JP2008027933A - 素子、素子の製造方法、基板、基板の製造方法、実装構造体、実装方法、発光ダイオードディスプレイ、発光ダイオードバックライトおよび電子機器 - Google Patents
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- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/16227—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation the bump connector connecting to a bond pad of the item
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- H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
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- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0203—Containers; Encapsulations, e.g. encapsulation of photodiodes
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- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
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- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
- H01R12/50—Fixed connections
- H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
- H01R12/52—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures connecting to other rigid printed circuits or like structures
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- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/02—Contact members
- H01R13/03—Contact members characterised by the material, e.g. plating, or coating materials
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- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
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- H05K1/11—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
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- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
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- H05K2201/0314—Elastomeric connector or conductor, e.g. rubber with metallic filler
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Abstract
【解決手段】配線基板10の配線12上に弾性体からなる凸部13の少なくとも先端部の表面が導電膜14で被覆された構造の突起部15を少なくとも一つ形成する。素子20上にバンプ22を形成する。配線基板10上に接着剤30を塗布し、この接着剤30に素子20を仮実装する。素子20を配線基板10に対して加圧することにより、配線基板10上の突起部15の少なくとも先端部を素子20のバンプ22に埋没させる。その後、接着剤30を硬化させ、素子20と配線基板10とを接着固定する。
【選択図】図5
Description
はんだ接合では、例えば250〜300℃程度のはんだ溶融温度への昇温が必要であるため、素子および基板にその温度での耐熱性が必要とされる。また、はんだバンプの微細化が困難であること、はんだが溶融して広がることなどから、例えば30μm程度の狭ピッチの配線接続は実現困難である。
非導電性ペーストによる接合は、バンプの微細化には適しているものの、熱サイクルなどの応力に対する信頼性確保が困難である。
そこで、この発明が解決しようとする課題は、基板上に素子を実装する場合に、基板上の配線と素子とを確実に電気的に接続することができ、しかもバンプのさらなる微細化、多ピン接続が可能な実装構造体および実装方法を提供することである。
この発明が解決しようとする他の課題は、上記のような実装構造体および実装方法に適用して好適な素子および基板ならびにそれらの製造方法を提供することである。
この発明が解決しようとするさらに他の課題は、上記のような実装構造体に基づく発光ダイオードディスプレイ、発光ダイオードバックライトおよび電子機器を提供することである。
弾性体からなる凸部の少なくとも先端部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有することを特徴とする素子である。
ここで、突起部の数は、例えばこの素子を基板上のバンプを用いて実装する際のバンプの平面形状や面積などに応じて適宜決められ、一つであっても複数であってもよいが、通常は三つ以内で十分である。この突起部の大きさ(高さ、幅)も、例えばこの素子を基板上のバンプを用いて実装する際のバンプの平面形状や面積などに応じて適宜決められる。この突起部の形状は、平面形状も断面形状も基本的にはどのようなものであってもよく、必要に応じて選ばれるが、具体的には、例えば、円錐台、四角錐台などである。
さらに、素子の電極上にバンプを設け、このバンプ上に突起部を設けてもよい。
凸部の大きさ(高さ、幅)は、素子を実装する際に加える荷重により突起部が圧縮力を受けたときにこの凸部が弾性変形し、必要な反発力が得られるように選ばれる。凸部の形状は、平面形状も断面形状も基本的にはどのようなものであってもよく、必要に応じて選ばれるが、具体的には、例えば、円錐台、四角錐台などである。
素子上に弾性体からなる凸部を少なくとも一つ形成し、この凸部の少なくとも先端部の表面を導電膜で被覆して突起部を少なくとも一つ形成するようにしたことを特徴とする素子の製造方法である。
ここで、凸部の形成方法としては、基本的にはどのような方法を用いてもよく、必要に応じて選ばれるが、例えば、弾性体からなる膜を形成した後、この膜をリソグラフィーおよびエッチングによりパターニングする方法、印刷方法(コンタクトプリント法、インプリント法、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷など)などを用いることができる。
この第2の発明においては、上記以外のことについては、第1の発明に関連して説明したことが成立する。
弾性体からなる凸部の少なくとも先端部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有することを特徴とする基板である。
典型的には、基板上に配線(電極も含むものとする)が設けられ、突起部はこの配線上に、この配線と凸部の表面を被覆する導電膜とが導通した状態で設けられる。この基板の材料としては、基本的にはどのようなものを用いてもよく、必要に応じて選ばれるが、例えば、ガラス、プラスチックなどである。この基板の形態も板状、フィルム状、テープ状などのいずれであってもよい。
基板上の配線上にバンプを設け、このバンプ上に突起部を設けてもよい。
この第3の発明においては、上記以外のことについては、その性質に反しない限り、第1の発明に関連して説明したことが成立する。
基板上に弾性体からなる凸部を少なくとも一つ形成し、この凸部の少なくとも先端部の表面を導電膜で被覆することにより突起部を少なくとも一つ形成するようにしたことを特徴とする基板の製造方法である。
この第4の発明においては、上記以外のことについては、その性質に反しない限り、第1〜第3の発明に関連して説明したことが成立する。
少なくとも一つのバンプを有する基板上に、弾性体からなる凸部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有する素子が少なくとも一つ実装された実装構造体であって、
少なくとも一つの上記突起部の少なくとも先端部が少なくとも一つの上記バンプに埋没している
ことを特徴とするものである。
この実装構造体は、基本的にはどのような用途や機能を有するものであってもよいが、例えば、発光ダイオードディスプレイ、発光ダイオードバックライト、発光ダイオード照明装置、ELディスプレイ、電子機器などである。
この第5の発明においては、上記以外のことについては、その性質に反しない限り、第1〜第3の発明に関連して説明したことが成立する。
少なくとも一つのバンプを有する基板上に、弾性体からなる凸部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有する素子を少なくとも一つ実装する実装方法であって、
上記基板および上記素子のうちの一方に対して他方を加圧することにより、少なくとも一つの上記突起部の少なくとも先端部を少なくとも一つの上記バンプに埋没させるようにした
ことを特徴とするものである。
この第6の発明においては、上記以外のことについては、その性質に反しない限り、第1〜第3および第5の発明に関連して説明したことが成立する。
弾性体からなる凸部の少なくとも先端部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有する基板上に、少なくとも一つのバンプを有する素子が少なくとも一つ実装された実装構造体であって、
少なくとも一つの上記突起部の少なくとも先端部が少なくとも一つの上記バンプに埋没している
ことを特徴とするものである。
この第7の発明においては、その性質に反しない限り、第1〜第3、第5および第6の発明に関連して説明したことが成立する。
弾性体からなる凸部の少なくとも先端部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有する基板上に、少なくとも一つのバンプを有する素子を少なくとも一つ実装する実装方法であって、
上記基板および上記素子のうちの一方に対して他方を加圧することにより、少なくとも一つの上記突起部の少なくとも先端部を少なくとも一つの上記バンプに埋没させるようにした
ことを特徴とするものである。
この第8の発明においては、その性質に反しない限り、第1〜第3、第5および第6の発明に関連して説明したことが成立する。
赤色発光の発光ダイオード、緑色発光の発光ダイオードおよび青色発光の発光ダイオードが基板上にそれぞれ複数個実装された発光ダイオードディスプレイにおいて、
上記赤色発光の発光ダイオード、上記緑色発光の発光ダイオードおよび上記青色発光の発光ダイオードのうちの少なくとも一つの発光ダイオードが、その少なくとも一つの電極上に、弾性体からなる凸部の少なくとも先端部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有し、
上記基板は少なくとも一つのバンプを有し、
少なくとも一つの上記突起部の少なくとも先端部が少なくとも一つの上記バンプに埋没している
ことを特徴とするものである。
この第9の発明においては、上記以外のことについては、その性質に反しない限り、第1〜第3、第5および第6の発明に関連して説明したことが成立する。
赤色発光の発光ダイオード、緑色発光の発光ダイオードおよび青色発光の発光ダイオードが基板上にそれぞれ複数個実装された発光ダイオードディスプレイにおいて、
上記赤色発光の発光ダイオード、上記緑色発光の発光ダイオードおよび上記青色発光の発光ダイオードのうちの少なくとも一つの発光ダイオードが、その少なくとも一つの電極上に少なくとも一つのバンプを有し、
上記基板は、弾性体からなる凸部の少なくとも先端部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有し、
少なくとも一つの上記突起部の少なくとも先端部が少なくとも一つの上記バンプに埋没している
ことを特徴とするものである。
この第10の発明においては、上記以外のことについては、その性質に反しない限り、第1〜第3、第5、第6および第9の発明に関連して説明したことが成立する。
赤色発光の発光ダイオード、緑色発光の発光ダイオードおよび青色発光の発光ダイオードが基板上にそれぞれ複数個実装された発光ダイオードバックライトにおいて、
上記赤色発光の発光ダイオード、上記緑色発光の発光ダイオードおよび上記青色発光の発光ダイオードのうちの少なくとも一つの発光ダイオードが、その少なくとも一つの電極上に、弾性体からなる凸部の少なくとも先端部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有し、
上記基板は少なくとも一つのバンプを有し、
少なくとも一つの上記突起部の少なくとも先端部が少なくとも一つの上記バンプに埋没している
ことを特徴とするものである。
この第11の発明においては、上記以外のことについては、その性質に反しない限り、第1〜第3、第5、第6および第9の発明に関連して説明したことが成立する。
赤色発光の発光ダイオード、緑色発光の発光ダイオードおよび青色発光の発光ダイオードが基板上にそれぞれ複数個実装された発光ダイオードバックライトにおいて、
上記赤色発光の発光ダイオード、上記緑色発光の発光ダイオードおよび上記青色発光の発光ダイオードのうちの少なくとも一つの発光ダイオードが、その少なくとも一つの電極上に少なくとも一つのバンプを有し、
上記基板は、弾性体からなる凸部の少なくとも先端部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有し、
少なくとも一つの上記突起部の少なくとも先端部が少なくとも一つの上記バンプに埋没している
ことを特徴とするものである。
この第12の発明においては、上記以外のことについては、その性質に反しない限り、第1〜第3、第5、第6および第9の発明に関連して説明したことが成立する。
一つまたは複数の素子を有する電子機器において、
少なくとも一つの上記素子が、弾性体からなる凸部の少なくとも先端部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有し、
上記基板は少なくとも一つのバンプを有し、
少なくとも一つの上記突起部の少なくとも先端部が少なくとも一つの上記バンプに埋没している
ことを特徴とするものである。
第13の発明においては、上記以外のことについては、その性質に反しない限り、第1〜第3、第5、第6および第9の発明に関連して説明したことが成立する。
一つまたは複数の素子を有する電子機器において、
少なくとも一つの上記素子が、少なくとも一つのバンプを有し、
上記基板は、弾性体からなる凸部の少なくとも先端部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有し、
少なくとも一つの上記突起部の少なくとも先端部が少なくとも一つの上記バンプに埋没している
ことを特徴とするものである。
第14の発明においては、上記以外のことについては、その性質に反しない限り、第1〜第3、第5、第6、第9および第13の発明に関連して説明したことが成立する。
まず、この発明の第1の実施形態について説明する。
図1はこの第1の実施形態において用いる配線基板10を示す。
図1に示すように、この配線基板10においては、基板11上に所定のパターンで配線12が形成されている。この配線12上の所定部分に、凸部13とこの凸部13の表面を覆う導電膜14とからなる突起部15が形成されている。この突起部15は一つまたは複数形成されるが、ここでは一つだけ示している。凸部13は弾性体からなり、例えば円錐台状または四角錐台状の形状を有する。導電膜14は配線12上に延在しており、この配線12と電気的に接続されている。ここで、凸部13を形成する弾性体ならびに導電膜14の材料および厚さは、この配線基板10上に実装しようとする素子をこの配線基板10に加圧接合する場合に、その時に加える荷重により突起部15の少なくとも先端部が、素子上のバンプに埋没するように選択される。
図2はこの第1の実施形態において配線基板10上に実装する素子20を示す。
図2に示すように、この素子20においては、素子本体21の図示省略した電極上にバンプ22が形成されている。このバンプ22はAuやはんだなどからなるが、これに限定されるものではない。
まず、図3Aに示すように、突起部15を形成した配線基板10上に接着剤30を塗布する。この接着剤30を塗布する温度はこの接着剤30の材料に応じて適宜選択され、室温であっても室温と異なる温度であってもよい。ここでは、接着剤30として熱硬化性樹脂を用いる。この接着剤30の厚さは突起部15の高さよりも大きくする。
次に、接着剤30が未硬化の状態で、図3Bに示すように、素子20と配線基板10とを互いに平行に保ちながら、素子20のバンプ22を配線基板10上の突起部15に位置合わせする。
次に、図4Aに示すように、素子20を配線基板10側に移動させて未硬化の接着剤30と接触させ、この接着剤30の粘着力を利用して素子20を仮実装する。この仮実装時の温度は接着剤30の材料に応じて適宜選択され、室温であっても室温と異なる温度であってもよい。素子20は配線基板10上に一つまたは複数実装されるが、ここでは一つだけ示している。
次に、図5Aに示すように、素子20をさらに加圧すると突起部15の先端部がバンプ22に埋没し始め、最終的に図5Bに示すような状態となる。こうして突起部15の先端部がバンプ22に埋没した状態では、突起部15の弾性体からなる凸部13が圧縮されて弾性変形した状態となっているため、この凸部13による反発力により突起部15の導電膜14が常にバンプ22を押圧した状態となっている。このため、この状態では、突起部15の導電膜14がバンプ22と電気的に確実に接続されている。
以上のようにして、配線基板10上に素子20が、配線基板10の配線12と素子20のバンプ22とが電気的に確実に接続された状態で実装された実装構造体を得ることができる。
図6に、一つのバンプ22に三つの突起部15が接続されている実装構造体の一例を示す。
素子20として、シリコンチップ(素子本体21)上にバンプ22としてAuバンプを50μmピッチで合計820個形成したものを用いた。Auバンプの大きさは30μm×85μm、高さ(厚さ)は15±3μm、ビッカース硬度Hv は50以上であった。
基板11上に配線12として厚さ200nmのAl膜からなるAl配線を形成し、その上に突起部15を形成した。この状態の電子顕微鏡写真を図7Aに示す。突起部15の凸部13は、基板11上にPBO膜を形成した後、このPBO膜をフォトリソグラフィーおよびエッチングによりパターニングすることにより形成した。この凸部13の直径は6μm、高さは5.1μmとした。導電膜14は、スパッタリング法により厚さ10nmのTi膜および厚さ200μmのAu膜を順次成膜した後、このTi/Au膜をフォトリソグラフィーおよびエッチングによりパターニングすることにより形成した。
次に、素子20を配線基板10上に加圧接合し、突起部15の少なくとも先端部をAuバンプに埋没させた。この状態の電子顕微鏡写真を図7Bに示す。この加圧時に加える荷重は、一つの突起部15(1ドット(dot))当たり0.55〜3.3gfとした。一つのAuバンプ当たりの突起部15の数は平均して5.6個(ドット)であった。
この後、190℃で10秒間加熱処理を行うことにより、接着剤30としてのNCFを硬化させた。
こうして素子20を配線基板10上に実装した。この状態の電子顕微鏡写真を図7Cに示す。
図10A、B、C、DおよびEはそれぞれ、図9のデータB、C、D、EおよびFが得られた実装構造体における一つのバンプ22当たりの接続抵抗の測定結果を示す。全ての測定箇所で導通が取れており、多くの測定箇所で接続抵抗は0.12Ω以下であった。
図11はこの第2の実施形態において用いる配線基板10を示す。
図11に示すように、この第2の実施形態においては、配線基板10上の突起部15の構成が第1の実施形態と異なる。すなわち、この配線基板10においては、配線12の所定部分において、基板11とこの配線12との間に凸部13が形成されている。そして、この凸部13とこの凸部13の表面を覆う部分の配線12からなる導電膜とにより突起部15が形成されている。
素子20の構成および配線基板10上への素子20の実装方法は第1の実施形態と同様である。
図12に、素子20を配線基板10上に実装した実装構造体を示す。
この第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様な利点を得ることができる。
図13はこの第3の実施形態において用いる配線基板10を示す。
図13に示すように、この第3の実施形態においては、配線基板10の配線12上にバンプ22が形成されている。この場合、この配線基板10上には突起部15が形成されていない。その代わりに、図14に示すように、素子20の電極23上に突起部15が形成されている。
配線基板10上への素子20の実装方法は第1の実施形態と同様である。
図15に、素子20を配線基板10上に実装した実装構造体を示す。
この第3の実施形態によれば、第1の実施形態と同様な利点を得ることができる。
図16にこのマイクロ発光ダイオード40を示す。
図16に示すように、このマイクロ発光ダイオード40においては、n型半導体層41、その上の活性層42およびその上のp型半導体層43により発光ダイオード構造が形成されている。これらのn型半導体層41、活性層42およびp型半導体層43は全体として例えば円形の平面形状を有し、その端面(側面)44はn型半導体層41の下面に対して角度θ1 傾斜している。これらのn型半導体層41、活性層42およびp型半導体層43の直径方向の断面形状は、台形(θ1 <90度)、長方形(θ1 =90度)または逆台形(θ1 >90度)であり、p型半導体層43上には、例えば円形のp側電極45が形成されている。このp側電極45上にバンプ22が形成されている。n型半導体層41の下面の一部には例えば円形のn側電極46が形成されている。端面44、p側電極45およびバンプ22の周囲は樹脂などの封止材47により封止されている。
このマイクロ発光ダイオード40が例えばGaN系発光ダイオードである場合、その各部の寸法、材料などの具体例を挙げると次のとおりである。n型半導体層41はn型GaN層でその厚さは例えば2600nm、活性層42の厚さは例えば200nm、p型半導体層43はp型GaN層でその厚さは例えば200nmである。活性層42は、例えば、InGaN井戸層とGaN障壁層とからなる多重量子井戸(MQW)構造を有し、InGaN井戸層のIn組成は、このGaN系発光ダイオードが青色発光である場合は例えば0.17、緑色発光である場合は例えば0.25である。発光ダイオード構造の最大径、すなわちn型GaN層41の下面の直径をaとすると、aは例えば20μmである。上記のようにn型半導体層41としてのn型GaN層11の厚さが2600nm、活性層42およびp型半導体層43としてのp型GaN層の厚さがそれぞれ200nmである場合、この発光ダイオード構造の全体の厚さは2600+200+200=3000nm=3μmである。この場合、発光ダイオード構造のアスペクト比は、この発光ダイオード構造の全体の厚さ(高さ)をbとすると、b/a=3/20=0.15である。θ1 は例えば50度である。p側電極45は例えばAg/Pt/Au構造の金属多層膜からなり、Ag膜の厚さは例えば50nm、Pt膜の厚さは例えば50nm、Au膜の厚さは例えば2000nmである。p側電極45はAgの単層膜からなるものであってもよい。n側電極46は例えばTi/Pt/Au構造の金属積層膜からなり、Ti膜およびPt膜の厚さは例えばそれぞれ50nm、Au膜の厚さは例えば2000nmである。
バンプ22は例えば円形のAuバンプであり、直径は例えば15μm、高さ(厚さ)は例えば7μm、ビッカース硬度Hv は60である。
配線基板10の構成および配線基板10上へのマイクロ発光ダイオード40の実装方法は第1の実施形態と同様である。配線基板10上の突起部15の凸部13は例えば直径5μm、厚さ(高さ)は例えば3μm、凸部13を構成する弾性体の圧縮弾性率は例えば3GPa、導電膜14は例えば厚さ0.1μmのAu膜である。
図17に、マイクロ発光ダイオード40を配線基板10上に実装した実装構造体を示す。
この第4の実施形態によれば、マイクロ発光ダイオード40を配線基板10上に実装する場合に第1の実施形態と同様な利点を得ることができる。
図18に示すように、この第5の実施形態においては、第4の実施形態におけるマイクロ発光ダイオード40を第2の実施形態と同様な配線基板10上に実装する。
配線基板10上へのマイクロ発光ダイオード40の実装方法は第1の実施形態と同様である。
この第5の実施形態によれば、マイクロ発光ダイオード40を配線基板10上に実装する場合に第1の実施形態と同様な利点を得ることができる。
この第6の実施形態においては、図19に示すマイクロ発光ダイオード40を配線基板10上に実装する場合について説明する。
図19に示すように、このマイクロ発光ダイオード40は、p側電極44上にバンプ22が形成されておらず、代わりに突起部15が形成されていることを除いて、第4の実施形態におけるマイクロ発光ダイオード40と同様な構成を有する。
配線基板10の構成は第3の実施形態と同様であり、配線基板10上へのマイクロ発光ダイオード40の実装方法は第1の実施形態と同様である。
図20に、このマイクロ発光ダイオード40を配線基板10上に実装した実装構造体を示す。
この第6の実施形態によれば、マイクロ発光ダイオード40を配線基板10上に実装する場合に第1の実施形態と同様な利点を得ることができる。
ディスプレイ基板である配線基板10の配線12上には、マイクロ発光ダイオードが実装される全ての場所に、突起部15が一つのマイクロ発光ダイオード当たり3個形成されている。
まず、図3Aに示すと同様に、突起部15を形成した配線基板10上に接着剤30を塗布する。この接着剤30としては、例えば熱硬化性エポキシ樹脂を用い、その厚さは例えば5μmとする。
次に、接着剤30が未硬化の状態で、図4Aに示すと同様に、まず配線基板10上の所定の領域に、赤色発光のマイクロ発光ダイオード40Rを接着剤30による粘着力を利用して、例えば160×120個並列に仮実装する。次に、配線基板10上の隣の領域に、赤色発光のマイクロ発光ダイオード40Rを同様にして、160×120個並列に仮実装する。これを4×4回繰り返して合計640×480個の赤色発光のマイクロ発光ダイオード40Rを仮実装する。次に、同様の方法で、緑色発光のマイクロ発光ダイオード40Gおよび青色発光のマイクロ発光ダイオード40Bを入れ子状に仮実装し、RGB×640×480個のマイクロ発光ダイオードアレイを形成する。
次に、図5Aに示すと同様に、マイクロ発光ダイオードアレイを加圧して突起部15の先端部をバンプ22に埋没させ、最終的に図5Bに示すと同様な状態とする。こうして突起部15の先端部がバンプ22に埋没した状態では、突起部15の弾性体からなる凸部13が圧縮されて弾性変形した状態となっているため、この凸部13による反発力により突起部15の導電膜14が常にバンプ22を押圧した状態となっている。このため、この状態では、突起部15の導電膜14がバンプ22と電気的に確実に接続されている。加圧時に加える荷重は一つのバンプ22当たり例えば3gfで、全体では2.8t(トン)である。
以上のようにして、配線基板10上にマイクロ発光ダイオード40R、40G、40Bが、それらのバンプ22と配線基板10の配線12とが電気的に確実に接続された状態で実装された実装構造体を得ることができる。
この後、マイクロ発光ダイオード40R、40G、40Bのn側電極46側に所定の配線を施し、図21に示すように、マイクロ発光ダイオードディスプレイを製造する。
この第8の実施形態においては、図22に示すように、液晶ディスプレイのディスプレイ基板である配線基板10の画素領域、すなわち液晶表示部50の外周に、画素駆動用ICチップ51をCOG(Chip On Glass)実装する。この画素駆動用ICチップ51は、例えば、バンプピッチ15μm、2000ピン、チップサイズ2mm×20mmである。
具体的には、例えば、基板11としてガラス基板を用いた配線基板10上に従来公知の方法によりあらかじめ液晶表示部50を形成した後、この配線基板10の画素駆動用ICチップ51を実装する部位における配線12上の、画素駆動用ICチップ51のバンプ22に対応する位置に突起部15を形成する。
次に、図3Aに示すと同様に、突起部15を形成した配線基板10上に接着剤30を塗布する。この接着剤30としては、例えばNCPや熱硬化性エポキシ樹脂などを用いる。
次に、接着剤30が未硬化の状態で、図4Aに示すと同様に、配線基板10上の所定の領域に、画素駆動用ICチップ51を接着剤30による粘着力を利用して、必要な数だけ仮実装する。
次に、図5Aに示すと同様に、画素駆動用ICチップ51をさらに加圧して突起部15の先端部をバンプ22に埋没させ、最終的に図5Bに示すと同様な状態とする。こうして突起部15の先端部がバンプ22に埋没した状態では、突起部15の弾性体からなる凸部13が圧縮されて弾性変形した状態となっているため、この凸部13による反発力により突起部15の導電膜14が常にバンプ22を押圧した状態となっている。このため、この状態では、突起部15の導電膜14がバンプ22と電気的に確実に接続されている。加圧時に加える荷重は一つのバンプ22当たり例えば3gfである。
以上のようにして、配線基板10上の液晶表示部50の外周に、画素駆動用ICチップ51が、そのバンプ22と配線基板10の配線12とが電気的に確実に接続された状態でCOG実装された液晶ディスプレイを得ることができる。
以上のように、この第8の実施形態によれば、突起部15とバンプ22との接続を利用することで配線基板10上の配線12と画素駆動用ICチップ51とを電気的に確実に接続することができ、高信頼性の液晶ディスプレイを容易に実現することができる。しかも、画素駆動用ICチップ51のバンプ22を15μmと狭ピッチで形成しても接続可能であるため、画素駆動用ICチップ51のチップサイズを小さくすることができ、画素駆動用ICチップ51の低コスト化を図ることができる。そして、例えば、5インチ−フルHD高精細フルカラー液晶ディスプレイを実現することが可能である。
例えば、上述の第1〜第8の実施形態において挙げた数値、材料、構造、形状、基板、原料、プロセスなどはあくまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、材料、構造、形状、基板、原料、プロセスなどを用いてもよい。
また、例えば、図23に示すように、素子20として、素子本体21の電極23上にバンプ22を形成し、その上にさらに突起部15を形成したものを用いてもよい。図24はこの素子20を加圧接合により配線基板10上に実装した実装構造体を示す。素子20と配線基板10とは接着剤30により接着固定されている。
Claims (20)
- 弾性体からなる凸部の少なくとも先端部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有することを特徴とする素子。
- 上記素子は少なくとも一つの電極を有し、上記突起部はこの電極上に、この電極と上記導電膜とが導通した状態で設けられていることを特徴とする請求項1記載の素子。
- 上記素子は少なくとも一つの電極を有し、この電極上にバンプを有し、上記突起部はこのバンプ上に設けられていることを特徴とする請求項1記載の素子。
- 素子上に弾性体からなる凸部を少なくとも一つ形成し、この凸部の少なくとも先端部の表面を導電膜で被覆して突起部を少なくとも一つ形成するようにしたことを特徴とする素子の製造方法。
- 弾性体からなる凸部の少なくとも先端部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有することを特徴とする基板。
- 上記基板上に配線が設けられ、上記突起部はこの配線上に、この配線と上記導電膜とが導通した状態で設けられていることを特徴とする請求項5記載の基板。
- 上記基板上に配線が設けられ、上記凸部はこの配線と上記基板との間にこの配線で被覆されるように設けられ、この配線のうちの上記凸部を被覆する部分が上記導電膜を構成することを特徴とする請求項5記載の基板。
- 基板上に弾性体からなる凸部を少なくとも一つ形成し、この凸部の少なくとも先端部の表面を導電膜で被覆することにより突起部を少なくとも一つ形成するようにしたことを特徴とする基板の製造方法。
- 少なくとも一つのバンプを有する基板上に、弾性体からなる凸部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有する素子が少なくとも一つ実装された実装構造体であって、
少なくとも一つの上記突起部の少なくとも先端部が少なくとも一つの上記バンプに埋没している
ことを特徴とする実装構造体。 - 上記基板と上記素子とが接着剤により接着されていることを特徴とする請求項9記載の実装構造体。
- 少なくとも一つのバンプを有する基板上に、弾性体からなる凸部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有する素子を少なくとも一つ実装する実装方法であって、
上記基板および上記素子のうちの一方に対して他方を加圧することにより、少なくとも一つの上記突起部の少なくとも先端部を少なくとも一つの上記バンプに埋没させるようにした
ことを特徴とする実装方法。 - 上記基板および上記素子のうちの少なくとも一方の上にあらかじめ接着剤を塗布した状態で上記基板および上記素子のうちの一方に対して他方を加圧することにより、少なくとも一つの上記突起部の少なくとも先端部を少なくとも一つの上記バンプに埋没させるようにしたことを特徴とする請求項11記載の実装方法。
- 弾性体からなる凸部の少なくとも先端部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有する基板上に、少なくとも一つのバンプを有する素子が少なくとも一つ実装された実装構造体であって、
少なくとも一つの上記突起部の少なくとも先端部が少なくとも一つの上記バンプに埋没している
ことを特徴とする実装構造体。 - 弾性体からなる凸部の少なくとも先端部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有する基板上に、少なくとも一つのバンプを有する素子を少なくとも一つ実装する実装方法であって、
上記基板および上記素子のうちの一方に対して他方を加圧することにより、少なくとも一つの上記突起部の少なくとも先端部を少なくとも一つの上記バンプに埋没させるようにした
ことを特徴とする実装方法。 - 赤色発光の発光ダイオード、緑色発光の発光ダイオードおよび青色発光の発光ダイオードが基板上にそれぞれ複数個実装された発光ダイオードディスプレイにおいて、
上記赤色発光の発光ダイオード、上記緑色発光の発光ダイオードおよび上記青色発光の発光ダイオードのうちの少なくとも一つの発光ダイオードが、その少なくとも一つの電極上に、弾性体からなる凸部の少なくとも先端部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有し、
上記基板は少なくとも一つのバンプを有し、
少なくとも一つの上記突起部の少なくとも先端部が少なくとも一つの上記バンプに埋没している
ことを特徴とする発光ダイオードディスプレイ。 - 赤色発光の発光ダイオード、緑色発光の発光ダイオードおよび青色発光の発光ダイオードが基板上にそれぞれ複数個実装された発光ダイオードディスプレイにおいて、
上記赤色発光の発光ダイオード、上記緑色発光の発光ダイオードおよび上記青色発光の発光ダイオードのうちの少なくとも一つの発光ダイオードが、その少なくとも一つの電極上に少なくとも一つのバンプを有し、
上記基板は、弾性体からなる凸部の少なくとも先端部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有し、
少なくとも一つの上記突起部の少なくとも先端部が少なくとも一つの上記バンプに埋没している
ことを特徴とする発光ダイオードディスプレイ。 - 赤色発光の発光ダイオード、緑色発光の発光ダイオードおよび青色発光の発光ダイオードが基板上にそれぞれ複数個実装された発光ダイオードバックライトにおいて、
上記赤色発光の発光ダイオード、上記緑色発光の発光ダイオードおよび上記青色発光の発光ダイオードのうちの少なくとも一つの発光ダイオードが、その少なくとも一つの電極上に、弾性体からなる凸部の少なくとも先端部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有し、
上記基板は少なくとも一つのバンプを有し、
少なくとも一つの上記突起部の少なくとも先端部が少なくとも一つの上記バンプに埋没している
ことを特徴とする発光ダイオードバックライト。 - 赤色発光の発光ダイオード、緑色発光の発光ダイオードおよび青色発光の発光ダイオードが基板上にそれぞれ複数個実装された発光ダイオードバックライトにおいて、
上記赤色発光の発光ダイオード、上記緑色発光の発光ダイオードおよび上記青色発光の発光ダイオードのうちの少なくとも一つの発光ダイオードが、その少なくとも一つの電極上に少なくとも一つのバンプを有し、
上記基板は、弾性体からなる凸部の少なくとも先端部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有し、
少なくとも一つの上記突起部の少なくとも先端部が少なくとも一つの上記バンプに埋没している
ことを特徴とする発光ダイオードバックライト。 - 一つまたは複数の素子を有する電子機器において、
少なくとも一つの上記素子が、弾性体からなる凸部の少なくとも先端部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有し、
上記基板は少なくとも一つのバンプを有し、
少なくとも一つの上記突起部の少なくとも先端部が少なくとも一つの上記バンプに埋没している
ことを特徴とする電子機器。 - 一つまたは複数の素子を有する電子機器において、
少なくとも一つの上記素子が、少なくとも一つのバンプを有し、
上記基板は、弾性体からなる凸部の少なくとも先端部の表面が導電膜で被覆された構造の突起部を少なくとも一つ有し、
少なくとも一つの上記突起部の少なくとも先端部が少なくとも一つの上記バンプに埋没している
ことを特徴とする電子機器。
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