JP2008294399A - 錫半田による発光ダイオードの固定方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】発光ダイオードの放熱効率が良く寿命を延長させることができる錫半田による発光ダイオードの固定方法を提供する。
【解決手段】まず、銅基板１を用意し、銅基板１上に絶縁層２を形成し、その絶縁層２上に導電層３をさらに形成し、網版印刷により、導電層３の発光ダイオードチップ５を配置する所定の位置に錫ペースト４を塗布する。次に、導電層３上に発光ダイオードチップ５を配置し、銅基板１の下方で加熱を行ない、導電層３と発光ダイオードチップ５との間に塗布された錫ペースト４を融解させ、最後に、銅基板１を冷却させ、錫ペースト４を薄膜状の錫層にして発光ダイオードチップ５を導電層３上に固定させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、発光ダイオードに関し、特に発光ダイオードチップの固定方法に関する。
発光ダイオードは、小体積、長寿命、低消費電力、高反応速度、耐震性などの特性により、各種電気製品、電光掲示板、通信製品が使用する発光デバイスとして広範囲にわたり利用されている。
現在使用される発光ダイオードは、種類が多いが、輝度により分類すると、高輝度発光ダイオードと、一般の輝度の発光ダイオードとに分けられる。
高輝度発光ダイオードは、四元化合物及びＧａＮ系化合物により作製される発光ダイオードで、一般の輝度の発光ダイオードは、ＧａＮ系以外の二元化合物及び三元化合物により作製される発光ダイオードである。高輝度発光ダイオードは、使用の際、極めて高い熱を発生させるため、高輝度発光ダイオードの回路基板上に放熱器を増設したり、リードフレーム上に放熱片を増設したりする措置が取られる。この放熱メカニズムは、高輝度発光ダイオードの寿命を延長させるために、高輝度発光ダイオードの発生する熱を放熱器又は放熱片に導熱して放熱を行なう。
従来の高輝度発光ダイオードは、放熱において、まだ不足している部分があった。従来の高輝度発光ダイオードは、発光ダイオードチップ固定の際、銀ペーストにより発光ダイオードチップを基板上の導電層又はリードフレーム上に固定させていた。銀ペースト自体の熱抵抗が比較的高いため、半田付けにより導電層又はリードフレーム上に配置された銀ペーストの厚さを制御するのが難しく、発光ダイオードチップが発生する熱の伝導において、極めて大きな問題となった。
特開２００５−３１７９５０号公報
本発明の目的は、熱抵抗が比較的低い錫ペーストを用いた錫半田により、発光ダイオードチップを固定し、錫層の厚さを４〜５μｍに制御し導熱効果を向上させる錫半田による発光ダイオードの固定方法を提供することにある。
上述の目的を達成するため、本発明は錫半田による発光ダイオードの固定方法を提供する。本発明の錫半田による発光ダイオードの固定方法は、まず、銅基板を用意する。銅基板上に絶縁層を形成し、その絶縁層上に導電層をさらに形成する。網版印刷により、導電層の発光ダイオードチップを配置する所定の位置に錫ペーストを塗布する。導電層上に発光ダイオードチップを配置する。銅基板の下方で加熱を行ない、導電層と発光ダイオードチップとの間に塗布された錫ペーストを融解させる。最後に、銅基板を冷却させ、錫ペーストを薄膜状の錫層にして発光ダイオードチップを導電層上に固定させる。
本発明の錫半田による発光ダイオードの固定方法は、熱抵抗が比較的高い銀ペーストに替えて熱抵抗が比較的低い錫ペーストを用いた錫半田により、発光ダイオードチップを固定し、網版印刷方式により錫層の厚さを４〜５μｍに制御し導熱効果を向上させるため、高輝度発光ダイオードの寿命を延長させることができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態による錫半田による発光ダイオードチップの固定方法を示すフローチャート図である。図２は、銅基板上に形成された絶縁層を示す斜視図である。図３は、絶縁層上に形成された導電層を示す斜視図である。図４は、導電層上にプリントされた錫ペーストを示す斜視図である。図５は、錫ペースト上に配置された発光ダイオードチップを示す斜視図である。図６は、基板を示す側面図である。
図１〜６に示すように、本発明の実施形態による錫半田による発光ダイオードチップの固定方法は、図１のステップ１００〜１１２に示す工程順に行うが、先ず、ステップ１００において、銅基板１を用意する。
ステップ１０２において、銅基板１上に絶縁層２を形成する。本発明の実施形態においては、絶縁層２は、導熱絶縁材である。
ステップ１０４において、絶縁層２上に導電層３を形成する。
ステップ１０６において、網版印刷により、導電層３の発光ダイオードチップ５を配置する所定の位置に錫ペースト４を塗布する。
ステップ１０８において、導電層３上に発光ダイオードチップ５を配置する。
ステップ１１０において、銅基板１の下方で加熱を行ない、導電層３と発光ダイオードチップ５との間に塗布された錫ペースト４を融解させる。
最後に、ステップ１１２において、銅基板１を冷却させ、錫ペースト４を薄膜状の錫層にして発光ダイオードチップ５を導電層３上に固定させる。
このような発光ダイオードチップ５の固定工程において、網版の網点の大きさにより、導電層３上に塗布する錫ペースト４の量を制御することができる。加熱及び冷却処理後、錫層が発光ダイオードチップ５を導電層３上に固定させるが、錫層の厚さは、４〜５μｍに制御することができる。また、錫ペースト４を加えることにより、熱抵抗は、従来の銀ペーストより小さくなり、発光ダイオードチップ５が発生させた熱は、迅速に銅基板１上に伝導し放熱が行なわれる。
本発明の実施例の錫半田による発光ダイオードの固定方法によれば、熱抵抗が比較的高い銀ペーストに替えて熱抵抗が比較的低い錫ペーストを用いた錫半田により、発光ダイオードチップを固定し、網版印刷方式により錫層の厚さを４〜５μｍに制御し導熱効果を向上させるため、発光ダイオード、特に、高輝度発光ダイオードの寿命を延長させることができる。
なお、本発明では好適な実施形態を前述の通りに開示したが、これらは決して本発明を限定するものではなく、当該技術を熟知する者は誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。
本発明の実施形態による錫半田による発光ダイオードチップの固定方法を示すフローチャート図である。 銅基板上に形成された絶縁層を示す斜視図である。 絶縁層上に形成された導電層を示す斜視図である。 導電層上にプリントされた錫ペーストを示す斜視図である。 錫ペースト上に配置された発光ダイオードチップを示す斜視図である。 基板を示す側面図である。
符号の説明
１ 銅基板
２ 絶縁層
３ 導電層
４ 錫ペースト
５ 発光ダイオードチップ
１００ ステップ１００
１０２ ステップ１０２
１０４ ステップ１０４
１０６ ステップ１０６
１０８ ステップ１０８
１１０ ステップ１１０
１１２ ステップ１１２

Claims (3)

  1. 錫半田による発光ダイオードの固定方法であって、
    前記固定方法は、銅基板を用意するステップと、
    前記銅基板上に絶縁層を形成するステップと、
    前記絶縁層上に導電層を形成するステップと、
    網版印刷により、前記導電層の発光ダイオードチップを配置する所定の位置に錫ペーストを塗布するステップと、
    塗布された前記錫ペースト上に前記発光ダイオードチップを配置するステップと、
    前記錫ペーストを融解させて薄膜状の錫層を形成するステップと、
    前記銅基板を冷却させるステップ、
    を含むことを特徴とする錫半田による発光ダイオードの固定方法。
  2. 前記絶縁層は導熱絶縁材であることを特徴とする請求項１に記載の錫半田による発光ダイオードの固定方法。
  3. 前記錫層の厚さは４〜５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の錫半田による発光ダイオードの固定方法。
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