JP2011228602A - Ｌｅｄ発光装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性に優れ、かつ生産性の高いＬＥＤ発光装置を提供すること。
【解決手段】（ｃ）金属箔、（ｄ）絶縁性接着剤層および（ｅ）銅箔をこの順に有するフレキシブル基板に発光ダイオード（ＬＥＤ）チップが実装されたＬＥＤ発光装置であって、複数のＬＥＤチップが（ｃ）金属箔上に直接実装されており、かつＬＥＤチップと（ｅ）銅箔とがワイヤーボンディングにより電気的に接続されていることを特徴とするＬＥＤ発光装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を複数実装したＬＥＤ発光装置およびその製造方法に関する。より詳しくは、銅箔／接着剤／金属箔構造のフレキシブル基板を用いたＬＥＤ発光装置およびその製造方法に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）を適用した発光装置は長寿命、低消費電力、水銀を使用していない点などで従来の白熱電球、蛍光灯と比較して優位であり、置き換えが進んでいる。特にＬＥＤ発光装置の用途のひとつである液晶テレビや液晶ディスプレイのバックライト用途では低消費電力化、機器の薄型化、水銀不使用の点から冷陰極管からの置き換えが急激に進んでいる。

近年、ＬＥＤバックライトの輝度向上が要求され、輝度向上にともなう発熱量の増加が課題となっている。またＬＥＤバックライトのコストダウンの要求も多い。従来型のＬＥＤバックライトの構造の１態様を図１に示す。アルミ等熱伝導性の高い金属基板上に絶縁層を形成し、その上に回路を形成した金属ベース基板上にＬＥＤパッケージが実装されている。

金属ベース基板は板状の部材であることから配線基板実装やＬＥＤパッケージの実装が基板一枚ごとのバッチ生産となり、生産性に乏しい。例えば、配線基板としての金属ベース基板は次のようにして製造される。まず、絶縁樹脂を溶剤に溶解した塗料を銅箔へ塗布、乾燥する手法や、事前にシート化した絶縁樹脂を銅箔へ積層する手法などにより、樹脂付き銅箔を作製する。それを放熱板となる厚み１〜２ｍｍ程度の金属板（アルミや銅）に積層し、加熱加圧することにより、銅箔／絶縁樹脂層／放熱板の構成を有する金属ベース基板を得る。さらに、その銅箔面へのレジスト塗布、露光、現像、銅箔エッチング、レジスト剥離の工程を経て、回路が形成された金属ベース基板が得られる。金属ベース基板やセラミック基板のサイズは、数十〜５００ｍｍ角程度が一般的であり、基板へＬＥＤパッケージを複数実装し、ＬＥＤ発光装置が製造される。

近年では放熱性を向上させるため、金属ベース基板の金属面にLEDチップを直接実装する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）しかしながら、金属ベースが板状であるため、生産は基板１枚ごとのバッチ生産である点は変わりなく、生産性に乏しいという課題があった。

特開２００９−８１１９４号公報

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、生産性と放熱性に優れるＬＥＤ発光装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は主として以下の構成を有する。すなわち、（ｃ）金属箔、（ｄ）絶縁性接着剤層および（ｅ）銅箔をこの順に有するフレキシブル基板にＬＥＤチップが実装されたＬＥＤ発光装置であって、複数のＬＥＤチップが（ｃ）金属箔上に直接実装されており、かつＬＥＤチップと（ｅ）銅箔とがワイヤーボンディングにより電気的に接続されていることを特徴とするＬＥＤ発光装置である。

本発明のＬＥＤ発光装置は、ＬＥＤチップの発熱を効率よく放熱層へ伝達することが可能であり、ＬＥＤ発光装置の信頼性向上につながる。また、ＬＥＤをチップで直接実装するため、パッケージ製造のコストが削減される。また、実装基板を構成する材料が柔軟であるため、生産工程においてロールｔｏロールの加工が可能となり、生産性向上、生産コストの低減が可能である。

従来型のＬＥＤ照明装置の一態様を示す模式図である。 本発明のＬＥＤ発光装置の一態様を示す斜視図および断面図である。 本発明のＬＥＤ発光装置の製造方法を示す模式図である。 本発明のＬＥＤ実装基板の別の一態様を示す断面図である。 本発明のＬＥＤ実装基板の別の一態様を示す模式図である。 本発明のＬＥＤ実装基板の別の一態様を示す断面図である。

本発明のＬＥＤ発光装置には（ｃ）金属箔、（ｄ）絶縁性接着剤層および（ｅ）銅箔をこの順に有するフレキシブル基板が使用される。（ｃ）金属箔はフレキシブル基板のベース材料であると同時に、ＬＥＤで発生した熱を放熱する機能を有する。（ｃ）金属箔をベース材料として使用することで一般的なベース材料であるポリイミドフィルムを使用したフレキシブル基板と比較して放熱性が著しく向上する。（ｃ）金属箔の種類としては特に限定はされないが、その材料として、アルミニウム、金、銀、亜鉛、鉄、銅、ニッケル、ステンレスなどが使用される。この中でも価格面で実用的で、かつ、放熱性を重視するのであればアルミニウム箔、銅箔などが使用され、加工性の面からベース材料の剛性を重視するのであればステンレス箔などが使用される。（ｃ）金属箔の厚みは、フレキシブル基板として取り扱いが可能な厚みであれば特に制限はないが、１５〜１００μｍが好ましい。
（ｃ）金属箔の表面には接着剤との接着性を向上させるための表面粗化処理、黒化処理などの表面処理を施しても良い。

（ｅ）銅箔はフレキシブル基板の回路パターンを形成するために使用される。銅箔の製法により圧延銅箔と電解銅箔があるが、特に制限されない。（ｅ）銅箔の厚みには特に制限はないが、パターン加工性の点から８〜８０μｍが好ましい。また、回路パターン形成前の（ｅ）銅箔の表面に酸化防止のためのメッキ処理等の表面処理を施しても良い。

（ｄ）絶縁性接着剤層は（ｅ）銅箔と（ｃ）金属箔を積層後に硬化可能なものであればその化学構造は限定されない。硬化方法には加熱、紫外線照射、放射線照射等の方法があるが、耐熱性、接着性、コストの点から熱硬化性の樹脂からなる接着剤が好ましい。

熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂が耐熱性、接着性、絶縁性の点で特に好ましい。エポキシ樹脂は、例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型骨格を含有するエポキシ樹脂、ナフタレン骨格含有エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、線状脂肪族エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、スピロ環含有エポキシ樹脂、およびハロゲン化エポキシ樹脂等が挙げられる。この中でも、接着性、耐熱性、コストの点からビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が特に好ましい。またエポキシ樹脂を単独または２種以上用いても良い。

エポキシ樹脂は、それ単体でも硬化するが、接着性、耐熱性向上のためにエポキシ基と架橋反応する硬化剤を添加しても良い。硬化剤の例としては、３，３’，５，５’−テトラメチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’，５，５’−テトラエチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジメチル−５，５’−ジエチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、２，２’，３，３’−テトラクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’−ジアミノベンゾフェノン、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、３，４’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、３，４，４’−トリアミノジフェニルスルホン等の芳香族ポリアミン、三フッ化ホウ素トリエチルアミン錯体等の三フッ化ホウ素のアミン錯体、ジシアンジアミド、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなどのノボラック樹脂、ビスフェノールＡなどのビスフェノール化合物等が使用できる。この中でも耐熱性に優れることからフェノール系の硬化剤が好ましい。これらを単独または２種以上用いても良い。

エポキシ樹脂と硬化剤の混合比は、硬化剤中の活性水素の総モル数Ｈとエポキシ樹脂中のエポキシ基の総モル数Ｅの比Ｈ／Ｅが０．４〜１．０の範囲であることが好ましい。Ｈ／Ｅがこの範囲で混合されることで、接着剤の耐熱性、接着性が更に向上する。

（ｄ）絶縁性接着剤層は、熱可塑性樹脂を含有しても良い。熱可塑性樹脂を含有することにより、靱性を付与することができ、接着性の向上、可撓性の向上、熱応力の緩和等の効果が得られる。

熱可塑性樹脂としては、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム−スチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン−エチレン樹脂（ＳＥＢＳ）、炭素数１〜８の側鎖を有するアクリル酸および／またはメタクリル酸エステル樹脂（アクリルゴム）、ポリビニルブチラール、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリウレタン等が例示される。

これらの熱可塑性樹脂は、前述のエポキシ樹脂との反応が可能な官能基を有することが好ましい。具体的には、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基、水酸基、メチロール基、イソシアネート基等である。これらの官能基によりエポキシ樹脂との結合が強固になり、耐熱性が向上するので好ましい。

（ｄ）絶縁性接着剤層は熱伝導性を向上させる目的で、無機粒子を含有していることが好ましい。無機粒子の種類は特に限定されないが、熱伝導率が高く絶縁性のアルミナ、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化ホウ素、窒化珪素、炭化珪素、ダイヤモンド粉末などが挙げられる。この中でも熱伝導性とコストとのバランスに優れるアルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素などが無機粒子として特に好ましい。

また、無機粒子と接着剤組成物中のその他の有機成分とのぬれ性を向上させるためにシランカップリング剤で表面処理することが好ましい。このような表面処理を施すことで、無機粒子が接着剤組成物中でより均一に分散し、結果として半田耐熱性、接着性を向上させることができる。シランカップリング剤の具体例としては３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、２−（３、４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２（アミノエチル）３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１、３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどがあるが、この中でも特にＮ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシランが無機粒子と樹脂組成物中のその他の有機成分とのぬれ性を向上させる点で好ましい。シランカップリング剤は単独で使用しても、上記のシランカップリング剤を混合して使用しても良く、処理に使用する量は、無機粒子１００重量部に対して０．３〜１重量部が好ましい。

（ｄ）絶縁性接着剤層は硬化速度の調整等のために硬化触媒を含有しても良い。例として２−メチルイミダゾール、２，４−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾールなどのイミダゾール化合物、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、α−メチルベンジルメチルアミン、２−（ジメチルアミノメチル）フェノール、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７などの３級アミン化合物、トリフェニルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン、トリ−ｎ−オクチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリベンジルホスフィン、トリ−ｏ−トリルホスフィン、トリ−ｍ−トリルホスフィン、トリ−ｐ−トリルホスフィン、トリス−（ｐ−メトキシフェニル）ホスフィン、ジフェニルシクロヘキシルホスフィン、テトラフェニルホスフォニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィントリフェニルボラン、トリ（ノニルフェニル）ホスフィンなどホスフィン系の化合物、ジルコニウムテトラメトキシド、ジルコニウムテトラプロポキシド、テトラキス（アセチルアセトナト）ジルコニウム、トリ（アセチルアセトナト）アルミニウムなどの有機金属化合物などが挙げられる。

（ｄ）絶縁性接着剤層の厚みは特に制限されないが、接着性、絶縁性の点から１０〜１００μｍが好ましい。（ｄ）絶縁性接着剤層に無機粒子を添加する場合、絶縁性の点から無機粒子の平均粒径は接着剤層の厚みの１／２以下であることが好ましい。

本発明のＬＥＤ発光装置は上記のフレキシブル基板に複数のＬＥＤチップを直接実装する。ＬＥＤチップを直接実装することで、ＬＥＤパッケージを実装する場合と比較し、放熱性の向上、製造コストの低減、ＬＥＤの高密度実装が可能となる。

ＬＥＤチップとは、Ｐ型半導体とＮ型半導体が接合されたＰＮ接合部での発光を利用した発光素子である。Ｐ型電極、Ｎ型電極を素子上面、下面に設けた構造と、素子片面にＰ型、Ｎ型電極の双方が設けられた構造が提案されている。さらに、後者の構造の中に、電極設置面が発光の取り出し面となる構造と、電極設置面の反対面が発光の取り出し面となる構造がある。いずれの構造のＬＥＤチップも、本発明のＬＥＤ発光装置に用いることができる。

ＬＥＤパッケージとは、ＬＥＤチップを配線基板上に実装、封止したものを指し、外部と電気的接続を行うための端子（電極）を有する。

また、ＬＥＤチップはフレキシブル基板の（ｃ）金属箔に直接実装されていることを特徴とする。放熱機能をもつ金属箔部分にＬＥＤチップを直接実装することにより、本発明のＬＥＤ発光装置の点灯時にＬＥＤから発生する熱が金属箔に速やかに拡散し、放熱性が大きく向上する。
ＬＥＤチップと（ｃ）金属箔との接合に用いる接合剤としては導電性ペーストや半田などの導電性接合剤、樹脂成分からなる絶縁性接合剤のいずれも使用可能であるが、放熱性の点から導電性ペーストや半田などの導電性接合剤が好ましい。

本発明のＬＥＤ発光装置のＬＥＤチップと回路パターンと（ｅ）銅箔はワイヤーボンディングにより電気的に接続されることが特徴である。Ｐ型、Ｎ型電極の一方を素子上面、もう一方を下面に設けた構造のＬＥＤチップの場合、素子上面と回路パターンとをワイヤーボンディングにより電気的に接続し、素子下面と（ｃ）金属箔とは半田接合や銀ペーストのような導電性の接合方法が採用される。一方、一般的なＧａＮ系青色発光ダイオードのようなＰ型、Ｎ型電極が同一面に設けられた構造のＬＥＤチップの場合、電極が設けられた面を上面とし、Ｐ型、Ｎ型それぞれの電極をワイヤーボンディングにより回路パターンと電気的に接続する。素子下面と（ｃ）金属箔とは電気的に接続される必要はなく、半田接合や銀ペーストのような導電性の接合方法に加え、（ｄ）絶縁性接着剤による接合も可能である。

本発明のＬＥＤ発光装置に搭載されるＬＥＤチップは蛍光体を含有する封止材により封止されていても良い。

ここでいう封止とはＬＥＤチップの周囲に部材を配置し、水分、ホコリ、酸素等の外部環境からＬＥＤチップを保護することをいう。ＬＥＤチップを封止する場合、ＬＥＤチップの発光を外部に取り出す必要があり、透明な樹脂からなる封止材の使用が好ましい。また、青色ＬＥＤチップをＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体などの黄色蛍光体を含有する封止材で封止することにより白色の発光が得られる。封止材の成分は特に制限されないが耐熱性、透明性の点からシリコーン系の封止材が好ましい。

本発明のＬＥＤ発光装置はＬＥＤチップの発光経路に蛍光体を含有するフィルムを有しても良い。例えば青色ＬＥＤチップから発せられた青色光がＹＡＧ蛍光体を含有するフィルムを通過することで、白色の発光が得られる。フィルムの原料は特に制限されないが耐熱性、透明性の点からシリコーン系の原料が好ましい。

本発明のＬＥＤ発光装置は放熱性の向上の目的で（ｃ）金属箔に接し、（ｄ）絶縁性接着剤層の反対側に（ｂ）熱伝導性接着剤層および（ａ）放熱板をこの順に有しても良い。（ａ）放熱板を積層することで放熱性が更に向上する。ここでいう熱伝導性接着剤とは接着剤に熱伝導率の高いフィラーを添加したものである。熱伝導率の高いフィラーの例としては、前述したような熱伝導率の高く絶縁性のアルミナ、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化ホウ素、窒化珪素、炭化珪素、ダイヤモンド粉末などに加え、銀、銅、アルミニウムなどの金属粉末、グラファイト、カーボンナノチューブ、黒鉛などの炭素化合物などが挙げられるが特に限定されるものではない。

ここでいう熱伝導性とは熱伝導率が０．５（Ｗｍ^−１Ｋ^−１）以上であることを指す。熱伝導率は、例えばアルバック理工（株）社製熱定数測定装置ＴＣ−７０００を用い、測定温度１００℃、ルビーレーザー光を照射光とするレーザーフラッシュ法により測定される熱拡散定数、試料の比重、比熱の積から計算される。

熱伝導性接着剤は常温で液状でも固体状であってもよく、取り扱い性の点でシート状の熱伝導性接着剤が特に好ましい。

（ｂ）熱伝導性接着剤層の厚みは特に限定されないが、接着層の厚みが薄いほど（ｃ）金属箔から（ａ）放熱板への熱抵抗が低下するため好ましい。

（ａ）放熱板は放熱機能を有するものであれば絶縁体、導電体のいずれであってもよく、材料も特に限定されない。銅、鉄、アルミニウム、金、銀、ニッケル、チタン、ステンレスなどの金属や、アルミナ、ジルコニア、窒化アルミニウム、グラファイトなどの無機材料を用いることができ、これらの複合材料を用いても良い。また、その形状は特に制限されないが空気との表面積を大きくするために突起を設けたり、フィン状の形状を持たせたりしても良い。

本発明のＬＥＤ発光装置は実装されたＬＥＤチップの周囲であって、かつ（ｅ）銅箔に接し、（ｄ）絶縁性接着剤層の反対側に、リフレクタを備えることが好ましい。ここでいうリフレクタとは、ＬＥＤの発光を反射し、所定の方向へ導くための反射面を持つ部材のことである。

リフレクタの材質は特に制限されないが、白色樹脂の様な光を反射する材質で形成すればその表面でＬＥＤチップから発せられた光は反射する。また、リフレクタの表面に光反射処理を施し、光反射性を持たせることによって反射面とすることもできる。ここでいう、光反射処理とはアルミ、銀などの金属の蒸着やメッキ処理、白色塗料の塗布などが挙げられる。

リフレクタの装着方法は特に制限されないが、例えばあらかじめ成形したリフレクタとフレキシブル基板とを接着剤、粘着剤を使用して貼り合わせる方法、溶着させる方法、フレキシブル基板上にトランスファーモールド成形により熱硬化性樹脂で直接成形する方法、射出成形により熱可塑性樹脂で直接形成する方法などが挙げられる。

リフレクタのＬＥＤチップの周囲の形状、すなわちＬＥＤからの発光を反射する部分の形状は反射光が効果的に所定の方向へ反射されるものであれば特に制限されないが、円形状、もしくは楕円状であると反射光が均一になるため好ましい。

本発明のＬＥＤ発光装置に用いられるフレキシブル基板は（ｅ）銅箔に接し、（ｄ）絶縁性接着剤層の反対側に、（ｆ）光反射層を有していても良い。その表面にＬＥＤチップからの光を反射する処理が施されていても良い。光反射層を有することにより、ＬＥＤチップからフレキシブル基板方向に発せられた光の反射量が増加し、ＬＥＤ発光装置から外部へ発せられる光量が増加する。光反射層はアルミ、銀などの金属蒸着やメッキ処理、白色塗料の塗布、白色フィルムの積層などにより形成できるが特に制限されるものではない。

また、本発明のＬＥＤ発光装置に用いられるフレキシブル基板は（ｅ）銅箔に接し、（ｄ）絶縁性接着剤層の反対側に、（ｆ）光反射層を有し、かつ、実装されたＬＥＤチップの周囲であって、かつ（ｆ）光反射層に接し、（ｅ）銅箔の反対側に、リフレクタを備えていても良い。（ｆ）光反射層とリフレクタの相乗効果により、ＬＥＤの発光を外部に取り出す効率がさらに向上する。

以下、本発明のＬＥＤ発光装置について、図面を用いて説明する。

図２は、本発明のＬＥＤ発光装置の一態様を示す斜視図および断面図である。フレキシブル基板６は、（ｃ）金属箔７、（ｄ）絶縁性接着剤層８、回路パターン層９を有し、ＬＥＤチップ１０は（ｃ）金属箔に接合剤１１を介してＬＥＤ直接実装されている。ＬＥＤチップの電極はボンディングワイヤー１２により回路パターンと接続される。

本構造においては、ＬＥＤチップ１０の発熱が接合剤１１を介して、放熱層にあたる（ｃ）金属箔７に伝達される。放熱層との間に熱抵抗となる物質がないため放熱性に優れる。

次に本発明のＬＥＤ発光装置の製造方法の例について図３を用いて説明する。本発明のＬＥＤ発光装置の製造方法は、（１）（ｄ）絶縁性接着剤層および（ｅ）銅箔の積層体をパンチングで打ち抜き、ＬＥＤチップ実装用の孔を形成する工程、（２）パンチングされた上記積層体と（ｃ）金属箔を積層しフレキシブル基板を作成する工程、（３）フレキシブル基板の（ｅ）銅箔面に回路形成をする工程、（４）ＬＥＤチップを実装する工程をこの順に有する。

まず、（１）（ｄ）絶縁性接着剤層および（ｅ）銅箔の積層体をパンチングで打ち抜き、ＬＥＤチップ実装用の孔を形成する工程について説明する。

（１−１）（ｅ）銅箔上に、絶縁性接着剤を溶剤に溶解した塗料を、ロールコーターなどにより塗布し、溶剤を乾燥して（ｄ）絶縁性接着剤層を形成する。絶縁性接着剤を溶解する溶剤は特に限定されないが、トルエン、キシレン、クロルベンゼンなどの芳香族系溶剤、イソプロピルアルコール、ベンジルアルコールなどのアルコール系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶剤、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドンなどの非プロトン系極性溶剤などが挙げられる。これらの溶剤を２種以上用いても良い。溶剤の乾燥条件は１００〜２００℃で１〜５分間程度が好ましい。（ｄ）絶縁性接着剤の厚みを増す場合は（ｄ）絶縁性接着剤層を複数回積層すればよい。さらに（ｄ）絶縁性接着剤層上に離型性を有するポリエステルあるいはポリオレフィン系フィルムを保護層としてラミネートし、（ｄ）絶縁性接着剤層と（ｅ）銅箔の積層体（絶縁性接着剤付き銅箔）を得る。（図３（i））上記の接着剤の塗布、乾燥、保護層のラミネートはロールｔｏロール方式で連続的に行うことができる。なお本発明においてロールｔｏロール方式とは、ロール状に巻いた長尺の材料を巻き出し、連続的に加工を行った後、巻き取ってロール状の長尺製品を得る加工法をいう。

上記工程で（ｅ）銅箔の代わりに離型性を有するポリエステルフィルム上に塗料を塗布・乾燥したのち、（ｅ）銅箔とラミネートして絶縁性接着剤付き銅箔としてもよい。

（１−２）次に、絶縁性接着剤付き銅箔に打ち抜き加工を実施し、ＬＥＤチップ実装用の孔を形成する（図３（ii））。この打ち抜き加工を実施することで、ＬＥＤチップをフレキシブル基板の金属層に直接実装することができる。

打ち抜き加工の形状は実装されるＬＥＤチップより大きければ特に限定されないが、円、楕円または長穴であることが好ましい。これらの形状で打ち抜くことにより、加工工程で打ち抜き部分にかかる応力が分散する。ここでいう長穴とは２個の半円を平行な線分で結んだ形状のことである。

次に、（２）パンチングされた上記絶縁性接着剤付き銅箔と（ｃ）金属箔を積層しフレキシブル基板を作成する工程ついて説明する。

（２−１）接着剤付き銅箔の保護フィルムを剥離しながら（ｃ）金属箔を温度１００〜１７０℃でラミネートし、（ｅ）銅箔／（ｄ）絶縁性接着剤層／（ｃ）金属箔の３層構造からなるフレキシブル基板を得る（図３（iii））。ラミネートは加温、加圧できる金属ロールまたはシリコーンゴムなどの耐熱ゴムロールを有するラミネーターを用いてロールｔｏロール方式で連続的に実施することができる。

（２−２）ラミネート後、エアオーブンなどを用いて接着剤層を加熱硬化させる。加熱硬化条件はステップ加熱が好ましく、５０〜９０℃の低温領域から、１５０〜１８０℃まで徐々に昇温することが好ましい。これにより配線パターン加工前のフレキシブル基板が得られる。

次に（３）フレキシブル基板の（ｅ）銅箔面に回路形成をする工程について説明する。

（３−１）上記（２−２）で作製した回路形成前のフレキシブル基板の銅箔上に、ドライフィルムレジストのラミネートもしくはフォトレジスト液塗布により、フォトレジスト層を設ける。

（３−２）次に、フォトマスクを通じて紫外線露光を行い、炭酸ナトリウム水溶液などによる現像を行うことで、回路パターンのフォトレジストパターンを形成する。

（３−３）さらに、塩化第二鉄水溶液などの酸による銅箔エッチングを行い、水酸化ナトリウム水溶液などを用いたフォトレジスト剥離を経て、（ｅ）銅箔層／（ｄ）絶縁性接着剤層／（ｃ）金属箔層の３層構造で回路パターンが形成され、ＬＥＤ実装部の（ｃ）金属箔が露出したフレキシブル基板が得られる（図３（iv））。必要により、回路表面や金属箔露出部に、金、銀、錫などのメッキ処理を施してもよい。また、回路パターンの保護、絶縁の目的で、回路パターン表面に保護層を設けても良い。保護層はカバーレイフィルムの積層、ソルダーレジストの塗布、硬化などが挙げられるがこれに限定されるものではない。また、カバーレイフィルムのフィルム層やソルダーレジストが光を反射する処理がされているとＬＥＤチップからフレキシブル基板方向に発せられた光の反射量が増加し、ＬＥＤ発光装置から外部へ発せられる光量が増加するため好ましい。

これらの回路パターン加工を形成する工程についても、ロールｔｏロール方式で連続的に実施することができる。

次に（４）ＬＥＤチップを実装する工程につき説明する。素子片面にＰ型、Ｎ型の両電極が設けられたＬＥＤチップの場合、電極が設けられている面を上面に配置し、下面を（ｃ）金属箔と接合する。接合に用いる接合剤としては導電性ペーストや半田などの導電性接合剤、樹脂成分からなる絶縁性接合剤のいずれも使用可能であるが、放熱性の点から導電性ペーストや半田などの導電性接合剤が好ましい。また、素子片面にＰ型電極、もう片面にＮ型電極が設けられたＬＥＤチップの場合はチップ片面を導電性ペーストや半田等の導電性接合剤で接合する必要がある。

次にフレキシブル基板の回路パターンとＬＥＤチップ電極とを接続する。代表的な方法として、φ２０〜３０μｍの金線などでワイヤーボンディングする方法が挙げられるがこれに限定されるものではない。

ＬＥＤチップを基板上に実装したのち、ＬＥＤチップ、ワイヤーボンディングを保護する目的でＬＥＤチップ周辺を封止する。封止材は熱硬化性のシリコーン樹脂や蛍光体を含有する熱硬化性のシリコーン樹脂などが挙げられるがこれに限定されるものではない。封止方法についてはポッティングもしくはトランスファー成形、スクリーン印刷等が挙げられるがこれに限定されるものではない。封止材の熱硬化条件は１００℃〜１５０℃で１〜５時間が一般的である。

これらＬＥＤチップの実装工程はロールｔｏロール方式で連続的に実施することができる。

本発明のＬＥＤ発光装置の製造方法は、ＬＥＤ発光装置が複数のＬＥＤチップが直列に実装された回路を有し、あらかじめ個々のＬＥＤチップを発光させて順方向降下電圧を測定、クラス分けし、直列に実装するＬＥＤチップの順方向降下電圧の合計値が、あらかじめ設定した規格値範囲内となるようにＬＥＤチップを選択して用いることが好ましい。またＬＥＤチップの選択を容易にするため個々のＬＥＤチップに２．０〜４．０Ｖの範囲内の特定の電圧をかけて定電流を流して発光させ、その際の各ＬＥＤチップの順方向降下電圧（Ｖ_Ｆ）の値により０．０１〜０．０５Ｖ間隔で、好ましくは０．０１〜０．０２間隔でＬＥＤチップをクラス分けし、これを選択して用いることが好ましい。また上記間隔は０．０１〜０．０５Ｖの範囲内であれば、等間隔でなくてもよい。上記のようにＬＥＤチップをクラス分けし、これを選択して使用することでＬＥＤ発光装置の製品別のばらつきが少なくなり、歩留まりが上昇する。

ＬＥＤチップは製造時のばらつきにより、チップごとに光学特性が異なる。これはチップごとに順方向降下電圧（Ｖ_Ｆ）がわずかに異なることに起因する。そこでＬＥＤチップに定電流を流し発光させ、それぞれのＬＥＤチップの順方向降下電圧（Ｖ_Ｆ）に基づきクラス分けを実施する。

次に複数のＬＥＤチップをＬＥＤ発光装置に実装した場合にクラス分けを実施した際のＶ_Ｆのデータを基にＬＥＤ発光装置がどのような光学特性を発現するかシミュレーションを実施する。シミュレーションは実際にＬＥＤ発光装置を作成しても良いし、光学特性のデータから計算で試算しても良い。これらのシミュレーション結果を基に、クラス分けされたＬＥＤチップを選別し、かつ配列して実装することが好ましい。一例を挙げると、ＬＥＤチップをフレキシブル基板上に実装する際に、直列に実装された回路を形成するＬＥＤチップのＶ_Ｆの合計値と回路設計の際に設定した電圧Ｖ_Ｆｄとの差異が０．１Ｖ未満になるように、分類したＬＥＤチップから選別して実装する事が好ましい。これによりＬＥＤ発光装置の製品別のばらつきが少なくなり、歩留まりが上昇する。Ｖ_Ｆｄの設定方法は特に制限されるものではないが、ＬＥＤチップのクラス分けを実施した際に測定したＶ_Ｆの平均値と、直列に実装するＬＥＤチップの個数の積とすることが好ましい。

本発明のＬＥＤ発光装置は液晶テレビや液晶ディスプレイなどのバックライトモジュール、店舗、住居向けの屋内照明、街路灯などの屋外照明に用いられる。

バックライトモジュールは直下型とエッジライト型の２方式が提案、採用されている。直下型バックライトモジュールは液晶パネルの裏面にＬＥＤを格子状に配列させ、これらを発光させることで面発光を行い、画面全面に向けて発光する。格子状に配列したＬＥＤの発光状態を制御することで、パネル内の輝度をエリアごとに制御することが可能であり、高画質化が可能である。エッジライト型バックライトモジュールは、画面の４辺部にＬＥＤを線状に配置し、アクリル板等の導光板の端部へ光を当てることで導光板内での表面反射を繰り返すことで導光板全体の均一な面発光へと変換する。厚みを有するＬＥＤ発光装置を４辺部に配置することで液晶モジュールの薄型化が可能である。

本発明のＬＥＤ発光装置をバックライトモジュール、屋内照明、屋外照明に用いることにより、ＬＥＤの放熱性が向上し、装置の寿命の向上につながる。また、ロールｔｏロールにより連続的な生産が可能となるため、生産コストの大幅に低下が可能となる。またフレキシブル基板であるため、ＬＥＤ発光装置を多面体や円状などの多様な形状の構造体と貼り合わせることが可能となり、照明構造の設計の自由度が大幅に向上する。

以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

製造例１（フレキシブル基板１の製造）
ダイマー酸ポリアミド樹脂（“ＭＡＣＲＯＭＥＬＴ（登録商標）”６９００：ヘンケルジャパン（株）製）１００重量部、レゾール型フェノール樹脂（ＣＫＭ１６３４：昭和高分子（株）製）５０重量部、エポキシ樹脂（ｊＥＲ８２８：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１９０、ジャパンエポキシレジン（株）製）５０重量部、ノボラック型フェノール樹脂（ＣＫＭ２４００：昭和高分子（株）製）２０重量部、硬化触媒（２エチル−４メチルイミダゾール：東京化成工業（株）製）２重量部にエタノール／トルエン混合溶剤（重量混合比１／４）を加え、３０℃で撹拌、混合して固形分濃度３５重量％の接着剤溶液１を作製した。

コンマコーターにて、銅箔（“３ＥＣ−ＶＬＰ”厚み１８μｍ、三井金属鉱業（株）製）のロールを巻きだし側にセットし、上記接着剤溶液１を乾燥厚みが５０μｍとなるように銅箔の粗化面に連続塗布し、コーターオーブン中で１００℃で１分、１６０℃で４分間の乾燥を施し、保護フィルム（“トレファン（登録商標）”：ポリプロピレンフィルム、厚さ１２μｍ、東レ（株）製）をインラインで貼りあわせ、ロール状に巻き取り、接着剤つき銅箔を作成した。

次にこの接着剤銅箔にＬＥＤ実装部を円形に打ち抜くパターンを有するパンチング用金型を設置したプレス機によって連続的にパンチング処理を施した。続いて接着剤つき銅箔の保護フィルムを剥がしながら、接着剤層側にアルミ箔（厚み３５μｍ）を１３０℃でラミネートしたのち、ロール状に巻き取った。その後巻き取ったロールをエアオーブン中で８０℃１時間、１００℃２時間、１５０℃５時間の条件で順次加熱処理を実施し、回路パターン形成前のフレキシブルプリント基板を得た。

続いて、スプロケットホールを打ち抜くパターンを有するパンチング用金型を用いて連続的にパンチング処理を実施し、スプロケットホールを形成した。

続いて、フォトリソグラフィによる回路パターン加工を実施した。ＬＥＤ発光装置１単位あたりに実装されるＬＥＤチップの総数は３０個とし、１０個のＬＥＤを直列に接続する回路を３並列持つ回路パターンとし、直列回路の設計上の降下電圧Ｖ_ｆｄを３５．００Ｖとした。上記の回路パターン形成前のフレキシブル基板の銅箔側に、フォトレジスト液を塗布してフォトレジスト層を設けた。次に、フォトマスクを通じて紫外線露光を行い、３５℃の炭酸ナトリウム３重量％水溶液を用いたシャワー現像により、回路パターンのフォトレジストパターンを形成した。さらに、酸による銅箔エッチング（３５℃、塩化第二鉄３８重量％水溶液シャワー）を行い、フォトレジスト剥離（４０℃、水酸化ナトリウム３重量％水溶液シャワー）を経て、回路形成銅箔／接着剤層／金属箔の３層構造でＬＥＤ実装部分に金属箔が露出したフレキシブル基板１を得た。

次に、スクリーン印刷によりＬＥＤ実装部分以外に白色ソルダーレジスト（ＰＳＲ−４０００：太陽インキ製造（株）製）を乾燥厚み２０μｍになるように塗布し、１５０℃で１時間加熱した。

さらに、ＬＥＤ実装部分の金属箔が露出した部分に銀メッキを施し、フレキシブル基板の表面に光反射層を形成した。

上記工程は工程開始部、工程終了部にそれぞれロールの巻きだし装置、巻き取り装置を設置し、ロール状のフレキシブル基板をセットすることでロールｔｏロールで実施した。

製造例２（フレキシブル基板２の製造）
上記接着剤溶液１の代わりに以下の方法で作成した接着剤溶液２を使用した以外は製造例１と同様の方法でフレキシブル基板を製造し、フレキシブル基板２を得た。

接着剤溶液２の製造方法
熱伝導粒子として窒化アルミニウム粉末（Ｈグレード：平均粒径１．７μｍ、熱伝導率１００Ｗｍ^−１Ｋ^−１、（株）トクヤマ製）５４．４重量部、球状アルミナ粉末（ＡＯ−５０２：平均粒径０．７μｍ、熱伝導率３０Ｗｍ^−１Ｋ^−１、（株）アドマテックス製）１３．６重量部を秤量し、ミキサー内で２分間混合した。次に熱伝導粒子をさらに混合しながらシランカップリング剤（３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）０．３重量部を霧吹きで噴霧し、シラン処理を行った。その後、エポキシ樹脂（ｊＥＲ８２８：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１９０、ジャパンエポキシレジン（株）製）１０重量部、硬化剤（ＰＳＭ４３２６：フェノールノボラック樹脂、水酸基当量１０５、群栄化学工業（株）製）５．５重量部、熱可塑性樹脂（ＳＧ−Ｐ３：エチルアクリレート、ブチルアクリレート、アクリロニトリルを重合モノマー成分とするエポキシ基含有アクリルゴム、重量平均分子量８５万、ナガセケムテックス（株）製）１６重量部、硬化触媒（２Ｐ４ＭＺ：２−フェニル−４−メチルイミダゾール、四国化成工業（株）製）０．２重量部を添加し、固形分濃度３５重量％となるようにジメチルホルムアミド／モノクロルベンゼン／メチルイソブチルケトンの等重量混合溶媒に４０℃で撹拌、溶解して接着剤溶液２を作製した。

製造例３（高熱伝導接着剤つきアルミ板の作製）
上記接着剤溶液２をコンマコーターにて、ベースフィルム（ＳＲ：シリコーン離型剤付きのポリエチレンテレフタレートフィルム、厚さ３８μｍ、大槻工業（株）製）のロールを巻き出し側にセットし、この高熱伝導接着剤溶液を５０μｍの乾燥厚さとなるように連続塗布し、コーターオーブン中にて１２０℃で５分間の乾燥を施し、保護フィルム（“フィルムバイナ（登録商標）”ＧＴ：シリコーン離型剤付きのポリエチレンテレフタレートフィルム、厚さ３８μｍ、藤森工業（株）製）をインラインで貼り合わせ、ロール状に巻き取り、高熱伝導接着剤シートを作製した。（得られた高熱伝導接着剤シートの接着剤層を１７０℃で１時間加熱硬化後、熱伝導率を測定したところ、１．８Ｗｍ^−１Ｋ^−１であった。）
この高熱伝導接着剤シートを厚さ１．０ｍｍのアルミ板に１３０℃で保護フィルムを剥がしながらラミネートし、高熱伝導接着剤つきアルミ板を作製した。

実施例１（図４）
製造例１で得られたフレキシブル基板１のＬＥＤチップ実装部に熱硬化型銀ペースト（“ドータイト（登録商標）”ＳＡ−２０２４：藤倉化成（株）製）を塗布した。Ｐ型、Ｎ型電極を素子上面に持つ青色ＬＥＤチップ（順方向降下電圧Ｖ_Ｆ＝３．５Ｖ）を銀ペースト上に圧着し、１２０℃で１時間、１５０℃で１時間加熱することにより、ＬＥＤチップをフレキシブル基板の金属箔上に直接実装した。次いで、直径３０μｍの金線からなるボンディングワイヤーによりＬＥＤチップ上面の各電極から回路パターン部へのボンディング接続を実施した。ＬＥＤチップ実装後に液状透明封止樹脂（ＮＴ−８０３２：日東電工（株）製）をＬＥＤチップ上方より適量滴下することでＬＥＤチップ、ワイヤーボンディングを透明封止樹脂で被覆した。その後、１２０℃のオーブン中を１０分かけて連続的に通過させ透明封止樹脂の仮硬化を実施して巻き取った。上記工程はロールｔｏロールで実施し、透明封止樹脂を仮硬化させたフレキシブル基板を巻き取る際にはスペーサーを挟むことにより、透明封止樹脂に負荷がかからないようにした。

その後巻き取ったロールに１２５℃で９０分間の加熱処理を実施し、透明封止樹脂の熱硬化を実施した。

次いで、フレキシブル基板をＬＥＤ発光装置の単位で切断し、本発明のＬＥＤ発光装置を得た。ＬＥＤチップが放熱性の高い金属箔に実装されているため、ＬＥＤ装置発光時の熱が効率的に放熱される。その結果ＬＥＤ発光装置の長寿命化が期待できる。また、本発明の工程はロールｔｏロールで実施されるため、高い生産性を持つ。

実施例２
製造例２で得られたフレキシブル基板２を使用した以外は実施例１と同様にＬＥＤ発光装置を作製した。熱伝導率の高い接着剤を使用したフレキシブル基板を使用することで、ＬＥＤ発光装置の放熱性がさらに向上し、その結果実施例１と比較してＬＥＤ発光装置のさらなる長寿命化が期待できる。

実施例３
液状透明封止樹脂（ＮＴ−８０３２）の代わりにＹＡＧ蛍光体“Ｐ４６−Ｙ３”（化成オプトニクス（株）製）９重量部と液状透明封止樹脂（ＮＴ−８０３２：日東電工（株）製）９１重量部とを均一に混合した蛍光体入り液状透明封止樹脂を使用した以外は、実施例１と同様にＬＥＤ発光装置を作製した。ＹＡＧ蛍光体入りの封止樹脂で青色ＬＥＤチップを覆うことにより、ＬＥＤ発光装置より取り出される発光は白色光となる。

実施例４
液状透明封止樹脂（ＮＴ−８０３２）の代わりにＹＡＧ蛍光体“Ｐ４６−Ｙ３”（化成オプトニクス（株）製）９重量部と液状透明封止樹脂（ＮＴ−８０３２：日東電工（株）製）９１重量部とを均一に混合した蛍光体入り液状透明封止樹脂を使用した以外は、実施例２と同様にＬＥＤ発光装置を作製した。ＹＡＧ蛍光体入りの封止樹脂で青色ＬＥＤチップを覆うことにより、ＬＥＤ発光装置より取り出される発光は白色光となり、さらに、熱伝導率の高い接着剤を使用したフレキシブル基板を使用することで、ＬＥＤ発光装置の放熱性がさらに向上し、その結果実施例１と比較してＬＥＤ発光装置のさらなる長寿命化が期待できる。

実施例５（図５）
製造例１で得られたフレキシブル基板１のＬＥＤチップ実装部の周囲にスクリーン印刷で粘着材を２０μｍの厚みで塗布し、その粘着材を塗布した部分に“シベラス”（東レ（株）製）で形成されたリフレクタを貼り付けた。リフレクタの反射面にはアルミ蒸着を施した。次に、フレキシブル基板１のＬＥＤチップ実装部に熱硬化型銀ペースト（“ドータイト（登録商標）”ＳＡ−２０２４：藤倉化成（株）製）を塗布した。Ｐ型、Ｎ型電極を素子上面に持つ青色ＬＥＤチップ（順方向降下電圧Ｖ_Ｆ＝３．５Ｖ）を銀ペースト上に圧着し、１２０℃で１時間、１５０℃で１時間加熱することにより、ＬＥＤチップをフレキシブル基板の金属箔上に直接実装した。次いで、Φ３０μｍの金線からなるボンディングワイヤーによりＬＥＤチップ上面の各電極から回路パターン部へのボンディング接続を実施した。そののちにＬＥＤチップを液状透明封止樹脂（ＮＴ−８０３２：日東電工（株）製）をフレキシブル基板上のリフレクタに挟まれた部分に滴下することでＬＥＤチップ、ワイヤーボンディングを透明封止樹脂で被覆した。その後、１２０℃のオーブン中を１０分かけて連続的に通過させ透明封止樹脂の仮硬化を実施した。

次いで、フレキシブル基板をＬＥＤ発光装置の単位で切断し、１２５℃で９０分間の加熱処理を実施し、透明封止樹脂の熱硬化を実施して本発明のＬＥＤ発光装置を得た。ＬＥＤチップ周囲にリフレクタを配置することで実施例１と比較して光の取り出し効率が向上する。

実施例６
製造例２で得られたフレキシブル基板２を用いた以外は実施例５と同様にＬＥＤ発光装置を作製した。ＬＥＤチップ周囲にリフレクタを配置することで光の取り出し効率が向上し、さらに、熱伝導率の高い接着剤を使用したフレキシブル基板を使用することで、ＬＥＤ発光装置の放熱性がさらに向上し、その結果実施例１と比較してＬＥＤ発光装置のさらなる長寿命化が期待できる。

実施例７
液状透明封止樹脂（ＮＴ−８０３２）の代わりにＹＡＧ蛍光体“Ｐ４６−Ｙ３”（化成オプトニクス（株）製）９重量部と液状透明封止樹脂（ＮＴ−８０３２：日東電工（株）製）９１重量部とを均一に混合した蛍光体入り液状透明封止樹脂を使用した以外は、実施例５と同様にＬＥＤ発光装置を作製した。ＬＥＤチップ周囲にリフレクタを配置することで実施例１と比較して光の取り出し効率が向上し、さらに、ＹＡＧ蛍光体入りの封止樹脂で青色ＬＥＤチップを覆うことにより、ＬＥＤ発光装置より取り出される発光は白色光となる。

実施例８
液状透明封止樹脂（ＮＴ−８０３２）の代わりにＹＡＧ蛍光体“Ｐ４６−Ｙ３”（化成オプトニクス（株）製）９重量部と液状透明封止樹脂（ＮＴ−８０３２：日東電工（株）製）９１重量部とを均一に混合した蛍光体入り液状透明封止樹脂を使用した以外は、実施例６と同様にＬＥＤ発光装置を作製した。ＬＥＤチップ周囲にリフレクタを配置することで実施例１と比較して光の取り出し効率が向上し、さらに、ＹＡＧ蛍光体入りの封止樹脂で青色ＬＥＤチップを覆うことにより、ＬＥＤ発光装置より取り出される発光は白色光となる。さらに、熱伝導率の高い接着剤を使用したフレキシブル基板を使用することで、ＬＥＤ発光装置の放熱性がさらに向上し、その結果実施例１と比較してＬＥＤ発光装置のさらなる長寿命化が期待できる。

実施例９（図６）
実施例３で得られたＬＥＤ発光装置の金属箔面と製造例３で得られた高熱伝導性アルミ板の接着剤面とを１３０℃でラミネートした。ラミネートしたのち、１００℃６時間の条件で高熱伝導性接着剤を硬化させ、アルミの放熱板つきのＬＥＤ発光装置を得た。ＹＡＧ蛍光体入りの封止樹脂で青色ＬＥＤチップを覆うことにより、ＬＥＤ発光装置より取り出される発光は白色光となる。また、高熱伝導性接着剤を介してアルミ放熱板が配置されているため、効率的に放熱が行われ、その結果実施例１と比較してＬＥＤ発光装置のさらなる長寿命化が期待できる。

実施例１０
実施例４で得られたＬＥＤ発光装置の金属箔面と製造例３で得られた高熱伝導性接着剤つきアルミ板の接着剤面とを１３０℃でラミネートした。ラミネートしたのち、１００℃６時間の条件で高熱伝導性接着剤を硬化させ、アルミの放熱板つきのＬＥＤ発光装置を得た。ＹＡＧ蛍光体入りの封止樹脂で青色ＬＥＤチップを覆うことにより、ＬＥＤ発光装置より取り出される発光は白色光となる。また、熱伝導率の高い接着剤を使用したフレキシブル基板を使用し、さらに高熱伝導性接着剤を介してアルミ放熱板が配置されているため、効率的に放熱が行われ、その結果実施例９と比較してＬＥＤ発光装置の更なる長寿命化が期待できる。

実施例１１
ＬＥＤチップのクラス分け
あ順方向降下電圧（Ｖ_Ｆ）の平均値が３．５０ＶのＰ型、Ｎ型電極を素子上面に持つ青色ＬＥＤチップに定電流を流した際のＶ_Ｆをチップ毎に測定し、３．００Ｖ〜３．０１Ｖ、３．０２Ｖ〜３．０３Ｖの様にＬＥＤチップのＶ_Ｆを０．０２Ｖごとにクラス分けした。

製造例１で得られたフレキシブル基板１のＬＥＤチップ実装部の周囲にスクリーン印刷で粘着材を２０μｍの厚みで塗布し、その粘着材を塗布した部分に“シベラス”（東レ（株）製）で形成されたリフレクタを貼り付けた。リフレクタの反射面にはアルミ蒸着を施した。次に、フレキシブル基板１のＬＥＤチップ実装部に熱硬化型銀ペースト（“ドータイト（登録商標）”ＳＡ−２０２４：藤倉化成（株）製）を塗布した。上記ＬＥＤチップのクラス分け工程でクラス分けした青色ＬＥＤチップを銀ペースト状に圧着し、１２０℃で１時間、１５０℃で１時間加熱することにより、ＬＥＤチップをフレキシブル基板の金属箔上に直接実装した。このとき、クラス分けされたＬＥＤチップを直列回路部分それぞれでのＶ_Ｆの合計値を３５．００ＶとなるようＬＥＤチップを選択して実装した。次いで、直径３０μｍの金線からなるボンディングワイヤーによりＬＥＤチップ上面の各電極から回路パターン部へのボンディング接続を実施した。ＬＥＤチップ実装後にＹＡＧ蛍光体“Ｐ４６−Ｙ３”（化成オプトニクス（株）製）９重量部と液状透明封止樹脂（ＮＴ−８０３２：日東電工（株）製）９１重量部とを均一に混合した蛍光体入り液状透明封止樹脂をフレキシブル基板上のリフレクタに挟まれた部分に滴下することでＬＥＤチップ、ワイヤーボンディングを透明封止樹脂で被覆した。その後、１２０℃のオーブン中を１０分かけて連続的に通過させ透明封止樹脂の仮硬化を実施して巻き取った。上記工程はロールｔｏロールで実施し、透明封止樹脂を仮硬化させたフレキシブル基板を巻き取る際にはスペーサーを挟むことにより、透明封止樹脂に負荷がかからないようにした。

その後巻き取ったロールに１２５℃で９０分間の加熱処理を実施し、透明封止樹脂の熱硬化を実施した。

次いで、フレキシブル基板１と製造例３で得られた高熱伝導性接着剤つきアルミ板の接着剤面とを１３０℃でラミネートした。ラミネートしたのち、１００℃６時間の条件で高熱伝導性接着剤を硬化させ、ＬＥＤ発光装置の単位で切断し、アルミの放熱板つきのＬＥＤ発光装置を得た。ＬＥＤチップの周囲にリフレクタを配置し、さらにＹＡＧ蛍光体入りの封止樹脂で青色ＬＥＤチップを覆っているため、白色光が効率よくＬＥＤより取り出せる。また、高熱伝導性接着剤を介してアルミ放熱板が配置されているため、効率的に放熱が行われ、その結果実施例１と比較してＬＥＤ発光装置の更なる長寿命化が期待できる。また、ＬＥＤ発光装置内のそれぞれの直列回路部分の降下電圧が等しいため、実施例１と比較してモジュール内での発光ムラが少ない。また、モジュール間の明るさのムラも少なく、実施例１と比較して均一な品質のＬＥＤ発光モジュールの大量生産が可能となる。

実施例１２
製造例２で得られたフレキシブル基板２を使用した以外は実施例１１と同様にＬＥＤ発光装置を作製した。ＬＥＤチップの周囲にリフレクタを配置し、さらにＹＡＧ蛍光体入りの封止樹脂で青色ＬＥＤチップを覆っているため、白色光が効率よくＬＥＤより取り出せる。また、熱伝導率の高い接着剤を使用したフレキシブル基板を使用し、さらに高熱伝導性接着剤を介してアルミ放熱板が配置されているため、ＬＥＤ発光装置の放熱性がさらに向上し、その結果実施例１と比較してＬＥＤ発光装置のさらなる長寿命化が期待できる。さらに、ＬＥＤ発光装置内のそれぞれの直列回路部分の降下電圧が等しいため、実施例１と比較してモジュール内での発光ムラが少ない。また、モジュール間の明るさのムラも少なく、実施例１と比較して均一な品質のＬＥＤ発光モジュールの大量生産が可能となる。

これら実施例に示した通り、本発明のＬＥＤ発光装置はロールｔｏロール方式で連続的に生産することが可能であるため生産性が高く、また、ＬＥＤ素子が放熱製の高い金属箔に実装されているため優れた放熱性が得られる。

本発明のＬＥＤ発光装置は放熱性に優れるため、高輝度のＬＥＤ素子を実装することが可能である。このため、本発明のＬＥＤ発光装置は高輝度が要求される照明用途や、液晶ディスプレイ、液晶テレビのバックライト用途として好適である。

１ LEDパッケージ
２ 金属ベース基板
３ 銅箔（回路パターン）
４ 絶縁層
５ 金属板
６ フレキシブル基板
７ （ｃ）金属箔
８ （ｄ）絶縁性接着剤層
９ （ｅ）銅箔（回路パターン）
１０ ＬＥＤチップ
１１ 接合剤
１２ ボンディングワイヤー
１３ （ｅ）銅箔
１４ （ｄ）絶縁性接着剤層
１５ 保護層
１６ パンチング孔
１７ （ｃ）金属箔
１８ ＬＥＤ実装部
１９ （ｅ）銅箔（回路パターン）
２０ 白色ソルダーレジスト
２１ 銀メッキ
２２ 透明封止樹脂
２３ リフレクタ
２４ 高熱伝導性接着剤つきアルミ板
２５ （ｂ）高熱伝導性接着剤
２６ （ａ）放熱板（アルミ板）

Claims (11)

1. （ｃ）金属箔、（ｄ）絶縁性接着剤層および（ｅ）銅箔をこの順に有するフレキシブル基板に発光ダイオード（ＬＥＤ）チップが実装されたＬＥＤ発光装置であって、複数のＬＥＤチップが（ｃ）金属箔上に直接実装されており、かつＬＥＤチップと（ｅ）銅箔とがワイヤーボンディングにより電気的に接続されていることを特徴とするＬＥＤ発光装置。
2. 前記ＬＥＤチップが蛍光体を含有する封止材により封止されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ発光装置。
3. 前記ＬＥＤチップの発光経路に蛍光体を含有するフィルムを有することを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤ発光装置。
4. 更に（ｃ）金属箔に接し、（ｄ）絶縁性接着剤層の反対側に（ｂ）熱伝導性接着剤層および（ａ）放熱板をこの順に有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＬＥＤ発光装置。
5. 実装されたＬＥＤチップの周囲であって、かつ（ｅ）銅箔に接し、（ｄ）絶縁性接着剤層の反対側に、リフレクタを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＬＥＤ発光装置。
6. さらに（ｅ）銅箔に接し、（ｄ）絶縁性接着剤層の反対側に、（ｆ）光反射層を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＬＥＤ発光装置。
7. 実装された前記ＬＥＤチップの周囲であって、かつ（ｆ）光反射層に接し、（ｅ）銅箔の反対側に、リフレクタを備えることを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ発光装置。
8. （１）（ｄ）絶縁性接着剤層および（ｅ）銅箔の積層体をパンチングで打ち抜き、ＬＥＤチップ実装用の孔を形成する工程、（２）パンチングされた上記積層体と（ｃ）金属箔を積層しフレキシブル基板を作成する工程、（３）フレキシブル基板の（ｅ）銅箔面に回路形成をする工程、（４）ＬＥＤチップを実装する工程をこの順に有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＬＥＤ発光装置の製造方法。
9. （１）（ｄ）絶縁性接着剤層および（ｅ）銅箔の積層体をパンチングで打ち抜き、ＬＥＤチップ実装用の孔を形成する工程において、打ち抜き形状が円形、楕円または長穴であることを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤ発光装置の製造方法。
10. 上記（１）〜（４）のいずれかの工程においてロールｔｏロール方式でフレキシブル基板を運搬することを特徴とする請求項８または９に記載のＬＥＤ発光装置の製造方法。
11. 前記ＬＥＤ発光装置が複数のＬＥＤチップが直列に実装された回路を１個または複数個有し、あらかじめ個々のＬＥＤチップを発光させて順方向降下電圧を測定、クラス分けし、直列に実装するＬＥＤチップの順方向降下電圧の合計値が、あらかじめ設定した規格値範囲内となるようにＬＥＤチップを選択して用いることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか記載のＬＥＤ発光装置の製造方法。

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