JP4103369B2

JP4103369B2 - 部品の実装方法

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Publication number: JP4103369B2
Application number: JP2001331145A
Authority: JP
Inventors: 邦彦林
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-10-29
Filing date: 2001-10-29
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2021-10-29
Also published as: JP2003133686A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品の実装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像表示装置等の電子機器においては、例えば発光素子等をプラスチック等の絶縁体に埋め込んでなる電子部品が実装基板上に多数マトリクス状に実装されて表示領域を構成している。近年では、例えば０．６ｍｍ×０．３ｍｍ程度にまで電子部品の微小化が進んでおり、画像表示装置を製造する際にはこのような微小な電子部品を高密度且つ高精度にて実装基板上に実装させなければならない。
【０００３】
このような微小な電子部品を実装基板上に実装する手法としては、実装機に搭載された１つ又は複数の吸着ヘッドで、１つ又は複数の電子部品を吸着するとともに実装基板上に移載する方法が一般的に採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この吸着ヘッドを用いる方法では、実装基板上への実装に０．１秒〜数秒程度の時間を要するために生産性の向上が見込めない。また、上述したチップサイズより小さい電子部品の吸着が不完全となること、位置決めのために用いる画像処理装置の能力に限界がある等の理由により、位置決め精度が数μｍ程度に限定されてしまう等の不都合がある。
【０００５】
また、複数の電子部品を実装基板上へ実装する他の手法として、タンパク質等の吸着力を利用して、電子部品を実装基板上に自己整列する技術が、特表２００１−５０６９３１号公報等に開示されている。
【０００６】
しかしながら、この方法は、吸着力を均一化することが困難であることや、電子部品を整列させたときの精度が粗い等の様々な問題を有しており、実用化は極めて困難である。
【０００７】
また、複数の電子部品を実装基板上へ実装するさらに他の手法として、ある基板上に実装する位置関係に対応するように電子部品を予め配列しておき、接着剤層が形成された実装基板上へ一括して部品を転写する方法が挙げられる。
【０００８】
この転写法においては、短時間で多数の電子部品を実装可能であるという点では有利であるものの、転写元の基板と実装基板との位置決めが不正確であった場合には、転写元の基板に配列された多数の電子部品が全てずれた状態で転写されてしまう。
【０００９】
さらに、この転写法においては、位置決めが正確に行われて部品が実装されたとしても、実装された部品が接着剤層上で滑って本来の実装位置からずれてしまい、所望の実装精度が得られないことがある。
【００１０】
そこで本発明はこのような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、微小な部品を実装した後に位置ずれを生じることなく、良好な実装精度を実現する部品の実装方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る部品の実装方法は、第１の基板上に接着剤層を形成し、前記接着剤層上に開口を有する樹脂層を形成し、第２の基板上に配列された部品を前記開口に対向させ、前記部品を前記第１の基板上に転写し、さらに前記樹脂層を除去するすることを特徴とする。
【００１２】
以上のような部品の実装方法では、部品の実装位置を樹脂層の開口で規制するため、接着剤層が形成された第１の基板上に実装した後で部品が位置ずれを起こすことがない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した部品の実装方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
［第１の実施の形態］
以下、第２の基板である実装元基板上に配列された複数の部品を、第１基板である実装基板上に形成された接着剤層にアライメントしながら一括して転写実装する方法について説明する。
【００１５】
まず、図１に示すような、実装基板１を用意する。この実装基板１上には、接着剤層２が形成されてなる。
【００１６】
実装基板１としては、特に限定されるものではなく、任意の基板を用いることができる。
【００１７】
接着剤層２は、例えば熱可塑性樹脂、紫外線硬化型樹脂等からなり、転写される部品との接着力が高いものを用いることが好ましい。
【００１８】
次に、図２に示すように、接着剤層２上に、部品の実装位置を規制するためのガイド層３となる樹脂層を形成する。このとき、部品が実装される領域の接着剤層２が露出するように、ガイド層３には所定の寸法の開口３ａを設けることとする。
【００１９】
ガイド層３の開口３ａは、後の工程における部品の実装しやすさの観点から、実装される部品との間に適度な隙間を有するような寸法であることが好ましく、実装される部品の寸法に少なくとも実装誤差を加えた寸法とされることがより好ましい。これに対して、実装誤差を考慮せずにガイド層３の開口３ａを狭く設けた場合、部品が接着剤層２に実装されにくくなるおそれがある。
【００２０】
また、ガイド層３の高さを実装される部品の高さ以下とすることが好ましく、これによりガイド層３が部品と接着剤層２との接触を妨げることなく部品と接着剤層２との密着性を確保できる。なお、図２に示すガイド層３は、その高さが実装される部品の高さよりも低くなるように設定している。
【００２１】
ガイド層３の材料としては、例えばフォトレジスト等の樹脂を用いることができる。
【００２２】
例えばガイド層３がフォトレジスト等からなる場合には、接着剤層２上にフォトレジストを一面に塗布し、露光工程、現像工程等を経て所定の形状にパターニングすることにより開口３ａを設ける。
【００２３】
また、ガイド層３が樹脂からなる場合、接着剤層２上に一面に樹脂を塗布し、マスクを用いてＲＩＥ（反応性イオンエッチング）等で開口３ａを設ける方法、レーザー照射により開口３ａを設ける方法等によりガイド層３を形成する。例えばガイド層３がポリイミドからなる場合、ＹＡＧ３倍波（３５５ｎｍ）レーザー等のＹＡＧレーザーや、エキシマレーザー等により開口３ａを設ける。
【００２４】
また、予め開口３ａが設けられたフィルム状の樹脂を位置決めしながら接着剤層２に張り合わせることによって、ガイド層３を形成してもよい。
【００２５】
次に、図３に示すように、部品４が配列された実装元基板５を用意し、この実装元基板５とガイド層３が形成された接着剤層２とを、ガイド層３の開口３ａの中に部品４がおさまるように位置決めしながら対向させ、接着剤層２と部品４とを当接させる。
【００２６】
部品４はいかなるものであってもよく、例えば樹脂中に電子素子が埋め込まれた電子部品等が挙げられる。具体的な電子素子としては、発光素子、液晶制御素子、光電変換素子、圧電素子、薄膜トランジスタ素子、薄膜ダイオード素子、抵抗素子、スイッチング素子、微小磁気素子、微小光学素子から選ばれた素子又はその部分、これらの組み合わせ等が挙げられる。
【００２７】
また、実装元基板５としても特に限定されるものではなく、接着剤層２に対する部品４の付着力を考慮して、適宜最適なものを選択すればよい。実装元基板５として、例えば半導体ウエハ、ガラス基板、石英ガラス基板、サファイア基板、プラスチック基板等を用いることができる。
【００２８】
なお、実装元基板５の表面には、離型層として機能する剥離層や、部品４を保持する粘着剤層が形成されていてもよい。
【００２９】
次に、例えば実装元基板５の裏面から部品４に対してレーザーを照射し、レーザーアブレーションを利用して実装元基板５と部品４との密着を解除する。
【００３０】
次に、接着剤層２の特性に応じて加熱、ＵＶ照射等の処理を施すことにより、接着剤層２を固着させて、部品４を接着剤層２に転写する。
【００３１】
なお、実装元基板５に配列された部品４を選択的に接着剤層２に転写する場合は、必ずしも接着剤層２と転写対象となる部品４とを当接させる必要はなく、転写対象となる部品４をガイド層３の開口３ａの高さまで対向させた後、レーザーアブレーションを利用して部品４と実装元基板５とを剥離し、転写対象となる部品４を開口３ａの中に落下させてもよい。
【００３２】
次に、図４に示すように、実装元基板５を引き剥がして実装基板１上の接着剤層２に部品４を実装する。
【００３３】
次に、図５に示すように、例えば溶剤等によってガイド層３を溶解、除去する。このときの溶剤は、ガイド層３を溶解し、且つ接着剤層２を溶解しない性質のものを選択する。
【００３４】
従来の接着剤を用いた部品の実装方法では、位置決めを行うことにより正確な位置で部品を接着剤層に保持させたとしても、部品保持工程後に部品が接着剤層上で滑ることによって部品４が本来実装された位置から位置ずれを起こし、所望の実装精度が得られないといった不都合が生じることがある。
【００３５】
これに対して、本発明の実装方法によれば、部品４が実装される接着剤層２の周囲をガイド層３により保護して保持された部品４の実装位置を規制するため、部品保持工程後に部品４が位置ずれを起こすことがない。したがって、本発明によれば、所望の実装精度にて確実に部品４を実装することができる。
【００３６】
また、本発明によれば、部品４を実装する際の位置決めに失敗した場合には、ガイド層３の開口３ａの中に部品４が収まらずに、ガイド層３の開口３ａの縁に乗るため、画像認識での不良判定が容易になる。
【００３７】
なお、上述の説明では、実装元基板５上に配列された部品４を一括して転写する場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば実装元基板５として紫外線硬化型テープ等の電磁波硬化型テープ上に配列した状態の部品４と、接着剤層２と接触させた状態で実装元基板５の裏面側から針等で押圧することにより部品４を転写する場合にも適用できる。
【００３８】
また、ガイド層３の除去は任意であり、ガイド層３を接着剤層２上に残存させたままでもよい。
【００３９】
また、図１〜図５では、１つの部品４を接着剤層３に転写する様子を示したが、本発明では同時に複数の部品４を実装基板１に実装する場合に適用できる。
【００４０】
次に、参考例として、上述した部品の実装方法を応用した回路基板の製造方法、画像表示装置の製造方法について説明する。
【００４１】
［参考例１］
以下、上述したガイド層を用いた本発明の実装方法を応用して、回路基板を製造する方法について説明する。
【００４２】
先ず、図６に示すような、接着剤層１２が形成された実装基板１１を用意する。実装基板１１としては、上述の第１の実施の形態と同様のものを用いることができる。
【００４３】
また、本例では、接着剤層１２を構成する材料として導電性の接着剤を用いる。
【００４４】
次に、図７に示すように、接着剤層１２上に、部品の実装位置を規制するためのガイド層１３を形成する。ガイド層１３は、上述の第１の実施の形態とほぼ同様とすることができるが、本実施の形態ではその高さを部品１４の高さと等しくしている。
【００４５】
次に、図８に示すように、部品１４が配列された実装元基板１５を用意し、この実装元基板１５とガイド層が形成された接着剤層１２とを、ガイド層１３の開口１３ａの中に部品１４がおさまるように位置決めしながら対向させ、接着剤層１２と部品１４とを当接させる。
【００４６】
ここで用いる実装元基板１５及び部品１４についても、上述の第１の実施の形態と同様とすることができる。
【００４７】
次に、例えば実装元基板１５の裏側から部品１４に対してレーザーを照射し、レーザーアブレーションを利用して実装元基板１５と部品１４との密着を解除するとともに、接着剤層１２の特性に応じて加熱、ＵＶ照射等の処理を施すことにより、接着剤層１２を固着させて、部品１４を接着剤層１２に転写する。
【００４８】
次に、図９に示すように、実装元基板１５を引き剥がして実装基板１１上の接着剤層１２に部品１４を実装する。
【００４９】
次に、図１０に示すように、ガイド層１３を除去せずに残存させた状態で、接着剤層１２に保持された部品１４とガイド層１３との隙間に樹脂を充填し、硬化させることにより埋め込み樹脂１６を形成する。なお、図１０においては、部品１４とガイド層１３との隙間にのみ樹脂を充填した状態を図示したが、本発明においては、部品１４及びガイド層１３を覆うように、一様に樹脂を塗布してもかまわない。
【００５０】
次に、ガイド層１３、部品１４及び埋め込み樹脂１６上に金属等の導電性薄膜を成膜し、所定の形状にパターニングすることにより、図１１に示すような配線１７を形成する。これにより、ガイド層１３、部品１４及び埋め込み樹脂１６の両面に配線が施された２層配線の回路基板が得られる。
【００５１】
以上のような回路基板の製造方法によれば、部品１４が実装される接着剤層１２の周囲をガイド層１３により保護して保持された部品１４の実装位置を規制するため、部品保持工程後に部品１４が位置ずれを起こすことがない。したがって、本例によれば、所望の実装精度にて確実に部品１４を実装することができる。
【００５２】
また、本例によれば、部品１４を実装する際の位置決めに失敗した場合には、ガイド層１３の開口１３ａの中に部品１４が収まらずに、ガイド層１３の開口１３ａの縁に乗るため、画像認識での不良判定が容易になる。
【００５３】
さらに、本例では、ガイド層１３の高さを部品１４の高さと等しくするとともにガイド層１３を除去せずに層間絶縁膜として利用可能であり、製造工程を簡略化し、部品１４の上面から配線１７をとる場合に配線のパターニングを容易に行うことができる。そして、接着剤層１２として導電性材料を用いることにより、実装精度の良好な２層配線の回路基板を得ることができる。
【００５４】
また、ガイド層１３が存在しない状態で所定のピッチで接着剤層１２上に配列された部品１４を覆って絶縁材料を塗布すると、接着剤層１２と部品１４とがなす凹凸形状に起因して塗料中の溶剤成分が揮発した後に各部品１４の間で絶縁材料が沈み、絶縁材料の塗膜の表面性が失われるという不都合が生じる。これに対して、本例では、各部品１４の間に、部品１４と等しい高さを有するガイド層１３が介在するため表面の高さが略均一化され、絶縁材料を塗布した際の絶縁材料の沈みがなく、表面性に優れた絶縁材料塗膜が得られる。
【００５５】
このように、本例に係る回路基板の製造方法は、部品の実装位置を樹脂層の開口で規制するため、接着剤層が形成された第１の基板上に実装した後で部品が位置ずれを起こすことがない。したがって、本発明によれば、部品の実装後の位置ずれを生じることなく良好な実装精度を実現可能な回路基板の製造方法を提供できる。
【００５６】
［参考例２］
以下、上述したガイド層を用いた実装方法を応用して、発光ダイオードを発光素子として用いた画像表示装置を製造する方法について説明する。
【００５７】
本例では、いわゆる二段階の拡大転写法を用いて画像表示装置を製造する。先ず、この二段階の拡大転写法について詳細に説明する。
【００５８】
二段階の拡大転写法では、先ず、高集積度をもって第一基板上に作製された素子を第一基板上で素子が配列された状態よりは離間した状態となるように粘着材を塗布された一時保持用部材に転写し、次いで一時保持用部材に保持された上記素子をさらに離間して第二基板上に転写するものである。なお、以下の説明では、転写を二段階としているが、素子を離間して配置する拡大度に応じて転写を二段階やそれ以上の多段階とすることもできる。また、本発明の転写方法は、拡大転写法に限定されることなく通常の転写に適用することもできる。
【００５９】
図１２は二段階拡大転写法の基本的な工程を示す図である。まず、図１２（ａ）に示す第一基板２０上に、例えば発光素子のような素子２２を密に形成する。素子を密に形成することで、各基板当たりに生成される素子の数を多くすることができ、製品コストを下げることができる。第一基板２０は例えば半導体ウエハ、ガラス基板、石英ガラス基板、サファイア基板、プラスチック基板等の種々の素子形成可能な基板であるが、各素子２２は第一基板２０上に直接形成したものであっても良く、他の基板上で形成されたものを配列したものであっても良い。
【００６０】
次に図１２（ｂ）に示すように、第一転写工程を行う。すなわち、第一基板２０から各素子２２が図中破線で示す一時保持用部材２１に転写され、この一時保持用部材２１の上に各素子２２が保持される。ここで隣接する素子２２は離間され、図示のようにマトリクス状に配される。すなわち素子２２はｘ方向にもそれぞれ素子の間を広げるように転写されるが、ｘ方向に垂直なｙ方向にもそれぞれ素子の間を広げるように転写される。このとき離間される距離は、特に限定されず、一例として後続の工程での樹脂部形成や電極パッドの形成を考慮した距離とすることができる。一時保持用部材２１上に第一基板２０から転写した際に第一基板２０上の全部の素子が離間されて転写されるようにすることができる。この場合には、一時保持用部材２１のサイズはマトリクス状に配された素子２２の数（ｘ方向、ｙ方向にそれぞれ）に離間した距離を乗じたサイズ以上であれば良い。また、一時保持用部材２１上に第一基板２０上の一部の素子が離間されて転写されるようにすることも可能である。
【００６１】
このような第一転写工程の後、図１２（ｃ）に示すように、一時保持用部材２１上に存在する素子２２は離間されていることから、各素子２２毎に素子周りの樹脂の被覆と電極パッドの形成が行われる。素子周りの樹脂の被覆は電極パッドを形成し易くし、次の第二転写工程での取り扱いを容易にする等のために形成される。電極パッドの形成は、後述するように、最終的な配線が続く第二転写工程の後に行われるため、その際に配線不良が生じないように比較的大き目のサイズに形成されるものである。なお、図１２（ｃ）には電極パッドは図示していない。各素子２２の周りを樹脂２３で覆うことで樹脂形成チップ２４が形成される。素子２２は平面上、樹脂形成チップ２４の略中央に位置するが、一方の辺や角側に偏った位置に存在するものであっても良い。
【００６２】
次に、図１２（ｄ）に示すように、第二転写工程が行われる。この第二転写工程では一時保持用部材２１上でマトリクス状に配される素子２２が樹脂形成チップ２４ごと更に離間するように第二基板２５上に転写される。第二転写工程においても、隣接する素子２２は樹脂形成チップ２４ごと離間され、図示のようにマトリクス状に配される。すなわち素子２２はｘ方向にもそれぞれ素子の間を広げるように転写されるが、ｘ方向に垂直なｙ方向にもそれぞれ素子の間を広げるように転写される。第二転写工程によって配置された素子の位置が画像表示装置等の最終製品の画素に対応する位置であるとすると、当初の素子２２間のピッチの略整数倍が第二転写工程によって配置された素子２２のピッチとなる。ここで第一基板２０から一時保持用部材２１での離間したピッチの拡大率をｎとし、一時保持用部材２１から第二基板２５での離間したピッチの拡大率をｍとすると、略整数倍の値ＥはＥ＝ｎ×ｍで表される。
【００６３】
第二基板２５上に樹脂形成チップ２４ごと離間された各素子２２には、配線が施される。この時、先に形成した電極パッド等を利用して接続不良を極力抑えながらの配線がなされる。この配線は例えば素子２２が発光ダイオード等の発光素子の場合には、ｐ電極、ｎ電極への配線を含む。
【００６４】
図１２に示した二段階拡大転写法においては、第一転写工程後の離間したスペースを利用して電極パッドの形成等を行うことができ、そして第二転写工程後に配線が施されるが、先に形成した電極パッド等を利用して接続不良を極力抑えながらの配線がなされる。従って、画像表示装置の歩留まりを向上させることができる。また、本例の二段階拡大転写法においては、素子間の距離を離間する工程が２工程であり、このような素子間の距離を離間する複数工程の拡大転写を行うことで、実際は転写回数が減ることになる。すなわち、例えば、ここで第一基板２０、２０ａから一時保持用部材２１、２１ａでの離間したピッチの拡大率を２（ｎ＝２）とし、一時保持用部材２１、２１ａから第二基板２５での離間したピッチの拡大率を２（ｍ＝２）とすると、仮に一度の転写で拡大した範囲に転写しようとしたときでは、最終拡大率が２×２の４倍で、その二乗の１６回の転写すなわち第一基板のアライメントを１６回行う必要が生ずるが、本例の二段階拡大転写法では、アライメントの回数は第一転写工程での拡大率２の二乗の４回と第二転写工程での拡大率２の二乗の４回を単純に加えただけの計８回で済むことになる。即ち、同じ転写倍率を意図する場合においては、（ｎ＋ｍ）^２＝ｎ^２＋２ｎｍ＋ｍ^２であることから、必ず２ｎｍ回だけ転写回数を減らすことができることになる。従って、製造工程も回数分だけ時間や経費の節約となり、特に拡大率の大きい場合に有益となる。
【００６５】
ところで、上述した二段階拡大転写法で使用される素子の一例としての発光素子の構造を図１３に示す。図１３（ａ）が素子断面図であり、図１３（ｂ）が平面図である。この発光素子はＧａＮ系の発光ダイオード４０であり、たとえばサファイア基板上に結晶成長される素子である。このようなＧａＮ系の発光ダイオード４０では、基板を透過するレーザー照射によってレーザーアブレーションが生じ、ＧａＮの窒素が気化する現象にともなってサファイア基板とＧａＮ系の成長層の間の界面で膜剥がれが生じ、素子分離を容易なものにできる特徴を有している。
【００６６】
まず、その構造については、ＧａＮ系半導体層からなる下地成長層４１上に選択成長された六角錐形状のＧａＮ層４２が形成されている。なお、下地成長層４１上には図示しない絶縁膜が存在し、六角錐形状のＧａＮ層４２はその絶縁膜を開口した部分にＭＯＣＶＤ法等によって形成される。このＧａＮ層４２は、成長時に使用されるサファイア基板の主面をＣ面とした場合にＳ面（１−１０１面）で覆われたピラミッド型の成長層であり、シリコンをドープさせた領域である。このＧａＮ層４２の傾斜したＳ面の部分はダブルへテロ構造のクラッドとして機能する。ＧａＮ層４２の傾斜したＳ面を覆うように活性層であるＩｎＧａＮ層４３が形成されており、その外側にマグネシウムドープのＧａＮ層４４が形成される。このマグネシウムドープのＧａＮ層４４もクラッドとして機能する。
【００６７】
このような発光ダイオード４０には、ｐ電極４５とｎ電極４６が形成されている。ｐ電極４５はマグネシウムドープのＧａＮ層４４上に形成されるＮｉ／Ｐｔ／Ａｕ又はＮｉ（Ｐｄ）／Ｐｔ／Ａｕ等の金属材料を蒸着して形成される。ｎ電極４６は前述の図示しない絶縁膜を開口した部分でＴｉ／Ａｌ／Ｐｔ／Ａｕ等の金属材料を蒸着して形成される。なお、下地成長層４１の裏面側からｎ電極取り出しを行う場合は、ｎ電極４６の形成は下地成長層４１の表面側には不要となる。
【００６８】
このような構造のＧａＮ系の発光ダイオード４０は、青色発光も可能な素子であって、特にレーザーアブレーションよって比較的簡単にサファイア基板から剥離することができ、レーザービームを選択的に照射することで選択的な剥離が実現される。なお、ＧａＮ系の発光ダイオードとしては、平板上や帯状に活性層が形成される構造であっても良く、上端部にＣ面が形成された角錐構造のものであっても良い。また、他の窒化物系発光素子や化合物半導体素子等であっても良い。
【００６９】
次に、上述した二段階拡大転写法を用いた画像表示装置の製造方法について詳細に説明する。
【００７０】
先ず、図１４に示すような、複数の発光ダイオード４０が密な状態で一主面上に形成された第一基板１００を用意する。このような第一基板１００を第１の一時保持用部材１０１に対峙させて図１４に示すように選択的な転写を行う。なお、発光ダイオードとしては、上述した図１４に示す発光ダイオード４０を用いる。
【００７１】
第１の一時保持用部材１０１の第一基板１００に対峙する面には剥離層１０２と第一接着剤層１０３が２層になって形成されている。
【００７２】
また、第１の一時保持用部材１０１の第一接着剤層１０３としては紫外線（ＵＶ）硬化型接着剤、熱硬化性接着剤、熱可塑性接着剤のいずれかからなる層を用いることができる。一例としては、第１の一時保持用部材１０１として石英ガラス基板を用い、剥離層１０２としてポリイミド膜４μｍを形成後、第一接着剤層１０３としてのＵＶ硬化型接着剤を約２０μｍ厚で塗布する。
【００７３】
第１の一時保持用部材１０１の第一接着剤層１０３は、硬化した領域１０３ｓと未硬化領域１０３ｙが混在するように調整され、未硬化領域１０３ｙに選択転写にかかる発光ダイオード４０が位置するように位置合わせされる。硬化した領域１０３ｓと未硬化領域１０３ｙが混在するような調整は、例えばＵＶ硬化型接着剤を露光機にて選択的に２００μｍピッチでＵＶ露光し、発光ダイオード４０を転写するところは未硬化でそれ以外は硬化させてある状態にすれば良い。このようなアライメントの後、転写対象位置の発光ダイオード４０に対しレーザー光７３を第一基板１００の裏面から照射し、当該発光ダイオード４０を第一基板１００からレーザーアブレーションを利用して剥離する。ＧａＮ系の発光ダイオード４０はサファイアとの界面で金属のＧａと窒素に分解することから、比較的簡単に剥離できる。照射するレーザー光１０４としてはエキシマレーザー、高調波ＹＡＧレーザー等が用いられる。
【００７４】
このレーザーアブレーションを利用した剥離によって、選択照射にかかる発光ダイオード４０はＧａＮ層と第一基板１００の界面で分離し、反対側の第一接着剤層１０３にｐ電極部分を突き刺すようにして転写される。他のレーザー光１０４が照射されない領域の発光ダイオード４０は、第一接着剤層１０３の硬化した領域１０３ｓと接触し、レーザー光１０４も照射されていないために第１の一時保持用部材１０１側に転写されることはない。なお、図１４では１つの発光ダイオード４０だけが選択的にレーザー照射されているが、ｎピッチ分だけ離間した領域においても同様に発光ダイオード４０はレーザー照射されているものとする。このような選択的な転写によっては発光ダイオード４０第一基板１００上に配列されている時よりも離間して第１の一時保持用部材１０１上に配列される。
【００７５】
発光ダイオード４０は第１の一時保持用部材１０１の第一接着剤層１０３に保持された状態で、発光ダイオード４０の裏面がｎ電極側（カソード電極側）になっていて、発光ダイオード４０の裏面には樹脂（接着剤）がないように除去、洗浄されているため、図１５に示すように電極パッド１０５を形成すれば、電極パッド１０５は発光ダイオード４０の裏面と電気的に接続される。
【００７６】
第一接着剤層１０３の洗浄の例としては酸素プラズマで接着剤用樹脂をエッチング、ＵＶオゾン照射にて洗浄する。かつ、レーザーにてＧａＮ系発光ダイオードをサファイア基板からなる第一基板１００から剥離したときには、その剥離面にＧａが析出しているため、そのＧａをエッチングすることが必要であり、ＮａＯＨ水溶液もしくは希硝酸で行うことになる。その後、電極パッド１０５をパターニングする。このときのカソード側の電極パッドは約６０μｍ角とすることができる。電極パッド１０５としては透明電極（ＩＴＯ、ＺｎＯ系等）もしくはＴｉ／Ａｌ／Ｐｔ／Ａｕ等の材料を用いる。透明電極の場合は発光ダイオードの裏面を大きく覆っても発光をさえぎることがないので、パターニング精度が粗く、大きな電極形成ができ、パターニングプロセスが容易になる。
【００７７】
図１６は第１の一時保持用部材１０１から発光ダイオード４０を第２の一時保持用部材１０６に転写して、アノード電極（ｐ電極）側のビアホール１０７を形成した後、アノード側電極パッド１０８を形成し、樹脂からなる第一接着剤層１０３をダイシングした状態を示している。このダイシングの結果、素子分離溝１０１が形成され、発光ダイオード４０は素子ごとに区分けされて樹脂形成チップ１１０となる。素子分離溝１０１はマトリクス状の各発光ダイオード４０を分離するため、平面パターンとしては縦横に延長された複数の平行線からなる。素子分離溝１０９の底部では第２の一時保持用部材１０６の表面が臨む。第２の一時保持用部材１０６上には剥離層１１２が形成される。第２の一時保持用部材１０６は、一例としてプラスチック基板にＵＶ粘着材が塗布してある、いわゆるダイシングシートであり、ＵＶが照射されると粘着力が低下するものを利用できる。
【００７８】
アノード側電極パッド１０８を形成するに際しては、第一接着剤層１０３の表面を酸素プラズマで発光ダイオード４０の表面が露出してくるまでエッチングする。まずビアホール１０７の形成はエキシマレーザー、高調波ＹＡＧレーザー、炭酸ガスレーザーを用いることができる。このとき、ビアホールは約３〜７μｍの径を開けることになる。アノード側電極パッド１０８はＮｉ／Ｐｔ／Ａｕ等で形成する。ダイシングプロセスは通常のブレードを用いたダイシング、２０μｍ以下の幅の狭い切り込みが必要なときには上記レーザーを用いたレーザーによる加工を行う。その切り込み幅は画像表示装置の画素内の樹脂からなる第一接着剤層１０３で覆われた発光ダイオード４０の大きさに依存する。
【００７９】
次に、転写対象となる樹脂形成チップ１１０ａを、第２の一時保持用部材１０６から第二基板に転写する。具体的には、図１７に示すように、第３の一時保持用部材１１３の主面に予め粘着材１１４を形成しておき、粘着材１１４と発光ダイオード４０の上面、すなわち、樹脂形成チップ１１０のアノード側電極パッド１０８がある側とが対向するように当接させる。そして、この状態で、第２の一時保持用部材１０６の裏面からマスク１１５を用いて転写対象となる樹脂形成チップ１１０ａに選択的にエキシマレーザー光１１６を照射する。これにより、例えば第２の一時保持用部材１０６を石英基板により形成し、剥離層１１２をポリイミドにより形成した場合では、ポリイミドと石英基板の界面でポリイミドのアブレーションにより剥離が発生して転写対象となる樹脂形成チップ１１０ａは剥離可能な状態とされる。そして、第３の一時保持用部材１１３を第２の一時保持用部材１０６から剥がし取ることにより、転写対象となる樹脂形成チップ１１０ａは第２の一時保持用部材１０６から第３の一時保持用部材１１３上に形成された粘着材１１４に選択的に転写される。一方で、転写対象でない樹脂形成チップ１１０は転写されずに第２の一時保持用部材１０６上に残留する。
【００８０】
次に、図１８に示すように、第二基板１１７上に予め例えば熱可塑性接着剤等からなる第二接着剤層１１８と、第二接着剤層１１８上に所定の開口を有するガイド層１１１を形成しておき、樹脂形成チップ１１０ａがガイド層１１１の開口の内側の第二接着剤層１１８と対向するように位置決めを行い、第三の一時保持部材１１３と第二基板１１７とを配置する。そして、図１８に示すように、第二基板１１７の裏面側からレーザー光１１９を照射し、転写する樹脂形成チップ１１０ａに対応する部分の第二接着剤層１１８のみを加熱する。このレーザー光１１９の照射により、第二接着剤層１１８の樹脂形成チップ１１０ａに対応した位置が軟化する。
【００８１】
その後、第二接着剤層１１８を冷却硬化することにより、樹脂形成チップ１１０ａが、第二基板１１７上に固着される。このとき、粘着材１１４の粘着力を硬化させた際の第二接着剤層１１８の接着力よりも小さくしておき、第３の一時保持用部材１１３を第二基板１１７から剥がすことにより樹脂形成チップ１１０ａ、すなわち発光ダイオード４０が第二接着剤層１１８に固着され、第二基板１１７に転写される。
【００８２】
このとき、ガイド層１１１を形成することにより第二接着剤層１１８上に保持された樹脂形成チップ１１０ａの面方向の移動を防止するため、部品保持工程後に樹脂形成チップ１１０ａが位置ずれを起こすことがない。したがって、所望の実装精度にて確実に樹脂形成チップ１１０ａを実装することができる。
【００８３】
また、第二基板１１７上にシャドウマスクとしても機能する電極層１２０を配設し、この電極層１２０を、レーザー光１１９を照射することにより加熱し、間接的に第二接着剤層１１８を加熱するようにしても良い。特に、図１８に示すように、電極層１２０の画面側の表面すなわち当該画像表示装置を見る人がいる側の面に黒クロム層１２１を形成すれば、画像のコントラストを向上させることができると共に、黒クロム層１２１でのエネルギー吸収率を高くして、選択的に照射されるレーザー光１１９によって第二接着剤層１１８を効率的に加熱するようにすることができる。
【００８４】
また、発光ダイオード４０と同様にして、図１９に示すように、発光ダイオード１２２、１２３を第二基板１１７上に形成された第二接着剤層１１８の所定の位置に固着させる。これにより、ＲＧＢの３色の発光ダイオード４０、１２２、１３３からなる画素を形成できる。３色の発光ダイオード４０、１２２、１２３は必ずしも同じ形状でなくとも良い。図１９では赤色の発光ダイオード１２２が六角錐のＧａＮ層を有しない構造とされ、他の発光ダイオード４０、１２３とその形状が異なっているが、この段階では各発光ダイオード４０、１２２、１２３は既に樹脂形成チップとして樹脂からなる第一接着剤層１０３で覆われており、素子構造の違いにもかかわらず同一の取り扱いが実現される。
【００８５】
図２０は、第二基板１１７に配列されたＲＧＢの３色の発光ダイオード４０、１２２、１２３及びガイド層１１１を覆うようにして絶縁層１２４を塗布した状態を示す図である。絶縁層１２４としては透明エポキシ接着剤、ＵＶ硬化型接着剤、ポリイミド等を用いることができる。
【００８６】
ここで、各樹脂形成チップ１１０の間に樹脂形成チップ１１０と等しい高さを有するガイド層１１１が介在するため表面の高さが略均一化され、絶縁材料を塗布した際の絶縁材料の沈みがなく、表面性に優れた絶縁層１２４が得られる。
【００８７】
図２１は配線形成工程を示す図である。絶縁層１２４に開口部１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０を形成し、発光ダイオード４０、１１０、１１１のアノード、カソードの電極パッドと第二基板１１７の配線用の電極層１２０を接続する配線１３１、１３２、１３３を形成した図である。このときに形成する開口部すなわちビアホールは発光ダイオード４０、１１０、１１１の電極パッド１２６、６３の面積を大きくしているのでビアホール形状は大きく、ビアホールの位置精度も各発光ダイオードに直接形成するビアホールに比べて粗い精度で形成できる。このときのビアホールは約６０μｍ角の電極パッド１２６、６３に対し、約φ２０μｍのものを形成できる。また、ビアホールの深さは配線基板と接続するもの、アノード電極と接続するもの、カソード電極と接続するものの３種類の深さがあるのでレーザーのパルス数で制御し、最適な深さを開口する。その後、保護層を配線上に形成し、画像表示装置のパネルは完成する。このときの保護層は図２０の絶縁層１２４と同様、透明エポキシ接着剤等の材料が使用できる。この保護層は加熱硬化し配線を完全に覆う。この後、パネル端部の配線からドライバーＩＣを接続して駆動パネルを製作することになる。
【００８８】
以上のような画像表示装置の製造方法によれば、樹脂形成チップ１１０が実装される第二接着剤層１１８の周囲をガイド層１１１により保護して保持された樹脂形成チップ１１０ａの実装位置を規制するため、部品保持工程後に樹脂形成チップ１１０ａが位置ずれを起こすことがない。したがって、本発明によれば、所望の実装精度にて確実に樹脂形成チップ１１０ａを実装することが可能であり品質の良い画像表示装置を製造できる。
【００８９】
また、本例によれば、樹脂形成チップ１１０ａを実装する際の位置決めに失敗した場合には、ガイド層１１１の開口の中に樹脂形成チップ１１０ａが収まらずに、ガイド層１１１の開口の縁に乗るため、画像認識での不良判定が容易になる。
【００９０】
さらに、本例では、ガイド層１１１を除去せずに層間絶縁膜として利用することにより、各樹脂形成チップ１１０の間に樹脂形成チップ１１０と等しい高さを有するガイド層１１１が介在するため表面の高さが略均一化され、絶縁層１２４の沈みがなく、表面性に優れた絶縁層１２４が得られる。
【００９１】
なお、本例では、ガイド層１１１を第二接着剤層１１８上に残存させたまま絶縁層１２４を塗布して画像表示装置を製作した場合を例に挙げて説明したが、ガイド層１１１を第二接着剤層１１８から除去した後に絶縁層１２４を塗布して画像表示装置を製造してもかまわない。
【００９２】
このように、本例に係る画像表示装置の製造方法は、部品の実装位置を樹脂層の開口で規制するため、接着剤層が形成された第１の基板上に実装した後で発光素子が埋め込まれてなる部品が位置ずれを起こすことがない。したがって、本発明によれば、発光素子が埋め込まれた部品の実装後の位置ずれを生じることなく良好な実装精度を実現可能な画像表示装置の製造方法を提供できる。
【００９３】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明に係る部品の実装方法は、部品の実装位置を樹脂層の開口で規制するため、接着剤層が形成された第１の基板上に実装した後で部品が位置ずれを起こすことがない。したがって、本発明によれば、部品の実装後の位置ずれを生じることなく良好な実装精度を実現可能な実装方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実装基板と接着剤層とを示す概略断面図である。
【図２】接着剤層上にガイド層が形成された状態を示す概略断面図である。
【図３】部品が配列された実装元基板とガイド層が形成された接着剤層とを当接させた状態を示す概略断面図である。
【図４】接着剤層に部品を保持させた状態を示す概略断面図である。
【図５】部品を実装した後、ガイド層を除去した状態を示す概略断面図である。
【図６】実装基板と接着剤層とを示す概略断面図である。
【図７】接着剤層上にガイド層が形成された状態を示す概略断面図である。
【図８】部品が配列された実装元基板とガイド層が形成された接着剤層とを当接させた状態を示す概略断面図である。
【図９】接着剤層に部品を保持させた状態を示す概略断面図である。
【図１０】ガイド層と部品との隙間に埋め込み樹脂を形成した状態を示す概略断面図である。
【図１１】ガイド層及び部品上に配線を施した回路基板を示す概略断面図である。
【図１２】素子の配列方法を示す模式図である。
【図１３】発光素子の一例を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【図１４】第１転写工程を示す概略断面図である。
【図１５】電極パッド形成工程を示す概略断面図である。
【図１６】第２の一時保持用部材への転写後の電極パッド形成工程を示す概略断面図である。
【図１７】第２転写工程を示す概略断面図である。
【図１８】第２転写工程であり、ガイド層が形成された熱可塑性接着層と樹脂形成チップが保持された第３の一時保持用部材とを当接させた状態を示す概略断面図である。
【図１９】ＲＧＢの３色の発光ダイオードを配列した状態を示す概略断面図である。
【図２０】絶縁層の形成工程を示す概略断面図である。
【図２１】配線形成工程を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１実装基板、２接着剤層、３ガイド層、３ａ開口、４部品、１１実装基板、１２接着剤層、１３ガイド層、１３ａ開口、１４部品、１５実装元基板、１６埋め込み樹脂、１７配線、２０第一基板、２１一時保持用部材、２２素子、２３樹脂、２４樹脂形成チップ、２５第二基板、４０発光ダイオード、１００第一基板、１０１第１の一時保持用部材、１０２剥離層、１０３第一接着剤層、１０４レーザー光、１０５電極パッド、１０６第２の一時保持用部材、１０７ビアホール、１０８アノード側電極パッド、１０９素子分離溝、１１０樹脂形成チップ、１１１ガイド層、１１２剥離層、１１３第３の一時保持部材、１１４粘着材、１１５マスク、１１６エキシマレーザー光、１１７第二基板、１１８第二接着剤層、１１９レーザー光、１２０電極層、１２１黒クロム層、１２２発光ダイオード、１２４絶縁層、１２５開口部、１２６電極パッド

Claims

第１の基板上に接着剤層を形成し、
前記接着剤層上に開口を有する樹脂層を形成し、
第２の基板上に配列された部品を前記開口に対向させ、
前記部品を前記第１の基板上に転写し、
さらに前記樹脂層を除去する
ことを特徴とする部品の実装方法。
前記第２の基板の裏面からレーザー照射する
ことを特徴とする請求項１記載の部品の実装方法。
フォトレジストをパターニングすることにより前記樹脂層を形成する
ことを特徴とする請求項１記載の部品の実装方法。
開口が設けられたフィルム状の樹脂を前記接着剤層に張り合わせて前記樹脂層を形成する
ことを特徴とする請求項１記載の部品の実装方法。
前記部品の寸法に少なくとも実装誤差を加えた寸法となるように前記開口を形成する
ことを特徴とする請求項１記載の部品の実装方法。
前記樹脂層の高さを前記部品の高さ以下とする
ことを特徴とする請求項１記載の部品の実装方法。
前記第２の基板として電磁波硬化型のテープを用いる
ことを特徴とする請求項１記載の部品の実装方法。