JP4887529B1 - LED package manufacturing method - Google Patents
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Abstract
【課題】ＬＥＤパッケージ基板底面では放熱体との十分な接続面積及び上端部では十分な電気接続部面積を確保すると共に、材料費を低減して低コストにする。
【解決手段】ＬＥＤパッケージ基板を、ＬＥＤチップ装着部及びＬＥＤチップの接続部を上面に形成するだけの十分な面積を有する平板状底部と、該底部端の両側から立ち上がる一対の壁部先端を互いに外方向に折り曲げるように絞り加工した一定板厚の金属プレートの上に、樹脂層からなる絶縁層を挟んで金属層を接合した積層構成とする。金属プレートの平板状底部と、該底部から壁部が立ち上がるコーナー部の曲がり半径をＲ１とし、かつ、壁部と外方向に伸びる上端部との間のコーナー部の曲がり半径をＲ２として、Ｒ１＞Ｒ２の関係とする。壁部先端を互いに外方向に折り曲げた先端側上面に一対の接続電極を形成する。
【選択図】図１A bottom surface of an LED package substrate is provided with a sufficient connection area with a radiator and a sufficient electrical connection area at an upper end portion, and the material cost is reduced and the cost is reduced.
An LED package substrate includes a flat bottom portion having a sufficient area for forming an LED chip mounting portion and an LED chip connection portion on an upper surface, and a pair of wall portion tips rising from both sides of the bottom end. A laminated structure is formed in which a metal layer is joined on an insulating layer made of a resin layer on a metal plate having a constant plate thickness that is drawn so as to be bent outward. The bending radius of the flat bottom portion of the metal plate and the corner portion where the wall portion rises from the bottom portion is R1, and the bending radius of the corner portion between the wall portion and the upper end portion extending outward is R2, and R1> Let R2 be the relationship. A pair of connection electrodes is formed on the upper surface on the distal end side where the distal ends of the wall portions are bent outward.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、ＬＥＤチップのためのＬＥＤパッケージ基板を、一定板厚の金属プレートを加工して構成したＬＥＤパッケージの製造方法に関する。
The present invention is an LED package substrate for LED chip relates to the production how the LED package constructed by processing a predetermined thickness of the metal plate.
ＬＥＤ（Light Emitting Diode:発光ダイオード）は、消費電力が低く二酸化炭素削減、高耐久性という環境と省エネを兼ね備えた素子として普及している。このようなＬＥＤチップを搭載したパッケージは、配線基板上に装着して、大型ディスプレイ、携帯電話やデジタルビデオカメラ、ＰＤＡなどの電子機器のバックライト、道路照明や一般照明などに用いられている。ＬＥＤはそれ自体が発光素子であり、熱を放出するので、ＬＥＤパッケージは基本的に冷却のための放熱装置を含んでいる。 An LED (Light Emitting Diode) is widely used as an element that has both low power consumption, reduced carbon dioxide, high durability, and energy saving. A package on which such an LED chip is mounted is mounted on a wiring board, and is used for a large display, a backlight of an electronic device such as a mobile phone, a digital video camera, or a PDA, road illumination, general illumination, and the like. Since the LED itself is a light emitting element and emits heat, the LED package basically includes a heat dissipation device for cooling.
ＬＥＤパッケージ基板としてセラミック基板又はシリコン基板を使用した方法では、セラミックやシリコンの熱伝導が銅などの金属よりも悪いためうまく放熱できないこと、高価なこと、加工が困難などの問題がある。このような放熱問題を解決するために、ＬＥＤパッケージ基板として、それ自体が熱伝導性の良い金属板を加工することにより構成することが知られている。 In the method using a ceramic substrate or a silicon substrate as the LED package substrate, there is a problem that the heat conduction of ceramic or silicon is worse than that of a metal such as copper, so that heat cannot be radiated well, it is expensive, and processing is difficult. In order to solve such a heat dissipation problem, it is known that the LED package substrate is formed by processing a metal plate having good thermal conductivity.
図１５は、特許文献１に開示のＬＥＤパッケージを示し、（Ａ）はパッケージの中央部における断面図、（Ｂ）はその平面図である。図示のＬＥＤパッケージは、ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップを搭載するＣｕ基板と、ＬＥＤチップの各電極とＣｕ基板上に設けられるＣｕ配線層とを電気的に接続するワイヤと、Ｃｕ基板の素子搭載部分を封止する封止樹脂とを有している。 15A and 15B show an LED package disclosed in Patent Document 1, wherein FIG. 15A is a cross-sectional view at the center of the package, and FIG. 15B is a plan view thereof. The illustrated LED package includes an LED chip, a Cu substrate on which the LED chip is mounted, wires that electrically connect each electrode of the LED chip and a Cu wiring layer provided on the Cu substrate, and an element mounting portion of the Cu substrate. And a sealing resin for sealing.
Ｃｕ基板は、ＬＥＤチップを搭載する凹状の窪みをプレス加工によって成形された形状を有して、その表面にＳｉＯ２からなる絶縁層を接着材として薄膜状のＣｕ配線層を一体的に有する。しかし、Ｃｕ基板材に対して、ＬＥＤチップを搭載する凹状の窪みをプレス加工によって成形することは、次のような課題を持っていると言える。一般に金属の厚板をプレスで窪みを形成する場合は薄板を折り曲げ加工で形成する場合に比べ、大きな力を必要とするため、窪みの大きさに制約を受けることや、ＳｉＯ２は固くプレス加工時に破断し易く大きな力のプレス加工には不向きであること等が挙げられる。このためより薄い一定板厚の金属板を用いることにより、材料を節約して可能な限りサイズを小型化して、低コストで製造可能な方法が求められる。 The Cu substrate has a shape formed by pressing a concave depression on which the LED chip is mounted, and has a thin-film Cu wiring layer integrally on its surface with an insulating layer made of SiO 2 as an adhesive. However, it can be said that forming a concave recess for mounting an LED chip on a Cu substrate material by press working has the following problems. In general, when forming depressions by pressing a thick metal plate, a larger force is required than when forming thin plates by bending. Therefore, the size of the depression is restricted, and SiO 2 is pressed hard. It is easy to break sometimes and is unsuitable for pressing with a large force. For this reason, there is a need for a method that can be manufactured at low cost by using a thinner metal plate with a constant plate thickness to save material and reduce the size as much as possible.
図１６は、特許文献２に開示のＬＥＤ照明器具を示す図であり、（Ａ）は上面図を示し、（Ｂ）は部分断面図を示している。図示のように、一定板厚の絶縁金属基板は、絞り加工により設けたＬＥＤチップ設置用の凹所を有する。絶縁金属基板は、金属基板層，絶縁材料層からなる電気絶縁層，導電性金属からなる電極パターンと、リードパターンとからなっている。隣接するＬＥＤチップ同士は電極パターンを介してボンディングワイヤによって電気的に接続されている。 FIG. 16 is a view showing the LED lighting apparatus disclosed in Patent Document 2, wherein (A) shows a top view and (B) shows a partial cross-sectional view. As shown in the figure, the insulating metal substrate having a constant plate thickness has a recess for installing the LED chip provided by drawing. The insulating metal substrate includes a metal substrate layer, an electrical insulating layer made of an insulating material layer, an electrode pattern made of a conductive metal, and a lead pattern. Adjacent LED chips are electrically connected by a bonding wire via an electrode pattern.
しかし、特許文献２は、一枚の絶縁金属基板に複数のＬＥＤチップを搭載しているモジュールについて開示している。特許文献２には、ＬＥＤチップ毎に切り分けて個片化した個別パッケージ、及びこの個別パッケージを配線基板及び放熱体に装着することについての開示は無い。それ故に、個別パッケージの配線基板への接続、及び放熱についての検討がなされていない。 However, Patent Document 2 discloses a module in which a plurality of LED chips are mounted on a single insulating metal substrate. Patent Document 2 does not disclose an individual package that has been cut into individual pieces for each LED chip, and that this individual package is mounted on a wiring board and a radiator. Therefore, the connection of the individual package to the wiring board and the heat dissipation have not been studied.
なお、特許文献３には、インクジェット印刷法を利用した金属皮膜形成方法が、特許文献４には、スクリーン印刷法を利用した金属皮膜形成方法が開示されている。 Patent Document 3 discloses a metal film forming method using an inkjet printing method, and Patent Document 4 discloses a metal film forming method using a screen printing method.
ＬＥＤチップ毎に切り分けて個片化した個別パッケージを配線基板及び放熱体に装着するに際しては、放熱体に接続するＬＥＤパッケージ基板裏面から離して、ＬＥＤパッケージ基板の上端部に配線基板との電気接続部を設けることにより、ＬＥＤパッケージ基板と配線基板との電気的接続を簡易に行うと同時に、放熱と電気接続のそれぞれのコストパフォーマンスの最適化を図って、総合して安価で高効率な排熱を実現することができる。このため、個々のＬＥＤパッケージ基板については可能な限り小型化を図って材料費を低減しつつも、平板状底部に大きな面積を確保して、この大きな面積を介して放熱体に伝熱するだけでなく、基板上端部では、配線基板との電気接続部に十分な面積を確保する必要がある。また、一定板厚の薄い金属板を絞り加工すると、絞りの歪がＬＥＤパッケージ基板周辺部に現れるために、特に、小型化した個々のＬＥＤパッケージ基板を形成することは困難となる。 When mounting an individual package separated into individual pieces for each LED chip to the wiring board and the heat sink, it is separated from the back surface of the LED package board connected to the heat sink and is electrically connected to the wiring board at the upper end of the LED package board. By providing the unit, the electrical connection between the LED package board and the wiring board can be easily performed, and at the same time, the cost performance of each of the heat dissipation and electrical connection is optimized, so that it is cheap and highly efficient. Can be realized. For this reason, the individual LED package substrate is reduced in size as much as possible to reduce the material cost, while ensuring a large area on the flat bottom and transferring heat to the radiator through this large area. Instead, it is necessary to ensure a sufficient area for the electrical connection portion with the wiring board at the upper end portion of the substrate. In addition, when a thin metal plate having a certain thickness is drawn, distortion of the drawing appears at the periphery of the LED package substrate, so that it is particularly difficult to form individual downsized LED package substrates.
本発明は、係る問題点を解決して、一定板厚の金属プレートを絞り加工して形成したＬＥＤパッケージ基板を構成するに際して、ＬＥＤパッケージ基板形状及びその製造方法を工夫して、底面では放熱体との十分な接続面積及び上端部では十分な電気接続部面積を確保すると共に、材料費を低減して低コストで高信頼度なＬＥＤパッケージを提供することを目的としている。 The present invention solves such problems and devise an LED package substrate shape and a manufacturing method thereof when constructing an LED package substrate formed by drawing a metal plate having a constant thickness. It is an object of the present invention to provide a low-cost and highly reliable LED package by securing a sufficient electrical connection area at the upper end and a sufficient connection area, and reducing material costs.
本発明のＬＥＤパッケージの製造方法は、ＬＥＤチップのためのＬＥＤパッケージ基板を、一定板厚の金属プレートを加工して構成する。一定板厚の金属プレートの上に、少なくとも樹脂層からなる絶縁層を接合した積層体を構成する。ＬＥＤパッケージ基板領域の周辺において、打ち抜きによって積層体を貫通する開口部を形成する。開口部を形成した後、積層体の絞り加工を行って、ＬＥＤチップ装着部及び該ＬＥＤチップの一対の接続電極を接続するための一対の接続部を上面に形成するだけの十分な面積を有する平板状底部と、該底部端の少なくとも両側からそれぞれ立ち上がる一対の壁部先端を互いに外方向に折り曲げるように構成する。絞り加工のために用いたパンチよりコーナー角度を小さくした成型用パンチを用いて、接続電極部の幅を広くする電極部角度成型を行なう。即ち、絞りによる一定板厚の金属プレートの平板状底部と、該底部から壁部が立ち上がるコーナー部の曲がり半径Ｒ１と、角度成型用のパンチによる壁部と外方向に伸びる壁部先端との間のコーナー部の曲がり半径Ｒ２との関係をＲ１＞Ｒ２とするように成型する。ＬＥＤパッケージ基板上の絶縁層の上に形成した配線層の上あるいは絶縁層上に、ＬＥＤチップを装着すると共に、該ＬＥＤチップの一対の電極を、平板状底部上面の両側に絶縁分離された金属層にそれぞれ接続し、かつ、壁部先端を互いに外方向に折り曲げた先端側上面に形成した金属層を一対の接続電極として構成する。平板状底部と壁部に挟まれた凹所に透明樹脂を充填する。
Producing how the LED package of the present invention, the LED package substrate for LED chip is constituted by processing a predetermined thickness of the metal plate. A laminated body in which an insulating layer made of at least a resin layer is bonded onto a metal plate having a certain thickness is formed. In the periphery of the LED package substrate region, an opening that penetrates the stacked body is formed by punching. After forming the opening, the laminated body is drawn to have an area sufficient to form a pair of connection portions on the upper surface for connecting the LED chip mounting portion and the pair of connection electrodes of the LED chip. A flat bottom and a pair of wall tips rising from at least both sides of the bottom end are bent outward from each other. Using a molding punch having a corner angle smaller than that of the punch used for drawing, electrode portion angle molding is performed to increase the width of the connection electrode portion. That is, between the flat bottom portion of the metal plate having a constant plate thickness by the drawing, the bending radius R1 of the corner portion where the wall portion rises from the bottom portion, the wall portion by the angle forming punch and the distal end of the wall portion extending outwardly. The corner portion is molded so that the relationship with the bending radius R2 is R1> R2. A metal in which an LED chip is mounted on a wiring layer formed on an insulating layer on an LED package substrate or on an insulating layer, and a pair of electrodes of the LED chip are insulated and separated on both sides of a flat bottom surface Each of the metal layers connected to the layers and formed on the top surface on the front end side where the front ends of the wall portions are bent outward is configured as a pair of connection electrodes. Fill the recess sandwiched between the flat bottom and the wall with transparent resin.
また積層体は、金属プレートの上に接合した絶縁層の上にさらに金属層を接合して構成しても良い。この場合、積層体を貫通する開口部を形成する前に、絶縁層上の金属層の加工を行って、少なくとも開口部に相当する位置の金属層を除去する。この金属層を配線層として活用する。そして金属層の上には、反射材として機能する銀表面処理を施しても良い。 The laminate may be configured by further bonding a metal layer on an insulating layer bonded on a metal plate. In this case, before forming the opening that penetrates the stacked body, the metal layer on the insulating layer is processed to remove at least the metal layer corresponding to the opening. This metal layer is utilized as a wiring layer. A silver surface treatment that functions as a reflective material may be applied on the metal layer.
あるいは配線層は、電極部角度成型を行った後、反射性を有する導電性金属インクを用いて塗布し、焼成することによって形成し、接続電極は該配線層よりも厚膜の一対の接続電極を構成するために、導電性金属インクを用いてスクリーン印刷法で導電性金属膜の塗布をし、焼成を行なうことによって形成しても良い。 Alternatively, the wiring layer is formed by performing electrode part angle molding, and then applying and baking using a conductive metal ink having reflectivity, and the connection electrode is a pair of connection electrodes that are thicker than the wiring layer. In order to form the film, the conductive metal film may be formed by applying a conductive metal film by a screen printing method using a conductive metal ink and baking it.
絶縁層を構成する樹脂は、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、あるいはオレフィン系樹脂である。また、絶縁層を、樹脂層と接着材層との２層により構成しても良い。 The resin constituting the insulating layer is a polyimide resin, a polyamideimide resin, or an olefin resin. Further, the insulating layer may be constituted by two layers of a resin layer and an adhesive layer.
積層体を貫通する開口部の形成は、絶縁層側から金属プレートに対して該樹脂層を押し付けるようにして打ち抜いて貫通させる。 The opening that penetrates the laminate is formed by punching and penetrating the resin layer against the metal plate from the insulating layer side.
本発明によれば、ＬＥＤパッケージ基板に加工性及び熱伝導性の良好な金属プレートを用い、かつ、そこに装着されるＬＥＤチップ接続配線との絶縁性を確保する絶縁層を用いつつも、ＬＥＤパッケージ基板形状を工夫して、可能な限り小型化を図って材料費を低減しつつも、平板状底部に大きな面積を確保して、この大きな面積を介して放熱体に伝熱するように構成したことによりＬＥＤチップから放熱体への熱伝導性を向上させることができるだけでなく、配線基板との電気接続部に十分な面積を確保することができる。 According to the present invention, while using a metal plate with good processability and thermal conductivity for the LED package substrate and using an insulating layer that ensures insulation with the LED chip connection wiring mounted thereon, the LED The package substrate is devised to reduce the material cost by reducing the size as much as possible, while ensuring a large area on the flat bottom and transferring heat to the radiator through this large area As a result, not only the thermal conductivity from the LED chip to the radiator can be improved, but also a sufficient area can be secured in the electrical connection portion with the wiring board.
また、本発明によれば、ＬＥＤパッケージ基板の配線基板との電気接続部を、ＬＥＤパッケージ基板を装着する放熱体から分離することにより、ＬＥＤパッケージ基板と配線基板との電気的接続を簡易に行うと同時に、放熱と電気接続のそれぞれのコストパフォーマンスの最適化を図って、総合して安価で高効率な排熱を実現することができる。 In addition, according to the present invention, the electrical connection between the LED package substrate and the wiring board can be easily performed by separating the electrical connection portion between the LED package board and the wiring board from the heat radiating body on which the LED package board is mounted. At the same time, by optimizing the cost performance of heat dissipation and electrical connection, it is possible to achieve low-cost and high-efficiency exhaust heat overall.
また、本発明によれば、ＬＥＤパッケージ基板形状を工夫したことにより、高価なＬＥＤチップ封止樹脂を、必要とする箇所のみに限定的に注入することができる。 Further, according to the present invention, by devising the shape of the LED package substrate, it is possible to inject an expensive LED chip sealing resin limitedly to only the necessary portions.
以下、例示に基づき本発明を説明する。図１は、本発明を具体化するＬＥＤパッケージの第１の例を示す側面断面図である。図示のＬＥＤパッケージは、ＬＥＤパッケージ基板の上に構成される。ＬＥＤパッケージ基板は、詳細は後述するように、金属プレートの上に絶縁層を挟んで金属層（例えば、銅箔）を接合した積層体を所定形状に絞り加工することにより、ＬＥＤチップ装着部及びその一対の電極を接続するための接続部を、平板状底面の上に形成している。金属層の上には、反射材として機能する銀メッキを施している。一対の接続電極（金属層の両端側）は、互いに絶縁分離する必要がある。このために、図１に例示のＬＥＤパッケージの第１の例においては、接続配線として機能する金属層（及び銀メッキ）を、左右両側に絶縁分離するためのスリットが開口してある。 Hereinafter, the present invention will be described based on examples. FIG. 1 is a side sectional view showing a first example of an LED package embodying the present invention. The illustrated LED package is configured on an LED package substrate. As will be described in detail later, the LED package substrate is formed by drawing a laminated body in which a metal layer (for example, copper foil) is bonded on a metal plate with an insulating layer sandwiched therebetween to a predetermined shape. A connecting portion for connecting the pair of electrodes is formed on the flat bottom surface. On the metal layer, silver plating that functions as a reflector is applied. The pair of connection electrodes (both ends of the metal layer) must be insulated from each other. For this purpose, in the first example of the LED package illustrated in FIG. 1, slits for insulating and separating the metal layer (and silver plating) functioning as connection wiring are opened on both the left and right sides.
ＬＥＤパッケージ基板の平板状底部おもて面の銀メッキした金属層あるいは絶縁層の上に、ＬＥＤチップを、接着材を用いて固定する。このＬＥＤチップは、ＬＥＤ発光面を上面に有している。なお、ＬＥＤチップは、１つの凹所に１個のみ搭載した形態を例示したが、１つの凹所に複数チップを搭載することもできる。ＬＥＤチップには、接続配線として機能する金属層との間でワイヤボンド接続が行われる。ＬＥＤチップをＬＥＤパッケージ基板の底部金属層の上に固着した後、金属層上の一対の接続電極のそれぞれの接続部と、ＬＥＤチップの一対の接続電極間を、ボンディングワイヤによりワイヤボンド接続する。上述したように、金属層の上には、反射材として銀メッキが形成されているので、この銀メッキをワイヤボンディング性向上にも機能させることができる。 An LED chip is fixed on the silver-plated metal layer or insulating layer on the flat bottom surface of the LED package substrate using an adhesive. This LED chip has an LED light emitting surface on the upper surface. In addition, although the form which mounted only one LED chip in one recess was illustrated, a several chip | tip can also be mounted in one recess. Wire bond connection is performed between the LED chip and a metal layer functioning as connection wiring. After fixing the LED chip on the bottom metal layer of the LED package substrate, wire bonding is performed between the connection portions of the pair of connection electrodes on the metal layer and the pair of connection electrodes of the LED chip with bonding wires. As described above, since silver plating is formed as a reflective material on the metal layer, this silver plating can also function for improving wire bonding.
ＬＥＤチップが装着され、電気的に接続配線された後、透明樹脂を充填して、ＬＥＤパッケージが構成されている。透明樹脂（材質は、例えばエポキシ系やシリコーン系）を用いて樹脂封止（トランスファーモールドあるいはポッティング）する。樹脂封止はディスペンサーやスクリーン印刷でも行なうことができる。封止樹脂の高さは、接続電極として機能する反射材上面と同平面まで注入する。以下、図２〜図９を参照して、さらに、その製造法について詳述する。 After the LED chip is mounted and electrically connected and wired, a transparent resin is filled to form an LED package. Resin sealing (transfer molding or potting) is performed using a transparent resin (for example, epoxy or silicone). Resin sealing can also be performed by a dispenser or screen printing. The height of the sealing resin is injected up to the same plane as the upper surface of the reflective material functioning as a connection electrode. Hereinafter, the manufacturing method will be described in detail with reference to FIGS.
図２は、金属プレートと、絶縁層（例えば、ポリイミド）と、金属層（例えば、銅箔）の積層体を例示する図である。この積層体が、後の金型を用いたプレス加工により絞り加工されることになる。絶縁層としては、ポリイミド樹脂以外にも、ポリアミドイミド樹脂を用いることができる。ポリアミドイミドはポリイミドに比べ溶媒に可溶性の性質を持っており、場合によっては使い易い材料である。あるいはオレフィン系樹脂を用いても良い。いずれの樹脂も柔軟性があり、後のプレス加工によって損傷することはない。 FIG. 2 is a diagram illustrating a laminate of a metal plate, an insulating layer (for example, polyimide), and a metal layer (for example, copper foil). This laminated body is drawn by press working using a later mold. As the insulating layer, a polyamide-imide resin can be used in addition to the polyimide resin. Polyamideimide has a property of being soluble in a solvent as compared to polyimide, and is an easy-to-use material in some cases. Alternatively, an olefin resin may be used. Both resins are flexible and will not be damaged by subsequent pressing.
金属プレートの上に、絶縁層として、例えば、ポリイミド樹脂を接合する場合は、熱可塑性ポリイミドを含むポリイミド樹脂を溶媒に溶解した溶液をまず金属層（又は金属プレート）に塗り、乾燥させて金属プレート（又は金属層）に熱圧着させる。通常は金属プレートと金属層の平坦性を考慮し、一定の絶縁耐圧を確保しようとすれば、最低５μmの膜厚のポリイミド樹脂を塗らなければならない。ポリイミド樹脂の厚さは、放熱特性の観点からは、薄いほうが望ましいが、耐電圧と引き裂き強度の観点からは、ある程度の厚さが要求される。ポリイミド樹脂層を絶縁層として使用する場合は、ＬＥＤ搭載に要求される絶縁膜の耐電圧は一般的には２．５〜５ｋVであり、ポリイミド樹脂の耐電圧は構造によっても異なるが数百〜500V/μmなので、最低５μmの厚さが必要である。一方、放熱効果を上げるためには、ポリイミド樹脂層を厚くすることはできず、その厚さは40μm以下、好ましくは20μm以下が望ましい。 For example, when bonding a polyimide resin as an insulating layer on a metal plate, a solution obtained by dissolving a polyimide resin containing a thermoplastic polyimide in a solvent is first applied to the metal layer (or metal plate) and dried to form a metal plate. (Or a metal layer). Usually, in order to ensure a certain withstand voltage in consideration of the flatness of the metal plate and the metal layer, a polyimide resin having a film thickness of at least 5 μm must be applied. The thickness of the polyimide resin is preferably thin from the viewpoint of heat dissipation characteristics, but a certain thickness is required from the viewpoint of withstand voltage and tear strength. When a polyimide resin layer is used as an insulating layer, the withstand voltage of the insulating film required for LED mounting is generally 2.5 to 5 kV, and the withstand voltage of the polyimide resin varies depending on the structure, but is several hundred to Since it is 500 V / μm, a minimum thickness of 5 μm is required. On the other hand, in order to increase the heat dissipation effect, the polyimide resin layer cannot be thickened, and the thickness is 40 μm or less, preferably 20 μm or less.
図３は、図２とは異なる別の例の積層体を例示する図である。図示の積層体は、金属プレートと金属層に挟まれた絶縁層を、樹脂層（上述したポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、或いはオレフィン系樹脂）と接着材層との２層により構成している。樹脂層が電気絶縁を受け持ち、接着材が接着力を受け持つので、夫々最適化が可能となり、結果的に熱伝導特性が改善されることになる。この積層体を製造するために、金属プレートの上に、樹脂付き金属層からなる積層膜（例えば、ポリイミド膜を貼り付けた銅箔）のポリイミド膜側を、接着材を用いて貼り付ける。樹脂層の厚さを接着材層より薄い構成にすることにより、コスト的にも放熱的にも有利となる。この接着材には、熱伝導性フィラーを充填することが望ましい。これによって、樹脂層と接着材層からなる２層の絶縁層を、金属プレートと金属層で挟んだ積層構成となる。樹脂層及び接着材層により、ＬＥＤチップの一対の接続電極間の絶縁を行うだけでなく、銅箔をＬＥＤチップの接続配線として利用することができる。また、銅箔に限らず、アルミのような高熱伝導性の金属層（金属箔）を用いることができる。また、樹脂層があることで、上面の銅箔のエッチング加工が容易になる。エッチング時に接着材層がエッチ液に侵食される心配が無い。 FIG. 3 is a diagram illustrating another example of the laminated body different from FIG. 2. In the illustrated laminate, an insulating layer sandwiched between a metal plate and a metal layer is composed of two layers of a resin layer (polyimide resin, polyamideimide resin, or olefin resin described above) and an adhesive layer. Since the resin layer is in charge of electrical insulation and the adhesive is in charge of adhesiveness, optimization is possible for each, resulting in improved heat conduction characteristics. In order to manufacture this laminated body, the polyimide film side of the laminated film (for example, copper foil which stuck the polyimide film) which consists of a metal layer with a resin is affixed on a metal plate using an adhesive material. By making the thickness of the resin layer thinner than that of the adhesive layer, it is advantageous in terms of both cost and heat dissipation. This adhesive is preferably filled with a heat conductive filler. As a result, a two-layer insulating layer composed of a resin layer and an adhesive layer is laminated between the metal plate and the metal layer. The resin layer and the adhesive layer can not only provide insulation between the pair of connection electrodes of the LED chip, but also can utilize a copper foil as the connection wiring of the LED chip. Moreover, not only copper foil but the metal layer (metal foil) of high heat conductivity like aluminum can be used. In addition, the presence of the resin layer facilitates etching of the upper surface copper foil. There is no concern that the adhesive layer is eroded by the etchant during etching.
図４は、金属層除去工程を説明する図であり、（Ａ）は（Ｂ）中に示すＸ−Ｘ’ラインで切断した積層体の断面図を、（Ｂ）は平面図を示している。図示の例では、複数個（４個として例示）のＬＥＤパッケージ基板を、１枚の金属プレートの上に同時作成するものとして例示している。後の工程で、ＬＥＤパッケージ基板上にＬＥＤチップを装着して樹脂封止した後、個々のパッケージに切り分ける個片化が行われる。図示のように、絶縁層上の金属層の加工を行って、スリット（図１参照）及び開口部（図５参照）に相当する位置の金属層を除去する（金属層除去部として図示）。例えば、この加工のために、ホトリソグラフィ技術を用いる。金属層（銅箔）の上にレジストを塗布し、パターンを露光、現像してさらにエッチングを行い、レジストを除去して、スリット及び金属層除去部を完成させる。樹脂層があることで、上面の金属層のエッチング加工が容易になる。スリット部は、ＬＥＤチップからの発光の反射材として機能しないので、狭い方が望ましいが、スリット両側の金属層を絶縁分離するために20μm〜100μm程度が望ましい。 4A and 4B are diagrams for explaining the metal layer removing step, in which FIG. 4A is a cross-sectional view of the laminate cut along the line XX ′ shown in FIG. 4B, and FIG. 4B is a plan view. . In the illustrated example, a plurality (illustrated as four) LED package substrates are illustrated as being simultaneously formed on a single metal plate. In a later step, after mounting the LED chip on the LED package substrate and sealing with resin, the individual package is cut into individual pieces. As shown in the figure, the metal layer on the insulating layer is processed to remove the metal layer at a position corresponding to the slit (see FIG. 1) and the opening (see FIG. 5) (shown as a metal layer removing portion). For example, photolithography technology is used for this processing. A resist is applied on the metal layer (copper foil), the pattern is exposed and developed, and etching is further performed to remove the resist, thereby completing the slit and the metal layer removing portion. The presence of the resin layer facilitates etching of the upper metal layer. Since the slit portion does not function as a reflector for light emission from the LED chip, it is desirable that the slit portion is narrow.
図５は、開口部の打ち抜き工程を説明する図であり、（Ａ）は（Ｂ）中に示すＸ−Ｘ’ラインで切断した積層体の断面図を、（Ｂ）は平面図を示している。図示のように、個々のＬＥＤパッケージ基板の左右前後のパッケージ基板領域の周辺において、各辺に沿って打ち抜きによって、積層体を貫通する開口部を形成する。但し、後のメッキのための電極として金属層を用いることができるように、パッケージ基板領域の周囲に設けた結合部を介して、一枚の金属プレート上の金属層はすべて一体に電気的に連結されている。この打ち抜き開口部を設けたことによって、積層体の絞り加工時の歪を周辺部に及ぼさないようにすることができる。これによって、薄い金属プレートを絞り加工して、可能な限り小型化を図って材料費を低減しつつも、平板状底部に大きな面積を確保したＬＥＤパッケージ基板を作成することが可能になる。 5A and 5B are diagrams for explaining the punching process of the opening, in which FIG. 5A is a cross-sectional view of the laminate cut along the line XX ′ shown in FIG. 5B, and FIG. 5B is a plan view. Yes. As shown in the drawing, an opening that penetrates the stacked body is formed by punching along each side in the periphery of the package substrate region on the left and right and left and right of each LED package substrate. However, all of the metal layers on one metal plate are electrically connected together through a joint provided around the package substrate area so that the metal layer can be used as an electrode for subsequent plating. It is connected. By providing this punching opening, it is possible to prevent distortion at the time of drawing of the laminated body from affecting the peripheral portion. This makes it possible to produce an LED package substrate that secures a large area on the flat bottom while reducing the material cost by drawing the thin metal plate as much as possible and reducing the material cost.
図６（Ａ）は、図５に示した開口部打ち抜き工程をさらに説明するための断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）中に示す円内の詳細断面図であり、（Ｃ）は逆方向から打ち抜きした場合の不都合を説明する図である。図示のように、打ち抜き用ダイの上に、積層体を載置して、金属層除去部よりも狭い幅の打ち抜き刃を開口部に位置合わせして、打ち抜く。このとき、（Ａ）中の円内の詳細を示す（Ｂ）に示すように、打ち抜き刃は、樹脂層（絶縁層）側から金属プレートに対して樹脂層を押し付けるようにして打ち抜いて貫通させる。これとは、逆に、（Ｃ）に示すように、金属プレート側から打ち抜き刃を入れると樹脂層を剥すように力が加わることになる。 6A is a cross-sectional view for further explaining the opening punching step shown in FIG. 5, FIG. 6B is a detailed cross-sectional view in a circle shown in FIG. It is a figure explaining the inconvenience at the time of punching from the reverse direction. As shown in the drawing, the laminated body is placed on a punching die, and a punching blade having a width narrower than that of the metal layer removing portion is aligned with the opening, and punching is performed. At this time, as shown in (B) showing the details in the circle in (A), the punching blade is punched and penetrated by pressing the resin layer against the metal plate from the resin layer (insulating layer) side. . On the contrary, as shown in (C), when a punching blade is inserted from the metal plate side, a force is applied to peel off the resin layer.
図７（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、絞り加工工程例を説明する図である。図５に示す開口部打ち抜き工程で開口部を形成した後の積層体を、図７（Ａ）に示すように、所望形状の絞り加工ダイとパンチの間に載置して、プレス加工によって絞り加工を行う。或いは、図７（Ｂ）に示すように、ノックアウト（ストリッパ）を絞り加工パンチとは別構成にして、このノックアウトにより、ＬＥＤパッケージ基板端部（接続電極部）を押さえつつ、絞り加工パンチにより絞り加工する。この絞り加工は、ＬＥＤチップを搭載するための凹所、及び上部を外方向に折り曲げた接続電極部を形成するように行う（図９参照）。但し、これによって絞り加工した後のＬＥＤパッケージ基板は、未だ、電極部の幅ｔは不十分である。 FIGS. 7A and 7B are diagrams illustrating an example of a drawing process. As shown in FIG. 7A, the laminated body after the opening is formed in the opening punching step shown in FIG. 5 is placed between a drawing die having a desired shape and the punch and drawn by press working. Processing. Alternatively, as shown in FIG. 7B, the knockout (stripper) is configured separately from the drawing punch, and by this knockout, the LED package substrate end portion (connection electrode portion) is pressed and drawn by the drawing punch. Process. This drawing process is performed so as to form a recess for mounting the LED chip and a connection electrode part where the upper part is bent outward (see FIG. 9). However, the width t of the electrode part is still insufficient in the LED package substrate after the drawing process.
図８は、電極部角度成型工程を説明する図である。絞り加工した後のＬＥＤパッケージ基板を角度成型用ダイの上に載置して、成型用パンチを用いて、電極部角度成型を行う。ここで用いる成型用パンチは、上記の絞り加工用パンチよりコーナー角度を小さくしている。これによって、上記絞り加工後の電極部の幅ｔよりも広い幅Ｔとなる。 FIG. 8 is a diagram illustrating an electrode part angle forming process. The LED package substrate after the drawing process is placed on an angle forming die, and an electrode part angle forming is performed using a forming punch. The molding punch used here has a smaller corner angle than the drawing punch described above. As a result, the width T is wider than the width t of the electrode portion after the drawing.
図９（Ａ）は、金属表面処理をしたＬＥＤパッケージ基板を（Ｂ）中のＸ−Ｘ’ラインで切断した断面図であり、（Ｂ）はその平面図である。図７に示したように、絞り加工することにより形成された金属プレートの平板状底部と、該底部から左右及び前後の壁部が立ち上がるコーナー部の曲がり半径、いわゆるアールをＲ１とする。また、図８に示したように、電極部角度成型を行った後、左右壁部の上端部は、平板状底部と平行かつ外方向に伸びるが、この左右壁部と外方向に伸びる上端部との間のコーナー部のアールを、Ｒ２とする。また、図示のように、Ｗ：パッケージ幅、Ａ：凹所（キャビティ）幅、Ｔ：接続電極幅として、例示のＬＥＤパッケージ基板は、パッケージ幅Ｗに対して十分な凹所幅Ａを確保しつつ、接続電極Ｔの幅を出来るだけ広く確保するために、コーナー部のアールＲ１とＲ２の関係を、Ｒ１＞Ｒ２としたものである。図中に示す電極端部は、接続電極を配線基板に対して半田付けした際に、半田が接続電極と金属プレートを電気的にショートさせるのを防ぐために、図４に示した金属層除去工程で、接続電極先端側を部分的に除去することにより形成したものである。即ち、接続電極端部は、金属プレート端より内側に配置している。 FIG. 9A is a cross-sectional view of an LED package substrate that has been subjected to a metal surface treatment, taken along line X-X ′ in FIG. 9B, and FIG. 9B is a plan view thereof. As shown in FIG. 7, let R1 be a bending radius of a flat bottom portion of a metal plate formed by drawing and a corner portion where left and right and front and rear wall portions rise from the bottom portion, so-called R. Also, as shown in FIG. 8, after the electrode portion angle molding is performed, the upper end portions of the left and right wall portions extend parallel to the flat bottom portion and outward, but the upper end portions extend outward from the left and right wall portions. Let R2 be the corner radius between. Further, as shown in the drawing, W: package width, A: recess (cavity) width, T: connection electrode width, the exemplary LED package substrate ensures a sufficient recess width A with respect to the package width W. However, in order to ensure the width of the connection electrode T as wide as possible, the relationship between the corners R1 and R2 is R1> R2. In order to prevent solder from electrically short-circuiting the connection electrode and the metal plate when the connection electrode is soldered to the wiring substrate, the electrode end portion shown in FIG. Thus, the connection electrode tip side is partially removed. That is, the connection electrode end portion is disposed inside the metal plate end.
このように絞り加工をし、かつ、電極部角度成型を行った後のＬＥＤパッケージ基板に対して、その金属層の上面の全てに、ＬＥＤチップからの発光の反射材として機能する金属（例えば、銀）メッキ（金属表面処理）を施す。メッキ処理のためのメッキ電極として金属層を用いることにより、スリット及び銅箔除去部を除いて、金属層の上面のみにメッキすることが可能になる。または、金属メッキに代えて、金属表面処理の必要な箇所に銀インクを用いてインクジェット塗布し、焼成することによって光沢面（反射材）を形成することも可能である。 A metal that functions as a reflective material for light emission from the LED chip on the upper surface of the metal layer of the LED package substrate after the drawing process and the electrode part angle molding as described above (for example, Silver) plating (metal surface treatment). By using the metal layer as a plating electrode for the plating process, it is possible to plate only on the upper surface of the metal layer except for the slit and the copper foil removing portion. Alternatively, instead of metal plating, a glossy surface (reflecting material) can be formed by applying silver ink to a portion requiring metal surface treatment using an ink jet and firing it.
なお、積層体のプレス加工（図７に示した金属プレートの絞り加工工程、及び図８に示した電極部角度成型工程）後に、金属反射処理を行うものとして説明したが、プレス加工前に、金属反射処理を行うことも可能である。この場合、積層体のプレス加工は、少なくとも金属反射処理面の上を保護テープで覆った状態で行い、その後に保護テープを剥離する。 In addition, although it demonstrated as what performs a metal reflection process after the press processing of a laminated body (drawing process process of the metal plate shown in FIG. 7, and the electrode part angle shaping | molding process shown in FIG. 8), before press processing, Metal reflection treatment can also be performed. In this case, the laminate is pressed in a state where at least the metal reflection treatment surface is covered with the protective tape, and then the protective tape is peeled off.
このように、図示のＬＥＤパッケージ基板は、平板状の底部と、この底部の左右前後に位置して底部端から折曲して立ち上がる方向に、ＬＥＤチップの発光方向と同じ側に伸びる左右壁部、及びこの左右壁部に連結しかつ直交する前後壁部を備えている。この左右前後の壁部は、平板状の底部に搭載したＬＥＤチップを封止する透明樹脂を左右前後から閉じこめる機能を果たしている。左右壁部上面の金属層（及びその上の銀メッキ）は、一対の接続電極として機能する。上述のように、電極部角度成型を行ったことにより、接続電極部のために十分な幅Ｔが確保される。また、平板状底部は、その上面にＬＥＤチップを装着して、その一対の接続電極を接続する接続部を形成するに十分な面積を有している。この平板状底部の下面に接して放熱体が装着されるために、ＬＥＤチップからの放熱は効率よく放熱体に伝熱されることになる。 Thus, the illustrated LED package substrate has a flat bottom portion and left and right wall portions that extend from the bottom end to the same side as the light emitting direction of the LED chip in the direction of bending up from the bottom end. And front and rear wall portions connected to and orthogonal to the left and right wall portions. These left and right front and rear wall portions function to confine a transparent resin for sealing the LED chip mounted on the flat bottom from the left and right front and rear. The metal layers on the upper surfaces of the left and right wall portions (and the silver plating thereon) function as a pair of connection electrodes. As described above, a sufficient width T for the connection electrode portion is ensured by performing the electrode portion angle molding. Further, the flat bottom portion has an area sufficient for mounting the LED chip on the upper surface thereof and forming a connection portion for connecting the pair of connection electrodes. Since the heat radiating body is mounted in contact with the lower surface of the flat bottom portion, the heat radiation from the LED chip is efficiently transferred to the heat radiating body.
なお、左右だけでなく前後に壁部を設けたことにより、後の樹脂封止が容易になるが、前後の壁部は必ずしも必要ではない。凹所の左右側のみに壁部を設けた場合の樹脂封止は、ＬＥＤパッケージ基板上にＬＥＤチップを装着した後、金型内で樹脂封止する際に、図中の左右方向に流れる樹脂は左右壁部によって規制される一方、前後方向に流れる樹脂は、パッケージ基板のエッジ部処理、例えばエッジ部のみ壁部を設けることによって規制することができる。 In addition, by providing the wall portions not only on the left and right but also on the front and rear, the subsequent resin sealing becomes easy, but the front and rear wall portions are not necessarily required. Resin sealing when walls are provided only on the left and right sides of the recess is resin that flows in the horizontal direction in the figure when the resin is sealed in the mold after the LED chip is mounted on the LED package substrate. The resin flowing in the front-rear direction can be regulated by edge processing of the package substrate, for example, by providing a wall only at the edge.
この後、図１を参照して上述したように、スリットにより２分割した底部金属層の一方の上にＬＥＤチップを装着して一方のワイヤボンド接続をする一方、２分割底部金属層の他方には他方のワイヤボンド接続をする。その後、樹脂封止する。 Thereafter, as described above with reference to FIG. 1, the LED chip is mounted on one of the bottom metal layers divided into two by the slits to make one wire bond connection, while the other of the two divided bottom metal layers is attached to the other. Makes the other wire bond connection. Thereafter, resin sealing is performed.
図１０は、図１に例示のＬＥＤパッケージの第１の例を用いて構成したＬＥＤモジュール装置を例示する断面図である。図示のＬＥＤモジュール装置は、上述した構成を有するＬＥＤパッケージと、ＬＥＤパッケージを装着するための開口を有する配線基板と、ＬＥＤパッケージ裏面に固着された放熱板によって構成されている。配線基板の開口部へのＬＥＤパッケージの装着は、配線基板下面の配線に対して、ＬＥＤパッケージの一対の接続電極を半田付け等により接続することにより行う。ＬＥＤチップ発光面は、図中の上面側に向けられていて、配線基板に遮られること無く上面に向けて発光する。配線基板を装着したＬＥＤパッケージの裏面は、放熱板の上に半田接続により固着される。或いは、この半田接続に代えて、高熱伝導性の接着材を用いて接着することも可能である。 FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an LED module device configured using the first example of the LED package illustrated in FIG. 1. The illustrated LED module device includes an LED package having the above-described configuration, a wiring board having an opening for mounting the LED package, and a heat sink fixed to the back surface of the LED package. The LED package is attached to the opening of the wiring board by connecting the pair of connection electrodes of the LED package to the wiring on the lower surface of the wiring board by soldering or the like. The LED chip light emitting surface is directed to the upper surface side in the figure, and emits light toward the upper surface without being blocked by the wiring board. The back surface of the LED package on which the wiring board is mounted is fixed on the heat sink by solder connection. Alternatively, instead of this solder connection, it is possible to bond using a highly heat conductive adhesive.
このように、本発明のＬＥＤパッケージ基板は、ＬＥＤチップを装着して、その一対の接続電極を接続する接続部を形成するに十分な面積の平板状底部を有しており、この大きな面積を有する平板状底部の下面に放熱体が装着されるために、ＬＥＤチップからの放熱は効率よく放熱体に伝熱されることになる。さらに、上端面には、配線基板と接続するのに十分な幅の接続電極幅Ｔが確保される。 As described above, the LED package substrate of the present invention has a flat bottom portion having an area sufficient for mounting the LED chip and forming a connection portion for connecting the pair of connection electrodes. Since the heat radiating body is mounted on the lower surface of the flat plate-shaped bottom portion, the heat radiation from the LED chip is efficiently transferred to the heat radiating body. Furthermore, a connection electrode width T that is sufficient to connect to the wiring board is secured on the upper end surface.
次に、図１１〜図１４を参照して、本発明を具体化するＬＥＤパッケージの第２の例を説明する。図１１は、図２及び図３とは異なる別の例の積層体を例示する図である。図示の積層体は、金属プレートと絶縁層のみから構成した点で、金属層（銅箔）を有する図２及び図３に示した例とは異なっている。図示のように、板状部材（金属プレート）の上に、絶縁層（上述したポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、或いはオレフィン系樹脂）を接合する。図中の右側には、それぞれ詳細断面図を示し、（ａ）は、金属プレートの上に接着材を用いずに絶縁層を接合した例を示し、（ｂ）は、金属プレートの上に接着材を用いて絶縁層を貼り付けた例を示している。 Next, a second example of an LED package embodying the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a diagram illustrating another example of a laminated body different from those in FIGS. 2 and 3. The illustrated laminate is different from the example shown in FIGS. 2 and 3 having a metal layer (copper foil) in that it is composed of only a metal plate and an insulating layer. As shown in the figure, an insulating layer (polyimide resin, polyamideimide resin, or olefin-based resin described above) is bonded onto a plate-like member (metal plate). In the right side of the figure, detailed sectional views are shown, respectively, (a) shows an example in which an insulating layer is bonded on a metal plate without using an adhesive, and (b) shows an adhesive on the metal plate. The example which stuck the insulating layer using the material is shown.
（ａ）に示すように、樹脂からなる絶縁層を用いることにより、ＬＥＤチップで発生した熱を、金属プレートを介してその下面に装着される放熱体に対して絶縁を図りつつ十分に放熱することができる。或いは、（ｂ）に示すように、絶縁層を、樹脂膜と接着材層からなる絶縁層２層により構成する。この場合は、樹脂膜が絶縁耐性を受け持つので、接着材層は熱伝導を簡単に上げることができる。 As shown in (a), by using an insulating layer made of resin, heat generated in the LED chip is sufficiently dissipated through a metal plate while insulating the heat sink mounted on the lower surface thereof. be able to. Alternatively, as shown in (b), the insulating layer is composed of two insulating layers composed of a resin film and an adhesive layer. In this case, since the resin film has insulation resistance, the adhesive layer can easily increase the heat conduction.
この金属プレートと絶縁層からなる積層体に対して、ＬＥＤパッケージの第１の例の製造における打ち抜き工程（図５参照）と同様にして形成した開口部により、次工程の絞り加工時の歪みを除去することができる。その後、図７に示した金属プレートの絞り加工工程、及び図８に示した電極部角度成型工程を順次行う。 Due to the opening formed in the same manner as the punching process (see FIG. 5) in the manufacture of the first example of the LED package, the laminate composed of the metal plate and the insulating layer is distorted during the drawing process in the next process. Can be removed. Thereafter, the metal plate drawing step shown in FIG. 7 and the electrode angle forming step shown in FIG. 8 are sequentially performed.
図１２は、薄膜配線層の形成工程を説明する図である。上述のように、絞り加工をし、かつ、電極部角度成型を行った後のＬＥＤパッケージ基板に対して、図１２に示すように、反射性を有する導電性金属（銀）インク（金属微粒子を分散溶液中に分散した導電性金属ペースト）を用いてインクジェット法などにより塗布し、焼成することによって、銀薄膜配線層を形成する（インクジェット法については、例えば特許文献３参照）。この銀薄膜配線層によって、絶縁層の上に、少なくともスリットを除いて光沢面（反射材）を兼ねた配線を形成する（上面図は、図１３（Ｂ）参照）。スリット開口は、ＬＥＤチップの一対の配線層を絶縁分離するためのものである。 FIG. 12 is a diagram for explaining a thin film wiring layer forming step. As described above, as shown in FIG. 12, with respect to the LED package substrate after the drawing process and the electrode portion angle molding, as shown in FIG. A silver thin film wiring layer is formed by applying and baking the conductive metal paste dispersed in the dispersion solution by an inkjet method or the like (see, for example, Patent Document 3 for the inkjet method). With this silver thin film wiring layer, wiring that also serves as a glossy surface (reflecting material) is formed on the insulating layer except at least slits (see FIG. 13B for a top view). The slit opening is for insulating and separating the pair of wiring layers of the LED chip.
或いは、上記したインクジェット法と同じ反射性を有する導電性金属インクを使って、フレキソ印刷やグラビア印刷によって塗布することもできる。但し、フレキソ印刷やグラビア印刷によって塗布する場合は、図７に示した金属プレートの絞り加工の前に行う。尚、フレキソ印刷やグラビア印刷は平坦面であれば、ファインパターンを高スループットで処理可能である。インクジェット法あるいはフレキソ印刷やグラビア印刷で塗布後、焼成して金属化させる。但し、この場合も配線厚さは薄いので、次工程のスクリーン印刷法による金属厚膜の塗布は必要である。 Alternatively, it can be applied by flexographic printing or gravure printing using a conductive metal ink having the same reflectivity as the ink jet method described above. However, when applying by flexographic printing or gravure printing, it is performed before the drawing process of the metal plate shown in FIG. If flexographic printing or gravure printing is a flat surface, fine patterns can be processed with high throughput. After coating by ink jet method or flexographic printing or gravure printing, it is fired to be metallized. However, since the wiring thickness is also thin in this case, it is necessary to apply a metal thick film by the screen printing method in the next process.
図１３は、厚膜配線層の形成工程を説明する図であり、（Ａ）は（Ｂ）中のラインＸ−Ｘ’で切断したＬＥＤパッケージ基板の断面図を、また（Ｂ）は平面図をそれぞれ示している。図示のように、銅などの導電性金属インクを用いてスクリーン印刷法で、導電性金属厚膜の塗布を行なった後、焼成を行なう（スクリーン印刷法については、例えば特許文献４参照）。この導電性金属厚膜の塗布は、金属プレートを外方向に折り曲げた両側上端部において絶縁層の上で行って、薄膜配線層と一体化して電気的に接続して、配線基板に接続する接続電極として機能させる。なお、薄膜配線層と厚膜配線層は、図示のように、電気的に接続するように隣接していれば十分であるが、両端の接続電極形成部においても薄膜配線層を形成して、その上に厚膜配線層を重ねることにより一体化しても良い。インクジェット法で形成した薄膜配線層だけでは、配線基板（図１０参照）との接続信頼性に問題が生じ得るので、この対策として接続電極部は配線を厚くするために、スクリーン印刷法で配線する。これによって、ＬＥＤパッケージ基板が完成する。 FIGS. 13A and 13B are diagrams for explaining a process for forming a thick wiring layer. FIG. 13A is a cross-sectional view of the LED package substrate taken along line XX ′ in FIG. Respectively. As shown in the drawing, a conductive metal thick film is applied by a screen printing method using a conductive metal ink such as copper, and then fired (for the screen printing method, see, for example, Patent Document 4). The conductive metal thick film is applied on the insulating layer at the upper end on both sides when the metal plate is bent outward, and is connected to the wiring board by being electrically connected to the thin film wiring layer. It functions as an electrode. As shown in the figure, it is sufficient that the thin film wiring layer and the thick film wiring layer are adjacent to each other so as to be electrically connected. It may be integrated by stacking a thick film wiring layer thereon. Since only the thin film wiring layer formed by the ink jet method may cause a problem in connection reliability with the wiring substrate (see FIG. 10), the connection electrode portion is wired by the screen printing method in order to thicken the wiring as a countermeasure. . Thereby, the LED package substrate is completed.
図１４は、完成したＬＥＤパッケージの第２の例を示す断面図である。図示のように、ＬＥＤパッケージ基板は、ＬＥＤチップが搭載されることになる平板状の底部と、この底部の左右前後に位置して底部端から折曲して立ち上がる方向に、ＬＥＤチップの発光方向と同じ側に伸びる壁部を、少なくとも左右両側に備えている。この一対の左右の壁部先端面を互いに外方向に折り曲げて、その上面先端側に形成した厚膜配線層が、一対の接続電極として機能する。また、一対の接続電極を電気的に分離するためのスリットが、薄膜配線層に形成されている。スリットにより分割されたいずれか一方の薄膜配線層の上に、ＬＥＤチップを装着して一方のワイヤボンド接続をする一方、２分割底部薄膜配線層の他方には他方のワイヤボンド接続をする。 FIG. 14 is a cross-sectional view showing a second example of a completed LED package. As shown in the figure, the LED package substrate has a flat bottom where the LED chip is to be mounted, and a light emitting direction of the LED chip in a direction where the bottom is located on the left and right of the bottom and bends from the bottom end. Are provided on at least the left and right sides. The pair of left and right wall tip surfaces are bent outward from each other, and the thick film wiring layer formed on the top surface tip side functions as a pair of connection electrodes. In addition, a slit for electrically separating the pair of connection electrodes is formed in the thin film wiring layer. An LED chip is mounted on one of the thin film wiring layers divided by the slit to make one wire bond connection, while the other of the two divided bottom thin film wiring layers is made to the other wire bond connection.
図１４に例示のＬＥＤパッケージの第２の例においても、図９を参照して上述したＬＥＤパッケージ基板と同様に、パッケージ幅Ｗに対して十分な凹所幅Ａを確保しつつ、接続電極Ｔの幅を出来るだけ広く確保するために、コーナー部のアールＲ１とＲ２の関係を、Ｒ１＞Ｒ２としている。これによって、上述したＬＥＤパッケージの第１の例と同様に、ＬＥＤパッケージ基板は、ＬＥＤチップを装着して、その一対の接続電極を接続する接続部を形成するに十分な面積の平板状底部を有しており、この大きな面積を有する平板状底部の下面に放熱体が装着されるために、ＬＥＤチップからの放熱は効率よく放熱体に伝熱されるだけでなく、上端面には、配線基板と接続するのに十分な幅の接続電極幅Ｔが確保される。 In the second example of the LED package illustrated in FIG. 14 as well, as in the LED package substrate described above with reference to FIG. 9, the connection electrode T is secured while ensuring a sufficient recess width A with respect to the package width W. In order to secure as wide a width as possible, the relationship between the corners R1 and R2 is R1> R2. Thus, as in the first example of the LED package described above, the LED package substrate has a flat bottom portion having an area sufficient to mount the LED chip and form a connection portion for connecting the pair of connection electrodes. Since the heat sink is mounted on the lower surface of the flat bottom having a large area, the heat radiation from the LED chip is not only efficiently transferred to the heat sink, but also on the wiring board on the upper end surface. A connection electrode width T sufficient to connect to is secured.
以上、本開示にて幾つかの実施の形態を単に例示として詳細に説明したが、本発明の新規な教示及び有利な効果から実質的に逸脱せずに、その実施の形態には多くの改変例が可能である。 Although several embodiments have been described in detail in the present disclosure by way of example only, many modifications may be made to the embodiments without substantially departing from the novel teachings and advantages of the present invention. Examples are possible.
Claims (7)
一定板厚の金属プレートの上に、少なくとも樹脂層からなる絶縁層を接合した積層体を構成し、
前記ＬＥＤパッケージ基板領域の周辺において、打ち抜きによって積層体を貫通する開口部を形成し、
前記開口部を形成した後、積層体の絞り加工を行って、ＬＥＤチップ装着部及び該ＬＥＤチップの一対の接続電極を接続するための一対の接続部を形成するだけの十分な面積を有する平板状底部と、該底部端の少なくとも両側からそれぞれ立ち上がる一対の壁部先端を互いに外方向に折り曲げるように構成し、
前記絞り加工のために用いたパンチよりコーナー角度を小さくした成型用パンチを用いて、外部接続電極部の幅を広くする電極部角度成型を行なうことによって、前記一定板厚の金属プレートの平板状底部と該底部から立ち上がる前記壁部との間のコーナー部の曲がり半径Ｒ１と、角度成型用のパンチによる前記壁部と外方向に伸びる壁部先端との間のコーナー部の曲がり半径Ｒ２との関係をＲ１＞Ｒ２とし、
ＬＥＤパッケージ基板上にＬＥＤチップを装着すると共に、該ＬＥＤチップの一対の電極を、前記平板状底部上面の両側に絶縁分離された金属層にそれぞれ接続し、かつ、壁部先端を互いに外方向に折り曲げた先端側上面に形成した金属層を一対の外部接続電極として構成し、
前記平板状底部と前記壁部に挟まれた凹所に透明樹脂を充填したことから成るＬＥＤパッケージの製造方法。 In an LED package manufacturing method in which an LED package substrate for an LED chip is formed by processing a metal plate having a constant thickness,
A laminated body in which an insulating layer composed of at least a resin layer is joined on a metal plate having a constant thickness,
In the periphery of the LED package substrate region, forming an opening that penetrates the laminate by punching,
A flat plate having an area sufficient to form a pair of connection portions for connecting the LED chip mounting portion and the pair of connection electrodes of the LED chip by forming the opening and then drawing the laminate. A pair of wall ends rising from at least both sides of the bottom end and the bottom end are configured to bend outward from each other,
By using the forming punch having a corner angle smaller than that of the punch used for the drawing process and performing electrode portion angle forming to increase the width of the external connection electrode portion, the flat plate shape of the metal plate having the constant plate thickness A bending radius R1 of the corner portion between the bottom portion and the wall portion rising from the bottom portion, and a bending radius R2 of the corner portion between the wall portion by the punch for angle molding and the tip of the wall portion extending outward. The relationship is R1> R2, and
The LED chip is mounted on the LED package substrate, the pair of electrodes of the LED chip are respectively connected to the metal layers that are insulated and separated on both sides of the upper surface of the flat bottom, and the front ends of the wall portions are directed outward. The metal layer formed on the bent top side upper surface is configured as a pair of external connection electrodes,
A method for manufacturing an LED package, comprising filling a recess sandwiched between the flat bottom and the wall with a transparent resin.
2. The method of manufacturing an LED package according to claim 1, wherein the opening that penetrates the stacked body is punched and penetrated so as to press the resin layer against the metal plate from the insulating layer side.
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