JP2022054148A - Electronic component mounting method and manufacturing method for micro-led display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロLED(Light Emitting Diode)等の電子部品の実装技術に関し、特に、電子部品の実装時の歩留りを向上し得るようにした電子部品実装方法及びこの方法を採用したマイクロLEDディスプレイの製造方法に係るものである。 The present invention relates to a technique for mounting an electronic component such as a micro LED (Light Emitting Diode), and in particular, an electronic component mounting method capable of improving the yield at the time of mounting the electronic component and a micro LED display adopting this method. It is related to the manufacturing method.
従来、マイクロLEDからなる半導体チップを回路基板に実装する実装方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の実装方法によれば、第1の転写工程と、粘着力低減工程と、第2の転写工程と、実装工程と、を順次実行することを特徴としている。
Conventionally, a mounting method for mounting a semiconductor chip made of micro LEDs on a circuit board has been proposed (see, for example, Patent Document 1). According to the mounting method of
具体的には、第1の転写工程では、先ず、複数の半導体チップを有するキャリア基板と、第1の粘着シートとを準備する。そして、第1の転写工程では、半導体チップにレーザ光を照射することにより、半導体チップをキャリア基板から剥離させ、該半導体チップを第1の粘着シートへ転写させる。 Specifically, in the first transfer step, first, a carrier substrate having a plurality of semiconductor chips and a first pressure-sensitive adhesive sheet are prepared. Then, in the first transfer step, the semiconductor chip is irradiated with laser light to peel off the semiconductor chip from the carrier substrate, and the semiconductor chip is transferred to the first pressure-sensitive adhesive sheet.
次に、粘着力低減工程では、半導体チップ及び第1の粘着シートを加熱することにより、第1の粘着シートの粘着力を低減させる。さらに、第2の転写工程では、第1の粘着シートを透過させて半導体チップの一方の面にレーザ光を照射することにより、半導体チップを第1の粘着シートから剥離して第2の粘着シートに転写させる。そして、実装工程では、第2の粘着シートに転写された半導体チップと回路基板とを熱圧着させることにより半導体チップを回路基板に実装する。 Next, in the adhesive force reducing step, the adhesive force of the first adhesive sheet is reduced by heating the semiconductor chip and the first adhesive sheet. Further, in the second transfer step, the semiconductor chip is peeled off from the first pressure-sensitive adhesive sheet by transmitting the first pressure-sensitive adhesive sheet and irradiating one surface of the semiconductor chip with a laser beam to peel off the semiconductor chip from the first pressure-sensitive adhesive sheet. Transfer to. Then, in the mounting step, the semiconductor chip transferred to the second adhesive sheet is thermocompression bonded to the circuit board to mount the semiconductor chip on the circuit board.
ここで、上記粘着力低減工程では、詳細には、第1の粘着シートの粘着膜を所定温度に加熱することにより、粘着膜の粘着力を低減する方法を採用している。なお、特許文献1では、UV(Ultra Violet)光の照射によって粘着力が変化する粘着膜が使用されている場合には、粘着膜に向かってUV光を照射することによって粘着力を低減させる方法を実施してもよいことが記載されている。
Here, in the above-mentioned adhesive force reducing step, in detail, a method of reducing the adhesive force of the adhesive film by heating the adhesive film of the first adhesive sheet to a predetermined temperature is adopted. In
しかし、特許文献1では、UV光(紫外線)の照射によって粘着力が変化する粘着膜が使用された場合の具体的な内容については、上記以外に開示されていない。これに対し、紫外線照射により粘着力が低下する転写部材(例えばUV剥離用のテープ)を用いて、電子部品としてマイクロLEDの転写に関する実験を独自に実行したところ、マイクロLEDが正常に転写されないことが起こり得ることが分かった。
However,
そこで、本発明は、このような問題に対処し、紫外線照射により粘着力が低下する転写部材を採用した場合について、電子部品の実装時の歩留りを向上し得るようにした電子部品実装方法及びその電子部品実装方法を適用したマイクロLEDディスプレイの製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention addresses such a problem, and in the case of adopting a transfer member whose adhesive strength is reduced by irradiation with ultraviolet rays, an electronic component mounting method capable of improving the yield at the time of mounting the electronic component and the method thereof. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a micro LED display to which an electronic component mounting method is applied.
上記目的を達成するために、第1の発明は、回路を搭載した基板に電子部品を実装する電子部品実装方法であって、一方の面に予め定められた配列に従って複数の電子部品が形成されている光透過性基板に、紫外線照射により粘着力が低下する第1の転写部材を貼り付ける工程と、上記光透過性基板から電子部品を剥離させるレーザリフトオフにより、上記第1の転写部材の一方の面に上記電子部品を転写する工程と、上記電子部品が転写された上記第1の転写部材に対して、酸素に対する暴露を防ぐ処理を施した後、紫外線を上記第1の転写部材に照射して、該第1の転写部材の粘着力を低下させる工程と、上記粘着力を低下させた第1の転写部材よりも粘着力が強い第2の転写部材を用いて、上記粘着力の差を利用して上記電子部品を上記第1の転写部材から上記第2の転写部材に転写する工程と、上記第2の転写部材から上記電子部品を上記基板に実装する工程と、を含む。 In order to achieve the above object, the first invention is an electronic component mounting method for mounting an electronic component on a substrate on which a circuit is mounted, and a plurality of electronic components are formed on one surface according to a predetermined arrangement. One of the first transfer members by the step of attaching the first transfer member whose adhesive strength is reduced by irradiation with ultraviolet rays to the light transmissive substrate and the laser lift-off for peeling the electronic components from the light transmissive substrate. After the step of transferring the electronic component to the surface and the treatment of preventing the exposure to oxygen to the first transfer member to which the electronic component is transferred, the first transfer member is irradiated with ultraviolet rays. Then, the difference in the adhesive force between the step of reducing the adhesive force of the first transfer member and the second transfer member having a stronger adhesive force than the first transfer member having the reduced adhesive force is used. The present invention includes a step of transferring the electronic component from the first transfer member to the second transfer member, and a step of mounting the electronic component from the second transfer member on the substrate.
上記目的を達成するために、第2の発明は、フルカラー表示が可能なマイクロLEDディスプレイの製造方法であって、一方の面に予め定められた配列に従って複数のマイクロLEDが形成されている光透過性基板に、紫外線照射により粘着力が低下する第1の転写部材を貼り付ける工程と、上記光透過性基板から上記マイクロLEDを剥離させるレーザリフトオフにより、上記第1の転写部材の一方の面に上記マイクロLEDを転写する工程と、上記マイクロLEDが転写された上記第1の転写部材に対して、酸素に対する暴露を防ぐ処理を施した後、紫外線を上記第1の転写部材に照射して、該第1の転写部材の粘着力を低下させる工程と、上記粘着力を低下させた第1の転写部材よりも粘着力が強い第2の転写部材を用いて、上記粘着力の差を利用して上記マイクロLEDを上記第1の転写部材から上記第2の転写部材に転写する工程と、上記第2の転写部材から上記マイクロLEDを、回路を搭載した基板に実装する工程と、上記マイクロLEDが実装された基板上に、平板状の平坦化膜を形成する工程と、上記平坦化膜が形成された基板上に、上記マイクロLEDの配列に応じて配置が定まる蛍光体セルを複数有する蛍光体セルアレイを形成する工程と、を含む。 In order to achieve the above object, the second invention is a method for manufacturing a micro LED display capable of full-color display, in which a plurality of micro LEDs are formed according to a predetermined arrangement on one surface. By the step of attaching the first transfer member whose adhesive strength is reduced by irradiation with ultraviolet rays to the sex substrate and the laser lift-off for peeling the micro LED from the light transmissive substrate, the transfer member is attached to one surface of the first transfer member. After the step of transferring the micro LED and the treatment of preventing the exposure to oxygen to the first transfer member to which the micro LED is transferred, the first transfer member is irradiated with ultraviolet rays. The difference in the adhesive strength is utilized by using the step of reducing the adhesive strength of the first transfer member and the second transfer member having a stronger adhesive strength than the first transfer member having the reduced adhesive strength. The step of transferring the micro LED from the first transfer member to the second transfer member, the step of mounting the micro LED from the second transfer member on a substrate on which a circuit is mounted, and the micro LED. A step of forming a flat plate-shaped flattening film on a substrate on which the above-mentioned is mounted, and fluorescence having a plurality of phosphor cells whose arrangement is determined according to the arrangement of the microLEDs on the substrate on which the flattening film is formed. Includes a step of forming a body cell array.
第1の発明に係る電子部品実装方法によれば、上記第1の転写部材の粘着力を低下させる工程において、酸素に対する暴露を防ぐ処理を施した後、上記紫外線を上記第1の転写部材に照射して、該第1の転写部材の粘着力を低下させているので、酸素に対する暴露による悪影響を受けずに済み、電子部品が容易に上記第1の転写部材に転写され、電子部品の実装時の歩留りを向上させることができる。 According to the electronic component mounting method according to the first invention, in the step of reducing the adhesive force of the first transfer member, after the treatment for preventing exposure to oxygen is performed, the ultraviolet rays are applied to the first transfer member. Since the adhesive strength of the first transfer member is reduced by irradiation, the electronic component is not adversely affected by exposure to oxygen, and the electronic component is easily transferred to the first transfer member, and the electronic component is mounted. It is possible to improve the yield of time.
また、第2の発明に係るマイクロLEDディスプレイの製造方法によれば、第1の発明に係る電子部品実装方法を採用しているので、電子部品としてマイクロLEDを採用した場合、マイクロLEDの実装時の歩留りを向上させたマイクロLEDディスプレイを製造することができる。 Further, according to the method for manufacturing a micro LED display according to the second invention, the electronic component mounting method according to the first invention is adopted. Therefore, when the micro LED is adopted as an electronic component, when the micro LED is mounted. It is possible to manufacture a micro LED display with improved yield.
[第1実施形態]
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明による電子部品実装方法の第1実施形態の全工程を示す流れ図である。図2は、本発明による電子部品実装方法の第1実施形態の前半の工程を示す説明図である。図3は、本発明による電子部品実装方法の第1実施形態の後半の工程を示す説明図である。本発明による電子部品実装方法により基板に実装する電子部品としては、例えば、半導体プロセスでサファイア基板等のウェハ上に形成される電子部品であればよく、以下、マイクロLED1を例にして説明をする。なお、前半の工程と後半の工程とは、説明の便宜上、分けたのであって、これに限定されない。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a flow chart showing all the steps of the first embodiment of the electronic component mounting method according to the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram showing a process of the first half of the first embodiment of the electronic component mounting method according to the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a process of the latter half of the first embodiment of the electronic component mounting method according to the present invention. The electronic component to be mounted on the substrate by the electronic component mounting method according to the present invention may be, for example, an electronic component formed on a wafer such as a sapphire substrate in a semiconductor process, and will be described below by taking the
先ず、図1に示す第1の転写部材の貼り付け(工程S1)では、図2(a)に示すとおり、一方の面(以下、単に「表面」という)に予め定められた配列に従って複数のマイクロLED1が形成されている光透過性基板2に、紫外線照射により粘着力が低下する第1の転写部材3を貼り付ける処理を実行する。光透過性基板2は、後述するレーザリフトオフに使用するレーザ光を透過させる基板であって、例えば、サファイア基板である。第1の転写部材3は、例えば、UV剥離用のテープである。
First, in the pasting of the first transfer member shown in FIG. 1 (step S1), as shown in FIG. 2A, a plurality of plurality of members are attached to one surface (hereinafter, simply referred to as “surface”) according to a predetermined arrangement. A process of attaching the
図4は、光透過性基板2の構成を示す説明図である。図4(a)は、光透過性基板2の平面図である。但し、光透過性基板2(以下、単に「基板2」という)は、円形状のウェハがダイシングされ、その一部が取り出されたものである。図4(b)は、マイクロLED1の拡大平面図である。各々のマイクロLED1は、図4(a)に示すとおり、予め定められた配列ピッチの2次元配列により、基板2の表面に行列状に形成されている。図4(a)において、一例として、各々のマイクロLED1は、5行12列の配列で形成されている。この場合、例えば、行方向の配列ピッチの間隔はP1であり、列方向の配列ピッチの間隔はP2である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the configuration of the
また、マイクロLED1は、図4(b)に示すとおり、一対の電極部1a、1b(以下、電極部1a、1bをまとめて「電極部10」ということがある)と、LED本体部1cとを備える。一対の電極部1a、1bは、例えば、外部回路からマイクロLED1へ通電を可能とする電極パッドであって、電極部1aがn側電極パッド(カソード電極)、電極部1bがp側電極パッド(アノード電極)である。
Further, as shown in FIG. 4B, the
マイクロLED1は、LED本体部1cが例えば窒化ガリウム(GaN)を主材料として製造されたものである。具体的には、マイクロLED1は、紫外光発光ダイオード(UV-LED)であっても青色光を発光するLEDであってもよい。本実施形態では、例えば、後述するマイクロLEDディスプレイの製造方法で使用されるRGB蛍光体の変換効率等を考慮して、例えばピーク波長が385nmに対応する光を発光する紫外光発光ダイオード(UV-LED)を選択してもよい。なお、図4において、マイクロLED1は、例えば、外形サイズが横(15~20μm)×縦(30~45μm)程度の範囲内で選択されたものであればよい。また、マイクロLED1の厚みは、例えば10~30μm程度の範囲内で選択されたものであればよい。
In the
図5は、第1の転写部材3の構成を示す概略断面図である。第1の転写部材3は、下層から基材フィルム31、粘着剤層32の順番に設けられている。さらに、第1の転写部材3の上層には繰り返し貼り付けが可能な着脱式の保護フィルム4が貼り付けられている。第1の転写部材3及び保護フィルム4としては、例えば、ELP UB-3103AC(日東電工株式会社製)が用いられている。基材フィルム31及び保護フィルム4は、ポリエチレンテレフタレート(PET)で構成されている。この基材フィルム31の厚みは約50μmである。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the
粘着剤層32は、アクリル系のポリマー、オリゴマー(比較的少数のモノマーが結合した重合体)等の成分を有するものである。この粘着剤層32の厚みは約50μmである。なお、粘着剤層32には、紫外線照射により光重合を開始させる光重合開始剤も含まれている。粘着剤層32は、紫外線照射により粘着剤層32の成分が光重合を引き起こし、粘着剤層32の柔軟性が失われ、粘着力が低下することになる。
The pressure-
保護フィルム4は、粘着剤層32の保護用のラミネートフィルム(「セパレータ」ともいう)であって、使用時に第1の転写部材3から剥離されるものである。この保護フィルム4の厚みは約40μmである。本実施形態では、この保護フィルム4を、図1に示す第1の転写部材の粘着力の低下(工程S3)で再利用している(詳細については、図2(d)を用いて後述する)。
The
工程S1では、例えば、図2(a)に示す基板2にテープ状の第1の転写部材3を貼り付ける貼付装置(図示省略)を使用する。貼付装置は、図5に示す保護フィルム4が剥がされた後の第1の転写部材3を載置して保持する載置台と、その載置台の上方に設けられ、基板2の外周端部を支持する支持具と、その支持具を昇降させる駆動機構と、基板2の他方の面(以下、単に「裏面」という)から加圧する加圧手段とを備える。この場合、基板2の表面と、第1の転写部材3の粘着剤層32とが一定の距離を隔てて対向することになる。
In step S1, for example, a sticking device (not shown) for sticking the tape-shaped
工程S1において、貼付装置は、支持具を下降させることにより、基板2の表面に形成されているマイクロLED1の電極部10(図4(b)参照)を第1の転写部材3の粘着剤層32に当接させる。そして、貼付装置は、基板2の裏面から加圧させることにより、基板2に第1の転写部材3を貼り付ける。貼り合わせ荷重は、例えば、1つのマイクロLED1に対して、1~100MPaの範囲の力のうちで選択された力を、10~300秒間のうちで選択された時間だけ加えることが好ましい。本実施形態では、貼り合わせ荷重が最適値になるように実験により、その最適値を予め求めている。貼付装置は、圧力センサの検出値をモニターして、貼り合わせ荷重が最適値になるように調整している。
In step S1, the sticking apparatus attaches the electrode portion 10 (see FIG. 4B) of the micro LED1 formed on the surface of the
なお、基板2に第1の転写部材3を貼り付けるとは、第1の転写部材3が、マイクロLED1の電極部10側の面にも貼り付くことを意味している。
The fact that the
図2(a)は、工程S1において、基板2に第1の転写部材3を貼り付けた状態を示している。図2(a)では、説明の便宜上、マイクロLED1が第1の転写部材3に貼り付いている状態を示している。本実施形態では、第1の転写部材3がマイクロLED1を介して基板2に貼り付いている箇所があっても、全体視で基板2に第1の転写部材3を貼り付けた状態としている。
FIG. 2A shows a state in which the
次に、図1に示す第1の転写部材による第1の転写(工程S2)では、図2(a)に示す状態で基板2からマイクロLED1を剥離させるレーザリフトオフにより、第1の転写部材3の一方の面(以下、単に「第1面」という)にマイクロLED1を転写する処理を実行する。
Next, in the first transfer (step S2) by the first transfer member shown in FIG. 1, the
レーザリフトオフは、基板2の表面に形成されたマイクロLED1に対して、基板2の裏面からパルス発振によるレーザ光Lを照射し、各々のマイクロLED1を基板2から剥離させる手段である。具体的には、レーザリフトオフでは、剥離させたい箇所の界面領域(例えば剥離層)にレーザ光Lをフォーカスして照射することによって、例えばGaNの窒素が気化する現象(アブレーション)に伴って、界面領域でマイクロLED1が基板2から剥離される。
The laser lift-off is a means for irradiating the
工程S2では、具体的には、レーザリフトオフを行なう装置(図示省略)を利用して、レーザパワー、レーザ光Lの照射領域、パルス照射に基づく照射回数等のパラメータを調節することによって、基板2からマイクロLED1を剥離させる。ここで、パラメータとしては、1Hz~100kHzのパルスレーザ(パルス幅:1psec~10nsec)、100~1000mJ/cm2程度のエネルギー密度の中から最適な条件が選択される。
In step S2, specifically, the
工程S2において、レーザリフトオフを行なう場合、例えば、固体UV領域のYAG(Yttrium Aluminum Garnet)レーザ発振器により、第4高調波(FHG:Fourth-Harmonic Generation)である波長266nmのピコ秒パルスレーザを使用することが好ましい。 When performing laser lift-off in step S2, for example, a picosecond pulse laser having a wavelength of 266 nm, which is a fourth harmonic generation (FHG), is used by a YAG (Yttrium Aluminum Garnet) laser oscillator in the solid UV region. Is preferable.
図2(b)は、レーザリフトオフの状態を模式的に例示している。パルスレーザのレーザ光Lが、基板2の表面とマイクロLED1の底面との境界領域に照射されている。
FIG. 2B schematically illustrates a laser lift-off state. The laser beam L of the pulse laser irradiates the boundary region between the surface of the
次に、工程S2では、レーザ照射後、基板2を持ち上げることにより、基板2が第1の転写部材3から剥離される。これにより、マイクロLED1が第1の転写部材3に転写される。
Next, in step S2, the
図2(c)は、マイクロLED1が第1の転写部材3に転写された状態を例示している。この場合、マイクロLED1の電極部10(図4(b)参照)が第1の転写部材3の第1面に貼り付いているので、この状態で基板6にマイクロLED1を転写することができない。電極部10が露出していないからである。そこで、電極部10が露出するように後述する第2の転写の処理が必要となる。
FIG. 2C illustrates a state in which the
次に、第1の転写部材の粘着力の低下(工程S3)では、マイクロLED1が転写された第1の転写部材3に対して、酸素に対する暴露を防ぐ処理を施した後、紫外線を第1の転写部材3に照射して、その第1の転写部材3の粘着力を低下させる。
Next, in the reduction of the adhesive strength of the first transfer member (step S3), the
具体的には、工程S3では、酸素に対する暴露を防ぐ処理を施すため、マイクロLED1が転写された後の第1の転写部材3の第1面に上記の保護フィルム4を貼り付ける処理を実行する。
Specifically, in step S3, in order to perform a process of preventing exposure to oxygen, a process of attaching the
図2(d)は、第1の転写部材3の第1面に保護フィルム4を貼り付けた状態を例示している。つまり、本実施形態では、保護フィルム4を再利用している。これにより、生産コストを抑制することができる。ここで、第1の転写部材3の第1面に保護フィルム4を貼り付けるとは、マイクロLED1にも保護フィルム4が貼り付けられていることを含んでいる。図2(d)では、説明の便宜上、マイクロLED1に保護フィルム4が貼り付いている状態を示している。マイクロLED1の厚みは上述したとおり、ミクロンオーダであるので、保護フィルム4は、全体視で、第1の転写部材3にも貼り付いていることになる。
FIG. 2D illustrates a state in which the
次に、工程S3では、第1の転写部材3の粘着力を低下させるために、紫外線UVを第1の転写部材3に照射すると、粘着剤層32において光重合による紫外線硬化反応が起きる。紫外線硬化反応では、光重合開始剤の存在下、先ず、光重合開始剤が紫外線照射によりラジカル(不対電子を持つ化学種)になる。続いて、そのラジカルは、粘着剤層32の成分として重合性基を有するポリマー、オリゴマーに反応し活性化される。そして、これらのポリマー、オリゴマー同士が連鎖的に結合することにより、その粘着剤層32が硬化することになる。これにより、第1の転写部材3の粘着力は低下する。
Next, in step S3, when the
図2(e)は、保護フィルム4が貼り付けられた第1の転写部材3に紫外線UVを照射している状態を例示している。なお、図2(e)では、紫外線UVを第1の転写部材3の他方の面に向けて照射しているが、これに限られない。すなわち、保護フィルム4及び基材フィルム31(図5参照)は、PETで構成されているので、共に紫外線UVを透過させることができる。したがって、紫外線UVを保護フィルム4に向けて照射してもよいし、両方向から照射してもよいので、装置設計の自由度が向上する。
FIG. 2E illustrates a state in which the
工程S3では、例えば、紫外線照射装置(図示省略)を使用して、中心波長が365nmの紫外線を第1の転写部材3に照射する。最適な紫外線の照射条件は、使用するUV剥離用のテープやUVランプの種類等によって異なる。UV照射量は、積算光量として求められる値であって、積算光量(mJ/cm2)=照度(mW/cm2)×照射時間(sec)によって算出される。ここで、単位の換算として、1(mW・h/cm2)=3600(mJ/cm2)の関係を有している。本実施形態では、実験から最適な紫外線の照射条件を求め、例えば、積算光量を1000(mJ/cm2)とし、照度を170(mW/cm2)としている。一例として、いわゆる180度剥離試験では、粘着力は、紫外線照射により、9(N/25mm)から0.2(N/25mm)まで低下した。
In step S3, for example, an ultraviolet irradiation device (not shown) is used to irradiate the
ここで、第1の転写部材3の第1面に保護フィルム4を貼り付けずに紫外線UVを照射した場合、空気中の酸素が、紫外線硬化反応を引き起こしている粘着剤層32内のラジカルを失活させる作用を及ぼすため、光重合が阻害されることになる。光重合が阻害されると粘着力の低下が抑制されるので、後述する第2の転写部材による第2の転写(工程S4)で、例えば、全てのマイクロLED1が転写されず、一部のマイクロLED1が基板2に残存することが起こる。これが、歩留りが低くなることに繋がる。本実施形態では、酸素に対する暴露を防ぐ処理として、第1の転写部材3の第1面に保護フィルム4を貼り付けることにより、粘着剤層32への酸素の侵入を遮断するので、光重合が阻害されることを防いでいる。
Here, when ultraviolet UV is irradiated without attaching the
なお、保護フィルム4側から紫外線UVを照射した場合、マイクロLED1が紫外線UVを遮光し、紫外線UVが粘着剤層32に照射されずに粘着力が低下しない懸念があった。しかし、実験により、マイクロLED1の外形の面積について、1辺を50μm以下にすれば、マイクロLED1の周辺に照射された紫外線UVにより、上記の紫外線硬化化学反応が進行することが見出された。
When the ultraviolet UV was irradiated from the
次に、工程S3では、第1の転写部材3から保護フィルム4を剥離する処理を実行する。図2(f)は、第1の転写部材3から保護フィルム4が剥離された状態を例示している。保護フィルム4の粘着力は、紫外線照射後の第1の転写部材3の粘着力よりも低い素材を使用しているので、工程S3では、第1の転写部材3から保護フィルム4を容易に剥離することができる。以上より、図2に示す前半の工程が終了する。
Next, in step S3, a process of peeling the
次に、後半の工程として、図1に示す第2の転写部材による第2の転写(工程S4)の処理を実行する。図3(a)、(b)は、第2の転写部材による第2の転写(工程S4)を模式的に示す説明図である。工程S4では、具体的には、図3(a)、(b)に示すとおり、紫外線照射により粘着力を低下させた第1の転写部材3よりも粘着力が強い面を有する第2の転写部材5を用いて、粘着力の差を利用してマイクロLED1を第1の転写部材3から第2の転写部材5に転写する処理を実行する。工程S4では、第2の転写部材5として平板状の粘着シート5aを用いて、第1の転写部材3に粘着シート5aを貼り付けた後、粘着力の差を利用してマイクロLED1を第1の転写部材3から粘着シート5aに転写する。これにより、工程S4では、容易にマイクロLED1を第1の転写部材3から、第2の転写部材5の一例である粘着シート5aに転写することができる。
Next, as the latter half of the process, the process of the second transfer (step S4) by the second transfer member shown in FIG. 1 is executed. 3 (a) and 3 (b) are explanatory views schematically showing the second transfer (step S4) by the second transfer member. Specifically, in step S4, as shown in FIGS. 3A and 3B, a second transfer having a surface having a stronger adhesive force than the
図6は、第2の転写部材5の概略断面図である。第2の転写部材5の一例である粘着シート5aは、基材51aと、その基材51aの両面に各々積層された粘着剤層52a、53aとを備える。さらに、粘着シート5aにおいて、粘着剤層52aには、保護フィルム4aが貼り付けられている。また、粘着剤層53aには、保護するフィルム4bが貼り付けられている。この粘着シート5aと保護フィルム4a、4bとしては、一例として、繰り返し使用可能な高耐熱粘着シート(京写株式会社製)を採用している。この粘着シート5aの粘着力は、例えば1N/25mmである。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the
基材51aは、合成樹脂フィルム等のシート材料を用いることができる。合成樹脂フィルムとしては、耐熱性の観点から例えばポリイミドフィルムであることが好ましい。粘着剤層52a、53aは、シリコーン系粘着樹脂で構成されている。保護フィルム4a、4bは、粘着剤層32の保護用のラミネートフィルムであって、使用時に粘着剤層52a、53aから剥離されるものである。そのため、粘着シート5aは、保護フィルム4a、4bの何れか一方を剥がした場合には、片面粘着タイプのものとして機能し、保護フィルム4a、4bの両方を剥がすと、両面粘着タイプのものとして機能する。基材51aの膜厚は、例えば50μmであり、粘着剤層52a、53aの膜厚は、例えば75μmであり、保護フィルム4a、4bの膜厚は、数μm程度である。
As the
工程S4では、例えば、図3(a)に示すようにして第1の転写部材3に粘着シート5aを貼り付ける。続いて、工程S4では、粘着シート5aを持ち上げると、粘着シート5aのマイクロLED1への粘着力が、第1の転写部材3のマイクロLED1への粘着力よりも5倍程度強いため、図3(b)に示すようにして第1の転写部材3を剥離させることができる。
In step S4, for example, the
次に、図1に示す電子部品の実装(工程S5)では、第2の転写部材5の一例である粘着シート5aからマイクロLED1を基板6に実装する処理を実行する。
Next, in the mounting of the electronic component shown in FIG. 1 (step S5), a process of mounting the
図7は、基板6の概略断面図である。この概略断面図は、マイクロLED1が実装される前の構成を示している。基板6は、例えば、フレキシブルプリント回路基板(FPC:Flexible Printed Circuits)であって、下層から順番に、ポリイミドフィルムのベース基板61と、TFT駆動回路62と、そのTFT駆動回路62の画素パターンの所定位置に設けられているバンプ電極(突起状の端子)63とを備える。バンプ電極63は、図4(b)に示すマイクロLED1の一対の電極部1a、1b(電極部10)に対応して、一対の電極部(図示省略)を有している。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of the
図7において、バンプ電極63は、一方の方向(図8に示す列方向)の画素ピッチ(バンプ電極ピッチ)としてP3の間隔としている。基板6上に規定される画素ピッチは、バンプ電極63同士の距離で定められている。マイクロLED1を基板6に転写した場合、各バンプ電極63とマイクロLED1の電極部10とは電気的に接続する。なお、バンプ電極63の周囲には、マイクロLED1を接着固定するために予め異方性導電接着剤からなる接着層64(図8参照)を形成しておく。
In FIG. 7, the
図3(c)~(e)は、電子部品の実装(工程S5)を模式的に示す説明図である。工程S5では、例えば、基板貼り合わせ装置(図示省略)を使用し、粘着シート5aと基板6とを位置合わせして、基板6に粘着シート5aを貼り付けて、基板6にマイクロLED1を接着固定した後に、粘着シート5aを基板6から剥がす処理を実行する。これにより、容易にマイクロLED1の実装が行われる。その結果、基板6はマイクロLED1を実装した実装基板となる。
3 (c) to 3 (e) are explanatory views schematically showing the mounting of electronic components (step S5). In step S5, for example, a substrate bonding device (not shown) is used to align the
基板貼り合わせ装置は、基板上にマイクロLED等のチップを実装するものである。チップ表面と基板とを電気的に接続する際,ワイヤ・ボンディングのようにワイヤによって接続するのではなく,アレイ状に並んだ突起状の端子(バンプ電極)によって接続するのに適している。 The board bonding device mounts a chip such as a micro LED on the board. When electrically connecting the chip surface and the substrate, it is suitable for connecting by protruding terminals (bump electrodes) arranged in an array, instead of connecting by wires as in wire bonding.
具体的には、工程S5において、基板貼り合わせ装置等の実装装置を使用することにより、図3(c)に示すように、粘着シート5aと基板6とを位置合わせを行なう。ここで、基板6については、各バンプ電極63の位置が重要であるので、図7に示すベース基板61、TFT駆動回路62の図示を省略する(以下、同様)。この位置合わせを行なうことは、詳細には、粘着シート5aの一方の面上に貼り付けられた複数のマイクロLED1の電極部10と、基板6上でマイクロLED1を実装する位置に設けられているバンプ電極63とを各々接続するように位置決めすることを意味する。この位置決めは、一例としてアライメント用の撮像カメラを用いて、各マイクロLED1の位置と、各バンプ電極63の位置とを画像解析して行われる。
Specifically, in step S5, by using a mounting device such as a board bonding device, the
続いて、工程S5において、図3(d)に示すように、粘着シート5aと基板6とを貼り合わせる。工程S5では、圧力センサの検出値をモニターして、貼り合わせ荷重が予め定めた最適値になるように調整している。そして、工程S5では、予めバンプ電極63の表面にSnやInの半田層を形成しておき、マイクロLED1の電極部10側には、化学的に安定な金属であるAuを形成しておく。これにより、マイクロLED1の電極部10と、基板6のバンプ電極63とは、当接後に、AuとSn又はAuとInによる合金が界面で形成される半田付けにより電気的に接続される。また、加熱により、異方性導電接着剤の作用により、マイクロLED1が基板6に機械的に接着固定される。
Subsequently, in step S5, the
さらに、工程S5において、図3(d)に示す粘着シート5aを剥離することにより、マイクロLED1が基板6に実装される(図3(e)参照)。以上より、図3に示す後半の工程が終了する。
Further, in step S5, the
図8は、マイクロLED1が実装された後の基板6の平面図である。工程S5では、マイクロLED1の電極部10(図4参照)と、基板6のバンプ電極63(図7参照)とを接続しているので、図8において、マイクロLED1は光放出面が露出していることになる。各々のマイクロLED1は、接着層64により基板6に接着固定されている。なお、図8において、一例として、各々のマイクロLED1は、5行12列の配列で形成されている。また、基板6のバンプ電極63は隠れて見えないが、5行12列の配列で形成されている。基板6において、行方向の画素ピッチの間隔はP4であり、列方向の画素ピッチの間隔はP3である。
FIG. 8 is a plan view of the
ここで、図4(a)に示すマイクロLED1の行方向の配列ピッチ(間隔P1)と、図8に示すバンプ電極63の行方向の画素ピッチ(間隔P4)とは、一致する。また、図4(a)に示すマイクロLED1の列方向の配列ピッチ(間隔P2)と、図8に示すバンプ電極63の列方向の画素ピッチ(間隔P3)とは一致する。マイクロLED1の配列ピッチとバンプ電極63の画素ピッチとが一致することは、図4(b)に示すマイクロLED1の一対の電極部1a、1bにそれぞれ対応するバンプ電極63の一対の電極部の位置が一致することを意味する。つまり、第1実施形態では、マイクロLED1の配列ピッチとバンプ電極63の画素ピッチとを1対1の関係としている。
Here, the array pitch (spacing P1) of the
以上より、本発明の電子部品実装方法の第1実施形態によれば、第1の転写部材3の粘着力を低下させる工程において、酸素に対する暴露を防ぐ処理を施した後、紫外線を第1の転写部材3に照射して、その第1の転写部材3の粘着力を低下させているので、酸素に対する暴露による悪影響を受けずに済み、マイクロLED1等の電子部品が容易に第1の転写部材3に転写され、マイクロLED1等の電子部品の実装時の歩留りを向上させることができる。
From the above, according to the first embodiment of the electronic component mounting method of the present invention, in the step of reducing the adhesive force of the
また、本発明の電子部品実装方法の第1実施形態によれば、比較例として、基板2と基板6とを対向させて位置合わせした後、貼り合わせて、レーザリフトオフにより基板2を剥離させると共に、マイクロLED1を基板6に実装する方式と比べて以下の点が優れている。
Further, according to the first embodiment of the electronic component mounting method of the present invention, as a comparative example, the
第1に、比較例の方式では、サファイア基板のような基板2に反りがあると、レーザ光の焦点位置にずれが生じ、レーザリフトオフがうまくいかないマイクロLED1は基板2に残存し、基板6に実装されないことが起こり得る。これに対し、上記第1実施形態によれば、粘着シート5aと基板6とを貼り合わせるので、基板2の反りの問題を回避できる。
First, in the method of the comparative example, if the
第2に、比較例の方式では、基板2のマイクロLED1の配列ピッチは、基板6上に規定される画素ピッチと同じにする必要が生じる。これに対し、上記第1実施形態の場合、第1の転写部材3や粘着シート5aのようなキャリア材を使用すると、転写するマイクロLED1の配列ピッチをバンプ電極63の画素ピッチと同じにする必要がない。すなわち、上記第1実施形態の場合、基板2のマイクロLED1の配列ピッチを、バンプ電極63の画素ピッチよりも、2以上の整数倍になるように間隔を狭めていくことで精細化することができる。
Secondly, in the method of the comparative example, the arrangement pitch of the
例えば、図8に示す画素ピッチの間隔P3に対して、図4(a)に示す配列ピッチの間隔P2を、2倍になるように間隔を狭めた場合、P2=P3/2であれば、配列ピッチの間隔P2が画素ピッチの間隔P3よりも2倍狭まるので、間隔P2は、間隔P3の半分(ハーフピッチ)になり、その分、集積度が上がることになる。 For example, when the interval P2 of the array pitch shown in FIG. 4A is narrowed so as to be double the interval P3 of the pixel pitch shown in FIG. 8, if P2 = P3 / 2, then. Since the interval P2 of the arrangement pitch is twice narrower than the interval P3 of the pixel pitch, the interval P2 becomes half of the interval P3 (half pitch), and the degree of integration is increased by that amount.
図4(a)では、図面上、間隔P2を間隔P3の半分(ハーフピッチ)にした場合、これ以上、間隔を狭めることができないが、実際の基板2において、例えば、画素ピッチの間隔P3の値に応じて、配列ピッチの間隔P2を、P3/2、P3/3、P3/4というように2以上の整数倍になるように間隔を狭めていくことで精細化を図ることができる。
In FIG. 4A, when the interval P2 is set to half the interval P3 (half pitch) in the drawing, the interval cannot be further narrowed, but in the
詳細には、上記電子部品実装方法は、上記工程S1~S5を含み、複数枚の基板6にマイクロLED1等の電子部品を実装できるようにするため、基板6上に規定される画素ピッチに応じて、配列ピッチを画素ピッチよりも2以上の整数倍になるように間隔を狭めて形成された電子部品を一方の面に有する基板2を使用することを特徴としてもよい。この場合、工程S1を、この基板2に紫外線照射により粘着力が低下する第1の転写部材3を貼り付けるようにすることを特徴としてもよい。
Specifically, the electronic component mounting method includes the steps S1 to S5, and corresponds to a pixel pitch defined on the
この基板2を用いた場合、工程S2を、上記画素ピッチに基づいて定められる上記電子部品の実装位置に応じて、上記基板2から剥離させる電子部品を決定し、基板2から決定された電子部品を剥離させる選択的なレーザリフトオフにより、第1の転写部材3の一方の面に電子部品を転写することを特徴としてもよい。
When this
これにより、上記工程S2において、電子部品として実装に使うマイクロLED1だけをリフトオフして、余ったマイクロLED1を次に実装する基板用に使用することができるので、コストダウンに繋がる。また、基板2上に形成されるマイクロLED1は可能な限り集積度を上げることができる。
As a result, in the above step S2, only the micro LED1 used for mounting as an electronic component can be lifted off, and the surplus micro LED1 can be used for the substrate to be mounted next, which leads to cost reduction. Further, the
また、上記第1実施形態では、酸素に対する暴露を防ぐ処理として、マイクロLED1が転写された第1の転写部材3の第1面に着脱式の保護フィルム4を貼り付けた後に、紫外線UVを第1の転写部材3に照射するようにしたが、本発明は、これに限定されない。
Further, in the first embodiment, as a process for preventing exposure to oxygen, ultraviolet UV is applied after the removable
図9は、酸素に対する暴露を防ぐ処理の一例を示す説明図である。この一例では、図1に示す電子部品実装方法の工程S3を以下のように変更することを特徴とする。この一例では、予め設定した真空度の真空チャンバー7内で、紫外線UVを第1の転写部材3に照射するようにしている。図9に示す真空チャンバー7内において、例えば、酸素濃度は、5%以下が好ましく、2%以下がより好ましい。この程度の酸素濃度になるようにすれば、図2(c)に示すような保護フィルム4を利用せずに、酸素に対する暴露を防ぐ効果が得られる。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of a process for preventing exposure to oxygen. This example is characterized in that the process S3 of the electronic component mounting method shown in FIG. 1 is changed as follows. In this example, the
したがって、図9に示すような酸素に対する暴露を防ぐ処理の一例を採用した場合であっても、マイクロLED1が容易に第1の転写部材3に転写され、マイクロLED1等の電子部品の実装時の歩留りを向上させることができる。
Therefore, even when an example of the treatment for preventing exposure to oxygen as shown in FIG. 9 is adopted, the
但し、この一例では、予め設定した真空度の真空チャンバー7内で、さらに、マイクロLED1が転写された第1の転写部材3の第1面に保護フィルム4を貼り付けた後に、紫外線UVを第1の転写部材3に照射するようにしてもよい。保護フィルム4を貼り付ける際に気泡の混入を防ぐことができ、より、酸素に対する暴露を防ぐ効果が得られる。
However, in this example, in the
図10は、酸素に対する暴露を防ぐ処理の他の例を示す説明図である。この他の例では、図1に示す電子部品実装方法の工程S3を以下のように変更することを特徴とする。この他の例では、窒素で充填された窒素ガスチャンバー8内で、紫外線UVを第1の転写部材3に照射するようにしている。図10において、窒素ガスチャンバー8内に示す各ドットが窒素(N2)の気体(窒素ガス)を模式的に表している。図10に示す窒素ガスチャンバー8内は、例えば、窒素で充填されるため、酸素に対する暴露を防ぐことが可能になり、工程S3の保護フィルム4の貼り付けが不要になる。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing another example of the treatment for preventing exposure to oxygen. Another example is characterized in that the process S3 of the electronic component mounting method shown in FIG. 1 is changed as follows. In another example, the
したがって、酸素に対する暴露を防ぐ処理の他の例を採用した場合であっても、マイクロLED1が容易に第1の転写部材3に転写され、マイクロLED1等の電子部品の実装時の歩留りを向上させることができる。
Therefore, even when another example of the treatment for preventing exposure to oxygen is adopted, the
[第2実施形態]
次に、本発明による電子部品実装方法の第2実施形態について説明する。なお、電子部品実装方法の第1実施形態で説明した同一の構成については、同じ符号を付して説明を省略又は簡略化する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the electronic component mounting method according to the present invention will be described. The same configurations described in the first embodiment of the electronic component mounting method are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.
電子部品実装方法の第2実施形態では、第1実施形態の工程に示す流れ図(図1参照)において、工程S4~S5の処理が、第1実施形態と異なる。したがって、上述した工程S1~工程S3の処理については説明を省略し、図1に示す流れ図を流用して、工程S4~S5の処理について説明する。 In the second embodiment of the electronic component mounting method, the processes of steps S4 to S5 are different from those of the first embodiment in the flow chart (see FIG. 1) shown in the process of the first embodiment. Therefore, the description of the processes of steps S1 to S3 described above will be omitted, and the processes of steps S4 to S5 will be described by diverting the flow chart shown in FIG.
図11は、本発明による電子部品実装方法の第2実施形態における第2の転写部材による第2の転写の工程を示す説明図である。図11(a)は転写前、(b)は転写開始直後、(c)は転写終了後の状態を例示している。上述した工程S1~工程S3の実行後、第2の転写部材による第2の転写(工程S4)では、第2の転写部材5としてローラ状の粘着ローラ5bを用いて、その粘着ローラ5bを回転させることにより、第1の転写部材3上に転写されたマイクロLED1と粘着ローラ5bとを接触させて、マイクロLED1を第1の転写部材3から粘着ローラ5bに転写する処理を実行する。工程S4では、全体構成の図示を省略した転写用装置により実行される。この転写用装置は、上記処理だけでなく後述する工程S5の処理を行なうために上記粘着ローラ5bや3軸(XYZ)方向に載置物を移動させる機構を有しているステージ9を備えている。載置物は、工程S4で使用する第1の転写部材3や、後述する工程S5で使用する基板6である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a second transfer process by the second transfer member in the second embodiment of the electronic component mounting method according to the present invention. 11 (a) shows the state before transcription, (b) shows the state immediately after the start of transcription, and (c) shows the state after the end of transcription. After the execution of the above-mentioned steps S1 to S3, in the second transfer by the second transfer member (step S4), the roller-shaped
具体的には、図11において、工程S4では、粘着ローラ5bと第1の転写部材3とを相対的に移動させて、粘着ローラ5bが予め定めた角度で回転する毎に、ステージ9に載置されている第1の転写部材3からマイクロLED1を粘着ローラ5bに転写することを特徴とする。
Specifically, in FIG. 11, in step S4, the
ここで、粘着ローラ5bと第1の転写部材3とを相対的に移動させるとは、例えば、粘着ローラ5bを回転させながら、(1)第1の転写部材3をステージ9上で静止状態にさせて、粘着ローラ5bを一軸方向(図中左方向)に移動させることと、(2)粘着ローラ5bは回転駆動のみとし、ステージ9上に載置されている第1の転写部材3を一軸方向(図中右方向)に移動させることと、が含まれる。工程S4では、上記(1)を採用している。ここで、上記(1)を採用する場合には、別途、粘着ローラ5bを一軸方向に移動させる機構が転写用装置に組み込まれる。
Here, moving the
図11(a)に示す粘着ローラ5bは、ローラ51bと、そのローラ51bの周面に粘着シート52bが貼り付けられている。粘着ローラ5bは、回転軸53bを軸中心として回転するものである。この粘着シート52bは、上述した粘着シート5aと同じもの(高耐熱粘着シート(京写株式会社製))である。第2実施形態では、粘着シート52bを両面テープとして用いるため、粘着シート52bの一方の粘着剤層(図示省略)がローラ51bに貼り付いており、他方の粘着剤層(図示省略)にマイクロLED1が貼り付くことになる。したがって、粘着シート52bの形状はローラ状になる。
In the
図11(a)において、工程S4では、ステージ9に載置された第1の転写部材3上のマイクロLED1と、粘着ローラ5bとを位置合わせする。工程S4では、第1の転写部材3上のマイクロLED1を撮像カメラで確認して位置を合わせる。
In FIG. 11A, in step S4, the
なお、一例として、図4に示す基板2を使用して各々のマイクロLED1を第1の転写部材3に転写しているため、1回の転写で1列のマイクロLED1として5個単位で粘着ローラ5bに転写されることになる。図4に示すように、基板2のマイクロLED1の配列が5行12列になっており、1列に5個のマイクロLED1が形成されているためである。
As an example, since each
工程S4では、図11(b)において、ステージ9を鉛直上向き方向に上昇させ、ローラ状の粘着ローラ5bのローラ面に設けられている粘着シート52bをマイクロLED1に接触させる。この状態下では、粘着シート52bのマイクロLED1への粘着力が、第1の転写部材3に貼り付いているマイクロLED1への粘着力よりも5倍程度強い。そのため、工程S4では、粘着ローラ5bを回転させると共に、粘着ローラ5bを一軸方向(図中左方向)に移動させることにより、マイクロLED1を粘着シート52bに転写することができる。
In step S4, in FIG. 11B, the
このようにして、工程S4では、粘着ローラ5bを回転させながら、図11(b)に示すように一軸方向(図中左方向)に粘着ローラ5bを移動させていくと、図11(c)に示すように、全てのマイクロLED1を、粘着シート52bを介して粘着ローラ5bに容易に転写させることができる。なお、説明を分かりやすくするため、粘着ローラ5bには、30度の角度ピッチでマイクロLED1が一列毎に転写されている。但し、実際には、転写させたいマイクロLED1の数に応じて、角度ピッチが定まる。
In this way, in step S4, while rotating the
ここで、工程S4が終了すると、転写用装置は、粘着ローラ5bを図11(a)に示す初期状態の設定位置に戻すと共に、ステージ9を下降させた後、第1の転写部材3を取り除き、次の工程S5で使用する基板6をステージ9上に載置する。
Here, when the step S4 is completed, the transfer device returns the
次に、電子部品の実装(工程S5)の処理を実行する。図12は、本発明による電子部品実装方法の第2実施形態における電子部品の実装の工程を示す説明図である。工程S5では、上記転写用装置を用いて、上記粘着ローラ5bを予め定めた角度ずつ回転させると共に、粘着ローラ5b(第2の転写部材5)と基板6とを相対的に移動させて、粘着ローラ5bが予め定めた角度で回転する毎に、マイクロLED1を粘着ローラ5bから基板6に転写する処理を実行する。なお、粘着ローラ5bと基板6とを相対的に移動させるとは、(1)粘着ローラ5bを回転駆動のみとし、基板6を一軸方向(図中右方向)に移動させることと、(2)基板6をステージ9上で静止状態にし、粘着ローラ5bを回転駆動及び一軸方向(図中左方向)に移動させることと、が含まれる。工程S5では、上記(1)を採用している。
Next, the process of mounting the electronic component (process S5) is executed. FIG. 12 is an explanatory diagram showing a process of mounting electronic components in the second embodiment of the electronic component mounting method according to the present invention. In step S5, the
工程S5では、図12(a)に示すとおり、粘着シート52bに転写された1列のマイクロLED1と、基板6の1列のバンプ電極63との位置を合わせる。具体的には、工程S5では、基板6のバンプ電極63と、各マイクロLED1が転写された粘着シート52bとを撮像カメラで確認して位置を合わせる。図12(a)は、位置合わせをした状態を示している。すなわち、基板6の一列のバンプ電極63と、鉛直方向に対向する1列のマイクロLED1の電極部10とが位置合わせされる。なお、図12では、図8に示す接着層64については、図示を省略している。
In step S5, as shown in FIG. 12A, the positions of the one row of micro LEDs transferred to the
続いて、工程S5では、ステージ9を上昇させることにより、最初の1列のマイクロLED1の電極部10(図4(b)参照)と1列のバンプ電極63とを当接させる。この場合、上記第1実施形態と同様にして、工程S5では、予めバンプ電極63の表面にSnやInの半田層を形成しておき、マイクロLED1の電極部10側には、化学的に安定な金属であるAuを形成しておく。その後、工程S5では、マイクロLED1の電極部10とバンプ電極63とに対して、AuとSn又はAuとInによる合金が界面に形成される半田付けを1列毎に実行して電気的に接続する。また、マイクロLED1の周囲には、1列毎に接着させる局所加熱により、接着層64(図8参照)がマイクロLED1の周囲を囲むようにして、そのマイクロLED1を接着固定する。図12(b)は、最初の1列のマイクロLED1が電気的及び機械的に基板6に接続された状態を示している。
Subsequently, in step S5, by raising the
次に、工程S5では、ステージ9の移動速度と粘着ローラ5bの回転速度とを同期させながら、一列のマイクロLED1を基板6に順次実装していく。具体的には、粘着ローラ5bには、上述した工程S4において、30度の角度ピッチでマイクロLED1が一列毎に転写されているので、粘着ローラ5bを反時計回りに30度回転させる回転速度と、ステージ9の移動速度(図中、右向き)とを同期させる。ここで、粘着ローラ5bを反時計回りに30度回転する毎に、マイクロLED1の配列ピッチが間隔P2の距離だけ移動するので、ステージ9は、基板6のバンプ電極63の画素ピッチとして間隔P3の距離だけ移動させる。これにより、マイクロLED1の配列ピッチとバンプ電極63の画素ピッチとを一致させることができる。
Next, in step S5, a row of
この場合、ステージ9の移動速度と粘着ローラ5bの回転速度とを同期させると、最初の一列のマイクロLED1に対して、粘着ローラ5bの粘着力よりも、基板6の接着力の方が強いため、これらのマイクロLED1は、粘着ローラ5bから基板6に転写されて実装されることになる。
In this case, when the moving speed of the
そして、粘着ローラ5bが30度回転すると、次の一列のマイクロLED1とが接触し、マイクロLED1の電極部10と、基板6上のバンプ電極63とが位置決めされる。すると、工程S5では、上述したとおり、次の1列のマイクロLED1の電極部10と次の1列のバンプ電極63とを電気的及び機械的に基板6に接続する。図12(c)は、次の1列のマイクロLED1が接着固定により電気的及び機械的に基板6に接続された状態を示している。
Then, when the
以後、同様の処理を繰り返していくことにより、全てのマイクロLED1を基板6に実装させることができる。図12(d)は、全てのマイクロLED1を基板6に実装させた状態を示している。なお、図12(d)は、説明の便宜上、ステージ9が一軸方向(図中右方向)に移動を完了した状態を示しており、粘着ローラ5bの位置は、図12(a)~(c)と同じ位置にあることを意味している。
After that, by repeating the same process, all the
ここで、第1実施形態では、粘着シート5aと基板6とは面的に粘着され貼り合わされた後、マイクロLED1が転写されて基板6に接着固定される。これに対して、第2実施形態では、粘着ローラ5bの一列のマイクロLED1が線的に基板6に接着固定されていくので、第1実施形態のように粘着シート5aを基板6に面的に粘着させる必要がなく、さらに、第1実施形態のように粘着シート5aを基板6から剥がす処理も不要となる。
Here, in the first embodiment, the pressure-
以上より、本発明の電子部品実装方法の第2実施形態によれば、第1実施形態と同様、第1の転写部材3の粘着力を低下させる工程において、酸素に対する暴露を防ぐ処理を施した後に紫外線を第1の転写部材3に照射して、その第1の転写部材3の粘着力を低下させているので、酸素に対する暴露による悪影響を受けずに済み、マイクロLED1等の電子部品が容易に第1の転写部材3に転写され、マイクロLED1等の電子部品の実装時の歩留りを向上させることができる。
From the above, according to the second embodiment of the electronic component mounting method of the present invention, as in the first embodiment, in the step of reducing the adhesive strength of the
[マイクロLEDディスプレイの製造方法]
次に、マイクロLEDディスプレイの製造方法について説明する。図13は、本発明によるマイクロLEDディスプレイの製造方法の工程を示す流れ図である。マイクロLEDディスプレイの製造方法では、上記電子部品実装方法を採用している点を特徴としている。つまり、本製造方法では、上述した上記電子部品実装方法を実行した後に、基板6の上層に蛍光体セル12aを行列状に配置した蛍光体セルアレイ12を形成することにより、外部からの電力の供給によりフルカラー表示が可能なマイクロLEDディスプレイ(図18参照)を製造する。
[Manufacturing method of micro LED display]
Next, a method of manufacturing a micro LED display will be described. FIG. 13 is a flow chart showing a process of a method for manufacturing a micro LED display according to the present invention. The method for manufacturing a micro LED display is characterized in that the above-mentioned electronic component mounting method is adopted. That is, in the present manufacturing method, after executing the above-mentioned electronic component mounting method described above, power is supplied from the outside by forming a
本実施形態においては、例えば、紫外光発光ダイオード(UV-LED)等の短波長の光を発光するLEDとRGB蛍光体とを組み合わせてフルカラー表示を実現する方式を採用する。この場合、マイクロLED1の光放出面側には、紫外又は青色波長帯の光を予め定められた対応色に各々変換するRGB蛍光体を有する蛍光体セル12aが設けられる(図17参照)。
In this embodiment, for example, a method of realizing full-color display by combining an LED that emits light having a short wavelength such as an ultraviolet light emitting diode (UV-LED) and an RGB phosphor is adopted. In this case, on the light emitting surface side of the
具体的には、マイクロLEDの実装(工程S11)では、図1を用いて説明した電子部品実装方法の各工程を実行する。これにより、マイクロLED1が基板6に実装される(図8参照)。
Specifically, in the mounting of the micro LED (step S11), each step of the electronic component mounting method described with reference to FIG. 1 is executed. As a result, the
次に、平坦化膜の形成(工程S12)について説明する。工程S12では、後述する蛍光体セルアレイ12(図16参照)を接着して支持する平板状の平坦化膜11を基板6上に形成する。平板状の平坦化膜11は、感光性熱硬化型の接着層としての機能を有する。
Next, the formation of the flattening film (step S12) will be described. In step S12, a flat plate-shaped
図14は、平坦化膜の形成の工程を示す説明図である。(a)は、平坦化膜11をさらに積層した基板6の平面図である。(b)は、(a)の破線で囲む領域R1の3つのマイクロLED1のA-A線断面図である。工程S12では、例えばマイクロディスペンサーを用いて、基板6上に感光性熱硬化型接着剤を高さ方向が一定になるように制御しながら塗布する。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a process of forming a flattening film. (A) is a plan view of the
続いて、工程S12では、フォトリソグラフィーにより、感光性熱硬化型接着剤を露光して平坦化膜11を成膜する。図14(b)において、基板6上には、バンプ電極63とマイクロLED1の電極部10とが接続しており、その周囲を接着層64がマイクロLED1を接着固定している。そして、さらに平坦化膜11がその基板6上を平坦化している。この際、図14(b)に示すマイクロLED1の光放出面1dには、感光性熱硬化型接着剤が成膜されないようにすることが好ましい。
Subsequently, in step S12, the photosensitive thermosetting adhesive is exposed by photolithography to form a flattening
次に、蛍光体セルアレイの形成(工程S13)について説明する。工程S13では、サファイア基板2a上に、マイクロLED1の配列に応じて配置が定まる蛍光体セル12aを複数有する蛍光体セルアレイ12を形成する。
Next, the formation of the fluorophore cell array (step S13) will be described. In step S13, a
図15は、蛍光体セルの形成の工程を示す説明図である。工程S13では、リブ構造の形成及び蛍光材の充填からなる。リブ構造の形成には、図15に示すとおり、隔壁14の形成、金属膜13の形成、金属膜13のレーザ加工が含まれる。詳細には、工程S13では、サファイア基板2a上に蛍光レジストを全面に塗布して、フォトリソグラフィーにより隔壁14のパターンを形成する。
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a process of forming a fluorescent substance cell. Step S13 comprises forming a rib structure and filling with a fluorescent material. As shown in FIG. 15, the formation of the rib structure includes the formation of the
続いて、工程S13では、混色を防止するために、隔壁14内部を金属膜13でメタルコートし、底面のみをパルスレーザを照射してアブレーションにより金属膜13を剥離する。さらに、工程S13では、赤色の蛍光色素を充填した蛍光材層12R、緑色の蛍光色素を充填した蛍光材層12G、青色の蛍光色素を充填した蛍光材層12Bを形成する。これにより、蛍光体セル12aが形成される。このようにして、サファイア基板2a上に蛍光体セル12aを行列状に複数有する蛍光体セルアレイ12が形成される。
Subsequently, in step S13, in order to prevent color mixing, the inside of the
図16は、蛍光体セルアレイ12の平面図である。蛍光体セルアレイ12は、サファイア基板2a上に、蛍光材層12R、蛍光材層12G、蛍光材層12Bで構成される蛍光発光層を有する蛍光体セル12aをマトリクス状に配置したものである。
FIG. 16 is a plan view of the fluorescent
次に、マイクロLEDディスプレイの形成(工程S14)について説明する。図17は、マイクロLEDディスプレイの形成の工程を示す説明図である。工程S14では、上記基板貼り合わせ装置等の実装装置を使用することにより、先ず、マイクロLED1を実装した基板6と蛍光体セルアレイ12を有する基板2aとを貼り合わせる。
Next, the formation of the micro LED display (step S14) will be described. FIG. 17 is an explanatory diagram showing a process of forming a micro LED display. In step S14, by using a mounting device such as the substrate bonding device, first, the
図17(a)は、マイクロLED1を実装した基板6と蛍光体セルアレイ12を有する基板2aとを貼り合わせた状態を示している。但し、図17では、説明を分かりやすくするため、蛍光体セルアレイ12の構成単位である蛍光体セル12aに着目し、図16に示すB-B線断面図のうちの1つの蛍光体セル12a及びその下層に位置する3つのマイクロLED1を含む基板6を描いている。この場合、基板6の3つのマイクロLED1と、1つの蛍光体セル12aの各蛍光材層12R,12G,12Bとが各々接続することになる。図17に示す符号については、既に、図14(b)、図15で説明したとおりである。
FIG. 17A shows a state in which the
工程S14では、平坦化膜11を加熱硬化し、蛍光体セルアレイ12を基板6に固着する。続いて、工程S14では、サファイア基板2aから蛍光体セルアレイ12をレーザリフトオフする。図17(b)は、工程S14により、レーザリフトオフを模式的に示している。これにより、マイクロLEDディスプレイ100が形成される。
In step S14, the flattening
図18は、マイクロLEDディスプレイ100の平面図である。マイクロLEDディスプレイ100は、マイクロLED1を実装した基板2上に、蛍光体セル12aを複数有する蛍光体セルアレイ12を形成したものである。
FIG. 18 is a plan view of the
以上より、本実施形態では、基板6に複数のマイクロLED1を実装する電子部品実装方法を採用したマイクロLEDディスプレイの製造方法を適用することにより、マイクロLED1等の電子部品の実装時の歩留りを向上させたマイクロLEDディスプレイを製造することができる。
Based on the above, in the present embodiment, the yield at the time of mounting electronic components such as the
これにより、本発明のマイクロLEDディスプレイの製造方法により製造されたマイクロLEDディスプレイを表示パネルとして流通させることができる。さらに、例えば表示部を有する電子機器(一例としてスマートフォン)の製造段階で、表示部として、本発明のマイクロLEDディスプレイの製造方法により製造されたマイクロLEDディスプレイが組み込まれた場合、このマイクロLEDディスプレイは、電力の供給を受けることにより映像をフルカラー表示することができる。 Thereby, the micro LED display manufactured by the method for manufacturing the micro LED display of the present invention can be distributed as a display panel. Further, for example, when a micro LED display manufactured by the method for manufacturing a micro LED display of the present invention is incorporated as a display unit at the manufacturing stage of an electronic device having a display unit (for example, a smartphone), the micro LED display is used. By receiving the power supply, the image can be displayed in full color.
上述した実施形態は、本発明が理解及び実施できる程度に示したものであり、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲を逸脱しない限り種々に変更及び修正をすることができる。 The above-described embodiments are shown to the extent that the present invention can be understood and implemented, and the present invention is not limited thereto. The present invention can be variously modified and modified as long as it does not deviate from the scope of the technical idea shown in the claims.
1…マイクロLED(電子部品)
2…光透過性基板
3…第1の転写部材
4…保護フィルム
5…第2の転写部材
5a…粘着シート
5b…粘着ローラ
6…基板
7…真空チャンバー
8…窒素ガスチャンバー
11…平坦化膜
12…蛍光体セルアレイ
12a…蛍光体セル
100…マイクロLEDディスプレイ
1 ... Micro LED (electronic component)
2 ... Light-transmitting
Claims (9)
一方の面に予め定められた配列に従って複数の電子部品が形成されている光透過性基板に、紫外線照射により粘着力が低下する第1の転写部材を貼り付ける工程と、
前記光透過性基板から電子部品を剥離させるレーザリフトオフにより、前記第1の転写部材の一方の面に前記電子部品を転写する工程と、
前記電子部品が転写された前記第1の転写部材に対して、酸素に対する暴露を防ぐ処理を施した後、紫外線を前記第1の転写部材に照射して、該第1の転写部材の粘着力を低下させる工程と、
前記粘着力を低下させた第1の転写部材よりも粘着力が強い第2の転写部材を用いて、前記粘着力の差を利用して前記電子部品を前記第1の転写部材から前記第2の転写部材に転写する工程と、
前記第2の転写部材から前記電子部品を前記基板に実装する工程と、
を含むことを特徴とする電子部品実装方法。 It is an electronic component mounting method that mounts electronic components on a board on which a circuit is mounted.
A step of attaching a first transfer member whose adhesive strength is reduced by ultraviolet irradiation to a light-transmitting substrate in which a plurality of electronic components are formed according to a predetermined arrangement on one surface.
A step of transferring the electronic component to one surface of the first transfer member by a laser lift-off that separates the electronic component from the light transmissive substrate.
The first transfer member to which the electronic component is transferred is subjected to a treatment for preventing exposure to oxygen, and then the first transfer member is irradiated with ultraviolet rays to obtain an adhesive force of the first transfer member. And the process of reducing
Using a second transfer member having a stronger adhesive force than the first transfer member having a reduced adhesive force, the electronic component can be moved from the first transfer member to the second transfer member by utilizing the difference in the adhesive force. The process of transferring to the transfer member of
The step of mounting the electronic component on the substrate from the second transfer member, and
An electronic component mounting method characterized by including.
一方の面に予め定められた配列に従って複数のマイクロLEDが形成されている光透過性基板に、紫外線照射により粘着力が低下する第1の転写部材を貼り付ける工程と、
前記光透過性基板から前記マイクロLEDを剥離させるレーザリフトオフにより、前記第1の転写部材の一方の面に前記マイクロLEDを転写する工程と、
前記マイクロLEDが転写された前記第1の転写部材に対して、酸素に対する暴露を防ぐ処理を施した後、紫外線を前記第1の転写部材に照射して、該第1の転写部材の粘着力を低下させる工程と、
前記粘着力を低下させた第1の転写部材よりも粘着力が強い第2の転写部材を用いて、前記粘着力の差を利用して前記マイクロLEDを前記第1の転写部材から前記第2の転写部材に転写する工程と、
前記第2の転写部材から前記マイクロLEDを、回路を搭載した基板に実装する工程と、
前記マイクロLEDが実装された基板上に、平板状の平坦化膜を形成する工程と、
前記平坦化膜が形成された基板上に、前記マイクロLEDの配列に応じて配置が定まる蛍光体セルを複数有する蛍光体セルアレイを形成する工程と、
を含むことを特徴とするマイクロLEDディスプレイの製造方法。 It is a manufacturing method of a micro LED display capable of full-color display.
A step of attaching a first transfer member whose adhesive strength is reduced by ultraviolet irradiation to a light transmissive substrate in which a plurality of micro LEDs are formed according to a predetermined arrangement on one surface.
A step of transferring the micro LED to one surface of the first transfer member by a laser lift-off that separates the micro LED from the light transmissive substrate.
After the first transfer member to which the micro LED is transferred is subjected to a treatment for preventing exposure to oxygen, the first transfer member is irradiated with ultraviolet rays, and the adhesive force of the first transfer member is obtained. And the process of reducing
Using a second transfer member having a stronger adhesive force than the first transfer member having a reduced adhesive force, the micro LED can be transferred from the first transfer member to the second transfer member by utilizing the difference in the adhesive force. The process of transferring to the transfer member of
The process of mounting the micro LED from the second transfer member on the substrate on which the circuit is mounted, and
The process of forming a flat plate-shaped flattening film on the substrate on which the micro LED is mounted, and
A step of forming a phosphor cell array having a plurality of phosphor cells whose arrangement is determined according to the arrangement of the micro LEDs on the substrate on which the flattening film is formed.
A method for manufacturing a micro LED display, which comprises.
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JP2020161183A JP2022054148A (en) | 2020-09-25 | 2020-09-25 | Electronic component mounting method and manufacturing method for micro-led display |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022230953A1 (en) * | 2021-04-27 | 2022-11-03 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | Led transfer member and method for producing led device |
JP7254394B1 (en) * | 2022-12-02 | 2023-04-10 | 株式会社写真化学 | Electronic component transfer roll and electronic component transfer method |
WO2023243634A1 (en) * | 2022-06-16 | 2023-12-21 | 日東電工株式会社 | Transfer sheet |
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2020
- 2020-09-25 JP JP2020161183A patent/JP2022054148A/en active Pending
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