JP6626612B2 - 発光ダイオードモジュール及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明の実施例は、発光ダイオード（Light Emitting Diode、ＬＥＤ）モジュール（以下ＬＥＤモジュールともいう）及びその製造方法に関するものである。
現在の生活上において、様々なＬＥＤ製品が応用されていることを発見することができる。例えば、交通信号機、車の尾灯、車の前照灯、街路灯、パソコン表示灯、懐中電灯、ＬＥＤバックライトなどである。このような製品のＬＥＤモジュールに対して、ＬＥＤチップ製造工程を行うこと以外、実装工程も行わなければならない。
図１は、従来のＬＥＤモジュールの製造方法全般を示す図である。その製造方法において、まず、サファイア（Sapphire）基板１０を提供する。次に、エピタキシ、薄膜、現像、エッチングなどのような半導体製造方法により、サファイア基板１０上にフェハー（wafer）１２のような複数個のＬＥＤチップ（chip）を形成する。各ＬＥＤチップには一個又は複数個のＬＥＤユニットが形成され、各ＬＥＤユニットは発光層を有する。発光層は、電子と正孔（Electron hole）の結合（recombine）によって発光する。各フェハー１２に対してウエハ合格検査（wafer acceptance test、ＷＡＴ）を行い、合格したフェハー１２を切断して、別々に存在する複数個のＬＥＤチップを形成する。したがって、ＬＥＤチップをＬＥＤ結晶粒（die）ともいう。次に、各ＬＥＤチップに対して検査を行うとともに、各ＬＥＤチップの光電特性、例えば順電圧（forward voltage）、主波長（dominant wavelength）、光度（luminous intensity）などに基づいてＬＥＤチップをいくつかの種類に分類する。また、同じ種類に分類されるＬＥＤチップを臨時載置膜上に貼着する。この臨時載置膜は、チップをその表面上に貼着可能なブルーテープ（blue tape）、テープ巻きなどである。図１の臨時載置膜Ｂ１、Ｂ２及びＢ３上には、規格が異なる３種のＬＥＤチップがそれぞれ貼着されている。ＬＥＤ実装メーカでは、ＬＥＤチップが貼着された臨時載置膜を購入し、かつそれに対して実装工程を行うことにより、ＬＥＤモジュールを生産することができる。例えば、図１のＬＥＤモジュール１４には、ＬＥＤチップ１６、放熱ベース１８、ボンディングワイヤ（bonding wire）２０、実装用シリコン（silicone）２２及びレンズ（lens）２４が設けられている。
しかし、ＬＥＤモジュールを生産するとき、臨時載置膜に貼着されるＬＥＤチップを１つずつ取り外さなければならないので、それをＬＥＤ製品のベースに貼着する工程に多い時間がかかる。
本発明の実施例に係る発光ダイオードモジュールの製造方法は、上に複数個のＬＥＤチップが配置される第一載置具を提供するステップと、第二載置具を提供するステップと、複数個のＬＥＤチップを第二載置具に貼着するステップと、第一載置具と複数個のＬＥＤチップを分離させることにより、当該複数個のＬＥＤチップを第二載置具上に残すステップとを含む。
従来のＬＥＤモジュールの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施例に係るＬＥＤモジュールの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施例に係る臨時載置膜を示す図である。 本発明の実施例に係る透明載置体を示す図である。 本発明の実施例に係る透明載置体と臨時載置膜とが一体に接着されていないことを示す図である。 本発明の実施例に係る透明載置体と臨時載置膜とが一体に接着されていないことを示す図である。 本発明の実施例に係る透明載置体と臨時載置膜とが一体に接着されることを示す図である。 本発明の実施例に係る臨時載置膜とＬＥＤチップとが分離されていることを示す図である。 本発明の実施例に係る透明載置体を切断して獲得し、かつ１つの区域を具備するＬＥＤモジュールを示す図である 本発明の実施例に係る透明載置体と臨時載置膜とが一体に接着されていないことを示す図である。 本発明の実施例に係る透明載置体と臨時載置膜とが一体に接着されることを示す図である。 本発明の実施例に係る臨時載置膜とＬＥＤチップとが分離されていることを示す図である。 本発明の実施例においてＬＥＤチップ上にボンディングワイヤを形成することを示す図である。
図２は、本発明のＬＥＤモジュールの製造方法を示すフローチャートである。その製造方法のステップ１０２において、チップを有するフェハー（ＬＥＤフェハーともいう）１２に対してウエハ合格検査（wafer acceptance test、ＷＡＴ）を行うことにより、該フェハーが所定の規格に合うかどうかを検査する。ステップ１０４において、合格したフェハー１２を切断して、別々に存在する複数個のＬＥＤチップを形成する。ステップ１０６において、各ＬＥＤチップに対して検査を行うとともに、各ＬＥＤチップの光電特性、例えば順電圧（forward voltage）、主波長（dominant wavelength）、光度（luminous intensity）などによりＬＥＤチップをいくつかの種類に分類する。また、同じ種類に分類されるＬＥＤチップを同じ臨時載置膜上に貼着する。この臨時載置膜はブルーテープ（blue tape）であることができる。図３に示されるとおり、本発明の実施例に係る臨時載置膜ＢＢ１上には同じ種類のＬＥＤチップ１２０が貼着されている。ＬＥＤチップ１２０の貼着位置により、臨時載置膜ＢＢ１に貼着されるＬＥＤチップ１２０を４つのグループＧ１、Ｇ２、Ｇ３及びＧ４に分けることができる。１つのグループに貼着されたすべてのＬＥＤチップ１２０の貼着位置により、所定のパターン（又は図案）が形成される。図３に示されるとおり、各グループのパターンは略同様に形成されている。
図２のステップ１０８において、透明載置体を提供する。本発明の載置具（透明載置体）の一例として、透明載置体をＬＥＤチップが放射した光線が透明可能な材料で構成することができる。例えば、サファイア（Sapphire）、ガラス又は透明な炭化ケイ素フィルムで構成することができる。ステップ１１０において、透明載置体上に印刷型電子回路を形成する。図４に示される本実施例の透明載置体ＣＣ上には、印刷型電子回路ＰＣが形成されている。透明載置体ＣＣ上に複数の溝１３０が形成されているので、それを容易に切断することができる。図４に示されるとおり、溝１３０により、透明載置体ＣＣは約８個の区域Ｃ１〜Ｃ８に分けられ、かつ各区域には同じパターンの印刷型電子回路ＰＣが形成されている。
図２のステップ１１２において、印刷型電子回路ＰＣ上に異方性導電フィルム（Anisotropic Conductive Film、ＡＣＦ）を形成する。
図５Ａは、一体に接着されていない透明載置体ＣＣ及び臨時載置膜ＢＢ１を示す図である。図５Ａに示すとおり、（臨時載置膜ＢＢ１の）グループＧ１中のＬＥＤチップ１２０を透明載置体ＣＣの区域Ｃ１内に貼着し、（臨時載置膜ＢＢ１の）グループＧ２中のＬＥＤチップ１２０を透明載置体ＣＣの区域Ｃ２内に貼着する。また、他のＬＥＤチップも上記のとおりに貼着する。図５Ｂは、ＬＥＤチップ１２０が臨時載置膜ＢＢ１上に貼着され、かつ印刷型電子回路ＰＣ上に印刷型電子回路ＰＣと異方性導電フィルム１３２が形成されることを示す図である。図５Ｂにおいて、ＬＥＤチップ１２０はまだ透明載置体ＣＣに接触していない。
図２のステップ１１４において、図６に示すとおり、臨時載置膜ＢＢ１上のＬＥＤチップ１２０を透明載置体ＣＣ上に貼着する。図６において、ＬＥＤチップ１２０は臨時載置膜ＢＢ１に貼着されるとともに、このＬＥＤチップ１２０は異方性導電フィルム１３２によって透明載置体ＣＣ上に貼着される。
図２のステップ１１６において、図７に示すとおり、臨時載置膜ＢＢ１とＬＥＤチップ１２０とを分離させる（すなわち、臨時載置膜ＢＢ１をＬＥＤチップ１２０から外す）。例えば、臨時載置膜ＢＢ１は直接に外すか或いは昇温させた後に外すことができる。昇温させる方法として、臨時載置膜ＢＢ１、ＬＥＤチップ１２０及び透明載置体ＣＣを同時加熱するか、或いはＬＥＤチップ１２０の反対側にある臨時載置膜ＢＢ１の一側のみを加熱することができるが、いずれによっても臨時載置膜ＢＢ１とＬＥＤチップ１２０とを分離させることができる。図７において、臨時載置膜ＢＢ１とＬＥＤチップ１２０とは分離されており、ＬＥＤチップ１２０は異方性導電フィルム１３２によって透明載置体ＣＣ上に貼着されている。
図３の臨時載置膜ＢＢ１は、４つのグループＧ１〜Ｇ４に分けられるＬＥＤチップ１２０を有し、各ＬＥＤチップ１２０はそれぞれ、透明載置体ＣＣの８個の区域うち４つの区域Ｃ１〜Ｃ４に貼着される。他の実施例において、臨時載置膜ＢＢ１のように複数個のＬＥＤチップ１２０を有する別の臨時載置膜を、透明載置体ＣＣの８個の区域うち他の４つの区域Ｃ５〜Ｃ８に貼着することができる。
図２のステップ１１８において、溝１３０に沿って透明載置体ＣＣを切断することにより、透明載置体ＣＣを別々に存在する８個の区域（Ｃ１〜Ｃ８）に切断し、８個のＬＥＤモジュールを形成する。図８は、切断して獲得しかつ区域Ｃ１を具備するＬＥＤモジュール１４０を示す図である。図８に示されるとおり、ＬＥＤモジュール１４０は透明載置体ＣＣ中の区域Ｃ１の部分を具備し、区域Ｃ１上には印刷型電子回路ＰＣとグループＧ１中のＬＥＤチップ１２０が形成されている。図８において、各ＬＥＤチップ１２０はフリップチップ方法によって透明載置体ＣＣ上に貼着される。ＬＥＤチップ１２０を２つずつ電気的に接続させることは、印刷型電子回路ＰＣと異方性導電フィルム１３２によって実現する。印刷型電子回路ＰＣによって電気エネルーギが流れるので、ＬＥＤチップ１２０が発光することができる。
図２〜図８の実施例のとおり、臨時載置膜ＢＢ１上にＬＥＤチップ１２０を何個設けても、それらのＬＥＤチップ１２０を透明載置体ＣＣ上に一度に全部貼着することができ、かつそれらのＬＥＤチップ１２０を臨時載置膜ＢＢ１から一度に全部外すことができる。ＬＥＤチップを一つずつ載置膜から別の載置体に移す従来の技術より、図２〜図８の本発明の実施例は製造工程を大幅に簡素化し、スループット（throughput）を向上させることができる。
図８のＬＥＤモジュール１４０がフリップチップ方法によって透明載置体ＣＣ上に貼着されるが、本発明がそれに限定されるものではない。図９は、ＬＥＤチップ１２０が臨時載置膜ＢＢ１上に貼着され、透明載置体ＣＣ上には粘着層１３４が形成されているが、印刷型電子回路ＰＣが形成されていないことを示す図である。図９において、ＬＥＤチップ１２０はまだ透明載置体ＣＣに接触していない。
図１０は、図９以後の製作過程におけるＬＥＤモジュールを示す断面図である。図１０において、臨時載置膜ＢＢ１上のＬＥＤチップ１２０は粘着層１３４によって透明載置体ＣＣ上に同時貼着されている。
図１１は、図１０以後の製作過程におけるＬＥＤモジュールを示す断面図である。図１１において、臨時載置膜ＢＢ１とＬＥＤチップ１２０とは既に分離され、ＬＥＤチップ１２０は粘着層１３４によって透明載置体ＣＣ上に同時貼着されている。
ＬＥＤチップ１２０がまだ透明載置体ＣＣに接触していない図９の時点、或いはＬＥＤチップ１２０が既に透明載置体ＣＣに接触される図１０の時点において、図９又は図１０に示される透明載置体ＣＣ上に所定の導電電極板１３８を更に設けることができる。次に、図１１の時点において、臨時載置膜ＢＢ１とＬＥＤチップ１２０とを分離させる。さらに、図１２に示すとおり、ＬＥＤチップ１２０上にボンディングワイヤ１３６を形成する。ボンディングワイヤ１３６により、ＬＥＤチップ１２０同士の間の電気接続及びＬＥＤチップ１２０と導電電極板１３８との間の電気接続が実現される。図１２に示されるとおり、ＬＥＤチップ１２０の電気接続区域（すなわち、導電電極板１３８が位置する区域）とＬＥＤチップ１２０が貼着された透明載置体ＣＣの区域とが異なる。すなわち、透明載置体ＣＣ上において、導電電極板１３８が位置する区域とＬＥＤチップ１２０が貼着された区域とが重なっておらず、ＬＥＤチップ１２０と導電電極板１３８とはボンディングワイヤ１３６によって電気的に接続されている。ＬＥＤチップ１２０がフリップチップ方法によって透明載置体ＣＣ上に貼着されるものではないが、ＬＥＤチップ１２０の上表面が上方に向くようにＬＥＤチップ１２０を透明載置体ＣＣ上に貼着するため、図８のＬＥＤチップ１２０はフリップチップ方法によって透明載置体ＣＣ上に貼着する。
図９〜図１２の実施例は図２〜図８の実施例に類似している。したがって、臨時載置膜ＢＢ１上にＬＥＤチップ１２０を何個設けても、それらのＬＥＤチップ１２０を透明載置体ＣＣ上に一度に全部貼着することができ、かつそれらのＬＥＤチップ１２０を臨時載置膜ＢＢ１から一度に全部外すことができる。それにより、製造工程を大幅に簡素化し、スループットを向上させることができる。
以上、本発明の好適な実施例を詳述してきたが、それらは本発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても当然にこの発明に含まれる。
１２ フェハー
１２０ ＬＥＤチップ
１３０ 溝
１３２ 異方性導電フィルム
１４０ ＬＥＤモジュール
１３４ 粘着層
１３６ ボンディングワイヤ
１３８ 導電電極板
ＢＢ１ 臨時載置膜
ＣＣ 透明載置体
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８ 区域
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４ グループ
ＰＣ 印刷型電子回路

Claims (5)

  1. 発光ダイオードモジュールの製造方法であって、
    上に複数のLEDチップがパターンを成す第一載置具を提供するステップ；
    上に単一方向に沿って形成されている複数の溝を含む第二載置具を提供するステップ；
    異方性導電フィルムを前記第二載置具の上に提供するステップ；及び
    前記第一載置具の上に設置されている前記複数のLEDチップを前記異方性導電フィルムにより前記第二載置具に接続させるステップであって、前記複数のLEDチップは互いに電気的に直列接続される、ステップを含み、
    前記複数の溝は、前記複数のLEDチップと前記第二載置具が接続される前に、既に前記第二載置具の上に設置されている、製造方法。
  2. 請求項1に記載の製造方法であって、
    前記第二載置具は、透明なガラス又は透明な炭化ケイ素である、製造方法。
  3. 請求項1に記載の製造方法であって、
    前記第二載置具は、前記複数の溝により分離された第一区域及び第二区域を含む、製造方法。
  4. 請求項3に記載の製造方法であって、
    前記第一区域に第一回路を設置するステップを更に含む、製造方法。
  5. 請求項4に記載の製造方法であって、
    前記第二区域に第二回路を設置するステップを更に含み、
    前記第二回路は、前記第一回路と略同じ回路パターンを有する、製造方法。
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