JP2011134920A - Led package mounting structure and manufacturing method thereof - Google Patents

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Takashi Kashimura
隆司 樫村
Tetsuya Nakatsuka
哲也 中塚
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Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-cost high-reliability LED package mounting structure improved in solder fatigue life. <P>SOLUTION: An LED package 10 has a light emitting surface 11 in a direction vertical to the mounting surface of a circuit substrate 20 and includes a first connection terminal member 12 on the bottom surface of the package and a second connection terminal member 13 on the back surface of the light emitting surface while the package is soldered and connected with the circuit substrate through the connection terminal members 12, 13. Solder materials used for connection with the circuit substrate 20 are different at the connection terminal members 12, 13. A melting point of solder 31 used for the connection terminal member 13 is lower than that of solder 30 used for the connection terminal member 12 by 30 degrees or higher. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、LEDパッケージをプリント配線基板等の回路基板に搭載したLEDパッケージ実装構造体に関する。   The present invention relates to an LED package mounting structure in which an LED package is mounted on a circuit board such as a printed wiring board.

近年、テレビ、モニタ等の液晶表示装置用バックライトユニットの光源として、LEDの使用が急速に進んでいる。これは、液晶表示装置の性能向上への要求に対応した流れであり、LED光源を使用することにより、従来の冷陰極蛍光管に比較してテレビの低消費電力化、薄型化が可能となる。特に、バックライトを構成するLEDを複数のグループに分割し、映像の内容に応じてグループ単位でLEDの輝度制御を行うエリア制御を実現することで、さらなる低消費電力化と高画質化が可能となる。   In recent years, the use of LEDs has been rapidly progressing as a light source for backlight units for liquid crystal display devices such as televisions and monitors. This is a flow corresponding to the demand for improving the performance of the liquid crystal display device, and by using the LED light source, it becomes possible to reduce the power consumption and the thickness of the television as compared with the conventional cold cathode fluorescent tube. . In particular, by dividing the LEDs that make up the backlight into multiple groups and implementing area control that controls the brightness of the LEDs in units of groups according to the content of the video, further lower power consumption and higher image quality are possible. It becomes.

エリア制御を可能とする液晶表示装置のバックライト方式には、大きく分けて直下型方式とスリムブロック型方式の2つがある。直下型方式では、多数のLED光源を、液晶パネルに対して光軸が垂直になるように面内に分散して配置し、光源からある程度距離を置いたところに配置される拡散板で光を混合して輝度を均一化する。一方、スリムブロック型方式では、複数個のLEDと一連の導光板の組合せを面内に複数組平面的に配列した構成を取り、LEDは、液晶パネルに対して光軸が平行になるよう導光板脇に配置される。光源から出た光は、導光板の側面から入射すると、導光板内を全反射して伝播し、導光板の下面に塗られた反射ドットなどにより散乱して、導光板の上面に取り出される。スリムブロック方式は、直下型方式に対して、面内輝度分布の均一化を得るための空間を必要としないため、より薄型化できるのが特徴である。   There are roughly two types of backlight systems for liquid crystal display devices that enable area control: a direct type and a slim block type. In the direct type, a large number of LED light sources are dispersed and arranged in a plane so that the optical axis is perpendicular to the liquid crystal panel, and light is emitted by a diffusion plate arranged at a certain distance from the light source. Mix to equalize the brightness. On the other hand, the slim block type has a configuration in which a plurality of combinations of LEDs and a series of light guide plates are arranged in a plane in a plane, and the LEDs are guided so that their optical axes are parallel to the liquid crystal panel. Located beside the light plate. When the light emitted from the light source is incident from the side surface of the light guide plate, the light is totally reflected and propagates in the light guide plate, and is scattered by reflection dots or the like applied to the lower surface of the light guide plate and taken out to the upper surface of the light guide plate. The slim block method is characterized in that it can be made thinner because it does not require a space for obtaining a uniform in-plane luminance distribution compared to the direct type.

スリムブロック方式を採用した場合、LEDパッケージの実装面に対し光軸が垂直となる一般的な上面発光タイプの表面実装型LEDパッケージ(以下、トップビュー型LEDパッケージと称す)を使用するためには、中継基板にLEDを実装した後、中継基板を回路基板に垂直にはんだ接続するか、中継基板をシャーシに垂直に固定した後コネクタ等で配線を行う必要が生じ、部品点数および組み立て工数が増大してコスト高になる。これに対して、LEDパッケージの実装面に対し光軸が平行となる側面発光タイプの表面実装型LEDパッケージ(以下、サイドビュー型LEDパッケージと称す)が開示されている(例えば、特許文献1)。サイドビュー型LEDパッケージを使用した場合には、LEDをプリント配線基板等の回路基板に直接搭載するため、コストを抑えられるといった利点がある。   When using the slim block method, in order to use a general top emission type surface mount LED package (hereinafter referred to as a top view LED package) in which the optical axis is perpendicular to the mounting surface of the LED package After mounting the LED on the relay board, it is necessary to solder the relay board vertically to the circuit board, or to fix the relay board vertically to the chassis and then perform wiring with connectors etc., increasing the number of parts and assembly man-hours Cost. On the other hand, a side-emitting type surface-mounted LED package (hereinafter referred to as a side-view type LED package) whose optical axis is parallel to the mounting surface of the LED package is disclosed (for example, Patent Document 1). . When the side view type LED package is used, since the LED is directly mounted on a circuit board such as a printed wiring board, there is an advantage that the cost can be suppressed.

特開平7−115227JP 7-115227 A

ところで、サイドビュー型LEDパッケージを回路基板にはんだ搭載した場合、LEDのON/OFFに伴う温度変化によりLEDパッケージ電極下のはんだ接続部に亀裂が入って進展していき、最終的にははんだ疲労破壊による導通不良を起こすという問題があった。これは、LEDパッケージの線膨張率が回路基板の線膨張率に比較して小さいため、熱変形に伴う応力がはんだ部に生じることに起因する。特に、テレビ用途向けには、LEDパッケージの信頼性確保の観点から、LEDパッケージ本体としてセラミック材料を、また、部材費削減の観点から、回路基板として安価な有機樹脂材料を用いたプリント配線基板を使用することが多く、両材料の線膨張率差が大きいために、はんだ疲労破壊の問題はより深刻となる。さらに、サイドビュー型パッケージでは、トップビュー型パッケージのようにパッケージの電極面積を大きくとることが難しく、はんだとの接続面積が小さいことも、導通不良に至るまでの時間を短くする要因となっている。   By the way, when a side-view type LED package is mounted on a circuit board by soldering, the solder connection portion under the LED package electrode cracks and progresses due to a temperature change accompanying the ON / OFF of the LED, and finally solder fatigue There was a problem of poor conduction due to breakdown. This is because the linear expansion coefficient of the LED package is smaller than the linear expansion coefficient of the circuit board, and therefore stress due to thermal deformation is generated in the solder portion. Especially for TV applications, from the viewpoint of ensuring the reliability of the LED package, a printed wiring board using a ceramic material as the LED package body and an inexpensive organic resin material as the circuit board from the viewpoint of reducing member costs. Since it is often used and the difference in linear expansion coefficient between the two materials is large, the problem of solder fatigue failure becomes more serious. Furthermore, in the side view type package, it is difficult to increase the electrode area of the package as in the top view type package, and the small connection area with the solder is also a factor for shortening the time until the conduction failure. Yes.

上述の問題の一解決策として、はんだ供給量を増やして接続部のはんだ厚みを
大きくすることが考えられるが、はんだ厚みを大きくした場合には、LEDパッケージの回路基板に対する搭載精度が低下する。すなわち、LEDパッケージの前後・左右方向への位置ずれが大きくなることにより、または、発光面が前後に傾斜あるいは回転することにより、導光板との光結合効率が悪くなる。また、はんだの代替として、はんだ入り熱効果樹脂で接続する等、他の接続手段を採ることも考えられるが、部材費等のコストアップに繋がるため現実的ではない。
As a solution to the above problem, it is conceivable to increase the solder supply amount to increase the solder thickness of the connection portion. However, when the solder thickness is increased, the mounting accuracy of the LED package on the circuit board is lowered. That is, when the positional displacement of the LED package in the front / rear / left / right direction is increased, or the light emitting surface is inclined or rotated forward / backward, the optical coupling efficiency with the light guide plate is deteriorated. In addition, as an alternative to solder, it is conceivable to employ other connection means such as connection with a heat-effect resin containing solder, but this is not realistic because it leads to an increase in costs such as member costs.

本発明は、上記問題に鑑み、LEDパッケージと回路基板との間に線膨張率差がある場合において、LEDパッケージと回路基板とを電気的に接続するはんだの疲労寿命を向上させ、導通不良を防止することを可能とするLEDパッケージ実装構造体を、低コストに信頼性高く提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention improves the fatigue life of the solder that electrically connects the LED package and the circuit board when there is a difference in linear expansion coefficient between the LED package and the circuit board, thereby reducing the conduction failure. An object of the present invention is to provide an LED package mounting structure that can be prevented with high reliability at low cost.

上記目的は、LEDパッケージと該LEDパッケージを実装する回路基板がはんだにより電気的に接続された実装構造体において、パッケージの底面に第1の接続用端子部を、背面に第2の接続用端子部を備え、該第1および第2の接続用端子部を介して回路基板とはんだ接続されていることを特徴とするLEDパッケージ実装構造体により達成することができる。   The object is to provide a mounting structure in which an LED package and a circuit board for mounting the LED package are electrically connected by solder, and a first connection terminal portion is provided on the bottom surface of the package and a second connection terminal is provided on the back surface. And an LED package mounting structure characterized by being soldered to the circuit board via the first and second connection terminal portions.

本発明に係るLEDパッケージ実装構造体によれば、LEDパッケージと該LEDパッケージを実装する回路基板とのはんだ接続面積を大きくとることができるため、LEDパッケージと回路基板との間に線膨張率差がある場合においても、LEDパッケージと回路基板とを電気的に接続するはんだの疲労寿命を向上させ、導通不良を防止することが可能となる。   According to the LED package mounting structure according to the present invention, since the solder connection area between the LED package and the circuit board on which the LED package is mounted can be increased, the linear expansion coefficient difference between the LED package and the circuit board can be increased. Even when there is, it is possible to improve the fatigue life of the solder that electrically connects the LED package and the circuit board, and to prevent conduction failure.

本発明の第1実施形態であるLEDパッケージ実装構造体の概略側面断面図である。It is a schematic side sectional view of the LED package mounting structure according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態であるLEDパッケージ実装構造体の概略正面断面図である。It is a schematic front sectional drawing of the LED package mounting structure which is 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態であるLEDパッケージ実装構造体の概略背面断面図である。1 is a schematic rear cross-sectional view of an LED package mounting structure according to a first embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1に、本発明の第1実施形態であるLEDパッケージ実装構造体の概略側面断面図を示す。   FIG. 1 shows a schematic side cross-sectional view of an LED package mounting structure according to the first embodiment of the present invention.

LEDパッケージ実装構造体は、表面実装型のLEDパッケージ10を回路基板20にはんだを介して電気的に接続したものである。ここで、LEDパッケージ10は、アルミナを主成分とする複数のグリーンシートを積層して焼成したセラミック焼結体からなるケースを有し、ケース内部にLED素子(図示せず)が実装されている。セラミック材としては、アルミナの他、窒化アルミ、炭化珪素、酸化ベリリウムなどが用いられる。尚、上記セラミックパッケージの代わりにポリアミド等の樹脂パッケージを使用しても良い。   The LED package mounting structure is obtained by electrically connecting a surface mounting type LED package 10 to a circuit board 20 via solder. Here, the LED package 10 has a case made of a ceramic sintered body obtained by laminating and firing a plurality of green sheets mainly composed of alumina, and an LED element (not shown) is mounted inside the case. . As the ceramic material, aluminum nitride, silicon carbide, beryllium oxide or the like is used in addition to alumina. A resin package such as polyamide may be used instead of the ceramic package.

LEDパッケージ10を実装する回路基板20の材質は、比較的安価なガラスエポキシ基板のような有機樹脂基板が用いられる他、信頼性に優れるセラミック系基板や熱伝導性に優れる金属ベース基板の使用も可能であり、特に限定されるものではない。   As a material of the circuit board 20 on which the LED package 10 is mounted, an organic resin substrate such as a relatively inexpensive glass epoxy substrate is used, and a ceramic substrate having excellent reliability and a metal base substrate having excellent heat conductivity can also be used. It is possible and not particularly limited.

LEDパッケージ10は、回路基板20との実装面に対して発光面11が略垂直になるように実装され、実装された状態に置いて、発光面11に対し垂直となるパッケージの底面に第1接続用端子部12を、また、実装面と垂直でかつ発光面11と反対側の面(発光面の背面)に第2接続用端子部13を有する。第1及び第2の接続用端子部12、13は、例えばWまたはMoからなるメタライズ層が、NiめっきとAuめっきあるいはNiめっきとAgめっきで被覆されている。第1接続用端子部と第2接続用端子部には、各々LED素子のp側電極およびn側電極に対応したアノード電極、カソード電極の2つのパッドがあり、第1の接続用端子部と第2接続用端子部のアノード電極パッド同士および第1接続用端子部と第2接続用端子部のカソード電極パッド同士は電気的に繋がっている。この場合、第1の接続用端子部と第2接続用端子部の同極同士(図2の121と図3の131、図2の122と図3の132)は、パッケージの表面で分離されずに連続して繋がっていても良いが、好ましくは、パッケージの表面では分離独立し、パッケージの内部配線により電気的に接続されている方が好ましい。尚、第2接続用端子部のアノード電極パッド132およびカソード電極パッド131は、パッケージサイズの範囲内で両極が接触せずにレイアウトできる限り、任意の大きさで設置可能である。   The LED package 10 is mounted so that the light emitting surface 11 is substantially perpendicular to the mounting surface with the circuit board 20, and is placed on the bottom surface of the package perpendicular to the light emitting surface 11 in the mounted state. The connection terminal portion 12 has a second connection terminal portion 13 on a surface (back surface of the light emitting surface) that is perpendicular to the mounting surface and opposite to the light emitting surface 11. In the first and second connection terminal portions 12 and 13, for example, a metallized layer made of W or Mo is covered with Ni plating and Au plating or Ni plating and Ag plating. The first connection terminal portion and the second connection terminal portion each have two pads of an anode electrode and a cathode electrode corresponding to the p-side electrode and the n-side electrode of the LED element. The anode electrode pads of the second connection terminal portion and the cathode electrode pads of the first connection terminal portion and the second connection terminal portion are electrically connected. In this case, the same polarity of the first connection terminal portion and the second connection terminal portion (121 in FIG. 2 and 131 in FIG. 3, 122 in FIG. 2 and 132 in FIG. 3) are separated on the surface of the package. However, it is preferable that the surface of the package is separated and independent and is electrically connected by the internal wiring of the package. The anode electrode pad 132 and the cathode electrode pad 131 of the second connection terminal portion can be installed in any size as long as they can be laid out without contacting both electrodes within the range of the package size.

第1接続用端子部12と第2接続用端子部13は、回路基板20上の部品搭載用パッド21に異なる組成のはんだ30,31を介して接続される。パッケージの第1接続用端子部および第2接続用端子部と接続される回路基板側の部品搭載用パッドは、それぞれ独立した別々のパッドであって回路基板内部で電気的に繋がっていても良いし、同一パッドであって、ソルダレジスト22の開口部で分離されていても良い。いずれにせよ、第1接続用端子部と第2接続用端子部で使用される異種組成のはんだ材料が、パッド上で混合しないよう、回路基板20表面では独立している必要がある。   The first connection terminal portion 12 and the second connection terminal portion 13 are connected to component mounting pads 21 on the circuit board 20 via solders 30 and 31 having different compositions. The component mounting pads on the circuit board side that are connected to the first connection terminal portion and the second connection terminal portion of the package are independent and independent pads, and may be electrically connected within the circuit board. In addition, the same pad may be separated by the opening of the solder resist 22. In any case, the surface of the circuit board 20 needs to be independent so that solder materials of different compositions used in the first connection terminal portion and the second connection terminal portion do not mix on the pad.

尚、パッケージの第2接続用端子部と接続される回路基板側の部品搭載用パッド21(あるいはソルダレジスト開口部)の、パッケージの発光面11に対して垂直となる辺の径(以下、A寸法と称す)は、第2接続用端子部の高さ方向のパッド径(以下、B寸法と称す)の0.5倍から2倍が望ましい。A寸法が、B寸法の0.5倍より小さい場合や2倍よりも大きい場合には、はんだフィレットが適正な形状にならず、はんだ疲労寿命の向上化に繋がらないためである。なお、はんだフィレットが適正な形状であれば、第1接続用端子部でのはんだの破壊が先に起こり、その後、第2接続用端子部でのはんだの破壊が起きる。   The diameter of the side perpendicular to the light emitting surface 11 of the package of the component mounting pad 21 (or solder resist opening) on the circuit board side connected to the second connection terminal portion of the package (hereinafter referred to as A). The dimension) is preferably 0.5 to 2 times the pad diameter in the height direction of the second connection terminal portion (hereinafter referred to as dimension B). This is because when the A dimension is smaller than 0.5 times the B dimension or larger than 2 times, the solder fillet does not have an appropriate shape and does not lead to an improvement in the solder fatigue life. If the solder fillet has an appropriate shape, solder breakage occurs first in the first connection terminal portion, and then solder breakage occurs in the second connection terminal portion.

ここで、適正なはんだフィレット形状が形成される範囲で、パッケージの第2接続用端子部13と接続される回路基板側の部品搭載用パッド21の面積(あるいはソルダレジスト開口面積)は可能な限り大きい方が好ましい。パッド面積が大きいことにより、はんだの接続面積も大きくなり、その結果、放熱特性が向上してLEDのON/OFFに伴う熱ストレスを軽減でき、かつ、はんだが全破断に至るまでの全長が長くなるからである。   Here, as long as an appropriate solder fillet shape is formed, the area (or solder resist opening area) of the component mounting pad 21 on the circuit board side connected to the second connection terminal portion 13 of the package is as much as possible. Larger is preferable. The large pad area also increases the solder connection area. As a result, the heat dissipation characteristics can be improved to reduce the thermal stress associated with the ON / OFF of the LED, and the total length until the solder reaches full breakage is long. Because it becomes.

上述したように、パッケージの第1接続用端子部12および第2接続用端子部13を介して回路基板20にはんだ接続することで、パッケージ10と回路基板20とのはんだ接続面積が大きくなり、たとえ第1接続用端子部12で熱ストレスに伴うはんだ破壊が生じても、第2接続用端子部13で導通不良を回避できて、LEDが不点灯になることを防止できる。   As described above, the solder connection area between the package 10 and the circuit board 20 is increased by soldering to the circuit board 20 via the first connection terminal portion 12 and the second connection terminal portion 13 of the package. Even if solder breakage due to thermal stress occurs in the first connection terminal portion 12, conduction failure can be avoided in the second connection terminal portion 13, and it is possible to prevent the LED from becoming unlit.

ここで第1接続用端子部で使用するはんだ30の材質としては、熱疲労特性に優れる錫銀二元系共晶はんだ、錫銀銅三元系共晶はんだあるいは錫亜鉛系はんだが好ましい。具体的には、Sn−3.5Ag(融点約221℃)、Sn−3Ag−0.5Cu(融点約217℃)、Sn−9Zn(融点約199℃)などが第1接続用端子部で使用するはんだとしてあげられる。第2接続用端子部で使用するはんだ31は、第1接続用端子部で使用するはんだの融点に比較して低融点である材料を選択する必要がある。このため、第2接続用端子部で使用するはんだの材質は、たとえば錫銀二元系共晶合金あるいは錫亜鉛系合金にビスマスを3%以上添加して低融点化したはんだが好ましい。尚、ビスマスは硬くて脆い性質を持つ金属であり、ビスマスを少量添加した場合には、はんだの融点が下がる一方で、はんだの接続信頼性も低下することとなる。したがって、第2接続用端子部で使用するはんだとしては、たとえば錫銀二元系共晶合金あるいは錫亜鉛系合金にビスマスを50ないし60%添加して低融点化したものがさらに好ましい。この場合には、ビスマスが共晶反応により微細化されるため、信頼性の低下を回避できる。具体的には、Sn−1Ag−57Bi(融点約140℃)、Sn−4Zn−56Bi(融点約130℃)などが第2接続用端子部で使用するはんだとしてあげられる。また、環境への影響の点で好ましくはないが、従来多く使われ、接合性や疲労寿命特性に優れた錫鉛共晶合金も第1あるいは第2接続用端子部で使用可能なことは言うまでもない。   Here, the material of the solder 30 used in the first connection terminal portion is preferably a tin-silver binary eutectic solder, a tin-silver-copper ternary eutectic solder or a tin-zinc solder excellent in thermal fatigue characteristics. Specifically, Sn-3.5Ag (melting point: about 221 ° C.), Sn-3Ag-0.5Cu (melting point: about 217 ° C.), Sn-9Zn (melting point: about 199 ° C.), etc. are used in the first connection terminal portion. It is given as solder. For the solder 31 used in the second connection terminal portion, it is necessary to select a material having a lower melting point than the melting point of the solder used in the first connection terminal portion. For this reason, the material of the solder used in the second connection terminal is preferably a solder whose temperature is lowered by adding 3% or more of bismuth to a tin-silver binary eutectic alloy or tin-zinc alloy. Note that bismuth is a hard and brittle metal, and when a small amount of bismuth is added, the melting point of the solder is lowered while the connection reliability of the solder is also lowered. Therefore, as the solder used in the second connection terminal portion, for example, a tin / silver binary eutectic alloy or tin / zinc alloy added with 50 to 60% bismuth to lower the melting point is more preferable. In this case, since bismuth is refined by the eutectic reaction, a decrease in reliability can be avoided. Specifically, Sn-1Ag-57Bi (melting point: about 140 ° C.), Sn-4Zn-56Bi (melting point: about 130 ° C.), and the like are listed as the solder used in the second connection terminal portion. Although not preferable in terms of environmental impact, it goes without saying that tin-lead eutectic alloys that have been used in the past and have excellent bondability and fatigue life characteristics can also be used in the first or second connection terminal portions. Yes.

次に、LEDパッケージ構造体を作製する方法について述べる。LEDパッケージ10を回路基板20に接続する場合、予め回路基板上の部品搭載用パッド21にはんだをペースト印刷、ディスペンサ塗布またはめっきなどの手段により供給する。回路基板20には、LEDパッケージ10の第1接続用端子部12と接続するパッドと第2接続用端子部13と接続するパッドで異なるはんだを供給する必要がある。その為、例えば、先ず第1接続用端子部12と接続するパッドにペースト印刷によって第1のはんだ30を供給後、第2接続用端子部13と接続するパッドにディスペンサ塗布によって第2のはんだを31供給する。あるいは、第1接続用端子部12と接続するパッドにペースト印刷によって第1のはんだ30を供給後、予めLEDパッケージの第2接続用端子部13にはんだボールを形成しておいたLEDパッケージを搭載することにより、第2のはんだ31を供給しても良い。   Next, a method for producing an LED package structure will be described. When the LED package 10 is connected to the circuit board 20, solder is supplied in advance to the component mounting pads 21 on the circuit board by means such as paste printing, dispenser application, or plating. It is necessary to supply the circuit board 20 with different solders for the pads connected to the first connection terminal portions 12 and the pads connected to the second connection terminal portions 13 of the LED package 10. Therefore, for example, after supplying the first solder 30 to the pad connected to the first connection terminal portion 12 by paste printing, the second solder is applied to the pad connected to the second connection terminal portion 13 by applying a dispenser. 31 supply. Alternatively, an LED package in which solder balls are formed in advance on the second connection terminal portion 13 of the LED package after the first solder 30 is supplied by paste printing to the pad connected to the first connection terminal portion 12 is mounted. By doing so, the second solder 31 may be supplied.

LEDパッケージ10は、部品装着機等により、第1接続用端子部12を下方に向けた状態で搬送し、はんだが塗布された部品搭載用パッド21に当接するように、回路基板上20に載置する。LEDパーケージ10を載置した回路基板20は、リフロー炉内にベルト搬送する。リフロー炉内で、回路基板20
をはんだの融点以上の温度で一定時間加熱させて、はんだを一旦溶融させた後、回路基板20をリフロー炉内からベルト搬送で取り出す。リフロー炉内には、設定温度の異なるいくつかの加熱ゾーンがあり、最高温度に設定された加熱ゾーンを通過以降、回路基板20は、徐々に冷却される。この冷却過程では、上述のように、第2接続用端子部13で使用するはんだ31の融点が、第1接続用端子部12で使用するはんだ30の融点に比較して低融点であるため、先に第1接続用端子部12のはんだ30が再凝固する。このとき、パッケージ背面の第2接続用端子部13のはんだ31は未だ溶融状態にある。その後、第2接続用端子部のはんだが再凝固するが、その際のはんだ凝縮に伴い、パッケージの発光面11を前後方向に傾斜させる力が、第2接続用端子部13に働く。しかしながら、既にパッケージ底部のはんだ30が固まっているために、パッケージ10は傾斜せずに直立を保つことができる。
The LED package 10 is carried by a component mounting machine or the like with the first connection terminal portion 12 facing downward, and is mounted on the circuit board 20 so as to contact the component mounting pad 21 coated with solder. Put. The circuit board 20 on which the LED package 10 is placed is conveyed by a belt into the reflow furnace. In the reflow furnace, the circuit board 20
Is heated at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder for a certain period of time to melt the solder once, and then the circuit board 20 is taken out of the reflow furnace by belt conveyance. There are several heating zones with different set temperatures in the reflow furnace, and the circuit board 20 is gradually cooled after passing through the heating zone set to the maximum temperature. In this cooling process, as described above, the melting point of the solder 31 used in the second connection terminal portion 13 is lower than the melting point of the solder 30 used in the first connection terminal portion 12, First, the solder 30 of the first connecting terminal portion 12 is solidified again. At this time, the solder 31 of the second connection terminal portion 13 on the back surface of the package is still in a molten state. Thereafter, the solder of the second connection terminal portion is re-solidified. Along with the solder condensation at that time, a force for inclining the light emitting surface 11 of the package in the front-rear direction acts on the second connection terminal portion 13. However, since the solder 30 at the bottom of the package is already hardened, the package 10 can be kept upright without being inclined.

ここで、第2接続用端子部13で使用するはんだ31の融点は、第1接続用端子部12で使用するはんだ30の融点に比較して、30度以上低いことが望ましい。これは、以下の理由による。すなわち、両はんだの融点差が30度より小さい場合には、第1接続用端子部12のはんだ30の凝固点が過冷却により本来の融点よりも低くなった場合に、第1接続用端子部12のはんだ30が完全に再凝固しないうちに第2接続用端子部13のはんだ31の再凝固が始まる可能性があり、LEDパッケージ10の傾斜抑制効果が薄れるためである。   Here, the melting point of the solder 31 used in the second connection terminal portion 13 is desirably lower by 30 degrees or more than the melting point of the solder 30 used in the first connection terminal portion 12. This is due to the following reason. That is, when the difference between the melting points of the two solders is smaller than 30 degrees, when the solidification point of the solder 30 of the first connecting terminal portion 12 becomes lower than the original melting point due to overcooling, the first connecting terminal portion 12 is used. This is because the re-solidification of the solder 31 of the second connection terminal portion 13 may start before the solder 30 of the second re-solidification is completely re-solidified, and the inclination suppressing effect of the LED package 10 is diminished.

なお、上述した本発明第1の実施形態におけるはんだのフィレット形状およびLEDパッケージ10の傾斜抑制は、第1、第2接続用端子部12,13で使用するはんだ30,31の供給量および供給量比、ソルダレジスト開口径、回路基板パッド径などを最適化することにより実現できる。   In addition, the solder fillet shape and the inclination suppression of the LED package 10 in the first embodiment of the present invention described above are the supply amounts and supply amounts of the solders 30 and 31 used in the first and second connection terminal portions 12 and 13. This can be achieved by optimizing the ratio, solder resist opening diameter, circuit board pad diameter, and the like.

第1の実施形態によれば、LEDパッケージ10と回路基板20とのはんだ接続面積を大きくとることができるため、LEDパッケージと回路基板との間に線膨張率差がある場合においても、LEDパッケージと回路基板とを電気的に接続するはんだの疲労寿命を向上させ、導通不良を防止することが可能となる。また、第1および第2の接続用端子部で融点の異なるはんだ材料を使用するため、LEDパッケージ搭載時におけるパッケージの傾きがなく、導光板との光結合効率に優れたLEDパッケージ実装構造体を提供することが可能となる。   According to the first embodiment, since the solder connection area between the LED package 10 and the circuit board 20 can be increased, the LED package even when there is a difference in linear expansion coefficient between the LED package and the circuit board. It is possible to improve the fatigue life of the solder that electrically connects the circuit board and the circuit board and to prevent poor conduction. In addition, since solder materials having different melting points are used in the first and second connection terminal portions, there is no inclination of the package when the LED package is mounted, and an LED package mounting structure having excellent light coupling efficiency with the light guide plate. It becomes possible to provide.

10 表面実装型LEDパッケージ
11 LED発光面
12 第1接続用端子部
121 第1接続用端子部(カソード電極パッド)
122 第1接続用端子部(アノード電極パッド)
13 第2接続用端子部
131 第2接続用端子部(カソード電極パッド)
132 第2接続用端子部(アノード電極パッド)
20 回路基板
21 回路基板の部品搭載用パッド
22 ソルダーレジスト
30 はんだ1
31 はんだ2
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Surface mount type LED package 11 LED light emission surface 12 1st connection terminal part 121 1st connection terminal part (cathode electrode pad)
122 First connection terminal (anode electrode pad)
13 Second connection terminal portion 131 Second connection terminal portion (cathode electrode pad)
132 Second connection terminal (anode electrode pad)
20 Circuit Board 21 Circuit Board Component Mounting Pad 22 Solder Resist 30 Solder 1
31 Solder 2

Claims (11)

LEDパッケージと該LEDパッケージを実装する回路基板がはんだにより電気的に接続された実装構造体において、
前記LEDパッケージの前記回路基板と対向する第一の面と前記回路基板とを接続する第一のはんだと、
前記第一の面とは異なる前記LEDパッケージの第二の面と前記回路基板とを接続する第二のはんだとを備えたことを特徴とするLEDパッケージ実装構造体。
In a mounting structure in which an LED package and a circuit board for mounting the LED package are electrically connected by solder,
A first solder connecting the circuit board and a first surface of the LED package facing the circuit board;
An LED package mounting structure comprising: a second solder for connecting the second surface of the LED package different from the first surface and the circuit board.
請求項1記載のLEDパッケージ実装構造体において、
前記第二のはんだの融点が、前記第一のはんだの融点に比較して低いことを特徴とするLEDパッケージ実装構造体。
The LED package mounting structure according to claim 1,
The LED package mounting structure, wherein the melting point of the second solder is lower than the melting point of the first solder.
請求項2記載のLEDパッケージ実装構造体において、
第一および第二のはんだの融点差が30度以上であることを特徴とするLEDパッケージ実装構造体。
The LED package mounting structure according to claim 2,
The LED package mounting structure, wherein the difference between the melting points of the first and second solders is 30 degrees or more.
請求項1乃至3のいずれかに記載のLEDパッケージ実装構造体において、
前記第一のはんだ及び前記第二のはんだは、前記回路基板上に形成された電極と前記LEDパッケージ上に形成された電極とを接続していることを特徴とするLEDパッケージ実装構造体。
In the LED package mounting structure according to any one of claims 1 to 3,
The LED package mounting structure, wherein the first solder and the second solder connect an electrode formed on the circuit board and an electrode formed on the LED package.
請求項4記載のLEDパッケージ実装構造体において、
前記LEDパッケージ上に形成された電極は、前記第一の面に設けられ前記第一のはんだに接続される第一の電極と、前記第二の面に設けられ前記第二のはんだに接続される第二の電極とを別々に備えたことを特徴とするLEDパッケージ実装構造体。
The LED package mounting structure according to claim 4,
The electrode formed on the LED package includes a first electrode provided on the first surface and connected to the first solder, and an electrode provided on the second surface and connected to the second solder. An LED package mounting structure comprising a second electrode separately provided.
請求項5において、
前記第一の電極と前記第二の電極とは、ともに前記LEDパッケージが有するLED素子の電極に電気的に接続されることを特徴とするLEDパッケージ実装構造体。
In claim 5,
Both said 1st electrode and said 2nd electrode are electrically connected to the electrode of the LED element which the said LED package has, The LED package mounting structure characterized by the above-mentioned.
請求項4のいずれかに記載のLEDパッケージ実装構造体において、
前記LEDパッケージ上に形成された電極は、前記第一の面に設けられ前記第一のはんだに接続される第一の電極と、前記第二の面に設けられ前記第二のはんだに接続される第二の電極とを備え、
前記第二の電極の面積は、前記第1の電極の面積よりも広いことを特徴とするLEDパッケージ実装構造体。
In the LED package mounting structure according to claim 4,
The electrode formed on the LED package includes a first electrode provided on the first surface and connected to the first solder, and an electrode provided on the second surface and connected to the second solder. And a second electrode
2. The LED package mounting structure according to claim 1, wherein an area of the second electrode is larger than an area of the first electrode.
請求項1乃至7のいずれかに記載のLEDパッケージ実装構造体において、
前記LEDパッケージは、前記第一の面の面積よりも前記第二の面の面積が広いことを特徴とするLEDパッケージ実装構造体。
In the LED package mounting structure according to any one of claims 1 to 7,
The LED package mounting structure according to claim 1, wherein an area of the second surface is larger than an area of the first surface.
請求項1乃至8のいずれかに記載のLEDパッケージ実装構造体において、
前記LEDパッケージは、前記第二の面の反対の面に発光面を有することを特徴とするLEDパッケージ実装構造体。
The LED package mounting structure according to any one of claims 1 to 8,
The LED package mounting structure, wherein the LED package has a light emitting surface on a surface opposite to the second surface.
LEDパッケージと該LEDパッケージを実装する回路基板がはんだにより電気的に接続された実装構造体の製造方法において、
前記LEDパッケージの前記回路基板と対向する第一の面と前記回路基板との間に第一のはんだを形成する第一のはんだ形成工程と、
前記第一の面とは異なる前記LEDパッケージの第二の面と前記回路基板との間に、前記第一のはんだよりも融点が低い第二のはんだを形成する第二のはんだ形成工程と、
前記第一のはんだと前記第二のはんだを設けた前記LEDパッケージを加熱し、前記第一のはんだと前記第二のはんだとにより前記LEDパッケージと前記回路基板とを接続するリフロー工程とを含むことを特徴とするLEDパッケージ実装構造体の製造方法。
In a manufacturing method of a mounting structure in which an LED package and a circuit board on which the LED package is mounted are electrically connected by solder,
A first solder forming step of forming a first solder between the circuit board and a first surface of the LED package facing the circuit board;
A second solder forming step of forming a second solder having a melting point lower than that of the first solder, between the second surface of the LED package different from the first surface and the circuit board;
A reflow process of heating the LED package provided with the first solder and the second solder, and connecting the LED package and the circuit board by the first solder and the second solder. A method for manufacturing an LED package mounting structure, comprising:
請求項10記載のLEDパッケージ実装構造体の製造方法において、
前記リフロー工程では、加熱により前記第一及び第二のはんだが溶融し、前記第一のはんだが凝固した後に前記第二のはんだが凝固することを特徴とするLEDパッケージ実装構造体の製造方法。
In the manufacturing method of the LED package mounting structure of Claim 10,
In the reflow process, the first and second solders are melted by heating, and the second solder is solidified after the first solder is solidified.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102720997A (en) * 2012-07-02 2012-10-10 深圳市华星光电技术有限公司 Encapsulating structure of backlight module and LED (light-emitting diode)
US9134477B2 (en) 2012-07-02 2015-09-15 Quan Li Backlight module and LED packaging having fixed structure
JP2015220426A (en) * 2014-05-21 2015-12-07 日亜化学工業株式会社 Light emitting device
JP2016051798A (en) * 2014-08-29 2016-04-11 大日本印刷株式会社 Method of manufacturing mounting board and mounting board
CN109659808A (en) * 2017-10-12 2019-04-19 日月光半导体制造股份有限公司 Semiconductor device packages, optical package and its manufacturing method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102720997A (en) * 2012-07-02 2012-10-10 深圳市华星光电技术有限公司 Encapsulating structure of backlight module and LED (light-emitting diode)
US9134477B2 (en) 2012-07-02 2015-09-15 Quan Li Backlight module and LED packaging having fixed structure
JP2015220426A (en) * 2014-05-21 2015-12-07 日亜化学工業株式会社 Light emitting device
JP2016051798A (en) * 2014-08-29 2016-04-11 大日本印刷株式会社 Method of manufacturing mounting board and mounting board
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