JP2005317950A - Light emitting diode assembly and method for assembling the same - Google Patents

Light emitting diode assembly and method for assembling the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting diode and a method for assembling the same by which a flip chip type light emitting diode formed on a sub-mount is secured to a plastic cylinder with a lead frame embedded and it is assembled on a printed wiring board. <P>SOLUTION: A first eutectic solder made of gold of 80% and tin of 20% is placed at a specified position on the wiring formed on a sub-mount, the electrode of a flip-chip type light emitting diode is arranged thereon, and then the entire body is passed through a reflow furnace to join them with each other. On the other hand, a plurality of plastic cylinders surrounding the flip-chip type light emitting diode are manufactured together with a lead frame penetrating them during a forming process. One end of the lead frame is connected with the wiring formed on the sub-mount by means of a conductive thermosetting adhesive agent or a second eutectic solder with a melting point of 120-230°C. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、フリプチップ型発光ダイオード、サブマウント、および印刷配線基板を組み立てた発光ダイオード組立体の組立方法および発光ダイオード組立体に関するものである。特に、本発明は、フリプチップ型発光ダイオードの電極とサブマウントに形成されている配線との接合に対する信頼性を向上させるために金８０％、錫２０％からなる共晶ハンダ、前記共晶ハンダとフラックス、あるいは前記共晶ハンダペーストを使用した発光ダイオード組立体の組立方法および発光ダイオード組立体に関するものである。   The present invention relates to a method of assembling a light emitting diode assembly in which a flip chip type light emitting diode, a submount, and a printed wiring board are assembled, and a light emitting diode assembly. In particular, the present invention relates to a eutectic solder composed of 80% gold and 20% tin in order to improve the reliability of the connection between the electrode of the flip chip type light emitting diode and the wiring formed on the submount, The present invention relates to a method for assembling a light emitting diode assembly using the flux or the eutectic solder paste, and a light emitting diode assembly.

たとえば、特開２００３−４６１３５号公報に記載されている半導体発光装置は、薄型化を図るために、保持基板の裏面にサブマウントの厚みと同等のサブマウント収納用凹部を形成し、前記サブマウント収納用凹部に前記サブマウントを収納した状態で、前記サブマウントの電極のそれぞれと保持基板の配線を接続している。   For example, in the semiconductor light emitting device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-46135, in order to reduce the thickness, a submount housing recess equivalent to the thickness of the submount is formed on the back surface of the holding substrate. In a state where the submount is housed in the housing recess, each of the electrodes of the submount and the wiring of the holding substrate are connected.

また、特開２００３−２１８４０３号公報に記載された複合発光素子は、サブマウントの配線とフリプチップ型発光ダイオードの電極とがバンプを介して接続されている。   In the composite light emitting element described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-218403, the submount wiring and the flip chip type light emitting diode electrode are connected via bumps.

さらに、特開２００３−３０４００３号公報の表面実装型発光ダイオードは、鉛を使用しない金−錫ハンダを使用して発光ダイオードを実装している。
特開２００３−４６１３５号公報 特開２００３−２１８４０３号公報 特開２００３−３０４００３号公報 Furthermore, the surface-mounted light-emitting diode disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-304003 mounts the light-emitting diode using gold-tin solder that does not use lead.
JP 2003-46135 A JP 2003-218403 A JP 2003-304003 A

発光層からの光を電極の反対側の面から取り出すフリプチップ型発光ダイオードは、電極による光の遮りがないため、明るさが明るく、発光効率が良い。しかし、前記フリプチップ型発光ダイオードの電極は、サブマウントの配線と金線を介して接続するか、あるいは前記配線上に載置されたハンダバンプにより接続されていた。   A flip-chip type light emitting diode that extracts light from the light emitting layer from the surface opposite to the electrode is not blocked by the electrode, and therefore has a bright brightness and good light emission efficiency. However, the electrodes of the flip-chip type light emitting diode are connected to the submount wiring via a gold wire, or connected by solder bumps placed on the wiring.

前記金線は、自動機による取り付けを行っても、線でフリプチップ型発光ダイオードの電極とサブマウントの配線とを接続するため、熱サイクルにより、接続部の寿命や信頼性に問題があった。また、ハンダバンプは、フラックス成分が飛散するとともに、温度を上げると、フリプチップ型発光ダイオードの重みで薄くなり、接合部が広がったり、あるいはハンダの一部が溶けて流出し、配線間の短絡を起こす恐れがあった。さらに、前記ハンダの広がりや流出を防止するために、その近傍に絶縁膜を配し、配線における短絡を防いでいる。   Even if the gold wire is attached by an automatic machine, the electrode of the flip chip type light emitting diode and the wiring of the submount are connected by the wire, so that there is a problem in the life and reliability of the connection portion due to the thermal cycle. Solder bumps also cause the flux components to scatter, and when the temperature is raised, the weight of the flip chip type light emitting diodes becomes thinner and the joints spread, or part of the solder melts and flows out, causing a short circuit between the wirings. There was a fear. Further, in order to prevent the solder from spreading or flowing out, an insulating film is provided in the vicinity thereof to prevent a short circuit in the wiring.

前記ハンダバンプによるフリプチップ型発光ダイオードとサブマウントにおける配線との接続は、使用中に発生する熱により膨張するため、接続部分が剥がれたり、発光ダイオードが破壊され易いという欠点がある。   Since the connection between the flip-chip type light emitting diode by the solder bump and the wiring in the submount expands due to heat generated during use, there is a drawback that the connection portion is peeled off or the light emitting diode is easily destroyed.

以上のような課題を解決するために、本発明は、サブマウントに形成された配線上に金８０％、錫２０％からなる共晶ハンダ、前記共晶ハンダとフラックス、金８０％、錫２０％からなる共晶ハンダペーストを載置し、リフロー処理することにより配線間の短絡を防止する発光ダイオード組立体の組立方法および発光ダイオード組立体を提供することを目的とする。   In order to solve the problems as described above, the present invention provides eutectic solder composed of 80% gold and 20% tin on the wiring formed on the submount, the eutectic solder and flux, 80% gold, and tin 20%. It is an object of the present invention to provide a method of assembling a light-emitting diode assembly and a light-emitting diode assembly that prevent a short circuit between wirings by placing a eutectic solder paste composed of% and performing a reflow process.

本発明は、フリプチップ型発光ダイオードの発光を効率良く反射させるプラスチック製筒体を貫通するリードフレームにより、印刷配線基板に形成された配線と、サブマウントに形成された配線とを接続することにより、組立と発光の効率を向上させることができる発光ダイオード組立体の組立方法および発光ダイオード組立体を提供することを目的とする。   The present invention connects the wiring formed on the printed wiring board and the wiring formed on the submount with a lead frame that penetrates the plastic cylinder that efficiently reflects the light emitted from the flip-chip type light emitting diode. An object of the present invention is to provide a method of assembling a light emitting diode assembly and a light emitting diode assembly capable of improving the efficiency of assembly and light emission.

本発明は、フリプチップ型発光ダイオードの電極をサブマウントの配線に接続し、リードフレームが埋設されたプラスチック製筒体のリードにサブマウントの配線を接続するだけで済むため組立方法が容易であり、フリプチップ型発光ダイオードの熱がサブマウントおよび印刷配線基板を介して外部に伝達されるため、フリプチップ型発光ダイオードの発熱が内部に籠もることがなく、経年変化によっても効率の劣化のない発光ダイオード組立体の組立方法および発光ダイオード組立体を提供することを目的とする。   The present invention is easy to assemble because it is only necessary to connect the electrode of the flip chip type light emitting diode to the wiring of the submount and connect the wiring of the submount to the lead of the plastic cylinder in which the lead frame is embedded, The heat of the flip chip type light emitting diode is transferred to the outside through the submount and the printed wiring board, so that the heat generated by the flip chip type light emitting diode does not accumulate inside, and the light emitting diode does not deteriorate in efficiency even with aging. An object of the present invention is to provide an assembly method and a light emitting diode assembly.

（第１発明）
第１発明の発光ダイオード組立体の組立方法は、一対の配線が多数形成されたサブマウント基板の各配線上の所定位置に、金８０％、錫２０％からなる第１の共晶ハンダを載置し、前記各一対の配線の前記第１の共晶ハンダ上に、フリプチップ型発光ダイオードの各電極を配置した後、リフロー炉で加熱して、前記第１の共晶ハンダを介して前記配線と電極とを接続した後、前記サブマウント基板をダイシングして、一つのフリプチップ型発光ダイオードが載置されたサブマウントとし、前記サブマウントに形成された一対の配線に一対のリードを導電性熱硬化性接着剤、または融点が１２０℃から２３０℃である第２の共晶ハンダを介してそれぞれ接続したことを特徴とする。 (First invention)
In the method of assembling the light emitting diode assembly according to the first aspect of the invention, the first eutectic solder made of 80% gold and 20% tin is mounted at a predetermined position on each wiring of the submount substrate on which a plurality of pairs of wirings are formed. And placing each electrode of a flip-chip type light emitting diode on the first eutectic solder of each pair of wirings, and then heating in a reflow furnace to pass the wirings through the first eutectic solder. After the submount substrate is diced, the submount substrate is diced to form a submount on which one flip chip type light emitting diode is mounted, and a pair of leads are connected to the pair of wirings formed on the submount with conductive heat. Each of the electrodes is connected via a curable adhesive or a second eutectic solder having a melting point of 120 ° C. to 230 ° C.

（第２発明）
第２発明の発光ダイオード組立体の組立方法は、一対の配線が多数形成されたサブマウント基板の各配線上に所定位置に、金８０％、錫２０％からなる第１の共晶ハンダを載置し、各一対の配線の前記第１の共晶ハンダ上に、フリプチップ型発光ダイオードの各電極を配置した後、リフロー炉で加熱して、前記第１の共晶ハンダを介して前記配線と電極とを接続した後、前記サブマウント基板をダイシングして、一つのフリプチップ型発光ダイオードが載置されたサブマウントとし、一方、複数のプラスチック製筒体と、前記複数のプラスチック製筒体を貫通するリードフレームとを一体成形により作製した後、前記リードフレームをカッティングして一個のプラスチック製筒体とし、前記一個のプラスチック製筒体の内部に突出する一対のリードを、導電性熱硬化性接着剤、または融点が１２０℃から２３０℃である第２の共晶ハンダを介して前記サブマウントに形成された一対の配線にそれぞれ接続し、前記プラスチック製筒体の上面を透明樹脂で封止したことを特徴とする。 (Second invention)
The method for assembling the light-emitting diode assembly according to the second aspect of the invention is to mount a first eutectic solder made of 80% gold and 20% tin on a predetermined position on each wiring of a submount substrate on which a plurality of pairs of wirings are formed. And placing each electrode of the flip-chip type light emitting diode on the first eutectic solder of each pair of wirings, and then heating in a reflow furnace to connect the wirings via the first eutectic solder. After connecting the electrodes, the submount substrate is diced to form a submount on which one flip chip type light emitting diode is mounted, while a plurality of plastic cylinders and the plurality of plastic cylinders penetrate A lead frame to be integrally molded, and then cutting the lead frame into a single plastic cylinder, and a pair of protrusions projecting into the single plastic cylinder And a plastic thermocouple adhesive to each of a pair of wirings formed on the submount via a conductive thermosetting adhesive or a second eutectic solder having a melting point of 120 ° C. to 230 ° C. The upper surface of the body is sealed with a transparent resin.

（第３発明）
第３発明の発光ダイオード組立体の組立方法は、一対の配線が多数形成されたサブマウント基板の各配線上の所定位置に、金８０％、錫２０％からなる第１の共晶ハンダ層を形成した後、前記第１の共晶ハンダ上にフラックスを載置し、各一対の配線のフラックス上に、フリプチップ型発光ダイオードの各電極を配置した後、リフロー炉で加熱して、前記第１の共晶ハンダを介して前記配線と電極とを接続した後、前記サブマウント基板をダイシングして、一つのフリプチップ型発光ダイオードが載置されたサブマウントとし、一方、複数のプラスチック製筒体と、前記複数のプラスチック製筒体を貫通するリードフレームとを一体成形により作製した後、前記リードフレームをカッティングして一個のプラスチック製筒体とし、前記一個のプラスチック製筒体の内部に突出する一対のリードを、導電性熱硬化性接着剤、または融点が１２０℃から２３０℃である第２の共晶ハンダを介して前記サブマウントに形成された一対の配線にそれぞれ接続し、前記プラスチック製筒体の上面を透明樹脂で封止したことを特徴とする。 (Third invention)
The method for assembling the light-emitting diode assembly according to the third aspect of the invention is to provide a first eutectic solder layer made of 80% gold and 20% tin at a predetermined position on each wiring of a submount substrate on which a plurality of pairs of wirings are formed. After forming, a flux is placed on the first eutectic solder, and each electrode of the flip chip type light emitting diode is placed on the flux of each pair of wirings, and then heated in a reflow furnace, After connecting the wiring and the electrode through the eutectic solder, the submount substrate is diced to form a submount on which one flip chip type light emitting diode is mounted, while a plurality of plastic cylinders and The lead frame that penetrates the plurality of plastic cylinders is manufactured by integral molding, and then the lead frame is cut into one plastic cylinder, A pair of leads protruding into the interior of the plastic cylinder is connected to a pair of conductive thermosetting adhesives or a second eutectic solder having a melting point of 120 ° C. to 230 ° C. formed on the submount. It is connected to each wiring, and the upper surface of the plastic cylinder is sealed with a transparent resin.

（第４発明）
第４発明の発光ダイオード組立体の組立方法は、第３発明の共晶ハンダ層が各配線上の所定位置に、蒸着法、スクリーン印刷法、またはメッキ法によって形成されていることを特徴とする。 (Fourth invention)
The method for assembling the light-emitting diode assembly according to the fourth invention is characterized in that the eutectic solder layer according to the third invention is formed at a predetermined position on each wiring by vapor deposition, screen printing, or plating. .

（第５発明）
第５発明の発光ダイオード組立体は、フリプチップ型発光ダイオードの一対の電極が金８０％、錫２０％からなる第１の共晶ハンダを介して一対の配線に接続されたサブマウントと、内部を貫通する一対のリードが一体成形により作製されたプラスチック製筒体と、前記プラスチック製筒体の内部に突出する一対のリードを、導電性熱硬化性接着剤、または融点が１２０℃から２３０℃である第２の共晶ハンダを介して前記サブマウントに形成された一対の配線にそれぞれ接続した発光部組立体と、前記発光部組立体の上面を封止した透明樹脂封止部材とから構成されていることを特徴とする。 (Fifth invention)
A light-emitting diode assembly according to a fifth aspect of the present invention includes a submount in which a pair of electrodes of a flip-chip type light-emitting diode are connected to a pair of wirings via a first eutectic solder made of 80% gold and 20% tin, A plastic cylinder in which a pair of penetrating leads is formed by integral molding and a pair of leads protruding into the plastic cylinder are made of a conductive thermosetting adhesive or a melting point of 120 ° C. to 230 ° C. A light emitting unit assembly connected to a pair of wirings formed on the submount via a second eutectic solder; and a transparent resin sealing member that seals the upper surface of the light emitting unit assembly. It is characterized by.

（第６発明）
第６発明の発光ダイオード組立体において、第５発明における第１の共晶ハンダは、金−錫共晶ハンダペーストであることを特徴とする。 (Sixth invention)
In the light-emitting diode assembly of the sixth invention, the first eutectic solder in the fifth invention is a gold-tin eutectic solder paste.

（第７発明）
第７発明の発光ダイオード組立体において、第５発明または第６発明におけるプラスチック製筒体により囲まれた１個のフリプチップ型発光ダイオードは、一つの印刷配線基板上にマトリクス状に組み立てられていることを特徴とする。 (Seventh invention)
In the light emitting diode assembly of the seventh invention, one flip chip type light emitting diode surrounded by the plastic cylinder in the fifth invention or the sixth invention is assembled in a matrix on one printed wiring board. It is characterized by.

（第８発明）
第８発明の発光ダイオード組立体において、第５発明または第６発明におけるプラスチック製筒体により囲まれた１個のフリプチップ型発光ダイオードは、一つの印刷配線基板上に所望の形状に組み立てられていることを特徴とする。 (Eighth invention)
In the light emitting diode assembly of the eighth invention, one flip chip type light emitting diode surrounded by the plastic cylinder in the fifth invention or the sixth invention is assembled in a desired shape on one printed wiring board. It is characterized by that.

（第９発明）
第９発明の発光ダイオード組立体において、第５発明から第８発明における発光ダイオード組立体におけるフリプチップ型発光ダイオードは、制御回路によって点滅制御されることを特徴とする。 (9th invention)
In the light-emitting diode assembly according to the ninth aspect, the flip-chip type light-emitting diode in the light-emitting diode assembly according to the fifth to eighth aspects is controlled to blink by a control circuit.

（第１０発明）
第１０発明の発光ダイオード組立体において、第５発明から第９発明におけるフリプチップ型発光ダイオードは、赤色、黄色、橙色、緑色、青色の内の一種類であることを特徴とする。 (10th invention)
In the light-emitting diode assembly of the tenth invention, the flip-chip type light-emitting diode in the fifth to ninth inventions is one of red, yellow, orange, green, and blue.

（第１１発明）
第１１発明の発光ダイオード組立体において、第５発明から第９発明におけるフリプチップ型発光ダイオードは、赤色、黄色、橙色、緑色、青色の内の少なくとも複数種類が予め印刷配線基板に配置されていることを特徴とする。 (11th invention)
In the light-emitting diode assembly according to the eleventh aspect, at least a plurality of types of the flip-chip type light-emitting diodes according to the fifth to ninth aspects of the invention are preliminarily arranged on the printed wiring board among red, yellow, orange, green and blue. It is characterized by.

本発明によれば、フリプチップ型発光ダイオードの電極とサブマウントの配線とを金８０％、錫２０％からなる第１の共晶ハンダ、前記第１の共晶ハンダとフラックス、あるいは前記金−錫共晶ハンダペーストを用い、また、プラスチック製筒体の内部に突出する一対のリードと前記サブマウントに形成された一対の配線とを導電性熱硬化性接着剤、または融点が１２０℃から２３０℃である第２の共晶ハンダを介して接続するため、前記ハンダが溶融して広がり、隣の配線と短絡するのを防止することができる。前記第１の共晶ハンダの溶融温度が第２の共晶ハンダの溶融温度より高いため、フリップチップ型発光ダイオードの電極とサブマウントの配線との接続は、一対のリードとサブマウントに形成された配線との接続中に外れることがない。   According to the present invention, the first eutectic solder composed of 80% gold and 20% tin, the first eutectic solder and flux, or the gold-tin is used for the electrodes of the flip chip type light emitting diode and the submount wiring. Using a eutectic solder paste, a pair of leads protruding into the plastic cylinder and a pair of wirings formed on the submount are made of a conductive thermosetting adhesive, or a melting point of 120 ° C. to 230 ° C. Therefore, it is possible to prevent the solder from being melted and spread and short-circuited with the adjacent wiring. Since the melting temperature of the first eutectic solder is higher than the melting temperature of the second eutectic solder, the connection between the electrode of the flip chip type light emitting diode and the wiring of the submount is formed in a pair of leads and submount. It will not come off while connected to the other wiring.

本発明によれば、プラスチック製筒体を貫通するリードフレームにより、複数のフリプチップ型発光ダイオードの電極と、金８０％、錫２０％からなる共晶ハンダ、前記第１の共晶ハンダとフラックス、あるいは金８０％、錫２０％からなる共晶ハンダペーストを介して接続できるため、金線やハンダバンプによる接続と比較して、温度サイクルを受けても接続強度が高く、組立効率および発光効率を向上させることができる。   According to the present invention, by means of a lead frame that penetrates the plastic cylinder, a plurality of flip chip type light emitting diode electrodes, eutectic solder composed of 80% gold and 20% tin, the first eutectic solder and flux, Alternatively, it can be connected via a eutectic solder paste consisting of 80% gold and 20% tin, so that the connection strength is high even when subjected to a temperature cycle compared to the connection using gold wires or solder bumps, and the assembly efficiency and luminous efficiency are improved. Can be made.

本発明によれば、フリプチップ型発光ダイオードの電極と、サブマウントの配線との接触面積を金線より大きくとることができるため、これらの接続強度を大きくすることが可能であるだけでなく、フリプチップ型発光ダイオードから発生する熱をサブマウントおよび印刷配線基板を介して外部に逃すことができ、経年変化による不良や劣化を防止することができる。   According to the present invention, since the contact area between the electrode of the flip-chip type light emitting diode and the wiring of the submount can be made larger than the gold wire, not only the connection strength can be increased, but also the flip chip Heat generated from the type light emitting diode can be released to the outside through the submount and the printed wiring board, and defects and deterioration due to secular change can be prevented.

（第１発明）
（第１発明）
第１発明は、たとえば、シリコンからなる半導体ウエハのサブマウント基板上に絶縁膜を成形し、その上の所定位置に一対の配線が多数形成されている。そして、前記サブマウント基板に形成された一対の配線上には、金８０％、錫２０％からなる第１の共晶ハンダが所定位置に載置される。 (First invention)
(First invention)
In the first invention, for example, an insulating film is formed on a submount substrate of a semiconductor wafer made of silicon, and a plurality of pairs of wirings are formed at predetermined positions thereon. On the pair of wirings formed on the submount substrate, a first eutectic solder made of 80% gold and 20% tin is placed at a predetermined position.

フリプチップ型発光ダイオードの各電極は、前記第１の共晶ハンダ上に配置された後、リフロー炉で加熱して、前記第１の共晶ハンダを介して前記サブマウント基板に形成された一対の配線と接続される。その後、前記サブマウント基板は、前記複数のフリプチップ型発光ダイオードが一個ごとにダイシングされる。前記一つのフリプチップ型発光ダイオードは、一つのサブマウント上に一対の配線にそれぞれ接続される。   Each electrode of the flip-chip type light emitting diode is disposed on the first eutectic solder, and then heated in a reflow furnace to form a pair of submount substrates formed on the submount substrate via the first eutectic solder. Connected with wiring. Thereafter, the plurality of flip chip type light emitting diodes are diced one by one on the submount substrate. The one flip chip type light emitting diode is connected to a pair of wirings on one submount.

一方、前記複数の発光ダイオードが設けられているサブマウント基板は、前記リードフレーム部分をカッティングして、一対のリードを備えている。前記一対のリードの一端は、導電性熱硬化性接着剤、または融点が１２０℃から２３０℃である第２の共晶ハンダを介して前記サブマウントに形成された一対の配線に接続される。第１発明の発光ダイオード組立体の組立方法は、前記サブマウント基板の一対の配線とフリプチップ型発光ダイオードの電極との接続が金８０％、錫２０％からなる第１の共晶ハンダをリフロー処理によって行われており、前記リードと前記サブマウントの一対の配線との接続に、導電性熱硬化性接着剤、または融点が１２０℃から２３０℃である第２の共晶ハンダを用いている。前記導電性熱硬化性接着剤等は、リフロー処理による熱より低い温度で硬化するため、サブマウントの配線、フリプチップ型発光ダイオードの電極、およびリードがそれぞれ堅固に接続される。   Meanwhile, the submount substrate on which the plurality of light emitting diodes are provided has a pair of leads by cutting the lead frame portion. One end of the pair of leads is connected to a pair of wirings formed on the submount through a conductive thermosetting adhesive or a second eutectic solder having a melting point of 120 ° C. to 230 ° C. The method for assembling the light emitting diode assembly according to the first aspect of the invention is to reflow the first eutectic solder in which the connection between the pair of wirings of the submount substrate and the electrode of the flip chip type light emitting diode is 80% gold and 20% tin. A conductive thermosetting adhesive or a second eutectic solder having a melting point of 120 ° C. to 230 ° C. is used for the connection between the lead and the pair of wirings of the submount. Since the conductive thermosetting adhesive or the like is cured at a temperature lower than the heat generated by the reflow process, the wiring of the submount, the electrodes of the flip chip type light emitting diode, and the leads are firmly connected to each other.

第１発明の発光ダイオード組立体の組立方法は、前記サブマウントに形成された一対の配線とフリプチップ型発光ダイオードの電極との接続に金線またはハンダバンプを使用しないため、熱変化に強くまたハンダ付けの際に広がらなく、隣の配線との短絡を防止することができる。   The method of assembling the light emitting diode assembly according to the first aspect of the present invention is resistant to thermal changes and soldering because no gold wire or solder bump is used to connect the pair of wirings formed on the submount and the electrodes of the flip chip type light emitting diode. In this case, it does not spread, and a short circuit with the adjacent wiring can be prevented.

（第２発明）
第２発明は、たとえば、シリコンからなる半導体ウエハのサブマウント基板上に絶縁膜を成形し、その上の所定位置に一対の配線が多数形成されている。そして、前記サブマウント基板に形成された一対の配線上には、金８０％、錫２０％からなる第１の共晶ハンダが所定位置に載置される。 (Second invention)
In the second invention, for example, an insulating film is formed on a submount substrate of a semiconductor wafer made of silicon, and a plurality of pairs of wirings are formed at predetermined positions thereon. On the pair of wirings formed on the submount substrate, a first eutectic solder made of 80% gold and 20% tin is placed at a predetermined position.

フリプチップ型発光ダイオードの各電極は、前記第１の共晶ハンダ上に配置された後、リフロー炉で加熱して、前記第１の共晶ハンダを介して前記サブマウント基板に形成された一対の配線と接続される。その後、前記サブマウント基板は、前記複数のフリプチップ型発光ダイオードが一個ごとにダイシングされる。前記一つのフリプチップ型発光ダイオードは、一つのサブマウント上に一対の配線にそれぞれ接続される。   Each electrode of the flip-chip type light emitting diode is disposed on the first eutectic solder, and then heated in a reflow furnace to form a pair of submount substrates formed on the submount substrate via the first eutectic solder. Connected with wiring. Thereafter, the plurality of flip chip type light emitting diodes are diced one by one on the submount substrate. The one flip chip type light emitting diode is connected to a pair of wirings on one submount.

一方、前記発光ダイオードを囲む複数のプラスチック製筒体は、成形時にその内部を貫通するリードフレームが一体成形により作製される。前記複数の発光ダイオードが設けられているサブマウント基板は、前記リードフレーム部分をカッティングして、一対のリードを備えた一個のプラスチック製筒体とする。   On the other hand, a lead frame that penetrates the plurality of plastic cylinders surrounding the light-emitting diodes is formed by integral molding. The submount substrate provided with the plurality of light emitting diodes is cut into the lead frame portion to form one plastic cylinder having a pair of leads.

前記一個のプラスチック製筒体の内部に突出する一対のリードの一端は、導電性熱硬化性接着剤、または融点が１２０℃から２３０℃である第２の共晶ハンダを介して前記サブマウントに形成された一対の配線に接続される。前記プラスチック製筒体の上面は、透明樹脂によって封止されて、発光ダイオード組立体となる。その後、たとえば、印刷配線基板に形成されているプリント配線上には、少なくとも一つのプラスチック製筒体の外部に突出する一対のリードの他端が接続される。   One end of a pair of leads protruding into the one plastic cylinder is connected to the submount through a conductive thermosetting adhesive or a second eutectic solder having a melting point of 120 ° C. to 230 ° C. It is connected to a pair of formed wirings. The upper surface of the plastic cylinder is sealed with a transparent resin to form a light emitting diode assembly. Thereafter, for example, the other end of the pair of leads protruding outside the at least one plastic cylinder is connected to the printed wiring formed on the printed wiring board.

第２発明の発光ダイオード組立体の組立方法は、前記サブマウント基板の一対の配線とフリプチップ型発光ダイオードの電極との接続が金８０％、錫２０％からなる第１の共晶ハンダをリフロー処理によって行われており、前記プラスチック製筒体の一対のリードと前記サブマウントの一対の配線との接続に、導電性熱硬化性接着剤、または融点が１２０℃から２３０℃である第２の共晶ハンダを用いている。前記導電性熱硬化性接着剤等は、リフロー処理による熱より低い温度で硬化するため、サブマウントの配線、フリプチップ型発光ダイオードの電極、およびリードがそれぞれ堅固に接続される。   The method for assembling the light-emitting diode assembly according to the second aspect of the invention is to reflow the first eutectic solder in which the connection between the pair of wirings of the submount substrate and the electrode of the flip-chip type light-emitting diode is 80% gold and 20% tin. A conductive thermosetting adhesive or a second common material having a melting point of 120 ° C. to 230 ° C. is used to connect the pair of leads of the plastic cylinder and the pair of wirings of the submount. Acrylic solder is used. Since the conductive thermosetting adhesive or the like is cured at a temperature lower than the heat generated by the reflow process, the wiring of the submount, the electrodes of the flip chip type light emitting diode, and the leads are firmly connected to each other.

第２発明の発光ダイオード組立体の組立方法は、前記サブマウントに形成された一対の配線とフリプチップ型発光ダイオードの電極との接続に金線またはハンダバンプを使用しないため、熱変化に強くまたハンダ付けの際に広がらなく、隣の配線との短絡を防止することができる。   The method of assembling the light-emitting diode assembly according to the second aspect of the invention is resistant to thermal changes and soldering because no gold wires or solder bumps are used to connect the pair of wirings formed on the submount and the electrodes of the flip-chip type light-emitting diode. In this case, it does not spread, and a short circuit with the adjacent wiring can be prevented.

（第３発明）
第３発明は、第２発明における金８０％、錫２０％からなる第１の共晶ハンダの代わりに共晶ハンダ層とするとともに、前記共晶ハンダ層の上にフラックスを載置している点で異なっている。 (Third invention)
In the third invention, a eutectic solder layer is used instead of the first eutectic solder composed of 80% gold and 20% tin in the second invention, and a flux is placed on the eutectic solder layer. It is different in point.

（第４発明）
第４発明の発光ダイオード組立体の組立方法は、前記共晶ハンダ層の作製方法として、蒸着法、スクリーン印刷法、またはメッキ法が使用される。前記共晶ハンダ層は、蒸着法、スクリーン印刷法、またはメッキ法により所望の厚さで、しかも均一に形成されるため、一対の配線と一対の電極とが安定して接続される。 (Fourth invention)
In the method for assembling the light emitting diode assembly according to the fourth aspect of the present invention, a vapor deposition method, a screen printing method, or a plating method is used as a method for producing the eutectic solder layer. The eutectic solder layer has a desired thickness and is uniformly formed by a vapor deposition method, a screen printing method, or a plating method, so that a pair of wirings and a pair of electrodes are stably connected.

（第５発明）
第５発明の発光ダイオード組立体は、フリプチップ型発光ダイオードの一対の電極が金８０％、錫２０％からなる第１の共晶ハンダを介してサブマウント基板に形成された一対の配線に接続されている。一方、プラスチック製筒体は、その内部を貫通するリードフレームが一体成形により作製されている。前記プラスチック製筒体は、前記リードフレームによって複数が同時に成形される。 (Fifth invention)
In the light emitting diode assembly of the fifth invention, a pair of electrodes of the flip chip type light emitting diode is connected to a pair of wirings formed on the submount substrate through a first eutectic solder made of 80% gold and 20% tin. ing. On the other hand, the lead frame penetrating the inside of the plastic cylinder is produced by integral molding. A plurality of the plastic cylinders are simultaneously molded by the lead frame.

前記プラスチック製筒体は、一個ずつに切断され、その内部に突出する一対のリードの一端とサブマウントに形成された一対の配線とが導電性熱硬化性接着剤、または融点が１２０℃から２３０℃以下である第２の共晶ハンダを介して接続され、発光部組立体となる。前記発光部組立体の上面は、透明樹脂封止部材によって封止される。前記透明樹脂封止材は、平板または所望の形状をしたレンズにすることができる。   The plastic cylinder is cut one by one, and one end of a pair of leads protruding into the plastic cylinder and a pair of wirings formed on the submount are electrically conductive thermosetting adhesives, or a melting point of 120 ° C. to 230 ° C. It is connected via a second eutectic solder having a temperature equal to or lower than 0 ° C. to form a light emitting unit assembly. The upper surface of the light emitting unit assembly is sealed with a transparent resin sealing member. The transparent resin sealing material can be a flat plate or a lens having a desired shape.

前記少なくとも一つの発光部組立体は、一対のリードの他端を、たとえば、印刷配線基板に形成されたプリント配線に接続される。第５発明の発光ダイオード組立体は、一つのフリプチップ型発光ダイオードがプラスチック製筒体の内部に設けられている発光部組立体が印刷配線基板のプリント配線に一個でも複数個取り付けられてもよい。   In the at least one light emitting unit assembly, the other ends of the pair of leads are connected to, for example, a printed wiring formed on a printed wiring board. In the light-emitting diode assembly according to the fifth aspect of the present invention, one or a plurality of light-emitting part assemblies in which one flip chip type light-emitting diode is provided inside a plastic cylinder may be attached to the printed wiring of the printed wiring board.

（第６発明）
第６発明は、第５発明における第１の共晶ハンダを金８０％、錫２０％からなる共晶ハンダペーストとしている。前記金−錫共晶ハンダペーストは、リフロー処理における温度であっても、はみだすことがなく、隣合った配線と短絡することがない。 (Sixth invention)
In a sixth invention, the first eutectic solder in the fifth invention is a eutectic solder paste comprising 80% gold and 20% tin. The gold-tin eutectic solder paste does not protrude even at the temperature in the reflow process, and does not short-circuit adjacent wiring.

（第７発明）
第７発明の発光ダイオード組立体は、一つの印刷配線基板上にプラスチック製筒体により囲まれた１個のフリプチップ型発光ダイオードがマトリクス状に組み立てられているため、表示装置、掲示板、広告装置、信号装置等に利用することができる。 (Seventh invention)
The light emitting diode assembly according to the seventh aspect of the present invention is a display device, a bulletin board, an advertising device, because one flip chip type light emitting diode surrounded by a plastic cylinder is assembled in a matrix on one printed wiring board. It can be used for a signal device or the like.

（第８発明）
第８発明の発光ダイオード組立体は、一つの印刷配線基板上にプラスチック製筒体により囲まれた１個のフリプチップ型発光ダイオードが所望の形状に組み立てられているため、掲示板、広告装置、方向表示装置等に適している。 (Eighth invention)
The light-emitting diode assembly according to the eighth aspect of the present invention is that a single flip-chip type light-emitting diode surrounded by a plastic cylinder is assembled in a desired shape on one printed wiring board. Suitable for devices etc.

（第９発明）
第９発明の発光ダイオード組立体は、印刷配線基板上の配線に接続された制御回路によってフリプチップ型発光ダイオードの点滅制御が行われるため、文字や画像を動かすことができる。また、第９発明の発光ダイオード組立体は、赤色のフリプチップ型発光ダイオード、橙色のフリプチップ型発光ダイオード、青色の発光ダイオードの三色をそれぞれ複数個並べ、それぞれの点灯を制御することで、道路における信号機等にすることができる。 (9th invention)
In the light emitting diode assembly according to the ninth aspect of the invention, the blinking control of the flip chip type light emitting diode is performed by the control circuit connected to the wiring on the printed wiring board, so that characters and images can be moved. The light emitting diode assembly according to the ninth aspect of the present invention is arranged on a road by arranging a plurality of three colors, a red flip chip type light emitting diode, an orange flip chip type light emitting diode, and a blue light emitting diode, and controlling each lighting. It can be a traffic light or the like.

（第１０発明）
第１０発明の発光ダイオード組立体は、フリプチップ型発光ダイオードの種類を赤色、黄色、橙色、緑色、青色の内の一種類とした。前記一種類の発光ダイオード組立体は、文字等を表示するのに優れている。 (10th invention)
In the light-emitting diode assembly according to the tenth aspect, the type of the flip-chip type light-emitting diode is one of red, yellow, orange, green, and blue. The one type of light emitting diode assembly is excellent for displaying characters and the like.

（第１１発明）
第１１発明の発光ダイオード組立体において、フリプチップ型発光ダイオードの種類は、赤色、黄色、橙色、緑色、青色の内の少なくとも複数種類が予め印刷配線基板に配置されている。第１１発明の発光ダイオード組立体は、色を複数種類とすることで、画像に適し広告等に使用することができる。 (11th invention)
In the light-emitting diode assembly according to the eleventh aspect, at least a plurality of types of flip-chip type light-emitting diodes of red, yellow, orange, green and blue are arranged on the printed wiring board in advance. The light-emitting diode assembly according to the eleventh aspect of the present invention can be used for advertisements and the like suitable for images by using a plurality of types of colors.

図１は本発明の第１実施例で、発光ダイオード組立体を説明するための概略断面図である。図２は本発明の第１実施例で、発光ダイオード組立体を説明するための平面図である。図１および図２において、発光ダイオード組立体１は、印刷配線基板１１と、当該印刷配線基板１１の上に設けられたサブマウント基板１２と、前記サブマウント基板１２の周囲を囲むプラスチック製筒体１３と、フリプチップ型発光ダイオード１５と、前記フリプチップ型発光ダイオード１５を覆う透明封止樹脂１６とから構成される。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a light emitting diode assembly according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view illustrating a light emitting diode assembly according to a first embodiment of the present invention. 1 and 2, a light emitting diode assembly 1 includes a printed wiring board 11, a submount board 12 provided on the printed wiring board 11, and a plastic cylinder surrounding the submount board 12. 13, a flip chip type light emitting diode 15, and a transparent sealing resin 16 covering the flip chip type light emitting diode 15.

前記プラスチック製筒体１３は、たとえば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化性樹脂により、リードフレーム１４とともに一体成形される。また、透明封止樹脂１６は、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化性樹脂で、透明性および耐熱性に優れたものを選択する。   The plastic cylinder 13 is integrally formed with the lead frame 14 by using a thermosetting resin whose main component is an epoxy resin, for example. The transparent sealing resin 16 is a thermosetting resin mainly composed of an epoxy resin, and is selected from those that are excellent in transparency and heat resistance.

前記印刷配線基板１１は、前記フリプチップ型発光ダイオード１５を点滅させるための図示されていない制御回路と接続するためのプリント配線１１１がエッチング等により所望のパターンで形成されている。前記サブマウント基板１２は、上面にエッチングまたはマスクを用いて蒸着パターンを成形する等により一対の配線１２２が形成されている。また、前記サブマウント基板１２には、たとえば、シリコンからなる半導体ウエハ上に絶縁膜を形成し、その上に一対の配線１２２が形成されている。   On the printed wiring board 11, a printed wiring 111 for connecting to a control circuit (not shown) for blinking the flip chip type light emitting diode 15 is formed in a desired pattern by etching or the like. The submount substrate 12 has a pair of wirings 122 formed on its upper surface by etching or forming a deposition pattern using a mask. Further, in the submount substrate 12, for example, an insulating film is formed on a semiconductor wafer made of silicon, and a pair of wirings 122 is formed thereon.

前記サブマウント基板１２は、熱伝導性が優れており、配線が成形できる部材であれば特に限定されないが、たとえば、シリコン基板の表面に酸化膜の絶縁層を形成したものを使用した。前記絶縁膜（図示されていない）上には、マスクを形成し、金を蒸着することによって配線が形成される。また、金８０％、錫２０％からなる共晶ハンダ層は、蒸着法、スクリーン印刷法、またはメッキ法等により形成される。さらに、前記のように作製された配線の厚さは、たとえば、１μｍから５μｍ程度で、前記共晶ハンダ層の厚さは、たとえば、０．２μｍから０．５μｍ程度が好ましい。   The submount substrate 12 is not particularly limited as long as it has excellent thermal conductivity and can form a wiring. For example, a substrate in which an insulating layer of an oxide film is formed on the surface of a silicon substrate is used. A wiring is formed on the insulating film (not shown) by forming a mask and depositing gold. The eutectic solder layer made of 80% gold and 20% tin is formed by vapor deposition, screen printing, plating, or the like. Further, it is preferable that the thickness of the wiring manufactured as described above is, for example, about 1 μm to 5 μm, and the thickness of the eutectic solder layer is, for example, about 0.2 μm to 0.5 μm.

プラスチック製筒体１３は、リードフレーム１４が内部（埋め込み部１４１）を貫通している。また、複数のプラスチック製筒体１３は、連続したリードフレーム１４（図示されていない）によって一体になっており、フリプチップ型発光ダイオード１５の発光を内部周囲により反射する。さらに、前記プラスチック製筒体１３は、インジェクション成形の際にリードフレーム１４を内部に埋設する、いわゆるインサートまたはアウトサート成形（インジェクション成形）により一体的に作製される。   In the plastic cylinder 13, the lead frame 14 penetrates the inside (the embedded portion 141). The plurality of plastic cylinders 13 are integrated by a continuous lead frame 14 (not shown), and the light emitted from the flip chip type light emitting diode 15 is reflected from the inner periphery. Further, the plastic cylinder 13 is integrally manufactured by so-called insert or outsert molding (injection molding) in which the lead frame 14 is embedded in the injection molding.

フリプチップ型発光ダイオード１５は、下部に二つの電極を備えており、半導体ウエハからなるサブマウント基板１２からダイシングにより切り出され、前記電極が前記サブマウント基板１２の配線１２２と、金８０％、錫２０％からなる共晶ハンダ、共晶ハンダとフラックス、あるいは金８０％、錫２０％からなる共晶ハンダペースト１２３によって接続される。前記共晶ハンダは、前記配線１２２を接続する際に、必要に応じて、フラックス等を予め塗布する。前記共晶ハンダ等は、たとえば、融点が３００℃近いものを使用する。また、前記フリプチップ型発光ダイオード１５は、赤色、橙色、黄色、緑色、青色等がある。前記透明封止樹脂１６は、耐熱性を有し、前記プラスチック製筒体１３の内部に充填され、平板状または凸状のレンズを構成する。   The flip-chip type light emitting diode 15 has two electrodes at the bottom, and is cut out by dicing from the submount substrate 12 made of a semiconductor wafer. The electrodes are connected to the wiring 122 of the submount substrate 12, 80% gold, 20 tin. % Eutectic solder, eutectic solder and flux, or eutectic solder paste 123 made of 80% gold and 20% tin. When the eutectic solder is connected to the wiring 122, a flux or the like is applied in advance as necessary. As the eutectic solder or the like, for example, one having a melting point close to 300 ° C. is used. Further, the flip chip type light emitting diode 15 may be red, orange, yellow, green, blue or the like. The transparent sealing resin 16 has heat resistance, is filled in the plastic cylinder 13, and constitutes a flat or convex lens.

次に、前記発光ダイオード組立体１の作製方法を説明する。サブマウント基板１２は、たとえば、シリコンからなる半導体ウエハから構成される基板上に絶縁膜を成形する。前記絶縁膜の上には、所望の形状で配線１２２が形成される。そして、前記サブマウント基板１２に形成された配線１２２上には、金８０％、錫２０％からなる共晶ハンダ、前記共晶ハンダとフラックス、あるいは金８０％、錫２０％からなる共晶ハンダペースト１２３が所定の位置に所定量、たとえば、ロボット等により載置され、あるいは蒸着法、スクリーン印刷法、またはメッキ法等により形成される。   Next, a manufacturing method of the light emitting diode assembly 1 will be described. The submount substrate 12 forms an insulating film on a substrate made of a semiconductor wafer made of silicon, for example. A wiring 122 is formed in a desired shape on the insulating film. On the wiring 122 formed on the submount substrate 12, eutectic solder composed of 80% gold and 20% tin, eutectic solder and flux, or eutectic solder composed of 80% gold and 20% tin. The paste 123 is placed at a predetermined position by a predetermined amount, for example, by a robot or the like, or formed by a vapor deposition method, a screen printing method, a plating method, or the like.

前記金８０％、錫２０％からなる共晶ハンダ、前記共晶ハンダとフラックス、あるいは金８０％、錫２０％からなる共晶ハンダペースト１２３上には、複数のフリプチップ型発光ダイオード１５の電極が配置された後、図示されていないリフロー炉を通過させて、前記フリプチップ型発光ダイオード１５と前記サブマウント基板１２上に設けられた配線１２２とが接続される。   On the eutectic solder composed of 80% gold and 20% tin, the eutectic solder and flux, or the eutectic solder paste 123 composed of 80% gold and 20% tin, electrodes of a plurality of flip chip type light emitting diodes 15 are provided. After the arrangement, the flip chip type light emitting diode 15 and the wiring 122 provided on the submount substrate 12 are connected through a reflow furnace (not shown).

たとえば、前記リフロー炉内における前記金８０％、錫２０％からなる共晶ハンダ、前記共晶ハンダとフラックス、あるいは金８０％、錫２０％からなる共晶ハンダペースト１２３は、後述する割合になっているため、加熱によりフラックスが発散した際に、前記ハンダ等が広がって薄くなることがなく、隣合った配線と短絡を起こすこともない。   For example, the eutectic solder composed of 80% gold and 20% tin, the eutectic solder and flux, or the eutectic solder paste 123 composed of 80% gold and 20% tin in the reflow furnace has a ratio described later. Therefore, when flux is diffused by heating, the solder or the like is not spread and thinned, and a short circuit is not caused between adjacent wirings.

その後、前記サブマウント基板１２は、前記複数のフリプチップ型発光ダイオード１５が一個ごとになるようにダイシングされ、サブマウントとなる（図において、基板とダイシングされた後のものと同じ符号になっている）。前記ダイシングされた個々のフリプチップ型発光ダイオード１５は、図示されていない検査装置により、良品または不良品の検査が行われて選別される。   Thereafter, the submount substrate 12 is diced so that each of the plurality of flip chip type light emitting diodes 15 becomes one by one, and becomes a submount (in the figure, the same reference numerals as those after dicing with the substrate are used). ). The individual diced flip chip type light emitting diodes 15 are selected by inspecting non-defective products or defective products by an inspection device (not shown).

一方、前記フリプチップ型発光ダイオード１５を囲む複数のプラスチック製筒体１３は、成形時にその内部を貫通するリードフレーム１４がインサートまたはアウトサート成形により一体的に作製される。前記複数のフリプチップ型発光ダイオード１５が設けられているサブマウント１２は、前記リードフレーム１４部分を切断して一個のプラスチック製筒体１３とする。   On the other hand, a plurality of plastic cylinders 13 surrounding the flip-chip type light emitting diode 15 are integrally manufactured by insert or outsert molding with lead frames 14 penetrating through the inside thereof during molding. In the submount 12 provided with the plurality of flip chip type light emitting diodes 15, the lead frame 14 is cut into a single plastic cylinder 13.

前記一個のプラスチック製筒体１３の内部に突出するリード１４（図において、リードフレームと切断後のリードとが同じ符号になっている）の一端は、たとえば、エポキシ系樹脂と銀粒子等を主成分とする、たとえば、導電性熱硬化性接着剤、または融点が１２０℃から２３０℃である第２の共晶ハンダを介して前記サブマウント１２に形成された配線１２２に接続される。前記プラスチック製筒体１３の上面は、透明封止樹脂１６により封止される。前記透明封止樹脂の形状は、使用目的に合わせて平板状、あるいは凸状レンズとすることができる。   One end of the lead 14 (in the drawing, the lead frame and the lead after cutting have the same sign) projecting into the single plastic cylinder 13 is mainly composed of, for example, an epoxy resin and silver particles. It is connected to the wiring 122 formed on the submount 12 through a component, for example, a conductive thermosetting adhesive or a second eutectic solder having a melting point of 120 ° C. to 230 ° C. The upper surface of the plastic cylinder 13 is sealed with a transparent sealing resin 16. The shape of the transparent sealing resin can be a flat plate or a convex lens according to the purpose of use.

その後、印刷配線基板１１に形成されているプリント配線１１１上には、少なくとも一つのプラスチック製筒体１３の外部に突出するリード１４の他端を折り曲げて作製された折り曲げ部１４２の先端部が接続される。前記印刷配線基板１１には、たとえば、使用目的に合わせて、一列またはマトリクス状、あるいは所望の形状にサブマウント１２が配列された後、必要に応じて、全体を透明樹脂によって覆う。   After that, on the printed wiring 111 formed on the printed wiring board 11, the tip of the bent portion 142 formed by bending the other end of the lead 14 protruding outside the at least one plastic cylinder 13 is connected. Is done. For example, after the submounts 12 are arranged in a line, a matrix, or a desired shape on the printed wiring board 11 according to the purpose of use, the whole is covered with a transparent resin as necessary.

図３は本実施例で使用した金８０％、錫２０％からなる共晶ハンダの接着強度を説明するための図である。本実施例に使用した前記金−錫共晶ハンダ１２３は、金８０重量％、錫２０重量％、フラックス（荒川化学製）とし、接着面積は、０．２３×０．２３μｍとした。試験試料１ないし１０の接着強度は、約８００ｇから９００ｇあった。   FIG. 3 is a diagram for explaining the adhesive strength of eutectic solder made of 80% gold and 20% tin used in this example. The gold-tin eutectic solder 123 used in this example was 80% by weight of gold, 20% by weight of tin, and flux (manufactured by Arakawa Chemical), and the adhesion area was 0.23 × 0.23 μm. Test samples 1 to 10 had an adhesive strength of about 800 to 900 g.

これに対して、従来のサブマウントとフリプチップ型発光ダイオードの電極との接合強度は、バンプ（直径の大きさ８０μｍ）５個について前記と同様な試験を行った結果、１個当たり８０ｇ程度であり、本実施例と比較して、約１／１０以下の強度であった。   On the other hand, the bonding strength between the conventional submount and the electrode of the flip-chip type light emitting diode is about 80 g per piece as a result of the same test as described above for five bumps (diameter 80 μm). Compared with this example, the strength was about 1/10 or less.

図４は本発明の第２実施例で、一つのフリプチップ型発光ダイオードが取り付けられたプラスチック製筒体を複数個印刷配線基板に取り付けた状態を説明するための図である。図４において、印刷配線基板１１上には、実施例１により作製されたプラスチック製筒体１３内に一つのフリプチップ型発光ダイオード１５が取り付けられたサブマウント１２を複数個、所望の形状で印刷配線基板１１上に設けられる。   FIG. 4 is a view for explaining a state in which a plurality of plastic cylinders each having one flip chip type light emitting diode are attached to a printed wiring board according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 4, on the printed wiring board 11, a plurality of submounts 12 each having a flip-chip type light emitting diode 15 attached in the plastic cylinder 13 produced in the first embodiment are printed in a desired shape. Provided on the substrate 11.

前記サブマウント１２がいろいろな形状に設けられた印刷配線基板１１は、図示されていない制御回路により、フリプチップ型発光ダイオード１５を点滅させて、文字列、画像、信号等にすることができる。また、前記フリプチップ型発光ダイオード１５は、その色を変えることにより、表示装置、掲示板、広告装置、信号装置等に使用することができる。   The printed wiring board 11 provided with the submount 12 in various shapes can be turned into a character string, an image, a signal, etc. by blinking the flip chip type light emitting diode 15 by a control circuit (not shown). The flip chip type light emitting diode 15 can be used for a display device, a bulletin board, an advertising device, a signal device, etc. by changing its color.

次に、特許請求の範囲に記載された第１の共晶ハンダおよび第２の共晶ハンダの実例をあげる。
第１共晶ハンダ 溶融温度
Ｓｎ−８０Ａｕ ２８０℃
第２共晶ハンダ
Ｓｎ−０．７５Ｃｕ ２２７℃
Ｓｎ−３．５Ａｇ ２２１℃
Ｓｎ−０．７Ａｇ−０．３Ｃｕ ２１７℃〜２２７℃
Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．７５Ｃｕ ２１７℃〜２１９℃
Ｓｎ−２．５Ａｇ−０．５Ｃｕ−１．０Ｂｉ ２１４℃〜２２１℃
Ｓｎ−２．０Ａｇ−０．５Ｃｕ−２．０Ｂｉ ２１１℃〜２２１℃
Ｓｎ−２．５Ａｇ−２．５Ｂｉ−２．５Ｉｎ １９０℃〜２１０℃
Ｓｎ−３．５Ａｇ−３．０Ｂｉ−６．０Ｉｎ １６５℃〜２０６℃
Ｓｎ−９．０Ｚｎ １９９℃
Ｓｎ−５８Ｂｉ １３９℃
Ｓｎ−８．０Ｚｎ−３．０Ｂｉ １８７℃〜１９９℃ Next, examples of the first eutectic solder and the second eutectic solder described in the claims will be given.
First eutectic solder Melting temperature Sn-80Au 280 ° C
Second eutectic solder Sn-0.75Cu 227 ° C
Sn-3.5Ag 221 ° C
Sn-0.7Ag-0.3Cu 217 ° C to 227 ° C
Sn-3.5Ag-0.75Cu 217 ° C to 219 ° C
Sn-2.5Ag-0.5Cu-1.0Bi 214 ° C-221 ° C
Sn-2.0Ag-0.5Cu-2.0Bi 211 to 221 ° C
Sn-2.5Ag-2.5Bi-2.5In 190 ° C to 210 ° C
Sn-3.5Ag-3.0Bi-6.0In 165 ° C to 206 ° C
Sn-9.0Zn 199 ° C
Sn-58Bi 139 ° C
Sn-8.0Zn-3.0Bi 187 ° C-199 ° C

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。本発明のフリプチップ型発光ダイオード、サブマウント、プラスチック製筒体、リードフレーム、印刷配線基板、配線、金８０％、錫２０％からなる共晶ハンダ、前記共晶ハンダとフラックス、金８０％、錫２０％からなる共晶ハンダペースト等の材質は、公知または周知のものを使用することができる。また、本発明は、プラスチック製筒体の中にリードフレームおよびサブマウントが埋設された状態で説明したが、前記プラスチック製筒体を設けないようにすることもできる。   As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to the said Example. The present invention can be modified in various ways without departing from the scope of the claims. Flip chip type light emitting diode of the present invention, submount, plastic cylinder, lead frame, printed wiring board, wiring, eutectic solder consisting of 80% gold, 20% tin, eutectic solder and flux, 80% gold, tin A known or well-known material such as a 20% eutectic solder paste can be used. Further, although the present invention has been described with the lead frame and the submount embedded in the plastic cylinder, the plastic cylinder may be omitted.

本発明のフリプチップ型発光ダイオードは、赤色、橙色、黄色、緑色、青色の内の一色または少なくとも複数色を印刷配線基板の上に所望の形状にすることができる。本発明の用途は、前記フリプチップ型発光ダイオードをマトリクス状、その他の形状に配置することで、表示装置、掲示板、広告装置、信号装置等に使用できる。また、前記フリプチップ型発光ダイオードは、前記各色を予め適当に配置することで、制御回路からの信号によりいろいろな文字、画像、あるいは模様等にして表示することができる。   The flip-chip type light emitting diode of the present invention can have one or at least a plurality of colors of red, orange, yellow, green, and blue in a desired shape on a printed wiring board. The application of the present invention can be used for a display device, a bulletin board, an advertising device, a signal device, and the like by arranging the flip-chip type light emitting diodes in a matrix shape or other shapes. Further, the flip chip type light emitting diode can be displayed in various characters, images, patterns, or the like by signals from the control circuit by appropriately arranging the respective colors in advance.

発光部組立体は、印刷配線基板に複数所望の形状あるいは位置に配置して、単体とすることができる。前記印刷配線基板からなる単体は、所望の形状あるいは位置に配置して、各種用途に合わせて使用することができる。また、導電性熱硬化性接着剤、または融点が１２０から２３０℃以下である第２の共晶ハンダは、公知または周知のものの中から任意のものを選択することができる。   A plurality of light emitting unit assemblies can be arranged on the printed wiring board in a desired shape or position to form a single unit. A single unit made of the printed wiring board can be arranged in a desired shape or position and used for various purposes. The conductive thermosetting adhesive or the second eutectic solder having a melting point of 120 to 230 ° C. or lower can be selected from known or well-known solders.

本発明の第１実施例で、発光ダイオード組立体を説明するための概略断面図である。（実施例１）1 is a schematic cross-sectional view illustrating a light emitting diode assembly according to a first embodiment of the present invention. Example 1 本発明の第１実施例で、発光ダイオード組立体を説明するための平面図である。1 is a plan view illustrating a light emitting diode assembly according to a first embodiment of the present invention. 本実施例で使用した金８０％、錫２０％からなる共晶ハンダの接着強度を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the adhesive strength of the eutectic solder which consists of 80% of gold | metal | money used in the present Example, and 20% of tin. 本発明の第２実施例で、一つのフリプチップ型発光ダイオードが取り付けられたプラスチック製筒体を複数個印刷配線基板に取り付けた状態を説明するための図である。（実施例２）In the second embodiment of the present invention, it is a diagram for explaining a state in which a plurality of plastic cylinders to which one flip chip type light emitting diode is attached is attached to a printed wiring board. (Example 2)

符号の説明Explanation of symbols

１・・・発光ダイオード組立体
１１・・・印刷配線基板
１１１・・・プリント配線
１２・・・サブマウント基板またはサブマウント
１２１・・・導電性熱硬化性接着剤、または融点が１２０℃から２３０℃である第２の共晶ハンダ
１２２・・・配線
１２３・・・金８０％、錫２０％からなる第１の共晶ハンダ、前記共晶ハンダとフラックス、あるいは前記共晶ハンダペースト
１３・・・プラスチック製筒体
１４・・・リードフレームまたはリード
１４１・・・埋め込み部
１４２・・・折り曲げ部
１５・・・フリプチップ型発光ダイオード
１６・・・透明封止樹脂 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light emitting diode assembly 11 ... Printed wiring board 111 ... Printed wiring 12 ... Submount board | substrate or submount 121 ... Conductive thermosetting adhesive, or melting | fusing point is 120 to 230 degreeC Second eutectic solder 122 ° C. wiring 123... First eutectic solder composed of 80% gold and 20% tin, the eutectic solder and flux, or the eutectic solder paste 13. · Plastic cylinder 14 ··· Lead frame or lead 141 ··· Embedding portion 142 ··· Bending portion 15 ··· Flip chip type light emitting diode 16 ··· Transparent sealing resin

Claims (11)

一対の配線が多数形成されたサブマウント基板の各配線上の所定位置に、金８０％、錫２０％からなる第１の共晶ハンダを載置し、
前記各一対の配線の前記第１の共晶ハンダ上に、フリプチップ型発光ダイオードの各電極を配置した後、リフロー炉で加熱して、前記第１の共晶ハンダを介して前記配線と電極とを接続した後、
前記サブマウント基板をダイシングして、一つのフリプチップ型発光ダイオードが載置されたサブマウントとし、
前記サブマウントに形成された一対の配線に一対のリードを導電性熱硬化性接着剤、または融点が１２０℃から２３０℃である第２の共晶ハンダを介してそれぞれ接続したことを特徴とする発光ダイオード組立体の組立方法。 A first eutectic solder composed of 80% gold and 20% tin is placed at a predetermined position on each wiring of the submount substrate on which a plurality of pairs of wirings are formed,
Each electrode of the flip chip type light emitting diode is disposed on the first eutectic solder of each pair of wirings, and then heated in a reflow furnace so that the wiring and the electrodes are connected via the first eutectic solder. After connecting
The submount substrate is diced into a submount on which one flip chip type light emitting diode is mounted,
A pair of leads are connected to a pair of wirings formed on the submount through a conductive thermosetting adhesive or a second eutectic solder having a melting point of 120 ° C. to 230 ° C., respectively. Method for assembling light emitting diode assembly. 一対の配線が多数形成されたサブマウント基板の各配線上の所定位置に、金８０％、錫２０％からなる第１の共晶ハンダを載置し、
前記各一対の配線の前記第１の共晶ハンダ上に、フリプチップ型発光ダイオードの各電極を配置した後、リフロー炉で加熱して、前記第１の共晶ハンダを介して前記配線と電極とを接続した後、
前記サブマウント基板をダイシングして、一つのフリプチップ型発光ダイオードが載置されたサブマウントとし、
一方、複数のプラスチック製筒体と、前記複数のプラスチック製筒体を貫通するリードフレームとを一体成形により作製した後、前記リードフレームをカッティングして一個のプラスチック製筒体とし、
前記一個のプラスチック製筒体の内部に突出する一対のリードを、導電性熱硬化性接着剤、または融点が１２０℃から２３０℃である第２の共晶ハンダを介して前記サブマウントに形成された一対の配線にそれぞれ接続し、
前記プラスチック製筒体の上面を透明樹脂で封止したことを特徴とする発光ダイオード組立体の組立方法。 A first eutectic solder composed of 80% gold and 20% tin is placed at a predetermined position on each wiring of the submount substrate on which a plurality of pairs of wirings are formed,
Each electrode of the flip chip type light emitting diode is disposed on the first eutectic solder of each pair of wirings, and then heated in a reflow furnace so that the wiring and the electrodes are connected via the first eutectic solder. After connecting
The submount substrate is diced into a submount on which one flip chip type light emitting diode is mounted,
On the other hand, after producing a plurality of plastic cylinders and a lead frame penetrating the plurality of plastic cylinders by integral molding, cutting the lead frame into a single plastic cylinder,
A pair of leads protruding inside the one plastic cylinder is formed on the submount via a conductive thermosetting adhesive or a second eutectic solder having a melting point of 120 ° C to 230 ° C. Connected to each pair of wires,
A method for assembling a light-emitting diode assembly, wherein the upper surface of the plastic cylinder is sealed with a transparent resin. 一対の配線が多数形成されたサブマウント基板の各配線上の所定位置に、金８０％、錫２０％からなる第１の共晶ハンダ層を形成した後、前記共晶ハンダ上にフラックスを載置し、
前記各一対の配線のフラックス上に、フリプチップ型発光ダイオードの各電極を配置した後、リフロー炉で加熱して、前記第１の共晶ハンダを介して前記配線と電極とを接続した後、
前記サブマウント基板をダイシングして、一つのフリプチップ型発光ダイオードが載置されたサブマウントとし、
一方、複数のプラスチック製筒体と、前記複数のプラスチック製筒体を貫通するリードフレームとを一体成形により作製した後、前記リードフレームをカッティングして一個のプラスチック製筒体とし、
前記一個のプラスチック製筒体の内部に突出する一対のリードを、導電性熱硬化性接着剤、または融点が１２０℃から２３０℃である第２の共晶ハンダを介して前記サブマウントに形成された一対の配線にそれぞれ接続し、
前記プラスチック製筒体の上面を透明樹脂で封止したことを特徴とする発光ダイオード組立体の組立方法。 A first eutectic solder layer made of 80% gold and 20% tin is formed at a predetermined position on each wiring of the submount substrate on which a plurality of pairs of wirings are formed, and then a flux is placed on the eutectic solder. Place
After disposing each electrode of the flip-chip type light emitting diode on the flux of each pair of wirings, heating in a reflow furnace, and connecting the wirings and the electrodes through the first eutectic solder,
The submount substrate is diced into a submount on which one flip chip type light emitting diode is mounted,
On the other hand, after producing a plurality of plastic cylinders and a lead frame penetrating the plurality of plastic cylinders by integral molding, cutting the lead frame into a single plastic cylinder,
A pair of leads protruding inside the one plastic cylinder is formed on the submount via a conductive thermosetting adhesive or a second eutectic solder having a melting point of 120 ° C to 230 ° C. Connected to each pair of wires,
A method for assembling a light-emitting diode assembly, wherein the upper surface of the plastic cylinder is sealed with a transparent resin. 前記第１の共晶ハンダ層は、各配線上の所定位置に、蒸着法、スクリーン印刷法、またはメッキ法によって形成されたことを特徴とする請求項３に記載された発光ダイオード組立体の組立方法。   4. The assembly of a light emitting diode assembly according to claim 3, wherein the first eutectic solder layer is formed at a predetermined position on each wiring by vapor deposition, screen printing, or plating. Method. フリプチップ型発光ダイオードの一対の電極が金８０％、錫２０％からなる第１の共晶ハンダを介して一対の配線に接続されたサブマウントと、
内部を貫通する一対のリードが一体成形により作製されたプラスチック製筒体と、
前記プラスチック製筒体の内部に突出する一対のリードを、導電性熱硬化性接着剤、または融点が１２０℃から２３０℃である第２の共晶ハンダを介して前記サブマウントに形成された一対の配線にそれぞれ接続した発光部組立体と、
前記発光部組立体の上面を封止した透明樹脂封止部材と、
から構成されることを特徴とする発光ダイオード組立体。 A submount in which a pair of electrodes of a flip-chip type light emitting diode is connected to a pair of wirings via a first eutectic solder composed of 80% gold and 20% tin;
A plastic cylinder in which a pair of leads penetrating the inside is produced by integral molding;
A pair of leads projecting into the plastic cylinder is connected to the submount through a conductive thermosetting adhesive or a second eutectic solder having a melting point of 120 ° C. to 230 ° C. A light emitting unit assembly connected to each of the wirings;
A transparent resin sealing member that seals the upper surface of the light emitting unit assembly;
A light-emitting diode assembly comprising: 前記第１の共晶ハンダは、金−錫共晶ハンダペーストであることを特徴とする請求項５に記載された発光ダイオード組立体。   6. The light emitting diode assembly of claim 5, wherein the first eutectic solder is a gold-tin eutectic solder paste. 前記プラスチック製筒体により囲まれた１個のフリプチップ型発光ダイオードは、一つの印刷配線基板上にマトリクス状に組み立てられていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載された発光ダイオード組立体。   7. The light emitting diode according to claim 5, wherein one flip chip type light emitting diode surrounded by the plastic cylinder is assembled in a matrix on one printed wiring board. Assembly. 前記プラスチック製筒体により囲まれた１個のフリプチップ型発光ダイオードは、一つの印刷配線基板上に所望の形状に組み立てられていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載された発光ダイオード組立体。   The light emitting diode according to claim 5 or 6, wherein one flip chip type light emitting diode surrounded by the plastic cylinder is assembled in a desired shape on one printed wiring board. Diode assembly. 前記発光ダイオード組立体におけるフリプチップ型発光ダイオードは、制御回路によって点滅制御されることを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか１項に記載された発光ダイオード組立体。   9. The light emitting diode assembly according to claim 5, wherein the flip chip type light emitting diode in the light emitting diode assembly is controlled to blink by a control circuit. 前記フリプチップ型発光ダイオードは、赤色、黄色、橙色、緑色、青色の内の一種類であることを特徴とする請求項５から請求項９のいずれか１項に記載された発光ダイオード組立体。   10. The light emitting diode assembly according to claim 5, wherein the flip chip type light emitting diode is one of red, yellow, orange, green, and blue. 11. 前記フリプチップ型発光ダイオードは、赤色、黄色、橙色、緑色、青色の内の少なくとも複数種類が予め印刷配線基板に配置されていることを特徴とする請求項５から請求項９のいずれか１項に記載された発光ダイオード組立体。   10. The flip-chip type light emitting diode according to claim 5, wherein at least a plurality of types of red, yellow, orange, green, and blue are previously arranged on a printed wiring board. A light emitting diode assembly as described.
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