JP4771135B2 - プリント配線板、それを使用したｌｅｄ装置及びプリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、銀白色系の金属のめっきからなる反射領域とワイヤボンデング接続用パッドの金めっき端子部とを備えたプリント配線板、それを使用したＬＥＤ装置及びプリント配線板の製造方法に関する。
プリント配線板に、銀白色系の金属である銀めっきやニッケルめっき部分を発光素子からの光を反射させる反射領域とし、発光素子（ＬＥＤ）をワイヤボンデング接続用パッドの金めっき端子部にボンデングワイヤで電気的に接続することによりＬＥＤ装置とする要求が多くなっていた。
つまり、発光素子からの白色系の光を反射させる反射領域の金属めっきを銅めっきや金めっきとすると赤色系の反射光となり白色や青色等の場合は光反射効率が低くなり反射領域の金属めっきを銀白色系の金属めっきとするものである。
発光素子（ＬＥＤ）の小型化、高精細化の要求からワイヤボンデング接続用の金めっき端子部とリフレクタとして利用する反射領域の銀白色系の金属めっきを２ｍｍ以内の領域内で近接して配置することは、従来のめっきレジストやマスキングフィルム（マスキングシート）によるマスキング工程では、めっきレジストとの密着性や位置精度が低下するという問題があった。
また、特開２００３−０３１９１４号公報では、銀白色系の金属めっき部分と金めっき部分とを同一表面に備えたプリント配線板において、銀白色系の金属めっき部分が金めっきの表面の一部に積層され、銀白色系の金属めっき部分として、ニッケル、ロジウム、コバルト、クロムの単独、またはこれらの金属の合金を備えたプリント配線板に関するものが開示されている。
特許第３５３９５６３号公報
特開２００３−０３１９１４号公報
本発明の目的とするところは、信頼性のあるワイヤボンデング用の金めっき端子部と、銀白色系の金属めっき部分の発光素子からの光を反射させる反射領域とを形成するプリント配線板、それを使用したＬＥＤ装置及びプリント配線板の製造方法を提供することにある。
発光素子（ＬＥＤ）の小型化、高精細化の要求からワイヤボンデング接続用の金めっき端子部と反射領域に配置する銀めっきとを、２ｍｍ以内の領域内で近接して配置することは、めっきレジストやマスキングフィルム（マスキングシート）によるマスキング法では困難であり、さらに、反射領域の銀めっきがプリント配線板の回路導体として電気的に接続されるとシルバーマイグレーション現象が生じ、絶縁劣化や品質信頼性が低下するという問題があった。
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１は、光を反射させる銀白色系の金属めっきからなる反射領域と、前記反射領域の周囲に近接する金めっき端子部と、前記反射領域及び金めっき端子部に共通のめっきリード端子部と、前記反射領域及び金めっき端子部から前記共通のめっきリード端子部へのめっきリード線と、前記金めっき端子部から前記めっきリード端子部へのめっきリード線の途中に設けられたリード線カット部と、を備えたプリント配線板であって、前記反射領域の銀白色系の金属めっきは金めっきの表面に形成されているプリント配線板を提供するものである。また、本発明の請求項１は、光を反射させる銀白色系の金属めっき、特に銀めっきからなる反射領域は、プリント配線板の回路導体と電気的に接続されない、発光素子を電気的に接続する金めっき端子部から独立した領域に反射領域を設けるプリント配線板を提供するものである。つまり、銀めっきからなる反射領域をプリント配線板の電気的な回路導体として使用しないものである。
本発明の請求項２は、金めっきの表面に形成される反射領域の金属めっきが銀めっきであり、前記反射領域の銀めっき専用の金属めっきリード線を備えているプリント配線板を提供するものである。
本発明の請求項３は、請求項１のプリント配線板において、前記反射領域が、発光素子をボンデングワイヤで電気的に接続する反射領域の周囲に近接する金めっき端子部より、低い位置の凹部に独立して形成されているプリント配線板を提供するものである。
本発明の請求項４は、プリント配線板の光を反射させる銀白色系の金属めっきを備える反射領域に発光素子を搭載し、この発光素子とプリント配線板の前記反射領域の周囲に近接する金めっき端子部とをボンデングワイヤで電気的に接続するＬＥＤ装置を提供するものである。
本発明の請求項５は、共通のめっきリード端子部に接続された、反射領域の金属導体部と回路導体である接続端子部とこれらの両方のめっきリード線と、を形成する工程と、前記反射領域の金属導体部と回路導体である接続用端子部とに金めっきを施す工程と、前記回路接続用端子部のめっきリードを、前記めっきリード線の途中に設けられたリードカット部で切断する工程と、前記回路導体である接続用端子部にマスキングを施すことなく、前記反射領域の金属導体部の金めっき表面のみに銀白色系の金属めっきを、電気めっき、無電解めっきまたは置換めっきにより形成する工程と、を有するプリント配線板の製造方法を提供するものである。
以上、説明したように本発明のプリント配線板、それを使用したＬＥＤ装置及びプリント配線板の製造方法は、反射領域の銀めっき形成において、ワイヤボンデング接続用パッド部分は、めっきレジストによるマスキング法を適用しないので、めっきレジストの剥離除去が不要となり下地金属との密着性は良好で、信頼性のある反射領域の銀めっきがプリント配線板の回路導体として電気的に接続されない発光素子からの光を反射させる銀白色系の銀めっきからなる反射領域を設定できる。
また、発光素子（ＬＥＤ）の小型化、高精細化にともなうワイヤボンデング接続用の金めっき端子部と発光素子の光を反射させる反射領域に配置する銀めっきとを、２ｍｍ以内の領域内で近接して配置しても、反射領域の銀めっきは電気的な回路導体として使用しないものであるからシルバーマイグレーション現象が発生せず、信頼性の高いプリント配線板、それを使用したＬＥＤ装置及びプリント配線板の製造方法を提供するものである。
まず、図５に基づいて本発明の製造工程の一例を説明する。
大盤のプリント配線板に個別の配線板を配置しワークサイズとする。
本例では、２色めっき基板をマスキングレスで形成する製造工程の一例を説明する。ワークサイズに断裁し、スルーホール穴をＮＣ穴明け、スリット部のルーター加工、銅張り積層板の銅箔表面の平面研磨、銅めっき、エッチングによる回路形成、めっきレジスト形成、金めっき、めっきリード線カット、銀めっき、外形加工をして、マスキングレスで金・銀の２色めっき基板を形成する。
大盤のプリント配線板に個別の配線板を配置しワークサイズとする。
本例では、２色めっき基板をマスキングレスで形成する製造工程の一例を説明する。ワークサイズに断裁し、スルーホール穴をＮＣ穴明け、スリット部のルーター加工、銅張り積層板の銅箔表面の平面研磨、銅めっき、エッチングによる回路形成、めっきレジスト形成、金めっき、めっきリード線カット、銀めっき、外形加工をして、マスキングレスで金・銀の２色めっき基板を形成する。
以下、本発明の実施の形態を図１の大盤のプリント配線板断面図に基づいて説明する。
２１は大盤のプリント配線板であり、紙フェノール材、ガラスエポキシ材、コンポジット材、ポリイミドフィルムまたはセラミック等の材質によりなる。
７は、個別の配線板であり、個別の配線板７に接続されているそれぞれのめっきリード線９はワークサイズである大盤のプリント配線板２１の周辺部のめっきリード端子部１９に接続している。
（Ａ）は、めっきリード線カット前の大盤のプリント配線板２１の裏側にめっきリード端子部１９のスルーホールめっきで接続された反射領域の金属めっきと、大盤のプリント配線板２１の表側にある金めっき端子部の金属めっきとの両方のめっきリード線となるものである。
（Ｂ）は、大盤のプリント配線板２１の表側にあるめっきリード線カット部１７をドリルでカットし大盤のプリント配線板２１の裏側にある反射領域の金属めっきのみに使用するめっきリード端子部１９である。
２１は大盤のプリント配線板であり、紙フェノール材、ガラスエポキシ材、コンポジット材、ポリイミドフィルムまたはセラミック等の材質によりなる。
７は、個別の配線板であり、個別の配線板７に接続されているそれぞれのめっきリード線９はワークサイズである大盤のプリント配線板２１の周辺部のめっきリード端子部１９に接続している。
（Ａ）は、めっきリード線カット前の大盤のプリント配線板２１の裏側にめっきリード端子部１９のスルーホールめっきで接続された反射領域の金属めっきと、大盤のプリント配線板２１の表側にある金めっき端子部の金属めっきとの両方のめっきリード線となるものである。
（Ｂ）は、大盤のプリント配線板２１の表側にあるめっきリード線カット部１７をドリルでカットし大盤のプリント配線板２１の裏側にある反射領域の金属めっきのみに使用するめっきリード端子部１９である。
次に、本発明の製造方法の詳細を図２に基づいて説明する。
（Ａ）は、個別のプリント配線板７に形成しためっきリード端子部１９に接続されている反射領域１３の銀白色系の金属めっき層４と、個別のプリント配線板７の金めっき端子部５の金属めっきとの両方のめっきリード線９となるものである。（金めっきリード線カット前）
本工程は、反射領域１３の金属導体部１８と回路導体である接続用端子部６とに金めっきを施すものである。
（Ａ）は、個別のプリント配線板７に形成しためっきリード端子部１９に接続されている反射領域１３の銀白色系の金属めっき層４と、個別のプリント配線板７の金めっき端子部５の金属めっきとの両方のめっきリード線９となるものである。（金めっきリード線カット前）
本工程は、反射領域１３の金属導体部１８と回路導体である接続用端子部６とに金めっきを施すものである。
（Ｂ）は、個別のプリント配線板７に形成しためっきリード線カット部１７をドリルでカットし、反射領域１３の導体のみに銀白色系の金属めっき層４を形成する。
銀白色系の金属めっき層を銀めっきとし、ここで使用する銀めっきは電気めっきのほか、微細回路で電気めっき用のリード線を引き出す余裕がない場合などには無電解めっきや置換めっきも用いられる。
つまり、銀めっき液（銀が溶けた溶液）に金めっき（金地金）材料を浸漬してもイオン化傾向（イオン化列：Ｎｉ＞銅＞銀＞金）により、金が銀めっき液に溶出することはないから金めっき端子部５をマスキングする必要がない。（マスキングレス）
従って、金めっき上に銀めっきを施すには、反射領域１３の銀めっき用のリード線９に接続されている金属導体部１８にのみ銀めっきが析出する。
銀白色系の金属めっき層を銀めっきとし、ここで使用する銀めっきは電気めっきのほか、微細回路で電気めっき用のリード線を引き出す余裕がない場合などには無電解めっきや置換めっきも用いられる。
つまり、銀めっき液（銀が溶けた溶液）に金めっき（金地金）材料を浸漬してもイオン化傾向（イオン化列：Ｎｉ＞銅＞銀＞金）により、金が銀めっき液に溶出することはないから金めっき端子部５をマスキングする必要がない。（マスキングレス）
従って、金めっき上に銀めっきを施すには、反射領域１３の銀めっき用のリード線９に接続されている金属導体部１８にのみ銀めっきが析出する。
また、イオン化傾向によると銀めっき液（銀が溶けた溶液）に銅材料（銅張り積層板＋銅めっき処理）を浸漬して銀めっきを銅めっき上に直接施すこともっできる。
ただし、シルバーマイグレーション現象を考慮すると、電気回路導体として使用しない反射領域１３の金属導体部１８に限定することが望ましい。
特に、銀めっきの下地が電気化学的に貴な電位の金である本発明は下地が銅などのような電気化学的に卑な電位の金属と比べて腐食が起こりにくい。
また、銀白色系の金属めっきのめっき浴が強酸または強アルカリであっても、下地が金であるために、下地のとけ込みの心配がない。
ただし、シルバーマイグレーション現象を考慮すると、電気回路導体として使用しない反射領域１３の金属導体部１８に限定することが望ましい。
特に、銀めっきの下地が電気化学的に貴な電位の金である本発明は下地が銅などのような電気化学的に卑な電位の金属と比べて腐食が起こりにくい。
また、銀白色系の金属めっきのめっき浴が強酸または強アルカリであっても、下地が金であるために、下地のとけ込みの心配がない。
図３の本発明に係るプリント配線板の断面図に基づいて説明する。
同図（Ａ）は通常の両面プリント配線板の断面図であり、絶縁基板１の反射領域１３の金属導体部１８と、発光素子を電気的に接続するための回路導体である接続用端子部６とを同一平面に形成するものである。
上記接続用端子部６は金めっき端子部５とし、前記反射領域１３の金属導体部１８のみに銀白色系の金属めっき層４を形成する。
同図（Ａ）は通常の両面プリント配線板の断面図であり、絶縁基板１の反射領域１３の金属導体部１８と、発光素子を電気的に接続するための回路導体である接続用端子部６とを同一平面に形成するものである。
上記接続用端子部６は金めっき端子部５とし、前記反射領域１３の金属導体部１８のみに銀白色系の金属めっき層４を形成する。
同図（Ｂ）において、凹設穴１１を要する絶縁基板１の表面または裏面には銅箔２が積層され回路導体である配線パターン等を形成している。
つまり、前記反射領域１３が、発光素子をボンデングワイヤで電気的に接続する反射領域の周囲に近接する接続用端子部６（金めっき端子部）より、低い位置の凹部に独立して形成されている。
次に、凹設穴１１の底面や壁面に銀白色系の金属めっき層４として銀めっき層を設け、反射領域１３とする。
また、この凹設穴１１の底面の金属導体部１８はプリント配線板の裏面の金属導体部１８と接合され放熱片として放熱効果が高められる。
つまり、前記反射領域１３が、発光素子をボンデングワイヤで電気的に接続する反射領域の周囲に近接する接続用端子部６（金めっき端子部）より、低い位置の凹部に独立して形成されている。
次に、凹設穴１１の底面や壁面に銀白色系の金属めっき層４として銀めっき層を設け、反射領域１３とする。
また、この凹設穴１１の底面の金属導体部１８はプリント配線板の裏面の金属導体部１８と接合され放熱片として放熱効果が高められる。
図４は本発明に係るプリント配線板に発光素子（ＬＥＤ）を組み込んだ断面図である。
同図（Ａ）は、プリント配線板の平坦の絶縁基板１の反射領域１３の金属導体部１８に銀白色系の金属めっき層４を形成した上に発光素子１０を搭載し、ボンデングワイヤ１２で発光素子１０と反射領域の周囲に近接する接続用端子部６とをワイヤボンデング接続する。また、このプリント配線板の端面に側面端子８を形成する。
同図（Ａ）は、プリント配線板の平坦の絶縁基板１の反射領域１３の金属導体部１８に銀白色系の金属めっき層４を形成した上に発光素子１０を搭載し、ボンデングワイヤ１２で発光素子１０と反射領域の周囲に近接する接続用端子部６とをワイヤボンデング接続する。また、このプリント配線板の端面に側面端子８を形成する。
同図（Ｂ）は、絶縁基板１に凹設穴１１を設け反射効率が良く、反射領域の周囲に近接する接続用端子部６より、低い位置の凹部に独立して形成されているＬＥＤ装置を提供するものである。
１０は発光素子（ＬＥＤ）であり、絶縁基板１の凹設穴１１に実装されている。凹設穴１１には表面に銀白色系の金属めっき層４として銀めっき層を設け、指向性のある光反射機能を有している。１２はボンデングワイヤであり、ワイヤボンデング接続用接続用端子部６と前記発光素子１０とをボンデング接続している。 また、このプリント配線板の端面にも側面端子８を形成する。
１０は発光素子（ＬＥＤ）であり、絶縁基板１の凹設穴１１に実装されている。凹設穴１１には表面に銀白色系の金属めっき層４として銀めっき層を設け、指向性のある光反射機能を有している。１２はボンデングワイヤであり、ワイヤボンデング接続用接続用端子部６と前記発光素子１０とをボンデング接続している。 また、このプリント配線板の端面にも側面端子８を形成する。
１…絶縁基板、２…銅箔、３…回路導体、４…銀白色系の金属めっき層、
５…金めっき端子部、６…接続用端子部、７…個別の配線板、８…側面端子、
９…めっきリード線、１０…発光素子、１１…凹設穴、１２…ボンデングワイヤ、１３…反射領域、１７…リード線カット部、１８…金属導体部、１９…めっきリード端子部。
５…金めっき端子部、６…接続用端子部、７…個別の配線板、８…側面端子、
９…めっきリード線、１０…発光素子、１１…凹設穴、１２…ボンデングワイヤ、１３…反射領域、１７…リード線カット部、１８…金属導体部、１９…めっきリード端子部。
Claims (5)
- 光を反射させる銀めっきを備える反射領域と、前記反射領域の周囲に近接する金めっき端子部と、前記反射領域及び金めっき端子部に共通のめっきリード端子部と、前記反射領域及び金めっき端子部から前記共通のめっきリード端子部へのめっきリード線と、前記金めっき端子部から前記めっきリード端子部へのめっきリード線の途中に設けられたリード線カット部と、を備えたプリント配線板であって、前記反射領域の銀めっきは金めっきの表面に形成されており、かつ前記反射領域は前記金めっき端子部と電気的に接続されていないことを特徴とするプリント配線板。
- 請求項１のプリント配線板において、前記反射領域の銀めっき専用の金属めっきリード線を備えていることを特徴とするプリント配線板。
- 請求項１または２のプリント配線板において、前記反射領域が、発光素子をボンデングワイヤで電気的に接続する金めっき端子部より低い凹部に形成されていることを特徴とするプリント配線板。
- 請求項１から３の何れかのプリント配線板の光を反射させる銀めっきを備える反射領域に発光素子を搭載し、この発光素子とプリント配線板の前記反射領域の周囲に近接する金めっき端子部とをボンデングワイヤで電気的に接続することを特徴とするＬＥＤ装置。
- 反射領域の金属導体部と、回路導体である接続端子部と、前記金属導体部と接続端子部に共通のめっきリード端子部と、前記金属導体部と接続端子部の両方を前記共通のめっきリード端子部と接続するめっきリード線と、を形成する工程と、
前記反射領域の金属導体部と回路導体である接続用端子部とに金めっきを施す工程と、
前記めっきリード端子部と前記回路導体である接続端子部とを接続するめっきリード線を、前記めっきリード線の途中に設けられたリードカット部で切断する工程と、
前記金めっきを施した、反射領域の金属導体部と回路導体である接続用端子部の両者を銀めっき液に漬浸して、前記反射領域の金属導体部の金めっき表面のみに銀めっきを電気めっきにより形成するする工程とを有し、
前記反射領域の銀めっきは金めっきの表面に形成されており、かつ前記反射領域は前記金めっき端子部と電気的に接続されていないプリント配線板を形成するプリント配線板の製造方法。
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