JP2006140247A - 配線接続方法、ならびに表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 接続対象が多数の微細な半導体チップであっても、機械的、電気的な接続信頼性を向上させ、低コストで効率的、かつ精度良く配線接続を行うことができるようする。
【解決手段】 第１および第２の外部接続用電極１１，１２を有する半導体チップ１を、それぞれの接続対象となる第１および第２の配線２１，２２の接続部分２３，２４の近傍に配置し、接着層３を介して仮固定する。次いで、第１および第２の外部接続用電極１１，１２と接続部分２３，２４とに無電解めっき法により金属体４を成長させ、その成長した金属析出構造体を合体、一体化することにより、半導体チップ１を第１および第２の配線２１，２２に接続する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、配線基板に半導体チップを接続するための配線接続方法、ならびに、発光ダイオードなどの発光素子を複数配列して表示部が形成された表示装置およびその製造方法に関する。

例えばＬＥＤ（発光ダイオード）ディスプレイのように、半導体発光素子をマトリクス状に配列して表示部を形成した表示装置が開発されている。最近では半導体発光素子の微細化が進んでおり、ＬＥＤディスプレイにおいては、例えば１画素当たり数十μｍ角のＬＥＤチップを多数配列した構成のものも開発され始めている。このような微細な半導体チップを多数配列した構成の表示装置では、各画素を構成する半導体チップとその駆動用の配線とを位置ずれなく精度良く接続するための技術が必要となる。また表示装置の種類によっては何百万ものチップを配線接続するため、効率的な接続方法が必要とされる。

ここで、一般的に半導体チップの電極パッドと配線とを直接接合する技術としては、金バンプの超音波接合、圧着、およびはんだ接合などが代表的である。また、金属めっきにより配線を接続する方法もある。例えば特許文献１には、半導体チップの電極とリードフレームのリード端子の先端とを保護層を介して接触させた後、両者を電解めっき溶液中に浸させて金属めっきにより電気的に接続する方法が記載されている。また特許文献２には、金属膜または合金膜からなる第１および第２のパターンをめっき生成物により接合することで、光スイッチや光コネクタなどに利用される垂直ミラー構造体を製造する方法が記載されている。
特開平７−９４５５０号公報 特開２００４−１１０００号公報

しかしながら、従来の一般的な半導体製造技術で用いられている接続方法は、ＬＥＤディスプレイのような多数の微細な半導体チップを効率的、かつ精度良く配線接続する目的には不向きである。例えばはんだ接合では、接合温度として高温（少なくとも２００℃程度）が必要であり、基板やチップに耐熱性が必要となってしまう。圧着においては非常に高い圧力が必要であり、チップ、基板はこのような圧力に耐えうる機械的強度が必要となってしまう。また、超音波接合においては接合に必要な振動振幅が数μｍ必要なため、チップの大きさが１０μｍ前後まで小さくなると位置精度の確保が困難となる。また、特許文献１，２では、基本的に接続対象物が少ないものを対象としており、ＬＥＤディスプレイ等における多数の微細な半導体チップを配線接続することを考慮していない。

一方、ビルドアップ工法をベースとして、半導体チップを基板上の絶縁膜中に埋め込んで再配線を行う手法もある。しかしながら、この方法では直接接合する場合に比べて工程数が長く、製造コストが増大してしまう。特に半導体チップの電気接続パッドがチップの表面と裏面にあるようなチップ構造の場合には、基板に貫通電極を形成させたり、多層配線間で複雑に配線の引き回しを行ったり、あるいは片側の電気接続層を形成した後、基板を転写基板に貼りあわせ、剥離した後、再配線を行う、といったように工程が非常に複雑となり、よりいっそう製造コストが増大してしまうという問題がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、接続対象が多数の微細な半導体チップであっても、機械的、電気的な接続信頼性を向上させ、低コストで効率的、かつ精度良く配線接続を行うことができるようにした配線接続方法、ならびに、低コストで接続信頼性の高い表示装置およびその製造方法を提供することにある。

本発明による配線接続方法は、外部接続用電極を有する少なくとも１つの半導体チップを、配線基板に形成された配線に接続する方法であって、半導体チップを、配線基板における接続対象となる配線の接続部分の近傍に配置する工程と、外部接続用電極と配線の接続部分とに無電解めっき法により金属体を成長させ、双方の成長した金属析出構造体を合体、一体化することにより半導体チップを配線基板の配線に接続する工程とを含むものである。

本発明による配線接続方法において、配線の接続部分を、無電解めっき法により成長する金属体よりも狭い間隔で、縞状の配線パターンに形成しておくようにしても良い。そして、半導体チップを配置する工程において、半導体チップを、縞状の配線パターンの近傍に配置し、無電解めっき法による接続工程において、隣接する縞状の配線パターン同士もすべて同一工程で一括して、無電解めっき法による金属析出構造体で接続するようにしても良い。

本発明による表示装置は、外部接続用電極を有する複数の発光素子と、発光素子の駆動用の配線が形成された配線基板とを備えている。そして、複数の発光素子が、それぞれの接続対象となる配線の接続部分の近傍に配置され、複数の発光素子と配線基板の配線とが、各発光素子の外部接続用電極と各発光素子に対応する配線の接続部分とに無電解めっき法により金属体を成長させ、各発光素子において外部接続用電極と配線の接続部分との双方に成長した金属析出構造体を合体、一体化することによりすべて同一工程で一括して接続されるようにしたものである。

本発明による表示装置において、各発光素子が第１および第２の外部接続用電極を有し、配線基板は第１および第２の外部接続用電極にそれぞれ導通される第１および第２の配線を有し、配線基板の第１および第２の配線間に、第１および第２の外部接続用電極との接続部分となる縞状の配線パターンが無電解めっき法により成長する金属体よりも狭い間隔で直線状に形成されていても良い。そして、第１の外部接続用電極が第１の配線側、第２の外部接続用電極が第２の配線側となるように、各発光素子が縞状の配線パターンの近傍に配置され、各発光素子と配線基板の第１および第２の配線とが、第１および第２の外部接続用電極と縞状の配線パターンとに無電解めっき法により金属体を成長させ、その成長した金属析出構造体を、それぞれの対応する配線側において合体、一体化することによりすべて同一工程で一括して接続されたものであっても良い。

本発明による表示装置の製造方法は、複数の発光素子を、それぞれの接続対象となる配線の接続部分の近傍に配置する工程と、各発光素子の外部接続用電極と各発光素子に対応する配線の接続部分とに無電解めっき法により金属体を成長させ、各発光素子において外部接続用電極と配線の接続部分との双方に成長した金属析出構造体を合体、一体化することにより複数の発光素子をすべて同一工程で一括して配線基板の配線に接続する工程とを含むものである。

本発明による表示装置の製造方法において、各発光素子が第１および第２の外部接続用電極を有し、配線基板は第１および第２の外部接続用電極にそれぞれ導通される第１および第２の配線を有し、配線基板の第１および第２の配線間に、第１および第２の外部接続用電極との接続部分となる縞状の配線パターンを無電解めっき法により成長する金属体よりも狭い間隔で直線状に形成するようにしても良い。そして、各発光素子を配置する工程において、第１の外部接続用電極が第１の配線側、第２の外部接続用電極が第２の配線側となるように、各発光素子を縞状の配線パターンの近傍に配置し、無電解めっき法による接続工程において、第１および第２の外部接続用電極と縞状の配線パターンとに無電解めっき法により金属体を成長させ、その成長した金属析出構造体を、それぞれの対応する配線側においてすべて同一工程で一括して合体、一体化することにより、複数の発光素子をすべて同一工程で一括して配線基板の配線に接続するするようにしても良い。

本発明による配線接続方法では、半導体チップの外部接続用電極と配線の接続部分とが、無電解めっき法により析出した金属体により接続される。半導体チップが複数ある場合であっても、容易に半導体チップと配線とを同時に一括して電気的に接続することができる。また、チップと配線とを直接接合するため、ビルドアップ工法によりチップと配線とを接続するよりも工程の短縮が可能となる。また、一般になされているような金属パッド同士を加圧、加熱、超音波等で直接接合する方式に比べて、無電解めっき法により金属自体を析出させて接合するため、機械的、電気的な接続信頼性が向上する。

本発明による表示装置もしくはその製造方法では、各発光素子の外部接続用電極と配線の接続部分とが、無電解めっき法により析出した金属体により接続される。発光素子が複数あっても、容易に各発光素子と配線とを同時に一括して電気的に接続することができる。また、各発光素子と配線とを直接接合するため、ビルドアップ工法により各発光素子と配線とを接続するよりも工程の短縮が可能となる。また、一般になされているような金属パッド同士を加圧、加熱、超音波等で直接接合する方式に比べて、無電解めっき法により金属自体を析出させて接合するため、機械的、電気的な接続信頼性が向上する。

本発明の配線接続方法によれば、半導体チップを接続対象となる配線の接続部分の近傍に配置し、半導体チップの外部接続用電極と配線の接続部分とを、無電解めっき法により析出した金属体により接続するようにしたので、半導体チップが複数ある場合であっても、容易に半導体チップと配線とを同時に一括して電気的に接続することができる。また、チップと配線とを直接接合するため、ビルドアップ工法によりチップと配線とを接続するよりも工程の短縮が可能となる。また、一般になされているような金属パッド同士を加圧、加熱、超音波等で直接接合する方式に比べて、無電解めっき法により金属自体を析出させて接合するため、機械的、電気的な接続信頼性の向上を図ることができる。このようにして、接続対象が多数の微細な半導体チップであっても、機械的、電気的な接続信頼性を向上させ、低コストで効率的、かつ精度良く配線接続を行うことができる。

本発明の配線接続方法において、特に、配線の接続部分を、無電解めっき法により成長する金属体よりも狭い間隔で、縞状の配線パターンに形成するようにした場合には、半導体チップを配置する際の位置精度に冗長性をもたせることができ、結果として接続信頼性を高めることができる。また、位置精度が低くても良いのでチップの固定装置をより低コストで製造できる。

本発明の表示装置もしくはその製造方法によれば、複数の発光素子を、それぞれの接続対象となる配線の接続部分の近傍に配置し、各発光素子の外部接続用電極と配線の接続部分とを、無電解めっき法により析出した金属体により接続するようにしたので、発光素子が複数あっても、容易に各発光素子と配線とを同時に一括して電気的に接続することができる。また、各発光素子と配線とを直接接合するため、ビルドアップ工法により各発光素子と配線とを接続するよりも工程の短縮が可能となる。また、一般になされているような金属パッド同士を加圧、加熱、超音波等で直接接合する方式に比べて、無電解めっき法により金属自体を析出させて接合するため、機械的、電気的な接続信頼性の向上を図ることができる。これにより、低コストで接続信頼性の高い表示装置を提供することができる。

本発明の表示装置もしくはその製造方法において、特に、第１および第２の外部接続用電極との接続部分として、縞状の配線パターンを無電解めっき法により成長する金属体よりも狭い間隔で直線状に形成するようにした場合には、各発光素子を配置する際の位置精度に冗長性をもたせることができ、結果として接続信頼性を高めることができる。また、位置精度が低くても良いので各発光素子の固定装置をより低コストで製造できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態に係る配線接続方法は、外部接続用電極を有する少なくとも１つの半導体チップを、配線基板に形成された配線に接続するものである。ここでは、図１に示したように第１および第２の配線２１，２２を有する配線基板２に、図７に示したように第１および第２の外部接続用電極１１，１２を有する半導体チップ１を接続する方法を説明する。図６は接続後の配線状態を平面的に示している。まず、半導体チップ１と配線基板２の構造を説明する。

配線基板２の内部には、例えばビルドアップ工法により、絶縁層と導電性の第１および第２の配線２１，２２とが積層形成されている。第１および第２の配線２１，２２は、どちらが上層、下層にあっても良いが、図１の例では第１の配線２１が上層、第２の配線２２が下層に形成されている。図６にも示したように、第１の配線２１は図のＸ方向に延在し、第２の配線２２は図のＹ方向に延在している。配線基板２にはまた、半導体チップ１の第１および第２の外部接続用電極１１，１２を第１および第２の配線２１，２２に接続するための第１および第２の接続部分２３，２４が形成されている。第１および第２の接続部分２３，２４は、それぞれ第１および第２の配線２１，２２に導通されると共に、基板表面に表出している。第１および第２の接続部分２３，２４は例えば、基板表面からビアを開口させ、そのビア中に銅等の金属を充填することで形成されている。

なお、ビア構造ではなく、第１および第２の配線２１，２２自体の一部を基板表面に表出させることで、第１および第２の接続部分２３，２４を形成しても良い。なお、第１および第２の接続部分２３，２４の表面は、後述するように、無電解めっき法により析出させる金属と同じ金属種で形成されていることが好ましい。

図７は、半導体チップ１の一構成例として発光ダイオードの構成を示している。この半導体チップ１の大きさは、例えば１０μｍ角〜数十μｍ角程度の微細なものとなっている。この半導体チップ１は、Ｎ型クラッド層１３、活性層（発光層）１４およびＰ型クラッド層１５からなるＬＥＤ部１０と、このＬＥＤ部１０に導通された第１および第２の外部接続用電極１１，１２と、これらの間を埋める絶縁層１６とを有している。Ｎ型クラッド層１３の断面形状は、図示したように例えば上側が大きい台形状となっており、このＮ型クラッド層１３の表面側から光が放出される。第１の外部接続用電極１１の一端は、ＬＥＤ部１０の側面（Ｎ型クラッド層１３の側面）に導通している。第２の外部接続用電極１２の一端は、ＬＥＤ部１０の底面（Ｐ型クラッド層１５の底面）に導通している。第１および第２の外部接続用電極１１，１２の他端の表面は、配線基板２に接続するため、少なくとも半導体チップ１の側面において表出（露出）している。この表出した表面は、後述するように、無電解めっき法により析出させる金属と同じ金属種で形成されていることが好ましい。

なお、ＬＥＤ部１０の構成は図示したダブルヘテロ接合のものに限らず、またＮ型クラッド層１３とＰ型クラッド層１５の配置も図示した構成とは異なっていても良い。また半導体チップ１は、このような発光ダイオードに限らずその他の種類の半導体発光素子であっても良い。また、微細加工された電子回路部品などであっても良い。また、本実施の形態では、外部接続用電極が２つ設けられている場合を例に説明するが、本発明の配線接続方法は、外部接続用電極が１または３以上設けられた場合にも、もちろん適用可能である。

次に、配線接続方法を説明する。この配線接続方法は、半導体チップ１を配線基板２に配置する工程と、半導体チップ１と配線基板２とを無電解めっき法により実際に接続する工程とに大別される。

半導体チップ１を配線基板２に配置する工程として、まず、図２に示したように、配線基板２の表面全体に絶縁性の接着剤を塗布するなどして、半導体チップ１を仮固定するための接着層３を形成する。接着剤の代わりに、シリコーン系やアクリル系で代表されるような粘着剤の層を形成しても良い。次いで、図３に示したように、接着層３を介して半導体チップ１を第１および第２の接続部分２３，２４の近傍に配置して仮固定する。この場合において、第１の外部接続用電極１１が第１の配線２１側（第１の接続部分２３側）、第２の外部接続用電極１２が第２の配線２２側（第２の接続部分２４側）側となるように配置する。また、各外部接続用電極１１，１２の表面と、それに対応する各接続部分２３，２４の表面とが、後述の無電解めっき法により成長する金属体により接続可能となる程度に近づけて配置する。次いで、図４に示したように、半導体チップ１を仮固定している部分（半導体チップ１の底面）以外の接着層３を除去し、第１および第２の接続部分２３，２４の一部または全体を基板表面に表出させる。接着層３の除去は、例えばドライエッチングや有機溶剤浸漬等で行うことができる。なお、配線基板２の表面ではなく、半導体チップ１の固定面（底面）にあらかじめ接着層３を形成して、それにより仮固定を行うようにしても良い。各外部接続用電極１１，１２は半導体チップ１の側面に表出しているので、以上の工程により、半導体チップ１は、各外部接続用電極１１，１２の表面と接続部分２３，２４の表面とが直交するように配線基板２に配置、仮固定される。

次いで、図５に示したように、第１および第２の外部接続用電極１１，１２の表面と第１および第２の接続部分２３，２４の表面とに無電解めっき法により金属体４を成長させる。そして、各外部接続用電極１１，１２の表面と各接続部分２３，２４の表面との双方に成長した金属析出構造体を、各配線２１，２２のそれぞれの側において局部的に合体、一体化する。これにより、同一工程で、各外部接続用電極１１，１２が各接続部分２３，２４に同時に一括して接続される。これにより、第１の外部接続用電極１１は第１の接続部分２３を介して第１の配線２１に導通され、第２の外部接続用電極１２は第２の接続部分２４を介して第２の配線２２に導通される。また、半導体チップ１が配線基板２に完全に固定される。

なお、めっきによる金属体４の成長は局部的であって、各外部接続用電極１１，１２と、それに対応した各接続部分２３，２４のみが接合される。隣接する接続部分２３，２４同士、あるいは、各外部接続用電極１１，１２同士がめっきによる金属体４の成長の結果、接合されてはならない。

無電解めっき法により析出させる金属としては経済性、電気的信頼性の観点からニッケル、もしくは銅などが望ましい。また、無電解ニッケルめっき法により共析し得る物質（リン、ホウ素等）を含有するニッケル合金や、無電解銅めっき法により共析し得る物質を含有する合金であっても良い。また、それ以外の無電解析出する金属、例えばパラジウム、スズ、ハンダ、コバルト、金、もしくは銀などでも良い。

また、無電解めっき法による金属体４を成長させる部分、すなわち外部接続用電極１１，１２の最表面、および接続部分２１，２２の最表面は、無電解めっき析出が容易な金属、例えばニッケル、銅、パラジウム、亜鉛などの材料で形成されるか、あるいはそれら金属で被覆されていることが望ましい。より望ましくは、無電解めっき法により析出させる金属体４と、外部接続用電極１１，１２の最表面の金属と、接続部分２１，２２の最表面の金属とをすべて同一金属種とすると良い。これにより、無電解めっきを行うための触媒化処理を行うことなく金属の析出を行うことができる。また、無電解めっきを行う際には、一般的に前処理として重量濃度１０％程度の硫酸系、塩酸系の酸性水溶液、あるいは苛性ソーダなどのアルカリ水溶液を用いることが多い。したがって、半導体チップ１、および配線基板２の表面は酸、アルカリ等の化学物質に対して十分耐性がある構造であることが望ましい。

また、より高い電気的、機械的接合信頼性を得るために、上記無電解めっき法による接続工程の後、外部電源により金属析出電流を印加し、無電解めっき法により析出させた金属体４上にさらに電解めっき法により金属を析出させる工程を追加しても良い。

なお、以上の説明では、半導体チップ１が１つである場合を例に説明したが、半導体チップ１が複数ある場合も基本的には同様である。この場合、複数の半導体チップ１を、それぞれの接続対象となる配線の接続部分２３，２４の近傍に配置する。半導体チップ１が多数ある場合、例えば転写法により一括して配線基板２上に転写して配置することができる。次いで、各半導体チップ１の外部接続用電極１１，１２と各半導体チップ１に対応する配線の接続部分２３，２４とに無電解めっき法により金属体４を成長させる。そして、各半導体チップ１において外部接続用電極１１，１２と配線の接続部分２３，２４との双方に成長した金属析出構造体を合体、一体化することにより、複数の半導体チップ１をすべて同一工程で一括して配線基板２の配線に接続することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、半導体チップ１を、接続対象となる配線の接続部分２３，２４の近傍に配置し、各外部接続用電極１１，１２と配線の接続部分２３，２４とを、無電解めっき法により析出した金属体４により接続するようにしたので、半導体チップ１が複数ある場合であっても、容易に半導体チップ１と配線２１，２２とを同時に一括して電気的に接続することができる。また、半導体チップ１と配線の接続部分２３，２４とを直接接合するため、ビルドアップ工法によりチップと配線とを接続するよりも工程の短縮が可能となる。また、一般になされているような金属パッド同士を加圧、加熱、超音波等で直接接合する方式に比べて、無電解めっき法により金属自体を析出させて接合するため、機械的、電気的な接続信頼性の向上を図ることができる。このようにして、接続対象が多数の微細な半導体チップ１であっても、機械的、電気的な接続信頼性を向上させ、低コストで効率的、かつ精度良く配線接続を行うことができる。

＜第１の変形例＞
図７に示した半導体チップ１の構造では、第１および第２の外部接続用電極１１，１２の他端の表面を、半導体チップ１の側面において表出させ、図４に示したように各外部接続用電極１１，１２の表面と接続部分２３，２４の表面とが直交するように配線基板２に配置、仮固定するようにした。しかし、第１および第２の外部接続用電極１１，１２を表出する位置は、半導体チップ１の側面に限らない。

すなわち、図８に示した半導体チップ１Ａのように、第１および第２の外部接続用電極１１，１２の他端の表面を、半導体チップ１の底面において表出させるようにしても良い。この場合、半導体チップ１の底面に凹凸の段差を設け、例えば、凸の部分を挟んで凹の部分に第１および第２の外部接続用電極１１，１２を表出させる。凸の部分は、配線基板２への固定面１７となる。

図９は、この半導体チップ１Ａを無電解めっき法により配線基板２に接続、固定した状態を示している。半導体チップ１Ａでは、各外部接続用電極１１，１２が底面の凹の部分に表出しているので、その部分と配線の接続部分２３，２４とが間隔を空けて対向配置される。そして、対向した各外部接続用電極１１，１２の表面と各接続部分２３，２４の表面とが、無電解めっき法により析出された金属体４により合体、一体化される。なお、凸の部分を挟んで第１および第２の外部接続用電極１１，１２を表出させているので、無電解めっき法による接続工程において、それら電極同士が導通することはない。

＜第２の変形例＞
本変形例は、配線の接続部分を縞状の配線パターンで形成するようにしたものである。図１０は、縞状の配線パターン２５が形成された配線基板２Ａに半導体チップ１を配置、仮固定した状態を示している。図１１は、この状態から無電解めっき法により成長させた金属体４を介して半導体チップ１を配線基板２Ａに接続、固定した状態を示している。図１２は、接続後の配線状態を平面的に示している。

縞状の配線パターン２５は、図１２に示したように第１および第２の配線２１，２２間に直線状に形成されている。最終的には、隣接する縞状の配線パターン２５同士も接続する必要があるため、縞状の配線パターン２５は無電解めっき法により成長する金属体４よりも狭い間隔で形成しておく。そして、図１０に示したよう、半導体チップ１を、縞状の配線パターン２５の近傍に配置して、絶縁性の接着層３により仮固定する。この場合、第１の外部接続用電極１１が第１の配線２１側、第２の外部接続用電極１２が第２の配線２２側となるようにして配置する。

この状態で、図１１に示したように、第１および第２の外部接続用電極１１，１２の表面と縞状の配線パターン２５の表面とに無電解めっき法により金属体４を成長させる。そして、各外部接続用電極１１，１２の表面と縞状の配線パターン２５の表面との双方に成長した金属析出構造体を、各配線２１，２２のそれぞれの側において局部的に合体、一体化する。これにより、同一工程で、各外部接続用電極１１，１２が縞状の配線パターン２５に同時に一括して接続される。また、隣接する縞状の配線パターン２５同士もすべて同一工程で一括して接続される。なお、半導体チップ１の底面には絶縁性の接着層３が形成されており、この部分で配線パターン２５は絶縁されるので、第１の配線２１と第２の配線２２とが導通されることはない。

この第２の変形例によれば、配線の接続部分を、無電解めっき法により成長する金属体４よりも狭い間隔で、縞状の配線パターン２５に形成するようにしたので、半導体チップ１を配置する際の位置精度に冗長性をもたせることができ、結果として接続信頼性を高めることができる。例えば、図１０の半導体チップ１を配置する工程において、縞状の配線パターン２５の上であれば、半導体チップ１をＸ方向の任意の位置に配置したとしても、最終的には配線接続がなされる。またこの変形例によれば、位置精度が低くても良いのでチップの固定装置をより低コストで製造できる。

＜第３の変形例＞
図１３および図１４は、本変形例に係る半導体チップ１Ｂ，１Ｃの構成を示している。図７の半導体チップ１の構造では、側面において第１および第２の外部接続用電極１１，１２の他端の表面を表出させ、また、図８の半導体チップ１Ｂの構造では、底面において第１および第２の外部接続用電極１１，１２の他端の表面を表出させ、各外部接続用電極１１，１２を同時に一括して無電解めっき法により配線接続するようにした。しかしながら、半導体チップ１，１Ａが例えば２０ミクロン以下の微細な構造である場合、同一側の面から２つの外部接続用電極１１，１２を表出させるのは、デザインルール的に難しくなる可能性がある。

そこで、第１および第２の外部接続用電極１１，１２を表面を表出させる面を互いに直交する異なる面側としても良い。例えば図１３および図１４に示した半導体チップ１Ｂ，１Ｃのように、第１の外部接続用電極１１を上面側、第２の外部接続用電極１２を側面側から表出させるようにしても良い。このようなチップ構造の場合、各外部接続用電極１１，１２を同時に一括して無電解めっき法により配線接続することは難しいので、個々に無電解めっき法により配線接続する必要がある。例えば、配線基板２において第２の配線２２および第２の接続部分２４を積層形成した後、まず半導体チップ１Ｂ，１Ｃの側面において第２の外部接続用電極１２だけ無電解めっき法により配線接続する。次に、配線基板２においてビルドアップ工法的に絶縁膜、第１の配線２１および第１の接続部分２３を積層形成していき、その後半導体チップ１Ｂ，１Ｃの上面において第１の外部接続用電極１１を無電解めっき法により配線接続する。これにより、配線基板２に半導体チップ１Ｂ，１Ｃが埋め込まれる形で配線接続がなされる。

なお、半導体チップ１Ｂ，１Ｃが複数ある場合も同様である。すなわち例えば、まず複数の半導体チップ１Ｂ，１Ｃの側面において、各々の第２の外部接続用電極１２だけ一括して無電解めっき法により配線接続する。次に、複数の半導体チップ１Ｂ，１Ｃの上面において各々の第１の外部接続用電極１１を一括して無電解めっき法により配線接続する。これにより、配線基板２に複数の半導体チップ１Ｂ，１Ｃが埋め込まれる形で配線接続がなされる。

［第２の実施の形態］
本実施の形態は、上記した配線接続方法を表示装置およびその製造方法に適用したものである。図１５は、この表示装置の全体構成を示している。この表示装置は、表示パネル３０としてＬＥＤディスプレイパネルを用いたものである。表示パネル３０は、例えば単純マトリクス駆動により駆動される。この表示装置は、表示パネル３０を駆動するための回路として、同期分離回路３１と、タイミングコントローラ３２と、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）コンバータ３３と、画像メモリ３４と、階調補正回路３５と、データドライバ３６と、走査ドライバ３７とを備えている。表示パネル３０は、走査ドライバ３７に接続された複数のＸ方向配線４１と、データドライバ３６に接続された複数のＹ方向配線２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂと、これらの配線の交差点にマトリクス状に配列されたＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の発光ダイオード１Ｒ，１Ｇ，１Ｂとを有している。

この表示装置では、Ａ／Ｄコンバータ３３に入力されたアナログ映像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂの輝度信号）が、デジタル映像信号に変換され、画像メモリ３４に出力される。また、水平、垂直同期信号Ｈ，Ｖが同期分離回路３１を介してタイミングコントローラ３２に出力される。タイミングコントローラ３２は、水平、垂直同期信号Ｈ，Ｖに基づいて、Ａ／Ｄコンバータ３３および画像メモリ３４に適切な読み出しタイミングパルスなどを出力し、映像信号の読み出しタイミングなどを制御する。適切なタイミングで画像メモリ３４から読み出された映像信号は、階調補正回路３５に出力される。階調補正回路３５では、映像信号にガンマ補正処理などの信号処理を施して、データドライバ３６に出力する。

タイミングコントローラ３２はまた、水平、垂直同期信号Ｈ，Ｖに基づいて、データドライバ３６および走査ドライバ３７に適切な駆動タイミングパルスを出力し、適切な駆動タイミングで表示パネル３０が駆動されるよう制御する。走査ドライバ３７は、適切な駆動タイミングで表示パネル３０の各Ｘ方向配線４１に順次、走査信号を印加する。データドライバ３６は、適切な駆動タイミングで各Ｙ方向配線２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂにデータ信号を印加する。走査信号とデータ信号とが印加された部分の発光ダイオード１Ｒ，１Ｇ，１Ｂが発光することで、カラー映像表示がなされる。

このような表示装置において、表示パネル３０におけるＸ方向配線４１およびＹ方向配線２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂと、発光ダイオード１Ｒ，１Ｇ，１Ｂとの配線接続を、上記した第１の実施の形態に係る配線接続方法を用いて行う。

図１６は、この表示装置の配線接続状態の第１の例を平面的に示している。なお、図１６では、第１の実施の形態の第２の変形例の方法（図１０〜図１２）により、配線の接続部分を縞状の配線パターン２５で形成して配線接続した例を示している。なお、第１の実施の形態のその他の変形例の手法を用いても良い。上記第１の実施の形態との対応関係を説明すると、Ｘ方向配線４１が第１の配線２１に対応し、Ｙ方向配線２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが第２の配線２２に対応し、発光ダイオード１Ｒ，１Ｇ，１Ｂが半導体チップ１に対応する。すなわち、第１の配線２１に対応する各Ｘ方向配線４１に、水平１ライン分の発光ダイオード１Ｒ，１Ｇ，１Ｂが共通接続される。また、第２の配線２２に対応する各Ｙ方向配線２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂに、対応する各色の垂直１ライン分の発光ダイオード１Ｒ，１Ｇ，１Ｂが接続される。

この第１の例における配線接続方法は、基本的に上記第１の実施の形態と同様である。すなわち、まず図１０の例と同様にして、複数の発光ダイオード１Ｒ，１Ｇ，１Ｂを、それぞれの接続対象となる配線の接続部分（縞状の配線パターン２５）の近傍に配置する。発光ダイオード１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは多数あるが、例えば転写法により一括して配線基板２Ａ上に転写して配置することができる。次いで、図１１の例と同様にして、各発光ダイオード１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの外部接続用電極１１，１２と各発光ダイオード１Ｒ，１Ｇ，１Ｂに対応する配線の接続部分とに無電解めっき法により金属体４を成長させる。そして、各発光ダイオード１Ｒ，１Ｇ，１Ｂにおいて外部接続用電極１１，１２と配線の接続部分との双方に成長した金属析出構造体を合体、一体化することにより、複数の発光ダイオード１Ｒ，１Ｇ，１Ｂをすべて同一工程で一括してＸ方向配線４１およびＹ方向配線２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂに接続することができる。

図１７は、この表示装置の配線接続状態の第２の例を平面的に示している。この例は、図１６の第１の例とは、配線の対応関係を逆にしたものである。上記第１の実施の形態との対応関係を説明すると、Ｘ方向配線４１が第２の配線２２に対応し、Ｙ方向配線２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが第１の配線２１に対応する。すなわち、第２の配線２２に対応する各Ｘ方向配線４１に、水平１ライン分の発光ダイオード１Ｒ，１Ｇ，１Ｂが共通接続される。また、第１の配線２１に対応する各Ｙ方向配線２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂに、対応する各色の垂直１ライン分の発光ダイオード１Ｒ，１Ｇ，１Ｂが接続される。この第２の例における配線接続方法も、基本的に上記第１の実施の形態と同様である。

以上説明したように、本実施の形態によれば、上記第１の実施の形態に係る配線接続方法を、表示装置およびその製造方法に適用したので、上記第１の実施の形態と同様の効果が得られる。これにより、低コストで接続信頼性の高い表示装置を提供することができる。

なお、本発明は、以上で説明した各実施の形態に限定されず、さらに種々の変形実施が可能である。例えば、本発明はＬＥＤディスプレイに限らず、他のタイプの表示パネルを用いた場合にも有効である。

本発明の第１の実施の形態に係る配線接続方法に用いられる配線基板の構造を示す断面図である。 配線基板に接着層を形成する工程を示す断面図である。 配線基板に接着層を介して半導体チップを仮固定する工程を示す断面図である。 配線基板上の不要な接着層を除去する工程を示す断面図である。 無電解めっき法による接続工程を示す断面図である。 配線の接続状態を示す平面図である。 半導体チップの一構成例を示す断面図である。 第１の実施の形態の第１の変形例に係る配線接続方法により接続される半導体チップの構成例を示す断面図である。 第１の実施の形態の第１の変形例に係る配線接続方法により配線接続された状態を示す断面図である。 第１の実施の形態の第２の変形例に係る配線接続方法の第１の工程を示す断面図である。 第１の実施の形態の第２の変形例に係る配線接続方法の第２の工程を示す断面図である。 第１の実施の形態の第２の変形例に係る配線接続方法による配線の接続状態を示す平面図である。 第１の実施の形態の第３の変形例に係る配線接続方法により接続される半導体チップの第１の構成例を示す断面図である。 第１の実施の形態の第３の変形例に係る配線接続方法により接続される半導体チップの第２の構成例を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の全体構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係る表示装置における配線の第１の接続例を示す平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る表示装置における配線の第２の接続例を示す平面図である。

符号の説明

１，１Ａ…半導体チップ、１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ…発光ダイオード、２…配線基板、３…接着層、４…金属体、１０…ＬＥＤ部、１１…第１の外部接続用電極、１２…第２の外部接続用電極、１３…Ｎ型クラッド層、１４…活性層、１５…Ｐ型クラッド層、２１…第１の配線、２２…第２の配線、２３…第１の接続部分、２４…第２の接続部分、２５…縞状の配線パターン、３０…表示パネル、３６…データドライバ、３７…走査ドライバ。

Claims (20)

1. 外部接続用電極を有する少なくとも１つの半導体チップを、配線基板に形成された配線に接続する方法であって、
   前記半導体チップを、前記配線基板における接続対象となる配線の接続部分の近傍に配置する工程と、
   前記外部接続用電極と前記配線の接続部分とに無電解めっき法により金属体を成長させ、双方の成長した金属析出構造体を合体、一体化することにより前記半導体チップを前記配線基板の配線に接続する工程と
   を含むことを特徴とする配線接続方法。
2. 前記配線基板の配線は基板内部に積層形成され、前記配線の接続部分は前記基板内部の配線に導通されると共に基板表面に表出しており、
   前記無電解めっき法による接続工程において、その表出した接続部分に前記無電解めっき法により金属体を成長させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の配線接続方法。
3. 前記半導体チップを配置する工程は、
   前記配線基板の表面に接着層を形成する工程と、
   前記接着層を介して前記半導体チップを前記配線の接続部分の近傍に配置して固定する工程と、
   前記半導体チップを固定している部分以外の接着層を除去し、前記配線の接続部分を基板表面に表出させる工程と
   を含むことを特徴とする請求項２に記載の配線接続方法。
4. 前記半導体チップは２以上の外部接続用電極を有すると共に、前記配線基板には各外部接続用電極に対応して２以上の配線の接続部分が設けられ、
   前記無電解めっき法による接続工程において、前記各外部接続用電極と前記各外部接続用電極に対応する配線の接続部分とに無電解めっき法により金属体を成長させ、双方の成長した金属析出構造体を合体、一体化することにより前記各外部接続用電極と前記各配線の接続部分とをすべて同一工程で一括して接続する
   ことを特徴とする請求項１に記載の配線接続方法。
5. 前記半導体チップは互いに直交する異なる面に形成された２以上の外部接続用電極を有し、
   まず、前記配線基板に一方の面側の外部接続用電極に対応する配線とその接続部分とを形成し、前記無電解めっき法による接続工程によって、前記一方の面側の外部接続用電極とそれに対応する配線の接続部分とに無電解めっき法により金属体を成長させ、双方の成長した金属析出構造体を合体、一体化することにより前記一方の面側の外部接続用電極とそれに対応する配線の接続部分とを接続し、
   次に、前記配線基板に他方の面側の外部接続用電極に対応する配線とその接続部分とを積層形成し、前記無電解めっき法による接続工程によって、前記他方の面側の外部接続用電極とそれに対応する配線の接続部分とに無電解めっき法により金属体を成長させ、双方の成長した金属析出構造体を合体、一体化することにより前記他方の面側の外部接続用電極とそれに対応する配線の接続部分とを接続する
   ことを特徴とする請求項１に記載の配線接続方法。
6. 前記半導体チップを配置する工程において、複数の半導体チップを、それぞれの接続対象となる配線の接続部分の近傍に配置し、
   前記無電解めっき法による接続工程において、前記各半導体チップの外部接続用電極と前記各半導体チップに対応する配線の接続部分とに無電解めっき法により金属体を成長させ、前記各半導体チップにおいて前記外部接続用電極と前記配線の接続部分との双方に成長した金属析出構造体を合体、一体化することにより前記複数の半導体チップをすべて同一工程で一括して前記配線基板の配線に接続する
   ことを特徴とする請求項１に記載の配線接続方法。
7. 前記半導体チップは、表示装置の表示部を形成するための半導体発光素子である
   ことを特徴とする請求項６に記載の配線接続方法。
8. 前記半導体発光素子は発光ダイオードである
   ことを特徴とする請求項７に記載の配線接続方法。
9. さらに、前記無電解めっき法による接続工程の後、外部電源により金属析出電流を印加し、前記無電解めっき法により析出させた金属体上にさらに電解めっき法により金属を析出させる工程を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の配線接続方法。
10. 前記無電解めっき法による接続工程において、前記無電解めっき法により析出させる金属と、前記外部接続用電極の最表面の金属、および前記配線の接続部分の最表面の金属とをすべて同一金属種とし、前記無電解めっきを行うための触媒化処理を行うことなく金属の析出を行う
    ことを特徴とする請求項１に記載の配線接続方法。
11. 前記同一金属種は、ニッケル、もしくは無電解ニッケルめっき法により共析し得る物質を含有するニッケル合金である
    ことを特徴とする請求項１０に記載の配線接続方法。
12. 前記同一金属種は、銅、もしくは無電解銅めっき法により共析し得る物質を含有する合金である
    ことを特徴とする請求項１０に記載の配線接続方法。
13. 前記半導体チップを配置する工程において、前記半導体チップの前記外部接続用電極の表面と前記配線の接続部分の表面とを直交して配置する
    ことを特徴とする請求項１に記載の配線接続方法。
14. 前記半導体チップを配置する工程において、前記半導体チップの前記外部接続用電極表面と前記配線の接続部分の表面とを間隔を空けて対向して配置する
    ことを特徴とする請求項１に記載の配線接続方法。
15. 前記配線の接続部分を、無電解めっき法により成長する金属体よりも狭い間隔で縞状の配線パターンで形成しておき、
    前記半導体チップを配置する工程において、前記半導体チップを、前記縞状の配線パターンの近傍に配置し、
    前記無電解めっき法による接続工程において、隣接する前記縞状の配線パターン同士もすべて同一工程で一括して、前記無電解めっき法による金属析出構造体で接続する
    ことを特徴とする請求項１に記載の配線接続方法。
16. 前記半導体チップが第１および第２の外部接続用電極を有し、前記配線基板は前記第１および第２の外部接続用電極にそれぞれ導通される第１および第２の配線を有し、
    前記配線基板の前記第１および第２の配線間に、前記第１および第２の外部接続用電極との接続部分となる縞状の配線パターンを無電解めっき法により成長する金属体よりも狭い間隔で直線状に形成し、
    前記半導体チップを配置する工程において、前記第１の外部接続用電極が前記第１の配線側、前記第２の外部接続用電極が前記第２の配線側となるように、前記半導体チップを前記縞状の配線パターンの近傍に配置し、
    前記無電解めっき法による接続工程において、前記第１および第２の外部接続用電極と前記縞状の配線パターンとに無電解めっき法により金属体を成長させ、その成長した金属析出構造体を、それぞれの対応する配線側においてすべて同一工程で一括して合体、一体化することにより前記半導体チップを前記配線基板の配線に接続する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の配線接続方法。
17. 外部接続用電極を有する複数の発光素子と、
    前記発光素子の駆動用の配線が形成された配線基板と
    を備え、
    前記複数の発光素子は、それぞれの接続対象となる配線の接続部分の近傍に配置され、
    前記複数の発光素子と前記配線基板の配線とが、前記各発光素子の外部接続用電極と前記各発光素子に対応する配線の接続部分とに無電解めっき法により金属体を成長させ、前記各発光素子において前記外部接続用電極と前記配線の接続部分との双方に成長した金属析出構造体を合体、一体化することによりすべて同一工程で一括して接続されたものである
    ことを特徴とする表示装置。
18. 前記各発光素子が第１および第２の外部接続用電極を有し、前記配線基板は前記第１および第２の外部接続用電極にそれぞれ導通される第１および第２の配線を有し、
    前記配線基板の前記第１および第２の配線間に、前記第１および第２の外部接続用電極との接続部分となる縞状の配線パターンが無電解めっき法により成長する金属体よりも狭い間隔で直線状に形成され、
    前記第１の外部接続用電極が前記第１の配線側、前記第２の外部接続用電極が前記第２の配線側となるように、前記各発光素子が前記縞状の配線パターンの近傍に配置され、
    前記各発光素子と前記配線基板の第１および第２の配線とが、前記第１および第２の外部接続用電極と前記縞状の配線パターンとに無電解めっき法により金属体を成長させ、その成長した金属析出構造体を、それぞれの対応する配線側において合体、一体化することによりすべて同一工程で一括して接続されたものである
    ことを特徴とする請求項１７に記載の表示装置。
19. 外部接続用電極を有する複数の発光素子を、配線基板に形成された前記発光素子の駆動用の配線に接続して表示部が形成される表示装置の製造方法であって、
    前記複数の発光素子を、それぞれの接続対象となる配線の接続部分の近傍に配置する工程と、
    前記各発光素子の外部接続用電極と前記各発光素子に対応する配線の接続部分とに無電解めっき法により金属体を成長させ、前記各発光素子において前記外部接続用電極と前記配線の接続部分との双方に成長した金属析出構造体を合体、一体化することにより前記複数の発光素子をすべて同一工程で一括して前記配線基板の配線に接続する工程と
    を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
20. 前記各発光素子が第１および第２の外部接続用電極を有し、前記配線基板は前記第１および第２の外部接続用電極にそれぞれ導通される第１および第２の配線を有し、
    前記配線基板の前記第１および第２の配線間に、前記第１および第２の外部接続用電極との接続部分となる縞状の配線パターンを無電解めっき法により成長する金属体よりも狭い間隔で直線状に形成し、
    前記各発光素子を配置する工程において、前記第１の外部接続用電極が前記第１の配線側、前記第２の外部接続用電極が前記第２の配線側となるように、前記各発光素子を前記縞状の配線パターンの近傍に配置し、
    前記無電解めっき法による接続工程において、前記第１および第２の外部接続用電極と前記縞状の配線パターンとに無電解めっき法により金属体を成長させ、その成長した金属析出構造体を、それぞれの対応する配線側においてすべて同一工程で一括して合体、一体化することにより、前記複数の発光素子をすべて同一工程で一括して前記配線基板の配線に接続する
    ことを特徴とする請求項１９に記載の表示装置の製造方法。
    

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