JP2012089806A - ベアチップ実装面発光体の製造方法及びベアチップ実装面発光体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 樹脂基板1上の前記配線パターン20に青色ベアップ3Bを接合させ、且つ、前記ベアチップ3Bの電極のメッキ層とをボンディングさせた後、以上の工程により製造された樹脂基板1に対し、加熱手段Hを用いて加温すると共に、この樹脂基板1に滴下するコーティング材8も加温し、加温されたコーティング材8を注入手段POを用いて樹脂基板1の幅に対応させて数条に分岐させて滴下する。
【選択図】図1
Description
このような案内表示板として、特許文献1の「表示灯」や特許文献2の「発光表示板」を挙げることができる。
また、拡散板の存在は、案内表示板の大型化(重量、厚さ寸法等)につながり、製造はコスト高となっていた。
また、コーティング材の粘度は時間の経過と共に増加することから、平滑化の精度を上げるためには、コーティング材の塗布面積に対するコーティング材の滴下時間を減少させることが望ましい。
そこで、本発明では、これらの要素の内、コーティング材の粘度とコーティング材のうねりに着目して、コーティング工程を改善して、平滑化の精度を上げることができるようにした。
即ち、コーティング材自体を加温して粘度を下げ、その加温が樹脂基板に影響されないようにその樹脂基板自体も加温する。
また、コーティング材のうねりの波長を小さくするために、コーティング材を樹脂基板の幅に対応させて数条に分岐させて滴下することとした。
これは、滴下時間を減少させることも意味する。
よって、コーティング材の平滑化が高まり、硬化後のその表面に直接印刷が可能となる。
なお、この実施形態では、樹脂基板(プリント基板)1の配線パターン20に、青色発光ダイオードのベアチップ3B(以下、青色ベアチップ3Bと称する)を接続し、前記ベアチップ3Bの上にから、そのベアチップ3Bの発光を白色に波長変換させる蛍光体を混入させたコーティング材8を塗布して、白色発光の面発光体Lを製造する方法であるが、これに限定されるものではない。
例えば、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。
なお、前記配線パターン20は、青色ベアチップ3Bを直列に接続するように、樹脂基板(プリント基板)1の横方向又は縦方向に形成される。
青色ベアチップ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L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L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上にメッキ層Pを介して直接接続され、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。
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。
(1) コーティング材8自体を加温して粘度を下げ、その加温が樹脂基板1
に影響されないようにその樹脂基板1自体も加温し、また、コーティング材8を数条に分岐、且つ、滴下させるため、コーティング材8のうねりの波長を小さくすることができると共に、滴下時間を減少させることができ、コーティング層80の平滑度を高めることができる。
(2) コーティング層80の平滑度を高めることができるため、ベアチップの基板への実装から面発光体への印刷まで、連続的に一連化させることができる。
(3) コーティング層80に直接印刷しているので、青色ベアチップ3Bの光強度が減衰されることなく印刷層81に届くことで、印刷層81を鮮やかに映し出すことができる。
(4) 発光面が平滑化されるので、その発光面から照射する光の画角(写角)を拡げることができる。
(5) 樹脂基板1に残されたピンホール10にコーティング層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80との剥離を引き起こすことなく、所望の形状の面発光体Lを得ることができる。
(6) 面発光体L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Lが製造可能である。
(7) 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材8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。
例えば、図4のように、リンゴを描いた透光性の印刷層81に対応させて、赤色発光ダイオードのベアチップ3Rをリンゴの輪郭に沿って配置するようにしてもよい。
この面発光体L1が前記面発光体Lと異なる構成は、前記ベアチップ3Bの上にから、そのベアチップ3Bの発光を白色に波長変換させる蛍光体を混入させた凸状コーティング層8Aを均一に形成し、さらにその上から前記コーティング層80を形成したものである。
なお、前記凸状コーティング層8A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、青色ベアチップ3B本体のみに凸状コーティング層8Aが形成されているが、図8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凸状コーティング層8Aを形成するようにしてもよい。
即ち、(E’)工程として、前記青色ベアチップ3B上に、蛍光体9を混入させたコーティング材8を滴下させ、硬化させて凸状コーティング層8Aを形成する(図11(E’))。
また、(F’)の工程においては、蛍光体9を除いたコーティング材8を使用する。
(8) レンズ状の凸状コーティング層8A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、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。
その他の構成及び効果は、上記実施形態と同一である。
面発光体L2は、フルカラー面発光体であって、図12〜図15のように、樹脂基板1の配線パターン20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、シルクダム71により凸状コーティング層8A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前記コーティング層80を形成したものである。
各ベアチップ3R、3G、3Bは、前記凸状コーティング層8A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、凸状コーティング層8A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、第2に、各凸状コーティング層8Aの形状が均一に成形できるようにすること、第3に一組となる各ベアチップ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、凸状コーティング層8A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L2の凸状コーティング層8Aの形成に用いてもよい。
凸状コーティング層8A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L、L1と同様である。
なお、前記面発光体L1の凸状コーティング層8Aを、前記シルクダム71を用いて形成してもよい。
図17の工程図において、図1、図11の各工程図に共通する工程は、同一の図番で表示してあり、図17(D’)及び(E’)に示した工程が、図1の(D)及び(E’)工程等とは異なる。
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。
(9) 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。
(10) 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。
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 コーティング材
8A 凸状コーティング層
80 コーティング層
81 印刷層
Claims (5)
- 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発光ダイオードの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、
以上の工程により製造された樹脂基板を加温すると共に、この樹脂基板に滴下するコーティング材を加温する工程と、
加温されたコーティング材を樹脂基板の幅に対応させて数条に分岐させて滴下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。 - 前記コーティング材を硬化させた後、その表面に印刷する工程を付加したことを特徴とする請求項1に記載のベアチップ実装面発光体の製造方法。
- 前記コーティング材は、急速硬化型のものであることを特徴とする請求項2に記載のベアチップ実装面発光体の製造方法。
- 前記印刷工程によって形成される印刷層に対応させた発光ダイオードのベアチップを前記配線パターン上に配置させる工程を含むことを特徴とする請求項2又は3に記載のベアチップ実装面発光体の製造方法。
- 樹脂基板と、この樹脂基板上に貼り付けられ、加圧されることで、前記基板にアンカー部を形成させると共に、所定の配線パターンにエッチングされる金属箔と、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発光ダイオードのベアチップと、前記ベアチップが配置された領域及び打ち抜き又は切削される領域を少なくとも除いて形成される印刷層と、平滑なコーティング層と、その上に直接印刷されて形成される印刷層を備えることを特徴とするベアチップ実装面発光体。
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