JP2825365B2 - Ｌｅｄアレイチップとヒートシンク基板との接合方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオ−
ド）アレイチップとヒートシンク基板との接合方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュ−タの架内配線として、無誘導
性、漏話防止、高密度化、長距離化を目的とした光伝送
（光通信）の検討が進められている。

【０００３】なかんづく、光パラレル伝送は、光伝送路
の増設により大容量の光伝送が可能であり、アナログ伝
送も可能であることを鑑みた場合、光シリアル伝送より
も優れている。光パラレル伝送を実現するためには、光
素子のアレイ化、特に、ＬＥＤのアレイ化が不可欠であ
り、これとともに、ＬＥＤの高密度実装も要求される
が、ＬＥＤの場合は、これを高密度実装するほど、その
発熱問題が大きくなる。したがって、ＬＥＤアレイの製
造に際しては、ＬＥＤアレイチップとヒートシンク基板
との接合が重要な技術的課題となる。

【０００４】一般に、ＬＥＤアレイの放熱性を高めるた
めには、ヒートシンク基板に対するＬＥＤアレイチップ
のジャンクションを下向きに接合した構造が望ましいと
されている。このようなＬＥＤアレイにおいて、Ｎ側電
極は、駆動上、各素子が共通でもよいが、Ｐ側電極は、
これらを独立して駆動させる必要上、各電極の引き出し
がむずかしい。ちなみに、従来技術では、ＬＥＤアレイ
チップの各Ｐ側電極とヒートシンク基板の各リード電極
とを金−スズ系の蝋付合金（半田）にて溶接するとき、
隣接するＰ側電極相互の短絡を防止すべくヒートシンク
基板の所定箇所に溝を設け、半田が他所の電極にまで流
出するのを阻止している。

【０００５】上述した従来技術の場合、ヒートシンク基
板として、シリコン、シリコンカーバイドのごとき加工
の困難な材料を用いているので、良品の得られる歩留り
が悪く、コスト高となる。ヒートシンク基板へＬＥＤア
レイチップを取りつけるとき、多心光ファイバに対する
光軸合わせの行ないやすい構造が望ましいが、多心光コ
ネクタ、ＬＥＤアレイチップの精度がミクロンオ−ダで
あることからすると、現状のＬＥＤアレイチップに関す
る技術レベルでは、かかる位置合わせを精密に行なうの
が困難であり、しかも、発光出力をモニタしつつ最高出
力を検出して当該光軸合わせを行なうので、これにかな
りの時間を費やす。

【０００６】このような問題点を解決する手段として、
あらかじめ、ＬＥＤアレイチップ下面、ヒートシンク基
板上面の一方または両方に、電極、リード電極よりも低
融点の蝋付合金（例：金−錫、鉛−錫系などの蝋付合
金）にて、複数対の位置決め用パッドを設けておき、そ
の後、各位置決めパッドを上記電極、リード電極の融点
よりも低い温度で加熱溶融して、所定の各部を接合する
方法が提案されている。この方法によるとき、上下に対
をなす各位置決めパッドが、互いに接触したときの表面
張力により一つの液粒に合体するので、上下に対をなす
各位置決めパッドの中心が完全に一致していなくても、
上記液粒を介して該各位置決めパッドが中心が自動的に
一致する。したがって、格別の操作を要せずとも、液粒
を介した自動調心作用により、電極、リード電極相互の
位置合わせが行なえる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した提案例の場
合、位置決めパッド用半田材を必要な目付量のチップ、
たとえば、１００×１００×２０μｍに加工してセット
しても、目付のバラツキのため一部の電極が接合しない
ことがあり、その分だけ良品の歩留りが低下する。半田
材を電極に付ける別の方法として、真空蒸着法、スパッ
タリング法などがあるが、これらの方法は、半田材の膜
厚を増すのが困難であるにもかかわらず、これの厚みと
して５〜１０μｍが要求されるので、生産面、コスト面
での不利が避けられない。

【０００８】本発明は、半田材をリード電極、電極の上
に成長させて、ＬＥＤアレイチップとヒートシンク基板
とを接合するあたり、精度面、生産面、コスト面での要
求を満足させることのできる方法を提供しようとするも
のである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は所期の目的を達
成するため、ＬＥＤアレイチップの下面にパターン形成
された各電極と、ヒートシンク基板の上面にパタ−ン形
成された各リード電極とを互いに一致させて接合する方
法において、これらＬＥＤアレイチップ下面、ヒートシ
ンク基板上面の少なくとも一方に、上記電極、リード電
極と同等以下の融点をもつ蝋付合金にて上下に対応する
複数対の位置決め用パッドを設けること、および、該各
位置決め用パッド、これに対応するＬＥＤアレイチップ
下面、ヒートシンク基板上面の少なくとも一つに、錫粉
混入有機酸鉛塩ペーストを塗布し、そのペーストを含む
部分を加熱溶融して、最終的に得ようとする錫−鉛合金
よりも錫含有量の多い錫リッチの錫−鉛合金を当該加熱
処理部に析出させること、および、上記ＬＥＤアレイチ
ップ下面とヒートシンク基板上面とを互いに対面させ、
上記析出部分に鉛イオン含有フラックスを接触させた
後、そのフラックスを含む部分を加熱溶融し、かつ、該
溶融金属の表面張力によりＬＥＤアレイチップを移動さ
せて、相互に接続すべき各電極と各リード電極とを位置
合わせすること、および、該溶融状態における上記錫リ
ッチの錫−鉛合金と鉛イオンとの反応により、錫−鉛合
金を当該加熱処理部に析出させて、これら電極相互を溶
接することを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明方法における溶接の第１段階では、錫粉
と鉛塩とが置換反応することにより錫リッチの錫−鉛合
金が生成され、その合金がリード電極、電極、および、
位置合わせパッド上に選択的に析出する。この場合、錫
粉混入有機酸鉛塩ペ−ストを、パッド配列部たるヒート
シンク基板上面、ＬＥＤアレイチップ下面の少なくとも
一方にベタ塗りしたとしても、錫リッチの錫−鉛合金が
析出するのは、パッドの部分だけである。

【００１１】本発明方法における溶接の第２段階では、
錫リッチの錫−鉛合金中の錫の鉛イオンが置換反応する
ことによって所望組成の錫−鉛合金が生成させる。この
場合、鉛イオン含有フラックスをベタ塗りしたとして
も、所望組成の錫−鉛合金が析出するのは、錫リッチの
錫−鉛合金部分だけである。

【００１２】したがって、本発明方法によるとき、パッ
ドの配列ピッチが細かい場合でも、ブリッジが発生する
おそれはない。

【００１３】最終的に得ようとする錫−鉛合金は、通
常、６３ｗｔ％錫−残部鉛の共晶合金であるが、この組
成以外の合金であってもよい。鉛イオン含有フラックス
としては、有機酸鉛塩ペ−スト、有機酸鉛塩溶液などを
使用することができる。

【００１４】上述した第１段階と第２段階との間には、
第１段階で発生した反応残渣を洗浄する工程を入れるこ
とが、半田付け部の信頼性を向上させる上で好ましい。

【００１５】本発明方法の場合、既述の性能を有する半
田材を用い、上記ＬＥＤアレイチップ、ヒートシンク基
板の電極、リード電極、位置合せパッドについて、ＬＥ
Ｄアレイチップの下面、基板上面が互いに対面した状態
でこれらを上下に位置合わせする。この場合、上下に対
をなす各位置決めパッドは、互いに重なり合うことを要
するが、該各位置決めパッドの中心が完全に一致するほ
どの精密さは、後述する理由により要求されない。

【００１６】その後、電極類および各位置決めパッド上
の合金を上記電極、リード電極の融点よりも低い温度で
加熱溶融する。かかる溶融状態のとき、ＬＥＤアレイチ
ップ下面の電極、ヒートシンク基板上面のリード電極、
両位置決めパッド上の錫−鉛合金は、互いに接触した状
態での表面張力により、一つの液粒に合体する。また、
いずれか一方の位置決めパッドおよび電極の上にしか錫
−鉛合金が析出されていない場合であっても、これが溶
融した状態での表面張力により、両方の位置決めパッド
間、電極間に一つの液粒が形成される。

【００１７】したがって、上下に対をなす各位置決めパ
ッドおよび各電極は、液粒形成により、これらの中心が
自動的に一致し、その液粒を介して浮上する軽量なＬＥ
Ｄアレイチップも、液粒合体時または形成時に微動して
所定の位置を確保する。このように、上下の各位置決め
パッドおよび各電極上の合金が合体されたり、上下の各
電極間に液粒が形成されてＬＥＤアレイチップが微動し
たとき、相互に接続すべきＬＥＤアレイチップ側の各電
極と、ヒートシンク基板側の各リード電極とが精密に位
置合わせされる。

【００１８】その後、これら電極、リード電極相互を所
定の温度で加熱溶融し、これらが液粒になったとき、上
位に位置する液粒状の電極と、下位に位置する液粒状の
リード電極とが互いに接触して前記と同様に合体され、
かくて、これら電極、リード電極相互が精密に溶接され
る。

【００１９】上記加熱時の温度は、必ずしも二段階に設
定することを要せず、位置決めパッドの融点が電極類の
融点により低い場合は、たとえば、加熱源の配置、比
熱、融点など、これらを適切に設定し、位置決めパッド
の蝋付合金の溶融時間を、上記電極、リード電極におけ
る蝋付合金の溶融時間よりも短く設定すれば、即述の場
合と同様に、電極、リード電極相互が精密に溶接され
る。

【００２０】上記錫粉混入有機酸鉛塩ペ−ストの塗布、
鉛イオン含有フラックスの接触などの処理は、ＬＥＤア
レイチップ下面、ヒートシンク基板上面のいずれか一方
または両方に行なうが、その一方だけに当該処理を施す
場合は、ヒートシンク基板上面側を選定するのが好まし
い。

【００２１】

【実施例】本発明方法の実施例につき、図面を参照して
説明する。図１は本発明方法が製造対象とするＬＥＤア
レイの一例を示している。かかるＬＥＤアレイ１１は、
図２をも参照して明らかなように、ＬＥＤアレイチップ
２１とヒートシンク基板３１とを主体にして構成されて
いる。

【００２２】ＬＥＤアレイチップ２１は、周知の通り、
基板結晶上に活性層を含む所要の結晶層がエピタキシャ
ル成長されたものである。ＬＥＤアレイチップ２１に
は、その上面全域に共通のＮ側電極２２が形成されてお
り、その下面中央に所要数のＰ側電極２３がパタ−ン形
成されており、さらに、その下面両側には位置決めパッ
ド２４ａ、２４ｂが形成されている。

【００２３】ヒートシンク基板３１の上面中央には、各
Ｐ側電極２３に対応した複数のリード電極３２が形成さ
れ、ヒートシンク基板３１の上面両側には、各位置決め
パッド２４ａ、２４ｂと対をなす位置決めパッド３３
ａ、３３ｂと、各位置決めパッド３３ａ、３３ｂの外側
に位置する位置合わせガイド３４ａ、３４ｂとが形成さ
れている。

【００２４】上記において、ヒートシンク基板３１は、
ＬＥＤアレイチップ２１の基板結晶（例：ＩｎＰ系、Ｇ
ａＡｓ系）よりも熱伝導率の大きい電気絶縁性材料、た
とえば、シリコンカーバイド、チッ化アルミニウム、ア
ルミナなどの電気絶縁性材料からなる。

【００２５】ＬＥＤアレイチップ２１のＮ側電極２２
は、貴金属を含む複合金属導体、たとえば、ニッケル
（下地）−金（上地）からなる。ＬＥＤアレイチップ２
１の各Ｐ側電極２３は、チタン、白金、金の多層薄膜電
極からなり、ヒートシンク基板３１のリード電極３２
は、ＮｉＣｒ／金、チタン／白金／金など、表面の金の
下部に金の拡散を防ぐバイメタルを含む電極構造を有
し、これら各Ｐ側電極２３の下部、各リード電極３２の
上部が、上記複合金属導体上に析出された錫−鉛合金に
より構成されている。なお、ＬＥＤアレイチップ２１の
下面、ヒートシンク基板３１の上面に、各Ｐ側電極２
３、各リード電極３２をパタ−ン成形する手段として
は、公知ないし周知のフォトリソグラフィ法が採用され
る。

【００２６】ＬＥＤアレイチップ２１、ヒートシンク基
板３１に形成された各位置決めパッド２４ａ、２４ｂ、
３３ａ、３３ｂは、低融点の蝋付合金、たとえば、鉛−
錫系の半田からなる。

【００２７】ヒートシンク基板３１における各位置合わ
せガイド３４ａ、３４ｂは、一例として金属製の円筒か
らなり、これら円筒形の位置合わせガイド３４ａ、３４
ｂが低融点の蝋付合金、たとえば、鉛−錫系の半田を介
してヒートシンク基板３１の上面に蝋付されている。

【００２８】上述したＬＥＤアレイチップ２１、ヒート
シンク基板３１は、各位置決めパッド２４ａ、２４ｂ、
３３ａ、３３ｂと、各Ｐ側電極２３および各リード電極
３２とが、２４ａ：３３ａ、２４ｂ：３３ｂ、２３：３
２のごとく溶接され、かくて図１に例示したＬＥＤアレ
イ１１が得られる。

【００２９】以下、ＬＥＤアレイチップ２１とヒートシ
ンク基板３１とを接合する方法について述べる。図２
（Ａ）の場合、ＬＥＤアレイチップ２１は、その上面に
Ｎ側電極２２、その下面にＰ側電極２３、位置決めパッ
ド２４ａ、２４ｂを備えており、ヒートシンク基板３１
は、その上面にリード電極３２を備え、場合により、位
置合わせガイド３４ａ、３４ｂあるいはその位置合わせ
ガイド３４ａ、３４ｂを溶接するための蝋付合金を備え
ている。

【００３０】第１段階では、図２（Ａ）において、ヒー
トシンク基板３１のリード電極３２および位置決めパッ
ド３３ａ、３３ｂ上に錫粉混入有機酸鉛塩ペ−ストを塗
布する。この場合、リード電極３２および位置決めパッ
ド３３ａ、３３ｂ上には、上記ペーストを個別に塗布し
てもよく、ベタ塗りしてもよい。錫粉混入有機酸鉛塩ペ
−ストとしては、たとえば、ナフテン酸鉛、ロジンに錫
粉を混入し、これを溶剤で粘度調整したものを用いる。

【００３１】上記各部に錫粉混入有機酸鉛塩ペ−ストを
塗布した後、たとえば、２２０℃程度の温度で２〜４分
加熱すると、リード電極３２および位置決めパッド３３
ａ、３３ｂの表面のみに選択的に錫−鉛合金が析出す
る。この錫−鉛合金は、最終的に得ようとする錫−鉛合
金よりも錫含有量の多い錫リッチの錫−鉛合金である。
この析出後、ヒートシンク基板３１を洗浄して、これに
付着している反応残渣を除去することが好ましい。

【００３２】第２段階では、錫リッチ錫−鉛合金の上に
有機酸鉛塩ペ−ストを前記第１段階と同様に塗布する。
有機酸鉛塩ペ−ストとしては、ナフテン酸鉛、ロジンを
主成分とし、これを溶剤、セルロ−スなどで粘度調整し
たものを用いる。

【００３３】その後、図２（Ａ）のごとく、ＬＥＤアレ
イチップ２１の下面とヒートシンク基板３１の上面とを
互いに対面させ、上下に対をなす各位置決めパッド２４
ａ：３３ａ、２４ｂ：３３ｂを互いに重ねる。ＬＥＤア
レイチップ２１は、有機酸鉛塩ペ−ストの粘性によりヒ
ートシンク基板３１の上に仮固定される。

【００３４】なお、各位置決めパッド２４ａ、２４ｂ、
３３ａ、３３ｂの融点は、各Ｐ側電極２３、各リード電
極３２の融点よりも１０℃程度低い方が正確な位置合わ
せをする上で好ましい。

【００３５】このような有機酸鉛塩ペ−ストを塗布した
後、たとえば、２２０℃程度の温度で１〜３分加熱する
と、錫リッチ錫−鉛合金とペ−スト中の鉛イオンとが反
応して錫−鉛合金が析出し、対向する各位置決めパッド
間、各Ｐ側電極、各リード電極間が半田付けされる。錫
−鉛合金の組成は、加熱温度を一定としたとき、加熱時
間が長くなるにしたがい合金中の錫量が少なくなるの
で、加熱時間により任意に調節できる。

【００３６】上記において、最終的に得ようとする錫−
鉛合金の組成中の錫が６３ｗｔ％であるとき、当該合金
の溶融流動性が良好になり、ＬＥＤアレイチップがヒー
トシンク基板のパタ−ンの中心に移動し、所要の位置合
わせが精密かつ容易に行なわれ、ひいては、ＬＥＤアレ
イチップとヒートシンク基板との接合が満足に行なわれ
る。

【００３７】より十分な接合を期そうとするとき、つぎ
のような処理工程を続ける。図２（Ｂ）において、各位
置決めパッド２４ａ：３３ａ、２４ｂ：３３ｂは、これ
らの融点を５℃上回る温度にて加熱する。前述したよう
に、各位置決めパッドとして、各Ｐ側電極、各リード電
極よりも低融点合金を使用する場合を例にあげると、こ
の加熱により、各位置決めパット２４ａ：３３ａ、２４
ｂ：３３ｂは溶融状態となるが、各Ｐ側電極２３、各リ
ード電極３２はまだ溶融されない。

【００３８】このようにして溶融された各位置決めパッ
ド２４ａ：３３ａ、２４ｂ：３３ｂは、互いに接触した
状態での表面張力により一つの液粒に合体し、かかる液
粒合体により、該各位置決めパッド２４ａ：３３ａ、２
４ｂ：３３ｂの中心が自動的に一致するとともに、これ
ら位置決めパッド２４ａ：３３ａ、２４ｂ：３３ｂの液
粒を介して浮上する軽量なＬＥＤアレイチップ２１も、
その液粒合体時に微動して所定の位置を確保する。

【００３９】その結果、相互に接続すべき各Ｐ側電極２
３と各リード電極３２とが、精密に位置合わせされる。

【００４０】図２（Ｃ）では、上記位置合わせ後の各Ｐ
側電極２３、各リード電極３２を、その融点以上の温度
で加熱する。この加熱により、各Ｐ側電極２３、各リー
ド電極３２が液粒になったとき、上位に位置するＰ側電
極２３の液粒と下位に位置するリード電極３２の液粒と
が互いに接触して前記と同様に合体され、かくて、相互
に接続すべきＰ側電極２３、リード電極３２は、他所へ
流出することなく精密に溶接される。

【００４１】上述したようにして、ＬＥＤアレイチップ
２１とヒートシンク基板３１とを接合する場合、Ｐ側電
極２３、リード電極３２相互の位置合わせが高精度に行
えるので、各Ｐ側電極２３の間隔の小さくしても電極の
ブリッジ（短絡）が殆ど生じない。

【００４２】ちなみに、従来例でのＰ側電極間隔は、２
００〜３００μｍが限度であるが、本発明方法によると
きは、Ｐ側電極間隔を１００μｍ程度に狭ばめても、既
述のブリッジが生じない。

【００４３】その結果、ヒートシンク基板３１に対する
のＰ側電極２３の接合面積を大きくすること、すなわ
ち、熱抵抗を低減することができ、従来例よりも、より
高い順方向電圧にて、ＬＥＤアレイ１１を駆動させるこ
とができる。

【００４４】上記において、たとえば、ヒートシンク基
板３１の上面に、位置合わせガイド３４ａ、３４ｂの目
安となるパッドを既述のフォトリソグラフィ法によりパ
ターン形成しておけば、ＬＥＤアレイチップ２１と同時
に位置合わせガイド３４ａ、３４ｂをヒートシンク基板
３１上に接合（蝋付）することもできる。この位置合わ
せガイド３４ａ、３４ｂは、ＬＥＤアレイ１１を図３に
例示の多心光コネクタ（周知）と対応させるために設け
られる。

【００４５】図３の多心光コネクタ４１は、その両側部
にガイド孔４２を有し、そのガイド孔４２と密に嵌合す
るガイドピン４３を備えている。かかる多心光コネクタ
４１は、多心被覆光ファイバ４４の端部に取りつけられ
ており、そのコネクタ突き合わせ面と面一な状態で、各
光ファイバ４５の端面が露出している。図３において、
多心光コネクタ４１相互は、これらのガイド孔４２にガ
イドピン４３を差しこんで突き合わせることにより、多
心被覆光ファイバ４４相互の各光ファイバ４５が光学的
に接続される。

【００４６】図３の多心光コネクタ４１が、かかる構成
を備えているとき、上述した位置合わせガイド３４ａ、
３４ｂは、その多心光コネクタ４１の両ガイド孔４２に
対応した間隔で、ヒートシンク基板３１上に設けられて
おり、したがって、これらガイド３４ａ、３４ｂ、両ガ
イド孔４２に依存してＬＥＤアレイ１１と多心光コネク
タ４１とを光学的に接合することができる。

【００４７】その他、実装密度を向上させるべく、ＬＥ
Ｄアレイ駆動用のＩＣチップなど、各種のチップを既述
の蝋付手段によりヒートシンク基板３１上に直接実装し
てもよい。

【００４８】つぎに、コンピュータ間のパラレル伝送に
おいて、多心光コネクタ付の多心被覆光ファイバ（８
心）と光学的に接続する際に用いられるＬＥＤアレイの
製造技術、すなわち、８個のＬＥＤを含むＬＥＤアレイ
チップをヒートシンク基板上に接合する技術について具
体的に説明する。

【００４９】この具体例の場合、ＬＥＤアレイと光ファ
イバとの光学的接続を考慮し、位置合わせガイドと、Ｌ
ＥＤ駆動用の各Ｐ側電極パターン（独立）、Ｎ側電極パ
ターン（共通）などを備えたＬＥＤアレイチップとを、
ヒートシンク基板上に実装するが、上述した多心被覆光
ファイバ（８心）の場合、コア径＝６２．５μｍφ、ク
ラッド径＝１２５μｍφであるＧＩ型の各光ファイバ
が、２５０μｍのピッチで並んでいるので、これと対応
するＬＥＤアレイチップとして、８個のＬＥＤが２５０
μｍのピッチでアレイ化されたものを用いた。

【００５０】ＬＥＤアレイチップをヒートシンク基板上
に接合するとき、放熱効果をよくするため、ヒートシン
ク基板に対するＬＥＤアレイチップのジャンクションを
下向きにし、Ｐ側電極をヒートシンク基板側に接合す
る。

【００５１】上述したＬＥＤは、基板結晶がＩｎＰであ
り、光ファイバの伝送損失を小さくするため、中心波長
が１．３μｍに設定されているほか、その光接合特性を
向上させるため、Ｎ側電極のある基板面がドライエッチ
ングにてレンズ状に加工されたモノシリック構造を有す
る。

【００５２】電気絶縁性をもつヒートシンク基板として
は、熱膨張係数がシリコンと同程度であり、熱伝導率が
シリコンの約２倍であるシリコンカーバイドを用いた。

【００５３】ヒートシンク基板において、あらかじめ、
内径＝０．７ｍｍφの位置合わせガイドを蝋付するため
の位置決めパッドを設ける箇所、Ｎ側電極、Ｐ側電極の
リード電極パターンを設ける箇所、特に、ＬＥＤアレイ
チップ、位置合わせガイドを実装する箇所は、半田がよ
く拡散する、いわゆる、濡れ性のよい金メッキを施し
た。

【００５４】ＬＥＤアレイチップも、Ｐ側電極の表面側
に金を配し、その下地として、金の拡散を防止するチタ
ン製のバッファ層を１０００Ａ厚で形成した。

【００５５】ＬＥＤアレイチップの下面、ヒートシンク
基板の上面に備える位置決めパッドとしては、Ｓｎ−Ｐ
ｂ−Ｉｎ系の半田を用い、Ｐ側電極の下部、リード電極
の上部には、それぞれ、前記のようにして６３％錫−残
部鉛の合金を析出させる半田をつけた。

【００５６】これらの仕様、条件下において、前記図２
（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の工程順にＬＥＤアレイチップとヒ
ートシンク基板とを接合したところ、図２（Ａ）の時点
でみられた１００μｍ程度の位置ずれが、図２（Ｂ）の
階段で是正され、その後、図２（Ｃ）の工程を終えたと
き、互いに接続すべき上下一対の各Ｐ側電極、リード電
極が他所と短絡することなく精密に接合され、位置合わ
せガイドも、同時に所定位置へ±１０μｍの位置へ固定
された。

【００５７】以上のようにしてコンピュ−タ間の光パラ
レル伝送用の、多心光コネクタ付の多心被覆光ファイバ
（８心）と光学的に接続する際に用いられるＬＥＤアレ
イが製造される。

【００５８】つぎに、本発明に係るＬＥＤアレイチップ
とヒートシンク基板との接合方法について、その実施例
を説明する。ヒートシンク基板３１のリード電極３２お
よび位置決めパッド３３ａ、３３ｂ上に錫リッチ錫−鉛
合金を析出させるまでの第１段階は、前記実施例と同じ
である。この実施例では、第２段階として、図２（Ａ）
の状態のＬＥＤアレイチップ２１の下面とヒートシンク
基板３１の上面とを互いに対面させ、上下に対をなす各
位置決めパッド２４ａ：３３ａ、２４ｂ：３３ｂを互い
に重ねた後、これを有機酸鉛塩溶液に浸漬して加熱す
る。これにより、錫リッチ錫−鉛合金と溶液中の鉛イオ
ンが反応して、錫−鉛合金が析出し、前記のように、相
互に接続すべき各Ｐ側電極２３と各リード電極３２と
が、精密に位置合わせされて溶接される。

【００５９】この場合も、錫−鉛合金の組成は加熱条件
により調整可能である。有機酸鉛塩溶液としては、鉛含
有率９％のロジン酸鉛１００ｇと、スクアレン８０ｇを
混合したもの（鉛濃度５ｗｔ％）などを使用することが
できる。

【００６０】なお、この実施例の場合は、ヒートシンク
基板３１のリード電極３２、位置決めパッド３３ａ、３
３ｂ上の錫リッチ錫−鉛合金上のしたＬＥＤアレイチッ
プ２１のＰ側電極２３と位置決めパッド２４ａ、２４ｂ
と重ねただけでは、ヒートシンク基板３１上にＬＥＤア
レイチップ２１を仮固定できないので、ＬＥＤアレイチ
ップ２１を接着剤等によりヒートシンク基板３１に仮固
定する必要がある。

【００６１】以上の方法でヒートシンク基板にＬＥＤア
レイチップを実装した結果、半田付けの状態が良好で、
ブリッジの発生もない精密に位置合わせされた溶接が行
われた。

【００６２】

【発明の効果】本発明方法は、ヒートシンク基板のリー
ド電極および位置決めパッド上だけに錫−鉛合金を選択
的に析出できるという特性を利用してＬＥＤアレイチッ
プ側の各Ｐ側電極とヒートシンク基板側の各リード電極
とを精密に接合するから、格別の技術難度を要すること
なく、ピッチが細かい場合でも電極相互の短絡防止、熱
抵抗の抑制しながら、ＬＥＤアレイを歩留りよく製造す
ることができ、ＬＥＤアレイと光ファイバとの精密な軸
合わせに関する技術的対策も、必要に応じて容易に実施
することができ、特に、リード電極、位置決めパッド上
に析出される半田合金の量、組成が容易に制御できるこ
とから、製造歩留り、生産性が高まり、真空プロセスな
どに比べて、特性のよいものを安価に制作することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法が対象とするＬＥＤアレイを略示し
た斜視図である。

【図２】本発明方法の要部をその工程（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）順に略示した説明図である。

【図３】多心光コネクタを略示した斜視図である。

【符号の説明】

１１ ＬＥＤアレイ ２１ ＬＥＤアレイチップ ２２ Ｎ側電極 ２３ Ｐ側電極 ２４ａ 位置決めパッド ２４ｂ 位置決めパッド ３１ ヒートシンク基板 ３２ リード電極 ３３ａ 位置決めパッド ３３ｂ 位置決めパッド ３４ａ 位置合わせガイド ３４ｂ 位置合わせガイド

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＬＥＤアレイチップの下面にパターン形
   成された各電極と、ヒートシンク基板の上面にパタ−ン
   形成された各リード電極とを互いに一致させて接合する
   方法において、これらＬＥＤアレイチップ下面、ヒート
   シンク基板上面の少なくとも一方に、上記電極、リード
   電極と同等以下の融点をもつ蝋付合金にて上下に対応す
   る複数対の位置決め用パッドを設けること、および、該
   各位置決め用パッド、これに対応するＬＥＤアレイチッ
   プ下面、ヒートシンク基板上面の少なくとも一つに、錫
   粉混入有機酸鉛塩ペーストを塗布し、そのペーストを含
   む部分を加熱溶融して、最終的に得ようとする錫−鉛合
   金よりも錫含有量の多い錫リッチの錫−鉛合金を当該加
   熱処理部に析出させること、および、上記ＬＥＤアレイ
   チップ下面とヒートシンク基板上面とを互いに対面さ
   せ、上記析出部分に鉛イオン含有フラックスを接触させ
   た後、そのフラックスを含む部分を加熱溶融し、かつ、
   該溶融金属の表面張力によりＬＥＤアレイチップを移動
   させて、相互に接続すべき各電極と各リード電極とを位
   置合わせすること、および、該溶融状態における上記錫
   リッチの錫−鉛合金と鉛イオンとの反応により、錫−鉛
   合金を当該加熱処理部に析出させて、これら電極相互を
   溶接することを特徴とするＬＥＤアレイチップとヒート
   シンク基板との接合方法。