TWI409915B - The bearing structure of electronic component and its preparation method - Google Patents
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Description
本發明隸屬一種導線架製備技術，具體而言係指一種具高反射導體金屬的承載結構，藉以簡化製程、且能降低成本，進一步並可增進其反射效率與增加導線面積，以構成一高導熱效果的導線架結構。
按，現有之發光二極體導線架，普遍習用以導電材質之料片為主(如：銅、銅合金或鋁等)，經過沖壓形成導線架之胚料，隨後以電鍍處理，在導線架胚料表面電鍍一層具有高導電性的金屬層(如錫、銀、金等)，隨後利用嵌入式塑料射出成型技術(Insert Molding)，形成杯狀的發光二極體導線架，但該杯狀導線架之反射區域無法有效提供金屬層的反射效果。
此外，也有以雷射直接活化(Laser Direct Structuring,LDS)製程應用於發光二極體的導線架上，此製程缺點為需使用雷射直接活化製程專用材料，此材料射出後，其電極與反射區域使用雷射進行表面活化，因雷射會使表面粗糙化，且雷射的面積過大，在斜面上因其雷射有角度與製程時間等限制，以及雷射活化後的粗糙度會導致其原先設計的反射角度與反射亮度有所差異，另，3D立體雷射加工設備昂貴，加工時間太長，成本費用過高。
再者，現有者另外還有以低溫共燒多層陶瓷(Low-Temperature Co-fired Ceramics,LTCC)，因
為陶瓷與矽的材質類似，可與晶片連接，其導熱及耐熱係數均很好，但低溫共燒多層陶瓷其需在900度左右的溫度進行燒結，其具有收縮性不同的現象，易增加電性變動因素，且陶瓷製程成本昂貴，大量生產成本下降不易。
類似技術目前也有台灣新型專利編號M285037，專利名稱為發光二極體封裝結構，此專利內容為利用射出成型，使用真空方式進行金屬層沉積，隨後以雷射形成絕緣線路，此製程方式因為使用真空設備，故在成本降低方面(系統價格、金屬利用率等)有其限制，且真空沉積所形成的膜層較薄(Thin-Film)，在反射率以及導電性上效果有限。
於此，本發明人乃針對前述現有導線架的問題深入探討，積極尋求解決之道，進而成功的開發出電子元件的承載結構及其製備方法，藉以解決現有導線架製程複雜、反射效率與導熱、導電等問題所造成的不便與困擾。
本發明之目的即在於提供一種反射及導體金屬層之塑料導線架結構，藉以提升反射效率，且能自由設計細微的絕緣線路圖案。
本發明之次一目的係在於提供一種具高反射導體金屬層的發光塑料導線架結構之製備方法，藉以簡化製程，且能大量製作，以降低其製作成本。
可達成上述發明目的之電子元件的承載結構及其製備方
法，包括有：承載體，其表面具有一承載結構，且至少一側延伸形成至少一側臂；介面層，係以無電解電鍍沉積於承載體之表面；絕緣線路，係以雷射剝離部份介面層以形成所需絕緣線路與反射層；金屬層，係以電鍍或化學法沉積導體金屬於介面層上。
請參閱圖一至圖六，本發明所提供之電子元件的承載結構及其製備方法，主要包括有：一承載體1、一介面層2、一絕緣線路以及一金屬層4所構成。
該承載體1，係由單一塑料射出成型，且至少一側延伸形成至少一側臂11；其中該承載體1係於表面往下傾斜一反射面12以形成一反射杯13，且該承載體1表面與反射面12界定的夾角是介於15度~85度之間；其中該承載體1為包含預先參雜金屬觸媒的塑料、或包含預先參雜有機物的塑料所製得，次之，將承載體1進行表面蝕刻，以及無電解電鍍製程前的表面活化步驟；或該承載體1為無參雜金屬觸媒的塑料、或無參雜有機物的塑料所製得，次之，其成型後的承載體1再使用化學蝕刻、或噴砂的方法使表面粗糙化，另之，再於承載體1表面施以觸媒化，最後再進行無電解電鍍製程前的表面活化步驟；介面層2，係以無電解電鍍沉積於承載體1之表面，其中經由觸媒活化過的承載體1轉移至無電解電鍍製程後，會在承載體的表面以形成一層鎳或銅金屬介面層2；
絕緣線路，係以雷射剝離部份介面層2以形成所需正面絕緣線路31、背面絕緣線路32與反射層，如圖四與圖五所示，該正面絕緣線路31與背面絕緣線路32為由雷射剝離承載體1表面的介面層2並延伸超過承載體1的邊緣到側臂11的表面區域內；如圖三所示為二側臂11其正面絕緣線路31之示意圖，如圖七所示為單一側臂11其正面絕緣線路31之示意圖，如圖八與圖九所示為多側臂11其正面絕緣線路31與背面絕緣線路32之示意圖，其中該雷射主要為二氧化碳(CO2)雷射、銣雅鉻(Nd：YAG)雷射、摻釹釩酸釔晶體(Nd：YVO4)雷射、準分子(EXCIMER)雷射等雷射電子束，其波長係選自於248 nm、308 nm、355 nm、532 nm、1064 nm或10600 nm；金屬層4，係以電鍍或化學沉積導體金屬於介面層2上，其中該電鍍或化學沉積的金屬層4可選自銅、鎳、銀、金、鉻、化學置換金、銅/鎳/銀、銅/鎳/金等所構成之群組之任一者所形成，該金屬層4亦能提高反射杯13的反射率，進而形成一種可自由設計導電線路及金屬層4之塑料導線架結構，以此技術所製作的發光體導線架，具有不限數量多寡，可自由設計承載體1的反射面12形狀，亦可供多顆發光體併排使用，本發明利用電鍍或化學沉積之高利用率來沉積介面層2，具有降低成本且可提供優異電子性能，以及高反射、高導熱面積特性之優點；其中，單一塑料射出成型的承載體1以無電解電鍍沉積鎳或銅金屬的介面層2，其後亦再利用雷射將反射杯13內形成絕緣線路，以將局部的介面層2剝離，其後再以電鍍或化學沉積將導體金屬沉積於介面層2上以形成一金屬層4
，最後再經由分割程序將側臂11以分割、切割或沖剪方式分離承載體1，使側臂11與承載體1之間的黏著面16、正面絕緣線路31與背面絕緣線路32將承載體1區隔形成正極14與負極15，同時將反射杯13區隔形成正極14與負極15以構成承載結構。
本發明塑料導線架結構之製備方法的較佳實施例，其係如圖六所示，其依序包含一塑料射出步驟S1、一無電解電鍍步驟S2、一雷射絕緣步驟S3、一電鍍步驟S4以及一分割步驟S5等之步驟，以完成前述電子元件的承載結構的製作，本發明將此一製備方法定義為SPL process(Single-shot Plating and Laser)製程：塑料射出步驟S1，提供至少一側延伸形成至少有一側臂11的承載體1，該承載體1為由塑料或液晶高分子聚合物材料所射出成型，其中該塑料主要為PA(Polyamide)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、PET、LCP、PC、ABS、PC/ABS等；且其中該承載體1為包含預先參雜金屬觸媒的塑料、或包含預先參雜有機物的塑料所製得，該金屬觸媒或有機物主要包括鈀、銅、銀；或該承載體1為無參雜金屬觸媒的塑料、或無參雜有機物的塑料所製得。
無電解電鍍步驟S2，於該承載體1上形成一介面層2，並且覆蓋該承載體1，係在前述塑料射出步驟S1後，即產生一導線架胚料之承載體1；該承載體1如為包含預先參雜金屬觸媒的塑料、或包含預先參雜有機物的塑料所製得，次之，則通過無電解電鍍前的蝕刻處理及活化處理，
讓承載體1表面沉積鎳或銅金屬介面層2。該承載體1如為無參雜金屬觸媒的塑料、或無參雜有機物的塑料所製得，次之，則會通過無電解電鍍前處理，使用化學蝕刻或噴砂的方法使表面粗糙化，另之，承載體1表面施以觸媒化最後再進行表面活化步驟，則進入無電解電鍍，以讓承載體1表面沉積化學鎳或銅金屬。
雷射絕緣步驟S3，於該介面層2形成一正面絕緣線路31、背面絕緣線路32，該正面絕緣線路31與背面絕緣線路32為由雷射剝離承載體1表面的介面層2並延伸超過承載體1的邊緣到側臂11的表面區域內；其係在完成介面層2之鍍設沉積後，本發明為形成極細微之絕緣線路，係採用雷射進行局部之介面層2的剝離以形成一絕緣線路，以達到自由設計、線路細微化且製程簡易與多樣化的生產流程，其利用雷射電子束(Laser Beam)將反射杯13內依據設計需求所欲形成之絕緣線路圖案中局部介面層2剝離，該雷射主要為二氧化碳(CO2)雷射、銣雅鉻(Nd：YAG)雷射、摻釹釩酸釔(Nd：YVO4)晶體雷射、準分子(Excimer)雷射等選用，隨後並可依據需求於形成絕緣線路的介面層2上。
電鍍步驟S4，於該介面層2上形成一金屬層4，而完成該塑料導線架結構之製作；為利用電鍍及化學沉積銅、鎳、銀、金、電鍍鉻、化學置換金、或電鍍及化學銅/鎳/銀、或電鍍及化學銅/鎳/金等所構成之群組之任一者所形成的電鍍浴製程沉積金屬層4，而所形成的部分將作為發光晶片黏著與打線之用，並能提高反射率及導體，如
此即可完成電子元件的承載結構。
分割步驟S5，將側臂11分割，使側臂11與承載體1間的黏著面16、正面絕緣線路31與背面絕緣線路32將承載體1區隔形成正極14與負極15以構成承載結構。
本發明所提供之電子元件的承載結構，與前述引證案及其他習用技術相互比較時，更具有下列之優點：對於極細微線路有加工方面的困難，本發明能用於極細微線路的技術，採用雷射進行局部介面層2的剝離(ablation)，可達到自由設計且製程簡易且多樣化的生產流程。
本發明射出所形成的塑料承載體1，不僅用於發光二極體晶片粘著、打線接著、反射杯13結構、金屬層4沉積、SMD黏著以及雷射剝離形成絕緣線路，更能以反射杯13連結金屬層4形成大面積散熱結構等相關應用，此創新設計具有改善生產成本以及自由設計的特點。
綜上所述，本案不但在空間型態上確屬創新，並能較習用物品增進上述多項功效，應已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。
1‧‧‧承載體
11‧‧‧側臂
12‧‧‧反射面
13‧‧‧反射杯
14‧‧‧正極
15‧‧‧負極
16‧‧‧黏著面
2‧‧‧介面層
31‧‧‧正面絕緣線路
32‧‧‧背面絕緣線路
4‧‧‧金屬層
S1‧‧‧塑料射出步驟
S2‧‧‧無電解電鍍步驟
S3‧‧‧雷射絕緣步驟
S4‧‧‧電鍍步驟
S5‧‧‧分割步驟
圖一係為本發明之承載體外觀示意圖。
圖二為承載體上形成一介面層後之示意圖。
圖三為承載體與側臂上的介面層形成一正面絕緣線路之示意圖。
圖四為承載體與側臂上的介面層形成一背面絕緣線路之示意圖。
圖五為介面層上形成一金屬層之示意圖。
圖六為完成該塑料導線架結構製作之示意圖。
圖七為單一側臂其正面絕緣線路之示意圖。
圖八為多側臂其正面絕緣線路之示意圖。
圖九為多側臂其背面絕緣線路之示意圖。
圖十為本發明塑料導線架其製備流程方塊示意圖。
1‧‧‧承載體
11‧‧‧側臂
12‧‧‧反射面
14‧‧‧正極
15‧‧‧負極
16‧‧‧黏著面
31‧‧‧正面絕緣線路
32‧‧‧背面絕緣線路
4‧‧‧金屬層
Claims (24)
- 一種電子元件的承載結構，其包含：承載體，其至少一側延伸形成至少一側臂；介面層，係以無電解電鍍沉積於承載體之表面；絕緣線路，係以雷射剝離部份介面層以於該承載體及該側臂上形成一正面絕緣線路，且該正面絕緣線路具有至少一U字形狀結構或網狀結構，而於該承載體及該側臂上形成一背面絕緣線路，且該背面絕緣線路具有一直線結構或對應該正面絕緣線路之網狀結構之網狀結構，藉由該正面絕緣線路及該背面絕緣線路以將該承載體區隔形成至少一對電極；金屬層，係以電鍍或化學法沉積導體金屬於介面層上。
- 如申請專利範圍第1項所述之電子元件的承載結構，其中該承載體為包含預先參雜金屬觸媒的塑料、或包含預先參雜有機物的塑料所製得。
- 如申請專利範圍第1項所述之電子元件的承載結構，其中該承載體為無參雜金屬觸媒的塑料、或無參雜有機物的塑料所製得，進而該承載體包括使用化學蝕刻或噴砂使表面粗糙化，再施以觸媒化，其後再進行無電解電鍍製程前的活化步驟。
- 如申請專利範圍第1項所述之電子元件的承載結構，其中該介面層為鎳或銅金屬介面層。
- 如申請專利範圍第1項所述之電子元件的承載結構，其中該承載體進而包括於表面往下傾斜一反射面以形成一反射杯。
- 如申請專利範圍第5項所述之電子元件的承載結構，其中該承載體表面與反射面界定的夾角是介於15度~85度之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之電子元件的承載結構，其中該金屬層可選自銅、鎳、銀、金、鉻、化學置換金、銅/鎳/銀、銅/鎳/金所構成之群組之任一者所形成。
- 如申請專利範圍第1項所述之電子元件的承載結構，其中該承載體進而包括沉積鎳或銅金屬介面層，其後亦再利用雷射將局部的介面層剝離，使承載體與側臂內形成正面絕緣線路、背面絕緣線路。
- 如申請專利範圍第1或8項所述之電子元件的承載結構，其中該雷射為雷射電子束，其波長係選自於248 nm、308 nm、355 nm、532 nm、1064 nm或10600 nm。
- 如申請專利範圍第1或8項所述之電子元件的承載結構，其中該雷射主要為二氧化碳(CO2)雷射、銣雅鉻(Nd：YAG)雷射、摻釹釩酸釔(Nd：YVO4)晶體雷射、準分子(Excimer)雷射。
- 如申請專利範圍第1項所述之電子元件的承載結構，其中該承載體的側臂於金屬層沉積後，進而經由分割程序將側臂分割。
- 一種電子元件的承載結構之製備方法，其步驟包含有：塑料射出步驟，提供至少一側延伸形成有側臂的承載體；無電解電鍍步驟，於該承載體與側臂上形成一介面層，並且覆蓋該承載體與側臂；雷射絕緣步驟，於該承載體與側臂的介面層形成一正面絕緣線路、背面絕緣線路； 電鍍步驟，於該介面層上形成一金屬層；分割步驟，將側臂分割，藉由該側壁與該承載體間之黏著面、該正面絕緣線路及該背面絕緣線路以將該承載體區隔形成至少一對電極，以構成承載結構，而完成該塑料導線架結構之製作。
- 如申請專利範圍第12項所述之電子元件的承載結構之製備方法，其中該承載體為由摻雜包含金屬觸媒塑料或有機物塑料形成一承載體。
- 如申請專利範圍第12項所述之電子元件的承載結構之製備方法，其中該承載體為無參雜金屬觸媒的塑料、或無參雜有機物的塑料形成一承載體。
- 如申請專利範圍第13或14項所述之電子元件的承載結構之製備方法，其中該塑料為PA(Polyamide)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、PET、LCP、PC、ABS、PC/ABS等塑料。
- 如申請專利範圍第12項所述之電子元件的承載結構之製備方法，其中該承載體進而包括使用化學蝕刻或噴砂使承載體的表面粗糙化，再施以觸媒化，其後再進行無電解電鍍製程前的活化步驟。
- 如申請專利範圍第12項所述之電子元件的承載結構之製備方法，其中該無電解電鍍步驟進而包括於活化過的承載體表面形成一層鎳或銅金屬介面層。
- 如申請專利範圍第12項所述之電子元件的承載結構之製備方法，其中該承載體進而包括於表面往下傾斜一反射面以形成一反射杯。
- 如申請專利範圍第18項所述之電子元件的承載結構之製備 方法，其中該承載體表面與反射面界定的夾角是介於15度~85度之間。
- 如申請專利範圍第18項所述之電子元件的承載結構之製備方法，其中該電鍍步驟的金屬層可選自銅、鎳、銀、金、鉻、化學置換金、銅/鎳/銀、銅/鎳/金所構成之群組之任一者所形成。
- 如申請專利範圍第12項所述之電子元件的承載結構之製備方法，其中該雷射絕緣步驟主要為由雷射剝離承載體表面的介面層並延伸超過承載體的邊緣到側臂的表面區域內以構成一正面絕緣線路與一背面絕緣線路。
- 如申請專利範圍第12或21項所述之電子元件的承載結構，其中該雷射為雷射電子束，其波長係選自於248 nm、308 nm、355 nm、532 nm、1064 nm或10600 nm。
- 如申請專利範圍第12或21項所述之電子元件的承載結構，其中該雷射主要為二氧化碳(CO2)雷射、銣雅鉻(Nd：YAG)雷射、摻釹釩酸釔(Nd：YVO4)晶體雷射、準分子(Excimer)雷射。
- 如申請專利範圍第12項所述之電子元件的承載結構之製備方法，其中該分割步驟為將側臂分割，使側臂與承載體間的黏著面、正面絕緣線路與背面絕緣線路將承載體區隔形成正極與負極。
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Citations (2)
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-
2009
- 2009-04-21 TW TW98113251A patent/TWI409915B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
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