JP2012009530A - ベアチップ実装面発光体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本願発明は、樹脂基板1の配線パターン20に、それぞれ赤色、緑色及び青色に発光する発光ダイオードのベアチップ3R、3G、3Bを接続し、これらを一組として、前記基板1に対し、凸状の第1のコーティング層8を、均一に、且つ、略等間隔に隣接させて形成し、さらにその上から基板全体に第2コーティング層80を形成したものである。
【選択図】図8
Description
また、白色発光する砲弾型LEDユニットに代えて、特許文献1のように、発光色の異なる赤色、緑色及び青色に発光する発光ダイオードのベアチップをマウントしたものを基板に実装することで、フルカラーの面発光体としてのカラ―ディスプレイ装置を提供することができる。
さらに、この特許文献1の図8において、プリント基板上に赤色、緑色及び青色に発光する発光ダイオードのベアチップが、接続ワイヤーでプリント基板とボンディングされている構成が開示されている。
即ち、従来の面発光体は、白色光の面発光体であれフルカラーの面発光体であれ、砲弾型LEDユニットの製造と、それらの基板への実装という工程が必要であった。
また、光の拡散を図るために、特許文献1の図9にも図示されているような樹脂レンズ(拡散板)が必要であって、そのため、面発光体の大型化(重量、厚さ寸法等)につながり、また製造はコスト高となっていた。
また、上記発明によれば、基板の配線パターンに、それぞれ赤色、緑色及び青色に発光する発光ダイオードのベアチップを接続し、これらのベアチップを凸状の第1のコーティング層により均一にコーティングし、さらに第1のコーティング層の上から基板全体にフラット状に第2コーティング層を形成したことで、各発光色が混ざり合う、安価なフルカラーの面発光体を提供することができる。
これは、粘度の高いコーティング材を撹拌すると気泡が入り、それらの気泡は光の進路を阻害したり、乱反射の要因となり、結果的に綺麗な光とならないことから、気泡を脱泡する必要があることによる。
前記メッキ層Pは、この実施形態では補助メッキ4及び/又は金メッキ5により構成されるが、これらの材質等に限定されるものではない。
印刷層7の印刷方法は特に限定されるものではなく、例えばシルク印刷、グラビア印刷、オフセット印刷等の印刷方法を用いることができ、通常はシルク印刷によって行われる。
なお、第1のコーティング層8は、レンズ状のものに形成しているが、球面ではなく、曲面を備えたもの、一部に平面を備えた曲面のものでもよい。
また、この実施例では、青色発光ダイオードのベアチップ3B本体のみにコーティング層8が形成されているが、図1Cのように金線6の接続先の配線パターン部分を含むようにコーティング層8を形成するようにしてもよい(図2B参照)。
(A) 前記樹脂基板1上に、多数の突起21を有する金属箔2を、該突起21を前記樹脂基板1に食い込ませて貼り付ける(図3(A))。
即ち、金属箔2の貼り付け面には予め接着剤を塗布しておき、また、突起21が樹脂基板1に食い込むように加圧接着する。
即ち、金属箔2をエッチングし所定の配線パターン20を形成する。
配線パターン20の形成方法は、エッチドフォイル法等の従来公知の技術を用いて行うことができる。このエッチングにより金属箔が無くなった樹脂基板1の表面には、前記突起21の食い込みによって形成されたピンホール10が残ることになる。
青色発光ダイオードのベアチップ3Bが固着される配線パターン20に隣接する配線パターン20上に、無電解メッキにより、実装密度を上げることができ、また皮膜の強いニッケルをメッキする。次に、この補助メッキ4の上に、無電解メッキにより金メッキ5を施す。
これらの印刷層7は、シルク印刷によって形成する。
なお、この時、本発明においては、印刷層7の範囲を加減し、面発光体L1に対する、打ち抜き又は切削等の2次加工によって、面発光体L1を分割する場合には、その外周部分となる領域には印刷層7を形成しない。
即ち、例えば青色発光ダイオードのベアチップ3Bの一方の電極(例えばN側電極)30は、前記配線パターン20上に直接接続され、他方の電極(例えばP側電極)31は、金線6によって近接の配線パターン20上の前記金メッキ5と接続される。各青色発光ダイオードのベアチップ3Bの電極と配線はワイヤーボンディング機器によって容易に接続させることができるが、この場合には、上述のように、前記補助メッキ4は、ボンディングポイントに加えられる溶接機による熱溶着及び圧力溶着によって、前記樹脂基板1が変形しないように保護すると共に、ボンディングの信頼を向上させる。
(G) 第1のコーティング層8の硬化を確認後に、その上から第2のコーティング層80をフラット状に形成する(図3(F))。
(1) レンズ状の第1のコーティング層8から出る光線は、広範囲に拡散されて出射され、これらの光線が、第2のコーティング層80から出射されるので、一様な面発光体とすることができる。
(2) 樹脂基板1に残されたピンホール10に各コーティング層8、80が食い込んだ状態となっているため、樹脂基板1との接着性が極めて高いものとなる。このため、ピンホール10にコーティング層80が食い込んだ領域を利用して、プレスで打ち抜き又は切削加工等による2次加工を施すことにより、樹脂基板1とコーティング層8との剥離を引き起こすことなく、所望の形状の面発光体L1を得ることができる。
(3) 本発明の面発光体では、拡散板が不要であること及び下記の要素により、薄くて、軽量な、防水性に優れ、且つ、安価な面発光体を提供することができる。
即ち、前記補助メッキ4は、ボンディングポイントに加えられる溶接機による熱溶着と圧力溶着によって、樹脂基板1が変形しないように保護すると共に、ボンディングの信頼を向上させるものである。よって、前記金メッキ5の下に補助メッキ4を介在させることで、薄型の樹脂基板(例えば、厚さ0.3mm)に青色発光ダイオードのベアチップ3Bを実装することが可能となった。
また、この作用により、樹脂基板1の表面に塗布するコーティング層80を含めて、厚さが1.3mm±0.1の厚さの面発光体L1が製造可能である。
(4)また、基板1に形成されたピンホール10のアンカー効果により、基板1に対するコーティング層8、80の付着力、密着力が強まり、耐衝撃、耐振動、耐防水性に優れており、屋外でもそのまま使用可能な面発光体となっている。
(5) 砲弾型LEDユニットを別工程にて作り込む必要がなく、樹脂基板1へのマウンテングからコーティングまで1回の工程でベアチップ実装面発光体L1を生産することができる。即ち、従来は、砲弾型LEDユニットをそのパッケージメーカーが作り、それを照明機器メーカーが購入して、基板に実装していたが、本発明では、一度に、少ない工程で効率よく所定の発光色、特に白色光の面発光体L1を生産することができる。
なお、上記面発光体L1と同一の構成についは詳細な説明を省略する。
図4〜図7のように、樹脂基板1の配線パターン20(後述)に、それぞれ赤色発光ダイオードのベアチップ3R(以下、単にベアチップ3Rと称する)、緑色発光ダイオードのベアチップ3G(以下、単にベアチップ3Gと称する)及び青色発光ダイオードのベアチップ3B(以下、単にベアチップ3Bと称する)を接続し、これらを一組として、前記基板1に対し、凸状の第1のコーティング層8を、均一に、且つ、等間隔又は略等間隔に隣接させて形成し、さらにその上から基板全体に第2コーティング層80を形成したものである。
各ベアチップ3R、3G、3Bは、前記第1のコーティング層8が備える中心軸8cに対して、略等間隔にて、且つ、略等距離にて配置されている。
なお、この実施例では、一個のベアチップ3R、3G、3Bを一組としたが、光の強度を高めるため、複数個のベアチップ3R、3G、3Bを一組としてもよい。
前記シルクダム71は、次のような機能を発揮するものである。
第1に、第1のコーティング層8の形状を各ベアチップ3R、3G、3Bのり光線が混ざりあって出射できるように形成させること、第2に、各コーティング層8の形状が均一に成形できるようにすること、第3に各ベアチップ3R、3G、3Bの基板に対する配置を、可能な限り等間隔に、且つ、均等に位置させること等である。
即ち、通常のシルクダムのように、第1のコーティング層8を形成する流動性のコーティング材が意図しない領域まで流れ出ることを防止するものではない。
前記シルクダム71は、この実施例では直径約5mm、巾約0.3mm、厚み約0.2mmに形成されている。
なお、前記シルクダム71の代わりに、基板表面にコートされるレジストを用いてリング状のパターンを形成して、これを土手部としてもよい。
このような土手部を前記面発光体L1の第1のコーティング層8の形成に用いてもよい。
なお、第1のコーティング層8は、レンズ状のものに形成しているが、球面ではなく、曲面を備えているもの、一部に平面を備えた曲面のものでもよい。
その他の構成は、上記面発光体L1と同様である。
(1) 従来のシルクダムは、専ら流動性があるコーティング材が意図しない領域まで流れ出ることを防止することを目的するものであった。一方、本発明の実施例では、第1のコーティング層8の形状を各ベアチップ3R、3G、3Bの光線が混ざりあって出射できるように形成させること、各コーティング層8の形状が均一に成形できるようにすること、各ベアチップ3R、3G、3Bの基板に対する配置を、可能な限り等間隔に、且つ、均等に位置させることを目的とするもので、各発光色が混ざり合う、安価なフルカラーの面発光体を提供することができる。
(2) 各ベアチップ3R、3G、3Bの発光を制御する基板に接続することにより、フルカラーの面発光体とすることができる。
これらの印刷層7及びシルクダム71は、シルク印刷によって形成する。
なお、この時、本発明においては、印刷層7の範囲を加減し、面発光体L1に対する、打ち抜き又は切削等の2次加工によって、面発光体L1を分割する場合には、その外周部分となる領域には印刷層7を形成しない。
(F) 第1のコーティング層8の硬化を確認後に、その上から第2のコーティング層80をフラット状に形成する(図9(F))。
1 樹脂基板 10 ピンホール(アンカー部)
2 金属箔 20 配線パターン
21 突起
3R 3B 3G ベアチップ 30 31 電極
P メッキ層
4 補助メッキ
5 金メッキ
6 金線
7 印刷層
70 円状領域
71 シルクダム(土手部)
8 第1のコーティング層
80 第2のコーティング層
8c 中心軸
Claims (6)
- 基板の配線パターンに、発光ダイオードのベアチップを接続し、前記ベアチップの上からその発光を波長変換させる蛍光体を混入させた凸状の第1のコーティング層を形成し、さらに第1のコーティング層の上から基板全体に第2コーティング層を形成したことを特徴とするベアチップ実装面発光体。
- 配線パターン及びアンカー部が形成される基板と、前記配線パターン上に施されるメッキ層を介して電極が接続されるベアチップと、前記ベアチップを凸レンズ状にコーティングすると共に、前記ベアチップの発光を波長変換させる蛍光体が混入されてなる第1のコーティング層と、前記第1のコーティング層の上からフラット状に基板全体をコーティングする第2のコーティング層を備えることを特徴とするベアチップ実装面発光体。
- 樹脂基板上に、複数の突起を有する金属箔を、該突起を前記樹脂基板に食い込ませて貼り付ける工程と、
前記金属箔を所定の配線パターンにエッチングする工程と、
前記配線パターン上にベアチップを接合させ、且つ、前記ベアチップの電極のメッキ層とをボンディングする工程と、
前記ベアチップの上から、前記ベアチップの発光を波長変換させる蛍光体を撹拌し、且つ、脱泡したコーティング材を垂下させて第1のコーティング層を形成する工程と、
前記第1のコーティング層の上から、フラット状に基板全体をコーティングする第2のコーティング層を形成することを特徴とするベアチップ実装面発光体の製造方法。 - 基板の配線パターンに、それぞれ赤色、緑色及び青色に発光する発光ダイオードのベアチップを接続し、前記ベアチップの配置領域を囲むシルクダムを前記基板上に略等間隔に隣接させて形成し、前記シルクダム内に、凸状の第1のコーティング層を均一に形成し、さらに第1のコーティング層の上から基板全体に第2コーティング層を形成したことを特徴とするベアチップ実装面発光体。
- 配線パターン及びアンカー部が形成される基板と、前記配線パターン上に施されるメッキ層を介して電極が接続される赤色、緑色及び青色の各ベアチップと、前記ベアチップの配置領域を囲み、且つ、基板上に略等間隔に隣接させて形成されたシルクダムと、前記シルクダム内に凸レンズ状に均一にコーティングされる第1のコーティング層と、前記第1のコーティング層の上から基板全体をコーティングする第2のコーティング層を備えることを特徴とするベアチップ実装面発光体。
- 前記シルクダムは、少なくとも前記配置領域及び打ち抜き又は切削される領域を除いて形成される印刷層により構成されることを特徴とする請求項4及び5の何れかに記載のベアチップ実装面発光体。
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