(57)【要約】【課題】  本発明は、発光ダイオードなどのフリップチップ構造の半導体発光素子のフレキシブル実装に関する。【解決手段】  素子は、ポリイミド基板のようなフレキシブル基板と、フリップチップ構成でフレキシブル基板の第１の側の導電領域上に結合されたＬＥＤのような半導体発光素子とを含む。ＬＥＤは、例えば金スタッドバンプを介してフレキシブル基板に結合される。複数のＬＥＤを、例えば個々のＬＥＤ、グループのＬＥＤ、又は多数のチップを有するＬＥＤとして様々な構成でフレキシブル基板に結合することができる。フレキシブル基板は、例えば結合及び出荷目的でリール上に巻くことができる。金バンプは、例えばフレキシブル基板のコンタクト領域上、又はＬＥＤのコンタクト上に形成される。ＬＥＤは、例えばサーモソニック又は熱圧縮結合を使用してフレキシブル基板に結合され、次にＬＥＤは封入される。【選択図】          図４
2005322937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型層と、ｐ型層と、前記ｎ型層及び前記ｐ型層間に介在する活性領域と、前記ｎ型層に電気的に接続されたｎコンタクトと、該ｎコンタクトと同じ側に形成され、前記ｐ型層に電気的に接続されたｐコンタクトとを含む半導体発光素子と、
可撓性層と該可撓性層の第１の側の第１及び第２の導電領域とを含むフレキシブル基板と、
を備える素子であって、
前記半導体発光素子のｎコンタクト及びｐコンタクトが、フリップチップ構成で前記フレキシブル基板の第１及び第２の導電領域に電気的及び物理的に結合されることを特徴とする素子。
【請求項２】
前記半導体発光素子のｎコンタクト及びｐコンタクトと前記フレキシブル基板のそれぞれ第１及び第２の導電領域との間に配置された導電材料を更に備える請求項１に記載の素子。
【請求項３】
前記導電材料は金から構成される請求項２に記載の素子。
【請求項４】
前記半導体発光素子のｎコンタクト及びｐコンタクトと前記フレキシブル基板のそれぞれ第１及び第２の導電領域との間に配置された導電材料が、スタッドバンプの形態である請求項２に記載の素子。
【請求項５】
ｎ型層と、ｐ型層と、前記ｎ型層及び前記ｐ型層間に介在する活性領域と、前記ｎ型層に電気的に接続されたｎコンタクトと、該ｎコンタクトと同じ側に形成され、前記ｐ型層に電気的に接続されたｐコンタクトとを含む第２の半導体発光素子を更に備え、
前記フレキシブル基板が更に、前記可撓性層の第１の側に第３及び第４の導電領域を含み、前記第２の半導体発光素子のｎコンタクト及びｐコンタクトがフリップチップ構成で前記フレキシブル基板の第３及び第４の導電領域に電気的及び物理的に結合される請求項１に記載の素子。
【請求項６】
各々が、ｎ型層と、ｐ型層と、前記ｎ型層及び前記ｐ型層間に介在する活性領域と、前記ｎ型層に電気的に接続されたｎコンタクトと、前記ｎコンタクトと同じ側に形成され、前記ｐ型層に電気的に接続されたｐコンタクトとを含む複数の半導体発光素子を更に備え、
前記フレキシブル基板が更に、前記可撓性層の第１の側に複数の導電領域を含み、前記複数の半導体発光素子の各々のｎコンタクト及びｐコンタクトがフリップチップ構成で前記フレキシブル基板の複数の導電領域のそれぞれ１つに電気的及び物理的に結合される請求項１に記載の素子。
【請求項７】
前記可撓性層の第２の側に第３及び第４の導電領域を更に備え、前記第１及び第３の導電領域が電気的に接続されており、前記第２及び第４の導電領域が電気的に接続されている請求項１に記載の素子。
【請求項８】
前記可撓性層がポリイミド材料である請求項１に記載の素子。
【請求項９】
第１の側に複数のコンタクト領域を有するフレキシブル基板と、
複数の半導体発光素子と、
を備え、
前記複数の半導体発光素子の各々が該半導体発光素子の同じ側に配置された第１のコンタクトと第２のコンタクトとを有し、該第１のコンタクトと第２のコンタクトとを有する前記複数の半導体発光素子の各々が、フリップチップ構成で前記フレキシブル基板の関連するコンタクト領域に電気的及び物理的に接続されていることを特徴とする構造体。
【請求項１０】
前記複数の半導体発光素子の少なくとも一部分が前記フレキシブル基板上に電気的に接続されている請求項９に記載の構造体。
【請求項１１】
前記複数の半導体発光素子の少なくとも第２の部分が前記フレキシブル基板上に個別に絶縁されている請求項１０に記載の構造体。
【請求項１２】
前記フレキシブル基板上の前記コンタクト領域と前記複数の半導体発光素子の各々の第１コンタクト及び第２コンタクトとのそれぞれの間に配置された金スタッドバンプを更に備える請求項９に記載の構造体。
【請求項１３】
リールを更に備え、前記フレキシブル基板と接続された複数の半導体発光素子とが前記リール上に巻かれる請求項９に記載の構造体。
【請求項１４】
複数のコンタクト領域を備えたフレキシブル基板を準備する段階と、
各々が同じ側に配置された第１コンタクト及び第２コンタクトを有する複数の半導体発光素子を準備する段階と、
前記フレキシブル基板上の複数のコンタクト領域、又は前記複数の半導体発光素子の各々の第１コンタクト及び第２コンタクト上に金バンプを形成する段階と、
前記複数の半導体発光素子の各々の第１コンタクト及び第２コンタクトのそれぞれを前記フレキシブル基板の関連するコンタクト領域に金バンプにより結合する段階と、
前記複数の半導体発光素子の各々を前記フレキシブル基板上に封入する段階と、
を含む方法。
【請求項１５】
結合された半導体発光素子を備えた前記フレキシブル基板をリール上に巻く段階を更に含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記フレキシブル基板から個々の半導体発光素子に切断する段階を更に含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記フレキシブル基板からグループの半導体発光素子に切断する段階を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
金バンプを形成する段階が、前記フレキシブル基板上の複数のコンタクト領域上、又は前記複数の半導体発光素子の各々の前記第１コンタクト及び第２コンタクト上に金スタッドバンプを形成する段階を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記複数の半導体発光素子の各々の第１コンタクト及び第２コンタクトのそれぞれを金バンプを使用して前記フレキシブル基板の関係するコンタクト領域に結合する段階が、サーモソニック結合で行われる請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
複数のコンタクト領域を備えたフレキシブル基板を準備する段階が、
ポリイミド層と銅層から構成されるフレキシブル基板を準備する段階と、
前記銅層をエッチングして所望の複数のコンタクト領域を形成する段階と、
を含む請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードなどのフリップチップ構造の半導体発光素子のフレキシブル実装に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（「ＬＥＤ」）は、多くの利点を有する半導体光源である。発光ダイオードは、高輝度を有する光を確実に提供することができ、従って、とりわけディスプレイ装置、交通信号、及び標識における用途が見出されている。重要な部類の発光ダイオードは、ガリウム、インジウム、又はアルミニウムなどの１つ又はそれ以上のＩＩＩ族元素と、窒素のＶ族元素とから製造される。これらのＩＩＩ族窒化物ＬＥＤは、可視スペクトル全般及びスペクトルの紫外領域内で発光可能であり、従って、多くの有望な用途を有する。他の発光ダイオードは、ＩＩＩリン化物及びＩＩＩヒ化物の材料系で作ることができ、これらは、スペクトルの黄色、赤色、及び赤外領域で発光する。
【０００３】
従来、ＬＥＤは、基板上にｎ型ドープ領域、活性領域、及びｐ型ドープ領域を堆積させることによって製造されている。幾つかのＬＥＤは、素子の一方側に形成されたｎコンタクトを有し、その素子の反対側上にはｐコンタクトが形成され、垂直型素子を生成する。他のＬＥＤは、素子の同じ側に形成された両方のコンタクトを有し、光はこれらのコンタクトを通って取り出される。このような構造は、エピタキシーアップ素子と呼ばれる。垂直型素子及びエピタキシーアップ素子の両方において、活性領域によって生成された光のほとんどは、ｐコンタクトを通って素子を出る。ｐコンタクトは通常、その導電特性を最適にするために、金属及び／又は半透明金属酸化物を含むので、該ｐコンタクトは一般に光を完全には透過せず、設計上の問題を生じる。
【０００４】
この設計上の問題に対して、最近、フリップチップ構造が提案されている。図１に示されるように、フリップチップ素子１０において、ダイ１２は、サブマウント１４上に実装され、コンタクトは該サブマウント１４に面した状態にある。この素子は、サブマウント１４、該サブマウント１４に重なる半田付け可能層１６ａ及び１６ｂ、並びに該半田付け可能層上の半田ボール１８ａ及び１８ｂを形成し、次いでダイ１２を半田ボール１８ａ及び１８ｂに取り付けて、ダイに対する電気コンタクトを形成することによって完成する。
【０００５】
既存の設計は、半田付け可能層と電気的に接触した状態でワイヤボンドを配置することによって電流経路を形成する。ワイヤボンドは、半田付け可能層上に形成され、ワイヤ２２ａ及び２２ｂが接続されるボール２０ａ及び２０ｂからなる。その結果、ワイヤは、発光素子のパッケージのパッケージ・リード線２４ａ及び２４ｂに接続可能となる。サブマウント１４及びダイ１２自体は、ダイエポキシ２８によってリード・フレーム２６に取り付けられている。レンズ３０は、エポキシ製とすることができ、リード・フレーム２６に取り付けられる。
【０００６】
図１に示されているようなワイヤボンドされた素子を含む従来のＬＥＤパッケージには、幾つかの欠点がある。例えば、パッケージは分厚くなる傾向があり、小フォームファクタ用途におけるこれらの使用が制限される。このパッケージはまた、ワイヤボンドがＬＥＤの占有面積外にあるサブマウント上の空間を必要とするので、大きな実装面積を有する傾向にある。更に、例えば、赤色、緑色及び青色ＬＥＤの組合せを使用して白色光を生成するために多数チップの利用が必要な場合には、ディスクリートのＬＥＤパッケージは基板上にかなりのスペースを必要とする。
【０００７】
更に、ワイヤボンドは熱の影響を受けやすい。ＬＥＤ設計の１つの制限は、ワイヤボンドが耐えることができる発熱の程度である。この問題は、より新世代のＬＥＤが、動作温度の上昇及び熱発生につながる、より高出力及び高温度環境で動作するように設計されるにつれて益々重要になる。ワイヤの電流はワイヤを加熱し、このプロセスはオーミック加熱と呼ばれる。オーミック加熱の程度は、とりわけ電流密度によって決まる。高温及び反復熱サイクルは、ワイヤボンドに対して、半田付け可能層からのボールの分離、ワイヤの脆弱性、又は狭い断面での溶融によって引き起こされるワイヤの破断といった、ワイヤの損傷につながる可能性がある。このような加熱の問題はまた、静電放電（「ＥＳＤ」）の場合又は素子のオンオフ切換のような過渡期間中に生じる可能性がある。高温作動もまた、ボール２０と半田付け可能層１６との間の界面での物理的脆弱性及び電気抵抗性の合金相成長の促進につながる可能性があり、最終的には界面での欠陥を生じる恐れがある。
【０００８】
更に、ワイヤは脆弱であり、従って通常は、温度ショック、乱暴な取り扱い又は機械的振動、及び高湿度環境などの過酷な動作条件下での主要な故障機構である。脆弱なワイヤボンドを保護するため、ＬＥＤは、エンドユーザにとって実用性のあるものとするにはパッケージ内で組み立てる必要がある。
【０００９】
更に、殆どのフリップチップ半田ベースのＬＥＤパッケージは、鉛半田を含む。しかしながら、現在は、環境に優しい１００％鉛フリーの電子構成部品に向かう傾向にある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、改善されたＬＥＤパッケージ設計が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、素子は、半導体発光素子とポリイミド基板のようなフレキシブル基板とを含む。フレキシブル基板は、半導体発光素子がフリップチップ構成で結合される導電領域を含む。半導体発光素子は、例えば金スタッドバンプなどを介してフレキシブル基板に結合される。
【００１２】
１つの実施形態においては、構造体は、複数のコンタクト領域を備えたフレキシブル基板と、該フレキシブル基板上の関係するコンタクト領域にフリップチップ構成で物理的及び電気的に接続された複数の半導体発光素子とを含む。複数の半導体発光素子は、幾つかの個別の発光素子又はグループの発光素子などの異なる構成でフレキシブル基板に結合することができる。１つの実施形態においては、構造体は、例えば出荷目的でフレキシブル基板が巻かれているリールを含む。
【００１３】
別の実施形態においては、構造体を形成する方法は、複数のコンタクト領域を備えたフレキシブル基板と、各々が素子の同じ側にコンタクトを有する複数の半導体発光素子とを準備する段階を含む。金バンプは、フレキシブル基板のコンタクト領域上又は半導体発光素子のコンタクト上の何れかに形成される。半導体発光素子のコンタクトは、次いで、金バンプを用いてフレキシブル基板上の関係するコンタクト領域に結合される。次に、半導体発光素子は封入される。１つの実施形態においては、個々又はグループの半導体発光素子は、フレキシブル基板から切断することができる。もしくは、接合された半導体発光素子を備えるフレキシブル基板は、例えば出荷目的でリール上に巻くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施形態によれば、ＬＥＤのような複数の半導体発光素子は、サブマウントとして機能するフレキシブル基板上にパッケージされている。ＬＥＤは、例えば金スタッドバンプ又はめっきを使用してフレキシブル基板に電気的及び熱的に接続されており、これは好都合なことにはリード・フレーム及びワイヤボンドの必要性を排除する。フレキシブル基板は、シングルチップＬＥＤ又は多数チップＬＥＤのアレイを収容するようにパターン形成することができる。更に、ツェナーダイオードのような静電放電（「ＥＳＤ」）保護素子をＬＥＤチップと共にフレキシブル基板上に配置することができる。フレキシブル基板上に実装されたＬＥＤは、例えば個々のＬＥＤ、ストリップのＬＥＤ、多数のＬＥＤとして、任意の形態又は形状で切断することができる。更に、フレキシブル基板上のＬＥＤのアレイ全体は、追加のテープ及びリール工程を行うことなく出荷することができる。
【００１５】
図２は、ＬＥＤ１０２のような複数のフリップチップ構造の半導体発光素子がその上に実装された状態のフレキシブル基板１００の一部の斜視図を示す。フレキシブル基板１００は、基板に損傷を与えることなく、物理的に曲げ又は撓ませることのできる剛直でない材料である。例として、フレキシブル基板１００は、当該技術分野でフレックス回路と呼ばれる場合もある材料とすることができる。フレキシブル基板１００に好適な材料は、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）ポリイミドテープとしてＤｕＰｏｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって、又はＭｉｃｒｏｆｌｅｘ回路として３Ｍによって製造され、或いはミネソタ州ノースフィールド所在のＳｈｅｌｄａｈｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造されたＳｔａｎｄａｒｄ  Ｆｌｅｘ、Ｎｏｖａｆｌｅｃ（登録商標）、又はＲｅｅｌ  Ｆｌｅｘ（登録商標）などといった同等の製品である。必要であれば、片面、両面又は多層フレキシブル基板を用いてもよい。両面又は多層フレキシブル基板は、特に電気的及び熱的ビアの追加層が必要とされる場合に用いることができる。フレキシブル基板１００は、ＬＥＤ１０２と関連するツェナーダイオード１０４との間、及び必要な場合多数のＬＥＤ１０２間に適切な相互接続を生成するよう予めパターン形成することができる。Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）ポリイミドテープ又はＲｅｅｌ  Ｆｌｅｘ（登録商標）のようなフレキシブル基板１００上に所望のパターンを生成することは、当該技術分野でよく知られている。ＬＥＤ１０２を備えたフレキシブル基板１００を使用すると、従来のサブマウントに付随するコストが削減されるので有利である。更に、フレキシブル基板１００は、エンドユーザのボードに直接取り付けられる基板として機能することができるので、従来のリード・フレーム材料のコストもまた削減される。
【００１６】
任意のタイプのフリップチップ構造ＬＥＤをフレキシブル基板１００に使用することができる。フリップチップ型ＬＥＤは、当該技術分野でよく知られている。更に、必要に応じて、ＥＳＤ保護回路１０４を各ＬＥＤ１０２と関連づけて、フレキシブル基板１００上に実装することができる。好適なＥＳＤ保護回路の例には、ＬＥＤと並列接続のコンデンサ、ツェナー又はショットキーダイオードなどの単一の逆並列ダイオード、及び２つの対向結合ツェナーダイオードがある。便宜上、ＥＳＤ保護回路１０４は、本明細書においてツェナーダイオード１０４と呼ぶ場合もある。
【００１７】
ＬＥＤ１０２及び付随するツェナーダイオード１０４は、破線１０６によって示されるように、様々な方法でフレキシブル基板１００から切断することができる。例として、個々のＬＥＤ１０２及び付随するツェナーダイオード１０４は、矢印１１２によって全体が示されたフレキシブル基板１００の１つの列に沿って、該フレキシブル基板から切断することができる。ＬＥＤ１０２及び付随するツェナーダイオード１０４のストリップは、矢印１１４によって全体が示された別の列に沿ってフレキシブル基板１００から切断することができる。更に、多数のＬＥＤ１０２及び付随するツェナーダイオード１０４を矢印１１６によって示された列に沿ってグループの形態で切断することができる。多数のＬＥＤを共に使用することは、ＬＥＤからの色彩光の組合せとして、例えば赤色、緑色、青色及び青色（ＲＧＢＢ）、又は他の好適な組合せとして白色光を生成するのに特に有用とすることができる。
【００１８】
図２に示されたフレキシブル基板１００は、ＬＥＤ１０２及びツェナーダイオード１０４の異なるタイプの構成を示しているが、他のタイプの構成を用いてもよい。更に、フレキシブル基板１００は、必要に応じてより少ない構成又はより多くの構成で実装することができる点を理解すべきである。例として、フレキシブル基板は、図２において列１１６に沿って示されるように、共にグループ化された多数のＬＥＤだけで実装することができる。
【００１９】
ＬＥＤ１０２及びツェナーダイオード１０４を備えたフレキシブル基板１００を使用することによって、従来のシングルチップ又はマルチチップＬＥＤよりも薄いパッケージを生成し、これは携帯電話及びカメラ・フラッシュのような、容積的に厳しい制約を受ける用途でＬＥＤが使用できるようになる。例として、従来のＬＥＤパッケージプロファイルが約４．８ｍｍから６．００ｍｍであるのに対して、本発明を用いると、約０．１５ｍｍから０．２ｍｍのＬＥＤパッケージプロファイルを達成することができる。更に、フレキシブル基板１００は可撓性であるので、必要に応じてＬＥＤパッケージを撓ませ又は曲げて、非線形又は非平面の組立体内に容易に取り付けることができる。
【００２０】
図３Ａ、３Ｂ、４、及び５は、本発明の実施形態による、ＬＥＤ１０２をフレキシブル基板１００上に実装するプロセスを示す。フレキシブル基板１００が、導電領域又はパッドを含む所望の導電構成でパターン形成されると、導電バンプがフレキシブル基板のパッド上に生成される。図３Ａは、フレキシブル基板１００のコンタクト領域（パッド２０４と呼ばれる場合もある）上にスタッドバンプ２０２を生成する方法を示している。図示のように、導電ボール２０６と該ボール２０６から延びるワイヤ２０８をフレキシブル基板１００のパッド２０４上に形成することによって、ワイヤボンドが生成される。ボール２０６は、所望の熱特性及び導電特性を有する材料、例えば金で形成される。次いで、ワイヤ２０８は、破線２１０によって示されるようにベース位置で切断され、導電スタッドバンプ２０２を残して廃棄される。完成されたスタッドバンプ２０２が図３Ｂに示される。図示のように、スタッドバンプ２０２は、例えば９０−１００μｍとすることができるバンプ直径Ｄ202と、例えば２０−２５μｍとすることができるボール高さＨ206と、４０−５０μｍとすることができるバンプ高さＨ202とを有する。このようにスタッドバンプ２０２の製造は、当該技術分野で公知のワイヤボンドの製造に主として基づいているので、スタッドバンプ２０２の寸法は、十分に当業者の能力の範囲内である、光学的高さ要件などの設計ニーズに適合するよう制御することができる。勿論、必要に応じて他の寸法を使用してもよい点は理解すべきである。
【００２１】
必要であれば、導電バンプは、フレキシブル基板１００のパッドではなく、ＬＥＤ１０２のコンタクト上に生成してもよい。更に、スタッドバンプではなく他のタイプの接続手段を使用して、ＬＥＤ１０２をフレキシブル基板１００に接続することもできる。例えば、めっきされた金の厚いコンタクトバンプをスタッドバンプの代わりに使用することもできる。
【００２２】
次いで、図４に示されるように、ＬＥＤ１０２のような半導体発光素子はフレキシブル基板１００にサーモソニック結合される。図４は、第１コンタクト２２０ａに電気的に接続されたｎ型層１０２ａと、第２コンタクト２２０ｂに電気的に接続されたｐ型層１０２ｂと、ｎ型層１０２ａ及びｐ型層１０２ｂの間に介在する活性領域１０２ｃとを備えたＬＥＤ１０２の断面を示す。ＬＥＤ１０２上のコンタクト２２０ａ及び２２０ｂは、スタッドバンプ２０２と位置合わせされており、フレキシブル基板１００は、約１５０−１６０℃までステージ上で加熱される。矢印２２４によって示されるように、例えば約５０−１００ｇｍ／バンプの結合力が結合ツール２２２によってＬＥＤ１０２に加えられると共に、矢印２２６により示されるように超音波振動が印加される。ツェナーダイオード１０４は、使用される場合には、同じプロセスを用いて取り付けることができる。必要であれば、熱圧縮工程を使用してＬＥＤ１０２をフレキシブル基板１００に接合することもできる。当該技術分野で知られているように、熱圧縮では、より高温でより大きな結合力が通常必要とされる。
【００２３】
必要であれば、特にＬＥＤ１０２のダイ寸法が大きい場合には、ＬＥＤ１０２を封入する前にアンダーフィル材料を堆積させることができる。例えば、サーモソニック結合プロセスの前に非流動性のアンダーフィルを堆積させることができる。もしくは、サーモソニックダイ取り付けプロセスの後でアンダーフィル材料を施工してもよい。
【００２４】
ＬＥＤ１０２がフレキシブル基板１００に取り付けられると、図５に示されるように、全構造体を封入材料２３０で覆うことができ、これはレンズとして機能することができる。封入材料２３０は、柔いコンプライアントな材料である透明な成形コンパウンドとすることができる。好適な成形コンパウンドは、例えば日本の信越化学工業株式会社、及びカリフォルニア州サンタバーバラ所在のＮｕＳｉｌ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙから購入することができる。更に、必要であれば、ＬＥＤ１０２の封入の前に、蛍光体コーティングのような波長変換材料をＬＥＤ−可撓性組立体の上部に堆積させることもできる。
【００２５】
カプセル材料２３０が硬化すると、ＬＥＤ１０２は、上述のように設計ニーズに従ってフレキシブル基板１００から切断することができる。図５に示されるように、占有面積の小さい素子は、例えば破線２３２に沿って封入材料２３０近傍でＬＥＤ１０２を切断することによって生成することができる。ツェナーダイオード（又は多数のＬＥＤ）が使用される場合には、ツェナーダイオード（又は他のＬＥＤ）は図５に示すＬＥＤ１０２と共に切断しなければならない点を理解すべきである。切断されると、フレキシブル基板１００の底面上、すなわちフレキシブル基板１００の取り付けられたＬＥＤ１０２と反対側に、例えば銅又は金とすることができる金属コンタクト２３４を、例えばリフローＰｂＳｎ共晶半田又は鉛フリー半田を使用してエンドユーザのボードに直接取り付けることができる。コンタクト２３４は、例えばビア２３６によりフレキシブル基板１００の上面のパッド２０４に電気的及び熱的に接続される。ＬＥＤパッケージの熱管理は、エンドユーザが制御することができる。例えば、切断されると、ＬＥＤはそのまま使用することができるが、又は用途に応じてヒートスプレッダを付加してもよい。
【００２６】
或いは、ＬＥＤ１０２を取り付けたフレキシブル基板１００は、切断せずに出荷することもできる。フレキシブル基板１００を使用すると、有利には、これまで出荷用に使用されていた別個のテープ及びリール工程の必要性がなくなる。図６は、例えば結合及び出荷の目的でリールに巻かれているフレキシブル基板３００の斜視図を示す。図示のように、フレキシブル基板３００は、第１リール３０２から巻きがほどかれて、上述のようにＬＥＤ１０２及びツェナーダイオード１０４が結合ヘッド３０３によって取り付けられた後、ヘッド３０５によって封入材料が素子上に堆積され、例えば加熱によって該カプセル材料が硬化する。次いで、フレキシブル基板３００が第２リール３０４に巻かれる。このように、ＬＥＤ１０２及びツェナーダイオード１０４が取り付けられた完成フレキシブル基板３００は、容易に出荷することができ、別個のテープ及びリール工程を必要としない。
【００２７】
本明細書では、バンプ２０２は金スタッドバンプ又はめっきとして説明してきたが、必要であれば他の材料を使用してもよい。例として、ＡｕＳｎ、ＡｕＧｅ、ＡｕＳｉをバンプ２０２に使用してもよい。しかしながら、バンプ２０２用に使用される材料は、フレキシブル回路１００が、例えば半田リフローによってエンドユーザのボードに接続されるときにＬＥＤ１０２とフレキシブル基板１００との間の接触が損傷を受けない、例えば２８０℃を超える十分に高い融点を有するように留意すべきである。
【００２８】
本発明を説明の目的で特定の実施形態に関して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の範囲から逸脱することなく様々な改変及び修正を行うことができる。従って、添付の請求項の精神及び範囲は、上述の説明に限定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来のフリップチップ素子の断面図を示す。
【図２】複数のフリップチップ構造の半導体発光素子がその上に実装された状態のフレキシブル基板の一部の斜視図を示す。
【図３Ａ】フレキシブル基板の導電領域上にスタッドバンプを製造する方法を示す。
【図３Ｂ】完成されたスタッドバンプを示す。
【図４】フレキシブル基板への半導体発光素子の結合を示す。
【図５】フレキシブル基板に結合されて封入材料で覆われた半導体発光素子を示す。
【図６】結合された半導体発光素子がリール上に巻かれているフレキシブル基板を示す。
【符号の説明】
【００３０】
１００  フレキシブル基板
１０２  ＬＥＤ
１０２ａ  ｎ型層
１０２ｂ  ｐ型層
１０２ｃ  活性層
１０４  保護回路
２０２  スタッドバンプ
２０４  パッド
２０６  ボール
２０８  ワイヤ
２２０ａ  第１コンタクト
２２０ｂ  第２コンタクト
２２２  接合ツール
２３０  封入材料
２３４  金属コンタクト
２３６  ビア
３００  フレキシブル基板
【図１】
2005322937.tif 000003
【図２】
2005322937.tif 000004
【図３Ａ】
2005322937.tif 000005
【図３Ｂ】
2005322937.tif 000006
【図４】
2005322937.tif 000007
【図５】
2005322937.tif 000008
【図６】
2005322937.tif 000009
【外国語明細書】
2005322937.tif 000010
2005322937.tif 000011
2005322937.tif 000012
2005322937.tif 000013
2005322937.tif 000014
2005322937.tif 000015
2005322937.tif 000016
2005322937.tif 000017
2005322937.tif 000018
2005322937.tif 000019
2005322937.tif 000020
2005322937.tif 000021
2005322937.tif 000022
2005322937.tif 000023
2005322937.tif 000024
2005322937.tif 000025
2005322937.tif 000026