JP4888473B2 - 実装基板 - Google Patents

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Description

本発明は、チップを搭載してなる実装基板に関する。
現在、例えば発光素子を配線等に電気的に接続する方法として、例えば異方性導電ペースト（ＡＣＰ）が使用されている（例えば、下記特許文献１参照）。異方性導電ペーストは、一般に、導電性粒子、バインダ、および溶剤から構成されており、塗布後、乾燥、熱圧着することで、発光素子を配線等に電気的に接続することができる。
特開平１１−１７７１４８(例えば段落００２９参照）
しかしながら、発光素子等の素子が数十μｍ程度の大きさ、あるいはそれ以下になると、異方性導電ペーストに含まれる導電性粒子の素子に対する大きさが相対的に大きくなる。このため、素子と配線とを確実に電気的に接続することが困難になる。また導電性微粒子を支点にして配線上で素子が傾き易くなる。このため、発光素子を用いた場合には、その発光面を一方向に保つことが困難になる。さらに不要な異方性導電ペーストの部分を除去したとき、バインダが残渣として残り易い。
しかも、異方性導電ペーストを介して素子を接続させる際には、温度や光といった外的刺激を加えながら、異方性導電ペーストを介して発光素子を配線に対して加圧する必要がある。このため、微小な素子を正確に配線に固定することが困難である。
そこで本発明は、基板上の所定位置に位置精度良好にチップが固定された実装基板を提供することを目的としている。
本発明の実装基板は、基板上に設けられた配線と、配線に対向して複数の開口部を有すると共に、開口部の開口形状が中央部から放射状に突起部を有してなる絶縁膜と、絶縁膜の複数の開口部のそれぞれに設けられ、開口部の開口形状と略同一の平面形状を有する半田パターンと、半田パターンの中央部に対応する領域に固定されると共に、２つの電極間に発光層を有し、かつ中央部と略同一の底面形状を有するチップとを備えている。絶縁膜の開口部の開口形状において、中央部は円形状を有し、突起部は、中央部から対称となる少なくとも３方向に沿って互いに等角度を保って配置されると共に、その先端が中央部を中心とした円周上に配置され、かつ先端に向かって細くなる形状を有している。また、チップの２つの電極のうちの一方の電極が半田パターンに接続され、半田パターンが絶縁膜の開口部において配線と接続されている。
以上のような構成の本発明では、中央部から放射状に突出された平面形状の半田パターンにおいて、その中央部にチップが固定される。これは半田パターンをリフローさせた場合の半田材料の表面張力により、放射形状の中央部にチップが自己整合的に移動することによる。
したがって本発明によれば、基板上の所定位置に位置精度良好に、発光素子等のチップが固定された実装基板を得ることが可能になる。
以下、本発明の各実施の形態を以下の順序で説明する。尚、各実施形成においては、発光素子を用いた表示装置を作製する手順に従い、実装基板および表示装置の構成を説明する。
１．第１実施形態（発光素子からなるチップを搭載した実装基板を有する表示装置を作製する例）
２．第２実施形態（発光素子からなるチップを搭載したパッケージ素子を有する表示装置を作製する例）
≪１．第１実施形態≫
先ず、図１Ａの断面図および図１Ｂの平面図に示すように、表示装置用の基板１上に必要に応じたレイアウトで配線３をパターン形成する。尚、以下の実施形態において、各図におけるＡの断面図は、Ｂの平面図におけるＡ−Ａ’断面に相当する。
基板１は、ガラス基板、プラスチック基板などが用いられ、表面層が絶縁性に保たれていれば特に限定されることはない。
配線３は、例えば表示装置の走査線に接続されるものであり、基板１上に配列設定された各画素部に対応して、次に説明する発光素子を搭載するための第１パッド部３ａ、および発光素子の接続部としての第２パッド部３ｂが設けられていることとする。このうち、第１パッド部３ａは、発光素子を搭載できるだけの十分な広さで形成されていることとする。また第２パッド部３ｂは、接続孔の低面となるのに十分な広さで形成されていることとする。
このような形状の配線３は、導電性の良好な材料を用いて構成されれば良く、光透過性を備えている必要はない。また、必要に応じて、導電性の良好な層の上部に、メッキの際にシード層となる材料層を設けた積層構造であっても良い。一例として、金（Ａｕ）、プラチナ（Ｐｔ）、およびチタン（Ｔｉ）を、この順に積層した構成で、配線３の表面が構成されていることとする。尚、配線３は、絶縁膜を介して複数層に形成された多層配線構造であっても良い。
このような配線３が設けられた基板１上に、絶縁膜５を成膜する。この絶縁膜５は、半田材料に対する濡れ性が低い材料を用いて構成されることとする。半田材料は、低温度で溶解する金属材料であれば良く、例えば金（Ａｕ）−スズ（Ｓｎ）半田や、鉛フリー半田、さらにはその他の共晶系材料であることとする。この場合、絶縁膜５は、例えばポリイミド等の有機絶縁材料やレジスト材料、または酸化シリコン等の無機絶縁材料で構成される。
次にこの絶縁膜５に、配線３における第１パッド部３ａを露出させる開口部５ａと、第２パッド部５ｂを露出させる接続孔５ｂとを形成する。この際、開口部５ａは、位置精度および形状精度良好に形成されることが、以降に説明する発光素子の自己整合的な位置合わせに対して重要となる。
これらの開口部５ａおよび接続孔５ｂは、リソグラフィー技術によって形成したレジストパターンをマスク用いて絶縁膜５のエッチングすることによって形成される。また絶縁膜５が、感光性のレジスト材料膜からなる場合には、リソグラフィー技術によってレジスト材料膜に開口部５ａおよび接続部５ｂを形成すれば良い。
ここで本第１実施形態においては、開口部５ａの平面形状が特徴的である。この開口部５ａの平面形状は、中央部から放射状に突起部を突出させた形状であることとする。図２（ａ）〜（ｃ）には、このような開口部５ａの平面形状の３例を示す。
これらの図に示すように、開口部５ａは、中央部ｃから各方向に放射状に突起部ｐを突出させた形状である。
このうち中央部ｃは、この基板１上に実装する発光素子１０と略同一の平面形状を備えていることとする。
ここで発光素子１０は、例えば図３に示すＬＥＤチップであることとする。この発光素子１０は、２つの第１電極１１と第２電極１２との間に、化合物半導体を積層させてなる発光層１３を挟持させた構成である。
第１電極１１は、例えばｐ型電極として設けられ、発光層１３側から銀（Ａｇ）、プラチナ（Ｐｔ）、および金（Ａｕ）をこの順に成膜してなる金属多層膜であることとする。また、半田に対するバリア層として、金（Ａｕ）の下層にニッケル（Ｎｉ）層を設けた構成とすることがさらに好ましい。一方、第２電極１２は、例えばｎ型電極として設けられ、発光層１３側からチタン（Ｔｉ）、プラチナ（Ｐｔ）、および（Ａｕ）をこの順に成膜してなる金属多層膜でることとする。
また発光層１３は、第１電極１１側から順に、第１化合物半導体層１４、活性層１５、および第２化合物半導体層１６を積層してなる。そして、この発光素子１０が青色発光ダイオードであれば、第１化合物半導体層１４は、例えばｎ型のガリウムナイトライド（ＧａＮ）からなる。活性層１５は、例えばインジウム−ガリウムナイトライド（ＩｎＧａＮ）層とガリウムナイトライド（ＧａＮ）層との積層構造からなる。第２化合物半導体層１６は、例えばｐ型ガリウムナイトライド（ＧａＮ）からなる。尚、発光素子１０における発光層１３の層構造は、発光色毎に適宜選択された層構造で構成されている。
このような発光素子１０は、例えば第１電極１１から第２電極１２側に向かって径が絞られた略円錐柱型に構成されていることとする。この略円錐柱は、底面（第１電極１１側）が直径Φ＝２０μｍ程度、高さ５μｍ程度に構成される。
そして、先の図２（ａ）〜（ｃ）に示したように、開口部５ａの中央部ｃは、発光素子１０の底面をほぼ覆う形状を有する程度に、発光素子１０の第１電極１１側の平面形状と略同一の平面形状を備えていれば良い。またより好ましくは、開口部５ａの中央部ｃは、発光素子１０の底面(第１電極１１の面）よりもやや小さめの略同一の平面形状を備えていることとする。このため、開口部５ａの中心部ｃ上に発光素子１０を重ね合わせた場合に、発光素子１０の第１電極１１の一部が、中央部ｃから各方向に均等にはみ出すことが好ましい。
例えば、発光素子１０の底面の直径Φに対して、中央部ｃの最も開口幅が狭い部分の幅Ｗは、Ｗ＝Φ×（０．９５〜０．８０）程度が好ましい。
尚、発光素子１０の形状は、上述した略円錐柱形状に限定されることはなく、例えば底面形状が四角形のものであっても良い。この場合であっても、各開口部５ａの中央部ｃは、発光素子１０における四角形の底面をほぼ覆う程度に、発光素子１０の第１電極１１側の平面形状と略同一の平面形状を備えていれば良い。
また突起部ｐは、中央部ｃから少なくとも３方向に突出されていることとする。その突出方向は、中央部ｃを中心とした対称方向(反対方向）に突出していることが好ましい。さらに複数の突起部ｐは、となり合う突起部ｐとのなす角度が、均等で有ることが好ましい。そして、各突起部ｐの先端は、中央部ｃを中心とした円周上、より正確には中央部ｃの中心または重心を中心とした円周上に配置されていることとする。突起部ｐの先端が配置される円周の大きさは、特に規定はないが、レイアウト上問題のない範囲で大きいことが好ましく、例えば直径４０μｍ程度の円周であることとする。
このため、図２（ａ）示すように、開口部５ａの平面形状が、中央部ｃから４方向に突起部ｐが突出している場合であれば、各突起部ｐは隣接する突起部ｐ同士が角度９０°を保った±ｘ方向および±ｙ方向に延設される。図１はこの例である。
また図２（ｂ）に示すように、開口部５ａの平面形状が、中央部ｃから６方向に突起部ｐが突出していても良い。各突起部ｐは隣接する突起部ｐ同士が角度６０°を保ったそれぞれの方向に延設される。
さらに、図２（ｃ）に示すように、開口部５ａの平面形状が、中央部ｃから３方向に突起部ｐが突出している場合であれば、各突起部ｐは隣接する突起部ｐ同士が１２０°角度を保った方向に延設される。
尚、開口部５ａの平面形状は、基板１上に実装するチップ（ここでは発光素子１０）の底面形状によって適切な構成を選択すれば良い。例えば、発光素子１０の底面が円形であれば何れの平面形状でも良く、発光素子１０の底面が四角形であれば図２（ａ）のように４方向に突起部ｐが設けられた構成が好ましく選択される。また発光素子１０の底面が三角形であれば図２（ｃ）のように３方向に突起部ｐが設けられた構成が好ましく選択される。
また開口部５ａの平面形状は、図２（ａ）〜（ｃ）に図示した構成に限定されることはなく、ここで実装する発光素子１０の底面形状によって適切な状態で突起部ｐが配置された構成であれば良い。例えば、発光素子１０の底面が矩形である場合、矩形の対角線上に突起部ｐを突出させた開口部５形状としても良い。
一方、図１に示すように、開口部５ａと共に絶縁膜５に設けられた接続孔５ｂは、底面に配線３の第２パッド部３ｂが露出していれば、その平面形状が特に限定されることはない。
次に、図４（１）−Ａおよび図４（１）−Ｂに示すように、開口部５ａおよび接続孔５ｂの底面に露出する配線３上に、半田濡れ層２１を成膜する。この際、メッキ法を適用することにより、開口部５ａおよび接続孔５ｂの底面２露出する配線３の露出面上のみに、選択的に金属材料からなる半田濡れ層２１を成膜する。これにより、開口部５ａの底面に半田濡れ層２１からなる半田濡れ性パターン２１ａは、位置精度および形状精度良好に形成される。
このようにして開口部５ａの底面に形成された半田濡れ性パターン２１ａは、開口部５ａの平面形状と同じ形状で形成される。このため、開口部５ａの底部には、上述した開口部５ａの平面形状と同一の、中央部から放射状に突起部を突出させた平面形状の半田濡れ性パターン２１ａが形成されることになる。
また半田濡れ層２１は、半田濡れ性が良好であり、かつ半田の拡散を防えることが可能な金属材料を用いて構成され、半田に対するバリア層としても機能することが好ましい。このような金属材料として、例えばニッケル（Ｎｉ）が用いられる。また、酸化防止を目的として、ニッケル（Ｎｉ）膜上に金（Ａｕ）膜を積層させた構成を適用することがさらに好ましい。
尚、以上のような半田濡れ層２１は、開口部５ａから露出する半田濡れ性パターン２１ａとしての平面形状が、図２（ａ）〜（ｃ）の各図を用いて説明したような中央部ｃから放射状に突起部ｐが設けられていれば良い。このため、半田濡れ層２１は、開口部５ａおよび接続孔５ｂの底面の全面に設けられていてれば良く、絶縁膜５の下層に延設して設けられていても良い。ただしこの場合、配線３上に半田濡れ層２１を形成した後、絶縁膜５を形成する手順を行うことになる。
次いで、半田濡れ層２１で覆われた配線３上に半田を成長させることにより、開口部５ａ上に半田パターン２３ａを形成し、接続孔５ｂ上に半田バンプ２３ｂを形成する。これにより、半田濡れ層２１を介して配線３に接続された半田パターン２３ａおよび半田バンプ２３ｂが得られる。
この際、メッキ法を適用することにより、半田濡れ層２１を電極としてこの露出部上に選択的に半田を成長させることによって半田パターン２３ａを形成する。ここでは、次に行なう半田パターン２３ａのフラッタニングにおいて、半田パターン２３ａが十分に広い平面形状に拡大される程度に、開口部５ａおよび接続孔５ｂの深さよりも高い膜厚となるように半田を成長させる。尚、半田の体積が大きすぎると、以降に行なう発光素子（１０）の半田付けの際に発光素子（１０）が傾くため、ここでは例えば絶縁膜５の上面より１〜１０μｍ程度たかくなるように、半田を成長させて半田パターン２３ａを形成する。これにより、開口部５ａの開口形状およびその底部の半田濡れ性パターン２１ａと略同一の平面形状の半田パターン２３ａ、すなわち図２（ａ）〜（ｃ）の各図を用いて説明した中央部ｃから放射状に突起部ｐが設けられた平面形状の半田パターン２３ａを形成する。また、接続孔５ｂの開口形状およびその底部の半田濡れ層２１と略同一の平面形状の半田バンプ２３ｂを、接続孔５ｂ上に形成する。
尚、メッキ法による半田の成長過程では、半田の成長高さが開口部５ａおよび接続孔５ｂの深さを超えると、平面方向にも半田が成長する場合がある。この場合、半田パターン２３ａの平面形状は、開口部５ａおよびその底面の半田濡れ性パターン２１ａの平面形状と略相似でこれよりも一回り大きい略同一形状となる。同様に半田バンプ２３ｂの平面形状は、接続孔５ｂおよびその底面の半田濡れ層２１の平面形状と略相似でこれよりも一回り大きい略同一形状となる。
ここで、図２（ａ）を用いて説明した発光素子１０の底面の直径Φする開口部５ａ（すなわち半田濡れ性パターン２１ａ）における中央部ｃの最も開口幅が狭い部分の幅Ｗは、Ｗ＝Φ×（０．９５〜０．８０）の範囲内において半田の成長高さによって決められる。つまり、開口部５ａから上部にはみ出す半田材料の体積が、発光素子１０の底面に対して所定の値となるようにすることが好ましい。
次に、図４（２）−Ａおよび図４（２）−Ｂに示すように、基板１に対向配置した平板２５によって、半田パターン２３ａおよび半田バンプ２３ｂを押し圧する。この際、半田パターン２３ａおよび半田バンプ２３ｂをリフローさせた状態とする。これにより、半田パターン２３ａおよび半田バンプ２３ｂを表面平坦化して高さを揃える、いわゆるフラッタニングを行なう。またこのフラッタニングにより、半田パターン２３ａおよび半田バンプ２３ｂの平面形状を拡大させる。この際、隣接する半田パターン２３ａや半田バンプ２３ｂと接触しない範囲で、半田パターン２３ａおよび半田バンプ２３ｂの平面形状を拡大して良い。
その後、図５（１）−Ａおよび図５（１）−Ｂに示すように、フラッタニングされた半田パターン２３ａおよび半田バンプ２３ｂを覆う状態で、基板１の上方に半田フラックス２７を塗布成膜する。
次に、半田パターン２３ａ上に、半田フラックス２７を介して発光素子１０を載置する。ここでは半田フラックス２７が有する粘性により、発光素子１０を半田パターン２３ａ上に接着固定させる。この際、必要に応じて半田フラックス２７を加熱することによって、半田フラックス２７に粘性を持たせる。
また、基板１の半田パターン２３ａ上への発光素子１０の載置は、例えばフィルム転写によって一括で行なう。この場合、基板１とは異なるフィルム基板上に、基板１上の半田パターン２３ａと対応する配列状態で複数の発光素子１０を接着固定させておく。この際、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の発光素子１０を１組として、これらの発光素子１０を繰り返しの配列パターンで配列する。また、ウェハ上に高密度に配列形成された発光素子１０を、表示装置の画素ピッチに合わせた間隔に拡大してフィルム基板上に配列する。
そして、基板１における半田パターン２３ａ上に発光素子１０の載置する場合には、半田パターン２３ａと発光素子１０とが１：１で対応するように基板１とフィルム基板とを対向配置させる。この状態で、フィルム基板と基板１とを押し圧することにより、フィルム基板側の発光素子１０を、基板１側に一括で転写して移載すれば良い。
ここで、半田パターン２３ａ上における発光素子１０の載置位置は、フラッタニングによって平面形状が拡大された半田パターン２３ａ上であれば何処でも良く、開口部５ａの中央部ｃから外れていても良い。このため、この時点においての基板１上における発光素子１０の位置精度は、フィルム基板上における発光素子の位置精度に依存するが、フィルム基板上における発光素子の位置精度に対しても、高い位置精度が要求されることはない。
以上の状態で、図５（２）−Ａおよび図５（２）−Ｂに示すように、半田パターン２３ａおよび半田バンプ２３ｂをリフロー処理することにより、発光素子１０を半田付けして基板１上に固定する。このリフロー処理においては、半田の表面張力により、半田濡れ性の低い絶縁膜５の表面で半田がはじかれる。これにより、半田濡れ層２１を底面とする開口部５ａおよび接続孔５ｂ上に半田材料が収束する。
このため、フラッタニングによって拡大していた半田パターン５ａおよび半田バンプ５ｂの平面形状は、開口部５ａおよび接続孔５ｂの底面に露出する半田濡れ層２１の平面形状と略同一に戻される。したがって、半田パターン５ａは、図２（ａ）〜図２（ｃ）を用いて説明した開口部５ａ、およびその底面の半田濡れ性パターン２１ａの平面形状と略相似で、場合によってはこれよりも一回り大きい略同一形状に収束される。また、同様に半田バンプ２３ｂは、接続孔５ｂおよびその底面の半田濡れ層２１の平面形状と略相似で、場合によってはこれよりも一回り大きい略同一形状に収束される。
そしてこのような半田材料の収束に伴い、発光素子１０は、半田材料の表面を移動し、自己整合的に開口部５ａ底面の半田濡れ性パターン２１ａの中央部ｃに位置決めされて固定される。
この際、図２（ａ）〜図２（ｃ）を用いて説明したように、開口部５ａ（つまり半田濡れパターン２１ａ)の形状は、中央部ｃから少なくとも３方向に突起部ｐが突出している。このため、３方向に収束する半田の表面張力によって表示素子１０がほぼ中央部ｃ上に移動する。
また、開口部５ａ（つまり半田濡れパターン２１ａ)の形状が、中央部ｃから対称となる方向に突起部ｐが突出している形状であれば、対称となる２方向に収束する半田の表面張力によって表示素子１０がほぼ中央部ｃ上に移動する。
さらに開口部５ａ（つまり半田濡れパターン２１ａ)の形状は、等角度を保って突起部ｐが配置された構成である。このため、中心部ｃに対して均等角度を保った各方向に収束する半田の表面張力により、表示素子１０がほぼ中央部ｃ上に移動する。
ここで、各突起部ｐの先端は、中央部ｃを中心にした円周上に配置されるため、上述した各方向への表面張力の強さをほぼ均等にすることができる。
しかも、発光素子１０は、以上のように中央部ｃ上に移動すると同時に、底面が基板１に対して水平を保つように平面出しがなされた状態で固定される。またさらに、発光素子１０の底面形状が多角形で有る場合、突起ｐの数をこれに合わせて設定することにより、発光素子１０の回転方向も所定方向にセルフアライメントされる。
尚、このようなリフロー処理の後には、洗浄によって半田フラックスを除去する工程を行なう。
以上のようにして、基板１上に、中央部ｃから放射状に突起部ｐを突出させた平面形状の半田パターン２３ａと、半田パターン２３ａにおける中央部上に位置合わせされた状態で配列固定された発光素子（ＬＥＤチップ）１０とを有する実装基板２９が得られる。
以上のように発光素子１０を実装させた実装基板２９を用いて、さらに表示装置の製造を行なう工程を、以下に説明する。
先ず、図６（１）に示すように、基板１上に発光素子１０を覆う状態で層間絶縁膜３１を成膜する。そしてこの層間絶縁膜３１に、発光素子１０の第２電極１２に達する接続孔３１ａと、半田バンプ２３ｂに達する接続孔３１ｂとを形成する。
次に、図６（２）に示すように、層間絶縁膜３１上に、接続孔３１ａを介して発光素子１０の第２電極１２に接続された信号線３３ａを形成し、また接続孔３１ｂを介して半田バンプ２３ｂに接続された走査線３３ｂを形成する。この走査線３３ｂは、半田バンプ２３ｂ、配線３、および半田パターン２３ａを介して、発光素子１０の第１電極１１に接続される。
その後は、図６（３）に示すように、層間絶縁膜３１上において画素１ａ−１ａ間に相当する位置に、ブラックマトリックスとなる遮光膜３５を形成し、表示装置３７を完成させる。この表示装置３７は、発光光ｈが基板１と反対側から取り出されるものとなる。またこの表示装置３７は、発光素子１０に設けた２つの電極１１，１２の両方が、基板１と反対側から取り出される構成となる。
以上説明した第１実施形態によれば、発光素子１０を基板１上に固定している半田パターンが、中央部ｃから放射状に突起部ｐを設けた平面形状となっている。そして、このような半田パターン２３ａの平面形状に対して、半田パターン２３ａの中央部ｃに発光素子１０が固定される。これは半田パターン２３ａをリフローさせた場合の半田材料の表面張力により、放射形状の中央部ｃに発光素子１０が自己整合的に移動することによる。
このため、例えばリソグラフィー技術によって半田パターン２３ａを位置精度および形状精度良好に形成することにより、この半田パターン２３ａに対して自己整合的に位置合わせされる発光素子１０も、基板１上における位置精度が良好に保たれることになる。したがって、基板１上に、位置精度良好に発光素子１０等のチップを配列固定してなる実装基板２９、および表示装置３７を得ることが可能である。
一例として、底面形状が□２２μｍの四角形である発光素子１０を用い、図２（ａ）に示したように中心部ｃから４方向に突起部ｐを設けた形状で、Ｗ１=２０μｍ×（１．４０〜０．８０）の各開口部５ａを適用して発光素子１０の半田付けを行なった。隣接する突起部ｐの成す角度は９０°とし、突起部ｐの先端が配置される円周の直径は４０μｍとした。
この結果、Ｗ１=２０μｍ×（０．９５〜０．８０）の範囲において、±１μｍ以下の精度で自己整合的に位置合わせが成されるセルフアライン効果を確認することができた。この際、図５（１）に示したように、基板１上に発光素子１０を載置した状態において、最大で±３０μｍの位置ずれを±１μｍ以下の位置精度にまで自己整合的に位置合わせすることができた。また、発光素子１０に傾きも無く、基板１面に対して平面出しされた状態で半田付けが可能であることを確認できた。
そして以上のように、半田パターン２３ａに対して自己整合的に発光素子１０等のチップを位置決めが可能になることにより、実装基板２９や表示装置３７の製造におけるスループットの向上を図ることが可能になる。つまり、基板１上への発光素子１０を移載して固定する場合の位置精度は、スループットとトレードオフの関係にある。しかしながら上述したように、半田パターン２３ａ上に発光素子１０を載置する際の位置精度は、最大で±３０μｍ程度づれていても良いことになる。このため、最終的な位置精度として±１μｍと言った高精度を得ることができるにもかかわらず、大幅なスループットの向上が達成されるのである。
さらに、以上のように位置精度良好に発光素子１０を基板１上に搭載可能となるため、発光素子１０の第２電極１２に対する接続孔３１ａ形成のための位置合わせマージンを縮小できる。これにより、第２電極１２の縮小が可能となるため、発光素子１０で発生させた発光光ｈを第２電極１２側から取り出す場合の光取出し効率の向上が図られる。
しかも、発光素子１０の発光層１３を構成する化合物半導体材料（ＧａＮ）は、半田材料（Ａｕ−Ｓｎ）に対して濡れ性が殆どない。このため、発光層１３の露出面に短絡防止用の絶縁膜を形成する必要がなく、工程の簡略化が可能である。
また、実装基板２９の状態で不良が発見された場合には、不良画素の半田パターン２３ａと発光素子１０のみを選択的に除去すれば良い。このため、画素単位でのリペアが可能である。
≪２．第２実施形態≫
本第２実施形態は、複数の発光素子をパッケージ化したパッケージ素子を基板上に搭載させた表示装置を作製する例であり、発光素子の実装固定に関する主要部分は第１実施形態と同様である。以下、図７〜図９を参照しつつ、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
先ず、図７（１）−Ａおよび図７（１）−Ｂに示すように、第１基板４１上に接着層４３、および絶縁層４５をこの順に成膜する。本第２実施形態においては、この積層構造が第１実施形態の基板とは異なるものとなり、この点において第１実施形態と異なる。
そして、この絶縁層４５上に、必要に応じたレイアウトで配線３をパターン形成する。この配線３は、第１実施形態と同様に、次に説明する発光素子を搭載するための第１パッド部３ａ、および発光素子の接続部としての第２パッド部３ｂが設けられていることとする。また、配線３の層構成および必要に応じて多層配線としても良いことも、第１実施形態と同様である。
次に、第１実施形態と同様に、配線３が設けられた基板１上に絶縁膜５を成膜し、配線３における第１パッド部３ａを露出させる開口部５ａと、第２パッド部５ｂを露出させる接続孔５ｂとを形成する。そして特に、開口部５ａは、第１実施形態において図２（ａ）〜図２（ｃ）に一例を示して説明したと同様に、中央部から放射状に突起部を突出させた平面形状であることが重要である。
以降は、第１実施形態において、図４〜図５を用いて説明したと同様に行なう。すなわち、図４（１）−Ａおよび図４（１）−Ｂを用いて説明したと同様に、開口部５ａおよび接続孔５ｂの底面に露出する配線３上に半田濡れ層２１を成膜し、開口部５ａ内の半田濡れ層２１を開口部５ａの平面形状と同一の半田濡れ性パターン２１ａとする。次に、この半田濡れ層２１上に半田パターン２３ａおよび半田バンプ２３ｂを形成する。
その後、図４（２）を用いて説明したと同様に、半田パターン２３ａおよび半田バンプ２３ｂをフラッタニングして平面形状を拡大する。
次に図５（１）−Ａおよび図５（１）−Ｂを用いて説明したと同様に、拡大された半田パターン２３ａ上の何れかの位置に、半田フラックス２７を介して発光素子１０を載置する。この際、例えばフィルム転写によって一括で行なって良いことは第１実施形態と同様である。だたしここでは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の発光素子１０を１組として、これらの発光素子１０が繰り返しの配列パターンで第１基板４１上に配列されることが重要である。
次に、図５（２）−Ａおよび図５（２）−Ｂを用いて説明したと同様に、半田パターン２３ａおよび半田バンプ２３ｂをリフロー処理することにより、発光素子１０を自己整合的に開口部５ａ底面の半田濡れ性パターン２１ａの中央部ｃに位置決めして固定する。
以上により、図７（２）に示すように、中央部ｃから放射状に突起部ｐを突出させた平面形状の半田パターン２３ａ上に、当該半田パターン２３ａにおける中央部ｃ上に自己整合的に位置合わせされた状態で発光素子（ＬＥＤチップ）１０を実装固定する。
その後引き続き、第１実施形態において図６（１）および図６（２）を用いて説明したと同様に行なうことにより、発光素子１０を覆う層間絶縁膜３１上に信号線３３ａおよび走査線３３ｂを設ける。
以上までは、第１実施形態と同様に行って良く、次の工程からが本第２実施形態に特有の工程となる。すなわち先ず、図８（１）に示すように、３色の発光素子１０を１組にした画素１ａ間において、層間絶縁膜３１およびそれよりも下層の各層を、第１基板４１または接着層４３に達するまで分離する。この分離は、例えばレーザ光Ｌの照射によってなされる。そして、このように分離された各部分が、各光学パッケージ素子４７となる。尚、図面上においては、奥行き方向に配列された３色の発光素子１０を１組にして光学パッケージ素子４７が構成されていることとする。
次に、図８（２）に示すように、分離した光学パッケージ素子４７を、第２基板４９上に移載する。この第２基板４９上には、配線などが設けられた構造体５３が配置され、この構造体５３に設けた開口５３ａ内に、接着層５５を介して光学パッケージ素子４７を固定する。
次いで、図８（３）に示すように、第２基板４９上において光学パッケージ素子４７と、構造体５３の開口５３ａとの隙間を埋めるように絶縁膜５７を形成する。またその後、ここでの図示は省略したが、必要に応じて各光学パッケージ素子４７の発光素子１０に接続された配線３３ａ，３３ｂと、構造体５３の配線とを接続させて表示装置５９を完成させる。
以上説明したように本発明は、以上のような光学パッケージ素子４７を配列した表示装置５９の作製にも適用可能である。この表示装置５９は、発光光ｈが第２基板４９と反対側から取り出されるものとなる。またこの表示装置５９は、発光素子１０に設けた２つの電極１１，１２の両方が、第２基板４９と反対側から取り出される構成となる。
また、このような第２実施形態は、光学パッケージ素子４７を形成するための第１基板４１に発光素子１０を実装する際に、第１実施形態において図２〜図５を用いて説明したと同様に行なう。このため、第１基板４１上に、中央部ｃから放射状に突起部ｐを突出させた平面形状の半田パターン２３ａが設けられ、この半田パターン２３ａにおける中央部上に発光素子（ＬＥＤチップ）１０を自己整合的に位置合わせして固定することが可能になる。したがって、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
尚、上述した第１実施形態および第２実施形態においては、表示装置の製造を念頭におき、基板１上にＬＥＤチップからなる発光素子１０を実装する構成を説明した。しかしながら本発明は、基板上に半導体チップや単なる電極チップのような小片（すなわちチップ）を位置精度良好に固定する必要がある装置（実装基板）に対して広く適用可能である。
この場合、実装するチップにおける実装面を底面とした場合、この底面形状に対する半田パターンの形状は、第１実施形態と同様であることとする。これにより、上述した第１実施形態で説明したと同様の効果を得ることができる。
また、上述した第１実施形態および第２実施形態においては、絶縁膜に開口部５ａを設けてこの底部に半田パターン２３ａを形成する構成とした。しかしながら、フラッタニングによって平面形状が拡大した半田パターン２３ａが、リフロー処理によって半田濡れ性パターンと略同一形状に収束可能であれば、絶縁膜が除去された構成であっても良い。この場合、例えば図４（１）−Ａおよび図４（１）−Ｂに示した状態から、絶縁膜５を除去した後、フラッタニングを行うようにしても良い。
＜適用例＞
以上説明した本発明に係る表示装置は、図９〜図１３に示す様々な電子機器、例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、ビデオカメラなど、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示する電子機器の表示装置に適用することが可能である。以下に、本発明が適用される電子機器の一例について説明する。
図９は、本発明が適用されるテレビを示す斜視図である。本適用例に係るテレビは、フロントパネル１０２やフィルターガラス１０３等から構成される映像表示画面部１０１を含み、その映像表示画面部１０１として本発明に係る表示装置を用いることにより作成される。
図１０は、本発明が適用されるデジタルカメラを示す図であり、（Ａ）は表側から見た斜視図、（Ｂ）は裏側から見た斜視図である。本適用例に係るデジタルカメラは、フラッシュ用の発光部１１１、表示部１１２、メニュースイッチ１１３、シャッターボタン１１４等を含み、その表示部１１２として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。
図１１は、本発明が適用されるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。本適用例に係るノート型パーソナルコンピュータは、本体１２１に、文字等を入力するとき操作されるキーボード１２２、画像を表示する表示部１２３等を含み、その表示部１２３として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。
図１２は、本発明が適用されるビデオカメラを示す斜視図である。本適用例に係るビデオカメラは、本体部１３１、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ１３２、撮影時のスタート／ストップスイッチ１３３、表示部１３４等を含み、その表示部１３４として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。
図１３は、本発明が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す図であり、（Ａ）は開いた状態での正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態での正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。本適用例に係る携帯電話機は、上側筐体１４１、下側筐体１４２、連結部（ここではヒンジ部）１４３、ディスプレイ１４４、サブディスプレイ１４５、ピクチャーライト１４６、カメラ１４７等を含む。そして、そのディスプレイ１４４やサブディスプレイ１４５として本発明に係る表示装置を用いることにより作製される。
第１実施形態の製造方法を説明する製造工程図（その１）である。 半田パターンの平面形状を規定する開口部の平面図である。 実装する発光素子（ＬＥＤチップ）の構成を示す図である。 第１実施形態の製造方法を説明する製造工程図（その２）である。 第１実施形態の製造方法を説明する製造工程図（その３）である。 第１実施形態の製造方法を説明する製造工程図（その４）である。 第２実施形態の製造方法を説明する製造工程図（その１）である。 第２実施形態の製造方法を説明する製造工程図（その２）である。 本発明が適用されるテレビを示す斜視図である。 本発明が適用されるデジタルカメラを示す図であり、（Ａ）は表側から見た斜視図、（Ｂ）は裏側から見た斜視図である。 本発明が適用されるノート型パーソナルコンピュータを示す斜視図である。 本発明が適用されるビデオカメラを示す斜視図である。 本発明が適用される携帯端末装置、例えば携帯電話機を示す図であり、（Ａ）は開いた状態での正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態での正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。
符号の説明
１…基板、３…配線、５…絶縁膜、５ａ…開口部、２３ａ…半田パターン、１０…発光素子（チップ）、１１…第１電極、１２…第２電極、１３…発光層、２１…半田濡れ性材料層、２１ａ…半田濡れ性パターン、２７…半田フラックス、２９…実装基板、３７，５９…表示装置、４１…第１基板、ｃ…中央部、ｐ…突起部

Claims (7)

  1. 基板上に設けられた配線と、
    前記配線に対向して複数の開口部を有すると共に、前記開口部の開口形状が中央部から放射状に突起部を有してなる絶縁膜と、
    前記絶縁膜の前記複数の開口部のそれぞれに設けられ、前記開口部の開口形状と略同一の平面形状を有する半田パターンと、
    前記半田パターンの前記中央部に対応する領域に固定されると共に、２つの電極間に発光層を有し、かつ前記中央部と略同一の底面形状を有するチップとを備え、
    前記絶縁膜の開口部の開口形状において、
    前記中央部は円形状を有し、
    前記突起部は、前記中央部から対称となる少なくとも３方向に沿って互いに等角度を保って配置されると共に、その先端が前記中央部を中心とした円周上に配置され、かつ前記先端に向かって細くなる形状を有し、
    前記チップの前記２つの電極のうちの一方の電極が前記半田パターンに接続され、
    前記半田パターンが前記絶縁膜の開口部において前記配線と接続されている
    実装基板。
  2. 前記絶縁膜の複数の開口部のそれぞれに半田濡れ層を有し、
    前記半田濡れ層上に前記半田パターンが設けられている
    請求項１に記載の実装基板。
  3. 前記半田濡れ層は、ニッケル（Ｎｉ）を用いて構成されている
    請求項２に記載の実装基板。
  4. 前記半田濡れ層は、ニッケルおよび金を積層したものである
    請求項３に記載の実装基板。
  5. 前記半田パターン上に半田フラックスを有し、
    前記半田フラックス上に前記チップが設けられている
    請求項２に記載の実装基板。
  6. 前記絶縁膜は、前記複数の開口部の他に、前記配線層に対向して複数の接続孔を有し、
    前記複数の接続孔に半田バンプが設けられている
    請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の実装基板。
  7. 前記チップは、前記半田パターンに接続された一方の電極側から他方の電極側に向かって前記基板面に平行な面形状の径が小さくなっている
    請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の実装基板。
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