JP2005129836A - 基板接合体の製造方法、基板接合体、電気光学装置、並びに電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 電子素子の実装不良が少なく、信頼性の高い基板接合体の製造方法を提供する。
【解決手段】 接合材２５ｂを介して配線２２上に電子素子２４を配置し、局部的なビーム照射により接合材２５ｂを加熱し、電子素子２４と配線２２とを接合する。
【選択図】 図６
【解決手段】 接合材２５ｂを介して配線２２上に電子素子２４を配置し、局部的なビーム照射により接合材２５ｂを加熱し、電子素子２４と配線２２とを接合する。
【選択図】 図６
Description
本発明は、基板接合体の製造方法、基板接合体、電気光学装置、並びに電子機器に関し、特に、電子素子の転写に用いられる接合材の配置技術に関する。
一般に、液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬと称する。）装置等の半導体応用装置においては、変形や落下による壊れ防止、低コスト化等の理由等により下地基板にプラスチック基板を使用することが望ましい場合がある。
しかし、パネル型の表示装置に使用される薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称する）は、高温プロセスの製造工程によって製造されるので、当該高温プロセスによる製造方法を用いてプラスチック基板上にＴＦＴを形成したり、有機ＥＬ素子等の回路素子を形成したりすると、基板の熱変形や回路素子の破壊、素子寿命の低下を招いてしまい、結果として所望の半導体応用装置を製造するのが難しい。
そこで、近年では、高温プロセスを含む従来の半導体製造技術を用いてＴＦＴ等の電子素子（電子デバイス）を耐熱性の基礎基板上に製造した後に、当該基板から電子素子が形成されている素子形成膜（層）を剥離し、これを接合材を介してプラスチック基板等の配線基板に貼り付けることにより、プラスチック基板や有機ＥＬ素子等の回路素子等を高温プロセスに曝すのを回避する転写技術が提案されている。これらの転写技術は、例えば特許文献１〜特許文献３に詳細に説明されている。
特開平１０−１２５９２９号公報
特開平１０−１２５９３０号公報
特開平１０−１２５９３１号公報
ところで、上記した技術において、基礎基板上の電子素子を配線基板に貼り付ける工程では、一般的な電子素子の実装方法に用いられる手法と同様に、配線基板の全体を加熱して接合材を溶融あるいは熱硬化させ、配線基板上の配線と基礎基板上の電子素子とを接合している。
ところが、基板全体を接合材の溶融温度（あるいは熱硬化温度）に加熱すると、反りなどの基板の熱変形が生じる場合がある。特に、プラスチック基板ではこうした熱変形が生じやすい。電子素子の接合時に基板が熱変形すると、電子素子の実装不良が生じ、その配線基板を用いた装置の品質低下を招くおそれがある。特に、上述した転写技術では、基板同士の間で電子素子の転写を行うことから、基板の熱変形が生じると、基板間隔が場所によって変化するなどにより、実装不良が生じやすい。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、配線と電子素子とを接合する際の基板の熱変形を抑制することが可能な電子素子の実装方法並びに配線基板を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、電子素子の実装不良が少なく、信頼性の高い基板接合体及びその製造方法、並びに電気光学装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、電子素子の実装不良が少なく、信頼性の高い基板接合体及びその製造方法、並びに電気光学装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の基板接合体の製造方法は、第１基板上に形成された電子素子を第２基板上に形成された配線上に転写配置する工程を有する基板接合体の製造方法であって、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせ、接合材を介して前記配線上に前記電子素子を配置する工程と、局部的なビーム照射により前記接合材を加熱し、前記電子素子と前記配線とを接合する工程とを有することを特徴としている。
ここで、前記ビームの照射領域は、例えば、前記接合材の配置領域と同程度以下の大きさにするとよい。
本発明の基板接合体の製造方法は、第１基板上に形成された電子素子を第２基板上に形成された配線上に転写配置する工程を有する基板接合体の製造方法であって、前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせ、接合材を介して前記配線上に前記電子素子を配置する工程と、局部的なビーム照射により前記接合材を加熱し、前記電子素子と前記配線とを接合する工程とを有することを特徴としている。
ここで、前記ビームの照射領域は、例えば、前記接合材の配置領域と同程度以下の大きさにするとよい。
本発明の基板接合体の製造方法によれば、局部的なビーム照射によって接合材を加熱するので、第１基板あるいは第２基板内において接合に必要な箇所以外への加熱が抑制される。すなわち、接合時の加熱箇所が、基板の全体ではなく、主として接合に必要な箇所に限定される。その結果、基板全体が受ける熱量の軽減化が図られ、反りなどの基板の熱変形が抑制される。そして、基板の熱変形が抑制されることにより、電子素子の転写配置が安定的に行われ、信頼性の高い基板接合体を製造することが可能となる。
上記の基板接合体の製造方法において、前記ビームが、パルスレーザ光であることにより、接合材を短時間で加熱することが可能となる。その結果、スループットの向上が図られる。
また、上記の基板接合体の製造方法において、前記電子素子と前記配線との接合箇所は、複数箇所からなり、前記ビームの照射タイミングを、前記接合箇所ごとに変えてもよい。
複数の接合箇所の間でビームの照射タイミングを変えることにより、接合箇所ごとに加熱されるタイミングがずれる。そのため、基板全体が時間あたりに受ける熱量の軽減化が図られ、反りなどの基板の熱変形がより確実に抑制される。
複数の接合箇所の間でビームの照射タイミングを変えることにより、接合箇所ごとに加熱されるタイミングがずれる。そのため、基板全体が時間あたりに受ける熱量の軽減化が図られ、反りなどの基板の熱変形がより確実に抑制される。
この場合、前記ビームの照射位置を、複数の前記接合箇所のうち、一の接合箇所から隣りの接合箇所に順に移動させてもよい。
この場合、ビームの照射位置を無駄なく移動させ、処理スピードの向上を図ることが可能となる。
この場合、ビームの照射位置を無駄なく移動させ、処理スピードの向上を図ることが可能となる。
あるいは、前記ビームの照射位置を、複数の前記接合箇所のうち、一の接合箇所から別の接合箇所を間に挟んだ他の接合箇所に順に移動させてもよい。
この場合、連続する２つのビームの照射位置の間隔が離れることから、基板内における加熱箇所が分散され、反りなどの基板の熱変形が抑制される。
この場合、連続する２つのビームの照射位置の間隔が離れることから、基板内における加熱箇所が分散され、反りなどの基板の熱変形が抑制される。
また、上記の基板接合体の製造方法において、前記電子素子と前記配線との接合後に、前記第１基板にビームを照射して前記第１基板から前記電子素子を剥離する工程を有するとき、前記接合材の加熱と前記電子素子の剥離とを同一のビームで行ってもよい。
この場合、前記接合材の加熱用のビーム照射と電子素子の剥離用のビーム照射とを同時に行ってもよく、別のタイミングで行ってもよい。
同一のビームを用いることにより、この装置方法を実施するための装置の構成の簡素化が図られる。また、同一のビームによって接合材の加熱と電子素子の剥離とを同時に行うことにより、処理スピードの向上が図られる。
この場合、前記接合材の加熱用のビーム照射と電子素子の剥離用のビーム照射とを同時に行ってもよく、別のタイミングで行ってもよい。
同一のビームを用いることにより、この装置方法を実施するための装置の構成の簡素化が図られる。また、同一のビームによって接合材の加熱と電子素子の剥離とを同時に行うことにより、処理スピードの向上が図られる。
また、上記の基板接合体の製造方法において、前記電子素子と前記配線との少なくとも一方には、導電性突起部が形成されていてもよい。
導電性突起部の形成材料としては、Ｃｕ、Ｎｉ、ＮｉＡｕ、Ａｕ、Ｓｎ、鉛フリーはんだ等が挙げられる。
導電性突起部により、電子素子と配線との電気的な接続がより確実になされる。
導電性突起部の形成材料としては、Ｃｕ、Ｎｉ、ＮｉＡｕ、Ａｕ、Ｓｎ、鉛フリーはんだ等が挙げられる。
導電性突起部により、電子素子と配線との電気的な接続がより確実になされる。
ここで、接合体は、導電性であってもよく非導電性であってもよい。前記電子素子と前記配線との少なくとも一方に、上記導電性突起部が形成されていることにより、非導電性の接合材を用いても、電子素子と配線との電気的な接続をより確実に行うことができる。なお一般に、非導電性の接合材は、導電性の接合材に比べて安価である。
また、前記電子素子と前記配線との少なくとも一方に、電気接続用のろう材を配置してもよい。
ろう材としては、鉛フリーはんだ、Ｓｎ（すず）など、種々のろう材が適用可能である。
これにより、電子素子と配線とを合金接合することが可能となり、接合信頼性の向上が図られる。
ろう材としては、鉛フリーはんだ、Ｓｎ（すず）など、種々のろう材が適用可能である。
これにより、電子素子と配線とを合金接合することが可能となり、接合信頼性の向上が図られる。
本発明の基板接合体は、上記の基板接合体の製造方法によって製造されたことを特徴としている。
また、本発明の電気光学装置は、上記の基板接合体を備えることを特徴としている。
また、本発明の電子機器は、上記の電気光学装置を備えることを特徴としている。
本発明の基板接合体、電気光学装置、並びに電子機器によれば、電子素子の実装不良が抑制され、信頼性の向上が図られる。
また、本発明の電気光学装置は、上記の基板接合体を備えることを特徴としている。
また、本発明の電子機器は、上記の電気光学装置を備えることを特徴としている。
本発明の基板接合体、電気光学装置、並びに電子機器によれば、電子素子の実装不良が抑制され、信頼性の向上が図られる。
以下、本発明の実施の形態例について図面を参照して説明する。
ここで、図１は本発明の基板接合体及び電気光学装置の概略構成を示す断面図、図２から図１１は本発明の基板接合体及び電気光学装置の製造工程を説明するための説明図、図１２及び図１３はビーム（レーザ光）を照射する順番の一例を示す図、図１４はＴＦＴの電極を突起状に形成した例を示す図、図１５は発明の電気光学装置を電子機器に適用した例を示す図である。
なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
ここで、図１は本発明の基板接合体及び電気光学装置の概略構成を示す断面図、図２から図１１は本発明の基板接合体及び電気光学装置の製造工程を説明するための説明図、図１２及び図１３はビーム（レーザ光）を照射する順番の一例を示す図、図１４はＴＦＴの電極を突起状に形成した例を示す図、図１５は発明の電気光学装置を電子機器に適用した例を示す図である。
なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
（電気光学装置及び基板接合体）
図１に示すように、電気光学装置１０は、少なくとも基板接合体１１を具備した構成となっている。当該基板接合体１１は、配線基板２０と、有機ＥＬ基板（発光素子基板）３０とを後述の貼り合わせ及び転写工程によって接合した構成となっている。
図１に示すように、電気光学装置１０は、少なくとも基板接合体１１を具備した構成となっている。当該基板接合体１１は、配線基板２０と、有機ＥＬ基板（発光素子基板）３０とを後述の貼り合わせ及び転写工程によって接合した構成となっている。
配線基板２０は、多層基板２１と、多層基板２１に形成された所定形状の配線パターン２２と、配線パターン２２に接続された回路部（ＩＣ）２３と、有機ＥＬ素子３１を駆動させるＴＦＴ（スイッチング素子）２４と、ＴＦＴ２４と配線パターン２２とを接合するＴＦＴ接続部２５と、有機ＥＬ素子３１と配線パターン２２とを接合する有機ＥＬ接続部２６とによって構成されている。
ここで、ＴＦＴ接続部２５は、ＴＦＴ２４の端子パターンに応じて形成されるものであり、無電解メッキ処理等によって形成されたバンプ（導電性突起部）２５ａと、バンプ２５ａ上に配置される接合材２５ｂとから構成される。
有機ＥＬ基板３０は、発光光が透過する透明基板３２と、ＩＴＯ等の透明金属からなる陽極３３と、正孔注入／輸送層３４と、有機ＥＬ層３５と、陰極（カソード）３６と、カソードセパレータ３７とを含んで構成されている。
ここで、陽極３３、正孔注入／輸送層３４、有機ＥＬ層３５、及び陰極３６等により、有機ＥＬ層３５に対して正孔及び電子を供給して発光させる、所謂発光機能素子（有機ＥＬ素子３１）が構成される。なお、このような発光機能素子の詳細な構造は、公知技術が採用される。また、有機ＥＬ層３５と陰極３６との間に電子注入／輸送層を形成してもよい。
さらに、配線基板２０と有機ＥＬ基板３０との間には、封止ペースト３８が充填されているとともに、有機ＥＬ接続部２６及び陰極３６間を電気的に導通させる導電性ペースト３９が設けられている。
なお、本実施形態においては、発光素子基板として有機ＥＬ基板を採用した場合について説明するが、これに限定することなく、ＬＥＤ等の固体発光素子を有する発光素子基板を採用してもよい。
（電気光学装置及び基板接合体の製造方法）
次に、図１に示す電気光学装置１０及び基板接合体１１の製造方法について図２から図１２を参照して説明する。
なお、本実施形態においては、発光素子基板として有機ＥＬ基板を採用した場合について説明するが、これに限定することなく、ＬＥＤ等の固体発光素子を有する発光素子基板を採用してもよい。
（電気光学装置及び基板接合体の製造方法）
次に、図１に示す電気光学装置１０及び基板接合体１１の製造方法について図２から図１２を参照して説明する。
（基礎基板の製造方法）
まず、図２を参照し、ＴＦＴ２４を配線基板２０に貼り合わせ及び転写させる前工程として、基礎基板４０上にＴＦＴを形成する工程について説明する。
なお、ＴＦＴ２４の製造方法は、高温プロセスを含む公知の技術が採用されるので、説明を省略し、基礎基板４０と剥離層４１について詳述する。
まず、図２を参照し、ＴＦＴ２４を配線基板２０に貼り合わせ及び転写させる前工程として、基礎基板４０上にＴＦＴを形成する工程について説明する。
なお、ＴＦＴ２４の製造方法は、高温プロセスを含む公知の技術が採用されるので、説明を省略し、基礎基板４０と剥離層４１について詳述する。
基礎基板４０は、電気光学装置１０の構成要素ではなく、ＴＦＴ製造工程と、貼り合わせ及び転写工程にのみに用いられる部材である。具体的には、１０００℃程度に耐える石英ガラス等の透光性耐熱基板が好ましい。また、石英ガラスの他、ソーダガラス、コーニング７０５９、日本電気ガラスＯＡ−２等の耐熱性ガラス等が使用可能である。
この基礎基板の厚さには、大きな制限要素はないが、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度であることが好ましく、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度であることがより好ましい。基礎基板の厚さが薄すぎると強度の低下を招き、逆に厚すぎると基台の透過率が低い場合に照射光の減衰を招くからである。ただし、基台の照射光の透過率が高い場合には、前記上限値を超えてその厚みを厚くすることができる。
この基礎基板の厚さには、大きな制限要素はないが、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度であることが好ましく、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度であることがより好ましい。基礎基板の厚さが薄すぎると強度の低下を招き、逆に厚すぎると基台の透過率が低い場合に照射光の減衰を招くからである。ただし、基台の照射光の透過率が高い場合には、前記上限値を超えてその厚みを厚くすることができる。
剥離層４１は、レーザ光等の照射光により当該層内や界面において剥離（「層内剥離」又は「界面剥離」ともいう）が生じる材料からなる。即ち、一定の強度の光を照射することにより、構成物質を構成する原子又は分子における原子間又は分子間の結合力が消失し又は減少し、アブレーション（ablation）等を生じ、剥離を起こすものである。また、照射光の照射により、剥離層４１に含有されていた成分が気体となって放出され分離に至る場合と、剥離層４１が光を吸収して気体になり、その蒸気が放出されて分離に至る場合とがある。
剥離層４１の組成としては、例えば、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）が採用され、また、当該非晶質シリコン中に水素（Ｈ）が含有されていてもよい。水素が含有されていると、光の照射により、水素が放出されることにより剥離層４１に内圧が発生し、これが剥離を促進するので好ましい。この場合の水素の含有量は、２ａｔ％程度以上であることが好ましく、２〜２０％ａｔ％であることが更に好ましい。水素の含有量は、成膜条件、例えば、ＣＶＤ法を用いる場合には、そのガス組成、ガス圧力、ガス雰囲気、ガス流量、ガス温度、基板温度、投入するパワー等の条件を適宜設定することによって調整する。この他の剥離層材料としては、酸化ケイ素もしくはケイ酸化合物、窒化ケイ素、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化セラミックス、有機高分子材料（光の照射によりこれらの原子間結合が切断されるもの）、金属、例えば、Ａｌ、Ｌｉ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、ＧｄもしくはＳｍ、又はこれらのうち少なくとも一種を含む合金が挙げられる。
剥離層４１の厚さとしては、１ｎｍ〜２０μｍ程度であるのが好ましく、１０ｎｍ〜２μｍ程度であるのがより好ましく、２０ｎｍ〜１μｍ程度であるのが更に好ましい。剥離層４１の厚みが薄すぎると、形成された膜厚の均一性が失われて剥離にむらが生じるからであり、剥離層４１の厚みが厚すぎると、剥離に必要とされる照射光のパワー（光量）を大きくする必要があったり、また、剥離後に残された剥離層４１の残渣を除去するのに時間を要したりする。
剥離層４１の形成方法は、均一な厚みで剥離層４１を形成可能な方法であればよく、剥離層４１の組成や厚み等の諸条件に応じて適宜選択することが可能である。例えば、ＣＶＤ（ＭＯＣＣＶＤ、低圧ＣＶＤ、ＥＣＲ−ＣＶＤ含む）法、蒸着、分子線蒸着（ＭＢ）、スパッタリング法、イオンドーピング法、ＰＶＤ法等の各種気相成膜法、電気メッキ、浸漬メッキ（ディッピング）、無電解メッキ法等の各種メッキ法、ラングミュア・プロジェット（ＬＢ）法、スピンコート法、スプレーコート法、ロールコート法等の塗布法、各種印刷法、転写法、インクジェット法、粉末ジェット法等に適用できる。これらのうち２種以上の方法を組み合わせてもよい。
特に剥離層４１の組成が非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）の場合には、ＣＶＤ法、特に低圧ＣＶＤやプラズマＣＶＤにより成膜するのが好ましい。また、剥離層４１をゾル−ゲル（sol-gel）法によりセラミックを用いて成膜する場合や有機高分子材料で構成する場合には、塗布法、特にスピンコートにより成膜するのが好ましい。
（配線基板の製造方法）
次に、図２に示した基礎基板４０の製造工程と並行して、図３に示す配線基板２０の製造工程（配線基板の製造方法）が行われる。
まず、ガラス基板２０ａの表面に酸化シリコン膜（ＳｉＯ２）２０ｂをＣＶＤ（化学的気相成長）法を用いて形成する。当該酸化シリコン膜２０ｂの膜厚は例えば２００ｎｍ程度である。
次に、図２に示した基礎基板４０の製造工程と並行して、図３に示す配線基板２０の製造工程（配線基板の製造方法）が行われる。
まず、ガラス基板２０ａの表面に酸化シリコン膜（ＳｉＯ２）２０ｂをＣＶＤ（化学的気相成長）法を用いて形成する。当該酸化シリコン膜２０ｂの膜厚は例えば２００ｎｍ程度である。
次に、酸化シリコン膜２０ｂ上に配線パターン２２を形成する。本例では、配線パターン２２を形成する工程と、樹脂絶縁層２０ｃを形成する工程とを繰り返すことにより、配線パターン２２を複数の層に分けて形成する。
配線パターン２２は、積層構造であることが好ましく、例えば、チタニウム、アルミ銅合金、及び窒化チタニウムの３層構造（Ｔｉ／Ａｌ・Ｃｕ／ＴｉＮ）が採用される。この場合、各層膜の膜厚はそれぞれ２０ｎｍ、３００ｎｍ、１００ｎｍ程度であることが好ましい。また、配線パターン２２として、例えば、チタニウム、窒化チタニウム、アルミ銅合金（銅含有量２％）、及び窒化チタニウムからなる４層構造（Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ・２％Ｃｕ／Ｈ−ＴｉＮ）が採用される。この場合、各層膜の膜厚はそれぞれ２０ｎｍ、５０ｎｍ、１６００ｎｍ、５０ｎｍ程度であることが好ましい。また、配線パターン２２として、チタニウム、窒化チタニウム、及びアルミ銅合金からなる３層構造（Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ・Ｃｕ）が採用される。この場合、各層膜の膜厚はそれぞれ２０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ程度であることが好ましい。
樹脂絶縁層２０ｃとしては、例えばアクリル樹脂が用いられる。
配線パターン２２は、積層構造であることが好ましく、例えば、チタニウム、アルミ銅合金、及び窒化チタニウムの３層構造（Ｔｉ／Ａｌ・Ｃｕ／ＴｉＮ）が採用される。この場合、各層膜の膜厚はそれぞれ２０ｎｍ、３００ｎｍ、１００ｎｍ程度であることが好ましい。また、配線パターン２２として、例えば、チタニウム、窒化チタニウム、アルミ銅合金（銅含有量２％）、及び窒化チタニウムからなる４層構造（Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ・２％Ｃｕ／Ｈ−ＴｉＮ）が採用される。この場合、各層膜の膜厚はそれぞれ２０ｎｍ、５０ｎｍ、１６００ｎｍ、５０ｎｍ程度であることが好ましい。また、配線パターン２２として、チタニウム、窒化チタニウム、及びアルミ銅合金からなる３層構造（Ｔｉ／ＴｉＮ／Ａｌ・Ｃｕ）が採用される。この場合、各層膜の膜厚はそれぞれ２０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ程度であることが好ましい。
樹脂絶縁層２０ｃとしては、例えばアクリル樹脂が用いられる。
そして、ガラス基板２０ａ上に、酸化シリコン膜２０ｂと、樹脂絶縁層２０ｃと、配線パターン２２とが積層されることにより、多層基板２１が形成される。
また、樹脂絶縁層２０ｃの一部を除去することにより、配線パターン２２の一部が露出状態となり、当該露出部分は後の工程でメッキを形成するためのパッド２０ｄとなる。
また、樹脂絶縁層２０ｃの一部を除去することにより、配線パターン２２の一部が露出状態となり、当該露出部分は後の工程でメッキを形成するためのパッド２０ｄとなる。
（バンプの形成方法）
次に、上記配線パターン２２上にＴＦＴ接続用のバンプ２５ａを形成する。具体的には、以下に詳述する無電解メッキ処理法を用いて、配線パターン２２の露出部分であるパッド２０ｄ上にバンプ２５ａを形成する。
次に、上記配線パターン２２上にＴＦＴ接続用のバンプ２５ａを形成する。具体的には、以下に詳述する無電解メッキ処理法を用いて、配線パターン２２の露出部分であるパッド２０ｄ上にバンプ２５ａを形成する。
まず、パッドの表面の濡れ性向上、及び残さを除去するために処理液に浸漬する。一例として、フッ酸が０．０１％〜０．１％、及び硫酸が０．０１％〜０．１％含有した水溶液中に１分〜５分間含浸する。あるいは０．１％〜１０％の水酸化ナトリウム等のアルカリベースの水溶液に１分〜１０分浸漬してもよい。
次に、水酸化ナトリウムベースでｐＨが９〜１３のアルカリ性水溶液を２０℃〜６０℃に加温した中に１秒〜５分間浸漬し、表面の酸化膜を除去する。あるいは５％〜３０％硝酸をベースとしたｐＨ１〜３の酸性水溶液を２０℃〜６０℃に加温した中に１秒〜５分間浸漬してもよい。
次に、ＺｎＯを含有したｐＨ１１〜１３のジンケート液中に１秒〜２分間浸漬し、パッド表面をＺｎに置換する。その後、５％〜３０％の硝酸水溶液に１秒〜６０秒浸漬し、Ｚｎを剥離する。そして、再度ジンケート浴中に１秒〜２分浸漬し、緻密なＺｎ粒子をパット表面に析出させる。その後、無電解Ｎｉメッキ浴に浸漬し、Ｎｉメッキを形成する。メッキ高さは２μｍ〜１０μｍ程度析出させる。メッキ浴は次亜リン酸を還元剤とした浴であり、ｐＨ４〜５、浴温８５℃〜９５℃である。
次に、ＺｎＯを含有したｐＨ１１〜１３のジンケート液中に１秒〜２分間浸漬し、パッド表面をＺｎに置換する。その後、５％〜３０％の硝酸水溶液に１秒〜６０秒浸漬し、Ｚｎを剥離する。そして、再度ジンケート浴中に１秒〜２分浸漬し、緻密なＺｎ粒子をパット表面に析出させる。その後、無電解Ｎｉメッキ浴に浸漬し、Ｎｉメッキを形成する。メッキ高さは２μｍ〜１０μｍ程度析出させる。メッキ浴は次亜リン酸を還元剤とした浴であり、ｐＨ４〜５、浴温８５℃〜９５℃である。
このような工程においては、次亜リン酸浴を行うので、リン（Ｐ）が共析する。最後に置換Ａｕメッキ浴中に浸漬し、Ｎｉ表面をＡｕにする。Ａｕは０．０５μｍ〜０．３μｍ程度に形成する。Ａｕ浴はシアンフリータイプを用い、ｐＨ６〜８、浴温５０℃〜８０℃で、１分〜３０分間の浸漬を行う。
このようにしてパッド２０ｄ上にＮｉ−Ａｕバンプ（バンプ２５ａ）を形成する。また、Ｎｉ−Ａｕメッキバンプ上に、半田やＰｂフリー半田を、例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系等の半田をスクリーン印刷やディッピング等で形成してバンプとしてもよい。
なお、各化学処理の間には、水洗処理を行う。水洗槽はオーバーフロー構造あるいはＱＤＲ機構を有しており、最下面からＮ２バブリングを行う。バブリング方法は、テフロン（登録商標）製のチューブ等に穴を開け、Ｎ２を出す方法や、焼結体等を通じてＮ２を出す。以上の工程により、短時間で十分効果のあるリンスを行うことができる。
このような一連の無電解メッキ処理を行うことにより、配線基板２０（多層基板２１）上にバンプ２５ａが形成され、配線基板２０の製造方法が終了となる。
なお、各化学処理の間には、水洗処理を行う。水洗槽はオーバーフロー構造あるいはＱＤＲ機構を有しており、最下面からＮ２バブリングを行う。バブリング方法は、テフロン（登録商標）製のチューブ等に穴を開け、Ｎ２を出す方法や、焼結体等を通じてＮ２を出す。以上の工程により、短時間で十分効果のあるリンスを行うことができる。
このような一連の無電解メッキ処理を行うことにより、配線基板２０（多層基板２１）上にバンプ２５ａが形成され、配線基板２０の製造方法が終了となる。
（ＴＦＴの転写工程）
次に、図４から図８を参照して、上記の配線基板２０と基礎基板４０とを貼り合わせて、ＴＦＴ２４を配線基板２０に転写する方法について説明する。
ここで、転写工程としては公知の技術が採用されるが、本実施形態では特にＳＵＦＴＬＡ（Surface Free Technology by Laser Ablation）（登録商標）を用いて行われる。
次に、図４から図８を参照して、上記の配線基板２０と基礎基板４０とを貼り合わせて、ＴＦＴ２４を配線基板２０に転写する方法について説明する。
ここで、転写工程としては公知の技術が採用されるが、本実施形態では特にＳＵＦＴＬＡ（Surface Free Technology by Laser Ablation）（登録商標）を用いて行われる。
まず、図４に示すように、基礎基板４０を反転し、また、ＴＦＴ２４とバンプ２５ａとの間に、接合材２５ｂを配置し、基礎基板４０と配線基板２０とを貼り合わせる（配置工程）。
なお、接合材２５ｂとしては、熱硬化性あるいは熱可塑性の材料が用いられる。本例では、異方性導電粒子（ＡＣＰ）を含むエポキシ系熱硬化性樹脂や、ポリイミド系熱可塑性樹脂などの樹脂材料を用いる。この他、接合材２５ｂとして、Ａｇペースト、はんだペースト、非導電粒子（ＮＣＰ）を含有する導電ペースト等も用いることが可能である。
また、接合材２５ｂの配置方法は、印刷法、塗布法など様々な方法が適用可能である。
なお、接合材２５ｂとしては、熱硬化性あるいは熱可塑性の材料が用いられる。本例では、異方性導電粒子（ＡＣＰ）を含むエポキシ系熱硬化性樹脂や、ポリイミド系熱可塑性樹脂などの樹脂材料を用いる。この他、接合材２５ｂとして、Ａｇペースト、はんだペースト、非導電粒子（ＮＣＰ）を含有する導電ペースト等も用いることが可能である。
また、接合材２５ｂの配置方法は、印刷法、塗布法など様々な方法が適用可能である。
次に、図６に示すように、接合材２５ｂを加熱し、ＴＦＴ２４とバンプ２５ａとを接合する（接合工程）。このとき、本例では、局所的なレーザ光ＬＡ１の照射により接合材２５ｂを加熱する。
具体的には、照射領域を接合材２５ｂの配置領域と同程度以下の大きさに制限したレーザ光ＬＡ１を、接合材２５ｂが配置された部分のみに局所的に、基礎基板４０の裏面側（ＴＦＴ非形成面）から照射する。レーザ光としては、エキシマレーザ光、ＬＤレーザ光、ＹＡＧレーザ光、Ａｒレーザ光、ＣＯ２レーザ光、Ｎ２レーザ光などが挙げられる。接合材２５ｂの硬化あるいは軟化条件に基づいて、レーザ光の波長や照射時間が適宜定められる。また、パルスレーザ光を用いることにより、接合材２５ｂを短時間で加熱することが可能となる。レーザ光ＬＡ１の照射により、接合材２５ｂが温度上昇し、接合材２５ｂの熱硬化あるいは軟化を経て、ＴＦＴ２４（電極）とバンプ２５ａとが接合される。
次に、図７に示すように、接合材２５ｂが配置された部分のみを局所的に、かつ、基礎基板４０の裏面側（ＴＦＴ非形成面）から、レーザ光ＬＡ２を照射する。これにより、剥離層４１の原子や分子の結合が弱まり、また、剥離層４１内の水素が分子化し、結晶の結合から分離され、即ち、ＴＦＴ２４と基礎基板４０との結合力が完全になくなり、レーザ光ＬＡ２が照射された部分のＴＦＴ２４を容易に取り外すことが可能となる。
次に、図８に示すように、基礎基板４０と配線基板２０とを引き離すことにより、基礎基板４０上からＴＦＴ２４が除去されるとともに、当該ＴＦＴ２４が配線基板２０に転写される。なお、ＴＦＴ２４の端子は、上記のバンプ２５ａ及び接合材２５ｂを介して、配線パターン２２に電気的に接続されている。
（有機ＥＬ基板の貼り合わせ工程）
次に、図９から図１１を参照して、上記の配線基板２０と有機ＥＬ基板３０とを貼り合わせて、最終的に図１に示す電気光学装置１０を形成する工程について説明する。
図９に示すように、有機ＥＬ基板３０は、透明基板３２上に、順に陽極３３と、正孔注入／輸送層３４と、有機ＥＬ層３５と、陰極３６とが形成された構造となっている。また、陰極３６は、カソードセパレータ３７が形成された状態で成膜されるので、陰極３６は隣接する陰極と分離されている。
また、図１０に示すように、配線基板２０の有機ＥＬ接続部２６上には導電性ペースト３９が配置されている。ここで、導電性ペースト３９としては、例えば、Ａｇペースト、はんだペースト、異方性導電粒子（ＡＣＰ）を含有する導電ペースト、非導電粒子（ＮＣＰ）を含有する導電ペースト等が用いられる。
次に、図９から図１１を参照して、上記の配線基板２０と有機ＥＬ基板３０とを貼り合わせて、最終的に図１に示す電気光学装置１０を形成する工程について説明する。
図９に示すように、有機ＥＬ基板３０は、透明基板３２上に、順に陽極３３と、正孔注入／輸送層３４と、有機ＥＬ層３５と、陰極３６とが形成された構造となっている。また、陰極３６は、カソードセパレータ３７が形成された状態で成膜されるので、陰極３６は隣接する陰極と分離されている。
また、図１０に示すように、配線基板２０の有機ＥＬ接続部２６上には導電性ペースト３９が配置されている。ここで、導電性ペースト３９としては、例えば、Ａｇペースト、はんだペースト、異方性導電粒子（ＡＣＰ）を含有する導電ペースト、非導電粒子（ＮＣＰ）を含有する導電ペースト等が用いられる。
図１１に示すように、有機ＥＬ基板３０を反転し、陰極３６が導電性ペースト３９と接触するように、有機ＥＬ基板３０と配線基板２０とが貼り合わされる。更に、両基板間の空間に封止ペースト３８が封入され、更に、両基板の周辺を封止剤４２によって封止することにより、電気光学装置１０が完成となる。
この電気光学装置１０は、有機ＥＬ基板３０における配線基板２０側から、順に陰極３６、有機ＥＬ層３５、正孔注入／輸送層３４、陽極３３が配置された、陽極３３側から発光光を取り出すトップエミッション型の有機ＥＬ装置となる。
この電気光学装置１０は、有機ＥＬ基板３０における配線基板２０側から、順に陰極３６、有機ＥＬ層３５、正孔注入／輸送層３４、陽極３３が配置された、陽極３３側から発光光を取り出すトップエミッション型の有機ＥＬ装置となる。
このように、本実施形態においては、電子素子としてのＴＦＴ２４と配線基板２０のバンプ２５ａとを接合するとき、局所的なレーザ光ＬＡ１の照射によって接合材２５ｂを加熱する。そのため、基礎基板４０あるいは配線基板２０内において接合に必要な箇所以外への加熱が抑制される。すなわち、接合時の加熱箇所が、基板（配線基板２０あるいは基礎基板４０）の全体ではなく、主として接合材２５ｂが配置された箇所の近傍の箇所に限定される。
こうした局所的な加熱により、本実施形態では、ＴＦＴ２４の転写配置時に配線基板２０あるいは基礎基板４０が受ける熱量の軽減化が図られ、反りなどの基板の熱変形が抑制される。そして、基板の熱変形が抑制されることで、ＴＦＴ２４の転写配置が安定的に行われ、例えば、基礎基板４０上の複数のＴＦＴ２４を一度に配線基板２０上に転写する場合にも、配線基板２０と基礎基板４０との間隙が基板全体で均一に保たれ、複数のＴＦＴ２４が配線基板２０上に同時かつ安定的に転写配置される。そのため、上記方法により製造された電気光学装置１０は、高い信頼性を得ることが可能となる。
ここで、図６に示した接合材２５ｂの加熱と図７に示したＴＦＴ２４の剥離とを同一のレーザ光を用いて行ってもよい。この場合、同一のレーザ光の照射によって接合材２５ｂの硬化と剥離層４１の結合力の解除とがともに行われるように、接合材２５ｂの特性、剥離層４１の特性、及びレーザ光の波長の組み合わせの最適化を図る。これにより、工程や製造装置の構成の簡素化が図られ、また、処理スピードの向上が図られる。
なお、接合材２５ｂの加熱とＴＦＴ２４の剥離との間で異なるレーザ光（ＬＡ１、ＬＡ２）を用いるときに、レーザ光ＬＡ１、ＬＡ２の照射を同時に行ってもよい。この場合、レーザ光ＬＡ１とレーザ光ＬＡ２とを同一軸上で照射してもよく、互いに異なる方向から照射してもよい。
また、接合材２５ｂの配置箇所（接合箇所）が複数箇所からなる場合、レーザ光ＬＡ１の照射タイミングを、接合箇所ごとに変えてもよい。この場合、接合箇所ごとに加熱されるタイミングがずれるため、基板（配線基板２０、基礎基板４０）全体が時間あたりに受ける熱量の軽減化が図られ、反りなどの基板の熱変形がより確実に抑制される。
図１２及び図１３は、接合材２５ｂの配置箇所（接合箇所）が複数箇所からなる基板（配線基板２０、基礎基板４０）に対して、レーザ光ＬＡ１を照射する順番を示している。
図１２の例では、レーザ光ＬＡ１の照射位置を、複数の接合箇所（接合材２５ｂ）のうち、一の接合箇所から隣りの接合箇所に順に移動させる。すなわち、一つの接合箇所に対するレーザ照射が終了すると、次に、その隣の接合箇所をレーザ照射する工程を繰り返す。この例では、レーザ光ＬＡ１の照射位置を無駄なく移動させることができるので、処理スピードの向上が図られる。
図１２の例では、レーザ光ＬＡ１の照射位置を、複数の接合箇所（接合材２５ｂ）のうち、一の接合箇所から隣りの接合箇所に順に移動させる。すなわち、一つの接合箇所に対するレーザ照射が終了すると、次に、その隣の接合箇所をレーザ照射する工程を繰り返す。この例では、レーザ光ＬＡ１の照射位置を無駄なく移動させることができるので、処理スピードの向上が図られる。
一方、図１３の例では、レーザ光ＬＡ１の照射位置を、複数の接合箇所（接合材２５ｂ）のうち、一の接合箇所から別の接合箇所を間に挟んだ他の接合箇所に順に移動させている。すなわち、一つの接合箇所に対するレーザ照射が終了すると、次に、隣接しない接合箇所をレーザ照射する工程を繰り返す。このとき、連続する２つの照射位置は、なるべく距離を離すのが好ましい。この例では、連続する２つのレーザ光ＬＡ１の照射位置の間隔が離れることから、基板（配線基板２０、基礎基板４０）内における加熱箇所が分散され、反りなどの基板の熱変形がより確実に抑制される。
なお、レーザＬＡ１の照射順序は、上述したものに限らず任意に設定可能である。
なお、レーザＬＡ１の照射順序は、上述したものに限らず任意に設定可能である。
図１４は、ＴＦＴ２４の電極２４ａを突起状に形成した例を示している。この場合、導電性突起部である電極２４ａの形成材料としては、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、ＮｉＡｕ、Ａｕ、Ｓｎ、鉛フリーはんだ等が挙げられる。なお、配線基板２０側のバンプ２５ａには、鉛フリーはんだ、Ｓｎ（すず）などのろう材を配置しておくのが合金接続の信頼性を確保する上で好ましい。
ＴＦＴ２４の電極２４ａが他の部分よりも突出して形成されていることにより、ＴＦＴ２４と配線パターン２２（バンプ２５ａ）とを確実に電気接続することが可能となる。この場合、上述した複数の電極２４ａを含む領域全体に接合材２５ｂを配置する場合などにおいて、非導電性の接合材２５ｂを用いるときにも、ＴＦＴ２４と配線パターン２２とを電気的に確実に接続できるという利点を有している。
次に、本発明の電気光学装置を電子機器に適用した例について説明する。
図１５（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１５（ａ）において、６００は携帯電話本体を示し、６０１は上記実施形態の有機ＥＬ装置を備えた表示部を示している。
図１５（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１５（ｂ）において、７００は情報処理装置、７０１はキーボードなどの入力部、７０３は情報処理本体、７０２は上記実施形態の有機ＥＬ装置を備えた表示部を示している。
図１５（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１５（ｃ）において、８００は時計本体を示し、８０１は上記実施形態の有機ＥＬ装置を備えた表示部を示している。
図１５（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、上記実施形態の有機ＥＬ装置を備えたものであるので、電子素子の実装不良が少なく、高品質化が図られる。
なお、本実施形態の電子機器は有機ＥＬ装置を備えるものとしたが、液晶装置、プラズマ型表示装置等、他の電気光学装置を備えた電子機器とすることもできる。
図１５（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１５（ａ）において、６００は携帯電話本体を示し、６０１は上記実施形態の有機ＥＬ装置を備えた表示部を示している。
図１５（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１５（ｂ）において、７００は情報処理装置、７０１はキーボードなどの入力部、７０３は情報処理本体、７０２は上記実施形態の有機ＥＬ装置を備えた表示部を示している。
図１５（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１５（ｃ）において、８００は時計本体を示し、８０１は上記実施形態の有機ＥＬ装置を備えた表示部を示している。
図１５（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、上記実施形態の有機ＥＬ装置を備えたものであるので、電子素子の実装不良が少なく、高品質化が図られる。
なお、本実施形態の電子機器は有機ＥＬ装置を備えるものとしたが、液晶装置、プラズマ型表示装置等、他の電気光学装置を備えた電子機器とすることもできる。
また、上記例では、電子素子としてＴＦＴを配線基板に転写する構成としたが、本発明における電子素子としては、ＴＦＴ素子以外にも、薄膜ダイオード、その他の薄膜半導体デバイス、電極（例：ＩＴＯ、メサ膜のような透明電極）、太陽電池やイメージセンサ等に用いられる光電変換素子、スイッチング素子、メモリー、圧電素子等のアクチュエータ、マイクロミラー（ピエゾ薄膜セラミックス）、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、光記録媒体等の記録媒体、磁気記録薄膜ヘッド、コイル、インダクター、薄膜高透磁材料およびそれらを組み合わせたマイクロ磁気デバイス、フィルター、反射膜、ダイクロイックミラー、偏光素子等の光学薄膜、半導体薄膜、超伝導薄膜（例：ＹＢＣＯ薄膜）、磁性薄膜、金属多層薄膜、金属セラミック多層薄膜、金属半導体多層薄膜、セラミック半導体多層薄膜、有機薄膜と他の物質の多層薄膜等が挙げられる。
このなかでも、特に、薄膜デバイス、マイクロ磁気デバイス、マイクロ三次元構造物の構成、アクチュエータ、マイクロミラー等に適用することの有用性が高く、好ましい。
このなかでも、特に、薄膜デバイス、マイクロ磁気デバイス、マイクロ三次元構造物の構成、アクチュエータ、マイクロミラー等に適用することの有用性が高く、好ましい。
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
１０…電気光学装置、１１…基板接合体、２０…配線基板（第２基板）、３０…有機ＥＬ基板（発光素子基板）、２４…ＴＦＴ（電子素子、スイッチング素子）、２４ａ…電極（導電性突起部）、２５…ＴＦＴ接続部、２５ａ…バンプ（導電性突起部）、２５ｂ…接合材、３１…有機ＥＬ素子（発光素子）、４０…基礎基板（第１基板）４１…剥離層、ＬＡ１、ＬＡ２…レーザ光（ビーム）。
Claims (12)
- 第１基板上に形成された電子素子を第２基板上に形成された配線上に転写配置する工程を有する基板接合体の製造方法であって、
前記第１基板と前記第２基板とを貼り合わせ、接合材を介して前記配線上に前記電子素子を配置する工程と、
局部的なビーム照射により前記接合材を加熱し、前記電子素子と前記配線とを接合する工程とを有することを特徴とする基板接合体の製造方法。 - 前記ビームの照射領域は、前記接合材の配置領域と同程度以下の大きさであることを特徴とする請求項１に記載の基板接合体の製造方法。
- 前記ビームは、パルスレーザ光であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基板接合体の製造方法。
- 前記電子素子と前記配線との接合箇所は、複数箇所からなり、
前記ビームの照射タイミングを、前記接合箇所ごとに変えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板接合体の製造方法。 - 前記ビームの照射位置を、複数の前記接合箇所のうち、一の接合箇所から隣りの接合箇所に順に移動させることを特徴とする請求項４に記載の基板接合体の製造方法。
- 前記ビームの照射位置を、複数の前記接合箇所のうち、一の接合箇所から、別の接合箇所を間に挟んだ他の接合箇所に順に移動させることを特徴とする請求項４に記載の基板接合体の製造方法。
- 前記電子素子と前記配線との接合後に、前記第１基板にビームを照射して前記第１基板から前記電子素子を剥離する工程を有し、
前記接合材の加熱と前記電子素子の剥離とを同一のビームで行うことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の基板接合体の製造方法。 - 前記電子素子と前記配線との少なくとも一方には、導電性突起部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板接合体の製造方法。
- 前記電子素子と前記配線との少なくとも一方に、電気接続用のろう材を配置する工程を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の基板接合体の製造方法。
- 請求項１から請求項７のいずれかに記載の基板接合体の製造方法によって製造されたことを特徴とする基板接合体。
- 請求項８に記載の基板接合体を備えることを特徴とする電気光学装置。
- 請求項９に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003366012A JP2005129836A (ja) | 2003-10-27 | 2003-10-27 | 基板接合体の製造方法、基板接合体、電気光学装置、並びに電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2003366012A JP2005129836A (ja) | 2003-10-27 | 2003-10-27 | 基板接合体の製造方法、基板接合体、電気光学装置、並びに電子機器 |
Publications (1)
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| JP2003366012A Withdrawn JP2005129836A (ja) | 2003-10-27 | 2003-10-27 | 基板接合体の製造方法、基板接合体、電気光学装置、並びに電子機器 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2378550A1 (en) * | 2010-04-14 | 2011-10-19 | Nxp B.V. | Leadless IC package and manufacturing method thereof |
| JP2014225569A (ja) * | 2013-05-16 | 2014-12-04 | ソニー株式会社 | 実装基板の製造方法、および電子機器の製造方法 |
-
2003
- 2003-10-27 JP JP2003366012A patent/JP2005129836A/ja not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|---|
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| US11370047B2 (en) | 2013-05-16 | 2022-06-28 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Method of manufacturing mounting substrate and method of manufacturing electronic apparatus |
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