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公開番号2025026918
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-26
出願番号2024198956,2024532127
出願日2024-11-14,2023-07-03
発明の名称LED実装基板の製造方法及び洗浄方法
出願人信越化学工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H10H 20/857 20250101AFI20250218BHJP()
要約【課題】レーザーリフトオフによってサファイア基板上からレセプター基板上に移載されたLEDチップに付着している金属Gaを、他の金属を溶解、変性させることなく選択的に除去してLED実装基板を製造することが可能なLED実装基板の製造方法
【解決手段】本発明に係るLED実装基板の製造方法における、LEDチップをアルカリ性洗浄液にて洗浄する工程では、レセプター基板2上に移載されたLEDチップ5を、レセプター基板2ごとアルカリ性洗浄液6に浸漬することにより洗浄することが好ましい。より簡便かつ確実に安定して、ガリウム4を選択的に除去することができる。より具体的には、アルカリ性洗浄液6を満たした洗浄容器の中にLEDチップ5が移載されたレセプター基板2を浸漬し、その後純水などで洗浄を適切な回数行い、乾燥させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
レーザーリフトオフによってサファイア基板上からレセプター基板上に移載されたＬＥＤチップをアルカリ性洗浄液にて洗浄する工程を有するＬＥＤ実装基板の製造方法であって、
前記レセプター基板上に移載された前記ＬＥＤチップの、前記レセプター基板とは反対側の面に、前記レーザーリフトオフにより生じた窒化ガリウム系半導体の分解残留物を有し、
前記レセプター基板に接着される側の前記ＬＥＤチップの面に、鉛フリーはんだにより形成されたバンプを有し、
前記ＬＥＤチップと前記レセプター基板との間に前記アルカリ性洗浄液が侵入可能な間隙を有し、
前記洗浄する工程により前記分解残留物を除去する、ＬＥＤ実装基板の製造方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記窒化ガリウム系半導体は、ＧａＮである請求項１記載のＬＥＤ実装基板の製造方法。
【請求項３】
レーザーリフトオフによってサファイア基板上からレセプター基板上に移載されたＬＥＤチップをアルカリ性洗浄液にて洗浄する工程を有するＬＥＤ実装基板の製造方法であって、
前記レセプター基板上に移載された前記ＬＥＤチップの、前記レセプター基板とは反対側の面に金属ガリウムを有し、
前記レセプター基板に接着される側の前記ＬＥＤチップの面にバンプを有し、
前記バンプは、ＳｎＡｇＣｕ系合金、ＳｎＺｎＢｉ系合金、ＳｎＣｕ系合金、ＳｎＡｇＩｎＢｉ系合金、ＳｎＺｎＡｌ系合金及びインジウムから選択される少なくとも一種を主成分として有し、
前記ＬＥＤチップと前記レセプター基板との間に前記アルカリ性洗浄液が侵入可能な間隙を有し、
前記洗浄する工程により前記金属ガリウムを除去するＬＥＤ実装基板の製造方法。
【請求項４】
前記アルカリ性洗浄液のアルカリ濃度を０．５質量％以上、飽和濃度以下とする請求項１～３のいずれか一項記載のＬＥＤ実装基板の製造方法。
【請求項５】
前記アルカリ性洗浄液の温度を５℃以上、８０℃以下とする請求項１～３のいずれか一項記載のＬＥＤ実装基板の製造方法。
【請求項６】
前記アルカリ性洗浄液にて洗浄する時間を１０秒以上、１時間以下とする請求項１～３のいずれか一項記載のＬＥＤ実装基板の製造方法。
【請求項７】
前記バンプは、ＳｎＡｇＣｕ系合金、ＳｎＺｎＢｉ系合金、ＳｎＣｕ系合金、ＳｎＡｇＩｎＢｉ系合金、ＳｎＺｎＡｌ系合金及びインジウムから選択される少なくとも一種を主成分として有するものである請求項１又は２記載のＬＥＤ実装基板の製造方法。
【請求項８】
前記レセプター基板上に移載された前記ＬＥＤチップを前記レセプター基板ごと前記アルカリ性洗浄液に浸漬することにより洗浄する請求項１～３のいずれか一項記載のＬＥＤ実装基板の製造方法。
【請求項９】
前記アルカリ性洗浄液は、ｐＨが９．５～１４．０のものである請求項１～３のいずれか一項記載のＬＥＤ実装基板の製造方法。
【請求項１０】
前記アルカリ性洗浄液は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム、水酸化マグネシウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム及び、酢酸カリウムからなる群より選択される少なくとも一種を含有する水溶液である請求項１～３のいずれか一項記載のＬＥＤ実装基板の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ実装基板の製造方法、洗浄液及び洗浄方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、窒化物半導体の光デバイスが、液晶ディスプレイのバックライトや、サイネージ用ディスプレイとして使われるようになっている。
【０００３】
光デバイスは、例えば、サファイア基板上に半導体プロセスにより大量に作製される。マイクロＬＥＤと呼ばれる１００μｍ角以下のＬＥＤによって４インチのディスプレイ基板を作製する場合、数百万個のマイクロＬＥＤが必要になる。数十μｍの微小なデバイスであるマイクロＬＥＤは、エピタキシャル成長用基板であるサファイア基板から分離して利用される。
【０００４】
マイクロＬＥＤディスプレイの製造工程において、マイクロＬＥＤチップをサファイア基板から剥離するためにレーザー・リフト・オフ（ＬＬＯ）を行う。ＬＬＯ工程は、例えばＬＥＤチップのＧａＮ層にエキシマレーザーを照射し、ＧａＮ層を気体のＮ
２
と金属Ｇａに分解することでサファイア基板からＬＥＤチップを剥離する工程である。これにより、多数の光デバイスが表面上に配置されたレセプター基板を得ることができる。
【０００５】
このような方法は、光デバイスに関するものに限られず、微細な半導体デバイスなどの複数の移載対象物を表面上に配置したレセプター基板を製造するのにも応用できる。
【０００６】
例えば、特許文献１には、レーザ照射を用いて、ドナー基板上の移載対象物をレセプター基板に精度よく移載する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２０－４４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＬＬＯ工程を行う際、剥離したマイクロＬＥＤチップの表面に不透明な金属Ｇａが析出してしまう。このＬＥＤチップ上に析出した金属Ｇａを酸性洗浄液で除去し、洗浄後のＬＥＤチップを基板へと実装したところ、接続不良が生じた。この接続不良の原因について本発明者らが様々な可能性を検討した結果、接続前のバンプの形状が当初よりも変化していることに気づいた。そしてその変化は、洗浄工程の酸性洗浄液によりバンプが溶解、変性等していたことが原因だと突き止めた。
【０００９】
ここで、ＬＥＤチップはサファイア基板からレセプター基板へＬＬＯされる際に、バンプが設けられている面がレセプター基板に接着され、洗浄液から保護されているようであったのにもかかわらず、洗浄工程において溶解、変性が生じていた。すなわち、ＬＥＤチップとレセプター基板との間にバンプ等の段差による間隙が存在し、その間隙から洗浄液が侵入し、バンプを溶解、変性させたものと考えられた。
【００１０】
図５に示すように、バンプに使用されている金属（ＩｎやＳｎＡｇＣｕ系合金（ＳＡＣ）等）とＧａ（ガリウム）は周期表において近接していることが多く、バンプとガリウムが洗浄液に接触する状態でガリウムを選択的に除去することは困難であることが考えられた。そこで本発明者らは、まず、バンプをレセプター基板の接着剤層に深く埋め込むことにより、バンプを洗浄液から保護することを検討した。しかしながら、この方法では、バンプを洗浄液から保護することはできるが、その後の工程でバンプから接着剤層を剥離することが難しくなることがわかった。
（【００１１】以降は省略されています）

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