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公開番号2022115687
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-08-09
出願番号2021012397
出願日2021-01-28
発明の名称転写装置
出願人東レエンジニアリング株式会社
代理人
主分類H01L 21/52 20060101AFI20220802BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】短時間で回路基板への素子の転写を完了させることができる転写装置を提供する。
【解決手段】第1の基板を被転写基板とし、第1の基板へ素子を転写させる第1の転写モードと、第1の基板を転写基板、第2の基板を被転写基板とし、第1の基板に保持された素子を第2の基板に転写させる第2の転写モードと、を有し、第1の転写モードによって第1の基板に転写された素子同士の間隔である第1の素子間隔は第2の転写モードによって第2の基板に転写された素子同士の間隔である第2の素子間隔よりも小さく、第1の転写モードにおけるレーザー光の発振周波数は第2の転写モードにおけるレーザー光の発振周波数よりも高い。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項1】
レーザー光を出射し、レーザー光の発振周波数が制御可能であるレーザー光源と、
レーザー光の光路を制御する光路制御部と、
を備え、前記光路制御部によって転写基板におけるレーザー光の照射位置を制御し、当該転写基板に保持されている複数の素子のうち任意の当該素子をレーザーリフトオフによって被転写基板に転写させる転写装置であり、
第1の基板を前記被転写基板とし、当該第1の基板へ前記素子を転写させる第1の転写モードと、
前記第1の基板を前記転写基板、第2の基板を前記被転写基板とし、前記第1の基板に保持された前記素子を当該第2の基板に転写させる第2の転写モードと、
を有し、
前記第1の転写モードによって前記第1の基板に転写された前記素子同士の間隔である第1の素子間隔は前記第2の転写モードによって前記第2の基板に転写された前記素子同士の間隔である第2の素子間隔よりも小さく、
前記第1の転写モードにおけるレーザー光の発振周波数は前記第2の転写モードにおけるレーザー光の発振周波数よりも高いことを特徴とする、転写装置。
続きを表示(約 680 文字)【請求項2】
前記第2の基板は、配線回路が形成された回路基板であることを特徴とする、請求項1に記載の転写装置。
【請求項3】
前記第2の転写モードにおけるレーザー光の発振周波数は、前記第1の基板におけるレーザー光の照射スポットの移動速度に対し前記光路制御部が制御しうる最高速度近傍となるように前記光路制御部を動作させた場合に、前記レーザー光源から出射された各々のレーザー光が前記第2の素子間隔で前記素子を転写させうる発振周波数であることを特徴とする、請求項1もしくは2に記載の転写装置。
【請求項4】
前記光路制御部はガルバノミラーであることを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載の転写装置。
【請求項5】
前記第1の素子間隔は、前記素子を成長させる基板である成長基板における前記素子同士の間隔と同等であることを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の転写装置。
【請求項6】
各々の前記素子の動作性能を判定する性能判定モードをさらに有し、前記第1の転写モードでは、前記性能判定モードにおいて正常と判定された前記素子のみを前記第1の基板へ転写させることを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載の転写装置。
【請求項7】
前記第1の転写モードでは、前記性能判定モードで正常と判定されなかった前記素子が本来転写されるべき前記第1の基板上の転写位置に他の正常な前記素子を転写し、前記第1の基板上での前記素子の配列の抜けを無くすことを特徴とする、請求項6に記載の転写装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、LEDなどの素子を配線基板などに転写する、転写装置に関する。
続きを表示(約 2,300 文字)【背景技術】
【0002】
近年、従来の液晶ディスプレイに代わる次世代表示方法として、LEDを使用したディスプレイの開発が進んでいる。LEDディスプレイでは、FHD(Full High Definition)パネルで1920×1080個、4Kパネルでは3840×2160個もの赤色LED、緑色LED、青色LEDがそれぞれ格子状の配列にて配線基板に高密度に実装されている。
【0003】
このように配線基板へ高密度に実装される各色LEDは、たとえば約20um×40umといった微小寸法を有する、いわゆるマイクロLEDであり、特許文献1に示すようにサファイアなどの成長基板上に窒化ガリウムの結晶をエピタキシャル成長させる工程などを経て得られ、基板上で上記寸法のチップ状にダイシングされる。このように形成されたLEDチップは、複数回の転写工程を経て成長基板から配線基板へ転写される。その後、熱圧着などの実装工程を経て、配線基板にLEDチップが固定される。
【0004】
基板から基板へチップを転写させる転写装置は、特許文献2のようにレーザーリフトオフを利用したものがある。転写元基板とチップとの界面にレーザー光を照射することにより、その界面でガスが発生する(いわゆるレーザーアブレーション)。そのガスによって転写先基板へチップを付勢させ、転写先基板へチップを転写させる。このようにレーザーアブレーションによってチップを付勢することをレーザーリフトオフと呼ぶ。
【0005】
ここで、転写元基板には複数のチップがたとえばマトリクス状に保持されており、所定の位置のチップをレーザーリフトオフさせるためにガルバノミラーを用いている。このガルバノミラーの角度を制御することによってレーザー光の光路を制御し、所定の位置のチップと転写元基板の界面にレーザー光を照射し、このチップを転写先基板へ転写させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特開2002-170993号公報
特開2006-41500号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ここで、特許文献2のようにガルバノミラーを用いてレーザー光の照射位置を制御しながら行う加工では、レーザー光の発振周波数に対してレーザー光の照射スポットの移動速度(スキャン速度)が頭打ちになる可能性がある。具体的には、ディスプレイでは図7に示されるように回路基板101上で赤、緑、青のLEDチップ102が一組となって一つの画素を形成するが、たとえばテレビディスプレイ用途の回路基板101では隣接する画素における同じ色のLEDチップ102同士のピッチDは0.6mm程度になる。このように0.6mm間隔で配列されるLEDチップ102をレーザーリフトオフによって連続して転写させるにあたり、ガルバノミラーのスキャン速度が最高で5m/sであった場合、この最高速でガルバノミラーを動作させてもレーザー光の発振周波数は10kHz程度までしか高めることができず、仮にレーザー光源がこの値以上の発振周波数でレーザー光を出射できる場合であってもレーザー光源の性能を有効に活用することができなかった。その結果、基板から基板へのLEDチップ102の転写を複数回行うことによって成長基板から回路基板101へのLEDチップ102の転写を完了させるにあたって、この回路基板101上でのLEDチップ102のピッチを基準に転写を続ける場合、レーザー光の発振周波数に制約があることが原因で転写完了までに時間を要するという問題があった。
【0008】
本願発明は、上記問題点を鑑み、短時間で回路基板への素子の転写を完了させることができる転写装置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】
【0009】
上記課題を解決するために本発明の転写装置は、レーザー光を出射し、レーザー光の発振周波数が制御可能であるレーザー光源と、レーザー光の光路を制御する光路制御部と、を備え、前記光路制御部によって転写基板におけるレーザー光の照射位置を制御し、当該転写基板に保持されている複数の素子のうち任意の当該素子をレーザーリフトオフによって被転写基板に転写させる転写装置であり、第1の基板を前記被転写基板とし、当該第1の基板へ前記素子を転写させる第1の転写モードと、前記第1の基板を前記転写基板、第2の基板を前記被転写基板とし、前記第1の基板に保持された前記素子を当該第2の基板に転写させる第2の転写モードと、を有し、前記第1の転写モードによって前記第1の基板に転写された前記素子同士の間隔である第1の素子間隔は前記第2の転写モードによって前記第2の基板に転写された前記素子同士の間隔である第2の素子間隔よりも小さく、
前記第1の転写モードにおけるレーザー光の発振周波数は前記第2の転写モードにおけるレーザー光の発振周波数よりも高いことを特徴としている。
【0010】
この転写装置により、第2の転写モードの直前の第1の転写モードまでは基板上の素子同士の間隔を比較的小さく設定することにより比較的高い発振周波数でレーザー光を出射しながら素子の転写を行うことができるため、短時間で回路基板への素子の転写を完了させることができる。
(【0011】以降は省略されています)

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