JP4601128B2 - LED light source and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上にLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)チップを搭載したLED光源およびその製造方法に関し、特に、発光効率が高く、生産性に優れ、高精度で、封止部材の形状や材質の自由度が高いLED光源およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のLED光源として、例えば、特開平11−168235号公報に示されるものがある。
【0003】
図9は、そのLED光源を示す。このLED光源は、基材101上に正負一対のリード110A,110Bが形成されたLED搭載用基板100と、一対のリード110A,110Bに、基板製作工程とは別工程にて個々に形成された金,はんだ等からなる一対のバンプ120a,120bを介して接続されたLEDチップ130と、LEDチップ130を封止する透明樹脂140と、アンダーフィル樹脂150とを有する。一対のリード110A,110Bは、基材101の表面101aから側面101bを経て裏面101cに延在して形成されている。LEDチップ130は、光出射面となる上面130aと反対側の下面130bには反射層131、および図示しない正負一対の電極が形成されており、一対の電極は一対のバンプ120a,120bを介して一対のリード110A,110Bに接続されている。また、LEDチップ130が搭載されたLED搭載用基板100をメイン基板上に実装する場合は、LEDチップ130の上面130aを吸着したのではバンプ120a,120bが剥離されるおそれがあることから、ある程度の硬度を有する透明樹脂140の平坦な上面を吸着してハンドリングしている。このような構成によれば、LEDチップ130の光出射面には電極を設けていないため、発光効率の向上が図れる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のLED光源によると、バンプは、金、はんだ等の細線を球状にし、バンプボンダーによって一つ一つ圧接して形成されるなど、生産性が悪く、また、ボールバンプを形成する際にリードパターンを基準に位置決めしているため、リードパターンのエッジのだれやパターンずれ等により位置精度が出し難い。
また、LEDチップが搭載されたLED搭載用基板をハンドリングするために、ある程度の硬度を有し、上面が平坦な透明樹脂140を予め設けなければならないため、透明樹脂の形状や材質が制限される。
【0005】
従って、本発明の目的は、発光効率が高く、生産性に優れ、高精度のLED光源およびその製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、封止部材の形状や材質の自由度が高いLED光源およびその製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、絶縁基材の裏面に形成された正負一対の裏リード、および前記絶縁基材の表面に前記一対の裏リードに一対の金属接続部によって接続された正負一対の表リードを有する基板と、前記基板に対向する面側に正負一対の電極を有し、前記一対の電極が一対の接合用バンプを介して前記基板の前記一対の表リードに接続されたLEDチップとを備え、前記一対の接合用バンプは、前記LEDチップの搭載後に円形となるように、前記LEDチップの搭載前に、超音波振動による接合の際の超音波振動方向と垂直な方向に長い楕円形あるいは長円形に形成され、かつ、メッキによって前記一対の表リード上に形成されたことを特徴とするLED光源を提供する。
上記構成によれば、複数のLEDチップからの光は、電極が設けれていない光出射面から出射される。また、一対の接合用バンプをメッキによって形成することにより、生産性が向上し、基板の外形あるいは合せ穴を基準とすることができるので、高い位置精度が得られる。「一対の接合用バンプ」には、正負の極にそれぞれ1つのバンプを用いた場合に限らず、一方の極に1つ、他方の極に複数のバンプを用いた場合や、正負の極にそれぞれ複数のバンプを用いた場合が含まれる。
【0007】
本発明は、上記目的を達成するため、絶縁基材の裏面に正負一対の裏リード、および前記絶縁基材の表面に前記一対の裏リードに一対の金属接続部により接続された正負一対の表リードを複数組有する集合基板を形成し、前記集合基板の複数組の前記一対の表リードに一対の接合用バンプをそれぞれ前記LEDチップの搭載後に円形となるように、超音波振動方向と垂直な方向に長い楕円形あるいは長円形に形成し、1つの面側に正負一対の電極を有する複数のLEDチップを、前記一対の電極を前記一対のバンプに接続して前記集合基板上に搭載し、前記複数のLEDチップが搭載された前記集合基板をLEDチップ毎に分割することを特徴とするLED光源の製造方法を提供する。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1および図2は、本発明の実施の形態に係るLED光源を適用したLED面発光装置を示し、図1(a)は正面図、同図(b)は側面図、同図(c)は底面図、図2(a)は図1(a)のA部拡大図、図2(b)は図1(a)のB部拡大図、図2(c)はLEDチップの底面図である。
【0009】
このLED面発光装置1は、表面2aおよび裏面2bに配線パターンが形成されたマザー基板2を有する。
【0010】
このマザー基板2の表面2aには、図1(a),(b)、および図2に示すように、サブマウント基板3を介して列状に配置された複数のLEDチップ4と、各LEDチップ4を封止する透明樹脂からなる複数の封止部材5と、マザー基板2の表面2aに配置されたスペーサ6と、LEDチップ4からの光を図1(a)において上方に反射するリフレクタ7と、内部を保護するとともに、LEDチップ4からの光を透過させる透明板8と、この装置1全体を保護するカバー9とを設けている。なお、サブマウント基板3、LEDチップ4および封止部材5によりLED光源を構成する。
【0011】
このマザー基板2の裏面2bには、図1(c)に示すように、後述するLED駆動回路を構成する複数の抵抗素子10と、1つのツェナーダイオード11とを設けている。なお、図1において左側の12A,13Aと右側の12B,13Bは複数のLEDチップ4に電圧を印加するための接続端子であり、本装置1組み付け時の配線引き出し方向に応じて左右の接続端子12A,13A,12B,13Bを使い分けるようにしている。
【0012】
複数のLEDチップ4は、図1(a)に示すように、マザー基板2上にサブマウント基板3を介して縦方向に4個、横方向に12個の計48個配列されている。LEDチップ4は、フリップチップボンディング(FCB)によってサブマウント基板3に搭載されている。LEDチップ4は、透明の絶縁体であるサファイア基板上に窒化ガリウム等の半導体層を積層させ、図2に示すように、チップ4の下面4bとなる半導体層の表面に正電極40aと負電極40bを形成したものであり、チップ4の上面4aとなるサファイア基板の底面が光出射面となる。本実施の形態では、例えば、380nmの波長を有する紫外線を発光するGaN(窒化ガリウム)系の半導体を用いる。
【0013】
マザー基板2は、基材の表面2aおよび裏面2bに配線パターンを印刷したものである。マザー基板2の基材は、サブマウント基板3の実装の際に、変形や強度低下を起こさないように耐熱性と低膨張係数を有し、さらに、LEDチップ4の発光波長(例えば、紫外線の波長)に対して高い光反射率と低い光吸収率を有する材料が好ましい。このような材料として、例えば、紫外線に対して42%程度の高い光反射率を有するガラスエポキシ樹脂等を用いることができる。また、マザー基板2よりもLEDチップ4に近いサブマウント基板3の基材として、紫外線に対して42%程度の高い光反射率を有する材料を用いた場合には、それよりも光反射率の低い10〜22%程度のガラスエポキシ樹脂等を用いてもよい。この他に、放熱性と強度を重視する場合は、アルミニュウム等の金属、アルミナ等のセラミックスを用いることもできる。
【0014】
封止部材5は、LEDチップ4を所定の外形形状で封止することにより、LEDチップ4が発する光に所定の配光特性を付与するものである。また、封止部材5は、LEDチップ4の発光波長に対して耐久性を有する透明樹脂材料が好ましい。例えば、紫外線に対してはシリコーンを用いることができる。
【0015】
スペーサ6は、図2(a)に示すように、複数のLEDチップ4が配置される位置に複数の円形の開口6aが設けられ、例えば、シリコーンゴム等の弾性を有する部材から形成されている。スペーサ6は、カバー9によってリフレクタ7とマザー基板2との間で挟持されているので、装置1内部が密閉され、装置1内部に対する防塵・防湿を図ることができる。また、このような構成により、透明板8等の各部品の厚み方向のばらつきあるいは誤差を吸収し、装置1全体のゆがみやソリ等を防止あるいは緩和することができ、さらに、ガラスからなる透明板8をカバー9とともに保護することができる。
【0016】
リフレクタ7は、LEDチップ4に対応する位置に開口7a有し、その開口の7a周囲は図2(a)に示すようにコーン状の反射面7bを形成している。このリフレクタ7は、湿度・熱・紫外線等に対する十分な耐候性を有し、LEDチップ4の発光波長に対して高い光反射率を有する材料から形成するのが好ましい。本実施の形態では、図1(a),(b)および図2(a)に示すように、銅,スレンレス等からなる金属板を絞り加工してLEDチップ4に対応する位置に開口7aを有し、その開口の7a周囲はコーン状の反射面7bを形成し、表面に高い光反射率を有するような処理、例えば、光沢Niメッキを施している。このようなリフレクタ7を設けることにより、チップ4から透明体8に向う方向(前方向)に対する光量を更に向上させることができる。なお、リフレクタ7は、樹脂に金属をメッキあるいは蒸着してもよい。これにより、全体が金属の物に比べての軽量化が図れる。また、リフレクタ7は、樹脂等の基体に薄い金属カバーを接合したものでもよい。これにより、金属カバーを薄い金属板の絞り加工等の工法によって形成することが可能であるため、材料コスト・加工コストが安く、全体が金属の物に比べての軽量化も図れる。
【0017】
透明板8は、LEDチップ4の発光波長(例えば紫外線の波長)に対して高透過率を有する材料から形成されていることが好ましい。このような材料として、例えば、ガラスを用いることができる。
【0018】
カバー9は、図1(a)に示すように、4つのLEDチップ4に対応した細長形状を有する複数の開口9aを有する。カバー9は、耐候性と機械的強度を有する材料から形成することが好ましい。このような材料として、例えば、鋼材、アルミニウム等の金属板を用いることができる。
【0019】
抵抗素子10は、図1(a),(c)に示すように、マザー基板2の裏面2bであって各LEDチップ4から均等に距離が離れるようにLEDチップ4の間に配置されている。これにより、抵抗素子10の発熱がLEDチップ4の出力低下・信頼性低下に影響しないようになり高信頼性が得られる。抵抗素子10は、各LEDチップ4のVF差による電流のばらつきを緩和するとともに、各LEDチップ4への電流の制限を行うものである。
【0020】
図3は、LEDチップ4のFCBによる搭載構造を示す。サブマウント基板3は、基材31を有し、この基材31の表面31aに、同図(a)に示すように、正リード32aおよび負リード32bを形成し、基材31の裏面31bに、同図(e)に示すように、正リード33aおよび負リード33bを形成し、表面31aの正リード32aおよび負リード32bと裏面31bの正リード33aおよび負リード33bとをスルーホールめっき34a,34bによって各々接続し、表面31aの正リード32aに正極側であることを表示する正極性表示部35を延在して形成している。また、表面31aの正リード32aおよび負リード32bには、表面31aのLEDチップ4が搭載される領域以外の領域に電圧を印加してLEDチップ4の特性を検査するための一対の三角形の検査用領域38a,38bを有する。これらのリード32a,32b,33a,33b、および正極性表示部35は、エッチング法等の通常の半導体製造技術における電極配線技術を使用して形成され、例えば、Cu+Ni等の下地金属層にAu等の金属めっき層を積層して形成される。また、基材31の表面31aの正リード32aおよび負リード32bの対角線上に、一対のAuからなる位置認識用メッキバンプ36a,36bを形成し、表面31aの正リード32aおよび負リード32bにAuからなる搭載用メッキバンプ37a,37bを各々形成している。搭載用メッキバンプ37a,37bは、同図(c)に示すように、LEDチップ4の搭載前は、超音波によるボンディングの際の超音波振動方向16に垂直な方向に長い楕円、長円等の形状を有しており、LEDチップ4の搭載後は、同図(d)に示すように、円形となるようにしている。これらのメッキバンプ36a,36b,37a,37bは、例えば、ホトリソグラフィ法等によって一括形成される。搭載用メッキバンプ37a,37bを同図(c)に示すような形状とすることにより、ショートを防止しながら、接合面積を大きくして接合強度の向上を図ることができる。なお、表面31aのLEDチップ4が搭載される領域以外の領域は、一対の搭載用メッキバンプ37a,37bを介してLEDチップ4が搭載されたサブマウント基板3をハンドリングするための吸着面となる。
【0021】
基材31は、LEDチップ4の実装の際に、変形や強度低下を起こさないように耐熱性と低膨張係数を有し、さらに、LEDチップ4の発光波長(例えば、紫外線の波長)に対して高い光反射率と低い光吸収率を有する材料が好ましい。このような材料として、例えば、紫外線に対して42%程度の高い光反射率を有するガラスエポキシ樹脂等を用いることができる。この他に、要求される特性に応じて他の樹脂やセラミックス等の絶縁体を用いてもよい。
【0022】
図4は、マザー基板2の表面2aの配線パターンを示す。配線パターン20は、エッチング法等の通常の半導体製造技術における電極配線技術を使用して形成され、例えば、Cu+Ni等の下地金属層にAu等の金属めっき層を積層して形成される。サブマウント基板3が搭載される位置には、同図(b)に示すように、サブマウント基板3の裏面31bの正リード33aおよび負リード33bがそれぞれ銀ペーストを介して接続される一対の接続領域20a,20bが形成されている。また、マザー基板2の表面2aのサブマウント基板3が搭載される以外のスペースの複数の個所(本実施の形態では3個所)に、同図(c)に示すように、テスト用の接続領域20a,20bが形成されている。
【0023】
図5は、LED駆動回路を示す。このLED駆動回路は、同図に示すように、複数のLEDチップ4のアノードに接続された接続端子12と、複数のLEDチップ4に抵抗素子10を介して接続された複数のLEDチップ4と、複数のLEDチップ4のカソードに接続された接続端子13と、過電圧を防止するツェナーダイオード11とを備えている。なお、ツェナーダイオード11は、これに限定されず、アバランシェダイオード、その他のダイオードを用いることができる。
【0024】
図6〜図8は、本実施の形態の製造方法を示す。まず、多数個取り用サブマウント集合基板30を準備する(ST1)。すなわち、図6(a),(b)、および図7(a)に示すように、サブマウント集合基板30の基材の表面に正リード32aおよび負リード32bを形成し、裏面に正リード33aおよび負リード33bを形成し、表面の正リード32aおよび負リード32bと裏面の正リード33aおよび負リード33bとをスルーホールめっき34a,34bによって各々接続する。次に、図7(b)に示すように、レジスト14を塗布し、同図(c)に示すように、穴15aを有するマスク15の上から紫外線(HV)を照射し、同図(d)に示すように、レジスト14に穴14aを形成する。次に、同図(e)に示すように、レジスト14の穴14a内に搭載用メッキバンプ37a,37bを形成する。このとき、同時に位置認識用メッキバンプ36a,36bも形成する。次に、同図(f)に示すように、レジスト14を除去する。このようにして基材にリード32a,32b,33a,33bとメッキバンプ36a,36b,37a,37bが形成されたサブマウント集合基板30が完成する。
【0025】
次に、サブマウント集合基板30上にフリップチップとしてのLEDチップ4をフリップチップボンディングし、LEDチップ4を封止部材5によって封止し(ST2)、専用の検査装置によって各LEDチップ4の光量等の特性検査を行う(ST3)。このとき、不良のLEDチップ4にはマーキングを行う。次に、サブマウント集合基板30をLEDチップ4毎に分割して複数のサブマウント基板3を製作する(ST4)。
【0026】
一方、複数のサブマウント基板3を搭載されるマザー基板2を準備する(ST10)。ここでは、マザー基板2の基材に配線パターン20が形成される。次に、マザー基板2に抵抗素子10、ツェナーダイオード11等の回路部品を実装する(ST11)。
【0027】
次に、上記工程ST11で製作されたマザー基板2上に上記工程ST4で製作された複数のサブマウント基板3を搭載する(ST12)。LEDチップ4上にシリコンで封止する(ST13)。マザー基板2に、スペーサ6、リフレクタ7、透明板8およびカバー9を組み込んでLED面発光装置1を組み立て(ST14)、装置1全体の検査(ST15)で終了する。
【0028】
上記実施の形態によれば、LEDチップ4がFCB実装されたサブマウント基板3は、多数個取り用サブマウント集合基板30上に多数のLEDチップ4をFCB実装し、それを分割することによって製作しているので、生産性が向上し、コスト低減を図ることができる。また、サブマウント集合基板30上に高密度で一括して多数のバンプを形成することにより、メッキバンプ工程を短縮化できるので、これによってもサブマウント基板3の製造コストを低減することができる。
また、加熱以外に加圧等の他のストレスが加わるLEDチップ4のFCB実装をサブマウント基板3に対して行っているので、マザー基板2への搭載部品やマザー基板2の材質の選択の自由度が大きくなる。
また、サブマウント集合基板30のサイズを統一することにより、FCB実装用の高精度な治具を統一することができる。
また、サブマウント基板3をマザー基板2に実装しているので、汎用のハンドリングマシンの使用が可能となり、ハンドリングし易くなる。
また、バンプをメッキによって形成することにより、生産性が向上し、サブマウント基板3の外形(あるいは合せ穴)を基準とすることができるので、高い位置精度が得られる。
また、超音波振動により搭載用メッキバンプ37a,37bとLEDチップ4を接合すると、搭載用メッキバンプ37a,37bは、超音波振動方向に長くなるが、予めその分を考慮して超音波振動方向に垂直な方向に長い形状とすることにより、短絡を防止することが可能となる。
また、サブマウント基板3を小型化してLEDチップサイズに限りなく近づけた場合には、IC等で言うチップサイズパッケージ(CSP)製作が可能になる。
また、フリップチップボンダという特殊で高価な設備類がない工程でも、マウンター・ダイボンダー等の一般設備による利用が可能になる。また、形状・形態などの都合からフリップチップボンダーとその周辺治具類との関連で、直接搭載することが困難な実装パッケージヘの応用も可能になる。
また、サブマウント基板3の表面31aにLEDチップ4が搭載されたサブマウント基板3をハンドリングするための吸着面を有しているので、モールドレスでのハンドリング(後工程のダイスボンド等)が可能になる。
また、ダイスボンド・マウント後での樹脂封止が可能であるので、シリコーン系の非常に柔らかく機械でのハンドリングが困難な樹脂による直接モールドが可能になる。また、ケース9、リフレクタ7などの形状や、サブマウント基板3のスペースにとらわれない形状での樹脂封止ができる。
また、特性検査を集合状態で行うことができるため、検査工数の低減も可能である。
また、GaN系のLEDチップを多数個使用したLED面発光装置においてFCB方式のベアチップ実装を行っているので、発光効率の向上を図ることができる。
また、マザー基板2およびサブマウント基板3は、搭載するLEDチップ4の発光波長に対して、光反射率が高く、かつ光吸収率の少ない材料を使用しているので、発光効率が高くなり、低電力化が図れる。
また、LED駆動回路の入力側にツェナーダイオード11を設けているので、GaN系LEDチップ4の静電耐圧が低いことによる静電破壊を防ぐことができる。
また、光量テストを含む特性検査を行った後、マザー基板2上にLEDチップ4がFCB実装されたサブマウント基板3を実装できるので、予め単体での選別が容易になるため、面発光装置1としての光量ムラを緩和するための選別搭載が可能になり、リペアが不要になる。
また、マザー基板2上にLEDチップ4がFCB実装されたサブマウント基板3を実装した後に封止部材5をモールド形成しているので、実装後にその封止部材5の形状や材質を決定することか可能となるため、その形状や材質の選択性が拡がり、希望の配光特性が実現しやすくなる。
また、本面発光装置1は、全体がカバー9により保護されているので、信頼性・機械的強度を確保することができる。
【0029】
なお、本発明は、基板上にFCB実装されたLEDチップからリード線あるいはリードフレーム等を導出するとともに、LEDチップを封止部材により封止した単一のLEDランプに適用してもよい。また、複数のLEDチップをマトリクス状に配列し、複数のLEDチップを画像信号に応じて選択的に点灯させる画像表示装置に適用してもよい。
【0030】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のLED光源およびその製造方法によれば、複数のLEDチップからの光は、電極が設けられていない光出射面から出射されるので、発光効率の向上を図ることができる。また、一対の接合用バンプをメッキによって形成しているので、生産性が向上し、高い位置精度が得られる。また、LEDチップが搭載された基板をハンドリングした後に封止部材を設けることができるので、封止部材の形状や材質の自由度が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るLED光源を適用したLED面発光装置を示し、(a)は正面図、(b)は側面図、(c)は底面図である。
【図2】(a)は図1(a)のA部拡大図、(b)は図1(a)のB部拡大図、(c)はLEDチップの底面図である。
【図3】本実施の形態のFCB構造を示し、(a)はLEDチップが搭載されたサブマウント基板の表面図、(b)は断面図、(c),(d)はLEDチップ搭載用バンプの形状を示す図、(e)はサブマウント基板の裏面図である。
【図4】(a)はマザー基板の表面図、(b)は(a)のD部拡大図、(c)は(a)のE部拡大図である。
【図5】本実施の形態のLED駆動回路を示す図
【図6】(a),(b)は本実施の形態のサブマウント基板の製造工程を示す図である。
【図7】(a)〜(f)は本実施の形態のサブマウント基板の製造工程を示す図である。
【図8】本実施の形態のLED面発光装置の製造工程を示す図である。
【図9】従来のLED光源を示す断面図である。
【符号の説明】
1 LED面発光装置
2 マザー基板
2a 表面
2b 裏面
3 サブマウント基板
4 LEDチップ
4a 正電極
4b 負電極
5 封止部材
6 スペーサ
6a 開口
7 リフレクタ
7a 開口
7b 反射面
8 透明板
9 カバー
9a 開口
10 抵抗素子
11 ツェナーダイオード
12A,12B,13A,13B 接続端子
14 レジスト
14a 穴
15 マスク
15a 穴
20 配線パターン
20a,20b 接続領域
30 多数個取り用サブマウント集合基板
31a 表面
31b 裏面
32a 正リード
32b 負リード
33a 正リード
33b 負リード
34a,34b スルーホールめっき
35 正極性表示部
36a,36b 位置認識用メッキバンプ
37a,37b 搭載用メッキバンプ
38a,38b 検査用領域
40a 正電極
40b 負電極
100 基板
101 基材
101a 表面
101b 側面
101c 裏面
110A,110B リード
120a,120b バンプ
130 LEDチップ
130a 上面
130b 下面
131 反射層
140 透明樹脂
150 アンダーフィル樹脂[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an LED light source in which an LED (Light Emitting Diode) chip is mounted on a substrate and a method for manufacturing the same, and in particular, has high luminous efficiency, excellent productivity, high accuracy, and the shape of a sealing member. The present invention relates to an LED light source having a high degree of freedom of material and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
As a conventional LED light source, for example, there is one disclosed in JP-A-11-168235.
[0003]
FIG. 9 shows the LED light source. This LED light source was individually formed on a substrate for
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the conventional LED light source, the bumps are formed by forming fine wires such as gold and solder into a spherical shape and pressing them one by one with a bump bonder. In addition, since the positioning is based on the lead pattern, it is difficult to obtain the position accuracy due to the edge of the lead pattern or the pattern deviation.
In addition, in order to handle the LED mounting substrate on which the LED chip is mounted, the
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a highly accurate LED light source having high luminous efficiency, excellent productivity, and a manufacturing method thereof.
Another object of the present invention is to provide an LED light source having a high degree of freedom in the shape and material of the sealing member and a method for manufacturing the LED light source.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a pair of positive and negative back leads formed on the back surface of an insulating base material, and a positive and negative polarity connected to the pair of back leads on the surface of the insulating base material by a pair of metal connecting portions. A substrate having a pair of front leads, and a pair of positive and negative electrodes on the surface facing the substrate, the pair of electrodes being connected to the pair of front leads of the substrate via a pair of bonding bumps A direction perpendicular to the direction of ultrasonic vibration at the time of bonding by ultrasonic vibration before mounting the LED chip, so that the pair of bonding bumps are circular after mounting the LED chip. long oval or formed into oval, and to provide an LED light source, characterized in that formed on the pair of tables lead by plating.
According to the said structure, the light from a some LED chip is radiate | emitted from the light-projection surface in which the electrode is not provided. Further, by forming the pair of bonding bumps by plating, productivity is improved and the outer shape of the substrate or the alignment hole can be used as a reference, so that high positional accuracy can be obtained. “A pair of bonding bumps” is not limited to the case where one bump is used for each positive and negative pole, but one bump is used for one pole and a plurality of bumps are used for the other pole. The case where a plurality of bumps are used is included.
[0007]
In order to achieve the above object, the present invention provides a pair of positive and negative back leads on the back surface of an insulating base material, and a pair of positive and negative surfaces connected to the surface of the insulating base material by a pair of metal connecting portions on the pair of back leads. An assembly substrate having a plurality of sets of leads is formed, and a pair of bonding bumps are formed on the plurality of pairs of front leads of the assembly substrate so as to be circular after the LED chip is mounted. A plurality of LED chips formed in a long oval shape or an oval shape in a direction and having a pair of positive and negative electrodes on one surface side are mounted on the aggregate substrate by connecting the pair of electrodes to the pair of bumps, An LED light source manufacturing method is provided, wherein the collective substrate on which the plurality of LED chips are mounted is divided for each LED chip.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 show an LED surface light emitting device to which an LED light source according to an embodiment of the present invention is applied. FIG. 1 (a) is a front view, FIG. 1 (b) is a side view, and FIG. Is a bottom view, FIG. 2 (a) is an enlarged view of part A of FIG. 1 (a), FIG. 2 (b) is an enlarged view of part B of FIG. 1 (a), and FIG. 2 (c) is a bottom view of the LED chip. is there.
[0009]
The LED surface
[0010]
On the
[0011]
On the
[0012]
As shown in FIG. 1A, the plurality of
[0013]
The
[0014]
The sealing
[0015]
As shown in FIG. 2A, the
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
As shown in FIG. 1A, the
[0019]
As shown in FIGS. 1A and 1C, the
[0020]
FIG. 3 shows a mounting structure of the
[0021]
The
[0022]
FIG. 4 shows a wiring pattern on the
[0023]
FIG. 5 shows an LED driving circuit. As shown in the figure, the LED drive circuit includes a
[0024]
6 to 8 show the manufacturing method of the present embodiment. First, a multi-mount
[0025]
Next, the
[0026]
On the other hand, a
[0027]
Next, the plurality of
[0028]
According to the above embodiment, the
In addition, since the FCB mounting of the
Further, by unifying the sizes of the submount
Further, since the
Further, by forming the bumps by plating, productivity is improved and the outer shape (or the matching hole) of the
Further, when the mounting
Further, when the
In addition, it can be used by general equipment such as a mounter and die bonder even in a process without special and expensive equipment such as a flip chip bonder. In addition, it is possible to apply to a mounting package that is difficult to mount directly in relation to the flip chip bonder and its peripheral jigs due to the shape and form.
In addition, the surface 31a of the
Further, since resin sealing after die bonding and mounting is possible, direct molding with a resin of a silicone type that is very soft and difficult to handle with a machine becomes possible. In addition, the resin sealing can be performed in the shape of the
In addition, since the characteristic inspection can be performed in a collective state, the number of inspection steps can be reduced.
In addition, since the FCB bare chip mounting is performed in the LED surface light emitting device using a large number of GaN-based LED chips, the luminous efficiency can be improved.
Moreover, since the
Further, since the
In addition, since the
In addition, since the sealing
Further, since the entire surface
[0029]
The present invention may be applied to a single LED lamp in which a lead wire, a lead frame, or the like is derived from an LED chip that is FCB mounted on a substrate, and the LED chip is sealed with a sealing member. Further, the present invention may be applied to an image display device in which a plurality of LED chips are arranged in a matrix and the plurality of LED chips are selectively lit according to an image signal.
[0030]
【The invention's effect】
Above-described above, according to the LED light source and the manufacturing method thereof of the present invention, the light from a plurality of LED chips, since the electrodes are emitted from the light emitting surface is not et provided, possible to improve the luminous efficiency Can do. Further, since the pair of bonding bumps are formed by plating, productivity is improved and high positional accuracy is obtained. Further, since the sealing member can be provided after handling the substrate on which the LED chip is mounted, the degree of freedom of the shape and material of the sealing member is increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an LED surface light emitting device to which an LED light source according to an embodiment of the present invention is applied, wherein (a) is a front view, (b) is a side view, and (c) is a bottom view.
2A is an enlarged view of part A in FIG. 1A, FIG. 2B is an enlarged view of part B in FIG. 1A, and FIG. 2C is a bottom view of the LED chip;
FIGS. 3A and 3B show the FCB structure of the present embodiment, where FIG. 3A is a surface view of a submount substrate on which an LED chip is mounted, FIG. 3B is a cross-sectional view, and FIGS. The figure which shows the shape of a bump, (e) is a back view of a submount substrate.
4A is a front view of a mother substrate, FIG. 4B is an enlarged view of a portion D in FIG. 4A, and FIG. 4C is an enlarged view of an E portion in FIG.
5A and 5B are diagrams showing an LED drive circuit according to the present embodiment. FIGS. 6A and 6B are diagrams showing a manufacturing process of a submount substrate according to the present embodiment.
FIGS. 7A to 7F are diagrams showing manufacturing steps of the submount substrate according to the present embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a manufacturing process of the LED surface light emitting device of the present embodiment.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a conventional LED light source.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記基板に対向する面側に正負一対の電極を有し、前記一対の電極が一対の接合用バンプを介して前記基板の前記一対の表リードに接続されたLEDチップとを備え、
前記一対の接合用バンプは、前記LEDチップの搭載後に円形となるように、前記LEDチップの搭載前に、超音波振動による接合の際の超音波振動方向と垂直な方向に長い楕円形あるいは長円形に形成され、かつ、メッキによって前記一対の表リード上に形成されたことを特徴とするLED光源。A pair of positive and negative back leads formed on the back surface of the insulating base, and a substrate having a pair of positive and negative front leads connected to the pair of back leads by a pair of metal connecting portions on the surface of the insulating base;
An LED chip having a pair of positive and negative electrodes on a surface facing the substrate, the pair of electrodes being connected to the pair of front leads of the substrate via a pair of bonding bumps;
Before the LED chip is mounted, the pair of bonding bumps are circular or long in a direction perpendicular to the ultrasonic vibration direction when the LED chip is bonded, so that the bump becomes circular after the LED chip is mounted. An LED light source formed in a circular shape and formed on the pair of front leads by plating.
前記集合基板の複数組の前記一対の表リードに一対の接合用バンプをそれぞれ前記LEDチップの搭載後に円形となるように、超音波振動方向と垂直な方向に長い楕円形あるいは長円形に形成し、1つの面側に正負一対の電極を有する複数のLEDチップを、前記一対の電極を前記一対のバンプに接続して前記集合基板上に搭載し、
前記複数のLEDチップが搭載された前記集合基板をLEDチップ毎に分割することを特徴とするLED光源の製造方法。Forming a pair of positive and negative back leads on the back surface of the insulating base, and a set substrate having a plurality of pairs of positive and negative front leads connected to the pair of back leads by a pair of metal connecting portions on the surface of the insulating base;
A pair of bonding bumps is formed in a plurality of pairs of the front leads of the collective substrate in an oval shape or an oval shape that is long in a direction perpendicular to the ultrasonic vibration direction so as to be circular after the LED chip is mounted. A plurality of LED chips having a pair of positive and negative electrodes on one surface side are mounted on the collective substrate by connecting the pair of electrodes to the pair of bumps,
A method of manufacturing an LED light source, wherein the collective substrate on which the plurality of LED chips are mounted is divided for each LED chip.
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