JP2006501670A

JP2006501670A - 可撓性基材上に抵抗器を製造する技術

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Publication number: JP2006501670A
Application number: JP2004541496A
Authority: JP
Inventors: ドゥローシャー，ケビン・エム; サイア、リチャード・ジェイ; クリシュナ−マーシー，ヴィクラム・ビー
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2006-01-12
Also published as: WO2004032154A1; EP1550140A1; CN1695209A; AU2003268263A1; KR20050065565A; CN100477021C; US6709944B1; US20040114336A1; US20040063294A1; US7158383B2

Abstract

フレキシブル基板（１０）（２８）上に抵抗器を製造するための技術。具体的には、イオンスパッターエッチング技術を施すことでポリイミド基板（１０）（２８）の少なくとも一部を活性化する。基板（１０）（２８）の活性化部分（１２）（３４）上に金属層（１４）（３６）を堆積させることで、高抵抗の金属炭化物領域（１６）（３８）を形成する。金属炭化物領域（１６）（３８）上に相互接続層（１８、２０）（４０、４２）を堆積させてパターン化することで、金属炭化物領域（１６）（３８）の両端に端子（２４、２６）（４４、４６）を形成する。金属炭化物領域（１６）（３８）をパターン化して端子間に抵抗器を形成する。別法として、ポリイミド基板（１０）（２８）の特定区域のみを活性化する。この特定区域は、金属炭化物領域（１６）（３８）を形成するための区域をなす。金属炭化物領域（１６）（３８）上に相互接続層（１８、２０）（４０、４２）を堆積させてパターン化することで、金属炭化物領域（１６）（３８）の両端に端子（２４、２６）（４４、４６）を形成する。

Description

本発明は一般的には抵抗器の製造に関し、さらに具体的には、可撓性基材上に形成された高抵抗構造物及びかかる構造物を製造する技術に関する。

多数の商業的用途では、静電放電に対して感受性を有することのある半導体デバイスが使用されている。かかるデバイスの一つは、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。ＬＥＤは、印加電圧又は電流に応答して放射を放出するようにパッケージされた半導体チップである。これらのＬＥＤは、自動車、ディスプレイ、安全／非常用照明及び有向面照明のような多数の商業的用途で使用されている。可視光、紫外線又は赤外線を放出する任意の材料を用いてＬＥＤを製造することができる。即ち、ＬＥＤデバイスは所望の放射を放出し得る半導体層のｐ−ｎ接合を有する材料からなり得る。例えば、ＬＥＤデバイスは、任意の望ましいIII−Ｖ半導体化合物層（例えば、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＧａＰなど）、II−VI半導体化合物層（例えば、ＺｎＳｅ、ＺｎＳＳｅ、ＣｄＴｅなど）或いはIV−IV半導体化合物層（例えば、ＳｉＣなど）を用いて製造できる。さらに、ＬＥＤデバイスは、被覆層、導波層及び接点層のような他の層も含み得る。

現在、ＬＥＤのような半導体デバイスをポリイミドのような可撓性基材上に製造することで、各種の製品中で使用するために様々な形状に適合し得るフレキシブルデバイスアレイを得ることができる。例えば、丸形電球、フラッドライト、円筒形フラッシュライトなどの照明製品で使用するため、可撓性基材上にＬＥＤアレイを製造することができる。しかし、例えばＧａＮ系ＬＥＤのような半導体デバイスは、絶縁性サファイア基板上に製造されるので、静電放電に対して敏感である。その結果、ＬＥＤを通る以外、静電放電のための明確な放電路が存在しない。ＬＥＤを通る静電放電は、デバイスのｐ−ｎ接合特性を低下させてＬＥＤに激しい損傷をもたらすことがある。したがって、静電放電のための代わりの経路を創ると有利である。

ＬＥＤのような半導体デバイスの静電損傷の可能性を最小にするための一つの機構は、高値ブリード抵抗器を組み込んで電荷放散のための放電路を設けることである。しかし、可撓性基材上に製造された半導体デバイスに関しては、抵抗器の製造はある種の問題を引き起こすことがある。多くの場合、ポリイミドのような可撓性基材上に１００キロオーム〜１メガオームの範囲内の小さい高値薄膜抵抗器を製造することは困難である。窒化タンタル（ＴａＮ）、ニッケルクロム（ＮｉＣｒ）及びケイ化クロム（ＣｒＳｉ）のような通常使用される抵抗器フィルムは、１００〜３００オーム／平方の範囲内のシート抵抗値を有している。これらの値では、１００キロオーム〜１メガオームの範囲内の抵抗器は一般に蛇状構造物としてパターン化され、そのため非常に大きい面積を占めることがある。可撓性基材上に製造される半導体デバイスに関しては、高抵抗薄膜抵抗器を製造するために使用する大きい蛇状構造物は実施不可能な場合がある。さらに、ポリイミドフィルムのような可撓性基材上での加工には、フィルムが構造上の健全性を維持するようにするため、一般に比較的低い温度（＜２００℃）が要求される。可撓性基材上での加工のために必要な低い温度では、半導体デバイス中に高値抵抗器を製造するために通例使用される材料の多くは使用できない。その理由は、これらの材料が２００℃を超える加工温度を要求することにある。

本発明の一態様では、抵抗器の製造方法であって、フレキシブル基板の表面の一領域を活性化して活性化領域を形成する行為と、活性化領域中に抵抗層を形成する行為と、抵抗層の少なくとも一部に１以上の相互接続層を堆積させる行為と、１以上の相互接続層をパターン化して抵抗器の端子を形成する行為とを含んでなる方法が提供される。

本発明の別の態様では、抵抗器の製造方法であって、フレキシブル基板の表面を活性化して活性化層を形成する行為と、活性化層の表面に第一の金属層を堆積させることで活性化層中に反応を生起させ、その結果として抵抗層を形成する行為と、第一の金属層に１以上の相互接続層を堆積させる行為と、１以上の相互接続層及び第一の金属層の各々を抵抗層に達するまでエッチングして端子を形成する行為と、抵抗層をパターン化して端子間に接続された抵抗器を形成する行為とを含んでなる方法が提供される。

本発明のさらに別の態様では、抵抗器の製造方法であって、フレキシブル基板の表面にマスキング層を堆積させる行為と、マスキング層中に開口を形成することで、開口を通してフレキシブル基板の一部分を露出させる行為と、フレキシブル基板の露出部分を活性化して活性化領域を形成する行為と、フレキシブル基板の表面からマスキング層を除去する行為と、フレキシブル基板の表面に１以上の相互接続層を堆積させる行為と、１以上の相互接続層をパターン化して活性化領域により互いに電気的に接続された隔離端子を形成する行為とを含んでなる方法が提供される。

本発明のさらに別の態様では、フレキシブル基板と、フレキシブル基板上に形成されて、第一の端部及び第二の端部を有する抵抗性領域と、第一の端部及び第二の端部の各々に接続された導電性端子とを含んでなるデバイスが提供される。

本発明のさらに別の態様では、第一の面及び第二の面を有するフレキシブル基板と、フレキシブル基板の第一の面に結合されて、フレキシブル基板の第二の面上の接点領域に電気的に接続された発光ダイオード（ＬＥＤ）と、フレキシブル基板の第二の面に形成されて接点領域の各々に電気的に接続された抵抗器とを含んでなるデバイスが提供される。

図面の簡単な説明
図１〜６Ａは、本発明に従って抵抗器を製造するための第一の例示的な技術を示す断面図であり、
図７〜１２Ａは、本発明に従って抵抗器を製造するための第二の例示的な技術を示す断面図であり、
図１３は、例示的な発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイアレイの断面図であり、
図１４は、本発明に従って製造した抵抗器を組み込んだ、図１４に示すＬＥＤダイアレイの背面図である。

以下、可撓性基材上に（１００キロオーム〜１メガオームの範囲内の）高値抵抗器を製造するための第一の例示的な技術を図１〜６Ａに関連して説明する。図１は、その上に抵抗器を製造するためのフレキシブル基板材料１０を示す。フレキシブル基板１０は０．５〜３ミルの厚さを有しており、所望の形状に曲げることのできる可撓性プラスチックシートからなっている。曲げ又は屈曲の可能なフレキシブル基板は、標準曲げ剛性法で試験して、２３℃で１００００ＰＳＩを超えない弾性率を有するフィルム又は複合材として定義される。フレキシブル基板材料１０は電気絶縁材料であり、好ましくは導電性材料に堆積し得るポリマーフィルムからなる。フレキシブル基板材料１０は、加工中に最小の寸法変化をもたらす弾性率、熱膨張係数及び湿潤膨張係数を有する。可撓性を維持するためには、フレキシブル基板材料１０の厚さをできるだけ小さくすればよい。しかし、基板材料１０は、以後のすべての加工段階を通じて金属被覆層を支持すると共に寸法安定性を維持するのに十分な（厚さ又は材料組成に由来する）剛性も有する。フレキシブル基板１０は、一般に多数のポリイミド系材料の任意の１種からなっている。例えば、フレキシブル基板１０は、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔＤｅＮｅｍｏｕｒｓ＆Ｃｏ．からロールとして供給されるＫａｐｔｏｎ（登録商標）ポリイミドシート、鐘淵化学工業株式会社から供給されるＡｐｉｃａｌ（登録商標）ポリイミドシート、又は宇部興産株式会社から供給されるＵｐｉｌｅｘ（登録商標）ポリイミドシートからなり得る。本技術は一般にポリイミドのような可撓性基材上に抵抗器を製造することに関するが、本明細書中に記載した例示的な技術はポリイミド系上層を有するさらに剛性の基板上で実施することもできる。

最初、フレキシブル基板１０を真空チャンバー内に配置し、そこで物理蒸着（ＰＶＤ）技術を実施してフレキシブル基板１０を活性化できる。フレキシブル基板１０の表面を活性化すると、表面の反応性が高まり、以下に詳述するように炭素結合を一層容易に形成できる。ＰＶＤ法を実施するためには、フレキシブル基板１０をチャンバー内の基板キャリヤー中に配置し、アルゴン（Ａｒ）のようなガスをチャンバー内に導入する。チャンバー内での汚染を低減させると共に、フレキシブル基板１０の表面にクリーニング効果を及ぼすため、基板キャリヤーにわずかな負のバイアス（電荷）を加えることができる。電気的バイアスと共に高周波（ＲＦ）スパッタリングを使用すれば、フレキシブル基板１０の露出面のエッチング及びクリーニングを有利に行うことができる。エッチング及びクリーニングは、真空チャンバー内に導入され、電離して正電荷になるアルゴン（Ａｒ）ガスとは異なる電界電位で基板キャリヤーにバイアスを加え、アルゴン原子をフレキシブル基板１０の露出面に直接衝突させることで達成される。フレキシブル基板１０の表面から汚染を除去することは、フレキシブル基板１０の露出領域とその上に後から堆積させる材料との電気的接触を向上させると共に、フレキシブル基板１０の表面への密着性を高める。

表面の不純物を除去すること以外に、フレキシブル基板１０の表面でのアルゴン（Ａｒ）イオンのイオン衝撃は、イミドカルボニル基の優先的な結合切断を引き起こして黒鉛様炭素の生成をもたらし、それによりフレキシブル基板１０の表面を「活性化」して追加材料の導入に伴う炭化物結合の形成を受け易くすることもできる。フレキシブル基板１０の表面へのアルゴン（Ａｒ）イオンの衝撃を図２に示す。前述の通り、イオン衝撃は表面の不純物を除去すると共に、フレキシブル基板１０の表面を活性化する。フレキシブル基板１０の表面を活性化することによって、フレキシブル基板１０の表面に活性化領域１２が形成される。後述の通り、活性化領域１２は、他の材料と容易に化合して高抵抗領域を形成する活性区域を提供することで高値抵抗器構造物を形成するために使用できる。

フレキシブル基板１０を活性化した後、図３に示すように、フレキシブル基板１０上にチタン（Ｔｉ）層１４を堆積させる。Ｔｉ層１４は、平面マグネトロンスパッタリングのような第二のタイプのＰＶＤ技術を用いて蒸着することができる。当業者には容易に認め得る通り、マグネトロンスパッタリングは低いチャンバー圧力及び２００℃未満のチャンバー温度を用いて実施できるが、この温度はフレキシブル基板１０のようなポリイミド系材料上への製造にとって有利である。Ｔｉ層１４は、例えば３００〜１０００オングストロームの厚さに蒸着すればよい。ＭＲＣ６０３のような装置を用いてマグネトロンスパッタリングを実施できる。一実施形態では、チャンバーを６μの圧力に設定し、８００Ｗの電力レベルで４分間動作させることでＴｉ層１４を蒸着することができる。

フレキシブル基板１０上にＴｉ層１４を蒸着すると、フレキシブル基板１０の活性化領域１２はチタン（Ｔｉ）と強く反応し、活性化領域１２のカルボニル基を介して電荷移動が起こる。Ｔｉ層１４の堆積量が増加するのに伴い、図３に示すように、フレキシブル基板１０の活性化領域１２に薄い炭化チタン（Ｔｉ−Ｃ）層１６が形成される。Ｔｉ−Ｃ層１６は高い抵抗率（１００キロオーム〜１メガオーム）を有しており、したがってフレキシブル基板１０の表面上に高値（１００キロオーム〜１メガオーム）抵抗器を製造するために使用できる。

Ｔｉ層１４の蒸着及びＴｉ−Ｃ層１６の形成後、図４に示すように、Ｔｉ層１４上に相互接続層材料を堆積させることができる。例えば、物理蒸着（ＰＶＤ）法でＴｉ層１４上に銅（Ｃｕ）シード層１８を蒸着できる。Ｃｕシード層１８は、例えば３０００オングストロームの厚さに蒸着すればよい。次に、Ｃｕシード層１８を電気めっきすることができる。最後に、相互接続層を完成するため、例えばＰＶＤ法でＣｕシード層１８上にチタン（Ｔｉ）シード層２０を蒸着できる。Ｔｉシード層２０は任意であり、例えば１０００オングストロームの厚さに蒸着すればよい。

次に、Ｔｉ−Ｃ層１６をパターン化することで、二つの端子間に接続された高抵抗領域を有する抵抗器素子を得る。一方法では、フォトレジストパターニング技術を実施できる。まず、Ｔｉシード層２０上にフォトレジスト（図示せず）を塗布し、パターン化して開口２２を設けることができる。この開口２２を通して相互接続層をエッチングすることで、図５に示すように、下方のＴｉ−Ｃ層１６の一領域を露出させることができる。容易に認め得る通り、フォトレジストをパターン化することで、湿式又は乾式エッチング法を実施して相互接続層の各々を所望パターンに除去することができる。例えば、Ｔｉに対してはフッ化水素酸（ＨＦ）溶液を用い、Ｃｕに対しては塩化第二鉄（ＦｅＣｌ_３）を用いる湿式化学エッチング法を使用して、フォトレジストでパターン化された区域を選択的に除去できる。ＨＦ溶液を用いて下方のＴｉ層１４を除去する際、Ｔｉ−Ｃ層１６はエッチングを受けない。当業者には、図５に示す構造物を製造するために必要な蒸着、マスキング及びエッチング技術が容易に理解されることは言うまでもない。相互接続層をエッチングすることで、開口２２を通して下方のＴｉ−Ｃ層１６の一部を露出させることができる。

図５Ａは、図５に示した構造物の上面図である。容易に認め得る通り、Ｔｉ−Ｃ層１６は相互接続層を通して露出されている。表面の残部は相互接続層で被覆されたままになっている。したがって、上層（Ｔｉ層２０）は本図中で目に見える唯一の他の材料である。Ｔｉ−Ｃ層１６は、図６及び図６Ａに関連してさらに説明するような相互接続層の追加の加工によって集積回路デバイスに接続し得る抵抗器を形成している。

図６は、Ｔｉ−Ｃ層１６で形成される抵抗器の追加の加工を示す。図６Ａは、図６に示した構造物の上面図である。フォトレジストを用いて相互接続層をさらにパターン化することで、隔離された端子領域２４及び２６を設けることができる。Ｔｉ−Ｃ層１６を孤立させるように端子領域２４及び２６をパターン化することで、端子領域２４及び２６を介してＬＥＤのような集積パターンデバイスに電気的に接続できる高値抵抗器が形成される。したがって、端子領域２４及び２６の構造は用途に応じて変化する。この例示的な実施形態では、図６Ａに最もよく示されている通り、単純な線形抵抗器がパターン化された。

図６及び図６Ａに示す構造物を形成するため、二段階エッチング法を実施することができる。まず、フォトレジストをパターン化して端子領域２４及び２６の所望構造を形成する。図５及び図５Ａに関連して記載したエッチング法と同じく、例えば化学エッチング剤により、相互接続層をＴｉ−Ｃ層１６の表面までエッチングする。当業者には、図６及び図６Ａに示す構造物を製造するために必要な蒸着、マスキング及びエッチング技術が容易に理解されることは言うまでもない。この例示的な実施形態では、図５及び図５Ａに示す構造物をパターン化するために第一のエッチングを実施し、図６及び図６Ａに示す構造物をさらにパターン化するために第二のエッチングを実施するが、相互接続層をエッチングして下方のＴｉ−Ｃ層１６を露出させるために単一のエッチング段階を実施することもできる。

例えば湿式エッチング法で相互接続層を除去した後、プラズマエッチングのような乾式エッチング法を用いて下方のＴｉ−Ｃ層１６をエッチングすることができる。乾式エッチング法は、例えばＯ_２と混合したＣＦ_４ガスを用いて実施できる。プラズマエッチングは、ガス／プラズマに暴露された抵抗性Ｔｉ−Ｃ層１６の任意の区域を除去する。したがって、抵抗器を形成するために保持すべきＴｉ−Ｃ層１６の露出区域にはフォトレジストマスクを施せばよい。図６及び図６Ａに示した本実施形態では、開口２２内にフォトレジストの細いストリップを塗布してパターン化することで、図６Ａに示したＴｉ−Ｃ層１６の幅の狭い領域を被覆する。プラズマエッチングは、Ｔｉ−Ｃ層１６の露出区域を除去する。保護フォトレジスト又は相互接続層で被覆されていないＴｉ−Ｃ区域は、プラズマエッチング中に除去される。したがって、端子領域２４及び２６の周囲の区域がエッチングされ、下方のフレキシブル基板１０が露出する。図６及び図６Ａに示すように、残りの構造は端子領域２４及び２６の間に接続された抵抗性領域（Ｔｉ−Ｃ材料のストリップ１６）を形成する。図６Ａは最終構造物の上面図を示していて、ここにはＴｉシード層２０が相互接続層の上層として見えており、Ｔｉ−Ｃ層１６の残部は端子領域２４及び２６間に接続されている結果、フレキシブル基板１０の表面上に抵抗器が形成されている。前述の通り、抵抗器は任意所望の形状を形成するようにパターン化できる。

図７〜１２Ａは、（１００キロオーム〜１メガオームの範囲内の）高値抵抗器を製造するための別の例示的な技術を示す。自明の通り、製造のための段階及び材料の多くは図１〜６Ａに関連して上述した段階及び材料と同じである。繰返しを避けるため、以下の説明中では若干の具体的細部を省略した。しかし、図７〜１２Ａに関連して記載される例示的技術の説明は、図１〜６Ａに関連して上記に記載した一層完全な加工及び材料の説明を考慮しつつ読むべきである。

まず図７を見ると、フレキシブル基板２８が示されている。前述の通り、フレキシブル基板２８は一般にポリイミド系材料からなっている。最初に、例えば物理蒸着（ＰＶＤ）法により、チタン（Ｔｉ）層３０のようマスキング層をフレキシブル基板２８上に堆積させる。この例示的な実施形態では、Ｔｉ層３０は例えば３００〜１０００オングストロームの厚さに蒸着すればよい。この例示的な実施形態では、Ｔｉ層３０は、さらに詳しく後述される通り、フレキシブル基板２８の活性化される区域を制御するための活性化マスクとして使用される。

図８について説明すれば、Ｔｉ層３０中に開口３２がエッチングされる。フォトレジスト及びフォトマスクを用いてＴｉ層３０をパターン化し、次いで例えばフッ化水素酸（ＨＦ）溶液を用いる湿式化学エッチング法を実施してエッチングすることができる。開口３２は、活性化する領域の所望寸法に合わせてパターン化される。かくして、開口３２はフレキシブル基板２８の一部分を露出させるための窓を提供する。図８Ａは、図８に示した構造物の上面図である。図８Ａに示す通り、開口３２（図８）を通してエッチングしたことで下方のフレキシブル基板２８が露出している区域を除き、フレキシブル基板２８の表面はＴｉ層３０で完全に被覆されている。

次に、図９に示すように、開口３２を通して露出したフレキシブル基板２８の区域に高エネルギーアルゴン（Ａｒ）イオン衝撃を施すことで、フレキシブル基板２８の露出区域を活性化する。前述の通り、フレキシブル基板２８の表面でのアルゴン（Ａｒ）イオン衝撃は、イミドカルボニル基の優先的な結合切断及び黒鉛様炭素の生成を引き起こし、それにより追加材料の導入に伴う炭化物結合の形成を受け易いフレキシブル基板２８の活性化領域３４を形成する。活性化領域３４は、他の材料と容易に化合して高抵抗領域を形成する活性区域を提供することで高値抵抗器構造物を形成するために使用できる。容易に認め得る通り、Ｔｉ層３０は平面マグネトロンスパッタリング（イオン衝撃）法用のマスクを提供する結果、フレキシブル基板２８の活性化される唯一の区域は、Ｔｉ層３０で被覆されていない区域（即ち、開口３２を通して露出した区域）である。Ｔｉ層３０をパターン化して特定の開口を設けることで、抵抗区域の形状はすでに確定されているので、図６及び図６Ａに関連して先の実施形態で説明したようにプラズマエッチングにより抵抗形状を形成する後続段階が排除される。さらに、この例示的な実施形態では、Ｔｉ層３０はマスキング層を提供するために設けられる。チタンを使用するのは、マグネトロンスパッタリングチャンバー内での汚染を回避するためである。しかし、マスキング層を提供するために他の材料を使用することもできる。

活性化領域３４の形成後、図１０に示すように、マスキング層（Ｔｉ層３０）を完全に除去する。例えば、フッ化水素酸（ＨＦ）溶液を用いる湿式化学エッチング法を実施してＴｉ層３０をエッチングすることができる。かくして、残った構造物はパターン化された活性化領域３４を有するフレキシブル基板２８を含んでいる。

次に、図１１に示すように、フレキシブル基板２８の表面に相互接続層を配設する。まず、平面マグネトロンスパッタリングのようなＰＶＤ技術を用いてチタン（Ｔｉ）層３６を堆積させる。Ｔｉ層３６は、例えば３００〜１０００オングストロームの厚さに蒸着すればよい。フレキシブル基板２８上にＴｉ層３６を蒸着すると、活性化領域３４はチタン（Ｔｉ）と強く反応し、活性化領域３４のカルボニル基を介して電荷移動が起こる。Ｔｉ層３６の堆積量が増加するのに伴い、図３に示すように、活性化領域３４に薄い炭化チタン（Ｔｉ−Ｃ）層３８が形成される。前述の通り、Ｔｉ−Ｃ層３６は高い抵抗率を有しており、したがってフレキシブル基板３８の表面上に高値（１００キロオーム〜１メガオーム）抵抗器を製造するために使用できる。

Ｔｉ層３６の蒸着及びＴｉ−Ｃ層３８の形成後、図１１にさらに示すように、Ｔｉ層３６上に追加の相互接続層材料を配設することができる。例えば、物理蒸着（ＰＶＤ）法を用いてＴｉ層３６上に銅（Ｃｕ）シード層４０を蒸着できる。Ｃｕシード層４０は、例えば３０００オングストロームの厚さに蒸着すればよい。次に、Ｃｕシード層１８を電気めっきすることができる。最後に、相互接続層を完成するため、例えばＰＶＤ法でＣｕシード層４０上にチタン（Ｔｉ）シード層４２を配設できる。Ｔｉシード層４２は任意であり、例えば１０００オングストロームの厚さに配設すればよい。

Ｔｉ−Ｃ層３８は有用な抵抗器としてすでにパターン化されているので、唯一の残りの段階は、相互接続層を望ましいパターンにパターン化して端子領域を形成することである。図１２は、端子領域４４及び４６の形成を示す。図１２Ａは、図１２に示した構造物の上面図である。フォトレジストを用いて相互接続層をパターン化することで、隔離された端子領域４４及び４６を設けることができる。フォトレジストをパターン化した後、例えば化学エッチング剤により、相互接続層をフレキシブル基板２８の表面までエッチングする。前述の通り、Ｔｉ−Ｃ層３８を孤立させるように端子領域４４及び４６をパターン化することで、端子領域４４及び４６を介してＬＥＤのような集積回路デバイスに電気的に接続できる高値抵抗器が形成される。したがって、端子領域４４及び４６の構造は用途に応じて変化する。この例示的な実施形態では、図６Ａに最もよく示されている通り、単純な線形抵抗器がパターン化された。当業者には、図１２及び図１２Ａに示す構造物を製造するために必要な蒸着、マスキング及びエッチング技術が容易に理解されることは言うまでもない。

前述の通り、本発明に従ってフレキシブル基板上に製造された例示的な高値抵抗器は多数の用途で使用できる。例えば、抵抗器をフレキシブル基板の背面上に形成することで、発光ダイオード（ＬＥＤ）を静電放電から保護するための高値ブリード抵抗器を得ることができる。したがって、図１３及び図１４は本発明の例示的な応用例を示す。

まず図１３を見ると、フレキシブル基板５０上に形成された例示的なＬＥＤアレイ４８の断面図が示されている。ＬＥＤアレイ４８及び該アレイを製造する方法の具体的な実施形態は、該アレイがフレキシブル基板５０上に製造される点を除けば、本発明にとって重要ではない。したがって、ＬＥＤアレイ４８に関する以下の説明は、ここに開示される構造物を限定するものとは決して考えられず、本明細書中に記載した抵抗構造物の例示的な用途を示すものにすぎない。

前述の通り、フレキシブル基板５０は一般にＫａｐｔｏｎ（登録商標）のようなポリイミド系材料からなっている。接着剤層５４を用いて、フレキシブル基板５０に剛性キャリヤー５２を取り付けることができる。剛性キャリヤー５２は、例えば、セラミック材料、成形用プラスチック又はポリマー材料からなり得る。接着剤層５４は、例えば、異方導電性接着剤からなり得る。各剛性キャリヤー５２はＬＥＤチップ５６を含んでいる。ＬＥＤチップ５６は、例えば、エポキシ樹脂、ガラス繊維入りエポキシ樹脂又はポリマー材料（例えば、シリコーン）のような封入材料５８で包囲することができる。各ＬＥＤ構造物は、さらに、ＬＥＤ放射に対して透明な任意適宜の材料（例えば、ポリカーボネート層）からなり得るレンズ構造物６０を含んでいる。レンズ構造物６０は、ＬＥＤチップ５６の光出力を高める。

各剛性キャリヤー５２は、ＬＥＤチップ５６を剛性キャリヤー５２の外部に電気的に接続するために使用する電極６２のような複数の貫通接続用導電性要素も含んでいる。電極６２は、異方導電性接着剤層５４に接続されている。導電性相互接続路６４が、フレキシブル基板５０を貫通する導電路を提供する。容易に認め得る通り、導電性相互接続路６４は導電性材料を充填したスルーホールからなり得る。相互接続路６４は、フレキシブル基板５０の裏面上の相互接続層６６に電気的に接続されている。かくして、ＬＥＤチップ５６から電極６２に至り、異方導電性接着剤層５４を通り、相互接続路６４を通り、フレキシブル基板５０の裏面上の相互接続層６６に達する導電路が存在する。これらの相互接続層６６は、本明細書中に記載した技術に従って製造される抵抗器構造物の端子をなし得る。

図１４は、本明細書中に記載した技術に従って製造されたブリード抵抗器６８を有するフレキシブル基板５０の背面図である。容易に認め得る通り、抵抗器６８は放電のための電気路を提供するので有利である。抵抗器６８及び端子領域は、図１４に示す例示的なパターンに製造することができる。フレキシブル基板５０上に抵抗器６８をパターン化して製造した後、ＬＥＤアレイ４８を形成して抵抗器６８に電気的に接続することで、前述の通り、静電放電による損傷からＬＥＤチップ５６を保護することができる。

本発明では様々な修正及び代わりの形態が使用できるが、図面中には例示を目的として特定の実施形態を示すと共に、本明細書中で詳しく説明してきた。しかし、本発明は開示された特定の形態に限定されるわけではないことを理解すべきである。それどころか、本発明は特許請求の範囲で定義される本発明の技術的思想及び技術的範囲に含まれるすべての修正例、同等物及び代替物を包含するものである。例えば、本明細書中では半導体ＬＥＤに関連して形成される抵抗器が言及されているが、本技術は有機ＬＥＤのような他のＬＥＤタイプと共に使用するためにも等しく適用し得る。同様に、本発明で提供される抵抗器は照明分野の範囲内及び範囲外にある多数の電気及び電子回路中でも使用できる。

本発明に従って抵抗器を製造するための第一の例示的技術を示す断面図である。本発明に従って抵抗器を製造するための第一の例示的技術を示す断面図である。本発明に従って抵抗器を製造するための第一の例示的技術を示す断面図である。本発明に従って抵抗器を製造するための第一の例示的技術を示す断面図である。本発明に従って抵抗器を製造するための第一の例示的技術を示す断面図である。図５に示した構造物の上面図である。本発明に従って抵抗器を製造するための第一の例示的技術を示す断面図である。図６に示した構造物の上面図である。本発明に従って抵抗器を製造するための第二の例示的技術を示す断面図である。本発明に従って抵抗器を製造するための第二の例示的技術を示す断面図である。図８に示した構造物の上面図である。本発明に従って抵抗器を製造するための第二の例示的技術を示す断面図である。本発明に従って抵抗器を製造するための第二の例示的技術を示す断面図である。本発明に従って抵抗器を製造するための第二の例示的技術を示す断面図である。本発明に従って抵抗器を製造するための第二の例示的技術を示す断面図である。図１２に示した構造物の上面図である。例示的な発光ダイオード（ＬＥＤ）ダイアレイの断面図である。本発明の技術に従って製造した抵抗器を組み込んだ、図１４に示すＬＥＤダイアレイの背面図である。

符号の説明

１０フレキシブル基板
１２活性化領域
１４金属層又はチタン層
１６抵抗層
１８相互接続層又は銅層
２０相互接続層又はチタン層
２４端子
２６端子
２８フレキシブル基板
３４活性化領域
３６金属層又はチタン層
３８抵抗層
４０相互接続層又は銅層
４２相互接続層又はチタン層
４４端子
４６端子

Claims

抵抗器の製造方法であって、
フレキシブル基板（１０）（２８）の表面の一領域を活性化し、もって活性化領域（１２）（３４）を形成する行為と、
活性化領域（１２）（３４）中に抵抗層（１６）（３８）を形成する行為と、
抵抗層（１６）（３８）の少なくとも一部に１以上の相互接続層（１８、２０）（４０、４２）を堆積させる行為と、
１以上の相互接続層（１８、２０）（４０、４２）をパターン化して抵抗器の端子（２４、２６）（４４、４６）を形成する行為と
を含んでなる方法。
行為（ａ）が、フレキシブル基板（１０）（２８）の表面にイオンエッチングを施す行為を含む、請求項１記載の方法。
行為（ａ）が、ポリイミド基板（１０）（２８）の表面の一領域を活性化する行為を含む、請求項１記載の方法。
行為（ｂ）が、活性化領域（１２）（３４）に金属層（１４）（３６）を堆積させ、もって活性化領域（１２）（３４）に反応を生起させ、その結果として抵抗層（１６）（３８）を形成する行為を含む、請求項１記載の方法。
金属層（１４）（３６）を堆積させる行為が、活性化領域（１２）（３４）にチタン層（１４）（３６）を堆積させることで活性化領域（１２）（３４）に反応を生起させ、その結果として炭化チタン層（１６）（３８）を形成する行為を含む、請求項４記載の方法。
行為（ｃ）が、金属層（１４）（３６）の少なくとも一部に銅層（１８）（４０）を堆積させる行為を含む、請求項４記載の方法。
行為（ｃ）が、銅層（１８）（４０）にチタン層（２０）（４２）を堆積させる行為を含む、請求項６記載の方法。