’ and wherein the metallic contact pads X and / or the metallic contact pads Y may or may not be provided with solder metal or

[0026] (ii) wherein the material A is the flux A’ itself and wherein the metallic contact pads X and / or the metallic contact pads Y is / are provided with solder metal.

[0027] In step (1) of the process of the invention (1a) an electronic substrate having metallic contact pads X, (1b) one or more laser-transferable LEDs each of which having a pair of metallic contact pads Y, and (1c) a material A comprising a gellable flux A’ is provided. In the particular embodiment of the process of the invention, the gellable flux A’ has a storage modulus G’ in the range of 0.1 to 10 kPa.

[0028] As regards the electronic substrate, reference is made to the afore made disclosure.

[0029] As regards the laser-transferable LED (s) , reference is made to the afore made disclosure.

[0030] As has already been afore disclosed, material A is either a solder paste comprising flux A’ or, preferably, it is flux A’ itself.

[0031] After it has been subjected to the conditions prevailing during the gelation step (3) , the gellable flux A’ (ungelled flux A’ ) gels, and it forms a gelated flux A” .

[0032] As has already been mentioned with regard to the particular embodiment of the process of the invention, the gellable flux A’ has a storage modulus G’ in the range of 0.1 to 10 kPa. It achieves an increased storage modulus G’ in the range of 1 to 1000 kPa compared to said storage modulus G’ of 0.1 to 10 kPa, after it has been subjected to the conditions prevailing during the gelation step (3) , i.e. the gellable flux A’ gels under said conditions and it forms a gelated flux A” which has a storage modulus G’ in the range of 1 to 1000 kPa which is increased compared to the storage modulus G’ of the original ungelled (not yet gelled) flux A'.

[0033] The storage modulus G’ is well-known to the skilled person and it is defined by the relationship G*= G’ + i·G” with G*representing the shear modulus, G’ representing the storage modulus and G” representing the loss modulus. The storage modulus G’ of a material (here flux A’ and flux A” ) can be determined by oscillating rheometry at a strain sweep test frequency of 1 Hz at strain 0.1%, with a measurement gap of 0.5 mm, with a test probe in the form of a plate having a diameter of 50 mm and at a temperature of 25 ℃. An Anton Paar MCR102 rheometer may be used for example.

[0034] The storage modulus G’ of flux A’ can be determined directly by way of the method described in the preceding paragraph. If the G’ value determined in this way is in the range of 0.1 to 10 kPa, then the flux A’ is a flux A’ of the type as defined in step (1) of the particular embodiment of the process of the invention.

[0035] The storage modulus G’ of flux A” can be determined after flux A” has been prepared or generated from flux A’ . To this end, flux A’ can be applied to the heatable bottom plate (base plate) of the rheometer, after which the bottom plate can then be heated so as flux A’ to experience a peak temperature of 50℃ for a period of 5 minutes (i.e. so as flux A’ to be gelated and to be converted to flux A” ) . Then the test probe is lowered from above onto the flux A” material creating a measuring gap of 0.5 mm, followed by removal of excess flux A” . In other  words, a measuring gap of 0.5 mm filled with the flux A” is formed between the upper side of the bottom plate and the underside of the test probe. After cooling down to 25℃ and an additional resting period of 3 minutes the aforementioned oscillating rheometric measurement can be carried out. A similar experiment can be carried out with the flux A’ experiencing a peak temperature of 150℃ for a period of 30 minutes. In this procedure, two G ‘values can be determined for flux A” by way of two independent experiments, i.e. a first G’ value for a first flux A”prepared by heat treating flux A ‘at a peak temperature of 50℃ for a period of 5 minutes and a second G’ value for a second flux A” prepared by heat treating flux A’ at a peak temperature of 150℃ for a period of 30 minutes. If the G’ value determined for a flux A ‘is in the range of 0.1 to 10 kPa and both G’ values for the fluxes A” obtained by heat treating that flux A’ are both in the range of 1 to 1000 kPa, then these are representatives of flux A ‘and flux A” according to the definition in steps (1) and (3) of the particular embodiment of the process of the invention.

[0036] It has been found that the flux A” and, in particular, the flux A” having a storage modulus G’ in the range of 1 to 1000 kPa has damping properties required for successful laser-transfer application of the laser-transferable LED (s) , i.e. for a successful laser mass application thereof. Successful laser mass application means accurate placement (or good transfer accuracy) of the laser-transferable LED (s) and enabling electrical interconnection between said metallic contact pads X and Y after conclusion of the soldering process of step (5) .

[0037] In a preferred embodiment, the flux A’ (flux A’ in general as well as flux A’ having a storage modulus G’ in the range of 0.1 to 10 kPa) has the following composition, i.e. it consists of:

[0038] (i) 30 to 70 wt%of at least one optionally modified natural resin;

[0039] (ii) 15 to 50 wt%of at least one organic solvent;

[0040] (iii) 5 to 15 wt%of at least one thickener;

[0041] (iv) 5 to 10 wt%of at least one activator; and

[0042] (v) 0 to 10 wt%of at least one additive other than constituents (i) to (iv) . The wt%of the constituents (i) to (v) total 100 wt%.

[0043] As constituent (i) , the flux A’ in its preferred embodiment comprises 30 to 70 wt%, preferably 40 to 60 wt%of at least one optionally modified natural resin. For the person skilled in the art it is not necessary to explain that "modified" stands for a chemical modification. The at least one optionally modified natural resin may be unmodified natural resin or modified natural resin. Modified natural resin means natural resins modified by hydrogenation, dimerization, and / or esterification of their carboxyl groups. In particular, the natural resins are natural resins of the  rosin type and among the latter even more particular the natural resins are such of the colophony resin type.

[0044] As constituent (ii) , the flux A’ in its preferred embodiment comprises 15 to 50 wt%, preferably 30 to 50 wt%of at least one organic solvent. Examples include diols, alcohols, ether alcohols, and ketones that are liquid at 25℃, in particular trimethylpropanol, 1, 2-octanediol, 1, 8-octanediol, 2, 5-dimethyl-2, 5-hexanediol, isobornyl cyclohexanol, glycol ethers, 2-ethyl-1, 3-hexanediol, n-decyl alcohol, 2-methyl-2, 4-pentanediol, terpineol, and isopropanol, and mixtures thereof. Glycol ethers represent preferred examples. Glycol ethers may be partly or fully etherified; specific examples include mono-, di-, tripropylene glycol methyl ether, mono-, di-, tripropylene glycol n-butyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol methyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, and diethylene glycol monohexyl ether, and mixtures thereof. It may be preferred that the at least one organic solvent may comprise or consist of one or more glycol ethers.

[0045] As constituent (iii) , the flux A’ in its preferred embodiment comprises 5 to 15 wt%, preferably 8 to 12 wt%of at least one thickener. Examples include ethyl cellulose, castor oil, hydrogenated castor oil, glycerol tris-12-hydroxystearin, modified glycerol tris-12-hydroxystearin, fatty acid amides, and polyamides. Castor oil and polyamides represent preferred examples. It may be preferred that the at least one thickener comprises or consists of castor oil and / or one or more polyamide thickeners.

[0046] As constituent (iv) , the flux A’ in its preferred embodiment comprises 5 to 10 wt%of at least one activator. The function of the at least one activator is to remove eventually present solder powder surface oxide. Examples include carboxylic acids, preferably dicarboxylic acids, for example, oxalic acid, adipic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, and tridecanedioic acid. The carboxylic acids may be combined with at least one amine. Examples of amines include imidazoles, N, N, N ‘, N ‘-tetramethylethylenediamine, N, N, N ‘, N ‘-tetraethylethylenediamine, N, N, N ‘, N ‘-tetrapropylethylenediamine, N-coco-1, 3-diaminopropane, 1, 6-diaminohexane, 1, 7-diaminoheptane, 1, 8-diaminooctane, 1, 9-diaminononane, and 1, 10-diaminodecane, bis (2-ethylhexyl) amine, bis (2-methylhexyl) amine, diethylamine, triethylamine, cyclohexylamine, diethanolamine, triethanolamine, hydrogenated tallow alkylamine, hydrogenated (tallow alkyl) dimethylamine, and hydrogenated bis (tallow alkyl) methylamine. Further examples of activators include halogen-containing compounds like aniline hydrochloride, glutamic acid  hydrochloride, diethanolamine hydrochloride, diethanolamine hydrobromide, triethanolamine hydrochloride, triethanolamine hydrobromide, and trans-2, 3-dibromo-2-butene-1, 4-diol.

[0047] The flux A’ in its preferred embodiment may or may not comprise a constituent (v) . Hence, the flux in its preferred embodiment comprises 0 to 10 wt%of a constituent (v) in the form of at least one additive other than constituents (i) to (iv) . Examples of such additives include surfactants, antioxidants and surface modifiers.

[0048] In step (2) of the process of the invention a layer of the material A is applied to the metallic contact pads X of the electronic substrate and / or to the metallic contact pads Y of the LED (s) , i.e. each of the metallic contact pads X of the electronic substrate and / or each of the metallic contact pads Y is provided with the material A. The application can be performed by means of conventional methods known to the person skilled in the art, for example, by means of printing, dispensing, jetting or spin-coating. Printing and spin-coating are preferred. Among printing methods screen printing or stencil printing are preferred. Material A may be applied in a wet layer thickness in the range of, for example, 1 to 30 μm.

[0049] In step (3) of the process of the invention the material A applied in step (2) is gelated so as the flux A’ to gel and to form gelated flux A” . Gelated flux A” has damping properties required to catch the laser-transferable LED (s) when applied by laser-transfer in the course of subsequent process step (4) . “Over-gelation” should be avoided since the laser-transferable LED (s) might bounce off the gelated material A surface then; the skilled person can easily determine the conditions allowing for the desired gelation and for the prevention or exclusion of over-gelation by carrying out a few gelation experiments.

[0050] In step (3) of the particular embodiment of the process of the invention the material A applied in step (2) is gelated so as the flux A’ to gel and to form a gelated flux A” achieving an increased storage modulus G’ in the range of 1 to 1000 kPa compared to the storage modulus G’ of the flux A'. The storage modulus G’ of flux A” in the range of 1 to 1000 kPa corresponds to particularly advantageous damping properties of flux A” required to catch the laser-transferable LED(s) when applied by laser-transfer in the course of subsequent process step (4) . “Over-gelation” in terms of exceeding the storage modulus G’ upper limit of 1000 kPa should be avoided here as well.

[0051] Gelation of the material A layer can be achieved by heat treating the item or items provided with the material A in step (2) , i.e. by heat treating the electronic substrate and / or the LED (s)  provided therewith. To this end, the heat treatment can be carried out in an oven for a period of, for example, 5 to 30 minutes at a peak temperature in the range of, for example, 50 to 150 ℃. “Peak temperature” means the peak object temperature which the respective item or items and the material A experience. It is assumed that the gelation or the increase of the storage modulus G’ may be the result of at least one process taking place within the heated material A (i.e. within the heated flux A’ ) including, for example, evaporation of organic solvent, chemical reactions, etc.

[0052] In step (4) of the process of the invention the laser-transferable LED (s) are laser-transfer applied to the electronic substrate with the metallic contact pads Y directed towards the metallic contact pads X; i.e. typically, step (4) is a laser mass transfer.

[0053] In other words, a sandwich assembly consisting of an electronic substrate and at least one laser-transferred LED with a layer of gelated material A between their metallic contact pads X and Y is formed. Nota bene, after conclusion of step (4) an electrically conductive interconnection between the metallic contact pads X and Y is not yet established; rather, this happens in the course of subsequent soldering step (5) .

[0054] In step (5) of the process of the invention the sandwich assembly obtained after conclusion of step (4) is subjected to a soldering process, i.e. typically to a reflow soldering process or to a laser-assisted bonding process or to a Thermo-Compression Bonding process. As has already been mentioned above, the solder metal which undergoes said soldering process is provided (a) by the laser-transferred LED (s) , i.e. LED (s) the metallic contact pads Y of which being provided with solder metal, and / or (b) by the electronic substrate, i.e. an electronic substrate the metallic contact pads X of which being provided with solder metal, and / or (c) by material A in case of its embodiment as solder paste. In all possible scenarios (a) , (b) , (c) , (a) + (b) , (a) + (c) , (b) + (c) and (a) + (b) + (c) , all solder metal provided is the same solder metal, i.e. it has always the same composition or, in other words, it is the same solder metal or solder alloy.

[0055] In the embodiment of a reflow soldering process, the sandwich assembly can be soldered by heating it to above the liquidus temperature of the solder metal so as to produce a firm mechanical and electrically conductive interconnection between the electronic substrate and the laser-transferred-LED (s) via the solder metal after subsequent cooling and solidification of the solder metal. To this end, the heating can be carried out in an oven for a period of, for example, 0.5 to 3 minutes at a peak temperature in the range of, for example, 170 to 270 ℃. “Peak temperature” means the peak object temperature which the solder metal experiences and it lies  preferably 5 to 60℃, preferably 10 to 50℃, above the liquidus temperature of the solder metal. It is assumed that the gelated flux A” is removed, for example, by evaporation and / or decomposition; if necessary, residual gelated flux A” can be easily removed by conventional plasma treatment.

[0056] In the embodiment of a laser-assisted bonding process, a laser beam irradiates the sandwich assembly, thus raising the temperature and causing the solder to be liquefied, thus resulting in bonding after cooling and solidification of the solder.

[0057] In the embodiment of a Thermo-Compression Bonding process, the bonding is achieved by applying a mechanical pressure and heat simultaneously.

[0058] After conclusion of step (5) a sandwich assembly consisting of an electronic substrate and at least one laser-transferred LED with a layer of solder metal in between is obtained, wherein the layer of solder metal firmly interconnects the electronic substrate and the at least one laser-transferred LED via the respective metallic contact pads X and Y.Examples

[0059] Example 1 (Preparation of a flux A’ and determination of its storage modulus G’ ) :

[0060] A flux was formed by melting 52 pbw (parts by weight) of a hydrogenated colophony resin having an acid value of 240 mg KOH / g at 170 ℃, followed by addition of 25 pbw of ethylene glycol dimethyl ether, 8 pbw of a polyamide thickener, 4 pbw of succinic acid, 3 pbw of N, N, N’ , N’ -tetramethylethylenediamine, 6 pbw of surfactant and 2 pbw of antioxidant at 140℃.

[0061] The so prepared flux A’ was applied to the bottom plate of an Anton Paar Rheometer MCR102, after which the test probe, a plate having a diameter of 50 mm, was lowered from above onto the so prepared flux A’ creating a measuring gap of 0.5 mm. Excess flux A’ was removed from the sides of the test probe before the determination of the storage modulus G’ by oscillating rheometry was carried out at 25℃, a test sweep strain frequency of 1 Hz and a test strain of 0.1%. The storage modulus G’ of flux A’ was 5 kPa.

[0062] Examples 2a and 2b (Preparation of two fluxes A” from the same flux A’ ) :

[0063] Example 2a (Preparation of a first flux A” and determination of its storage modulus G’ ) :

[0064] The flux A’ of Example 1 was applied to the bottom plate of an Anton Paar Rheometer MCR102, after which the bottom plate was heated to a peak temperature of 50℃ for 5 minutes. After cooling down to 25℃ and an additional resting period of 3 minutes, the test probe, a plate having a diameter of 50 mm, was then lowered from above onto the so prepared flux A” creating a measuring gap of 0.5 mm. Excess flux A” was removed from the sides of the test probe before the determination of the storage modulus G’ by oscillating rheometry was carried out at 25℃, a test sweep strain frequency of 1 Hz and a test strain of 0.1%. The storage modulus G’ of this flux A” was 50 kPa.

[0065] Example 2b (Preparation of a second flux A” and determination of its storage modulus G’ ) : The flux A’ of Example 1 was applied to the bottom plate of an Anton Paar Rheometer MCR102, after which the bottom plate was heated to a peak temperature of 150℃ for 30 minutes. After cooling down to 25℃ and an additional resting period of 3 minutes, the test probe, a plate having a diameter of 50 mm, was then lowered from above onto the so prepared flux A” creating a measuring gap of 0.5 mm. Excess flux A” was removed from the sides of the test probe before the determination of the storage modulus G’ by oscillating rheometry was carried out at 25℃, a test sweep strain frequency of 1 Hz and a test strain of 0.1%. The storage modulus G’ of this flux A” was 250 kPa.

[0066] Example 3 (Preparation of a solder paste) :

[0067] A solder paste was formed by mixing 40 pbw of flux A’ of Example 1 with 60 pbw of solder powder (SnAgCu alloy composed of 96.5 wt. -%Sn, 3.0 wt. -%Ag and 0.5 wt. -%Cu, type 6 powder according to IPC-TM-650 2.2.14.2) .

[0068] Working Example 4:

[0069] The flux A’ of Example 1 was stencil-printed on a glass substrate exhibiting one pair of rectangular copper contact pads of dimensions 15 μm by 10 μm. The copper contact pads had a Sn surface plating serving as solder metal layer. The copper contact pads were spaced from one another by a 10 μm narrow gap. Openings in the printing stencil were of dimensions 40 μm by 40 μm. The thickness of the wet flux A’ layer was 20 μm. The assembly was then heated in an air oven for 5 minutes at 65 ℃ in order to gelate the flux A’ .

[0070] A laser-transferable LED of dimensions 20 μm by 35 μm, having one pair of rectangular copper contact pads (surface finish of Ni / Au) of dimensions 15 μm by 10 μm and exhibiting a 10 μm narrow gap in between, was then transferred onto the glass substrate via laser transfer. The  sandwich assembly was then reflow soldered by heating it in an N2-purged oven for 0.5 minutes at 260 ℃.

[0071] Working Example 5:

[0072] The flux A’ of Example 1 was stencil-printed on a glass substrate exhibiting one pair of rectangular copper contact pads of dimensions 15 μm by 10 μm. The copper contact pads had an Ni / Au surface finishing. The copper contact pads were spaced from one another by a 10 μm narrow gap. Openings in the printing stencil were of dimensions 40 μm by 40 μm. The thickness of the wet flux A’ layer was 20 μm. The assembly was then heated in an air oven for 5 minutes at 65 ℃ in order to gelate the flux A’ .

[0073] A laser-transferable LED of dimensions 20 μm by 35 μm, having one pair of rectangular copper contact pads (surface plating of 2 μm-thick Sn solder metal layer) of dimensions 15 μm by 10 μm and exhibiting a 10 μm narrow gap in between, was then transferred onto the glass substrate via laser transfer. The sandwich assembly was then reflow soldered by heating it in an N2-purged oven for 0.5 minutes at 260 ℃.

[0074] Working Example 6:

[0075] The solder paste of Example 3 was stencil-printed on a glass substrate exhibiting one pair of rectangular copper contact pads of dimensions 10 μm by 15 μm. The copper contact pads had an Ni / Au surface finishing. The copper contact pads were spaced from one another by a 10 μm narrow gap. Openings in the printing stencil were of dimensions 40 μm by 40 μm. The wet layer thickness of the solder paste layer was 20 μm. The assembly was then heated in an N2-purged oven for 5 minutes at 65 ℃ in order to gelate the flux A’ within the solder paste.

[0076] A laser-transferable LED of dimensions 20 μm by 35 μm, having one pair of rectangular copper contact pads (surface finish of Ni / Au) of dimensions 15 μm by 10 μm and exhibiting a 10 μm narrow gap in between, was then transferred onto the glass substrate via laser transfer. The sandwich assembly was then reflow soldered by heating it in an N2-purged oven for 1 minute at 260 ℃.

[0077] Working Example 7:

[0078] The flux A’ of Example 1 was spin-coated on a glass substrate exhibiting one pair of rectangular copper contact pads of dimensions 15 μm by 10 μm. The copper contact pads had an Ni / Au surface finishing. The copper contact pads were spaced from one another by a 10 μm narrow gap. The spin-coating was carried out with 1000 revolutions per minute. The thickness of the  wet flux A’ layer was 5 μm. The assembly was then heated in an air oven for 5 minutes at 65 ℃in order to gelate the flux A’ .

[0079] A laser-transferable LED of dimensions 20 μm by 35 μm, having one pair of rectangular copper contact pads (surface plating of 2 μm-thick Sn solder metal layer) of dimensions 15 μm by 10 μm and exhibiting a 10 μm narrow gap in between, was then transferred onto the glass substrate via laser transfer. The sandwich assembly was then reflow soldered by heating it in an N2-purged oven for 0.5 minutes at 260 ℃.

Claims

1.A process for the manufacture of a sandwich assembly consisting of an electronic substrate firmly interconnected to at least one laser-transferred LED via a layer of solder metal, the manufacturing process comprising or consisting of the successive steps:(1) providing (1a) an electronic substrate having metallic contact pads X, (1 b) one or more laser-transferable LEDs each of which having a pair of metallic contact pads Y, and (1c) a material A comprising a gellable flux A’,(2) applying a layer of the material A to the metallic contact pads X and / or to the metallic contact pads Y,(3) gelating the material A so as the flux A’ to gel and to form a gelated flux A”,(4) laser-transfer applying the laser-transferable LED (s) to the electronic substrate with the metallic contact pads Y directed towards the metallic contact pads X, and(5) subjecting the so-obtained sandwich assembly to a soldering process,(i) wherein the material A is a solder paste comprising the flux A’ and wherein the metallic contact pads X and / or the metallic contact pads Y may or may not be provided with solder metal or(ii) wherein the material A is the flux A’ itself and wherein the metallic contact pads X and / or the metallic contact pads Y is / are provided with solder metal.2.The process of claim 1, wherein the flux A’ has a storage modulus G’ in the range of 0.1 to 10 kPa and the flux A” has a storage modulus G’ in the range of 1 to 1000 kPa.3.The process of claim 1 or 2, wherein the solder paste consists of 30 to 90 wt%of a solder metal powder with an absolute particle size of the solder metal powder particles in the range of 2 to 38 μm and 10 to 70 wt%of flux A’, the wt%totaling 100 wt%.4.The process of any one of the preceding claims, wherein the solder metal is provided (a) by the laser-transferred LED (s) and / or (b) by the electronic substrate and / or (c) by material A in its embodiment as solder paste.5.The process of any one of the preceding claims, wherein the flux A’ consists of:(i) 30 to 70 wt%of at least one optionally modified natural resin;(ii) 15 to 50 wt%of at least one organic solvent;(iii) 5 to 15 wt%of at least one thickener;(iv) 5 to 10 wt%of at least one activator; and(v) 0 to 10 wt%of at least one additive other than constituents (i) to (iv) wherein the wt%of the constituents (i) to (v) total 100 wt%.6.The process of claim 5, wherein the at least one optionally modified natural resin is selected from the group consisting of unmodified natural resins and natural resins modified by hydrogenation, dimerization, and / or esterification of their carboxyl groups.7.The process of claim 5 or 6, wherein the at least one thickener is selected from the group consisting of ethyl cellulose, castor oil, hydrogenated castor oil, glycerol tris-12-hydroxystearin, modified glycerol tris-12-hydroxystearin, fatty acid amides, and polyamides.8.The process of any one of the preceding claims, wherein the application of the layer of the material A is performed by printing, dispensing, jetting or spin-coating.9.The process of any one of the preceding claims, wherein the material A is applied in a wet layer thickness in the range of 1 to 30 μm.10.The process of any one of the preceding claims, wherein the gelation of the material A layer is achieved by heat treating the electronic substrate and / or the LED (s) provided with the material A.11.The process of claim 10, wherein the heat treatment is carried out in an oven for a period of 5 to 30 minutes at a peak temperature in the range of 50 to 150 ℃.12.The process of any one of the preceding claims, wherein the soldering process is a reflow soldering process or a laser-assisted bonding process or a Thermo-Compression Bonding process.