JP2003059555A - 回路素子のボンディング方法及び電気回路装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 確実で効果的な回路素子のボンディング方
法、及び表示装置の製造方法を提供すること。 【解決手段】 発光ダイオード素子５２を保持した樹
脂層５３の一部を除去してチップ化し、しかる後に、こ
のチップ化に際して生成した有機付着物８１が樹脂層５
３に付着したまま樹脂チップ５４を分離し、しかる後
に、この分離された樹脂チップ５４を配線回路基板５５
に対しレーザ照射による加熱下でボンディングし、この
際に有機付着物８１の熱吸収効果によって接着剤層７６
の選択的加熱を十分に行う、発光ダイオード素子５２の
ボンディング方法、及びこのボンディング工程を伴う画
像表示装置の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光素子等の回路
素子のボンディング方法、及びこの回路素子を表示素子
等として内蔵した画像表示装置等の電気回路装置の製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体チップ等の回路素子の配列
方法及びボンディング方法としては、ウエーハからダイ
シングして回路素子を分離し、分離した回路素子をダイ
シングシートからチップトレイに移送し、更には、チッ
プトレイから回路素子を真空吸着でピックアップして、
基板にマウント若しくは接続するという方法が知られて
いた。

【０００３】この方法は、例えば、半導体パッケージの
製造工程等において一般的に行われていた。

【０００４】

【発明に至る経過】本出願人は、効果的で好ましい回路
素子の配列方法及びボンディング方法等を特願２００１
−１４４５９２等において既に提起した。この回路素子
の配列方法及びボンディング方法等は下記のようなもの
である。

【０００５】この先願発明による回路素子の配列方法及
びボンディング方法に用いる回路素子は、例えば、先細
り形状に形成された先端部を有する回路素子であって、
図１６に示すような構造の発光素子を挙げることができ
る。図１６の（ａ）が発光素子の断面図であり、図１６
の（ｂ）がその平面図である。

【０００６】この発光素子はＧａＮ系の発光ダイオード
であり、例えば、サファイア基板（図示せず）上に結晶
成長されて得られる発光素子である。このようなＧａＮ
系の発光ダイオード素子は、基板を透過するレーザ照射
によってレーザアブレーションを生じさせ、ＧａＮの窒
素が気化する現象に伴なってサファイア基板とＧａＮ系
の結晶成長層との間の界面で膜剥れが生じ、素子分離が
容易になるという特徴を有している。

【０００７】この構造によれば、例えば、ＧａＮ系半導
体層からなる下地成長層２１上に選択成長された六角錐
形状のｎ型のＧａＮ：Ｓｉ層２２を有していて、下地成
長層２１上には図示しない絶縁膜が存在し、六角錐形状
のＧａＮ：Ｓｉ層２２は、この絶縁膜を開口した部分に
ＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長）法等によって形成され
る。

【０００８】このＧａＮ：Ｓｉ層２２は、成長時に使用
されるサファイア基板の主面をＣ面とした場合に、Ｓ面
（１−１０１面）で覆われたピラミッド型の成長層であ
り、シリコンをドープさせた領域である。そして、この
ＧａＮ：Ｓｉ層２２の傾斜したＳ面の部分はダブルへテ
ロ構造のクラッドとして機能する。

【０００９】そして、ＧａＮ：Ｓｉ層２２の傾斜したＳ
面を覆うように、活性層であるＩｎＧａＮ層２３が形成
されており、その外側に、マグネシウムドープのｐ型の
ＧａＮ：Ｍｇ層２４が形成される。なお、このマグネシ
ウムドープのＧａＮ：Ｍｇ層２４もクラッドとして機能
する。

【００１０】更に、この発光ダイオード素子５２には、
ｐ電極２５が形成されている。このｐ電極２５は、マグ
ネシウムドープのＧａＮ：Ｍｇ層２４上に形成される
が、これはＮｉ／Ｐｔ／Ａｕ又はＮｉ（Ｐｄ）／Ｐｔ／
Ａｕ等の金属材料を蒸着して形成される。

【００１１】このような構造のＧａＮ系の発光ダイオー
ド素子５２は、青色発光も可能な素子であって、特に、
レーザアブレーションによって比較的簡単にサファイア
基板から剥離することができ、レーザビームを選択的に
照射することによって選択的な剥離を行う。

【００１２】なお、このＧａＮ系の発光ダイオード素子
５２としては、平板状や帯状に活性層が形成される構造
であってもよく、上端部にＣ面が形成された角錐構造の
ものであってもよい。又、他の窒化物系や化合物半導体
等からなっていてもよい。

【００１３】次に、この発光ダイオード素子５２を表示
用素子として用いた樹脂チップについて説明する。

【００１４】図１７及び図１８に示すように、この樹脂
チップ５４は、ほぼ平板状であってその主たる面がほぼ
正方形状となっている。この樹脂チップ５４は樹脂５３
を固めて形成されたものであり、具体的には、未硬化の
樹脂中に発光ダイオード素子５２を埋設（転写して）硬
化させた後、樹脂層５３をダイシング等で切断すること
によって得られる。

【００１５】こうして発光ダイオード素子５２を埋設し
た樹脂層５３の表面側と裏面側とには、それぞれ電極パ
ッド５６及び５７が形成される。これらの電極パッド５
６及び５７の形成方法としては、例えば、全面に電極パ
ッド５６及び５７の材料となる金属層や多結晶シリコン
層等の導電層を形成し、フォトリソグラフィー技術等に
より、所要の電極の形状にパターニングすることにより
形成される。これらの電極パッド５６及び５７は、発光
ダイオード素子である素子５２のｐ電極と必要あればｎ
電極（図示せず）とにそれぞれ接続するように形成され
ている。

【００１６】ここで、電極パッド５６及び５７は、樹脂
チップ５４の表面側と裏面側とにそれぞれ形成されてい
るが、一方の面に双方の電極パッドを形成することも可
能である。電極パッド５６及び５７の形状は正方形に限
定されず、他の形状としてもよい。

【００１７】このような樹脂チップ５４によれば、発光
ダイオード素子５２の周りが樹脂５３で被覆されて平坦
化され、精度良く電極パッド５６及び５７を形成できる
と共に、発光ダイオード素子５２に比べて広い領域に電
極パッド５６及び５７を延在できる。これによって、次
の第２転写工程における転写を吸着装置等で行う場合
に、取り扱いが容易になる。

【００１８】又、後述するように、最終的な配線が、第
２転写工程の後に行われるために、比較的大きいサイズ
の電極パッド５６及び５７を利用した配線を行うことに
よって、接続不良が未然に防止される。

【００１９】次に、図５から図１５までを参照しなが
ら、図１６に示した発光ダイオード素子５２の配列方法
及びボンディング方法等の具体的手法について説明す
る。

【００２０】先ず、図５に示すように、第１の一時保持
用部材５１の上面に、第１の剥離層６４と樹脂層５３と
を積層する。

【００２１】第１の一時保持用部材５１の材質として
は、高分子シート等を挙げることができ、剥離層６４の
材質としては、フッ素コート、シリコーン樹脂、水溶性
接着剤（例えば、ポリビニルアルコール：ＰＶＡ）及び
ポリイミド等を用いることができる。

【００２２】又、第１の一時保持用部材５１の樹脂層５
３としては、紫外線（ＵＶ）硬化型樹脂、熱硬化性樹脂
又は熱可塑性樹脂のいずれかからなる層を用いることが
できる。一例として、第１の一時保持用部材５１として
高分子シート等を用い、第１の剥離層６４としてポリイ
ミド膜を形成後、樹脂層５３としてＵＶ硬化型樹脂を塗
布することができる。

【００２３】そして、樹脂層５３のうち、発光ダイオー
ド素子５２を埋設（転写）する部分以外をレーザ光の照
射によって硬化させる。そして、これ以外のレーザ光の
非照射部分は、後の工程で発光ダイオード素子５２を埋
め込む軟質部８２とする。

【００２４】次に、図６に示すように、第１基板５０の
主面上に、図１６に示した如き発光ダイオード素子５２
を例えばマトリクス状に形成したものを作製する。この
発光ダイオード素子５２は、以降の図面においても簡略
図示しているが、その大きさは約２０μｍ程度とするこ
とができる。

【００２５】なお、第１基板５０の構成材料としては、
サファイア基板等のように、発光ダイオード素子５２に
照射するレーザ光の透過率の高い材料を用いる。この第
１基板上に上述したようにして発光ダイオード素子の各
構成層を順次形成し、また発光ダイオード素子５２間を
分離する分離溝６２ｇをＲＩＥ（Reactive Ion Etchin
g）等により形成している。

【００２６】次に、この第１基板５０を第１の一時保持
用部材５１に対峙させて図６に示すように転写を行う。

【００２７】この転写に際しては、転写する所定の発光
ダイオード素子５２に対してレーザ光を第１基板５０の
裏面から照射し、この転写する所定の発光ダイオード素
子５２を第１基板５０からレーザアブレーションを利用
して剥離する。この際、ＧａＮ系の発光ダイオード素子
５２は、ＧａＮ層（上述の２１）が第１基板５０との界
面でＧａと窒素とに分解することから、比較的簡単に剥
離できる。

【００２８】照射するレーザ光としては、エキシマレー
ザ及び高調波ＹＡＧレーザ等を用いる。そして、このレ
ーザアブレーションを利用した剥離によって、転写する
所定の発光ダイオード素子５２はＧａＮ層と第１基板５
０との界面で分離し、図６に示すように、反対側の樹脂
層５３の軟質部８２にｐ電極部分を突き刺すようにして
転写する。

【００２９】なお、樹脂層５３の軟質部８２に転写され
る所定の発光ダイオード素子５２以外の発光ダイオード
素子５２については、前工程において、この発光ダイオ
ード素子５２が接触する樹脂層５３の部分が、既にレー
ザ光によって硬化しているために、接触するだけでは樹
脂層５３に転写されることはない。

【００３０】そして、転写後の状態は、図７に示すよう
に、転写された発光ダイオード素子５２の間隔が、第１
基板５０上に配列されていた時よりも離間して第１の一
時保持用部材５１上に配列される。

【００３１】即ち、Ｘ方向にそれぞれの発光ダイオード
素子５２の間隔が広げられ、同時に、Ｘ方向に垂直なＹ
方向にもそれぞれの発光ダイオード素子５２の間隔が広
げられる。

【００３２】次に、図８に示すように、樹脂層５３の軟
質部８２上に保持された発光ダイオード素子５２を加圧
手段８４によって樹脂層５３の軟質部８２に押し付けて
埋設する。

【００３３】こうして、発光ダイオード素子５２は、図
９に示すように、第１の一時保持用部材５１の樹脂層５
３に埋設保持された状態になる。この場合、発光ダイオ
ード素子５２の裏面はｎ電極側（カソード電極側）であ
り、この裏面は、第１基板５０との間に存在していた樹
脂５３等が残らないように洗浄し、ここに形成する上述
の電極パッド５７を発光ダイオード素子５２の裏面側と
確実に電気的に接続する。

【００３４】その後、図１０に示すように、電極パッド
５７を所定の形状にパターニングして形成する。この電
極パッド５７の材質としては、透明電極（ＩＴＯ及びＺ
ｎＯ系等）、若しくはＴｉ／Ａｌ／Ｐｔ／Ａｕ等の材料
を用いる。

【００３５】なお、透明電極を用いる場合には、これが
発光ダイオード素子５２の裏面を大きく覆っても発光を
遮ることがないために、パターニング精度が粗くしても
よく、大きなパターンに形成でき、更にパターニングプ
ロセスが容易になるという利点がある。

【００３６】この電極パッド５７の形成後、図１１に示
すように、発光ダイオード素子５２を埋め込んだ樹脂層
５３を第１の一時保持用部材５１から第２の一時保持用
部材６７に転写し、更にダイシングプロセスにより発光
ダイオード素子５２毎に樹脂層５３を分断し、各発光ダ
イオード素子５２に対応した樹脂チップ５４とする。こ
こで、ダイシングプロセスは、機械的手段を用いたダイ
シング、或いは、レーザビームを用いたレーザダイシン
グ等により行う。

【００３７】このダイシングによって素子分離溝７１を
形成し、発光ダイオード素子５２を素子毎に区分して樹
脂チップ５４とする。この素子分離溝７１はマトリクス
状の各発光ダイオード素子５２を分離するため、平面的
に見たパターンとしては、縦横に延長された複数の平行
線からなる。なお、この素子分離溝７１の底部では、第
２の一時保持用部材６７の表面が臨んでいる。この第２
の一時保持用部材６７は、一例として、プラスチック基
板に粘着材が塗布してあるダイシングシートであり、紫
外線（ＵＶ）が照射されると粘着力が低下するものを利
用できる。

【００３８】なお、ダイシングによる切り込み幅は、画
像表示装置の画素内の樹脂層５３で覆われた発光ダイオ
ード素子５２（樹脂チップ５４）の大きさに依存する
が、例えば、２０μｍ以下の幅の狭い切り込みが必要な
時には、上記のレーザービームを用いたレーザによる加
工を行うことが必要である。この時、レーザビームとし
ては、エキシマレーザ、高調波ＹＡＧレーザ、炭酸ガス
レーザ等を用いることができる。

【００３９】図１１は、第１の一時保持用部材５１から
発光ダイオード素子５２を、第２の剥離層６０及びポリ
イミドからなる下地層８０を設けた第２の一時保持用部
材６７に転写した後、アノード電極（ｐ電極）側にビア
ホール７０を形成し、ここにアノード側の電極パッド５
６を形成し、更に樹脂層５３の一部をダイシングして個
々の樹脂チップ５４とした状態を示している。

【００４０】なお、この転写の際には、第１の剥離層６
４を形成した第１の一時保持用部材５１の裏面から例え
ばエキシマレーザ光を照射する。これにより、例えば、
第１の剥離層６４としてポリイミドを形成した場合で
は、ポリイミドのアブレーションにより剥離し、その
後、各発光ダイオード素子５２を埋設した樹脂層５３を
第２の一時保持用部材６７側に転写する。

【００４１】更に、上記のアノード側の電極パッド５６
の形成においては、例えば樹脂層５３の表面を酸素プラ
ズマ、エキシマレーザ、高調波ＹＡＧレーザ、炭酸ガス
レーザ等により発光ダイオード素子５２のｐ電極が露出
してくるまでエッチングしてビアホール７０を形成した
後、アノード側の電極パッド５６をＮｉ／Ｐｔ／Ａｕ等
で形成する。

【００４２】次に、図１２に示すように、機械的手段と
しての吸着装置７３を用いて、発光ダイオード素子５２
を埋設した樹脂チップ５４を第２の一時保持用部材６７
から剥離する。この時、第２の一時保持用部材６７上に
は、フッ素コート、シリコーン樹脂及び水溶性接着剤
（例えば、ＰＶＡ）等の剥離層６０、及びポリイミド等
の下地層８０を形成しておく。

【００４３】このような剥離層６０及び下地層８０を形
成した第２の一時保持用部材６７の裏面から、例えばＹ
ＡＧ第３高調波レーザ光を照射する。これにより、例え
ば下地層８０をポリイミドで形成した場合では、ポリイ
ミドの層と第２の一時保持用部材６７の界面とでポリイ
ミドのアブレーションにより剥離が発生して、発光ダイ
オード素子５２を埋設した樹脂チップ５４は、第２の一
時保持用部材６７から上記の吸着装置７３のような機械
的手段により容易に剥離可能となる。

【００４４】図１２は、第２の一時保持用部材６７上に
配列している発光ダイオード素子５２を埋設した樹脂チ
ップ５４を、上記の機械的手段としての吸着装置７３で
ピックアップするところを示したものである。

【００４５】この時、吸着装置７３の吸着孔７５は、画
像表示装置の画素ピッチにマトリクス状に開口してい
て、発光ダイオード素子５２埋設した樹脂チップ５４を
多数個、一括して吸着できるようになっている。

【００４６】吸着孔７５の部材には、例えば、Ｎｉ電鋳
により作製したもの、若しくは、ステンレス（ＳＵＳ）
等の金属板７２をエッチングで穴加工したもの等が使用
される。そして、金属板７２の吸着孔７５の奥には吸着
チャンバ７４が形成され、この吸着チャンバ７４を負圧
に制御することで発光ダイオード素子５２を埋設した樹
脂チップ５４の吸着が可能になる。

【００４７】なお、発光ダイオード素子５２は、この段
階では樹脂５３で覆われており、その上面はほぼ平坦化
されている。この為に、吸着装置７３による選択的な吸
着を容易に進めることができる。

【００４８】次に、図１３は、発光ダイオード素子５２
を埋設した樹脂チップ５４を配線基板としての第２基板
５５に固定（ボンディング）するところを示したもので
ある。

【００４９】この第２基板５５に樹脂チップ５４を固定
する際に、第２基板５５には予め接着剤層７６が塗布さ
れているために、発光ダイオード素子５２の下面の接着
剤層７６を硬化させることによって、発光ダイオード素
子５２を埋設した樹脂チップ５４を第２基板５５上に固
定して配列させることができる。この固定後には、吸着
装置７３の吸着チャンバ７４部分を圧力の高い状態と
し、吸着装置７３と発光ダイオード素子５２を埋設した
樹脂チップ５４との吸着による結合状態を解放する。

【００５０】接着剤層７６は、ＵＶ硬化型接着剤、熱硬
化性接着剤及び熱可塑性接着剤等によって構成すること
ができる。ここで、発光ダイオード素子５２が配置され
る位置（及び間隔）は、第１及び第２の一時保持用部材
５１及び６７上での配列（間隔）よりもさらに離間した
ものとなってよい。

【００５１】この時、接着剤層７６を硬化させるエネル
ギーは、ビーム９３の照射によって第２基板５５の裏面
から供給される。例えばＵＶ硬化型接着剤を使用する場
合はＵＶ照射装置によって、熱硬化性接着剤を使用する
場合はレーザによって、発光ダイオード素子５２を埋設
した樹脂チップ５４の下面のみにおいて接着剤層７６を
硬化させ、又、熱可塑性接着剤を使用する場合はレーザ
照射にて接着剤を溶融させて接着を行う。

【００５２】第２基板５５上にはシャドウマスクとして
も機能する電極層７７を配設し、特に電極層７７の画面
側の表面に黒クロム層７８を形成する。これによって、
画像のコントラストが向上すると共に、黒クロム層７８
でエネルギー吸収率を高くして選択的に照射されるビー
ム９３によって接着剤層７６を早く硬化させることがで
きる。

【００５３】次に、図１４は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の３色のそれぞれの発光ダイオード素子５２Ｒ、
５２Ｇ、５２Ｂを第２基板５５上に配列し、絶縁層７９
で被覆した状態を示す。

【００５４】上記の吸着装置７３を使用して、これらの
発光ダイオード素子を第２基板５５にマウントする位置
をそれぞれの色に対応する位置にずらしてマウントする
と、画素としてのピッチを一定にして３色からなる画素
を形成できる。なお、絶縁層７９の材質としては、透明
エポキシ接着剤、ＵＶ硬化型接着剤及びポリイミド等を
用いることができる。

【００５５】なお、図１４では、赤色の発光ダイオード
素子５２Ｒが六角錐のＧａＮ層を有しない構造とされ、
他の発光ダイオード素子５２Ｇ及び５２Ｂとその形状が
異なっているが、この段階では、各発光ダイオード素子
５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂは既に樹脂チップ５４として樹
脂５３で覆われており、素子としての構造が違うにもか
かわらず同一の取り扱いを行える。

【００５６】次に、図１５に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂの
３色の発光ダイオード素子５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂのそ
れぞれの電極パッド５７及びアノード側の電極パッド５
６や、第２基板５５上の電極層７７等に対応して、これ
らを電気的に接続するために、開口部であるビアホール
７０’をレーザ光の照射等によってそれぞれ形成し、更
に配線８６を形成する。

【００５７】なお、ビアホール７０’は、Ｒ、Ｇ、Ｂの
３色の発光ダイオード素子５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂのそ
れぞれの電極パッド５７及びアノード側の電極パッド５
６の面積を大きくしているために、ビアホール７０’の
形状を大きくでき、且つ、ビアホール７０’の位置精度
も、各発光ダイオード素子に直接形成するビアホールに
比べて粗い精度で形成できる。

【００５８】こうして、絶縁層７９にビアホール７０’
を形成した後、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色の発光ダイオード素子５
２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂのそれぞれのアノード側の電極パ
ッド５６及びカソード側の電極パッド５７を配線８６で
取り出し、第２基板５５の配線用の電極層７７と接続す
る。その後、保護層（図示せず）を形成し、画像表示装
置のパネルを完成する。

【００５９】この保護層は、図１４の絶縁層７９と同様
に、透明エポキシ接着剤等の材料を使用し、加熱硬化し
て配線を含む全面を完全に覆う。パネル端部では、配線
をドライバーＩＣに接続して駆動パネルを作製する。

【００６０】図１９は、発光色の異なる複数種類の発光
（ダイオード）素子５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂを、配線が
形成されたガラス基板１１（上記の基板５５に相当）上
に一括転写した例を示すものである。

【００６１】このガラス基板１１上には、上記の電極層
７７に接続された第１配線層１２と第２配線層１３とが
互いに直交して形成されており、各配線層１２及び１３
にそれぞれ接続された赤色発光ダイオード素子５２Ｒ、
緑色発光ダイオード素子５２Ｇ及び青色発光ダイオード
素子５２Ｂがそれぞれマトリクス状に配列されている。

【００６２】なお、ここでは、画像表示装置の基板とし
てガラス基板１１を使用し、この上に発光ダイオード素
子を転写するようにしたが、高分子シート等を被転写基
板として使用することも可能である。又、第２の一時保
持用部材６７をそのまま基板として用いることも可能で
ある。そして、例えば、高分子シートを画像表示装置の
基板として使用した場合には、屈曲性を有し、軽量で、
且つ割れにくい画像表示装置を実現することが可能とな
る。

【００６３】

【発明が解決しようとする課題】上記したプロセスにお
いて、図１１に示したように、レーザ光によるレーザア
ブレーションによって樹脂層５３をカットして樹脂層５
３に素子分離溝７１を形成するとき、蒸発除去された樹
脂層５３の一部が有機物として樹脂層５３の表面に付着
するが、この付着物が以降の工程に影響を及ぼさないよ
うにするために、クリーニングして除去している。

【００６４】そして、図１３に示したように、発光ダイ
オード素子５２を埋設した樹脂チップ５４を配線基板５
５上にボンディングする場合に、透明な樹脂チップ５４
を使用しているため、レーザ光９３を照射しても熱が放
散してしまうので、ダイボンディング材（接着剤層）７
６の熱の吸収量が少なくなってしまう。この結果、配線
基板５５上のダイボンディング材（接着剤層）７６が効
果的に加熱されないために十分に硬化せず、ボンディン
グ確率が低いものとなることがある。

【００６５】本発明は、上記のような実情に鑑みてなさ
れたものであって、その目的は、確実で効果的に回路素
子をボンディングし、かつ表示装置等の電気回路装置を
信頼性良く製造する方法を提供することにある。

【００６６】

【問題を解決するための手段】即ち、本発明は、表示用
素子等の回路素子を保持した素子保持層の一部を除去し
てチップ化する工程と、このチップ化に際して生成した
熱吸収物質が前記素子保持層に付着したまま前記チップ
を分離する工程と、この分離されたチップを基板に対し
ボンディングし、この際にボンディング材を加熱する工
程とを有する、回路素子のボンディング方法に係るもの
である。

【００６７】本発明は又、表示用素子等の回路素子を保
持した素子保持層の一部を除去してチップ化する工程
と、このチップ化に際して生成した熱吸収物質が前記素
子保持層に付着したまま前記チップを分離する工程と、
この分離されたチップを配線回路基板に対しボンディン
グし、この際にボンディング材を加熱する工程と前記回
路素子を前記配線回路基板に電気的に接続する工程とを
有する、表示装置等の電気回路装置の製造方法に係るも
のである。

【００６８】本発明の方法によれば、チップ化する際に
生成した熱吸収物質がチップに付着したまま加熱により
ボンディングを行うために、この熱吸収物質が熱を吸収
してチップからの放熱を妨げて保温効果を発揮し、これ
によってボンディング材を効果的に十分加熱でき、回路
素子のボンディングを確実に行うことができる。

【００６９】

【発明の実施の形態】本発明においては、複数の前記回
路素子間において前記素子保持層の一部を除去して複数
にチップ化するのが望ましい。

【００７０】又、効果的なボンディングのために、樹脂
層からなる前記素子保持層の一部の除去にレーザダイシ
ング法を用い、この除去によって熱吸収性の有機物が付
着した前記チップの前記ボンディング時に、前記ボンデ
ィング材をレーザ光で加熱するのが望ましい。

【００７１】又、前記チップをレーザ光の照射によって
支持体から剥離した後、配線回路基板にボンディングす
るのが望ましい。

【００７２】この場合、前記チップを吸着手段によって
前記支持体から剥離し、このまま前記配線回路基板上に
移動させて前記ボンディングに供するのが望ましい。

【００７３】又、前記回路素子を発光素子とし、発光表
示の画像表示装置を製造することができる。

【００７４】又、前記配線回路基板に前記回路素子と接
続される配線層を形成し、この配線層に前記回路素子を
接続することができる。

【００７５】この場合、前記ボンディング後に、前記チ
ップを含む前記配線回路基板上を絶縁層で被覆し、この
絶縁層を介して前記回路素子の電極を取り出すのが望ま
しい。

【００７６】以下に、本発明の好ましい実施の形態を図
面の参照下に説明する。

【００７７】本実施の形態における、回路素子のボンデ
ィング方法及び表示装置の製造方法は、前記した図５か
ら図１０までの工程は同様とし、これ以降の工程を以下
のように行う。

【００７８】即ち、図１０に示したように電極パッド５
７を形成した後に、図１１に示したようにダイシングプ
ロセスにより発光ダイオード素子５２毎に樹脂層５３を
分断して各発光ダイオード素子５２に対応した樹脂チッ
プ５４とするに際し、エキシマレーザ及び高調波ＹＡＧ
レーザ等のレーザビームによるダイシングを行うと、図
１に示すように、このレーザダイシングによって樹脂５
３の一部が蒸発除去されて炭素や炭素化合物等からなる
有機物８１として、残った樹脂層５３上に付着する。

【００７９】この状態では、既述したと同様に、第１の
一時保持用部材５１から発光ダイオード素子５２を第２
の剥離層６０及び下地層８０を介して第２の一時保持用
部材６７に転写し、アノード電極（ｐ電極）側にビアホ
ール７０を形成した後に、アノード側の電極パッド５６
を形成し、樹脂層５３をダイシングして素子分離溝７１
を形成し、発光ダイオード素子５２を素子毎に区分して
樹脂チップ５４とする。

【００８０】次に、図２に示すように、機械的手段であ
る吸着装置７３を用いて、有機付着物８１が付着したま
ま、発光ダイオード素子５２を埋設したチップ５４を第
２の一時保持用部材６７から剥離する。この時、第２の
一時保持用部材６７上には例えば、フッ素コート、シリ
コーン樹脂及び水溶性接着剤（例えばＰＶＡ）等の剥離
層６０、及びポリイミド等の下地層８０が形成されてい
る。

【００８１】この場合、剥離層６０及び下地層８０を上
面に形成した第２の一時保持用部材６７の裏面から、例
えばＹＡＧ第３高調波レーザ（単波長、λ＝３５５ｎ
ｍ）を照射すると、例えば、下地層８０としてポリイミ
ドの層を形成した場合では、このポリイミドの層と第２
の一時保持用部材（石英基板）６７の界面でポリイミド
層のアブレーションにより粘着力が低下して剥離が発生
して、各発光ダイオード素子５２が埋設された樹脂チッ
プ５４を第２の一時保持用部材６７から吸着装置７３で
ある機械的手段により容易に剥離することができる。

【００８２】図２は、第２の一時保持用部材６７上に配
列してある、有機付着物８１が付着した樹脂チップ５４
を、吸着装置７３で吸着してピックアップするところを
示したものである。この吸着装置７３の吸着孔７５は画
像表示装置の画素ピッチ毎にマトリクス状に開口してい
て、発光ダイオード素子５２を埋設する樹脂チップ５４
を多数個、一括して吸着できる。この時の吸着孔７５の
部材としては、例えばＮｉ電鋳により作製したもの、若
しくは、ステンレス（ＳＵＳ）等の金属板７２をエッチ
ングで穴加工したものが使用される。又、金属板７２の
吸着孔７５の奥には、吸着チャンバ７４が形成され、こ
の吸着チャンバ７４を負圧に制御することによって、樹
脂チップ５４の吸着が可能になる。

【００８３】そして、発光ダイオード素子５２はこの段
階で樹脂５３で覆われた樹脂チップ５４になっており、
その上面はほぼ平坦化されているので、吸着装置７３に
よる選択的な吸着を容易に行うことができる。

【００８４】この時点において、有機付着物８１は樹脂
チップ５４上に付着したままであるが、微小な粒子であ
るために、吸着装置７３による樹脂チップ５４の吸着工
程において樹脂チップ５４の密着性に影響を及ぼさず、
吸着、剥離を良好に行える。

【００８５】次に、図３に示すように、発光ダイオード
素子５２を埋設した樹脂チップ５４を第２基板５５上に
固着（ボンディング）する。この第２基板５５へのボン
ディングの際に、第２基板５５に予め接着剤層７６を塗
布し、発光ダイオード素子５２を埋設した樹脂チップ５
４の下面の接着剤層７６を硬化させ、発光ダイオード素
子５２を埋設した樹脂チップ５４を第２基板５５に固着
して配列させることができる。この固着（ボンディン
グ）後には、吸着装置７３の吸着チャンバ７４を圧力の
高い状態とし、吸着装置７３と発光ダイオード素子５２
を埋設した樹脂チップ５４との吸着による結合状態を解
放する。

【００８６】ここで、接着剤（ダイボンディング材）層
７６は、熱硬化性接着剤又は熱可塑性接着剤等によって
構成することができ、発光ダイオード素子５２が配置さ
れる位置（間隔）は、第１及び第２の一時保持用部材５
１及び６７上における配列間隔よりも離間してよい。こ
の時、接着剤層７６の樹脂を加熱硬化させるレーザ光は
第２基板５５の裏面から照射し、熱硬化性接着剤を使用
する場合は、レーザ光にて樹脂チップ５４の下面の接着
剤層のみを硬化させ、また熱可塑性接着剤を使用する場
合は、同様にレーザ光の照射にて接着剤を溶融させて接
着を行なう。

【００８７】このように樹脂チップ５４を第２基板５５
にボンディングする時に、接着剤層７６の加熱用のレー
ザ光としては、例えば、波長が可視光（λ＝５３２ｎ
ｍ）から赤外線（ＩＲ）（λ＝１０６４ｎｍ）の範囲の
レーザ光を使用する。

【００８８】なお、上記のボンディング工程を含む各種
工程においてレーザ光を用いるのは、ビーム径を絞れる
こと、単波長で位相が揃っているためにパワーがあるこ
と、そのために、照射部分を選択的に加熱でき、制御し
やすいこと等の利点があるからである。

【００８９】樹脂チップ５４を上記のようにボンディン
グする際に、上記のレーザ光によって接着剤層７６を加
熱するが、樹脂チップ５４が透明の樹脂５３から形成さ
れている場合に、樹脂チップ５４中を通して熱が樹脂チ
ップ５４の表面から放散してしまい、効果的に接着剤７
６を効果的に十分加熱することができないという問題に
対し、本実施の形態のボンディング方法によれば、熱吸
収体としての役割を果す有機付着物８１が樹脂チップ５
４の表面に付着したままにしているために、この熱吸収
体である有機付着物８１の保温効果によってレーザ光照
射による加熱時に樹脂チップ５４から熱が放散するのを
防止し、この結果、局部的に接着剤層７６を十分加熱で
き、確実で短時間に効果的なボンディングを行うことが
できる。

【００９０】又、樹脂チップ５４の上面に付着した有機
付着物８１は、樹脂チップ５４の表面とこの樹脂チップ
５４の上面に被覆される後述の絶縁層との密着性を高め
るためには、ボンディング後に除去するのが好ましい
が、この密着性に影響がなければ、図４（ｂ）に示すよ
うに、付着したままで表示装置内に残してもよい。

【００９１】なお、接着剤層７６であるダイボンディン
グ材として熱可塑性樹脂を使用する場合には、位置ずれ
が生じにくいこと、レーザビアの加工性がよいこと、他
の色の素子をボンディングし易いこと等の利点がある。

【００９２】次に、使用可能な熱可塑性樹脂としては、
例えば、アイオノマー樹脂、ＥＥＡ樹脂、ＡＡＳ樹脂、
ＡＳ樹脂、ＡＣＳ樹脂、エチレン酢酸ビニルコポリマ
ー、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン
樹脂、酢酸繊維系樹脂、フッ素樹脂、ポリアセタール樹
脂、ポリアミド樹脂、ポリアリレート樹脂、熱可塑性ポ
リウレタンエラストマー、熱可塑性エラストマー、液晶
ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリサル
ホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、高密度ポリエチ
レン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレ
ン、強化ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネー
ト樹脂、ポリスチレン、ポリフェニレンエーテル樹脂、
ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブタジエン樹
脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレン樹
脂、メタクリル樹脂、メチルペンテンポリマー等があ
る。また、使用可能な熱硬化性樹脂としては、尿素樹
脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂及びアクリル樹脂等がある。

【００９３】第２基板５５上にはシャドウマスクとして
も機能する電極層７７を配設し、特に、電極層７７の画
面側の面に黒クロム層７８を形成すると、画像のコント
ラストを向上させることができると共に、黒クロム層７
８におけるエネルギー吸収率を高くして、選択的に照射
されるレーザ光によって接着剤層７６が早く硬化する。

【００９４】次に、図４（Ａ）に示すように、上記の有
機付着物８１を洗浄除去した後、エポキシ樹脂等の絶縁
層７９を形成し、更にＲ、Ｇ、Ｂの３色の発光ダイオー
ド素子５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂのそれぞれの電極パッド
５７、及びアノード側の電極パッド５６や、第２基板５
５上の電極層７７等に対応して、これらを電気的に接続
するための開口部であるビアホール７０’をそれぞれ形
成し、更に、配線８６を形成する。このビアホール７
０’の形成には、例えばレーザビーム等を用いる。

【００９５】この時、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の発光ダイオー
ド素子５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂのそれぞれの電極パッド
５７及びアノード側の電極パッド５６の面積を大きくす
るために、ビアホール７０’のサイズを大きくでき、且
つ、ビアホール７０’の位置精度も、各発光ダイオード
素子に直接形成するビアホールに比べて粗い精度で形成
できる。

【００９６】そして、ビアホール７０’の深さは配線基
板である電極層７７と接続するものと、アノード電極側
のパッド５６と接続するものと、カソード電極側のパッ
ド５７と接続するものとの３種類の深さがあるために、
これらの形成に当たっては、例えば、レーザのパルス数
でこれを制御し、最適な深さに開口させてもよい。

【００９７】次に、絶縁層７９にビアホール７０’を形
成した後、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色の発光ダイオード素子５２
Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂのそれぞれのアノード側電極パッド
５６及びカソード側の電極パッド５７を形成し、第２基
板５５の配線用の電極層７７とを接続する配線８６を形
成する。その後、保護層（図示せず）を形成し、画像表
示装置のパネルを完成する。

【００９８】上記したように、本実施の形態において
は、特に図１に示したレーザ光等による樹脂層５３のダ
イシングの際に生じ、これまでは除去していた有機付着
物８１を熱吸収体としてそのまま残して使用し、レーザ
光の照射によるボンディング時に接着剤層７６を十分に
加熱することによって、樹脂チップ５４のボンディング
を確実に行うことができる。そして、このボンディング
後に有機付着物８１を除去することにより、第２の絶縁
層７９の被着性を高くすることができる。

【００９９】以上に説明した実施の形態は、本発明の技
術的思想に基づいて更に変形が可能である。

【０１００】例えば、樹脂チップ５４上に付着する有機
付着物８１の量、その除去タイミング等や、各工程時に
おけるレーザ光の種類、照射量、照射時間及び照射位置
等は、所定の効果が有れば、任意に変えてよい。この有
機付着物８１は、図４（Ｂ）のように、支障がなければ
表示装置内に残留させてもよい。

【０１０１】又、ボンディング時の加熱源として、レー
ザ光以外に赤外線等を使用してもよい。

【０１０２】又、上述の実施の形態におけるレーザ光を
用いた加熱方法は、図３に示すように、樹脂チップ５４
の第２基板５５へのボンディング時のみならず、図１に
示すように、樹脂チップ５４を第２の一時保持用部材６
７から剥離する際にも適用できる。この場合も、有機付
着物８１の付着によって樹脂チップ５４が加熱保温され
ることによって、接着剤層となる下地層８０のポリイミ
ド層に十分に熱が伝わることによりこの層が溶解し、樹
脂チップ５４が第２の一時保持用部材６７から剥離し易
くなる。

【０１０３】又、図６に示す工程においては、レーザ光
の照射によって樹脂層５３を選択的に硬化したが、樹脂
層５３の材質を変えることによって、樹脂層５３を選択
的に軟化させてもよい。

【０１０４】又、上述の発光ダイオード素子５２に代え
て他の任意の素子を用いることができ、例えば、液晶制
御素子、光電変換素子、圧電素子、薄膜トランジスタ素
子、薄膜ダイオード素子、抵抗素子、スイッチング素
子、微小磁気素子及び微小光学素子等を挙げることがで
きる。

【０１０５】

【発明の作用効果】上述したように、本発明の方法によ
れば、チップ化する際に生成した熱吸収物質がチップに
付着したまま加熱によるボンディングを行うために、こ
の熱吸収物質が熱を吸収してチップからの放熱を妨げて
保温効果を発揮し、これによってボンディング材を効果
的に十分加熱でき、回路素子のボンディングを確実に行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態においてチップ化した樹脂
層を分離する工程の断面図である。

【図２】同、樹脂チップをピックアップする工程の断面
図である。

【図３】同、樹脂チップをボンディングする工程の断面
図である。

【図４】同、配線を形成する工程の断面図である。

【図５】先願発明において樹脂層にレーザ光を照射する
工程の断面図である。

【図６】同、発光ダイオード素子を樹脂層に転写する工
程の断面図である。

【図７】同、発光ダイオード素子が樹脂層に転写された
状態を示す断面図である。

【図８】同、発光ダイオード素子を樹脂層に埋設する工
程の断面図である。

【図９】同、発光ダイオード素子が樹脂層に埋設された
状態を示す断面図である。

【図１０】同、発光ダイオード素子に電極パッドを設け
る工程の断面図である。

【図１１】同、樹脂層を分離してチップ化する工程の断
面図である。

【図１２】同、樹脂チップをピックアップする工程の断
面図である。

【図１３】同、樹脂チップをボンディングする工程の断
面図である。

【図１４】同、絶縁層を形成する工程の断面図である。

【図１５】同、配線を形成する工程の断面図である。

【図１６】同、発光ダイオード素子の断面図及び平面図
である。

【図１７】同、樹脂チップの斜視図である。

【図１８】同、樹脂チップの平面図である。

【図１９】同、３色の発光ダイオード素子を用いた表示
装置の部分平面図である。

【符号の説明】

２１…下地成長層、２２…ＧａＮ：Ｓｉ層、２３…Ｉｎ
ＧａＮ層、２４…ＧａＮ：Ｍｇ層、２５…ｐ電極、５０
…第１基板、５１…第１の一時保持用部材、５２…発光
ダイオード素子、５２Ｒ…赤色発光ダイオード素子、５
２Ｇ…緑色発光ダイオード素子、５２Ｂ…青色発光ダイ
オード素子、５３…樹脂層、５４…樹脂チップ、５５…
第２基板（配線回路基板）、５６、５７…電極パッド、
６０…第２の剥離層、６２ｇ…溝、６４…第１の剥離
層、６７…第２の一時保持用部材、７０、７０’…ビア
ホール、７１…素子分離溝、７３…吸着装置、７４…吸
着チャンバ、７５…吸着孔、７６…接着剤層、７７…電
極層、７８…黒クロム層、７９…絶縁層、８０…下地
層、８１…有機付着物、８２…軟質部、８４…加圧手
段、８６…配線

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路素子を保持した素子保持層の一部を
   除去してチップ化する工程と、 このチップ化に際して生成した熱吸収物質が前記素子保
   持層に付着したまま前記チップを分離する工程と、 この分離されたチップを基板に対しボンディングし、こ
   の際にボンディング材を加熱する工程とを有する、回路
   素子のボンディング方法。
2. 【請求項２】 複数の前記回路素子間において前記素子
   保持層の一部を除去して複数にチップ化する、請求項１
   に記載の回路素子のボンディング方法。
3. 【請求項３】 樹脂層からなる前記素子保持層の一部の
   除去にレーザダイシング法を用い、この除去によって熱
   吸収性の有機物が付着した前記チップの前記ボンディン
   グ時に、前記ボンディング材をレーザ光で加熱する、請
   求項１に記載の回路素子のボンディング方法。
4. 【請求項４】 前記チップをレーザ光の照射によって支
   持体から剥離した後、配線回路基板にボンディングす
   る、請求項１に記載の回路素子のボンディング方法。
5. 【請求項５】 前記チップを吸着手段によって前記支持
   体から剥離し、このまま前記配線回路基板上に移動させ
   て前記ボンディングに供する、請求項４に記載の回路素
   子のボンディング方法。
6. 【請求項６】 前記回路素子を発光素子とする、請求項
   １に記載の回路素子のボンディング方法。
7. 【請求項７】 回路素子を保持した素子保持層の一部を
   除去してチップ化する工程と、 このチップ化に際して生成した熱吸収物質が前記素子保
   持層に付着したまま前記チップを分離する工程と、 この分離されたチップを配線回路基板に対しボンディン
   グし、この際にボンディング材を加熱する工程と、 前記回路素子を前記配線回路基板に電気的に接続する工
   程とを有する、電気回路装置の製造方法。
8. 【請求項８】 複数の前記回路素子間において前記素子
   保持層の一部を除去して複数にチップ化する、請求項７
   に記載の電気回路装置の製造方法。
9. 【請求項９】 樹脂層からなる前記素子保持層の一部の
   除去にレーザダイシング法を用い、この除去によって熱
   吸収性の有機物が付着した前記チップの前記ボンディン
   グ時に、前記ボンディング材をレーザ光で加熱する、請
   求項７に記載の電気回路装置の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記チップをレーザ光の照射によって
    支持体から剥離した後、前記配線回路基板にボンディン
    グする、請求項７に記載の電気回路装置の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記チップを吸着手段によって前記支
    持体から剥離し、このまま前記配線回路基板上に移動さ
    せて前記ボンディングに供する、請求項１０に記載の電
    気回路装置の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記配線回路基板に前記回路素子と接
    続される配線層を形成し、この配線層に前記回路素子を
    接続する、請求項７に記載の電気回路装置の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記ボンディング後に、前記チップを
    含む前記配線回路基板上を絶縁層で被覆し、この絶縁層
    を介して前記回路素子の電極を取り出す、請求項１２に
    記載の電気回路装置の製造方法。
14. 【請求項１４】 前記回路素子を発光素子とし、表示装
    置を製造する、請求項７に記載の電気回路装置の製造方
    法。