JP2018060993A - 転写方法、実装方法、転写装置、及び実装装置 - Google Patents

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新井　義之
Yoshiyuki Arai
義之 新井
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Toray Engineering Co Ltd
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Abstract

【課題】転写時の空気抵抗の影響を排除して、高精度にＬＥＤチップを転写、実装する。
【解決手段】転写基板であるキャリア基板１に一方の面を保持されたＬＥＤチップ２を被転写基板である回路基板５に転写する転写方法であって、ＬＥＤチップの一方の面の反対側の面に隙間を有して対向するように被転写基板である回路基板を配置する被転写基板配置工程と、転写基板であるキャリア基板にレーザ光５１を照射することにより、ＬＥＤチップを転写基板であるキャリア基板から分離するとともに被転写基板である回路基板に向かって付勢させて被転写基板である回路基板に転写する転写工程と、を備え、少なくとも転写工程を真空環境で実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤチップを高精度に転写、実装する転写方法、実装方法、転写装置、及び実装装置に関するものである。
ＬＥＤチップは、コスト低減のために小型化し、小型化したＬＥＤチップを高速・高精度に実装するための取組みが行われている。特に、ディスプレイに用いられるＬＥＤはマイクロＬＥＤと呼ばれる５０μｍ×５０μｍ以下のＬＥＤチップを数μｍの精度で高速に実装することが求められている。
特許文献１には、ウェハに格子状に形成されたＬＥＤチップに帯状のレーザ光を照射して１ラインまたは複数ラインごとに一括して転写基板２００に転写したのち、転写基板２００に転写された後の複数のＬＥＤチップに帯状のレーザ光を照射して１ラインまたは複数ラインごとに転写基板３００に一括して転写する構成が記載されている。
特許文献１：特開２０１０−１６１２２１号公報
しかしながら、特許文献１記載のものは、ＬＥＤチップを各転写基板に転写するときに、ＬＥＤチップが空気抵抗の影響を受けて位置ずれする可能性があるという問題があった。
本発明は、上記問題点を解決して、転写時の空気抵抗の影響を排除して、高精度にＬＥＤチップを転写、実装することを課題とする。
上記課題を解決するために本発明は、転写基板に一方の面を保持されたＬＥＤチップを被転写基板に転写する転写方法であって、
前記ＬＥＤチップの前記一方の面の反対側の面に隙間を有して対向するように前記被転写基板を配置する被転写基板配置工程と、
前記転写基板にレーザ光を照射することにより、前記ＬＥＤチップを前記転写基板から分離するとともに前記被転写基板に向かって付勢させて前記被転写基板に転写する転写工程と、を備え、
少なくとも前記転写工程を真空環境で実行することを特徴とする転写方法を提供するものである。
この構成により、転写工程を真空環境で実行することで、転写時の空気抵抗の影響を排除して、高精度にＬＥＤチップを転写することができる。
また、上記課題を解決するために本発明は、キャリア基板に第１の面を保持されたダイシング後のＬＥＤチップを回路基板に実装する実装方法であって、前記キャリア基板から前記ＬＥＤチップを分離して第１転写基板に前記ＬＥＤチップの前記第１の面と反対側の第２の面側を転写して保持させる第１転写工程と、前記第１転写基板に前記第２の面を保持された前記ＬＥＤチップの前記第１の面と隙間を有して対向するように第２転写基板を配置する第２転写基板配置工程と、前記第１転写基板にライン状のレーザ光を照射して１ライン分の複数の前記ＬＥＤチップを前記第１転写基板から分離し前記第２転写基板に向かって付勢させるとともに、前記第１転写基板と前記第２転写基板とを互いに異なる速度で、前記ライン状のレーザ光に対してその直交する方向に相対移動させて、前記ＬＥＤチップの第１の面側を前記第２転写基板に転写する第２転写工程と、前記ライン状のレーザ光に対して、前記第２転写基板をその法線を軸として９０°回転させて前記第２転写基板を配置する第２転写基板回転工程と、前記第２転写基板に前記第１の面を保持された前記ＬＥＤチップの前記第２の面と隙間を有して対向するように前記回路基板を配置する回路基板配置工程と、前記第２転写基板にライン状のレーザ光を照射して１ライン分の複数の前記ＬＥＤチップを前記第２転写基板から分離し前記回路基板に向かって付勢させるとともに、前記第２転写基板と前記回路基板とを互いに異なる速度で、前記ライン状のレーザ光に対してその直交する方向に相対移動させて、前記ＬＥＤチップの第２の面側を前記回路基板に転写することにより前記ＬＥＤチップのバンプと前記回路基板の電極とを接合させる第１実装工程と、を備え、少なくとも前記第２転写工程、及び前記第１実装工程を真空環境で実行することを特徴とする実装方法を提供するものである。
この構成により、第２転写工程及び第１実装工程を真空環境で実行することで、転写時の空気抵抗の影響を排除して高精度にＬＥＤチップを転写できるとともに、キャリア基板に配列されていたＬＥＤチップのピッチと異なる任意のピッチで、回路基板に高速に転写し、実装することができる。
前記第１実装工程において前記回路基板に既に転写済の前記ライン状のレーザ光の長手方向におけるＬＥＤチップ間に新たなＬＥＤチップを配置するように、前記第１実装工程を再度実行する構成としてもよい。
この構成により、複数種類のＬＥＤチップをライン状に実装することができ、また、第２転写基板と回路基板との隙間を小さくすることができる。
また、上記課題を解決するために本発明は、キャリア基板に第１の面を保持されたダイシング後のＬＥＤチップを回路基板に実装する実装方法であって、前記キャリア基板から前記ＬＥＤチップを分離して第１Ａ転写基板に前記ＬＥＤチップの前記第１の面と反対側の第２の面側を転写して保持させる第１Ａ転写工程と、前記第１Ａ転写基板から前記ＬＥＤチップを分離して第１Ｂ転写基板に前記ＬＥＤチップの前記第１の面側を転写して保持させる第１Ｂ転写工程と、前記第１Ｂ転写基板に前記第１の面を保持された前記ＬＥＤチップの前記第２の面と隙間を有して対向するように第２転写基板を配置する第２転写基板配置工程と、前記第１Ｂ転写基板にライン状のレーザ光を照射して１ライン分の複数の前記ＬＥＤチップを前記第１Ｂ転写基板から分離し前記第２転写基板に向かって付勢させるとともに、前記第１Ｂ転写基板と前記第２転写基板とを互いに異なる速度で、前記ライン状のレーザ光に対してその直交する方向に相対移動させて、前記ＬＥＤチップの第２の面側を前記第２転写基板に転写する第２転写工程と、前記ライン状のレーザ光に対して、前記第２転写基板をその法線を軸として９０°回転させて前記第２転写基板を配置する第２転写基板回転工程と、前記第２転写基板に前記第２の面を保持された前記ＬＥＤチップの前記第１の面と隙間を有して対向するように第３転写基板を配置する第３転写基板配置工程と、前記第２転写基板にライン状のレーザ光を照射して１ライン分の複数の前記ＬＥＤチップを前記第２転写基板から分離し前記第３転写基板に向かって付勢させるとともに、前記第２転写基板と前記第３転写基板とを互いに異なる速度で、前記ライン状のレーザ光に対してその直交する方向に相対移動させて、前記ＬＥＤチップの第１の面側を前記第３転写基板に転写する第３転写工程と、前記第３転写基板に前記第１の面を保持された前記ＬＥＤチップの第２の面におけるバンプを回路基板の電極に対向させて熱圧着する熱圧着工程と、前記ＬＥＤチップの前記第１の面を前記第３転写基板から分離して前記第３転写基板を撤去する第３転写基板撤去工程と、を備え、少なくとも前記第２転写工程、及び前記第３転写工程を真空環境で実行することを特徴とする実装方法を提供するものである。
この構成により、第２転写工程及び第３転写工程を真空環境で実行することで、転写時の空気抵抗の影響を排除して高精度にＬＥＤチップを転写できる。また、熱圧着工程を実施することによりＬＥＤチップを回路基板に確実に接合でき、高精度な実装を実現できる。
また、上記課題を解決するために本発明は、転写基板に保持されたＬＥＤチップを被転写基板に転写させる転写装置であって、前記転写装置内を真空環境にする真空化部と、前記転写基板にレーザ光を照射するレーザ光照射部と、前記転写基板を保持し、第１方向に移動可能な転写基板保持部と、前記転写基板に保持された前記ＬＥＤチップと隙間を有して対向するように前記被転写基板を保持し、少なくとも前記第１方向に移動可能な被転写基板保持部と、前記転写基板から前記ＬＥＤチップを分離し前記被転写基板に向かって付勢して転写するように前記レーザ光照射部、前記転写基板保持部、及び前記被転写基板保持部を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする転写装置を提供するものである。
この構成により、転写基板から被転写基板へのＬＥＤチップの転写を真空環境で実行することで、転写時の空気抵抗の影響を排除して、高精度にＬＥＤチップを転写することができる。
また、上記課題を解決するために本発明は、回路基板にＬＥＤチップを実装する実装装置であって、前記実装装置内を真空環境にする真空化部と、前記ＬＥＤチップが配列された転写基板にライン状のレーザ光を照射するレーザ光照射部と、前記転写基板を保持し、第１方向に移動可能な転写基板保持部と、前記転写基板に保持された前記ＬＥＤチップと隙間を有して対向するように被転写基板又は前記回路基板を保持し、少なくとも前記第１方向に移動可能な被転写基板保持部と、前記レーザ光照射部、前記転写基板保持部、及び前記被転写基板保持部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記転写基板と前記被転写基板又は前記回路基板とを互いに異なる速度で、前記ライン状のレーザ光に対してその直交する方向に相対移動させて、前記ライン状のレーザ光に対応した１ライン分の複数の前記ＬＥＤチップを分離、付勢して前記被転写基板又は前記回路基板に転写するように制御することを特徴とする実装装置を提供するものである。
この構成により、転写基板から被転写基板へのＬＥＤチップの転写を真空環境で実行することで、転写時の空気抵抗の影響を排除して、高精度にＬＥＤチップを回路基板に転写することができるとともに、キャリア基板に配列されていたＬＥＤチップのピッチと異なる任意のピッチで、回路基板に高速に転写し、実装することができる。
前記被転写基板保持部に保持された前記回路基板に前記ＬＥＤチップを熱圧着する熱圧着ヘッドを備えるとともに、前記被転写基板保持部は保持した前記被転写基板又は前記回路基板を加熱する加熱機構を備え、前記制御部は、前記熱圧着ヘッドと前記被転写基板保持部とを同じ温度になるように加熱して前記ＬＥＤチップを前記回路基板に熱圧着するように制御する構成としてもよい。
この構成により、熱圧着工程を実施することによりＬＥＤチップを回路基板に確実に接合でき、高精度な実装を実現できる。
本発明の転写方法、実装方法、転写装置、及び実装装置により、転写時の空気抵抗の影響を排除して、高精度にＬＥＤチップを転写、実装することができる。
本発明の実施例１における転写方法を説明する図である。 本発明の実施例１における転写装置を説明する図である。 本発明の実施例２における実装方法の第１転写工程を説明する図である。 本発明の実施例２における実装方法の第２転写工程を説明する図である。 本発明の実施例２における実装方法の第１実装工程の始まりを説明する図である。 本発明の実施例２における実装方法の第１実装工程の途中を説明する図である。 本発明の実施例２における実装方法の第１実装工程の最後を説明する図である。 本発明の実施例２における実装方法によるＲＧＢ３色の実装を説明する図である。 本発明の実施例２における実装装置を説明する図である。 本発明の実施例３における実装方法の第１転写工程を説明する図である。 本発明の実施例４における実装方法の第３転写工程の始まりを説明する図である。 本発明の実施例４における実装方法の第３転写工程の途中を説明する図である。 本発明の実施例４おける実装方法の第３転写工程の最後を説明する図である。 本発明の実施例４における実装方法によるリペアを説明する図である。 本発明の実施例４における実装方法の第４転写工程及び第２実装工程を説明する図である。 本発明の実施例４における実装方法のリペア時のＬＥＤチップ転写を説明する図である。 本発明の実施例５における実装方法の第１Ａ転写工程を説明する図である。 本発明の実施例５における実装方法の第１Ｂ転写工程を説明する図である。 本発明の実施例５における実装方法の第２転写工程を説明する図である。 本発明の実施例５における実装方法の第３転写工程を説明する図である。 本発明の実施例５における実装方法の熱圧着工程を説明する図である。 本発明の実施例５における実装方法の第３転写基板撤去工程を説明する図である。
本発明の実施例１について、図１、図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１における転写方法を説明する図である。図２は、本発明の実施例１における転写装置を説明する図である。
（転写方法） ＬＥＤチップ２は、図１（ａ）に示すように、第１の面側がサファイヤからなるキャリア基板１から成長させて形成されており、第１の面と反対側の面である第２の面が外部に露出しバンプが形成されている。また、キャリア基板１は円形又は四角形を有しており、サファイヤ以外にガリウムヒ素からなるものもある。また、ＬＥＤチップ２はダイシングされてキャリア基板１に複数個（数百個〜数万個）が２次元に配列されている。マイクロＬＥＤと呼ばれる小型のＬＥＤチップ２では、５０μｍ×５０μｍ以下のサイズであり、このサイズにダイシング幅を加えたピッチで配列されている。このような小型のＬＥＤチップ２は、高精度（例えば、１μｍ以下の精度）に回路基板に実装することが求められている。実施例１におけるＬＥＤチップ２は、事前に各ＬＥＤチップ２を検査し不良のＬＥＤチップを除去している。具体的には、後述のレーザリフトオフの場合よりも強いレーザ光を照射し、不良チップを焼失させている。
実施例１における転写方法では、転写基板であるキャリア基板１からＬＥＤチップ２を１個ずつ分離して直接被転写基板である回路基板５にＬＥＤチップ２の第２の面側を転写する。つまり、サファイヤからなる
キャリア基板１にエキシマレーザからなるスポット状のレーザ光５１を照射し、キャリア基板１から１個のＬＥＤチップ２を分離する。これは、ＬＥＤチップ２の第１の面側にあるキャリア基板１におけるＧａＮ層の一部をＧａとＮに分解させて、ＬＥＤチップ２を分離するもので、分解の際にＮ（窒素）が発生することから、回路基板５に向かって付勢する（勢いをつける）ことができる。この手法はレーザリフトオフと呼ばれ、分離、付勢されたＬＥＤチップ２は回路基板５に転写される。
実施例１においては、図１（ａ）に示すように、ＬＥＤチップ２と回路基板５との間に隙間を設けて対向配置してレーザ光５１を照射しているが、必ずしもこの隙間は必要ではなく、ＬＥＤチップ２と回路基板５とが接した状態でレーザ光５１を照射するように構成してもよい。この隙間を設けないことで、ＬＥＤチップ２が空気抵抗を受けながら落下して位置ずれが起きることを防止できる。また、この第１転写工程は、真空環境で実行してもよい。真空環境で実行することにより、上述の隙間を設けてもＬＥＤチップ２が付勢されるときに空気抵抗を受けず位置ずれが防止される。
回路基板５の表面には、予め図示しない転写層が設けられており、転写されたＬＥＤチップ２は、この転写層に保持されて、図１（ｂ）に示すように回路基板５にＬＥＤチップ２が保持された構成となる。ここで、転写層とは、常温では粘着性があり、熱又は紫外線により固化し、レーザ光を照射することにより分解されてガスを発生する特性を有するものである。つまり、粘着性を有した回路基板５の転写層に向かってＬＥＤチップ２が付勢され、着弾した後、ＬＥＤチップ２のもつ熱によって回路基板５の転写層が固化されてＬＥＤチップ２が保持される。ＬＥＤチップ２のもつ熱が低ければ、ＬＥＤチップ２が着弾した後転写層を加熱してもよい。この時点でＬＥＤチップ２の第２の面におけるバンプは回路基板５の電極と接している。さらに、このＬＥＤチップ２を加圧、加熱してＬＥＤチップ２のバンプと回路基板５の電極とを確実に接合するようにして実装してもよい。
このように、実施例１における転写方法は、転写基板に保持されたＬＥＤチップ２を１個ずつ被転写基板に転写することができる。このため、リペアをするとき等に特に有効である。
なお、実施例１では、キャリア基板から回路基板への転写を例に挙げたが、これに限らず、キャリア基板から後述の転写基板、転写基板から転写基板、および転写基板から回路基板へのＬＥＤチップの転写においても適用可能である。また、レーザ光をライン状にすることにより後述の実施例２のように１ラインに並ぶ複数のＬＥＤチップを一括して転写することが可能である。
（転写装置）
次に、本発明の実施例１における転写装置について、図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施例１における転写装置を説明する図である。
転写装置５０は、図示しない真空化部を備え、全体を真空チャンバーとして真空環境にすることができる。また、転写装置５０は、転写基板を保持しＸ方向に移動可能な転写基板保持部５４、転写基板保持部５４の下側にあって転写基板に隙間を有して対向するように被転写基板を保持し、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、及びθ方向に移動可能な被転写基板保持部５５、転写基板にレーザ光５１を照射するレーザ光照射部５２、及び転写基板からＬＥＤチップ２を分離し付勢させてＬＥＤチップ２を被転写基板に転写するように、レーザ光照射部５２、転写基板保持部５４、及び被転写基板保持部５５を制御する図示しない制御部を備えている。
レーザ光照射部５２は、転写装置５０に固定して設けられる。実施例１においては、１個のＬＥＤチップ２に照射するようにスポット状のレーザ光５１を照射する。また、レーザ光照射部５２に近接した位置にカメラ５３が設けられている。カメラ５３は、転写基板又は被転写基板の位置を認識し、被転写基板保持部５５をＸ、Ｙ、又はθ方向に移動させてアライメントを行う。
実施例１において、転写基板とはキャリア基板１を指し、被転写基板とは回路基板５を指す。つまり、キャリア基板１が転写基板保持部５４に保持され、回路基板５が被転写基板保持部５５に保持される。
ここで、転写基板に保持されたＬＥＤチップ２と被転写基板との間に隙間を有さずに転写を行う場合は、被転写基板保持部５５をＺ方向に移動させて、転写基板保持部５４に保持されたキャリア基板１のＬＥＤチップ２と、被転写基板保持部５５に保持された回路基板５とを接触させる。
キャリア基板１に保持されたＬＥＤチップ２と回路基板５との間に隙間を有して転写を実行する場合は、キャリア基板１を保持した転写基板保持部５４がＸ方向に移動するか、又は回路基板５を保持した被転写基板保持部５５が、Ｘ方向、Ｙ方向、又はθ方向の少なくとも一方向に移動してアライメントすることが可能となり、所望の位置でレーザ光照射部５２がスポット状のレーザ光５１を照射して、ＬＥＤチップ２を分離し被転写基板保持部５５に保持された回路基板５に向かって付勢することによって転写される。この場合は、転写装置５０内を真空化部によって真空環境とすることにより、付勢されたＬＥＤチップ２が空気抵抗の影響を受けず位置ずれを防止できる。
なお、実施例１においては、被転写基板保持部５５がＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、及びθ方向に移動可能に構成したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、都合により適宜変更が可能である。例えば、回転アライメントが不要であれば、θ方向の移動は必要がなく、また、転写基板と被転写基板の間を変更する必要がなければＺ方向の移動は必要がない。また、転写基板保持部５４をＹ方向に移動可能としてもよい。
このように実施例１においては、転写基板に一方の面を保持されたＬＥＤチップを被転写基板に転写する転写方法であって、
前記ＬＥＤチップの前記一方の面の反対側の面に隙間を有して対向するように前記被転写基板を配置する被転写基板配置工程と、
前記転写基板にレーザ光を照射することにより、前記ＬＥＤチップを前記転写基板から分離するとともに前記被転写基板に向かって付勢させて前記被転写基板に転写する転写工程と、を備え、
少なくとも前記転写工程を真空環境で実行することを特徴とする転写方法により、転写時の空気抵抗の影響を排除して、高精度にＬＥＤチップを転写することができる。
また、写基板に保持されたＬＥＤチップを被転写基板に転写させる転写装置であって、
前記転写装置内を真空環境にする真空化部と、
前記転写基板にレーザ光を照射するレーザ光照射部と、
前記転写基板を保持し、第１方向に移動可能な転写基板保持部と、
前記転写基板に保持された前記ＬＥＤチップと隙間を有して対向するように前記被転写基板を保持し、少なくとも前記第１方向に移動可能な被転写基板保持部と、
前記転写基板から前記ＬＥＤチップを分離し前記被転写基板に向かって付勢して転写するように前記レーザ光照射部、前記転写基板保持部、及び前記被転写基板保持部を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする転写装置により、転写時の空気抵抗の影響を排除して、高精度にＬＥＤチップを転写することができる。
実施例２は、キャリア基板に保持されたＬＥＤチップ２を高速に回路基板に実装する点で、実施例１と異なっている。本発明の実施例２における実装方法について、図３〜図９を参照して説明する。図３は、本発明の実施例２における実装方法の第１転写工程を説明する図である。図４は、本発明の実施例２における実装方法の第２転写工程を説明する図である。図５は、本発明の実施例２における実装方法の第１実装工程の始まりを説明する図である。図６は、本発明の実施例２における実装方法の第１実装工程の途中を説明する図である。図７は、本発明の実施例２における実装方法の第１実装工程の最後を説明する図である。図８は、本発明の実施例２における実装方法によるＲＧＢ３色の実装を説明する図である。図９は、本発明の実施例２における実装装置を説明する図である。
（実装方法）
まず、第１転写工程を実行して、キャリア基板１からＬＥＤチップ２を分離して第１転写基板３にＬＥＤチップ２の第２の面側を転写し保持させる。実施例２においては、キャリア基板１にライン状にエキシマレーザからなるレーザ光５１を照射し、キャリア基板１又はライン状のレーザ光５１のいずれかをＸ方向に相対移動させてキャリア基板１全体にレーザ光を照射する。そして、サファイヤからなるキャリア基板１におけるＧａＮ層の一部をＧａとＮに分解させて、ＬＥＤチップ２を分離し第１転写基板３に向かって付勢させるものである。この手法はレーザリフトオフと呼ばれ、分離したＬＥＤチップ２は、ＧａＮが分解されるときにＮ（窒素）が発生することにより付勢され第１転写基板３に転写される。
図３（ａ）では、ＬＥＤチップ２と第１転写基板３との間に隙間を設けてレーザ光５１を照射しているが、必ずしもこの隙間は必要ではなく、ＬＥＤチップ２と第１転写基板３とが接した状態でレーザ光５１を照射するように構成してもよい。この隙間を設けないことで、ＬＥＤチップ２が空気抵抗を受けて付勢されたために位置ずれが起こることを防止することができる。また、この第１転写工程は、真空環境で実行してもよい。真空環境で実行することにより、上述の隙間を設けてもＬＥＤチップ２が付勢されるときに空気抵抗を受けず位置ずれを防止できる。
第１転写基板３の表面には、予め図示しない転写層が設けられており、転写されたＬＥＤチップ２は、この転写層により保持されて、図３（ｂ）に示すように第１転写基板３にＬＥＤチップ２が保持された構成となる。ここで、転写層とは、常温では粘着性があり、熱又は紫外線により固化し、レーザ光を照射することにより分解されてガスを発生する特性を有するものである。つまり、粘着性を有した第１転写基板３の転写層に向かってＬＥＤチップ２が付勢され、着弾した後、ＬＥＤチップ２のもつ熱によって第１転写基板３の転写層が固化されてＬＥＤチップ２が保持される。ＬＥＤチップ２のもつ熱が低ければ、ＬＥＤチップ２が着弾した後転写層を加熱してもよい。この時点でＬＥＤチップ２の第２の面におけるバンプは第１転写基板３と接している。
次に、第２転写基板配置工程を実行する。つまり、第１転写基板３に第２の面を保持されたＬＥＤチップ２の第１の面と隙間を有して対向するように第２転写基板４を配置する。このとき実施例２においては、保持しているＬＥＤチップ２を下に向けて第１転写基板３を上側に配置し、第２転写基板４を第１転写基板３の下側に配置する（図４参照）。第２転写基板配置工程は、真空環境で実行してもよいし、必ずしも真空環境でなくてもよい。
続いて第２転写工程を真空環境で実行する。つまり、第１転写基板３をＸ方向に第１の速度で移動させ、また、第２転写基板４をＸ方向に第１の速度より速い第２の速度で移動させる。さらに移動中の第1転写基板３にレーザ光５１をＹ方向に沿ってライン状に照射し転写層の粘着力を低減させて、第１転写基板３からＹ方向における１ライン毎に複数のＬＥＤチップ２を分離する。この際、第１転写工程と同様に分離したＬＥＤチップ２は第２転写基板４に向かって付勢され、ＬＥＤチップ２の第１の面側が転写される。
ここで、図４に示すように、第１転写基板３をＸ方向に第１の速度で移動させ、第２転写基板４をＸ方向に第１の速度より速い第２の速度で移動させながら、第１転写基板のＹ方向に沿ってライン状にレーザ光５１を照射して１ライン毎に複数のＬＥＤチップ２を分離、第２転写基板４に向かって付勢させることで、第１転写基板３に第１のピッチでＸ方向、第２のピッチでＹ方向に配列されていたＬＥＤチップ２を第２転写基板４に第１のピッチより広い第３のピッチでＸ方向、第２のピッチでＹ方向に配列して転写することができる。この第３のピッチは、ディスプレイを構成する回路基板におけるＬＥＤチップのピッチとすることができる。転写されたＬＥＤチップ２は第１の面側が第２転写基板４に転写されることでＬＥＤチップ２のバンプは外側を向いている。
第２転写工程を真空環境で実行することで、第１転写基板３から分離し付勢されるＬＥＤチップ２が空気抵抗を受け位置ずれして第２転写基板４に転写されることを防止できる。さらに、位置ずれを防止するために、第１転写基板３と第２転写基板４との隙間は、できるだけ狭くすることが望ましく、実施例２においては、ＬＥＤチップ２の高さにわずかなクリアランスを加えた距離に設定している。
第２転写基板４の表面には、図示しない転写層が設けられている。第１転写基板３から分離したＬＥＤチップ２は、付勢されて第２転写基板４の表面に設けられた転写層に粘着、保持される。ここで、上述したように転写層とは、常温では粘着性があり、熱又は紫外線により固化し、レーザ光を照射することにより分解されてガスを発生する特性を有するものである。つまり、レーザ光により第１転写基板３の転写層が分解されてガスが発生し付勢力が発生して、粘着性を有した第２転写基板４の転写層に向かってＬＥＤチップ２が付勢され、着弾した後、第２転写基板４の転写層がＬＥＤチップ２のもつ熱によって固化されて保持されるためである。なお、ＬＥＤチップ２のもつ熱が低ければ、ＬＥＤチップ２が着弾した後転写層を加熱してもよい。
なお、実施例２においては、ＬＥＤチップ２の転写時に、第１転写基板３及び第２転写基板４を共にＸ方向に移動させるように構成したが、必ずしもこれに限定されず、装置の都合により適宜変更可能である。例えば、ライン状のレーザ光５１をＸ方向に沿って照射し、第１転写基板３及び第２転写基板４をＹ方向に移動させるように構成してもよい。また、ライン状のレーザ光５１をＹ方向に沿って照射し、第１転写基板３をＸ方向、第２転写基板４を−Ｘ方向というように、互いに逆方向に移動させるように構成してもよい。すなわち、第１転写基板３と第２転写基板４とを互いに異なる速度で、ライン状のレーザ光５１に対してその直交する方向に相対移動させるように構成すればよい。
これによって、第１転写基板３に保持されていたＬＥＤチップ２を異なるピッチで第２転写基板４に転写することができる。また、第１の速度や第２の速度を調整することにより、ＬＥＤチップ２を任意のピッチで第２転写基板４に転写することができる。
また、実施例２においては、第１転写基板３を上側に配置し、第２転写基板４を下側に配置するようにしたが、必ずしもこれに限定されず、配置の都合で適宜変更が可能である。例えば、第１転写基板３を第１転写工程のまま下側に配置し、第２転写基板４を上側に配置し、下側の第１転写基板３から上側の第２転写基板４に向かってＬＥＤチップ２を付勢して転写してもよい。また、第１転写基板３と第２転写基板４とを隙間を有して対向させてＺ方向に沿って立てた状態で第２転写工程を実行してもよい。
次に、第２転写基板４をその法線を軸として９０°回転させるとともにＬＥＤチップ保持側を下向けにして上側に配置する第２転写基板回転工程を実行する。ここで、第２転写基板４をその法線を軸として９０°回転させるとは、つまり、ライン状のレーザ光の長手方向に対して第２転写基板４の向きを９０°回転させることをいう。第２転写基板回転工程は、真空環境で実行してもよいし、真空環境でなくてもよい。第２転写基板回転工程を実行することにより、Ｘ方向に横長配置だった第２転写基板４は、図５に示すように、第２転写基板４は９０°回転し縦長配置となる。
続いて、回路基板配置工程を実行する。つまり、第２転写基板４に第１の面を保持されたＬＥＤチップ２の第２の面と隙間を有して対向するように回路基板５を配置する。実施例２においては、保持したＬＥＤチップ２が下を向くように第２転写基板を上側に、回路基板５を下側に配置する（図５参照）。この回路基板配置工程も真空環境で実行してもよいが、必ずしも真空環境でなくてもよい。
次に、第１実装工程を真空環境で実行する。つまり、第２転写基板４をＸ方向に第３の速度で移動させ、また、回路基板５をＸ方向に第３の速度より速い第４の速度で移動させる。さらに移動中の第２転写基板４にレーザ光５１をＹ方向に沿ってライン状に照射し転写層を分解させて第２転写基板４からＹ方向における１ライン毎に複数のＬＥＤチップ２を分離し、回路基板５に向かって付勢させる。そして、ＬＥＤチップ２の第２の面側を回路基板５に転写させる。回路基板５は、電極を有しており、この電極とＬＥＤチップ２の第２の面に有したバンプとは接合した状態となる。
ここで、図５に示すように、第２転写基板４をＸ方向に第３の速度で移動させ、回路基板５をＸ方向に第３の速度より速い第４の速度で移動させながら、第２転写基板４のＹ方向にライン状にレーザ光５１を照射して１ライン毎に複数のＬＥＤチップ２を分離、付勢させることで、第２転写基板回転工程で９０°回転済の第２転写基板４に第２のピッチでＸ方向、第３のピッチでＹ方向に配列されていたＬＥＤチップ２を、回路基板５に第２のピッチより広い第４のピッチでＸ方向、第３のピッチでＹ方向に配列して転写することができる。この第３のピッチ及び第４のピッチは、ディスプレイを構成する回路基板におけるＬＥＤチップのピッチとすることができる。
第２転写基板４と回路基板５がそれぞれＸ方向に移動しながらＬＥＤチップ２を１ライン毎に転写していく様子を図５〜図７に示す。図５は、第１実装工程の始まりの様子を示し、図６は、第１実装工程の途中の様子を示し、図７は、第１実装工程の最後の様子を示している。
なお、実施例２においては、ＬＥＤチップ２の転写時に、第２転写基板４及び回路基板５をＸ方向に移動させるように構成したが、必ずしもこれに限定されず、装置の都合により適宜変更可能である。例えば、ライン状のレーザ光５１をＸ方向に沿って照射し、第２転写基板４及び回路基板５をＹ方向に移動させるように構成してもよい。また、ライン状のレーザ光５１をＹ方向に沿って照射し、第２転写基板４をＸ方向、回路基板４を−Ｘ方向というように、互いに逆方向に移動させるように構成してもよい。すなわち、第２転写基板４と回路基板５とを互いに異なる速度で、ライン状のレーザ光５１に対してその直交する方向に相対移動させるように構成すればよい。
また、実施例２においては、第２転写基板回転工程を実行して図５に示すように、第２転写基板４を縦長配置、回路基板５を横長配置にして第１実装工程を実行するように構成したが、必ずしもこれに限定されず、装置等の都合により適宜変更が可能である。例えば、第２転写基板回転工程を実行せず、第２転写基板４を横長配置のままで、ライン状のレーザ光の長手方向を９０°回転させるとともに、回路基板５を縦長配置として回路基板配置工程及び第１実装工程を実行するように構成してもよい。つまり、ライン状のレーザ光の長手方向に対して第２転写基板４の向きを９０°回転すればよい。
さらに、実施例２においては、保持したＬＥＤチップ２が下を向くように第２転写基板を上側に、回路基板５を下側に配置するように構成したが、必ずしもこれに限定されず都合により適宜変更が可能である。例えば、第２転写基板を第２転写工程のまま下側に配置し、回路基板５を上側に配置して、下側の第２転写基板４から上側の回路基板５に向かってＬＥＤチップ２を付勢して転写してもよい。また、第２転写基板４と回路基板５とを隙間を有して対向させてＺ方向に沿って立てた状態で第１実装工程を実行してもよい。
また、第１実装工程は、上述したように真空環境で実行される。真空環境で第１実装工程を実行することで、第２転写基板４から分離し付勢されるＬＥＤチップ２が空気抵抗を受け位置ずれして回路基板５に転写されることを防止できる。また、位置ずれをより防止するために、第２転写基板４と回路基板５との隙間は、できるだけ狭くすることが望ましく、実施例２においては、ＬＥＤチップ２の高さにわずかなクリアランスを加えた距離に設定している。
回路基板５の表面には、図示しない転写層が設けられている。第２転写基板４から分離したＬＥＤチップ２は付勢力で回路基板５の表面に設けられた転写層に転写される。ここで、上述したように転写層とは、常温では粘着性があり、熱又は紫外線により固化し、レーザ光を照射することにより分解されてガスを発生する特性を有するものである。つまり、レーザ光により第２転写基板４の転写層が分解されてガスが発生し付勢力が発生して、粘着性を有した回路基板５の転写層に向かってＬＥＤチップ２が付勢され、着弾した後、回路基板５の転写層がＬＥＤチップ２のもつ熱によって固化されて保持される。なお、ＬＥＤチップ２のもつ熱が低ければ、ＬＥＤチップ２が着弾した後転写層を加熱してもよい。
第１実装工程を実行することにより、前述したように、回路基板５に第２のピッチより広い第４のピッチでＸ方向、第１のピッチより広い第３のピッチでＹ方向にＬＥＤチップ２が配列される。回路基板５又は第２転写基板４をＹ方向に第１のピッチ分、つまり、少なくともＹ方向におけるＬＥＤチップ２の長さ分の距離ずらして、第１実装工程を再度実行することにより、Ｙ方向に２種類目のＬＥＤチップ２をライン状に配列することができる。すなわち、第１実装工程において回路基板５に既に転写済のライン状のレーザ光の長手方向におけるＬＥＤチップ間に新たなＬＥＤチップを配置するように、第１実装工程を再度実行することにより、Ｙ方向に２種類目のＬＥＤチップ２をライン状に配列することができる。さらに、同様に３回目の第１実装工程を実行することにより、Ｙ方向に３種類目のＬＥＤチップ２を１ラインに配列することができる。
ここで、第３のピッチを第１のピッチの３倍になるように、前述の第２転写工程における第１の速度及び第２の速度を設定しておけば、３種類のＬＥＤチップ２を配列することにより、Ｙ方向にほぼ隙間のない配列とすることができる。そして、１種類目のＬＥＤチップ２を赤のＬＥＤチップ２（Ｒ）とし、２種類目のＬＥＤチップ２を緑のＬＥＤチップ２（Ｇ）とし、３種類目のＬＥＤチップ２を青のＬＥＤチップ２（Ｂ）とすれば、赤、緑、青の各ＬＥＤチップ２を隙間なく配列させることができる（図８参照）。
ここで、第２転写基板４又は回路基板５をＹ方向に第１のピッチ分ずつずらして２回目の第１実装工程を実行することによって、第２転写基板４に保持されているＬＥＤチップ２が回路基板５に既に転写済のＬＥＤチップ２を乗り越えずに脇を通って２種類目のＬＥＤチップ２を回路基板５に転写することができる。このため、第２転写基板４と回路基板５との隙間をＬＥＤチップ２の高さにわずかなクリアランスを加えた隙間に設定することができ、ＬＥＤチップ２の付勢距離を最小限にして、位置ずれを防止して高精度に安定して転写することができる。
この後、回路基板５に保持されたＬＥＤチップ２をヘッド等によって加圧し加熱することにより、確実にＬＥＤチップ２のバンプと回路基板５の電極とを接合するように実装してもよい。なお、実施例２においては、回路基板５の表面に転写層を設ける構成としたが、必ずしもこれに限定されず、都合により適宜変更することができる。例えば、回路基板５の表面に転写層を設けずに、第１実装工程において、ＬＥＤチップ２の第２の面に設けたバンプと回路基板５の電極とを直接接合する構成としてもよい。
なお、転写等に失敗して、回路基板５に転写した際に、ＬＥＤチップ２の脱落や位置ずれが発生する場合がある。そういう場合には、リペアを実行してもよい。リペアは、キャリア基板１におけるＬＥＤチップ２の第１の面と反対側の面である第２の面に隙間を有して対向するように回路基板５を配置した後、キャリア基板１にレーザ光を照射することにより、キャリア基板１からＬＥＤチップ２を１個ずつ分離して回路基板５上にＬＥＤチップ２を付勢させてＬＥＤチップ２を回路基板５に転写させることにより実装する実装工程を真空環境で実行することでリペアする。もちろん、位置ずれしたＬＥＤチップ２が回路基板５上にある場合は、事前にヘッド等により除去しておく。
（実装装置）
次に、本発明の実施例２における実装装置について、図９を参照して説明する。図９は、本発明の実施例２における実装装置を説明する図である。実装装置１５０は、レーザ光照射部５２がライン状のレーザ光５１を照射する点、及び回路基板５に転写したＬＥＤチップを加圧、加熱することが可能な図示しないヘッドを備えている点で、実施例１における転写装置５０と異なっている。
実装装置１５０は、図示しない真空化部を備え、全体を真空チャンバーとして真空環境にすることができる。また、実装装置１５０は、転写基板を保持しＸ方向に移動可能な転写基板保持部５４、転写基板保持部５４の下側にあって転写基板に隙間を有して対向するように被転写基板を保持し、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、及びθ方向に移動可能な被転写基板保持部５５、転写基板にレーザ光５１を照射するレーザ光照射部５２、及び転写基板からＬＥＤチップ２を分離し付勢させてＬＥＤチップ２を被転写基板に転写するように、レーザ光照射部５２、転写基板保持部５４、及び被転写基板保持部５５を制御する図示しない制御部を備えている。また、回路基板５に転写したＬＥＤチップ２を加圧、加熱する図示しないヘッドを備えている。
レーザ光照射部５２は、実装装置１５０に固定して設けられる。実施例２においては、１ラインのＬＥＤチップ２に照射するようにライン状のレーザ光５１を照射する。また、レーザ光照射部５２に近接した位置にカメラ５３が設けられている。カメラ５３は、転写基板又は被転写基板の位置を認識し、被転写基板保持部５５をＸ、Ｙ、又はθ方向に移動させてアライメントを行う。
ここで、実施例２においては、転写基板とは、前述した第１転写工程におけるキャリア基板１、第２転写工程における第１転写基板３、又は第１実装工程における第２転写基板４を指し、被転写基板とは、第１転写工程における第１転写基板３、第２転写工程における第２転写基板４、又は第１実装工程における回路基板５を指す。
つまり、第１転写工程においては、キャリア基板１が転写基板保持部５４に保持され、第１転写基板３が被転写基板保持部５５に保持される。また、第２転写工程においては、第１転写基板３が表裏反転させられて転写基板保持部５４に保持され、第２転写基板４が被転写基板保持部５５に保持され、第１実装工程においては、第２転写基板４が表裏反転させられて転写基板保持部５４に保持され、回路基板５が被転写基板保持部５５に保持される。
ここで、前述したように、第２転写工程において、第１転写基板３を下側に配置する場合は被転写基板保持部５５に保持し、第２転写基板４を上側の転写基板保持部５４に保持するようにしてもよい。この場合は、第１実装工程において、第２転写基板４はそのまま上側の転写基板保持部５４に保持し、回路基板５を被転写基板保持部５５に保持するようにすればよい。また、第２転写工程において、第１転写基板３を上側の転写基板保持部５４に保持し、第２転写基板４を下側の被転写基板保持部５５に保持して、第２転写工程を実行した場合、第２転写基板４をそのまま下側の被転写基板保持部５５に保持し、回路基板５を上側の転写基板保持部５４に保持するようにして、第１実装工程を実行するようにしてもよい。
また、転写基板に保持されたＬＥＤチップ２と被転写基板との間に隙間を有さずに転写を行う場合は、被転写基板保持部５５をＺ方向に移動させて、転写基板保持部５４に保持された転写基板に保持されたＬＥＤチップ２と被転写基板とを接触させる。この場合は、後述するようなレーザ光照射中の転写基板保持部５４及び被転写基板保持部５５は、Ｘ方向移動を行わない。
転写基板に保持されたＬＥＤチップ２と被転写基板との間に隙間を有して実行する第２転写工程、及び第１実装工程では、転写基板を保持した転写基板保持部５４が各速度でＸ方向に移動し、被転写基板保持部５５がＸ方向に各速度で移動する状態において、レーザ光照射部５２がライン状にレーザ光５１を照射して、１ライン毎に複数のＬＥＤチップ２を分離して、被転写基板保持部５５に保持された被転写基板に付勢して転写される。この際、少なくとも第２転写工程及び第1実装工程においては、真空化部が転写装置５０の真空チャンバー内を真空環境に維持する。
第２転写基板配置工程、第２転写基板回転工程、及び回路基板配置工程においては、ロボット等で構成される図示しない搬送部により各基板を配置又は回転させることができる。
なお、実施例２においては、１台の実装装置１５０によって、各工程を実行する構成としたが、必ずしもこれに限定されず、都合により適宜変更が可能である。例えば、実装装置１５０を３台並べて、第１転写工程、第２転写工程、及び第１実装工程を各実装装置１５０で実行するように構成してもよい。この場合も第２転写基板配置工程、第２転写基板回転工程、及び回路基板配置工程においては、ロボット等で構成される図示しない搬送部により各基板を配置又は回転させる構成とすればよい。
また、実施例２においては、レーザ光照射部５２を実装装置１５０に固定して設け、転写基板保持部５４、及び被転写基板保持部５５を移動させる構成としたが、必ずしもこれに限定されず、装置の都合により適宜変更が可能である。例えば、転写基板保持部５４を実装装置１５０に固定して設け、レーザ光照射部５２、及び被転写基板保持部５５を移動させる構成としてもよいし、被転写基板保持部５５を実装装置１５０に固定して設け、レーザ光照射部５２、及び転写基板保持部５４を移動させる構成としてもよい。
このように、実施例２においては、キャリア基板に第１の面を保持されたダイシング後のＬＥＤチップを回路基板に実装する実装方法であって、
前記キャリア基板から前記ＬＥＤチップを分離して第１転写基板に前記ＬＥＤチップの前記第１の面と反対側の第２の面側を転写して保持させる第１転写工程と、
前記第１転写基板に前記第２の面を保持された前記ＬＥＤチップの前記第１の面と隙間を有して対向するように第２転写基板を配置する第２転写基板配置工程と、
前記第１転写基板にライン状のレーザ光を照射して１ライン分の複数の前記ＬＥＤチップを前記第１転写基板から分離し前記第２転写基板に向かって付勢させるとともに、前記第１転写基板と前記第２転写基板とを互いに異なる速度で、前記ライン状のレーザ光に対してその直交する方向に相対移動させて、前記ＬＥＤチップの第１の面側を前記第２転写基板に転写する第２転写工程と、
前記ライン状のレーザ光に対して、前記第２転写基板をその法線を軸として９０°回転させて前記第２転写基板を配置する第２転写基板回転工程と、
前記第２転写基板に前記第１の面を保持された前記ＬＥＤチップの前記第２の面と隙間を有して対向するように前記回路基板を配置する回路基板配置工程と、
前記第２転写基板にライン状のレーザ光を照射して１ライン分の複数の前記ＬＥＤチップを前記第２転写基板から分離し前記回路基板に向かって付勢させるとともに、前記第２転写基板と前記回路基板とを互いに異なる速度で、前記ライン状のレーザ光に対してその直交する方向に相対移動させて、前記ＬＥＤチップの第２の面側を前記回路基板に転写することにより前記ＬＥＤチップのバンプと前記回路基板の電極とを接合させる第１実装工程と、を備え、
少なくとも前記第２転写工程、及び前記第１実装工程を真空環境で実行することを特徴とする実装方法により、転写時の空気抵抗の影響を排除して、高精度にＬＥＤチップを転写し実装することができるとともに、１ライン毎に複数のＬＥＤチップを転写することで高速に転写、実装することができる。
また、実施例２においては、回路基板にＬＥＤチップを実装する実装装置であって、
前記実装装置内を真空環境にする真空化部と、
前記ＬＥＤチップが配列された転写基板にライン状のレーザ光を照射するレーザ光照射部と、
前記転写基板を保持し、第１方向に移動可能な転写基板保持部と、
前記転写基板に保持された前記ＬＥＤチップと隙間を有して対向するように被転写基板又は前記回路基板を保持し、少なくとも前記第１方向に移動可能な被転写基板保持部と、
前記レーザ光照射部、前記転写基板保持部、及び前記被転写基板保持部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記転写基板と前記被転写基板又は前記回路基板とを互いに異なる速度で、前記ライン状のレーザ光に対してその直交する方向に相対移動させて、前記ライン状のレーザ光に対応した１ライン分の複数の前記ＬＥＤチップを分離、付勢して前記被転写基板又は前記回路基板に転写するように制御することを特徴とする実装装置により、転写時の空気抵抗の影響を排除して、高精度にＬＥＤチップを転写し実装することができるとともに、１ライン毎に複数のＬＥＤチップを転写することで高速に転写、実装することができる。
本発明の実施例３は、第１転写工程が実施例２と異なっている。本発明の実施例３における実装方法について図１０を参照して説明する。図１０は、本発明の実施例３における実装方法の第１転写工程を説明する図である。
実施例３における第１転写工程では、まず、第１の面がキャリア基板１に保持されたＬＥＤチップ２の第２の面を第１転写基板３表面の図示しない粘着層に貼付けて転写する。次に、キャリア基板１のＬＥＤチップ２を保持する側と反対側をグラインダ５６でバックグラインドする。つまり、キャリア基板１をＬＥＤチップ２が設けられている側と反対側から削り落として除去する。特に、赤色ＬＥＤの場合にはレーザリフトオフが適用できないため、このバックグラインドの手法を用いる。
バックグラインドの結果、ＬＥＤチップ２は第１転写基板３の転写層の粘着性により保持されて、図１０（ｂ）に示すように第１転写基板３にＬＥＤチップ２が転写、保持された構成となる。実施例３における第１転写工程は、実装装置１５０にグラインダ５６を設けて実行してもよいし、実装装置１５０の前工程にグラインダ５６を設けたバックグライド装置を配置して実行してもよい。
このように実施例３においては、レーザリフトオフの手法が用いられない場合に、バックグラインドの手法で、第１転写工程を実行することができる。
本発明の実施例４は、第２転写基板回転工程より後の工程が実施例２とは異なっている。実施例４について、図１１〜図１６を参照して説明する。図１１は、本発明の実施例４における実装方法の第３転写工程の始まりを説明する図である。図１２は、本発明の実施例４における実装方法の第３転写工程の途中を説明する図である。図１３は、本発明の実施例４おける実装方法の第３転写工程の最後を説明する図である。図１４は、本発明の実施例４における実装方法によるリペアを説明する図である。図１５は、本発明の実施例４における実装方法の第４転写工程及び第２実装工程を説明する図である。図１６は、本発明の実施例４における実装方法のリペア時のＬＥＤチップ転写を説明する図である。
実施例４は、主に、リペアを必要とする場合に実行される。つまり、第２転写基板回転工程の後に、第３転写基板配置工程、第３転写工程、リペア工程、第４転写基板配置工程、第４転写工程、回路基板配置工程、及び第２実装工程を順次実行する。
第２転写基板回転工程の後に、まず第３転写基板配置工程を実行する。第３転写基板配置工程では、第１の面が第２転写基板４に保持されたＬＥＤチップ２の第２の面に隙間を有して対向するように第３転写基板１０５を配置する（図１１参照）。このとき、実施例４においては、保持したＬＥＤチップ２を下に向けて第２転写基板４を上側に配置し、第３転写基板１０５を下側に配置する。第３転写基板配置工程は、真空環境で実行してもよいし、真空環境でなくてもよい。
次に、第３転写工程を真空環境にて実行する。図１１に示すように、第２転写基板４をＸ方向に第３の速度で移動させ、また、第３転写基板１０５をＸ方向に第３の速度より速い第４の速度で移動させる。さらに移動中の第２転写基板４にレーザ光５１をライン状に照射し転写層の粘着力を低減させて、第２転写基板４からＹ方向における１ライン毎に複数のＬＥＤチップ２を分離して、転写層を分解したことによる付勢力により第３転写基板１０５に向かってＬＥＤチップ２を付勢させて第２の面側を転写する。第３転写基板１０５には、図示しない転写層が設けられていて、転写層は付勢されてきたＬＥＤチップ２のもつ熱により固化して保持される。転写されたＬＥＤチップ２は第２の面側が第３転写基板１０５に転写されることでＬＥＤチップ２のバンプは第３転写基板１０５側に向いている。
第２転写基板４をＸ方向に第３の速度で移動させ、第３転写基板１０５をＸ方向に第３の速度より速い第４の速度で移動させながら、第２転写基板４のＹ方向にライン状にレーザ光５１を照射して１ライン毎に複数のＬＥＤチップ２を分離、転写させることで、第２転写基板回転工程で９０°回転した第２転写基板４に第２のピッチでＸ方向、第３のピッチでＹ方向に配列されていたＬＥＤチップ２を、第３転写基板１０５に第２のピッチより広い第４のピッチでＸ方向、第３のピッチでＹ方向に配列して転写することができる。この第３のピッチ及び第４のピッチは、ディスプレイを構成する回路基板におけるＬＥＤチップのピッチとすることができる。
第２転写基板４と第３転写基板１０５とがそれぞれＸ方向に移動しながらＬＥＤチップ２を転写していく様子を図１１〜図１３に示す。図１１は、第３転写工程の始まりの様子を示し、図１２は、第３転写工程の途中の様子を示し、図１３は、第３転写工程の最後の様子を示している。
また、第３転写工程は、上述したように真空環境で実行される。真空環境で第３転写工程を実行することで、第２転写基板４から分離し付勢されるＬＥＤチップ２が空気抵抗を受けて、第３転写基板１０５に位置ずれして転写されることを防止できる。また、位置ずれをより防止するために、第２転写基板４と第３転写基板１０５との隙間は、できるだけ狭くすることが望ましく、実施例４においては、ＬＥＤチップ２の高さにわずかなクリアランスを加えた距離に設定している。
第３転写工程を実行することにより、前述したように、第３転写基板１０５に第２のピッチより広い第４のピッチでＸ方向、第１のピッチより広い第３のピッチでＹ方向にＬＥＤチップ２が配列される。第３転写基板１０５又は第２転写基板４をＹ方向に第１のピッチ分、つまり、少なくともＬＥＤチップの当該方向（Ｙ方向）における長さ分だけ移動させて第３転写工程を再度実行することにより、Ｙ方向に２種類目のＬＥＤチップ２をライン状に配列することができる。すなわち、第３転写工程において第３転写基板１０５に既に転写済のライン状のレーザ光の長手方向におけるＬＥＤチップ間に新たなＬＥＤチップ２を配置するように、第３転写工程を再度実行することにより、Ｙ方向に２種類目のＬＥＤチップ２をライン状に配列することができる。さらに、同様に３回目の第３転写工程を実行することにより、Ｙ方向に３種類目のＬＥＤチップ２を１ラインに配列することができる。
ここで、第３のピッチを第１のピッチの３倍になるように、前述の第２転写工程における第１の速度及び第２の速度を設定しておけば、この３種類のＬＥＤチップ２を配列することにより、Ｙ方向にほぼ隙間のない配列とすることができる。そして、１種類目のＬＥＤチップ２を赤のＬＥＤチップ２（Ｒ）とし、２種類目のＬＥＤチップ２を緑のＬＥＤチップ２（Ｇ）とし、３種類目のＬＥＤチップ２を青のＬＥＤチップ２（Ｂ）とすれば、赤、緑、青の各ＬＥＤチップ２を隙間なく配列させることができる（図１４参照）。
ここで、第２転写基板４又は第３転写基板１０５をＹ方向に第１のピッチ分ずつずらして第３転写工程を再度実行することにより、第２転写基板４に保持されているＬＥＤチップ２が第３転写基板１０５に既に転写済のＬＥＤチップ２を乗り越えずに脇を通って２種類目のＬＥＤチップ２を第３転写基板１０５に転写することができる。このため、第２転写基板４と第３転写基板１０５との隙間をＬＥＤチップ２の高さにわずかなクリアランスを加えた隙間に設定することができ、ＬＥＤチップ２の落下時の位置ずれを防止して高精度に安定して転写することができる。
それでも転写等に失敗して、第３転写基板１０５に転写した際に、図１４に示すようにＬＥＤチップ２の脱落１２１や位置ずれが発生する場合がある。そういう場合には、リペア工程を実行する。リペア工程は、図１６に示すように、キャリア基板１又は第２転写基板４と第３転写基板とを隙間を有して対向させ、真空環境でレーザ光をキャリア基板１又は第２転写基板４に照射して１個ずつＬＥＤチップ２を第３転写基板１０５に転写してリペアする。もちろん、位置ずれしたＬＥＤチップ２が第３転写基板１０５上にある場合は、事前にヘッド等により除去しておく。
このように、第３転写基板１０５においては、転写層にＬＥＤチップ２が保持されているだけであるから、位置ずれのＬＥＤチップ２を除去しやすい。例えば、実施例２のように回路基板５に実装したＬＥＤチップ２は除去することが困難であるが、実施例４における第3転写基板１０５上のＬＥＤチップ２は除去しやすくリペア工程の実行に適している。
次に、リペア後の第３転写基板１０５に第２の面を保持されたＬＥＤチップ２の第１の面に隙間を有して対向するように第４転写基板１０６を配置する第４転写基板配置工程を実行する（図１５（ａ）参照）。このとき、実施例４においては、保持したＬＥＤチップ２を下に向けて第３転写基板１０５を上側に配置し、第４転写基板１０６を下側に配置する。第４転写基板配置工程は真空環境で実行しても真空環境でなくてもよい。
次に、第３転写基板１０５にライン状のレーザ光を照射することにより第３転写基板１０５からＬＥＤチップ２を分離して第４転写基板１０６に向かってＬＥＤチップ２を付勢させ、ＬＥＤチップ２の第１の面側を第４転写基板１０６に転写させる第４転写工程を実行する（図１５（ａ）参照）。転写されたＬＥＤチップ２は第１の面側が第４転写基板１０６に転写されることでＬＥＤチップ２のバンプは第４転写基板１０６と反対側、つまり外側を向いている。この第４転写工程は、真空環境で実行する。
なお、実施例４においては、第４転写工程を真空環境で実行するように構成したが、必ずしもこれに限定されず、適宜変更可能である。例えば、第３転写基板１０５に保持されたＬＥＤチップ２の第１の面側を第４転写基板１０６に接触させた状態で第４転写工程を実行する場合は、付勢時の空気抵抗の影響を受けないので、真空環境ではなく大気圧で実行してもよい。
第４転写工程では、Ｘ方向に第４のピッチ、Ｙ方向に第１のピッチでＲＧＢの各ＬＥＤチップ２が配列されたまま、ライン状のレーザ光照射により１列毎に複数のＬＥＤチップ２を第４転写基板１０６に転写する。
次に、第４転写基板１０６に保持されたＬＥＤチップ２の第２の面に隙間を有して対向するように回路基板１０７を配置する回路基板配置工程を実行する（図１５（ｂ）参照）。このとき、実施例４においては、保持したＬＥＤチップ２を下に向けて第４転写基板１０６を上側に配置し、回路基板１０７を下側に配置する。回路基板配置工程は真空環境で実行してもよいし真空環境でなくてもよい。
次に、真空環境にて第２実装工程を実行する（図１５（ｂ）参照）。第２実装工程では、第４転写基板１０６にライン状のレーザ光を照射することにより第４転写基板１０６からＬＥＤチップ２を分離して回路基板１０７に向かってＬＥＤチップ２を付勢させ、ＬＥＤチップ２の第２の面側を回路基板１０７に転写させ、ＬＥＤチップ２の第２の面に備えたバンプと回路基板１０７とを接触させて実装する。この後、回路基板１０７に保持されたＬＥＤチップ２をヘッド等によって加圧し加熱することにより、確実にＬＥＤチップ２のバンプと回路基板１０７の電極とを接合するように実装してもよい。
なお、実施例４においては、第２実装工程を真空環境で実行するように構成したが、必ずしもこれに限定されず、適宜変更可能である。例えば、第４転写基板１０６に保持されたＬＥＤチップ２の第２の面側を回路基板１０７に接触させた状態で第２実装工程を実行する場合は、付勢時の空気抵抗の影響を受けないので、真空環境ではなく大気圧で実行してもよい。
このように、実施例４においては、抜けや位置ずれのあったＬＥＤチップ２のリペアを転写基板上で実行することができ、安定した実装をすることができる。
実施例５は、転写基板に保持されたＬＥＤチップを回路基板に熱圧着した後に当該転写基板を撤去する点で、実施例１〜４と異なっている。本発明の実施例５における実装方法について、図１７〜図２２を参照して説明する。図１７は、本発明の実施例５における実装方法の第１Ａ転写工程を説明する図である。図１８は、本発明の実施例５における実装方法の第１Ｂ転写工程を説明する図である。図１９は、本発明の実施例５における実装方法の第２転写工程を説明する図である。図２０は、本発明の実施例５における実装方法の第３転写工程を説明する図である。図２１は、本発明の実施例５における実装方法の熱圧着工程を説明する図である。図２２は、本発明の実施例５における実装方法の第３転写基板撤去工程を説明する図である。
（実装方法）
まず、第１Ａ転写工程を実行して、キャリア基板１からＬＥＤチップ２を分離して第１Ａ転写基板２０３にＬＥＤチップ２の第２の面側を転写し保持させる。実施例５においては、キャリア基板１にライン状にエキシマレーザからなるレーザ光５１を照射し、キャリア基板１又はライン状のレーザ光５１のいずれかをＸ方向に相対移動させてキャリア基板１全体にレーザ光を照射する。そして、サファイヤからなるキャリア基板１におけるＧａＮ層の一部をＧａとＮに分解させて、ＬＥＤチップ２を分離し第１Ａ転写基板２０３に向かって付勢させるものである。この手法はレーザリフトオフと呼ばれ、分離したＬＥＤチップ２は、ＧａＮが分解されるときにＮ（窒素）が発生することにより付勢され第１Ａ転写基板２０３に転写される。
図１７（ａ）では、ＬＥＤチップ２と第１Ａ転写基板２０３との間に隙間を設けてレーザ光５１を照射しているが、必ずしもこの隙間は必要ではなく、ＬＥＤチップ２と第１Ａ転写基板２０３とが接した状態でレーザ光５１を照射するように構成してもよい。この隙間を設けないことで、ＬＥＤチップ２が空気抵抗を受けて付勢されたために位置ずれが起こることを防止することができる。また、この第１Ａ転写工程は、真空環境で実行してもよい。真空環境で実行することにより、上述の隙間を設けてもＬＥＤチップ２が付勢されるときに空気抵抗を受けず位置ずれを防止できる。
第１Ａ転写基板２０３の表面には、予め図示しない転写層が設けられており、転写されたＬＥＤチップ２は、この転写層により保持されて、図１７（ｂ）に示すように第１Ａ転写基板２０３にＬＥＤチップ２が保持された構成となる。ここで、転写層とは、常温では粘着性があり、熱又は紫外線により固化し、レーザ光を照射することにより分解されてガスを発生する特性を有するものである。つまり、粘着性を有した第１Ａ転写基板２０３の転写層に向かってＬＥＤチップ２が付勢され、着弾した後、ＬＥＤチップ２のもつ熱によって第１Ａ転写基板２０３の転写層が固化されてＬＥＤチップ２が保持される。ＬＥＤチップ２のもつ熱が低ければ、ＬＥＤチップ２が着弾した後転写層を加熱してもよい。この時点でＬＥＤチップ２の第２の面におけるバンプは第１Ａ転写基板２０３と接している。
次に、第１Ｂ転写工程を実行する。図１８に示すように、第１Ａ転写基板２０３をＬＥＤチップ２の第1面が第１Ｂ転写基板２１３と対向するように配置する。そして、第１Ａ転写基板２０３からＬＥＤチップ２を分離して第１Ｂ転写基板２１３にＬＥＤチップ２の第１の面側を転写し保持させる。実施例５においては、第１Ａ転写基板２０３にライン状にエキシマレーザからなるレーザ光５１を照射し、第１Ａ転写基板２０３又はライン状のレーザ光５１のいずれかをＸ方向に相対移動させて第１Ａ転写基板２０３全体にレーザ光を照射する。そして、転写層の粘着力を低減させてＬＥＤチップ２を分離し第１Ｂ転写基板２１３に向かって付勢させ、ＬＥＤチップ２の第１の面側が第１Ｂ転写基板２１３に転写される。また、この第１Ｂ転写工程は、真空環境で実行してもよい。真空環境で実行することにより、上述の隙間を設けてもＬＥＤチップ２が付勢されるときに空気抵抗を受けず位置ずれを防止できる。この時点でＬＥＤチップ２の第１の面は第１Ｂ転写基板２１３と接している。
次に、第２転写基板配置工程を実行する。つまり、第１Ｂ転写基板２１３に第１の面を保持されたＬＥＤチップ２の第２の面と隙間を有して対向するように第２転写基板４を配置する。このとき実施例５においては、保持しているＬＥＤチップ２を下に向けて第１Ｂ転写基板２１３を上側に配置し、第２転写基板４を第１Ｂ転写基板２１３の下側に配置する（図１９参照）。第２転写基板配置工程は、真空環境で実行してもよいし、必ずしも真空環境でなくてもよい。
続いて第２転写工程を真空環境で実行する。つまり、第１Ｂ転写基板２１３をＸ方向に第１の速度で移動させ、また、第２転写基板４をＸ方向に第１の速度より速い第２の速度で移動させる。さらに移動中の第１Ｂ転写基板２１３にレーザ光５１をＹ方向に沿ってライン状に照射し転写層の粘着力を低減させて、第１Ｂ転写基板２１３からＹ方向における１ライン毎に複数のＬＥＤチップ２を分離する。この際、第１Ｂ転写工程と同様に分離したＬＥＤチップ２は第２転写基板４に向かって付勢され、ＬＥＤチップ２の第２の面側が転写される。
ここで、図１９に示すように、第１Ｂ転写基板２１３をＸ方向に第１の速度で移動させ、第２転写基板４をＸ方向に第１の速度より速い第２の速度で移動させながら、第１Ｂ転写基板２１３のＹ方向に沿ってライン状にレーザ光５１を照射して１ライン毎に複数のＬＥＤチップ２を分離、第２転写基板４に向かって付勢させることで、第１Ｂ転写基板２１３に第１のピッチでＸ方向、第２のピッチでＹ方向に配列されていたＬＥＤチップ２を第２転写基板４に第１のピッチより広い第３のピッチでＸ方向、第２のピッチでＹ方向に配列して転写することができる。この第３のピッチは、ディスプレイを構成する回路基板におけるＬＥＤチップのピッチとすることができる。転写されたＬＥＤチップ２は第２の面側が第２転写基板４に転写されることでＬＥＤチップ２のバンプは第２転写基板４側を向いている。
第２転写工程を真空環境で実行することで、第１Ｂ転写基板２１３から分離し付勢されるＬＥＤチップ２が空気抵抗を受け位置ずれして第２転写基板４に転写されることを防止できる。さらに、位置ずれを防止するために、第１Ｂ転写基板２１３と第２転写基板４との隙間は、できるだけ狭くすることが望ましく、実施例２においては、ＬＥＤチップ２の高さにわずかなクリアランスを加えた距離に設定している。
なお、実施例５においては、ＬＥＤチップ２の転写時に、第１Ｂ転写基板２１３及び第２転写基板４を共にＸ方向に移動させるように構成したが、必ずしもこれに限定されず、装置の都合により適宜変更可能である。例えば、ライン状のレーザ光５１をＸ方向に沿って照射し、第１Ｂ転写基板２１３及び第２転写基板４をＹ方向に移動させるように構成してもよい。また、ライン状のレーザ光５１をＹ方向に沿って照射し、第１Ｂ転写基板２１３をＸ方向、第２転写基板４を−Ｘ方向というように、互いに逆方向に移動させるように構成してもよい。すなわち、第１Ｂ転写基板２１３と第２転写基板４とを互いに異なる速度で、ライン状のレーザ光５１に対してその直交する方向に相対移動させるように構成すればよい。これによって、第１Ｂ転写基板２１３に保持されていたＬＥＤチップ２を異なるピッチで第２転写基板４に転写することができる。
また、実施例５においては、第１Ｂ転写基板２１３を上側に配置し、第２転写基板４を下側に配置するようにしたが、必ずしもこれに限定されず、配置の都合で適宜変更が可能である。例えば、第１Ｂ転写基板２１３を第１Ｂ転写工程のまま下側に配置し、第２転写基板４を上側に配置し、下側の第１Ｂ転写基板２１３から上側の第２転写基板４に向かってＬＥＤチップ２を付勢して転写してもよい。また、第１Ｂ転写基板２１３と第２転写基板４とを隙間を有して対向させてＺ方向に沿って立てた状態で第２転写工程を実行してもよい。
次に、第２転写基板４をその法線を軸として９０°回転させるとともにＬＥＤチップ保持側を下向けにして上側に配置する第２転写基板回転工程を実行する。ここで、第２転写基板４をその法線を軸として９０°回転させるとは、つまり、ライン状のレーザ光の長手方向に対して第２転写基板４の向きを９０°回転させることをいう。第２転写基板回転工程は、真空環境で実行してもよいし、真空環境でなくてもよい。第２転写基板回転工程を実行することにより、Ｘ方向に横長配置だった第２転写基板４は、図２０に示すように、第２転写基板４は９０°回転し縦長配置となる。
続いて、第３転写基板配置工程を実行する。つまり、第２転写基板４に第２の面を保持されたＬＥＤチップ２の第１の面と隙間を有して対向するように第３転写基板２０６を配置する。実施例５においては、保持したＬＥＤチップ２が下を向くように第２転写基板４を上側に、第３転写基板２０６を下側に配置する（図２０参照）。この第３転写基板配置工程も真空環境で実行してもよいが、必ずしも真空環境でなくてもよい。
次に、第３転写工程を真空環境で実行する。つまり、第２転写基板４をＸ方向に第３の速度で移動させ、また、第３転写基板２０６をＸ方向に第３の速度より速い第４の速度で移動させる。さらに移動中の第２転写基板４にレーザ光５１をＹ方向に沿ってライン状に照射し転写層を分解させて第２転写基板４からＹ方向における１ライン毎に複数のＬＥＤチップ２を分離し、第３転写基板２０６に向かって付勢させる。そして、ＬＥＤチップ２の第１の面側を第３転写基板２０６に転写させる。このとき、ＬＥＤチップ２の第２の面におけるバンプは第３転写基板２０６側とは反対側の外側を向いている。
ここで、図２０に示すように、第２転写基板４をＸ方向に第３の速度で移動させ、回路基板５をＸ方向に第３の速度より速い第４の速度で移動させながら、第２転写基板４のＹ方向にライン状にレーザ光５１を照射して１ライン毎に複数のＬＥＤチップ２を分離、付勢させることで、第２転写基板回転工程で９０°回転済の第２転写基板４に第２のピッチでＸ方向、第３のピッチでＹ方向に配列されていたＬＥＤチップ２を、第３転写基板２０６に第２のピッチより広い第４のピッチでＸ方向、第３のピッチでＹ方向に配列して転写することができる。この第３のピッチ及び第４のピッチは、ディスプレイを構成する回路基板におけるＬＥＤチップのピッチとすることができる。
なお、実施例５においては、第２転写基板回転工程を実行して図２０に示すように、第２転写基板４を縦長配置、第３転写基板２０６を横長配置にして第３転写工程を実行するように構成したが、必ずしもこれに限定されず、装置等の都合により適宜変更が可能である。例えば、第２転写基板回転工程を実行せず、第２転写基板４を横長配置のままで、ライン状のレーザ光の長手方向を９０°回転させるとともに、第３転写基板２０６を縦長配置として第３転写基板配置工程及び第３転写工程を実行するように構成してもよい。つまり、ライン状のレーザ光の長手方向に対して第２転写基板４の向きを９０°回転すればよい。
また、第３転写工程は、上述したように真空環境で実行される。真空環境で第３転写工程を実行することで、第２転写基板４から分離し付勢されるＬＥＤチップ２が空気抵抗を受け位置ずれして第３転写基板２０６に転写されることを防止できる。また、位置ずれをより防止するために、第２転写基板４と第３転写基板２０６との隙間は、できるだけ狭くすることが望ましく、実施例５においては、ＬＥＤチップ２の高さにわずかなクリアランスを加えた距離に設定している。
第３転写基板２０６の表面には、図示しない転写層が設けられている。第２転写基板４から分離したＬＥＤチップ２は付勢力で第３転写基板２０６の表面に設けられた転写層に転写される。ここで、上述したように転写層とは、常温では粘着性があり、熱又は紫外線により固化し、レーザ光を照射することにより分解されてガスを発生する特性を有するものである。つまり、レーザ光により第２転写基板４の転写層が分解されてガスが発生し付勢力が発生して、粘着性を有した第３転写基板２０６の転写層に向かってＬＥＤチップ２が付勢され、着弾した後、第３転写基板２０６の転写層がＬＥＤチップ２のもつ熱によって固化されて保持される。なお、ＬＥＤチップ２のもつ熱が低ければ、ＬＥＤチップ２が着弾した後転写層を加熱してもよい。
次に、熱圧着工程を実行して第３転写基板２０６に第１の面側を保持されたＬＥＤチップ２の第２の面側を回路基板２０５に接合する。すなわち、図２１に示すように、回路基板２０５を被転写基板保持部５５に位置決めして固定し、この回路基板２０５の電極に対向するように第３転写基板２０６に第１面側を保持されたＬＥＤチップ２の第２面側におけるバンプを位置決めして重ねる。そして、熱圧着ヘッド２６２で第３転写基板２０６のＬＥＤチップ２保持側と反対側から加熱しながら第３転写基板２０６、ＬＥＤチップ２、及び回路基板２０５を押圧するとともに、被転写基板保持部５５を加熱する。このとき、熱圧着ヘッド２６２と被転写基板保持部５５の加熱温度は、熱膨張や熱収縮の影響により実装位置にずれが生じさせないために同じ温度となるように制御する。この温度は、およそ１５０℃程度が望ましい。そして、ＬＥＤチップ２の第２の面におけるバンプは回路基板２０５側を向いており、その結果、回路基板２０５の電極に接合されることとなる。
最後に、第３転写基板撤去工程を実行して、ＬＥＤチップ２から第３転写基板２０６を撤去して実装を完了する。すなわち、図２２に示すように、第３転写基板２０６にライン状にエキシマレーザからなるレーザ光５１を照射し、第３転写基板２０６及び回路基板２０５、又はライン状のレーザ光５１のいずれかをＸ方向に相対移動させて第３転写基板２０６全体にレーザ光を照射する。そして、転写層の粘着力を低減させて第３転写基板２０６を撤去する。この撤去に際しては、熱圧着ヘッド２６２によって第３転写基板２０６を吸着して撤去することができる。そして、ＬＥＤチップ２の第２の面におけるバンプは回路基板２０５に確実に接合されており、実装が完了する。
これにより、ＬＥＤチップ２を任意のピッチで回路基板２０５に実装することができる。特に、実施例５においては、熱圧着工程でＬＥＤチップ２を回路基板２０５に接合してから、ＬＥＤチップ２を保持している第３転写基板２０６を撤去することにより、ＬＥＤチップ２の位置ずれを防止することができ、高精度な実装を実現できる。
なお、実施例５においては、第３転写基板２０６にレーザ光５１を照射して、転写層の粘着力を低減させて第３転写基板２０６を撤去するようにしたが、必ずしもこれに限定されず適宜変更が可能である。例えば、第３転写基板２０６の転写層として加熱によって粘着力が低減するものを採用し、熱圧着工程において、熱圧着ヘッド２６２が第３転写基板２０６を加熱した際に、この加熱によって第３転写基板２０６の転写層の粘着力を低減させ、第３転写基板撤去工程においては、単に熱圧着ヘッド２６２によって第３転写基板２０６を吸着して撤去するように構成してもよい。この場合は、熱圧着工程までは、第３転写基板２０６を加熱しないようにする。
第３転写工程、熱圧着工程、及び第３転写基板撤去工程を実行することにより、前述したように、回路基板２０５に第２のピッチより広い第４のピッチでＸ方向、第１のピッチより広い第３のピッチでＹ方向にＬＥＤチップ２が配列される。回路基板２０５又は第２転写基板４をＹ方向に第１のピッチ分、つまり、少なくともＹ方向におけるＬＥＤチップ２の長さ分の距離ずらして、第３転写工程、熱圧着工程、及び第３転写基板撤去工程を再度実行することにより、Ｙ方向に２種類目のＬＥＤチップ２をライン状に配列することができる。すなわち、回路基板２０５に既に転写済のライン状のレーザ光の長手方向におけるＬＥＤチップ間に新たなＬＥＤチップを配置するように、第３転写工程、熱圧着工程、及び第３転写基板撤去工程を再度実行することにより、Ｙ方向に２種類目のＬＥＤチップ２をライン状に配列することができる。さらに、同様に３回目の第３転写工程、熱圧着工程、及び第３転写基板撤去工程を実行することにより、Ｙ方向に３種類目のＬＥＤチップ２を１ラインに配列することができる。
ここで、第３のピッチを第１のピッチの３倍になるように、前述の第２転写工程における第１の速度及び第２の速度を設定しておけば、３種類のＬＥＤチップ２を配列することにより、Ｙ方向にほぼ隙間のない配列とすることができる。そして、１種類目のＬＥＤチップ２を赤のＬＥＤチップ２（Ｒ）とし、２種類目のＬＥＤチップ２を緑のＬＥＤチップ２（Ｇ）とし、３種類目のＬＥＤチップ２を青のＬＥＤチップ２（Ｂ）とすれば、赤、緑、青の各ＬＥＤチップ２を隙間なく配列させることができる。
（実装装置）
本発明の実施例５における実装装置２５０は、図９を用いて説明した実装装置１５０と同様の構成を備えているが、上述した熱圧着工程及び第３転写基板撤去工程を実行するために被転写基板保持部５５は加熱機構を有している点、及びＬＥＤチップを加圧、加熱することが可能な熱圧着ヘッド２６２（図２１参照）を備えている点で、実装装置１５０と異なっている。そして、実施例５においては、第１Ａ転写工程から第３転写基板撤去工程までの各工程を１台の実装装置２５０により実行することができる。
前述した熱圧着工程においては、熱圧着ヘッド２６２の温度と被転写基板保持部５５の温度とを同じ加熱温度にするように図示しない制御部が制御して、第３転写基板２０６が保持したままＬＥＤチップ２と回路基板２０５と押圧する。加熱温度はおよそ１５０℃が望ましい。また、第３転写基板撤去工程においては、レーザ光５１を第３転写基板２０６全面に照射して転写層の粘着力を低減させた後、熱圧着ヘッド２６２が第３転写基板２０６を吸着してＬＥＤチップ２から分離して撤去する。
なお、実施例５においては、１台の実装装置１５０によって、各工程を実行する構成としたが、必ずしもこれに限定されず、都合により適宜変更が可能である。例えば、実装装置２５０を３台並べて、第１Ａ転写工程、第１Ｂ転写工程、第２転写工程、第３転写工程、及び熱転写工程・第３転写基板撤去工程を各実装装置２５０で実行するように構成してもよい。この場合、各実装装置２５０間は、ロボット等で構成される図示しない搬送部により各基板を配置又は回転させる構成とすればよい。また、熱転写工程・第３転写基板撤去工程のみを別の実装装置２５０で実行するように構成してもよい
このように、実施例５においては、キャリア基板に第１の面を保持されたダイシング後のＬＥＤチップを回路基板に実装する実装方法であって、
前記キャリア基板から前記ＬＥＤチップを分離して第１Ａ転写基板に前記ＬＥＤチップの前記第１の面と反対側の第２の面側を転写して保持させる第１Ａ転写工程と、
前記第１Ａ転写基板から前記ＬＥＤチップを分離して第１Ｂ転写基板に前記ＬＥＤチップの前記第１の面側を転写して保持させる第１Ｂ転写工程と、
前記第１Ｂ転写基板に前記第１の面を保持された前記ＬＥＤチップの前記第２の面と隙間を有して対向するように第２転写基板を配置する第２転写基板配置工程と、
前記第１Ｂ転写基板にライン状のレーザ光を照射して１ライン分の複数の前記ＬＥＤチップを前記第１Ｂ転写基板から分離し前記第２転写基板に向かって付勢させるとともに、前記第１Ｂ転写基板と前記第２転写基板とを互いに異なる速度で、前記ライン状のレーザ光に対してその直交する方向に相対移動させて、前記ＬＥＤチップの第２の面側を前記第２転写基板に転写する第２転写工程と、
前記ライン状のレーザ光に対して、前記第２転写基板をその法線を軸として９０°回転させて前記第２転写基板を配置する第２転写基板回転工程と、
前記第２転写基板に前記第２の面を保持された前記ＬＥＤチップの前記第１の面と隙間を有して対向するように第３転写基板を配置する第３転写基板配置工程と、
前記第２転写基板にライン状のレーザ光を照射して１ライン分の複数の前記ＬＥＤチップを前記第２転写基板から分離し前記第３転写基板に向かって付勢させるとともに、前記第２転写基板と前記第３転写基板とを互いに異なる速度で、前記ライン状のレーザ光に対してその直交する方向に相対移動させて、前記ＬＥＤチップの第１の面側を前記第３転写基板に転写する第３転写工程と、
前記第３転写基板に前記第１の面を保持された前記ＬＥＤチップの第２の面におけるバンプを回路基板の電極に対向させて熱圧着する熱圧着工程と、
前記ＬＥＤチップの前記第１の面を前記第３転写基板から分離して前記第３転写基板を撤去する第３転写基板撤去工程と、を備え、
少なくとも前記第２転写工程、及び前記第３転写工程を真空環境で実行することを特徴とする実装方法により、転写時の空気抵抗の影響を排除して、高精度にＬＥＤチップを転写し実装することができる。また、熱圧着工程を実施することによりＬＥＤチップを回路基板に確実に接合でき、高精度な実装を実現できる。
また、実施例５においては、前記被転写基板保持部に保持された前記回路基板に前記ＬＥＤチップを熱圧着する熱圧着ヘッドを備えるとともに、前記被転写基板保持部は保持した前記被転写基板又は前記回路基板を加熱する加熱機構を備え、
前記制御部は、前記熱圧着ヘッドと前記被転写基板保持部とを同じ温度になるように加熱して前記ＬＥＤチップを前記回路基板に熱圧着するように制御するように実装装置を構成したことにより、熱膨張や熱収縮の影響により実装位置にずれを生じさせることなく、高精度な実装を実現できる。
本発明における転写方法、実装方法、転写装置、及び実装装置は、転写時の空気抵抗の影響を排除して、高精度にＬＥＤチップを転写、実装する分野に広く用いることができる。
１：キャリア基板 ２：ＬＥＤチップ ３：第１転写基板 ４：第２転写基板５：回路基板 ５０：転写装置 ５１：レーザ光 ５２：レーザ光射部
５３：カメラ ５４：転写基板保持部 ５５：被転写基板保持部
５６：グラインダ １０５：第３転写基板 １０６：第４転写基板
１０７：回路基板 １２１：脱落 １５０：実装装置
２０３：第１A転写基板 ２０５：回路基板 ２０６：第３転写基板
２１３：第１B転写基板 ２６２：熱圧着ヘッド

Claims (7)

  1. 転写基板に一方の面を保持されたＬＥＤチップを被転写基板に転写する転写方法であって、
    前記ＬＥＤチップの前記一方の面の反対側の面に隙間を有して対向するように前記被転写基板を配置する被転写基板配置工程と、
    前記転写基板にレーザ光を照射することにより、前記ＬＥＤチップを前記転写基板から分離するとともに前記被転写基板に向かって付勢させて前記被転写基板に転写する転写工程と、を備え、
    少なくとも前記転写工程を真空環境で実行することを特徴とする転写方法。
  2. キャリア基板に第１の面を保持されたダイシング後のＬＥＤチップを回路基板に実装する実装方法であって、
    前記キャリア基板から前記ＬＥＤチップを分離して第１転写基板に前記ＬＥＤチップの前記第１の面と反対側の第２の面側を転写して保持させる第１転写工程と、
    前記第１転写基板に前記第２の面を保持された前記ＬＥＤチップの前記第１の面と隙間を有して対向するように第２転写基板を配置する第２転写基板配置工程と、
    前記第１転写基板にライン状のレーザ光を照射して１ライン分の複数の前記ＬＥＤチップを前記第１転写基板から分離し前記第２転写基板に向かって付勢させるとともに、前記第１転写基板と前記第２転写基板とを互いに異なる速度で、前記ライン状のレーザ光に対してその直交する方向に相対移動させて、前記ＬＥＤチップの第１の面側を前記第２転写基板に転写する第２転写工程と、
    前記ライン状のレーザ光に対して、前記第２転写基板をその法線を軸として９０°回転させて前記第２転写基板を配置する第２転写基板回転工程と、
    前記第２転写基板に前記第１の面を保持された前記ＬＥＤチップの前記第２の面と隙間を有して対向するように前記回路基板を配置する回路基板配置工程と、
    前記第２転写基板にライン状のレーザ光を照射して１ライン分の複数の前記ＬＥＤチップを前記第２転写基板から分離し前記回路基板に向かって付勢させるとともに、前記第２転写基板と前記回路基板とを互いに異なる速度で、前記ライン状のレーザ光に対してその直交する方向に相対移動させて、前記ＬＥＤチップの第２の面側を前記回路基板に転写することにより前記ＬＥＤチップのバンプと前記回路基板の電極とを接合させる第１実装工程と、を備え、
    少なくとも前記第２転写工程、及び前記第１実装工程を真空環境で実行することを特徴とする実装方法。
  3. 前記第１実装工程において前記回路基板に既に転写済の前記ライン状のレーザ光の長手方向におけるＬＥＤチップ間に新たなＬＥＤチップを配置するように、前記第１実装工程を再度実行することを特徴とする請求項２に記載の実装方法。
  4. キャリア基板に第１の面を保持されたダイシング後のＬＥＤチップを回路基板に実装する実装方法であって、
    前記キャリア基板から前記ＬＥＤチップを分離して第１Ａ転写基板に前記ＬＥＤチップの前記第１の面と反対側の第２の面側を転写して保持させる第１Ａ転写工程と、
    前記第１Ａ転写基板から前記ＬＥＤチップを分離して第１Ｂ転写基板に前記ＬＥＤチップの前記第１の面側を転写して保持させる第１Ｂ転写工程と、
    前記第１Ｂ転写基板に前記第１の面を保持された前記ＬＥＤチップの前記第２の面と隙間を有して対向するように第２転写基板を配置する第２転写基板配置工程と、
    前記第１Ｂ転写基板にライン状のレーザ光を照射して１ライン分の複数の前記ＬＥＤチップを前記第１Ｂ転写基板から分離し前記第２転写基板に向かって付勢させるとともに、前記第１Ｂ転写基板と前記第２転写基板とを互いに異なる速度で、前記ライン状のレーザ光に対してその直交する方向に相対移動させて、前記ＬＥＤチップの第２の面側を前記第２転写基板に転写する第２転写工程と、
    前記ライン状のレーザ光に対して、前記第２転写基板をその法線を軸として９０°回転させて前記第２転写基板を配置する第２転写基板回転工程と、
    前記第２転写基板に前記第２の面を保持された前記ＬＥＤチップの前記第１の面と隙間を有して対向するように第３転写基板を配置する第３転写基板配置工程と、
    前記第２転写基板にライン状のレーザ光を照射して１ライン分の複数の前記ＬＥＤチップを前記第２転写基板から分離し前記第３転写基板に向かって付勢させるとともに、前記第２転写基板と前記第３転写基板とを互いに異なる速度で、前記ライン状のレーザ光に対してその直交する方向に相対移動させて、前記ＬＥＤチップの第１の面側を前記第３転写基板に転写する第３転写工程と、
    前記第３転写基板に前記第１の面を保持された前記ＬＥＤチップの第２の面におけるバンプを回路基板の電極に対向させて熱圧着する熱圧着工程と、
    前記ＬＥＤチップの前記第１の面を前記第３転写基板から分離して前記第３転写基板を撤去する第３転写基板撤去工程と、を備え、
    少なくとも前記第２転写工程、及び前記第３転写工程を真空環境で実行することを特徴とする実装方法。
  5. 転写基板に保持されたＬＥＤチップを被転写基板に転写させる転写装置であって、
    前記転写装置内を真空環境にする真空化部と、
    前記転写基板にレーザ光を照射するレーザ光照射部と、
    前記転写基板を保持し、第１方向に移動可能な転写基板保持部と、
    前記転写基板に保持された前記ＬＥＤチップと隙間を有して対向するように前記被転写基板を保持し、少なくとも前記第１方向に移動可能な被転写基板保持部と、
    前記転写基板から前記ＬＥＤチップを分離し前記被転写基板に向かって付勢して転写するように前記レーザ光照射部、前記転写基板保持部、及び前記被転写基板保持部を制御する制御部と、
    を備えたことを特徴とする転写装置。
  6. 回路基板にＬＥＤチップを実装する実装装置であって、
    前記実装装置内を真空環境にする真空化部と、
    前記ＬＥＤチップが配列された転写基板にライン状のレーザ光を照射するレーザ光照射部と、
    前記転写基板を保持し、第１方向に移動可能な転写基板保持部と、
    前記転写基板に保持された前記ＬＥＤチップと隙間を有して対向するように被転写基板又は前記回路基板を保持し、少なくとも前記第１方向に移動可能な被転写基板保持部と、
    前記レーザ光照射部、前記転写基板保持部、及び前記被転写基板保持部を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記転写基板と前記被転写基板又は前記回路基板とを互いに異なる速度で、前記ライン状のレーザ光に対してその直交する方向に相対移動させて、前記ライン状のレーザ光に対応した１ライン分の複数の前記ＬＥＤチップを分離、付勢して前記被転写基板又は前記回路基板に転写するように制御することを特徴とする実装装置。
  7. 前記被転写基板保持部に保持された前記回路基板に前記ＬＥＤチップを熱圧着する熱圧着ヘッドを備えるとともに、前記被転写基板保持部は保持した前記被転写基板又は前記回路基板を加熱する加熱機構を備え、
    前記制御部は、前記熱圧着ヘッドと前記被転写基板保持部とを同じ温度になるように加熱して前記ＬＥＤチップを前記回路基板に熱圧着するように制御することを特徴とする請求項６に記載の実装装置。
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