(57)【要約】【課題】電極間隔の狭い電子部品の実装を可能にする基板実装方法を提供する。【解決手段】配線基板４への電子部品３の基板実装方法であって、前記電子部品の接点５に対応して前記配線基板に設けられた電極パッド６上に導電性の弾性突起部７をパターニング形成する工程と、前記配線基板上に感光性熱硬化型樹脂からなる接着材層１０を形成する工程と、前記接着材層に対し第１の温度帯まで加熱して、該接着材層の粘度を低下させる工程と、前記接着材層の粘度が低下した状態で、前記電子部品を前記配線基板上に位置決め配置したのち押圧して、前記電子部品の前記接点と前記配線基板の前記電極パッドとを導電性の前記弾性突起部を介して電気的に接続する工程と、前記接着材層に対し前記第１の温度帯よりも高い第２の温度帯まで加熱して、該接着材層を硬化させ、前記電子部品を前記配線基板に固定する工程と、を含む。【選択図】図３
2020004939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板への電子部品の基板実装方法であって、
前記電子部品の接点に対応して前記配線基板に設けられた電極パッド上に導電性の弾性突起部をパターニング形成する工程と、
前記配線基板上に感光性熱硬化型樹脂からなる接着材層を形成する工程と、
前記接着材層に対し第１の温度帯まで加熱して、該接着材層の粘度を低下させる工程と、
前記接着材層の粘度が低下した状態で、前記電子部品を前記配線基板上に位置決め配置したのち押圧して、前記電子部品の前記接点と前記配線基板の前記電極パッドとを導電性の前記弾性突起部を介して電気的に接続する工程と、
前記接着材層に対し前記第１の温度帯よりも高い第２の温度帯まで加熱して、該接着材層を硬化させ、前記電子部品を前記配線基板に固定する工程と、
を含むことを特徴とする基板実装方法。
【請求項２】
前記電子部品を前記配線基板上に位置決め配置したのち押圧する前に、
前記電子部品の接点上に導電性の感光性熱硬化型樹脂からなる膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載された基板実装方法。
【請求項３】
配線基板への電子部品の基板実装方法であって、
前記配線基板に設けられた電極パッドに対応する前記電子部品の接点上に導電性の弾性突起部をパターニング形成する工程と、
前記配線基板上に感光性熱硬化型樹脂からなる接着材層を形成する工程と、
前記接着材層に対し第１の温度帯まで加熱して、該接着材層の粘度を低下させる工程と、
前記接着材層の粘度が低下した状態で、前記電子部品を前記配線基板上に位置決め配置したのち押圧して、前記電子部品の接点に形成された導電性の前記弾性突起部の先端を前記配線基板の前記電極パッドに押し当て、前記電子部品の接点と前記電極パッドとを前記弾性突起部を介して電気的に接続する工程と、
前記接着材層に対し前記第１の温度帯よりも高い第２の温度帯まで加熱して、該接着材層を硬化させ、前記電子部品を前記配線基板に固定する工程と、
を含むことを特徴とする基板実装方法。
【請求項４】
前記配線基板上に感光性熱硬化型樹脂からなる接着材層を形成する工程の前に、
前記配線基板の電極パッド上に導電性の感光性熱硬化型樹脂からなる膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項３に記載された基板実装方法。
【請求項５】
配線基板への電子部品の基板実装方法であって、
前記配線基板に設けられた電極パッドに対応する前記電子部品の接点上に導電性の弾性突起部をパターニング形成する工程と、
前記電子部品の接点上、または前記配線基板の電極パッド上に感光性熱硬化型樹脂からなる接着材層を形成する工程と、
前記接着材層に対し第１の温度帯まで加熱して、該接着材層の粘度を低下させる工程と、
前記接着材層の粘度が低下した状態で、前記電子部品を前記配線基板上に位置決め配置したのち押圧して、前記電子部品の接点に形成された導電性の前記弾性突起部の先端を前記配線基板の前記電極パッドに押し当て、前記電子部品の接点と前記電極パッドとを前記弾性突起部を介して電気的に接続する工程と、
前記接着材層に対し前記第１の温度よりも高い第２の温度帯まで加熱して、該接着材層を硬化させ、前記電子部品を前記配線基板に固定する工程と、
を含むことを特徴とする基板実装方法。
【請求項６】
前記電子部品の接点上、または前記配線基板の電極パッド上に感光性熱硬化型樹脂からなる接着材層を形成する工程において、
前記接着材層は、導電性の感光性熱硬化型樹脂であることを特徴とする請求項５に記載された基板実装方法。
【請求項７】
前記電子部品と前記配線基板との間、且つ隣り合う電極間において、絶縁性の感光性熱硬化型樹脂からなる接着材層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項６に記載された基板実装方法。
【請求項８】
前記弾性突起部は、表面に導電体膜を被着し、該導電体膜により前記電子部品の前記接点と前記配線基板の前記電極パッドとを電気接続する樹脂製の柱状突起、又は導電性フォトレジストで形成した柱状突起であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載された基板実装方法。
【請求項９】
前記電子部品は、マイクロＬＥＤであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載された基板実装方法。
【請求項１０】
配線基板に電子部品が実装された電子部品実装基板であって、
電極パッドが形成された前記配線基板と、
前記電極パッドに接続するための接点を有する前記電子部品と、
前記電子部品の接点上、または前記配線基板の電極パッド上に形成され、前記接点と前記電極パッドとを電気的に接続するための導電性の弾性突起部と、を備え、
前記配線基板の電極パッドと前記電子部品の接点とは、その接合領域に設けられた導電性の感光性熱硬化型樹脂により接合されていることを特徴とする電子部品実装基板。
【請求項１１】
前記電子部品と前記配線基板との間、且つ隣り合う電極間には、絶縁性の感光性熱硬化型樹脂からなる接着材層が設けられていることを特徴とする請求項１０に記載された電子部品実装基板。
【請求項１２】
配線基板に電子部品が実装された電子部品実装基板であって、
電極パッドが形成された前記配線基板と、
前記電極パッドに接続するための接点を有する前記電子部品と、
前記電子部品の接点上に形成され、前記接点と前記電極パッドとを電気的に接続するための導電性の弾性突起部と、を備え、
前記配線基板と前記電子部品とは絶縁性の感光性熱硬化型樹脂により接合され、
さらに前記弾性突起部の先端と前記電極パッドとは、前記電極パッド上に膜状に形成された導電性の感光性熱硬化型樹脂により接合されていることを特徴とする電子部品実装基板。
【請求項１３】
配線基板に電子部品が実装された電子部品実装基板であって、
電極パッドが形成された前記配線基板と、
前記電極パッドに接続するための接点を有する前記電子部品と、
前記電子パッド上に形成され、前記接点と前記電極パッドとを電気的に接続するための導電性の弾性突起部と、を備え、
前記配線基板と前記電子部品とは絶縁性の感光性熱硬化型樹脂により接合され、
さらに前記弾性突起部の先端と前記電極パッドとは、前記接点上に膜状に形成された導電性の感光性熱硬化型樹脂により接合されていることを特徴とする電子部品実装基板。
【請求項１４】
前記弾性突起部は、表面に導電体膜を被着し、該導電体膜により前記電子部品の前記接点と前記配線基板の前記電極パッドとを電気接続する樹脂製の柱状突起、又は導電性フォトレジストで形成した柱状突起であることを特徴とする請求項１０乃至請求項１３のいずれかに記載された電子部品実装基板。
【請求項１５】
前記電子部品は、マイクロＬＥＤであることを特徴とする請求項１０乃至請求項１４のいずれかに記載された電子部品実装基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を配線基板に取り付けるための基板実装方法及び電子部品実装基板に関し、特に電極間隔の狭い電子部品の実装を可能にする基板実装方法及び電子部品実装基板に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の基板接続構造は、例えば特許文献１に開示されるように、発光素子等の電子部品を回路等が形成された実装基板（配線基板）に異方性導電材料である接着材料を介して設けていた。
特許文献１に開示された接着材は、導電性粒子とバインダとを含むものであり、導電性粒子が発光素子であるＬＥＤチップの接続電極と実装基板の電極パッドとを電気的に導通させ、バインダが発光素子と実装基板とを機械的に固定するものである。
【０００３】
特許文献１において、この接着材に含まれる導電性粒子は、例えば表面を金属膜で被覆した弾性を有する樹脂の粒子や、金メッキ処理を行ったＮｉなどを含むものが用いられる。また、接着材のバインダは、例えば、エポキシ樹脂およびシリコーン樹脂をはじめとする熱硬化性樹脂、合成ゴム系樹脂である。
【０００４】
尚、特許文献１において、接着材は、光反射性物質を含有することが好ましいとされ、それにより接着材の光反射率を高めることができ、発光装置の光取り出し効率が高まる。具体的には、酸化チタン、二酸化ジルコニウム、チタン酸カリウム、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素等を用いることができる。
【０００５】
前記接着材は、実装基板に対して例えば塗布ノズルから供給され塗布される。そして、発光素子の移動機構により実装基板上に移動された発光素子が昇降装置により降下され、接着材を介して実装基板上の所定位置に載置される。
そして、実装基板上の発光素子に対し、加圧及び加熱を行うことにより発光素子と実装基板とが接合される。このとき、接着材料が異方性導電材料であるため、発光素子の接続電極と実装基板のパッド電極との間に導電性粒子が介在し、発光素子と実装基板とが電気的に接続されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１３２９７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に開示されるような従来の基板接続構造にあっては、異方性導電材料の接着材として、熱硬化性樹脂に微細な金属粒子を混ぜ合わせた異方性導電フィルム（以下、「ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）」という）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）が使用されている。
【０００８】
しかしながら、金属粒子の粒径サイズにより電極間隔が制限されるため、現状では、電極間隔を８μｍ〜１０μｍ程度よりも狭くすることができなかった。
また、狭い電極間隔に対応するために、例え金属粒子の粒子径をより小さく形成できても、電気的接続性を確保するために粒子量を増やす必要があり、その場合は電極間隔が狭いためにショート発生リスクが高くなる虞があった。
更に電極間隔が狭くなるにともない電極面積が小さくなるが、発光素子の接続電極（バンプ）によって捕捉される導電性粒子の数に、ばらつきが生じるという問題もあった。
【０００９】
そのため、例えば、外形寸法が１０μｍ×３０μｍ以下のマイクロＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を実装基板に実装することが困難であった。即ち、高精細なＬＥＤディスプレイの製造ができないという課題があった。
【００１０】
本発明は、このような課題のもとになされたものであり、電極間隔の狭い電子部品の実装を可能にする基板実装方法及び電子部品実装基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明に係る基板実装方法は、配線基板への電子部品の基板実装方法であって、前記電子部品の接点に対応して前記配線基板に設けられた電極パッド上に導電性の弾性突起部をパターニング形成する工程と、前記配線基板上に感光性熱硬化型樹脂からなる接着材層を形成する工程と、前記接着材層に対し第１の温度帯まで加熱して、該接着材層の粘度を低下させる工程と、前記接着材層の粘度が低下した状態で、前記電子部品を前記配線基板上に位置決め配置したのち押圧して、前記電子部品の前記接点と前記配線基板の前記電極パッドとを導電性の前記弾性突起部を介して電気的に接続する工程と、前記接着材層に対し前記第１の温度帯よりも高い第２の温度帯まで加熱して、該接着材層を硬化させ、前記電子部品を前記配線基板に固定する工程と、を含むことに特徴を有する。
尚、前記電子部品を前記配線基板上に位置決め配置したのち押圧する前に、前記電子部品の接点上に導電性の感光性熱硬化型樹脂からなる膜を形成する工程を含んでもよい。
【００１２】
或いは、上記目的を達成するために、本発明に係る基板実装方法は、配線基板への電子部品の基板実装方法であって、前記配線基板に設けられた電極パッドに対応する前記電子部品の接点上に導電性の弾性突起部をパターニング形成する工程と、前記配線基板上に感光性熱硬化型樹脂からなる接着材層を形成する工程と、前記接着材層に対し第１の温度帯まで加熱して、該接着材層の粘度を低下させる工程と、前記接着材層の粘度が低下した状態で、前記電子部品を前記配線基板上に位置決め配置したのち押圧して、前記電子部品の接点に形成された導電性の前記弾性突起部の先端を前記配線基板の前記電極パッドに押し当て、前記電子部品の接点と前記電極パッドとを前記弾性突起部を介して電気的に接続する工程と、前記接着材層に対し前記第１の温度帯よりも高い第２の温度帯まで加熱して、該接着材層を硬化させ、前記電子部品を前記配線基板に固定する工程と、を含むことに特徴を有する。
尚、前記配線基板上に感光性熱硬化型樹脂からなる接着材層を形成する工程の前に、前記配線基板の電極パッド上に導電性の感光性熱硬化型樹脂からなる膜を形成する工程を含んでもよい。
【００１３】
或いは、上記目的を達成するために、本発明に係る基板実装方法は、配線基板への電子部品の基板実装方法であって、前記配線基板に設けられた電極パッドに対応する前記電子部品の接点上に導電性の弾性突起部をパターニング形成する工程と、前記電子部品の接点上、または前記配線基板の電極パッド上に感光性熱硬化型樹脂からなる接着材層を形成する工程と、前記接着材層に対し第１の温度帯まで加熱して、該接着材層の粘度を低下させる工程と、前記接着材層の粘度が低下した状態で、前記電子部品を前記配線基板上に位置決め配置したのち押圧して、前記電子部品の接点に形成された導電性の前記弾性突起部の先端を前記配線基板の前記電極パッドに押し当て、前記電子部品の接点と前記電極パッドとを前記弾性突起部を介して電気的に接続する工程と、前記接着材層に対し前記第１の温度よりも高い第２の温度帯まで加熱して、該接着材層を硬化させ、前記電子部品を前記配線基板に固定する工程と、を含むことに特徴を有する。
【００１４】
尚、前記電子部品の接点上、または前記配線基板の電極パッド上に感光性熱硬化型樹脂からなる接着材層を形成する工程において、前記接着材層は、導電性の感光性熱硬化型樹脂であってもよい。
その場合、前記電子部品と前記配線基板との間、且つ隣り合う電極間において、絶縁性の感光性熱硬化型樹脂からなる接着材層を形成する工程を含むことが望ましい。
【００１５】
尚、前記弾性突起部は、表面に導電体膜を被着し、該導電体膜により前記電子部品の前記接点と前記配線基板の前記電極パッドとを電気接続する樹脂製の柱状突起、又は導電性フォトレジストで形成した柱状突起であることが望ましい。また、前記電子部品は、マイクロＬＥＤであってもよい。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る電子部品実装基板は、配線基板に電子部品が実装された電子部品実装基板であって、電極パッドが形成された前記配線基板と、前記電極パッドに接続するための接点を有する前記電子部品と、前記電子部品の接点上、または前記配線基板の電極パッド上に形成され、前記接点と前記電極パッドとを電気的に接続するための導電性の弾性突起部と、を備え、前記配線基板の電極パッドと前記電子部品の接点とは、その接合領域に設けられた導電性の感光性熱硬化型樹脂により接合されていることに特徴を有する。
その場合、前記電子部品と前記配線基板との間、且つ隣り合う電極間には、絶縁性の感光性熱硬化型樹脂からなる接着材層が設けられていることが望ましい。
【００１７】
或いは、上記目的を達成するために、本発明に係る電子部品実装基板は、配線基板に電子部品が実装された電子部品実装基板であって、電極パッドが形成された前記配線基板と、前記電極パッドに接続するための接点を有する前記電子部品と、前記電子部品の接点上に形成され、前記接点と前記電極パッドとを電気的に接続するための導電性の弾性突起部と、を備え、前記配線基板と前記電子部品とは絶縁性の感光性熱硬化型樹脂により接合され、さらに前記弾性突起部の先端と前記電極パッドとは、前記電極パッド上に膜状に形成された導電性の感光性熱硬化型樹脂により接合されていることに特徴を有する。
【００１８】
或いは、上記目的を達成するために、本発明に係る電子部品実装基板は、配線基板に電子部品が実装された電子部品実装基板であって、電極パッドが形成された前記配線基板と、前記電極パッドに接続するための接点を有する前記電子部品と、前記電子パッド上に形成され、前記接点と前記電極パッドとを電気的に接続するための導電性の弾性突起部と、を備え、前記配線基板と前記電子部品とは絶縁性の感光性熱硬化型樹脂により接合され、さらに前記弾性突起部の先端と前記電極パッドとは、前記接点上に膜状に形成された導電性の感光性熱硬化型樹脂により接合されていることに特徴を有する。
【００１９】
尚、前記弾性突起部は、表面に導電体膜を被着し、該導電体膜により前記電子部品の前記接点と前記配線基板の前記電極パッドとを電気接続する樹脂製の柱状突起、又は導電性フォトレジストで形成した柱状突起であることが望ましい。また、前記電子部品は、マイクロＬＥＤであってもよい。
【００２０】
このような基板実装方法及び電子部品実装基板によれば、配線基板の電極パッド上の弾性突起部は、フォトリソグラフィープロセスを適用して形成することができるため、位置及び形状に高い精度を確保することができ、電子部品の接点の間隔が１０μｍ程度より狭くなっても容易に形成することができ、高精度なマイクロＬＥＤディスプレイ等の製造が可能となる。
また、弾性突起部と電子部品の接点（或いは配線基板上の電極パッド）とを接続する際には接着材が第１の温度帯であり柔らかいため、接続部に接着材が介在して導通を妨げることがなく、多数のマイクロＬＥＤ等の電子部品を配線基板上に容易且つ電気的接続を確実にして実装することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、電極間隔の狭い電子部品の実装を可能にする基板実装方法及び電子部品実装基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の基板実装方法が適用されたマイクロＬＥＤディスプレイを模式的に示す平面図である。
【図２】図２は、図１の要部拡大断面図である。
【図３】図３は、本発明の基板実装方法により形成された基板接続構造を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、本発明に係る基板実装方法の第１の実施形態を説明する工程図である。
【図５】図５は、本発明に係る基板実装方法に用いる感光性熱硬化型樹脂接着材の特性を模式的に示すグラフである。
【図６】図６は、本発明に係る基板実装方法の第２の実施形態を説明する工程図である。
【図７】図７は、本発明に係る基板実装方法の第３の実施形態を説明する工程図である。
【図８】図８は、本発明に係る基板実装方法の第４の実施形態を説明する工程図である。
【図９】図９は、本発明に係る第５の実施形態を説明する工程図である。
【図１０】図１０は、本発明に係る第６の実施形態を説明する工程図である。
【図１１】図１１は、本発明に係る第６の実施形態を説明する他の工程図である。
【図１２】図１２は、本発明に係る第７の実施形態を説明する工程図である。
【図１３】図１３は、マイクロＬＥＤディスプレイの蛍光発光層アレイの形成について説明する工程図である。
【図１４】図１４は、マイクロＬＥＤディスプレイの配線基板と蛍光発光層アレイとの組立について説明する工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［第１の実施形態］
以下、本発明に係る基板実装方法の第１の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、本発明の基板実装方法が適用されたマイクロＬＥＤディスプレイを模式的に示す平面図であり、図２は、図１の要部拡大断面図であり、図３は本発明の基板実装方法により形成された基板接続構造（電子部品実装基板）を模式的に示す断面図である。
【００２４】
図１に示すマイクロＬＥＤディスプレイは、カラー映像を表示するものであり、ＬＥＤアレイ基板１と、蛍光発光層アレイ２と、を備えて構成されている。ＬＥＤアレイ基板１は、図１に示すように電子部品としての複数のマイクロＬＥＤ３をマトリクス状に配置して備えたものであり、外部に設けた駆動回路からの映像信号が各マイクロＬＥＤ３に供給される。そして、各マイクロＬＥＤ３を個別にオン、及びオフ駆動して点灯、及び消灯させるための配線を設けた配線基板４上に、上記複数のマイクロＬＥＤ３を配置している。
【００２５】
詳細には、前記配線基板４には、各マイクロＬＥＤ３の設置位置に、図３に示すようにマイクロＬＥＤ３の光取り出し面３ａとは反対側の接点５に対応させて電極パッド６が設けられている。尚、各電極パッド６は、図示しない配線により外部の駆動回路に繋がっている。
【００２６】
また、上記配線基板４上には、図１に示すように複数のマイクロＬＥＤ３が設けられている。このマイクロＬＥＤ３は、紫外から青色波長帯の光を発光するものであり、窒化ガリウム（ＧａＮ）を主材料として製造される。なお、波長が例えば２００ｎｍ〜３８０ｎｍの近紫外線を発光するＬＥＤであっても、波長が例えば３８０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光を発光するＬＥＤであってもよい。
【００２７】
具体的には、図３に示すようにマイクロＬＥＤ３は、配線基板４の電極パッド６上にパターニング形成された導電性の弾性突起部７（樹脂バンプ）を介してマイクロＬＥＤ３の接点５と前記電極パッド６とが電気的に接続されるようになっている。
より詳しくは、前記弾性突起部７は、表面に金やアルミニウム等の良導電性の導電体膜８を被覆させた樹脂製の柱状突起９である（あるいは柱状突起９を、フォトレジストに銀等の導電性微粒子を添加した導電性フォトレジスト、又は導電性高分子を含む導電性フォトレジストとして形成してもよい）。
【００２８】
そして、前記マイクロＬＥＤ３の接点５と、配線基板４の電極パッド６と、弾性突起部７と、を含んで本発明の基板接続構造を構成している。尚、図３では、一例として弾性突起部７として、表面に導電体膜８を被着させた柱状突起９を形成した場合を示しているが、弾性突起部７は、前述したように導電性フォトレジストで形成したものであってもよい。
更に、図３に示すように、マイクロＬＥＤ３は、配線基板４の電極パッド６の周囲に設けられた接着材層１０を介して配線基板４に接着固定されている。図３に示す接着材層１０は、感光性熱硬化型樹脂からなる接着材が硬化した状態のものである。
【００２９】
また、前記マイクロＬＥＤ３上には、図２に示すように蛍光発光層アレイ２が設けられている。この蛍光発光層アレイ２は、マイクロＬＥＤ３から放射される励起光Ｌによって励起されて対応色（Ｒ・Ｇ・Ｂ）の蛍光ＦＬにそれぞれ波長変換する複数の蛍光発光層１１（１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ）を備えたものである。図示するように赤色、緑色、及び青色の各色対応の蛍光発光層１１が隔壁１２によって仕切られた状態で透明基板１３上に設けられている。尚、本明細書において「上」とは、マイクロＬＥＤディスプレイの設置状態にかかわらず、常に表示面側をいう。
【００３０】
より詳しくは、前記蛍光発光層１１は、レジスト膜中に数十ミクロンオーダーの粒子径の大きい蛍光色素１４ａと、数十ナノメートルオーダーの粒子径の小さい蛍光色素１４ｂとを混合、分散させたものである。尚、蛍光発光層１１を粒子径の大きい蛍光色素１４ａだけで構成してもよいが、この場合には、蛍光色素１４ａの充填率が低下し、励起光Ｌの表示面側への漏れ光が増してしまう。一方、蛍光発光層１１を粒子径の小さい蛍光色素１４ｂだけで構成した場合には、耐光性等の安定性が劣るという問題がある。したがって、前述したように蛍光発光層１１を粒子径の大きい蛍光色素１４ａを主体として粒子径の小さい蛍光色素１４ｂを混合させた混合物で構成することにより、励起光Ｌの表示面側への漏れ光を抑制すると共に、発光効率を向上させることができる。
【００３１】
この場合、粒子径の異なる蛍光色素１４の混合比率は、体積比で粒子径の大きい蛍光色素１４ａが５０〜９０Ｖｏｌ％に対して、粒子径の小さい蛍光色素１４ｂは１０〜５０Ｖｏｌ％とするのが望ましい。
尚、図１においては、各色対応の蛍光発光層１１をストライプ状に設けた場合について示しているが、各マイクロＬＥＤ３に個別に対応させて設けてもよい。
【００３２】
また、各色対応の蛍光発光層１１を取り囲んで設けられた隔壁１２は、各色対応の蛍光発光層１１を互いに隔てるものであり、透明な例えば感光性樹脂で形成されている。前記蛍光発光層１１中における粒子径の大きい蛍光色素１４ａの充填率を上げるためには、隔壁１２として高さ対幅のアスペクト比が３以上を可能とする高アスペクト材料を使用するのが望ましい。このような高アスペクト材料としては、例えば日本化薬株式会社製のＳＵ−８  ３０００のフォトレジストがある。
【００３３】
また、前記隔壁１２の表面には、図２に示すように金属膜１５が設けられている。この金属膜１５は、励起光Ｌ及び蛍光発光層１１が励起光Ｌにより励起されて発光した蛍光ＦＬが、隔壁１２を透過して隣接する他の色の蛍光発光層１１の蛍光ＦＬと混色するのを防止するためのものである。そのためにこの金属膜１５は、励起光Ｌ及び蛍光ＦＬを十分に遮断できる厚みで形成されている。
【００３４】
この場合、金属膜１５としては、励起光Ｌを反射しやすいアルミニウムやアルミ合金等の薄膜が好適である。これにより、隔壁１２に向かって蛍光発光層１１を透過した励起光Ｌをアルミニウム等の金属膜１５で蛍光発光層１１の内側に反射させ、蛍光発光層１１の発光に利用することができ、蛍光発光層１１の発光効率を向上することができる。
尚、隔壁１２の表面に被着される薄膜は、励起光Ｌ及び蛍光ＦＬを反射する金属膜１５に限定されず、励起光Ｌ及び蛍光ＦＬを吸収するものであってもよい。
【００３５】
次に、このように構成されたマイクロＬＥＤディスプレイの製造方法について説明する。先ず、図４を参照して配線基板４へのマイクロＬＥＤ３の基板実装方法（ＬＥＤアレイ基板１の製造方法）について説明する。
図４（ａ）に示すように、配線基板４において、複数のマイクロＬＥＤ３の接点５に対応させた位置に、複数の電極パッド６を形成する。この配線基板４は、公知の技術により形成することができる。
【００３６】
次いで、配線基板４の上面の全面にフォトスペーサ用のレジストを塗布し、フォトマスクを使用して露光し現像することにより、図４（ｂ）に示すように電極パッド６上に柱状突起９をパターニング形成する。図示するように、この柱状突起９は先端部断面が半楕円状（又は半円状）に形成する。
その後、前記柱状突起９及び電極パッド６上に、金又はアルミニウム等の良導電性の導電体膜８をスパッタリングや蒸着等により成膜して弾性突起部７を形成する。尚、この導電体膜８は、樹脂との密着性を考慮し、必要に応じて２層以上としてもよい。
【００３７】
前記導電体膜８の形成方法について、より詳しく説明すると、導電体膜８を成膜する前に、フォトリソグラフィーにより電極パッド６を除く周辺部分にレジスト層を形成し、導電体膜８の成膜後に現像でレジスト層を溶解させる。それにより、レジスト層上の余分な導電体膜８がリフトオフされ、柱状突起９及び電極パッド６上のみに導電体膜８が形成された状態となる。
【００３８】
尚、弾性突起部７は、フォトレジストに銀等の導電性粒子を添加した導電性フォトレジスト又は導電性高分子を含む導電性フォトレジストで形成した柱状突起９であってもよい。この場合、弾性突起部７は、配線基板４の上面の全面に導電性フォトレジストを所定の厚みで塗布した後、フォトマスクを使用して露光し、現像して電極パッド６上に柱状突起９としてパターニング形成される。
【００３９】
このように前記弾性突起部７は、フォトリソグラフィープロセスを適用して形成することができるので、位置及び形状に高い精度を確保することができ、マイクロＬＥＤ３の接点５の間隔が１０μｍ程度より狭くなっても容易に形成することができる。
【００４０】
また、弾性突起部７は、マイクロＬＥＤ３の押圧によりマイクロＬＥＤ３の接点５に弾性変形して接触するので、後述のように複数のマイクロＬＥＤ３を同時に押圧した場合にも、各マイクロＬＥＤ３の各接点５を弾性突起部７に確実に接触させることができる。
【００４１】
次に図４（ｃ）に示すように、配線基板４の上面の全面に感光性熱硬化型樹脂を塗布し、接着材層１０を形成する。このとき塗布形成される接着材層１０の厚みは、配線基板４の電極パッド６と弾性突起部７とを含む高さ寸法程度、好ましくは、弾性突起部７の先端部が、接着材層１０の表面から少し突出する程度とされる。
【００４２】
ここで、この接着材層１０を形成する感光性熱硬化型樹脂は、図５のグラフに模式的に示す曲線の特性を有する。即ち、加熱により第１の温度帯（例えば１００℃〜１２０℃）に達するまでは、徐々に粘度（弾性率）が低くなり軟化するが、最軟化点を超えると硬化開始し、第２の温度帯（例えば１８０℃以上）になると実用的な硬化速度が得られる（この特性により早く短時間に硬化させることができる）。
【００４３】
この特性を利用し、本発明の基板実装方法にあっては、温度管理可能な加熱炉において、接着材層１０を第１の温度帯（例えば１００℃〜１２０℃）まで加熱し、接着材層１０の粘度を低下させる。この第１の温度帯は、使用する感光性熱硬化型樹脂（接着材）の特性に合わせて設定すればよい。
【００４４】
続けて、前記接着材層１０が低粘度の状態を維持したまま、図４（ｄ）に示すようにマイクロＬＥＤ３を、その接点５と配線基板４上の電極パッド６とが互いに合致するように位置決め配置する。ここで前記マイクロＬＥＤ３は、図示しないサファイアウェハ上に一定間隔に並べて形成されもの、或いはサファイアウェハ上に形成された後、粘着性シートに転写されて一定間隔に並べて配置されたものである。
【００４５】
前述のようにマイクロＬＥＤ３の位置決めがなされると、前記サファイアウェハ（マイクロＬＥＤウェハ）或いは粘着性シートを配線基板４に対し押し付け、マイクロＬＥＤ３の接点５と配線基板４の電極パッド６とを導電性の弾性突起部７を介して電気的に接続する。
全ての弾性突起部７がマイクロＬＥＤ３の接点５に接触するまでの間は、先に接触した弾性突起部７の先端が潰れることによって、各弾性突起部７間の高低差が吸収される。
その結果、全てのマイクロＬＥＤと配線基板の電気接続が確保される。
【００４６】
次いで、接着材層１０を加熱し、その温度を第２の温度帯（例えば１８０℃以上）まで上昇させる。この第２の温度帯は、前述したように使用する感光性熱硬化型樹脂（接着材）の特性に合わせて設定すればよい。
この加熱処理により、接着材層１０は熱硬化し、マイクロＬＥＤ３が配線基板４上に接着固定される。
マイクロＬＥＤ３が配線基板４上に接着固定された後、前記マイクロＬＥＤ３の光取り出し面３ａ側に付着しているサファイアウェハ、或いは粘着シートを剥がし、配線基板４側へのマイクロＬＥＤ３の実装（リフトオフ）が完了する。
【００４７】
［第２の実施形態］
前記第１の実施の形態においては、配線基板４の電極パッド６上に柱状突起９を形成し、それに導電体膜８を成膜して弾性突起部７を形成したが、本発明の基板実装方法にあっては、それに限定されるものではない。
例えば、図６（ａ）に示すようにマイクロＬＥＤ３の接点５上に弾性突起部７を形成するようにしてもよい。この場合の実装方法を示した第２の実施形態について以下に説明する。
【００４８】
先ず、マイクロＬＥＤ３の電極面（接点５側）の全面にフォトスペーサ用のレジストを塗布し、フォトマスクを使用して露光し、現像することにより接点５上に柱状突起９をパターニング形成する。図示するようにこの柱状突起９は先端部断面が半楕円状に形成する。その後、前記柱状突起９及び接点５上に、金又はアルミニウム等の良導電性の導電体膜８をスパッタリングや蒸着等により成膜して弾性突起部７を形成する。
【００４９】
次に図６（ａ）に示すように、配線基板４の上面の全面に感光性熱硬化型樹脂を塗布し、所定厚さの接着材層１０を形成する。
その後、第一の実施形態と同様の手順に従い、マイクロＬＥＤ３の光取り出し面３ａ側を押圧してマイクロＬＥＤ３の接点５と電極パッド６とを導電性の弾性突起部７を介して電気的に接続し、図６（ｂ）に示すようにマイクロＬＥＤ３を配線基板４上に実装する。
【００５０】
［第３の実施形態］
また、前記第２の実施形態のようにマイクロＬＥＤ３側に弾性突起部７を形成する場合、図７（ａ）、（ｂ）に時系列に示すように配線基板４の電極パッド６上のみに接着材層１０を形成した後、マイクロＬＥＤ３を配線基板４上に実装してもよい。
【００５１】
［第４の実施形態］
或いは、図８に示すようにマイクロＬＥＤ３に形成された弾性突起部７を覆うように接着材層１０を形成した後、マイクロＬＥＤ３を配線基板４上に実装してもよい。
【００５２】
尚、前記第３の実施形態（図７）のように電極パッド６上のみに接着材１０を形成する場合、或いは前記第４の実施形態（図８）のように弾性突起部７のみを覆うように接着材層１０を形成する場合、接着材層１０は導電性を有してもよい。
ここで、基板面内全体をみると、設備の物理的要因、温度、及び対象物の状態により、一部において弾性突起部７と電極パッド６との間に微小ギャップが生じ、接触しない虞も可能性として存在する。つまり、接着材層１０が絶縁性であればマイクロＬＥＤ３の接点５と電極パッド６とは電気的に接続されない。
【００５３】
しかしながらマイクロＬＥＤ３の接点と電極パッド６との接合領域（近接する領域）に設けられる接着材層１０が導電性を有していれば、弾性突起部７と電極パッド６との間に微小ギャップが生じても、マイクロＬＥＤ３の接点５と電極パッド６とを電気的に接続することができる。
前記接合領域における接着材層１０を導電性とするには、導電性粒子（例えばカーボン粒子）を前記感光性熱硬化型樹脂に配合すればよい。
尚、前記導電性の感光性熱硬化型樹脂における導電性粒子の配合は、接着性能に影響せず、弾性突起部７と電極パッド６との間の微小ギャップにおける導電を可能にする程度でよい。
【００５４】
また、図７及び図８の構成において、電極パッド６と接点５との接合領域に設けられる接着材層１０を導電性の感光性熱硬化型樹脂とする場合、弾性突起部７の高さは、接着材層１０の高さよりも多少低く形成してもよい。
また、隣り合う電極間で短絡しない限りは、導電性の感光性熱硬化型樹脂（接着材層１０）が配線基板４上にはみ出していてもよい。
【００５５】
［第５の実施形態］
また、図７及び図８の構成において接着材層１０を導電性の感光性熱硬化型樹脂とする場合、接着補強、及び隣り合う電極間の短絡防止のため、図９（ａ）に示すように隣り合う電極の間に、絶縁性の感光性熱硬化型樹脂１０Ａを設けてもよい（絶縁性の感光性熱硬化型樹脂１０Ａと、導電性の感光性熱硬化型樹脂１０Ｂの塗布の順番は限定されない）。
【００５６】
その場合、マイクロＬＥＤ３を配線基板４上に実装すると、例えば図９（ｂ）、図９（ｃ）のようになる。即ち、塗布した絶縁性の感光性熱硬化型樹脂１０Ａと導電性の感光性熱硬化型樹脂１０Ｂとは、例えば図９（ｂ）に示すように互いに接触する（一部のみ接触もあり得る）か、図９（ｃ）に示すように分離した状態となる。
尚、図９においては、配線基板４側に接着材を塗布した例を示したが、マイクロＬＥＤ３側に接着材を塗布した場合も、マイクロＬＥＤ３実装後の状態は同じである。
【００５７】
また、図９の構成にあっては、電極パッド６と接点５との接合領域に設けられる接着材層１０が導電性の感光性熱硬化型樹脂１０Ｂであるため、弾性突起部７の高さは、導電性の感光性熱硬化型樹脂１０Ｂ（接着材層１０）の高さよりも多少低く形成してもよい。
また、隣り合う電極間で短絡しない限りは、導電性の感光性熱硬化型樹脂１０Ｂが配線基板４上にはみ出していてもよい。
【００５８】
［第６の実施形態］
また、前述のように弾性突起部７と電極パッド６との間に微小ギャップが生じた場合の対策として導電性の感光性熱硬化型樹脂を用いる場合、図１０（ａ）、１０（ｂ）に示す構成としてもよい。
即ち、図示するように電極パッド６上に導電性の感光性熱硬化型樹脂１０Ｂを所定厚さ（想定される前記微小ギャップよりも厚い設定）の膜状に形成し、マイクロＬＥＤ３を配線基板４に接着するための領域には絶縁性の感光性熱硬化型樹脂１０Ａを設けた構成である。
このような構成によれば、基板の一部において弾性突起部７の先端と電極パッド６との間に微小ギャップが生じて互いに接触していない場合であっても、弾性突起部７の先端と電極パッド６とが導電性の感光性熱硬化型樹脂１０Ｂにより接合され、互いを導通させることができる。
【００５９】
尚、図１０（ａ）に示すように絶縁性の感光性熱硬化型樹脂１０Ａと導電性の感光性熱硬化型樹脂１０Ｂとを配線基板４上に形成する手順としては次のようにすればよい。
先ず、図１１（ａ）に示すように配線基板４上に電極パッド６を形成し、図１１（ｂ）に示すように基板４上面に導電性の感光性熱硬化型樹脂１０Ｂを塗布形成する。
【００６０】
次いで、電極パッド６の配置・形状に合わせてパターニングされたマスクを介して露光し、続けて現像、エッチング、レジスト除去の作業を順に行うことにより図１１（ｃ）に示すように電極パッド６上のみに所定厚さの導電性感光性熱硬化型樹脂１０Ｂの膜を形成する。
【００６１】
さらに図１１（ｄ）に示すように配線基板４上に絶縁性の感光性熱硬化型樹脂１０Ａを塗布形成し、マイクロＬＥＤ３の配置・形状に合わせてパターニングされたマスクを介して露光し、続けて現像、エッチング、レジスト除去の作業を順に行う。
これにより図１１（ｅ）に示すようにマイクロＬＥＤ３の貼り付け範囲に対応する感光性熱硬化型樹脂１０Ａが形成される。
【００６２】
［第７の実施形態］
また、図１０に示した第６の実施形態にあっては、電極パッド６上に導電性の感光性熱硬化型樹脂１０Ｂを所定厚さの膜状に形成するものであったが、図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示すように電極パッド６ではなくマイクロＬＥＤ３の接点５上に導電性の感光性熱硬化型樹脂１０Ｂの膜を形成するようにしてもよい。
【００６３】
続いて図１３及び図１４を参照して蛍光発光層アレイ２の形成について説明する。
まず、図１３（ａ）に示すように、少なくとも近紫外から青色波長帯の光を透過する、例えばガラス基板又はアクリル樹脂等のプラスチック基板から成る透明基板１３上に隔壁１２用の透明な感光性樹脂を塗布する。
その後、フォトマスクを使用して露光し、現像して各蛍光発光層１１の形成位置に対応させて、例えば図１に示すようなストライプ状の開口１６を設け、高さ対幅のアスぺクト比が３以上の透明な隔壁１２を最小値で１０μｍ程度の高さで形成する。
この場合、使用する感光性樹脂は、例えば日本化薬株式会社製のＳＵ−８３０００等の高アスペクト材料が望ましい。
【００６４】
次いで、透明基板１３上に形成された隔壁１２側から、スパッタリング等の公知の成膜技術を適用して例えばアルミニウムやアルミ合金等の金属膜１５を所定の厚みに成膜する。成膜後、隔壁１２によって囲まれた開口１６の底部の透明基板１３に被着した金属膜１５は、レーザ照射により除去される。
【００６５】
或いは、成膜前に上記開口１６の底部の透明基板１３表面にレジスト等を、例えばインクジェットにより数μｍの厚みで塗布し、金属膜１５を成膜したのちに、前記レジスト及びレジスト上の金属膜１５をリフトオフして除去してもよい。この場合、当然ながら、リフトオフに使用するレジストの溶解液としては、隔壁１２の樹脂を侵さない薬液が選択される。
【００６６】
次に、図１３（ｂ）に示すように、上記隔壁１２で囲まれた、例えば赤色に対応した複数の開口１６に、例えば赤色の蛍光色素１４を含有するレジストを例えばインクジェットにより塗布したのち、紫外線を照射して硬化させ、赤色蛍光発光層１１Ｒを形成する。又は、透明基板１３上を覆って赤色の蛍光色素１４を含有するレジストを塗布したのち、フォトマスクを使用して露光し、現像して、赤色に対応した複数の開口１６に赤色蛍光発光層１１Ｒを形成する。この場合、上記レジストは、粒子径の大きい蛍光色素１４ａと粒子径の小さい蛍光色素１４ｂとを混合、分散させたものであり、それらの混合比率は、体積比で粒子径の大きい蛍光色素１４ａが５０〜９０Ｖｏｌ％に対して粒子径の小さい蛍光色素１４ｂが１０〜５０Ｖｏｌ％となっている。
【００６７】
同様にして、上記隔壁１２で囲まれた、例えば緑色に対応した複数の開口１６に、例えば緑色の蛍光色素１４を含有するレジストを例えばインクジェットにより塗布したのち、紫外線を照射して硬化させ、緑色蛍光発光層１１Ｇを形成する。又は、上記と同様にして透明基板１３の上面全面に塗布した緑色の蛍光色素１４を含有するレジストを、フォトマスクを使用して露光し、現像して、緑色に対応した複数の開口１６に緑色蛍光発光層１１Ｇを形成してもよい。
【００６８】
さらに同様にして、上記隔壁１２で囲まれた、例えば青色に対応した複数の開口１６に、例えば青色の蛍光色素１４を含有するレジストを例えばインクジェットにより塗布したのち、紫外線を照射して硬化させ、青色蛍光発光層１１Ｂを形成する。この場合も、上記と同様にして透明基板１３の上面全面に塗布した青色の蛍光色素１４を含有するレジストを、フォトマスクを使用して露光し、現像して、青色に対応した複数の開口１６に青色蛍光発光層１１Ｂを形成してもよい。
【００６９】
この場合、蛍光発光層アレイ２の表示面側に外光の反射を防止する反射防止膜を設けるのがよい。さらには、隔壁１２の表示面側の金属膜１５上に、黒色塗料を塗布するとよい。これらの措置を施すことにより、表示面での外光の反射を低減することができ、コントラストの向上を図ることができる。
【００７０】
続いて、ＬＥＤアレイ基板１と蛍光発光層アレイ２との組立工程が実施される。
先ず、図１４（ａ）に示すように、ＬＥＤアレイ基板１上に蛍光発光層アレイ２が位置決め配置される。詳細には、ＬＥＤアレイ基板１上に形成されたアライメントマークと、蛍光発光層アレイ２上に形成されたアライメントマークとを使用して、蛍光発光層アレイ２の各色対応の蛍光発光層１１がＬＥＤアレイ基板１上の対応するマイクロＬＥＤ３上に位置するようにアライメントが実施される。
【００７１】
ＬＥＤアレイ基板１と蛍光発光層アレイ２とのアライメントが終了すると、図１４（ｂ）に示すようにＬＥＤアレイ基板１と蛍光発光層アレイ２とが図示しない接着材により接合されてマイクロＬＥＤディスプレイが完成する。
【００７２】
以上のように本発明に係る実施の形態によれば、配線基板４の電極パッド６上の弾性突起部７は、フォトリソグラフィープロセスを適用して形成される。
したがって、位置及び形状に高い精度を確保することができ、マイクロＬＥＤ３の接点５の間隔が１０μｍ程度より狭くなっても容易に形成することができ、高精度なマイクロＬＥＤディスプレイ等の製造が可能となる。
また、マイクロＬＥＤ３を配線基板４上に実装する際には、前述したように配線基板４の上面全体（或いはマイクロＬＥＤ３の下面側）に接着材層１０を形成し、加熱により低粘度化した後、位置合わせしたマイクロＬＥＤ３の接点５を電極パッド６上の弾性突起部７に押し付けるようにして接続する。ここで弾性突起部７とマイクロＬＥＤ３の接点５とを接続する際に接着材が柔らかいため、その接続部に接着材が介在して導通を妨げることがない。その結果、多数のマイクロＬＥＤ３を配線基板４上に容易且つ電気的接続を確実にして実装することができる。その後、接着材硬化のための加熱処理を行う。
【００７３】
尚、前記実施形態にあっては、弾性突起部７の先端部断面が半楕円状（又は半円状）であるものとしたが、本発明にあっては、その先端形状を限定するものではない。好ましくは先端に向かって縮径する形状（台形も含まれる）がよいが、先端に向かって径が変化しない柱状でもよい。
【００７４】
また、蛍光発光層アレイ２において、赤色、緑色、及び青色の各色対応の蛍光発光層１１が隔壁１２によって仕切られた状態で透明基板１３上に設けられた構造とした。
しかしながら、本発明の基板実装方法が適用されるマイクロＬＥＤディスプレイにあっては、その構成に限定されるものではない。
【００７５】
また、以上の説明においては、電子部品がマイクロＬＥＤ３の場合について述べたが、本発明はこれに限られず、電子部品は、半導体部品であっても他のマイクロ電子部品であってもよい。
【符号の説明】
【００７６】
３      マイクロＬＥＤ（電子部品）
４      配線基板
５      接点
６      電極パッド
７      弾性突起部
８      導電体膜
９      柱状突起
１０    接着剤層
１０Ａ  絶縁性の感光性熱硬化型樹脂
１０Ｂ  導電性の感光性熱硬化型樹脂
【図１】
2020004939.tif 000003
【図２】
2020004939.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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