(57)【要約】【課題】基材が劣化する状況の発生を減少させて歩留まり率を上昇させ、且つ、素子自身も特別な設計が不要なので、コストを減少させることができる発光装置の製造方法を提供する。【解決手段】高温が不要な熱超音波接合方式を利用して、基材上の接点と発光体表面上の数個のボンディングパッドを接合する。【選択図】図１ｅ
2007081104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光装置の製造方法であって、
基材を提供する工程と、
前記基材上に複数の接点を形成する工程と、
表面に数個のボンディングパッドを設置する発光体を提供する工程と、
熱超音波接合方式により、前記の各ボンディングパッドと各接点を、共金方式で接合する工程と、
からなることを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記基材は、金属、プラスチック、或いは、回路板からなることを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項３】
前記回路板は、フレキシブルプリント回路であることを特徴とする請求項２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項４】
前記基材は、導線架であり、複数の導電ピンを有し、且つ、前記接点は、前記導電ピン上に形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項５】
前記基材上に、複数の引線を形成すると共に、前記引線を裁断し、前記接点を形成することを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項６】
前記発光装置は、基板、及び、その上の導電層からなり、且つ、前記ボンディングパッドは、導電層上に設置されることを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項７】
前記基板は、アルミナからなることを特徴とする請求項６に記載の発光装置の製造方法。
【請求項８】
前記導電層は、窒化ガリウムからなることを特徴とする請求項６に記載の発光装置の製造方法。
【請求項９】
前記発光体を反転させ、熱超音波接合方式により、前記の各ボンディングパッドと前記各接点を、共金方式で接合することを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記の各ボンディングパッドと前記各接点の接合工程の後、更に、圧合工程を有し、前記基材と前記発光体を緊密に結合させることを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記の各ボンディングパッドと前記各接点の接合温度は、８０〜３００℃であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１２】
前記の各ボンディングパッドと前記各接点の接合温度は、好ましくは、８０〜１８０℃であることを特徴とする請求項１１に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１３】
前記接点、及び、前記ボンディングパッドの材質は、金(Au)、銅(Cu)、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、インジウム(In)、スズ(Sn)、プラチナ(Pt)、パラジウム (Pd)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、或いは、鉛(Pb)のどれかであることを特徴とする請求項１に記載の発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置の製造方法に関するものであって、特に、歩留まり率を上昇させる発光装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード(Light Emitting Diode；LED)は、半導体材料からなる発光素子で、素子は、二つの電極端子を有し、端子間に電圧を施圧して、極小の電流を流し、電子ホールの結合により、残りのエネルギーを光の形式で励磁するもので、これは、LEDの基本発光原理である。
【０００３】
一般の白熱灯と異なり、発光ダイオードは、冷発光に属し、低消耗電力、素子寿命が長い、暖灯が不要、反応速度が速い等の長所に加え、小体積、耐震動、量産に適合する、需要に応じて、極小、或いは、マトリクス状素子を製成でき、現在のLEDは、情報、通信、及び、消費性電子製品の指示器とディスプレイ装置上に使用され、日常生活にとって不可欠な重要素子になっている。
【０００４】
発光ダイオードは、発光波長によって、可視光発光ダイオード（波長が４５０〜６８０nm）と不可視光発光ダイオード（８５０〜１５５０nm）に分けられる。使用するエピタキシー層材料は、更に、二元化合物（ガリウム砒素(GaAs)、
ガリウムアンチモン(GaSb)、窒化ガリウム (GaN)）、三元化合物(AlxGa1-xAs)、AlxGa1-xP、In1-xGaxAs等)、四元化合物(アルミニウムインジウムガリウムリン(AlInGaP)、インジウムアルミニウムガリウム砒素(InAlGaAs)、AlxGa1-xAsyP1-y等)及び、窒化ガリウム系の化合物に分けられる。
【０００５】
輝度から区分すると、発光ダイオードは、高輝度発光ダイオード、及び、一般輝度の発光ダイオードの二種で、発光ダイオードの発光輝度、発光効率、エピタキシー層材料は、直接関係しているので、使用するエピタキシー層材料の種類によって、高輝度発光ダイオードを区分する基準とし、高輝度発光ダイオードは、四元化合物、及び、窒化ガリウム系化合物により製成される発光ダイオードのことで、一般輝度の発光ダイオードとは、窒化ガリウム以外の二元化合物、及び、三元化合物により製成される発光ダイオードのことである。
【０００６】
LEDが日常生活中に占める割合は大きく、よって、LEDの大手メーカーは、皆、LEDの発光功能の向上に着手し、一つは、LED構造の改善、もう一つは、蛍光粉とコーティング技術を含むパッケージ技術の改良である。LED構造の改善により、LEDの光エネルギーを損耗しないで発出され、フリップチップパッケージ技術(Flip
Chip Package)は、その中でも効果的な方法であり、輝度は、非フリップチップパッケージ型の１．５〜２倍である。
【０００７】
大部分のフリップチップ発光ダイオードの製造方法は、その電極結合方式が、スズ（Sn）成分の金属層により、２００〜３００℃の温度加熱方法により、リフローするものであるが、この方法は、高温環境を必要とし、スズを含む金属が融解して、素子と基板を結合させるが、素子は高温により劣化が生じて、歩留まり率を低下させ、且つ、スズ金属は、ワイヤーボンディングパッド金属と変化を生じ、素子自身の特性に影響を与えるので、素子設計上、更に、一層の阻止層を加えて、スズ金属がドープするのを防止し、素子がオーム接触して金属劣化するのを防止しなければならないので、コストが高くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、発光装置の製造方法を提供し、熱超音波方式により、各ボンディングパッドと各接点が、共金方式で接合し、基材と発光体が緊密に結合し、高温を使用する必要がないので、プラスチック模型が高温により融化する状況を回避して、歩留まり率を上昇させることを目的とする。
【０００９】
本発明は、発光装置の製造方法を提供し、スズを含まない金属の材質により、ボンディングパッドと接点を構成し、素子が、スズ金属ドープを受けて劣化することがなく、ワイヤーボンディング原理を利用し、ワイヤーボンディング終了後、線尾を裁断して複数の接点を形成し、素子自身は、特別な設計が不要で、コストを減少させることをもう一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するため、本発明は、発光装置の製造方法を提供し、まず、基材を提供し、基材上に、複数の接点を形成すると共に、表面に、複数のボンディングパッドを有する発光体を提供し、熱超音波接合(Ultrasonic
Bonding)により、各ボンディングパッドと各接点が、共金方式で接合される。
【発明の効果】
【００１１】
発光ダイオードは、日常生活において重要であり、且つ、フリップチップダイオードの輝度は、非フリップチップ型の発光ダイオードより高いので、本発明は、発光装置の製造方法を提供し、フリップチップ型の発光ダイオードを製造し、効果的に、照明用途上に応用できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の発光装置の製造方法は、図１（ａ）〜図１（ｅ）で示される。まず、図１（ａ）で示されるように、基材２０を提供し、基材２０の材質は、金属、プラスチック、或いは、フレキシブルプリント回路(Flexible
Printed Circuit；FPC)等の回路板(Printed Circuit Board；PCB)か、或いは、図で示されるように、導線架を基材２０とする。続いて、図１（ｂ）で示されるように、基材２０上に、複数の接点２２を形成し、接点２２の形成方法は、ワイヤーボンディング原理を利用し、基材２０上にワイヤーボンディングし、ワイヤーボンディング終了後、線尾を切断して、球形の接点２２を形成する。続いて、図１（ｃ）で示されるように、発光体２４を提供し、この発光体２４の表面に、複数のボンディングパッド２６を設置すると共に、図１（ｄ）で示されるように、ノズル３により、発光体２４を反転させ、熱超音波接合方式により、各ボンディングパッド２６と各接点２２が、共金方式で接合される。圧合を経て、基材２０と発光体２４は緊密に結合し、図１（ｅ）で示されるような発光装置２を形成し、この発光装置２は、フリップチップ形態である。
【００１３】
基材２０が導線架形態である時、事前に、モジュールを作って、発光体２４のボンディングパッド２６とモジュール上に露出した接点２２を接合するだけでよく、基材２０と発光体２４が、接触点のオープンの状態になり、歩留まり率が上昇する。
【００１４】
図１（ｃ）で示されるように、発光体２４は、基板２８と基板２８上に位置する導電層３０を有し、且つ、ボンディングパッド２６が、導電層３０上に設置され、基板２８の材質は、アルミナ(Al2O3)、導電層３０は、窒化ガリウムから構成される。
【００１５】
接点２２、及び、ボンディングパッド２６の材質は、金(Au)、銅(Cu)、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、インジウム(In)、スズ(Sn)、プラチナ(Pt)、パラジウム (Pd)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、或いは、鉛(Pb)のどれかであり、熱超音波接合方式により、基板２０と発光体２４を接合し、接合温度は、８０〜３００℃の間である。好ましくは、８０〜１８０℃で、熱超音波接合は、超音波接合と熱圧接合の混合技術であり、接合工程中、接合温度が低いので、接合界面の金属間化合物(Intermetallic
Compounds)成長を抑制し、及び、基板２０が高温劣化を生じる機会を減少させる。
【００１６】
本発明は、発光装置の製造方法を提供し、まず、ワイヤーボンディング原理を利用し、ワイヤーボンディング終了後、線尾を切断して、基材上で複数の接点を形成し、熱超音波接合、及び、圧合方式により、各ボンディングパッドと各接点が、共金方式で接合されて、基材と発光体が緊密に結合され、熱超音波接合は、高温が不要なので、プラスチック模型が高温により融化する状況を回避して、歩留まり率を上昇させ、且つ、素子が、スズ金属ドープを受けて劣化することがなく、ワイヤーボンディング原理を利用し、ワイヤーボンディング終了後、線尾を裁断して複数の接点を形成し、素子自身は、特別な設計が不要で、コストを減少させる。
【００１７】
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１ａ】本発明の発光装置の製造方法の工程を示す図である。
【図１ｂ】本発明の発光装置の製造方法の工程を示す図である。
【図１ｃ】本発明の発光装置の製造方法の工程を示す図である。
【図１ｄ】本発明の発光装置の製造方法の工程を示す図である。
【図１ｅ】本発明の発光装置の製造方法の工程を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
２…発光装置
３…ノズル
２０…基材    
２２…接点
２４…発光体
２６…ボンディングパッド
２８…基板
３０…導電層
【図１ａ】
2007081104.tif 000003
【図１ｂ】
2007081104.tif 000004
【図１ｃ】
2007081104.tif 000005
【図１ｄ】
2007081104.tif 000006
【図１ｅ】
2007081104.tif 000007