JP7366337B2 - Manufacturing method of light source device and light source device - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、光源装置の製造方法および光源装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a method of manufacturing a light source device and a light source device.

半導体発光素子(Light Emitting Diode、LED)は、機能、性能の向上により、産業用途や自動車用途等にも応用が拡大している。 2. Description of the Related Art Semiconductor light emitting diodes (LEDs) are increasingly being used in industrial and automotive applications due to improvements in functionality and performance.

実際の応用においては、高輝度化に応じて発生する熱をどのように処理するかを十分考慮する必要がある。ヒートシンクを兼ねたモジュール基板を設けて、このモジュール基板にLEDを実装して高い放熱性能を実現することが検討されている。 In actual applications, it is necessary to fully consider how to handle the heat generated as the brightness increases. It is being considered to provide a module board that also serves as a heat sink and mount an LED on this module board to achieve high heat dissipation performance.

モジュール基板にLEDを実装した場合には、モジュール基板とLEDを実装する実装基板との線膨張係数の相違によって生じる応力によって接合材料の破損、破断等することを防止し、接合強度を確保する必要がある。 When mounting LEDs on a module board, it is necessary to ensure the bonding strength by preventing the bonding material from being damaged or broken due to stress caused by the difference in linear expansion coefficient between the module board and the mounting board on which the LED is mounted. There is.

特開2015-185685号公報Japanese Patent Application Publication No. 2015-185685 特開2010-135503号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-135503

実施形態は、発光素子とモジュール基板との間の接合強度を向上させた光源装置の製造方法および光源装置を提供する。 The embodiment provides a method for manufacturing a light source device and a light source device that improves the bonding strength between a light emitting element and a module substrate.

実施形態に係る光源装置の製造方法は、熱伝導性を有する第1基板上に、第1金属を含むバンプを配置する工程と、前記バンプ上にAu-Sn合金を含む接合部材を配置する工程と、前記バンプおよび前記接合部材上に発光素子を配置する工程と、前記バンプ、前記接合部材および前記発光素子を配置した前記第1基板を加熱する工程と、を備える。 A method for manufacturing a light source device according to an embodiment includes a step of arranging a bump containing a first metal on a first substrate having thermal conductivity, and a step of arranging a bonding member containing an Au-Sn alloy on the bump. and a step of arranging a light emitting element on the bump and the bonding member, and a step of heating the first substrate on which the bump, the bonding member and the light emitting element are arranged.

実施形態に係る光源装置の製造方法は、熱伝導性を有する第1基板上に、第1金属を含むバンプを配置する工程と、前記バンプ上に前記第1金属よりも融点の低い第2金属を含む接合部材を配置する工程と、前記バンプおよび前記接合部材上に発光素子を配置する工程と、前記バンプ、前記接合部材および前記発光素子を配置した前記第1基板を前記第2金属の融点以上前記第1金属の融点以下の温度で加熱する工程と、を備える。 A method for manufacturing a light source device according to an embodiment includes the steps of: arranging bumps containing a first metal on a first substrate having thermal conductivity; and disposing a second metal having a melting point lower than that of the first metal on the bumps. a step of arranging a light-emitting element on the bump and the bonding member; The method further includes a step of heating at a temperature below the melting point of the first metal.

実施形態に係る光源装置の製造方法は、熱伝導性を有する第1基板上に、第1金属を含むバンプを配置する工程と、前記バンプ上に第2金属を含む接合部材を配置する工程と、前記バンプおよび前記接合部材上に発光素子を配置する工程と、前記バンプ、前記接合部材および前記発光素子を配置した前記第1基板を加熱し、前記第2金属を焼結する工程と、を備える。 A method for manufacturing a light source device according to an embodiment includes the steps of: arranging bumps containing a first metal on a first substrate having thermal conductivity; and arranging a bonding member containing a second metal on the bumps. , a step of arranging a light emitting element on the bump and the bonding member, and a step of heating the first substrate on which the bump, the bonding member and the light emitting element are arranged, and sintering the second metal. Be prepared.

実施形態に係る光源装置の製造方法は、熱伝導性を有する第1基板上に、第2金属を含む接合部材を配置する工程と、前記接合部材上に前記第2金属よりも融点の高い第1金属を含むバンプが設けられた発光素子を配置する工程と、前記接合部材および前記バンプが設けられた発光素子を配置した前記第1基板を前記第2金属の融点以上前記第1金属の融点以下の温度で加熱する工程と、を備える。 A method for manufacturing a light source device according to an embodiment includes the steps of: arranging a bonding member containing a second metal on a first substrate having thermal conductivity; and placing a bonding member containing a second metal on the bonding member having a higher melting point than the second metal. a step of arranging a light emitting element provided with bumps including one metal; and a step of arranging the first substrate on which the bonding member and the light emitting element provided with the bumps are arranged at a temperature higher than the melting point of the second metal, and the melting point of the first metal. A step of heating at a temperature below.

実施形態の光源装置は、熱伝導性を有する第1基板と、発光素子と、前記第1基板と前記発光素子との間に設けられた接合層と、を備える。前記接合層は、Agを含む第1部分と、Au-Sn合金を含む第2部分と、を含む。 The light source device of the embodiment includes a first substrate having thermal conductivity, a light emitting element, and a bonding layer provided between the first substrate and the light emitting element. The bonding layer includes a first portion containing Ag and a second portion containing an Au-Sn alloy.

実施形態の光源装置は、熱伝導性を有する第1基板と、発光素子と、前記第1基板と前記発光素子との間に設けられた接合層と、を備える。前記接合層は、Ag、AuおよびSnを含む合金であり、AuまたはSnの濃度よりAgの濃度が高い部分と、AuまたはSnの濃度よりAgの濃度が低い部分と、を有する。 The light source device of the embodiment includes a first substrate having thermal conductivity, a light emitting element, and a bonding layer provided between the first substrate and the light emitting element. The bonding layer is an alloy containing Ag, Au, and Sn, and has a portion where the concentration of Ag is higher than the concentration of Au or Sn, and a portion where the concentration of Ag is lower than the concentration of Au or Sn.

実施形態の光源装置は、熱伝導性を有する第1基板と、発光素子と、前記第1基板と前記発光素子との間に設けられた接合層と、を備える。前記接合層は、第1金属を含む第3部分と、第2金属の焼結体を含む第4部分と、を有する。 The light source device of the embodiment includes a first substrate having thermal conductivity, a light emitting element, and a bonding layer provided between the first substrate and the light emitting element. The bonding layer has a third portion containing a first metal and a fourth portion containing a sintered body of a second metal.

本実施形態では、発光素子とモジュール基板との間の接合強度を向上させた光源装置の製造方法および光源装置が実現される。 In this embodiment, a method for manufacturing a light source device and a light source device with improved bonding strength between a light emitting element and a module substrate are realized.

第1の実施形態に係る光源モジュールを例示する模式的な平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view illustrating a light source module according to a first embodiment. 図1AのIB-IB’線における模式的な断面図である。FIG. 1A is a schematic cross-sectional view taken along line IB-IB' in FIG. 1A. 第1の実施形態の光源モジュールの製造方法を例示する模式的な断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the light source module of the first embodiment. 第1の実施形態の光源モジュールの製造方法を例示する模式的な断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the light source module of the first embodiment. 第1の実施形態の光源モジュールの製造方法を例示する模式的な断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the light source module of the first embodiment. 第1の実施形態の光源モジュールの製造方法を例示する模式的な断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the light source module of the first embodiment. 第2の実施形態に係る発光モジュールを例示する模式的な平面図である。FIG. 7 is a schematic plan view illustrating a light emitting module according to a second embodiment. 図3AのIIIB-IIIB’線における模式的な断面図である。FIG. 3B is a schematic cross-sectional view taken along line IIIB-IIIB' in FIG. 3A. 第2の実施形態の発光モジュールの製造方法を例示する模式的な断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a light emitting module according to a second embodiment. 第2の実施形態の発光モジュールの製造方法を例示する模式的な断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a light emitting module according to a second embodiment. 第2の実施形態の発光モジュールの製造方法を例示する模式的な断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a light emitting module according to a second embodiment. 第2の実施形態の発光モジュールの製造方法を例示する模式的な断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a light emitting module according to a second embodiment. 第2の実施形態の発光モジュールの製造方法を例示する模式的な断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a light emitting module according to a second embodiment. 第3の実施形態に係る光源モジュールを例示する模式的な断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a light source module according to a third embodiment. 図5Aの光源モジュールの一部を例示する模式的な拡大断面図である。5A is a schematic enlarged cross-sectional view illustrating a part of the light source module of FIG. 5A. FIG. 第3の実施形態における接合部材の形成方法を例示する模式的な断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a method of forming a joining member in a third embodiment. 図6Aの一部を拡大した模式的な断面図である。FIG. 6A is a schematic cross-sectional view enlarging a part of FIG. 6A. 第3の実施形態における接合部材の形成方法を例示する模式的な断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a method of forming a joining member in a third embodiment. 図7Aの一部を拡大した模式的な断面図である。FIG. 7A is a schematic cross-sectional view enlarging a part of FIG. 7A. 第3の実施形態における接合部材の形成方法を例示する模式的な断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a method of forming a joining member in a third embodiment. 図8Aの一部を拡大した模式的な断面図である。FIG. 8A is a schematic cross-sectional view enlarging a part of FIG. 8A. 第3の実施形態における接合部材の形成方法を例示する模式的な断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a method of forming a joining member in a third embodiment. 図9Aの一部を拡大した模式的な断面図である。FIG. 9A is a schematic cross-sectional view enlarging a part of FIG. 9A. 第4の実施形態に係る光源モジュールを例示する模式的な断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating a light source module according to a fourth embodiment.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Note that the drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between parts, etc. are not necessarily the same as those in reality. Furthermore, even when the same part is shown, the dimensions and ratios may be shown differently depending on the drawing.
Note that in the present specification and each figure, the same elements as those described above with respect to the existing figures are denoted by the same reference numerals, and detailed explanations are omitted as appropriate.

(第1の実施形態)
図1Aは、本実施形態に係る光源モジュールを例示する模式的な平面図である。
図1Bは、図1AのIB-IB線における模式的な断面図である。
図1Aおよび図1Bに示すように、本実施形態の光源モジュール(光源装置)1は、モジュール基板10と、接合層20と、発光モジュール50と、を備える。接合層20は、モジュール基板10と発光モジュール50との間に設けられている。発光モジュール50は、実装基板30と、発光素子40と、を備え、接合層20によって、モジュール基板10に接合されている。
(First embodiment)
FIG. 1A is a schematic plan view illustrating a light source module according to this embodiment.
FIG. 1B is a schematic cross-sectional view taken along line IB-IB in FIG. 1A.
As shown in FIGS. 1A and 1B, the light source module (light source device) 1 of this embodiment includes a module substrate 10, a bonding layer 20, and a light emitting module 50. Bonding layer 20 is provided between module substrate 10 and light emitting module 50. The light emitting module 50 includes a mounting board 30 and a light emitting element 40, and is bonded to the module substrate 10 by a bonding layer 20.

接合層20は、接合部材22と、バンプ24と、を含む。バンプ24は、第1金属を含んでいる。第1金属はたとえばAgである。接合部材22は第2金属を含んでいる。第2金属はたとえばAu-Sn合金である。Au-Sn合金は、Auが85重量%以下70重量%以上、Snが15重量%以上30重量%以下であることが好ましく、Auが80重量%程度、Snが20重量%程度であることが特に好ましい。Au-Sn合金を所定の重量比にすることでバンプ24に用いる金属材料(Ag、Cu等)の融点よりも遙かに低い温度の融点とすることができるからである。 Bonding layer 20 includes bonding member 22 and bumps 24 . Bump 24 includes a first metal. The first metal is, for example, Ag. The joining member 22 includes a second metal. The second metal is, for example, an Au-Sn alloy. In the Au-Sn alloy, it is preferable that Au is 85% by weight or less and 70% by weight or more and Sn is 15% by weight or more and 30% by weight or less, and Au is preferably about 80% by weight and Sn is about 20% by weight. Particularly preferred. This is because by setting the Au--Sn alloy to a predetermined weight ratio, the melting point can be much lower than the melting point of the metal material (Ag, Cu, etc.) used for the bumps 24.

バンプ(第1部分)24は、接合部材22の外縁部および接合部材22の中央部に配置されることが好ましく、平面視で前記接合部材の角部および対角線の交点に配置されることがより好ましい。また、図1Aでは、5つのバンプ24を、モジュール基板10と実装基板30との間にそれぞれ設けた例を示しているが、バンプ24は4か所でもよいし、6か所以上であってもよい。また、平面視において、バンプ24が設けられている箇所の面積は、実装基板30の面積の10%以下であることが好ましい。コストを抑えつつ、接合強度を確保することができるからである。 The bump (first portion) 24 is preferably arranged at the outer edge of the joining member 22 and at the center of the joining member 22, and more preferably at the corner of the joining member and the intersection of the diagonal line in plan view. preferable. Further, although FIG. 1A shows an example in which five bumps 24 are provided between the module board 10 and the mounting board 30, the bumps 24 may be provided at four locations or may be provided at six or more locations. Good too. Further, in a plan view, the area of the portion where the bumps 24 are provided is preferably 10% or less of the area of the mounting board 30. This is because it is possible to ensure bonding strength while keeping costs down.

バンプ24の高さは、接合層20の厚さに応じて適切な寸法に設定される。バンプ24は、好ましくは、ボール形状を有するボールバンプである。ボールバンプに限らず、他の形状、たとえば円柱形状等であってもよい。バンプ24の高さは、好ましくは、35μm~50μmである。バンプ24の平面視での直径は、70μm程度である。 The height of the bump 24 is set to an appropriate size depending on the thickness of the bonding layer 20. The bump 24 is preferably a ball bump having a ball shape. The bump is not limited to a ball bump, but may have another shape, such as a cylindrical shape. The height of the bump 24 is preferably 35 μm to 50 μm. The diameter of the bump 24 in plan view is about 70 μm.

バンプ24は、接合部材22の融点よりも十分高い融点を有する部材である。バンプ24は、バンプ24の間に溶融した接合部材22を充填させた場合に、合金化しにくい材質であることが好ましい。バンプ24は、上述したようにたとえばAgを含む。Agの融点は962℃であり、Au-Sn合金よりも高い融点を有する。また、Ag以外であっても、Au-Sn合金よりも高い融点を有するものであれば使用することができ、金属であることがより好ましい。 The bump 24 is a member having a melting point sufficiently higher than the melting point of the joining member 22. The bumps 24 are preferably made of a material that is difficult to alloy when the molten joining member 22 is filled between the bumps 24 . The bump 24 contains, for example, Ag, as described above. The melting point of Ag is 962°C, which is higher than that of the Au-Sn alloy. Furthermore, any material other than Ag can be used as long as it has a higher melting point than the Au--Sn alloy, and metals are more preferred.

接合部材(第2部分)22は、モジュール基板10と実装基板30との間を充填し、かつ、モジュール基板10とバンプ24との間を充填し、かつ、バンプ24と実装基板30との間を充填するように設けられている。したがって、接合層20は、モジュール基板10と実装基板30との間を隙間なく充填している。 The bonding member (second portion) 22 fills the space between the module board 10 and the mounting board 30, fills the space between the module board 10 and the bumps 24, and fills the space between the bumps 24 and the mounting board 30. It is designed to be filled with. Therefore, the bonding layer 20 fills the space between the module board 10 and the mounting board 30 without any gaps.

接合部材22は、モジュール基板10、実装基板30およびバンプ24それぞれの間を隙間なく充填されることによって、モジュール基板10と実装基板30との間の熱抵抗を低減し、光源モジュール1の放熱性能を向上させる。 The bonding member 22 is filled between the module board 10, the mounting board 30, and the bumps 24 without any gaps, thereby reducing the thermal resistance between the module board 10 and the mounting board 30, and improving the heat dissipation performance of the light source module 1. improve.

接合部材22が、モジュール基板10、実装基板30およびバンプ24それぞれの間を隙間なく充填されることによって、製品使用時の熱ストレスの印加による、接合部材22にクラック等が生じることを防止する。 By filling the spaces between the module board 10, the mounting board 30, and the bumps 24 with the bonding member 22, cracks and the like are prevented from occurring in the bonding member 22 due to the application of thermal stress during use of the product.

接合部材22は、光源モジュール1の動作温度範囲および保存温度範囲よりも十分高い融点を有する高熱伝導性の部材である。たとえばAu-Sn共晶ハンダのようなAu-Sn合金を含む接合用の部材は、高熱伝導であるとともに、耐熱疲労性に優れているので好ましく用いられる。 The joining member 22 is a highly thermally conductive member having a melting point sufficiently higher than the operating temperature range and storage temperature range of the light source module 1. For example, a joining member containing an Au-Sn alloy such as Au-Sn eutectic solder is preferably used because it has high thermal conductivity and excellent thermal fatigue resistance.

接合部材22がAu-Sn合金の場合には、接合層20の厚さは、好ましくは35μm以上である。接合層20の厚さを35μm以上とすることによって、産業用途や自動車用途等で要求される、-40℃~+125℃の温度サイクル試験条件においても十分な接合強度を確保することができる。 When the bonding member 22 is made of an Au-Sn alloy, the thickness of the bonding layer 20 is preferably 35 μm or more. By setting the thickness of the bonding layer 20 to 35 μm or more, sufficient bonding strength can be ensured even under temperature cycle test conditions of −40° C. to +125° C., which are required in industrial applications, automotive applications, and the like.

接合層20は、金属製のモジュール基板10と絶縁性の実装基板30とを接合する。接合層20は、Au-Snを含み十分な厚さを有するので、2つの基板の線膨張係数の相違を起因として発生する応力によるクラック等を生ずることなく、接合を維持することができる。 The bonding layer 20 bonds the metal module substrate 10 and the insulating mounting substrate 30. Since the bonding layer 20 contains Au--Sn and has a sufficient thickness, the bonding can be maintained without causing cracks or the like due to stress caused by the difference in linear expansion coefficient between the two substrates.

モジュール基板(第1基板)10は、高い熱伝導性を有する板状部材である。モジュール基板10の面積および厚さは、搭載する発光モジュール50の発熱および光源モジュール1が用いられる環境の温度によって適切に設定される。モジュール基板10は、たとえばCuまたはCuの合金を含む金属の板材である。 The module board (first board) 10 is a plate-like member with high thermal conductivity. The area and thickness of the module substrate 10 are appropriately set depending on the heat generation of the light emitting module 50 to be mounted and the temperature of the environment in which the light source module 1 is used. The module substrate 10 is a metal plate material containing, for example, Cu or an alloy of Cu.

実装基板(第2基板)30は、一方の面に発光素子40を搭載し、発光素子40とともに発光モジュール50を構成する。実装基板30には、図示しない接合部材、たとえば接着剤を介して、発光素子40が固定されている。搭載される発光素子40には、制限はなく、GaN、AlGaAs、GaAsP、InGaN等を含むものとすることができる。発光色についても制限はなく、可視光、赤外線、紫外線等とすることができる。 The mounting board (second board) 30 has a light emitting element 40 mounted on one surface, and together with the light emitting element 40 constitutes a light emitting module 50. A light emitting element 40 is fixed to the mounting board 30 via a bonding member (not shown), for example, an adhesive. The light emitting element 40 to be mounted is not limited and may include GaN, AlGaAs, GaAsP, InGaN, etc. There is no restriction on the color of the emitted light, and it can be visible light, infrared light, ultraviolet light, etc.

実装基板30は、発光素子40を搭載した面に、発光素子40のための接続端子44a,44bを含む。実装基板30は、発光素子40やその他の回路素子を相互に接続するための配線を含んでもよい。実装基板30は、発光素子40を搭載し、発光素子40のためのアノード側およびカソード側の接続端子44a,44bを設けることができる程度の形状および寸法とされる。この例では、実装基板30は、直方体形状の発光素子40を搭載するスペースおよび2つの長方形の接続端子44a,44bを含むほぼ方形の形状を有する板状部材である。実装基板30の寸法は、モジュール基板10よりも小さく設定されている。 The mounting board 30 includes connection terminals 44a and 44b for the light emitting element 40 on the surface on which the light emitting element 40 is mounted. The mounting board 30 may include wiring for interconnecting the light emitting elements 40 and other circuit elements. The mounting board 30 has a shape and size that allows mounting the light emitting element 40 and providing connection terminals 44a and 44b on the anode side and cathode side for the light emitting element 40. In this example, the mounting board 30 is a plate-like member having a substantially rectangular shape including a space for mounting the rectangular parallelepiped light emitting element 40 and two rectangular connection terminals 44a and 44b. The dimensions of the mounting board 30 are set smaller than the module board 10.

実装基板30は、他方の面で、接合層20を介してモジュール基板10に接合されている。実装基板30は、たとえばセラミック基板であり、AlN、Al、あるいはムライト等を含む。 The mounting board 30 is bonded to the module board 10 via the bonding layer 20 on the other surface. The mounting substrate 30 is, for example, a ceramic substrate, and includes AlN, Al 2 O 3 , mullite, or the like.

実装基板30のアノード側の接続端子44aには、アノード側の接続配線34aの一端が接続され、接続配線34aの他端には、モジュール基板10のアノード側の外部接続端子32aが接続されている。実装基板30のカソード側の接続端子44bには、カソード側の接続配線34bの一端が接続され、接続配線34bの他端には、モジュール基板10のカソード側の外部接続端子32bが接続されている。光源モジュール1は、外部接続端子32a,32bを介して、外部から電力を供給されて、発光素子40が発光する。 One end of the anode side connection wiring 34a is connected to the anode side connection terminal 44a of the mounting board 30, and the anode side external connection terminal 32a of the module board 10 is connected to the other end of the connection wiring 34a. . One end of the cathode side connection wiring 34b is connected to the cathode side connection terminal 44b of the mounting board 30, and the cathode side external connection terminal 32b of the module board 10 is connected to the other end of the connection wiring 34b. . The light source module 1 is supplied with power from the outside via the external connection terminals 32a and 32b, and the light emitting element 40 emits light.

光源モジュール1は、発光モジュール50がモジュール基板10に搭載され、モジュール基板10が高熱伝導度を有する部材であるため、高い放熱性能を有する。 The light source module 1 has a high heat dissipation performance because the light emitting module 50 is mounted on the module substrate 10 and the module substrate 10 is a member having high thermal conductivity.

なお、上述のようにして製造された光源モジュール1は、実際に使用され、熱ストレスが印加された後には、接合層20において、接合部材22およびバンプ24の間で合金化が進むことがある。たとえば、バンプ24がAgバンプの場合には、Agが接合部材22中に拡散して、原形とは異なる形状となることがある。つまり、接合層20は、AuまたはSnの濃度よりAgの濃度が高い部分と、AuまたはSnの濃度よりもAgの濃度が低い部分と、を有する層となる。 Note that after the light source module 1 manufactured as described above is actually used and thermal stress is applied, alloying may progress between the bonding member 22 and the bumps 24 in the bonding layer 20. . For example, if the bump 24 is an Ag bump, Ag may diffuse into the bonding member 22, resulting in a shape different from the original shape. In other words, the bonding layer 20 is a layer having a portion where the concentration of Ag is higher than the concentration of Au or Sn, and a portion where the concentration of Ag is lower than the concentration of Au or Sn.

本実施形態の光源モジュール1の製造方法について説明する。
図2A~図2Dは、本実施形態の光源モジュールの製造方法を例示する模式的な断面図である。
図2Aに示すように、モジュール基板10上にバンプ24が形成される。以下、バンプ24が、平面視で、実装基板30の4つの角の位置および対角線の交点の位置に形成されたときの製造方法について説明する。なお、バンプ24の高さは、接合層20を35μm以上とする場合には、35μm~50μmとすることが好ましい。
A method of manufacturing the light source module 1 of this embodiment will be described.
2A to 2D are schematic cross-sectional views illustrating the method for manufacturing the light source module of this embodiment.
As shown in FIG. 2A, bumps 24 are formed on the module substrate 10. Hereinafter, a manufacturing method will be described when the bumps 24 are formed at the four corners of the mounting board 30 and at the intersections of diagonal lines in a plan view. Note that the height of the bump 24 is preferably 35 μm to 50 μm when the bonding layer 20 is 35 μm or more.

バンプ24は、Au-Sn箔22aの融点よりも十分高い融点を有し、好ましくは50℃以上高い融点を有する。また、バンプ24は、高熱伝導である必要から金属性であることが好ましいが、Au-Sn箔22aが溶融したときに、Au-Sn共晶合金と合金を生成しにくいことが望ましい。Agの融点は962℃程度であり、Au-Sn共晶合金と合金を生成しにくいことが知られており、バンプ24の材料に含まれることが好ましい。 The bump 24 has a melting point that is sufficiently higher than the melting point of the Au--Sn foil 22a, preferably 50° C. or more higher. Further, the bumps 24 are preferably made of metal because they need to have high thermal conductivity, but it is desirable that they are unlikely to form an alloy with the Au-Sn eutectic alloy when the Au-Sn foil 22a is melted. The melting point of Ag is about 962° C., and it is known that it is difficult to form an alloy with an Au-Sn eutectic alloy, so it is preferably included in the material of the bumps 24.

図2Bに示すように、5つのバンプ24上にAu-Sn箔(接合部材)22aを載置する。Au-Sn箔22aの平面視での形状および寸法は、実装基板30の平面視での形状および寸法とほぼ同一となるように設定されている。Au-Sn箔22aは、4つの角の位置を、平面視で方形の4つの角に配置されたバンプ24の位置に合わせて載置される。 As shown in FIG. 2B, Au--Sn foil (joining member) 22a is placed on the five bumps 24. The shape and dimensions of the Au-Sn foil 22a in a plan view are set to be substantially the same as the shape and dimensions of the mounting board 30 in a plan view. The Au-Sn foil 22a is placed so that the four corners of the foil 22a are aligned with the bumps 24 arranged at the four corners of a rectangle in plan view.

バンプ24は、Au-Sn箔22aが溶融したときに、実装基板30の外縁から溶融物が流れ出さないような位置に配置される。上述の位置に限らず、たとえば、バンプ24は、実装基板30の平面視での形状および寸法と同一の形状および寸法を有するAu-Sn箔22aの外縁に沿う任意の位置に任意の個数が配置されてもよい。 The bumps 24 are arranged at positions such that when the Au-Sn foil 22a melts, the melt will not flow out from the outer edge of the mounting board 30. Not limited to the above-mentioned positions, for example, the bumps 24 may be arranged in any number at any position along the outer edge of the Au-Sn foil 22a having the same shape and dimensions as the mounting board 30 in plan view. may be done.

図2Cに示すように、平面視で実装基板30の4つの角を、Au-Sn箔22aの4つの角に合わせて実装基板30に発光素子40が実装された発光モジュール50を載置する。発光モジュール50の上方から圧力F1を印加しつつ、全体をAu-Sn箔22aの融点以上、かつ、バンプ24の融点よりも十分低い温度で加熱する。Au-Sn箔22aの融点は、Au-Sn箔22aのAu-Sn共晶合金の組成によって異なる温度となる。たとえば、加熱設定温度は、Au-Sn共晶合金組成が20wt%Snであり、融点が962℃のAgを含むバンプ24の場合には、280℃以上、たとえば350℃以下とすることが好ましい。 As shown in FIG. 2C, the light emitting module 50 on which the light emitting elements 40 are mounted is placed on the mounting board 30 so that the four corners of the mounting board 30 are aligned with the four corners of the Au-Sn foil 22a in plan view. While applying pressure F1 from above, the light emitting module 50 is heated as a whole to a temperature higher than the melting point of the Au--Sn foil 22a and sufficiently lower than the melting point of the bumps 24. The melting point of the Au--Sn foil 22a varies depending on the composition of the Au--Sn eutectic alloy of the Au--Sn foil 22a. For example, in the case of the bump 24 having an Au-Sn eutectic alloy composition of 20 wt % Sn and containing Ag with a melting point of 962° C., the heating setting temperature is preferably set to 280° C. or higher, for example, 350° C. or lower.

Au-Sn箔22aの融点以上の温度に加熱されることによって、Au-Sn箔22aは、溶融し、バンプ24の周囲および発光モジュール50とAu-Sn箔22aとの隙間を充填する。圧力F1は、Au-Sn箔22aが溶融して、バンプ24の周囲および発光モジュール50とAu-Sn箔22aとの間に生じる隙間の空気を排出する程度の値に設定される。An-Sn箔22aの溶融時に圧力F1を印加することによって、Au-Sn合金の凝固時にボイドが生成されることが抑制される。 By being heated to a temperature higher than the melting point of the Au-Sn foil 22a, the Au-Sn foil 22a melts and fills the area around the bump 24 and the gap between the light emitting module 50 and the Au-Sn foil 22a. The pressure F1 is set to a value that melts the Au--Sn foil 22a and exhausts air around the bumps 24 and in the gaps created between the light-emitting module 50 and the Au--Sn foil 22a. By applying the pressure F1 during melting of the An-Sn foil 22a, generation of voids during solidification of the Au-Sn alloy is suppressed.

図2Dに示すように、モジュール基板10、接合部材22、バンプ24および発光モジュール50を冷却して、接合層20を形成し、モジュール基板10および発光モジュール50を接続する。 As shown in FIG. 2D, the module substrate 10, the bonding member 22, the bumps 24, and the light emitting module 50 are cooled to form a bonding layer 20, and the module substrate 10 and the light emitting module 50 are connected.

モジュール基板10と実装基板30とを先に接合し、接合された実装基板30上に、発光素子40が接続されるようにしてもよい。このとき、実装基板30と発光素子40との接合に熱硬化性接着剤を用いる場合には、接合層20がAu-Sn合金を含んでいるので、Au-Sn合金の融点よりも十分低い硬化温度を有する接着剤、たとえばエポキシ系の接着剤等が用いられる。 The module board 10 and the mounting board 30 may be bonded first, and the light emitting element 40 may be connected onto the bonded mounting board 30. At this time, when using a thermosetting adhesive to bond the mounting board 30 and the light emitting element 40, since the bonding layer 20 contains an Au-Sn alloy, the adhesive is cured at a temperature sufficiently lower than the melting point of the Au-Sn alloy. An adhesive having a temperature, such as an epoxy adhesive, is used.

本実施形態の光源モジュール1は、モジュール基板10と発光モジュール50との接合に、Au-Sn合金を含む接合層20を用いる。モジュール基板10は、光源モジュール1の放熱性能を向上させるために、金属製の板材が用いられており、Cu材の場合には線膨張係数は、16.8×10-6[K-1]程度である。一方、実装基板は、配線や接続端子形成のためのAlN等の絶縁性の部材を用いており、AlNの場合には線膨張係数は、5×10-6[K-1]程度である。つまり、モジュール基板10および実装基板30の線膨張係数は3倍以上も相違しており、温度サイクル試験等の熱ストレス印加時には、接合層20に大きな応力が印加される。接合層20は、低温から高温まで動作温度範囲や環境温度範囲が広い産業用装置の応用においても、クラック等の破断等生じることのない十分な接合強度を有する必要がある。 The light source module 1 of this embodiment uses a bonding layer 20 containing an Au-Sn alloy to bond the module substrate 10 and the light emitting module 50. The module substrate 10 is made of a metal plate in order to improve the heat dissipation performance of the light source module 1, and in the case of Cu material, the linear expansion coefficient is 16.8×10 −6 [K −1 ] That's about it. On the other hand, the mounting board uses an insulating member such as AlN for forming wiring and connection terminals, and in the case of AlN, the linear expansion coefficient is about 5×10 −6 [K −1 ]. In other words, the linear expansion coefficients of the module substrate 10 and the mounting substrate 30 differ by a factor of three or more, and a large stress is applied to the bonding layer 20 when thermal stress is applied such as in a temperature cycle test. The bonding layer 20 needs to have sufficient bonding strength to prevent breakage such as cracks even in applications of industrial equipment having a wide operating temperature range and environmental temperature range from low to high temperatures.

本実施形態の光源モジュール1は、モジュール基板10と発光モジュール50との間にバンプ24を設けているので、接合層20を十分厚くすることができる。そのため、モジュール基板10および発光モジュール50間の熱ストレスを吸収し、モジュール基板10と発光モジュール50との間の接合強度を十分高くすることができる。 Since the light source module 1 of this embodiment provides the bumps 24 between the module substrate 10 and the light emitting module 50, the bonding layer 20 can be made sufficiently thick. Therefore, thermal stress between the module substrate 10 and the light emitting module 50 can be absorbed, and the bonding strength between the module substrate 10 and the light emitting module 50 can be made sufficiently high.

本実施形態の光源モジュール1の製造方法では、Au-Sn箔22aを載置する位置にあらかじめバンプ24が形成されている。そのため、Au-Sn箔22aおよび発光モジュール50を精度よく配置することができる。 In the method for manufacturing the light source module 1 of this embodiment, the bumps 24 are formed in advance at the positions where the Au-Sn foil 22a is placed. Therefore, the Au-Sn foil 22a and the light emitting module 50 can be arranged with high precision.

バンプ24は、Au-Sn箔22aの融点よりも十分高い融点を有する金属材料、たとえばAgを含む金属材料を用いる。そのため、Au-Sn箔22aが溶融するときに、バンプ24のハンダ濡れ性、およびバンプとの相互の摩擦保持力等によって、Au-Sn共晶合金の溶融物がバンプ24の配置位置から流れ出すことを防止することができる。したがって、接合層20の厚さはバンプの高さ以上に保持され、バンプ24の高さを適切に設定することによって、接合層20を所望の厚さとすることができる。 The bumps 24 are made of a metal material having a melting point sufficiently higher than that of the Au--Sn foil 22a, for example, a metal material containing Ag. Therefore, when the Au-Sn foil 22a melts, the molten material of the Au-Sn eutectic alloy may flow out from the placement position of the bumps 24 due to the solder wettability of the bumps 24 and the mutual frictional holding force with the bumps. can be prevented. Therefore, the thickness of the bonding layer 20 is maintained equal to or greater than the height of the bump, and by appropriately setting the height of the bump 24, the bonding layer 20 can be made to have a desired thickness.

バンプ24をAgバンプとし、高さを35μm~50μmとすることによって、接合層20の厚さを35μm以上とすることができる。接合層20の厚さを35μm以上とすることによって、-40℃~+125℃の温度サイクル試験で3000サイクル以上の耐量を有するようにすることができる。温度サイクル試験は、たとえば、JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council)やIEC(International Electrotechnical Commission)、AEC(Automotive Electronics Council)等の標準規格に準拠して行われる。 By using the bumps 24 as Ag bumps and setting the height to 35 μm to 50 μm, the thickness of the bonding layer 20 can be 35 μm or more. By setting the thickness of the bonding layer 20 to 35 μm or more, it can withstand 3000 cycles or more in a temperature cycle test from −40° C. to +125° C. The temperature cycle test is performed in accordance with, for example, standards such as JEDEC (Joint Electron Device Engineering Council), IEC (International Electrotechnical Commission), and AEC (Automotive Electronics Council).

本実施形態の光源モジュール1の製造方法では、バンプ24を、Au-Sn箔22aの4つの角のほか、Au-Sn箔22aの対角線の交点の位置にも設けている。そのため、5つのバンプのうちの1つに高さ異常がある場合であっても、発光モジュール50の上面がモジュール基板10の底面に対して大きく傾くことなく、発光モジュール50を載置することができる。 In the method for manufacturing the light source module 1 of this embodiment, the bumps 24 are provided not only at the four corners of the Au--Sn foil 22a but also at the intersections of diagonal lines of the Au--Sn foil 22a. Therefore, even if one of the five bumps has an abnormal height, the light emitting module 50 can be placed without the top surface of the light emitting module 50 tilting significantly with respect to the bottom surface of the module substrate 10. can.

上述では、産業用機器や自動車用機器等に要求される温度範囲で光源モジュールを使用する場合において、Au-Sn共晶合金を含むAu-Sn箔22aを接合部材22として用いることについて説明した。光源モジュールの使用温度範囲等の仕様によっては、接合部材については、異なる厚さとしたり、異なる材料を用いたりすることもできる。たとえば、より狭い温度範囲で光源モジュールを用いる場合には、Au-Sn箔の厚さをより薄くし、Au-Sn箔の厚さに応じて、バンプの高さも低くしてもよい。さらに狭い温度範囲で光源モジュールを用いる場合には、Au-Sn共晶合金よりも低い融点の合金を用い、その合金よりも十分高い融点を有する金属を含むバンプを用いてもよい。 In the above, it has been described that the Au-Sn foil 22a containing the Au-Sn eutectic alloy is used as the bonding member 22 when the light source module is used in the temperature range required for industrial equipment, automotive equipment, etc. Depending on specifications such as the operating temperature range of the light source module, the joining member may have a different thickness or may be made of a different material. For example, when the light source module is used in a narrower temperature range, the thickness of the Au--Sn foil may be made thinner, and the height of the bump may also be reduced depending on the thickness of the Au--Sn foil. When the light source module is used in an even narrower temperature range, an alloy having a melting point lower than that of the Au--Sn eutectic alloy may be used, and a bump containing a metal having a melting point sufficiently higher than that alloy may be used.

(第2の実施形態)
以下説明する実施形態では、発光素子を金属のバンプおよび金属を含む接合部材上に直接載置し、高い実装精度で実装基板に搭載することによって、発光モジュールの一層の小型化をはかることができる。
図3Aは、本実施形態に係る発光モジュールを例示する模式的な平面図である。
図3Bは、図3AのIIIB-IIIB’線における模式的な断面図である。
図3Aおよび図3Bに示すように、発光モジュール(光源装置)250は、実装基板230と、接合層220と、複数の発光素子240と、を備える。接合層220は、実装基板230と複数の発光素子240との間にそれぞれ設けられ、実装基板230および複数の発光素子240をそれぞれ接合する。
(Second embodiment)
In the embodiment described below, the light emitting module can be further miniaturized by placing the light emitting element directly on a metal bump and a bonding member containing metal and mounting it on a mounting board with high mounting accuracy. .
FIG. 3A is a schematic plan view illustrating the light emitting module according to this embodiment.
FIG. 3B is a schematic cross-sectional view taken along line IIIB-IIIB' in FIG. 3A.
As shown in FIGS. 3A and 3B, the light emitting module (light source device) 250 includes a mounting substrate 230, a bonding layer 220, and a plurality of light emitting elements 240. The bonding layer 220 is provided between the mounting substrate 230 and the plurality of light emitting elements 240, and bonds the mounting substrate 230 and the plurality of light emitting elements 240, respectively.

本実施形態では、発光素子240をバンプ224が設けられた実装基板230上に載置して、バンプ224および接合部材222によって接合させる。そのため、発光素子240の実装後の位置ズレは、発光素子240とバンプ224との相互の摩擦保持力等によって低減される。したがって、発光素子240の実装基板230に対する実装精度が向上され、より狭ピッチで複数の発光素子240を実装基板230上に実装することができる。また、平面視において、バンプ224が設けられている箇所の面積は、発光素子240の面積の5%以下であることが好ましい。コストを抑えつつ、接合強度を確保することができるからである。 In this embodiment, the light emitting element 240 is placed on the mounting board 230 provided with the bumps 224 and bonded by the bumps 224 and the bonding member 222. Therefore, the positional shift of the light emitting element 240 after mounting is reduced by the mutual frictional holding force between the light emitting element 240 and the bumps 224, and the like. Therefore, the mounting accuracy of the light emitting elements 240 on the mounting board 230 is improved, and a plurality of light emitting elements 240 can be mounted on the mounting board 230 at a narrower pitch. Further, in a plan view, the area of the portion where the bumps 224 are provided is preferably 5% or less of the area of the light emitting element 240. This is because it is possible to ensure bonding strength while keeping costs down.

発光素子240は、実装基板230の実装領域232に実装される。実装領域232は、発光素子240を実装基板230上に配置する際に、配置される発光素子240を投影した形状を有する。この例では、4つの発光素子240を一列に配列させているので、4つの発光素子240に応じた長方形状を有する。実装領域232には、発光素子240のアノード端子およびカソード端子に対応するランドが設けられている。発光素子240のアノード端子およびカソード端子は、ランドを介して、他の電気回路に電気的に接続される。この例では、4つの発光素子240が配列している方向に沿って、アノード端子に対応するランド、カソード端子に対応するランドのように配列されている。各ランドは、各発光素子240の接続およびその他の回路との接続に応じて相互に配線される。 The light emitting element 240 is mounted in the mounting area 232 of the mounting board 230. The mounting area 232 has a shape that is a projection of the light emitting element 240 to be placed when the light emitting element 240 is placed on the mounting substrate 230. In this example, since the four light emitting elements 240 are arranged in a line, it has a rectangular shape corresponding to the four light emitting elements 240. The mounting area 232 is provided with lands corresponding to the anode terminal and cathode terminal of the light emitting element 240. The anode terminal and cathode terminal of the light emitting element 240 are electrically connected to other electric circuits via lands. In this example, along the direction in which the four light emitting elements 240 are arranged, they are arranged like a land corresponding to an anode terminal and a land corresponding to a cathode terminal. Each land is interconnected according to the connection of each light emitting element 240 and the connection with other circuits.

接合層220は、発光素子240のアノード端子の形状およびこのアノード端子に対応するランドの形状に応じて形成されている。同様に接合層220は、発光素子240のカソード端子の形状およびこのカソード端子に対応するランドの形状に応じて形成されている。この例では、4つの発光素子240は直列に接続されているので、発光素子240のカソード端子および対応するランドに形成された接合層は、隣接する発光素子240のアノード端子および対応するランドに形成された接合層と連続しており、電気的にも接続されている。 The bonding layer 220 is formed according to the shape of the anode terminal of the light emitting element 240 and the shape of the land corresponding to this anode terminal. Similarly, the bonding layer 220 is formed according to the shape of the cathode terminal of the light emitting element 240 and the shape of the land corresponding to this cathode terminal. In this example, since the four light emitting elements 240 are connected in series, the bonding layer formed on the cathode terminal and the corresponding land of the light emitting element 240 is formed on the anode terminal and the corresponding land of the adjacent light emitting element 240. It is continuous with the attached bonding layer and is also electrically connected to it.

バンプ224は、複数の発光素子240それぞれの外縁部に配置されることが好ましい。この例のように、平面視で、各発光素子240の角部に配置されることがより好ましい。発光素子240の平面視の寸法が大きい場合には、上述した他の実施形態の場合のように、発光素子の対角線の交点にバンプ224を設けるようにしてもよい。発光素子の下に多数のバンプを配置することにより、バンプの寸法誤差等による発光素子載置時の傾き等を吸収することができ、十分な実装精度を確保することが可能になる。バンプ224は、上述の他の実施形態の場合と同様に、接合層220を構成する接合部材222の融点よりも十分高い融点を有する金属材料によって形成されており、たとえばAgを含む。 It is preferable that the bumps 224 are arranged at the outer edges of each of the plurality of light emitting elements 240. As in this example, it is more preferable to arrange the light emitting elements 240 at the corners of each light emitting element 240 in plan view. If the light emitting element 240 has a large dimension in plan view, bumps 224 may be provided at the intersections of diagonal lines of the light emitting element, as in the other embodiments described above. By arranging a large number of bumps under the light emitting element, it is possible to absorb the inclination when the light emitting element is mounted due to dimensional errors of the bumps, etc., and it is possible to ensure sufficient mounting accuracy. As in the case of the other embodiments described above, the bumps 224 are formed of a metal material having a melting point sufficiently higher than the melting point of the bonding member 222 constituting the bonding layer 220, and include, for example, Ag.

実装基板230上には、接合層220を介して発光素子240が設けられている。発光素子240は、接合層220によって直接的に実装基板230と接合されている。 A light emitting element 240 is provided on the mounting board 230 with a bonding layer 220 interposed therebetween. The light emitting element 240 is directly bonded to the mounting substrate 230 by the bonding layer 220.

接合層220は、接合部材222と、バンプ224と、を含む。接合部材222は、実装基板230と発光素子240との間を充填し、かつ、実装基板230とバンプ224との間を充填し、バンプ224と発光素子240との間を充填するように設けられている。したがって、接合層220は、実装基板230、バンプ224および発光素子240それぞれの間を隙間なく充填している。接合層220が隙間なく充填されることによって、発光モジュール250の熱抵抗を低減し、熱ストレスによる接合層220のクラック等を防止することができる。 Bonding layer 220 includes a bonding member 222 and bumps 224. The bonding member 222 is provided to fill the space between the mounting board 230 and the light emitting element 240, the space between the mounting board 230 and the bump 224, and the space between the bump 224 and the light emitting element 240. ing. Therefore, the bonding layer 220 fills the spaces between the mounting substrate 230, the bumps 224, and the light emitting elements 240 without any gaps. By filling the bonding layer 220 without any gaps, the thermal resistance of the light emitting module 250 can be reduced, and cracks in the bonding layer 220 due to thermal stress can be prevented.

接合部材222は、発光モジュール250の動作温度範囲および保存温度範囲よりも十分高い融点を有する高熱伝導性の部材であり、たとえばAu-Sn共晶合金を含む接合用の部材である。 The joining member 222 is a highly thermally conductive member having a melting point sufficiently higher than the operating temperature range and storage temperature range of the light emitting module 250, and is a joining member containing, for example, an Au-Sn eutectic alloy.

接合部材222がAu-Sn共晶合金の場合には、接合層220の厚さは、好ましくは35μm以上である。接合層220の厚さを35μm以上とすることによって、産業用途や自動車用途等で要求される、-40℃~+125℃の温度サイクル試験条件においても十分な接合強度を確保することができる。 When the bonding member 222 is an Au-Sn eutectic alloy, the thickness of the bonding layer 220 is preferably 35 μm or more. By setting the thickness of the bonding layer 220 to 35 μm or more, sufficient bonding strength can be ensured even under temperature cycle test conditions of −40° C. to +125° C., which are required in industrial applications, automotive applications, and the like.

接合層220は、実装基板230と発光素子240との接合をはかるとともに、2つの部材の線膨張係数の相違による耐応力性能を有する。Au-Snを含む接合層220が十分な厚さを有することによって、2つの部材の線膨張係数の相違による応力によってクラック等を生ずることなく、接合強度を確保することができる。 The bonding layer 220 serves to bond the mounting substrate 230 and the light emitting element 240, and has stress resistance due to the difference in linear expansion coefficient between the two members. By having a sufficient thickness of the bonding layer 220 containing Au--Sn, bonding strength can be ensured without causing cracks or the like due to stress due to the difference in coefficient of linear expansion of the two members.

本実施形態の発光モジュール250の製造方法について説明する。
図4A~図4Eは、本実施形態の発光モジュールの製造方法を例示する模式的な断面図である。
図4Aに示すように、実装基板230上にバンプ224が形成される。以下、バンプ224が、Agバンプであり、各発光素子240の平面視で4つの角の位置に形成されたときの製造方法について説明する。
A method for manufacturing the light emitting module 250 of this embodiment will be described.
4A to 4E are schematic cross-sectional views illustrating the method for manufacturing the light emitting module of this embodiment.
As shown in FIG. 4A, bumps 224 are formed on the mounting board 230. Hereinafter, a manufacturing method will be described in which the bumps 224 are Ag bumps and are formed at four corner positions of each light emitting element 240 in a plan view.

図4Bに示すように、すべてのバンプ224を覆うようにAu-Sn箔222aを載置する。Au-Sn箔222aは、Au-Sn箔222aの4つの角の位置を、実装領域232の4つの角に配置されたバンプ224の位置に合わせて載置される。Au-Su箔222aは、発光素子240の平面視における実装領域とほぼ同じ方形形状を有する。 As shown in FIG. 4B, Au--Sn foil 222a is placed so as to cover all bumps 224. The Au-Sn foil 222a is placed so that the four corners of the Au-Sn foil 222a are aligned with the bumps 224 arranged at the four corners of the mounting area 232. The Au-Su foil 222a has a rectangular shape that is almost the same as the mounting area of the light emitting element 240 in plan view.

また、図4Cに示すように、実装領域とほぼ同じ長方形形状を有するAu-Sn箔222aを実装基板230上に配置するようにしてもよい。この場合には、バンプは、発光素子側にあらかじめ形成されている。 Further, as shown in FIG. 4C, an Au--Sn foil 222a having a rectangular shape substantially the same as the mounting area may be placed on the mounting board 230. In this case, the bumps are formed in advance on the light emitting element side.

図4Dに示すように、平面視で発光素子240を、Au-Sn箔222a上に載置する。発光素子240は、たとえば、端部の発光素子240から順次載置される。発光素子240が載置される際には、バンプ224の位置に合わせるように載置される。発光素子240の上方から圧力F2を印加しつつ、全体を高温に加熱する。加熱する温度は、第1の実施形態の場合と同様に、Au-Sn箔222aのAu-Sn共晶合金の組成およびバンプ224の融点にもとづいて設定される。たとえば、設定温度は、Au-Sn共晶合金の組成が20wt%Snの場合には、280℃以上350℃以下とすることが好ましい。 As shown in FIG. 4D, the light emitting element 240 is placed on the Au--Sn foil 222a in plan view. For example, the light emitting elements 240 are sequentially placed starting from the light emitting elements 240 at the ends. When the light emitting element 240 is placed, it is placed so as to match the position of the bump 224. While applying pressure F2 from above the light emitting element 240, the entire light emitting element 240 is heated to a high temperature. The heating temperature is set based on the composition of the Au-Sn eutectic alloy of the Au-Sn foil 222a and the melting point of the bumps 224, as in the first embodiment. For example, when the composition of the Au-Sn eutectic alloy is 20 wt% Sn, the set temperature is preferably 280° C. or more and 350° C. or less.

Au-Sn箔222aの融点以上の温度によって、Au-Sn箔222aは、バンプ224の周囲および発光素子240とAu-Sn箔222aとの隙間を充填するように溶融する。圧力F2は、Au-Sn箔222aが溶融して、バンプ224の周囲および発光素子240とAu-Sn箔222aとの間に生じる隙間の空気を排出してボイドが生成されるのを抑制する。 At a temperature equal to or higher than the melting point of the Au-Sn foil 222a, the Au-Sn foil 222a melts so as to fill the periphery of the bump 224 and the gap between the light emitting element 240 and the Au-Sn foil 222a. The pressure F2 melts the Au--Sn foil 222a and exhausts air around the bump 224 and in the gap between the light-emitting element 240 and the Au--Sn foil 222a, thereby suppressing the generation of voids.

図4Eに示すように、Au-Sn箔222aは、溶融すると、ハンダ濡れ性により各発光素子240のアノード端子を、そのアノード端子に対応する実装領域232上のランドに接合する。同様に、Au-Sn箔222aは、その発光素子240のカソード端子を、そのカソード端子に対応する実装領域232上のランドに接合する。 As shown in FIG. 4E, when melted, the Au-Sn foil 222a bonds the anode terminal of each light emitting element 240 to the land on the mounting area 232 corresponding to the anode terminal due to its solder wettability. Similarly, the Au-Sn foil 222a bonds the cathode terminal of the light emitting element 240 to the land on the mounting area 232 corresponding to the cathode terminal.

実装基板230、接合部材222、バンプ224および発光素子240を冷却して、溶融した接合部は、接合層220を形成し、実装基板230および発光素子240を接続する。 The mounting board 230, the bonding member 222, the bumps 224, and the light emitting element 240 are cooled, and the melted bonding portion forms the bonding layer 220 and connects the mounting board 230 and the light emitting element 240.

本実施形態の発光モジュール250は、実装基板230と発光素子240との間にバンプ224を設けているので、接合層220を十分厚くすることができる。そのため、実装基板230と発光素子240との接合強度を十分高くすることができる。 In the light emitting module 250 of this embodiment, the bumps 224 are provided between the mounting substrate 230 and the light emitting elements 240, so the bonding layer 220 can be made sufficiently thick. Therefore, the bonding strength between the mounting board 230 and the light emitting element 240 can be made sufficiently high.

本実施形態では、発光素子240をバンプ224および接合部材222によって実装基板230に接続しているので、実装精度を向上させることが可能になり、発光素子240をより狭ピッチで実装することが可能になる。 In this embodiment, since the light emitting elements 240 are connected to the mounting board 230 by the bumps 224 and the bonding members 222, it is possible to improve the mounting accuracy, and it is possible to mount the light emitting elements 240 at a narrower pitch. become.

(第3の実施形態)
図5Aは、本実施形態に係る光源モジュールを例示する模式的な断面図である。
図5Bは、図5Aの光源モジュールの一部を例示する模式的な拡大断面図である。
図5Aおよび図5Bに示すように、本実施形態の光源モジュール301は、モジュール基板10と、接合層320と、発光モジュール50と、を備える。本実施形態の光源モジュール301では、接合層320の構成が、上述した他の実施形態の場合と相違する。以下では、同一の構成要素には同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略する。
(Third embodiment)
FIG. 5A is a schematic cross-sectional view illustrating the light source module according to this embodiment.
FIG. 5B is a schematic enlarged cross-sectional view illustrating a part of the light source module of FIG. 5A.
As shown in FIGS. 5A and 5B, the light source module 301 of this embodiment includes a module substrate 10, a bonding layer 320, and a light emitting module 50. In the light source module 301 of this embodiment, the structure of the bonding layer 320 is different from that of the other embodiments described above. Hereinafter, the same components will be denoted by the same reference numerals, and detailed explanations will be omitted as appropriate.

発光モジュール50は、実装基板30上に発光素子40が設けられている。接合層320は、モジュール基板10と実装基板30との間に設けられている。 In the light emitting module 50, a light emitting element 40 is provided on a mounting board 30. The bonding layer 320 is provided between the module board 10 and the mounting board 30.

接合層320は、接合部材322と、バンプ24と、を含む。バンプ(第3部分)24は、第1金属を含んでいる。第1金属は、たとえばAu、AgおよびCuからなる群より選択された1種以上の金属を含む。 Bonding layer 320 includes bonding member 322 and bumps 24 . The bump (third portion) 24 contains the first metal. The first metal includes, for example, one or more metals selected from the group consisting of Au, Ag, and Cu.

接合部材(第4部分)322は、金属部分322aと、樹脂部分322bと、を含む。金属部分322aは、複数の金属粉322a1が結合して形成されている。金属部分322aは、金属を含み、たとえば、純金属からなる。金属部分322aは、たとえば、Au、AgおよびCuからなる群より選択された1種以上の金属を含む。バンプ24と同一の金属であってもよいし、異なる金属であってもよい。 The joining member (fourth portion) 322 includes a metal portion 322a and a resin portion 322b. The metal portion 322a is formed by combining a plurality of metal powders 322a1. The metal portion 322a contains metal, for example, is made of pure metal. The metal portion 322a includes, for example, one or more metals selected from the group consisting of Au, Ag, and Cu. It may be made of the same metal as the bump 24 or may be made of a different metal.

樹脂部分322bは、樹脂材料を含む。樹脂部分322bの一部は、金属粉322a1の間に配置されている。樹脂材料は、後述するように、熱硬化性樹脂であり、たとえばエポキシ樹脂等である。 The resin portion 322b includes a resin material. A part of the resin portion 322b is arranged between the metal powders 322a1. The resin material is a thermosetting resin, such as an epoxy resin, as will be described later.

接合部材322内では、樹脂部分322bは、必ずしも設けられていない箇所があってもよい。金属粉322a1間に樹脂部分322bが設けられていない箇所には、エアギャップが形成されていてもよい。 Within the joining member 322, there may be a portion where the resin portion 322b is not necessarily provided. An air gap may be formed where the resin portion 322b is not provided between the metal powders 322a1.

接合部材322bは、たとえば樹脂バインダにAg粒子を分散させた、いわゆるAgペーストを加熱処理したものである。この場合には、バンプ24は、たとえばAgを含んでいてもよい。 The bonding member 322b is made by heat-treating a so-called Ag paste in which Ag particles are dispersed in a resin binder, for example. In this case, the bumps 24 may contain Ag, for example.

本実施形態における接合部材322の形成方法について説明する。
図6Aは、本実施形態における接合部材の形成方法を例示する模式的な断面図である。
図6Bは、図6Aの一部を拡大した模式的な断面図である。
図7Aは、本実施形態における接合部材の形成方法を例示する模式的な断面図である。
図7Bは、図7Aの一部を拡大した模式的な断面図である。
図8Aは、本実施形態における接合部材の形成方法を例示する模式的な断面図である。
図8Bは、図8Aの一部を拡大した模式的な断面図である。
図9Aは、本実施形態における接合部材の形成方法を例示する模式的な断面図である。
図9Bは、図9Aの一部を拡大した模式的な断面図である。
A method for forming the joining member 322 in this embodiment will be explained.
FIG. 6A is a schematic cross-sectional view illustrating a method of forming a joining member in this embodiment.
FIG. 6B is a schematic cross-sectional view enlarging a portion of FIG. 6A.
FIG. 7A is a schematic cross-sectional view illustrating a method of forming a joining member in this embodiment.
FIG. 7B is a schematic cross-sectional view enlarging a part of FIG. 7A.
FIG. 8A is a schematic cross-sectional view illustrating a method of forming a joining member in this embodiment.
FIG. 8B is a schematic cross-sectional view enlarging a part of FIG. 8A.
FIG. 9A is a schematic cross-sectional view illustrating a method of forming a joining member in this embodiment.
FIG. 9B is a schematic cross-sectional view enlarging a part of FIG. 9A.

図6Aおよび図6Bに示すように、樹脂液322b1中に金属粉322a1が分散されたペースト(接合部材)322cが準備され、バンプが配置されたモジュール基板10上にペースト322cが塗布される。図2Aにおいてすでに説明したように、バンプが配置されたモジュール基板10が準備されている。バンプの配置位置やバンプの高さは、上述の他の実施形態の場合と同様である。 As shown in FIGS. 6A and 6B, a paste (joining member) 322c in which metal powder 322a1 is dispersed in a resin liquid 322b1 is prepared, and the paste 322c is applied onto the module substrate 10 on which the bumps are arranged. As already explained in FIG. 2A, the module substrate 10 on which bumps are arranged is prepared. The arrangement positions of the bumps and the heights of the bumps are the same as in the other embodiments described above.

ペースト322cは、モジュール基板10側に塗布するのに代えて、実装基板30側に塗布してもよいし、モジュール基板10および実装基板30の両方に塗布してもよい。ペースト322cは、たとえば樹脂バインダにAg粒子を分散させた、いわゆるAgペーストである。 The paste 322c may be applied to the mounting board 30 side instead of being applied to the module board 10 side, or may be applied to both the module board 10 and the mounting board 30. The paste 322c is, for example, a so-called Ag paste in which Ag particles are dispersed in a resin binder.

ペースト322cの樹脂液322b1は、樹脂材料および有機溶剤等を含む。金属粉322a1は金属を含み、たとえば、純金属からなり、たとえば、Au、AgおよびCuからなる群より選択された1種以上の金属を含む。金属粉322a1の粒径は、たとえば、1μm以下であり、好ましくは500nm以下であり、より好ましくは100nm以下である。粒径を小さくすることで、金属粒子を焼結させやすくなる。塗布されたペースト322cでは、樹脂液322b1中に金属粉322a1がほぼ均一に分散されている。 The resin liquid 322b1 of the paste 322c contains a resin material, an organic solvent, and the like. The metal powder 322a1 contains a metal, for example, a pure metal, and contains, for example, one or more metals selected from the group consisting of Au, Ag, and Cu. The particle size of the metal powder 322a1 is, for example, 1 μm or less, preferably 500 nm or less, and more preferably 100 nm or less. By reducing the particle size, it becomes easier to sinter the metal particles. In the applied paste 322c, the metal powder 322a1 is almost uniformly dispersed in the resin liquid 322b1.

図7A、図7B、図8Aおよび図8Bに示すように、ペースト322c中の有機溶剤を揮発させるとともに、ペースト322c中の樹脂材料を硬化させる。たとえば、ペースト322cが塗布されたモジュール基板10および実装基板30からなる構造体を、実装基板30の側から圧力F3をかけつつ、200℃以下の温度に加熱する。圧力および加熱によって、樹脂液322b1から有機溶剤が除去されて、金属粉322a1同士が接触し、樹脂液322b1中の樹脂材料が硬化して固体状の樹脂部分322bが形成される。それとともに、金属粉322a1同士の接点を介して、金属粉322a1間で金属が拡散する。 As shown in FIGS. 7A, 7B, 8A, and 8B, the organic solvent in the paste 322c is evaporated, and the resin material in the paste 322c is hardened. For example, a structure consisting of the module board 10 and the mounting board 30 coated with the paste 322c is heated to a temperature of 200° C. or lower while applying pressure F3 from the mounting board 30 side. The organic solvent is removed from the resin liquid 322b1 by pressure and heating, the metal powders 322a1 come into contact with each other, and the resin material in the resin liquid 322b1 is hardened to form a solid resin portion 322b. At the same time, metal diffuses between the metal powders 322a1 via the contact points between the metal powders 322a1.

図9Aおよび9Bに示すように、金属粉322a1を焼結させる。たとえば、金属粉322a1、樹脂部分322b、モジュール基板10および実装基板30からなる構造体を、実装基板30の側から圧力F3をかけつつ、金属粉322a1の融点未満の温度、たとえば、180℃以上250℃以下の温度に加熱する。これにより、金属粉322a1同士が焼結され、金属部分322aが形成される。このとき、樹脂部分322bの一部は、金属粉322a1間に残留する。このようにして、接合部材322が形成され、モジュール基板10および実装基板30が接合される。 As shown in FIGS. 9A and 9B, metal powder 322a1 is sintered. For example, while applying pressure F3 from the side of the mounting board 30, the structure consisting of the metal powder 322a1, the resin portion 322b, the module board 10, and the mounting board 30 is heated to a temperature lower than the melting point of the metal powder 322a1, for example, 180° C. or higher and 250° C. Heat to a temperature below °C. As a result, the metal powders 322a1 are sintered together to form the metal portion 322a. At this time, a part of the resin portion 322b remains between the metal powders 322a1. In this way, the joining member 322 is formed, and the module board 10 and the mounting board 30 are joined.

図7A~図9Bの工程は、一連の工程として連続的に行うことができる。たとえば、実装基板30の側からかける圧力を一定に維持したまま、周囲の温度を次第に上昇させることによって、接合部材322を形成することができる。 The steps in FIGS. 7A to 9B can be performed continuously as a series of steps. For example, the bonding member 322 can be formed by gradually increasing the ambient temperature while maintaining a constant pressure applied from the mounting board 30 side.

本実施形態の光源モジュール301では、金属粉322a1を含むペースト322cは、樹脂および有機溶剤を含んでいる。そのため、接合する部材に容易に塗布することができ、接合する部材間の仮の接続を確保することができるので、製造工程をより簡便にすることができる。 In the light source module 301 of this embodiment, the paste 322c containing the metal powder 322a1 contains a resin and an organic solvent. Therefore, it can be easily applied to the members to be joined, and a temporary connection between the members to be joined can be ensured, so that the manufacturing process can be made simpler.

本実施形態では、接合部材にAu-Sn箔を用いる場合に比べて、より低い温度で接合層320を形成することができる。そのため、発光素子40等におよぼす製造時の熱ストレスを低減させることができる。 In this embodiment, the bonding layer 320 can be formed at a lower temperature than when Au--Sn foil is used as the bonding member. Therefore, thermal stress exerted on the light emitting element 40 and the like during manufacturing can be reduced.

本実施形態の光源モジュール301では、金属粉322a1の焼結によって、緻密な金属粉の焼結体である金属部分322aを形成することができるので、低い熱抵抗を実現することができる。 In the light source module 301 of this embodiment, the metal portion 322a, which is a dense sintered body of metal powder, can be formed by sintering the metal powder 322a1, so that low thermal resistance can be achieved.

本実施形態の光源モジュール301の金属部分322aでは、金属部分322aに含まれる金属粉322a1間には、樹脂部分322bおよび空隙が存在するので、温度ストレス等による応力を吸収することができる。そのため、温度ストレス等にともなう耐環境性を向上させることができる。 In the metal portion 322a of the light source module 301 of this embodiment, the resin portion 322b and the void exist between the metal powders 322a1 included in the metal portion 322a, so stress due to temperature stress etc. can be absorbed. Therefore, environmental resistance due to temperature stress and the like can be improved.

(第4の実施形態)
第2の実施形態においても、第3の実施形態で説明した接合部材を適用することが可能である。
図10は、本実施形態に係る光源モジュールを例示する模式的な断面図である。
図10に示すように、発光モジュール(光源装置)450は、実装基板230と、接合層420と、複数の発光素子240と、を備える。接合層420は、実装基板230と複数の発光素子240との間にそれぞれ設けられ、実装基板230および複数の発光素子240をそれぞれ接合する。
(Fourth embodiment)
The joining member described in the third embodiment can also be applied to the second embodiment.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating the light source module according to this embodiment.
As shown in FIG. 10, the light emitting module (light source device) 450 includes a mounting board 230, a bonding layer 420, and a plurality of light emitting elements 240. The bonding layer 420 is provided between the mounting substrate 230 and the plurality of light emitting elements 240, and bonds the mounting substrate 230 and the plurality of light emitting elements 240, respectively.

本実施形態では、接合層420は、第3の実施形態の場合の接合層420と実質的に同じものである。接合層420は、接合部材322と、バンプ224と、を含む。図5Bにおいてすでに説明したように、接合部材322は、金属部分322aと、樹脂部分322bと、を含む。接合部材322の構成は、このように、第3の実施形態の場合と同様である。また、接合部材322以外の構成要素は、第2の実施形態の場合と同様である。つまり、本実施形態では、発光素子240は、接合層420を介して、実装基板230に接合することができる。 In this embodiment, the bonding layer 420 is substantially the same as the bonding layer 420 in the third embodiment. Bonding layer 420 includes bonding member 322 and bumps 224. As already described in FIG. 5B, the joining member 322 includes a metal portion 322a and a resin portion 322b. The configuration of the joining member 322 is thus similar to that of the third embodiment. Further, the components other than the joining member 322 are the same as in the second embodiment. That is, in this embodiment, the light emitting element 240 can be bonded to the mounting substrate 230 via the bonding layer 420.

接合層420は、第3の実施形態の場合と同様にして形成することができる。 Bonding layer 420 can be formed in the same manner as in the third embodiment.

以上説明した実施形態によれば、発光素子とモジュール基板との接合強度を向上させた光源装置の製造方法および光源装置を実現することができる。 According to the embodiments described above, it is possible to realize a method for manufacturing a light source device and a light source device in which the bonding strength between the light emitting element and the module substrate is improved.

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明およびその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組合せて実施することができる。 Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention, as well as within the scope of the claimed invention and its equivalents. Further, each of the embodiments described above can be implemented in combination with each other.

1,301 光源モジュール、10 モジュール基板、20,220,320,420 接合層、22,222,322 接合部材、22a,222a Au-Sn箔、24,224 バンプ、30,230 実装基板、32a,32b 外部接続端子、34a,34b 接続配線、40,240 発光素子、44a,44b 接続端子、50,250,450 発光モジュール、322a 金属部分、322a1 金属粉、322b 樹脂部分、322b1 樹脂液、322c ペースト 1,301 Light source module, 10 Module board, 20,220,320,420 Bonding layer, 22,222,322 Bonding member, 22a, 222a Au-Sn foil, 24,224 Bump, 30,230 Mounting board, 32a, 32b External connection terminal, 34a, 34b connection wiring, 40, 240 light emitting element, 44a, 44b connection terminal, 50, 250, 450 light emitting module, 322a metal part, 322a1 metal powder, 322b resin part, 322b1 resin liquid, 322c paste

Claims (19)

熱伝導性を有する第1基板上に、第1金属を含むバンプを配置する工程と、
前記バンプ上に、前記第1金属の融点以下の融点を有する第2金属を含む接合部材を配置する工程と、
前記バンプおよび前記接合部材上に発光素子を配置する工程と、
前記バンプ、前記接合部材および前記発光素子を配置した前記第1基板を前記第1金属の融点以下の温度で加熱する工程と、
を備え、
前記第1金属は、Agであり、
前記バンプの高さは35μm以上50μm以下である光源装置の製造方法。
arranging bumps containing a first metal on a first substrate having thermal conductivity;
arranging a bonding member containing a second metal having a melting point lower than the melting point of the first metal on the bump;
arranging a light emitting element on the bump and the bonding member;
heating the first substrate on which the bump, the bonding member, and the light emitting element are arranged at a temperature below the melting point of the first metal;
Equipped with
the first metal is Ag,
A method for manufacturing a light source device, wherein the height of the bump is 35 μm or more and 50 μm or less.
熱伝導性を有する第1基板上に、第2金属を含む接合部材を配置する工程と、
前記接合部材上に、前記第2金属の融点以上の融点を有する第1金属を含むバンプが設けられた発光素子を配置する工程と、
前記接合部材および前記バンプが設けられた発光素子を配置した前記第1基板を前記第1金属の融点以下の温度で加熱する工程と、
を備え、
前記第1金属は、Agであり、
前記バンプの高さは35μm以上50μm以下である光源装置の製造方法。
arranging a bonding member containing a second metal on a first substrate having thermal conductivity;
arranging, on the bonding member, a light emitting element provided with a bump containing a first metal having a melting point higher than the melting point of the second metal;
heating the first substrate on which the bonding member and the light emitting element provided with the bumps are arranged at a temperature below the melting point of the first metal;
Equipped with
the first metal is Ag,
A method for manufacturing a light source device, wherein the height of the bump is 35 μm or more and 50 μm or less.
前記バンプは、少なくとも前記接合部材の外縁部および前記接合部材の中央部に配置される請求項1または2に記載の光源装置の製造方法。 3. The method of manufacturing a light source device according to claim 1 , wherein the bump is arranged at least at an outer edge of the joining member and at a center of the joining member. 前記接合部材は、平面視で方形形状を有し、
前記バンプは、前記接合部材の角部および対角線の交点に配置される請求項1~のいずれか1つに記載の光源装置の製造方法。
The joining member has a rectangular shape in plan view,
4. The method for manufacturing a light source device according to claim 1 , wherein the bump is arranged at an intersection between a corner of the joining member and a diagonal line.
熱伝導性を有する第1基板上に、第1金属を含むバンプを配置する工程と、
前記バンプ上にAu-Sn合金を含む接合部材を配置する工程と、
前記バンプおよび前記接合部材上に発光素子を配置する工程と、
前記バンプ、前記接合部材および前記発光素子を配置した前記第1基板を加熱する工程と、
前記発光素子を絶縁性の第2基板に接続する工程と、
を備え、
前記発光素子は、前記第2基板を介して、前記バンプおよび前記接合部材上に配置される光源装置の製造方法。
arranging bumps containing a first metal on a first substrate having thermal conductivity;
arranging a bonding member containing an Au-Sn alloy on the bump;
arranging a light emitting element on the bump and the bonding member;
heating the first substrate on which the bump, the bonding member, and the light emitting element are arranged;
connecting the light emitting element to an insulating second substrate;
Equipped with
The method for manufacturing a light source device, wherein the light emitting element is arranged on the bump and the bonding member via the second substrate.
熱伝導性を有する第1基板上に、第1金属を含むバンプを配置する工程と、
前記バンプ上に、前記第1金属の融点以下の融点を有する第2金属を含む接合部材を配置する工程と、
前記バンプおよび前記接合部材上に発光素子を配置する工程と、
前記バンプ、前記接合部材および前記発光素子を配置した前記第1基板を前記第1金属の融点以下の温度で加熱する工程と、
前記発光素子を絶縁性の第2基板に接続する工程と、
を備え、
前記発光素子は、前記第2基板を介して、前記バンプおよび前記接合部材上に配置される光源装置の製造方法。
arranging bumps containing a first metal on a first substrate having thermal conductivity;
arranging a bonding member containing a second metal having a melting point lower than the melting point of the first metal on the bump;
arranging a light emitting element on the bump and the bonding member;
heating the first substrate on which the bump, the bonding member, and the light emitting element are arranged at a temperature below the melting point of the first metal;
connecting the light emitting element to an insulating second substrate;
Equipped with
The method for manufacturing a light source device, wherein the light emitting element is arranged on the bump and the bonding member via the second substrate.
熱伝導性を有する第1基板上に、第2金属を含む接合部材を配置する工程と、
前記接合部材上に、前記第2金属の融点以上の融点を有する第1金属を含むバンプが設けられた発光素子を配置する工程と、
前記接合部材および前記バンプが設けられた発光素子を配置した前記第1基板を前記第1金属の融点以下の温度で加熱する工程と、
前記発光素子を絶縁性の第2基板に接続する工程と、
を備え、
前記発光素子は、前記第2基板を介して、前記バンプおよび前記接合部材上に配置される光源装置の製造方法。
arranging a bonding member containing a second metal on a first substrate having thermal conductivity;
arranging, on the bonding member, a light emitting element provided with a bump containing a first metal having a melting point higher than the melting point of the second metal;
heating the first substrate on which the bonding member and the light emitting element provided with the bumps are arranged at a temperature below the melting point of the first metal;
connecting the light emitting element to an insulating second substrate;
Equipped with
The method for manufacturing a light source device, wherein the light emitting element is arranged on the bump and the bonding member via the second substrate.
前記発光素子は、前記バンプおよび前記接合部材上に直接載置される請求項1~のいずれか1つに記載の光源装置の製造方法。 5. The method for manufacturing a light source device according to claim 1 , wherein the light emitting element is placed directly on the bump and the bonding member. 熱伝導性を有する第1基板上に、第1金属を含むバンプを配置する工程と、
前記バンプ上に第2金属を含む接合部材を配置する工程と、
前記バンプおよび前記接合部材上に発光素子を配置する工程と、
前記バンプ、前記接合部材および前記発光素子を配置した前記第1基板を加熱し、前記第2金属を焼結する工程と、
を備え、
前記第1金属は、Agであり、
前記バンプの高さは35μm以上50μm以下である光源装置の製造方法。
arranging bumps containing a first metal on a first substrate having thermal conductivity;
arranging a bonding member containing a second metal on the bump;
arranging a light emitting element on the bump and the bonding member;
heating the first substrate on which the bump, the bonding member, and the light emitting element are arranged, and sintering the second metal;
Equipped with
the first metal is Ag,
A method for manufacturing a light source device, wherein the height of the bump is 35 μm or more and 50 μm or less.
熱伝導性を有する第1基板と、
発光素子と、
前記第1基板と前記発光素子との間に設けられた接合層と、
を備え、
前記接合層は、
Agを含む第1部分であるバンプと、
Au-Sn合金を含む第2部分と、
を含み、
前記バンプは、前記第2部分によって周囲を取り囲まれ、
前記接合層の厚さは、35μm以上である光源装置。
a first substrate having thermal conductivity;
A light emitting element,
a bonding layer provided between the first substrate and the light emitting element;
Equipped with
The bonding layer is
a bump that is a first portion containing Ag;
a second portion including an Au-Sn alloy;
including;
the bump is surrounded by the second portion;
In the light source device, the thickness of the bonding layer is 35 μm or more.
前記第1部分は、平面視で、少なくとも前記接合層の外縁部および前記接合層の中央部に配置された請求項10記載の光源装置。 The light source device according to claim 10 , wherein the first portion is arranged at least at an outer edge portion of the bonding layer and a center portion of the bonding layer in plan view. 前記接合層は、平面視で方形形状を有し、
前記第1部分は、少なくとも前記接合の角部および対角線の交点に配置された請求項11記載の光源装置。
The bonding layer has a rectangular shape in plan view,
The light source device according to claim 11 , wherein the first portion is arranged at least at an intersection of a corner of the bonding layer and a diagonal line.
熱伝導性を有する第1基板と、
発光素子と、
前記第1基板と前記発光素子との間に設けられた接合層と、
を備え、
前記接合層は、
Ag、AuおよびSnを含む合金であり、AuまたはSnの濃度よりAgの濃度が高い部分と、AuまたはSnの濃度よりAgの濃度が低い部分と、を有する光源装置。
a first substrate having thermal conductivity;
A light emitting element,
a bonding layer provided between the first substrate and the light emitting element;
Equipped with
The bonding layer is
A light source device that is an alloy containing Ag, Au, and Sn, and has a portion where the concentration of Ag is higher than the concentration of Au or Sn, and a portion where the concentration of Ag is lower than the concentration of Au or Sn.
熱伝導性を有する第1基板と、
発光素子と、
前記第1基板と前記発光素子との間に設けられた接合層と、
を備え、
前記接合層は、第1金属を含む第3部分であるバンプと、第2金属の焼結体を含む第4部分と、を有し、
前記第1金属は、Agであり、
前記接合層の厚さは、35μm以上である光源装置。
a first substrate having thermal conductivity;
A light emitting element,
a bonding layer provided between the first substrate and the light emitting element;
Equipped with
The bonding layer has a bump that is a third portion that includes a first metal, and a fourth portion that includes a sintered body of a second metal,
the first metal is Ag,
In the light source device, the thickness of the bonding layer is 35 μm or more.
熱伝導性を有する第1基板と、
発光素子と、
前記第1基板と前記発光素子との間に設けられた接合層と、
を備え、
前記接合層は、
Agを含む第1部分と、
Au-Sn合金を含む第2部分と、
を含み、
前記発光素子と前記接合層との間に設けられた絶縁性の第2基板をさらに備えた光源装置。
a first substrate having thermal conductivity;
A light emitting element,
a bonding layer provided between the first substrate and the light emitting element;
Equipped with
The bonding layer is
a first portion containing Ag;
a second portion including an Au-Sn alloy;
including;
A light source device further comprising an insulating second substrate provided between the light emitting element and the bonding layer.
熱伝導性を有する第1基板と、
発光素子と、
前記第1基板と前記発光素子との間に設けられた接合層と、
を備え、
前記接合層は、
Ag、AuおよびSnを含む合金であり、AuまたはSnの濃度よりAgの濃度が高い部分と、AuまたはSnの濃度よりAgの濃度が低い部分と、を有し、
前記発光素子と前記接合層との間に設けられた絶縁性の第2基板をさらに備えた光源装置。
a first substrate having thermal conductivity;
A light emitting element,
a bonding layer provided between the first substrate and the light emitting element;
Equipped with
The bonding layer is
An alloy containing Ag, Au and Sn, having a portion where the concentration of Ag is higher than the concentration of Au or Sn, and a portion where the concentration of Ag is lower than the concentration of Au or Sn,
A light source device further comprising an insulating second substrate provided between the light emitting element and the bonding layer.
熱伝導性を有する第1基板と、
発光素子と、
前記第1基板と前記発光素子との間に設けられた接合層と、
を備え、
前記接合層は、第1金属を含む第3部分と、第2金属の焼結体を含む第4部分と、を有し、
前記発光素子と前記接合層との間に設けられた絶縁性の第2基板をさらに備えた光源装置。
a first substrate having thermal conductivity;
A light emitting element,
a bonding layer provided between the first substrate and the light emitting element;
Equipped with
The bonding layer has a third portion containing a first metal and a fourth portion containing a sintered body of a second metal,
A light source device further comprising an insulating second substrate provided between the light emitting element and the bonding layer.
前記発光素子は、前記接合層に直接接合された請求項1017のいずれか1つに記載の光源装置。 The light source device according to claim 10 , wherein the light emitting element is directly bonded to the bonding layer . 前記第1部分は、球形状または円柱形状を有する請求項1012のいずれか1つに記載の光源装置。 The light source device according to claim 10 , wherein the first portion has a spherical shape or a cylindrical shape.
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