JP2013046045A - 発熱デバイスの製造方法および発熱デバイス - Google Patents
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Abstract
放熱性に優れる発熱デバイスを提供すること。
【解決手段】本発明の発熱デバイスの製造方法は、ベース基板2の下面に凹部を形成することにより、ベース基板2にヒートシンク22を一体的に形成する第1の工程と、ベース基板2の上面に絶縁層3を介して導体パターン7を形成する第2の工程と、通電により発熱する発光体4を導体パターン7と電気的に接続するように絶縁層3上に配置する第3の工程とを有する。
【選択図】図1
Description
(1) ベース基板の一方の面に開放する凹部を形成することにより、前記ベース基板にヒートシンクを一体的に形成する第1の工程と、
前記ベース基板の他方の面に絶縁層を介して導体パターンを形成する第2の工程と、
前記ベース基板の前記他方の面側に、通電により発熱する発熱体を前記導体パターンと電気的に接続するように配置する第3の工程と、を有することを特徴とする発熱デバイスの製造方法。
前記導電膜付きフィルムを前記接着層を介して前記ベース基板に接着する工程と、
前記導電膜をパターニングして前記導体パターンを形成する工程と、を有している上記(1)に記載の発熱デバイスの製造方法。
前記ベース基板の一方の面側に設けられたヒートシンクと、
前記ベース基板の他方の面側に設けられ、通電により発熱する発熱体と、を有し、
前記ベース基板と前記ヒートシンクが一体的に形成されていることを特徴とする発熱デバイス。
<第1実施形態>
図1は、本発明の発熱デバイスの第1実施形態を示す断面図、図2ないし図4は、図1に示す発熱デバイスの製造方法を説明するための図である。なお、以下では、説明の都合上、図1中の上側を「上」と言い、下側を「下」と言う。
(ベース基板)
ベース基板2は、板状の基部21と、基部21の下側に位置するヒートシンク22とを有している。これら基部21およびヒートシンク22は、一体的に形成されている。基部21の厚さとしては、特に限定されず、0.5〜2mm程度とすることができる。これにより、機械的強度の優れるベース基板となる。
絶縁層(接着層)3は、ベース基板2の上面に形成されている。絶縁層3は、導体パターン7とベース基板2とを絶縁する機能を有する。絶縁層3の厚さは、特に限定されず、例えば、5〜80μm程度とすることができる。
導体パターン7は、絶縁層3の上面に形成されており、例えば半田やボンディングワイヤーを介して発光体4と電気的に接続されている。このような導体パターン7は、例えば、絶縁層3の上面全域に積層された金属箔(金属層)をエッチング等により所定のパターンに形成したものである。
図1に示すように、発光体4は、絶縁層3の上面に設けられている。このような発光体4は、板状の基板41と、基板41の上面に設けられた発光ダイオード素子42と、基板41の底部に設けられた1対の外部端子43とを有している。
以上、発熱デバイス1の構成について説明した。
発熱デバイス1の製造方法は、ベース基板2の下面(一方の面)に凹部23を形成することにより、ベース基板2にヒートシンク22を一体的に形成する第1の工程と、ベース基板2の上面(他方の面)に絶縁層3を介して導体パターン7を形成する第2の工程と、発光体4を導体パターン7と電気的に接続するように絶縁層3上に配置する第3の工程とを有している。
まず、図2(a)に示すように、アルミニウムで構成された板状またはブロック状のアルミニウム基板301を用意する。アルミニウム基板301の厚さとしては、特に限定されず、例えば、1〜3cm程度である。なお、このようなアルミニウム基板301は、ベース基板2となるものである。
次に、図3(a)に示すように、絶縁性の接着層302と銅箔等の金属層303を積層してなる金属箔付きフィルム304を用意する。なお、このような金属箔付きフィルム304では、接着層302の乾燥や接着層302への埃の付着による接着層302の接着性の低下を抑制するために、使用直前までは、接着層302上に剥離シートを貼り付けておいてもよい。
また、金属層303は、導体パターン7となるものである。
次に、図4(b)に示すように、導体パターン7と電気的に接続されるように、絶縁層3上に発光体4を搭載する。
以上により、発熱デバイス1が得られる。
図5は、本発明の第2実施形態に係る発熱デバイスの製造方法を説明するための断面図である。
まず、図5(a)に示すように、アルミニウムで構成された板状またはブロック状のアルミニウム基板301を用意する。
図6は、本発明の第3実施形態に係る発熱デバイスの断面図、図7は、図6に示す発熱デバイスの製造方法を説明するための図である。
以上、発熱デバイス1Aの構成について説明した。
発熱デバイス1Aの製造方法は、ベース基板2の下面に凹部23を形成することにより、ベース基板2にヒートシンク22を一体的に形成する第1の工程と、ベース基板2の上面に絶縁層3を介して導体パターン7を形成する第2の工程と、発光体4を導体パターン7と電気的に接続するように絶縁層3上に配置する第3の工程と、放熱体5を形成する第4の工程とを有している。なお、第1の工程〜第3の工程については、前述した第1実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
まず、図7(a)に示すように、発光体4を封止するように、絶縁層3上に樹脂材料310を供給する。この樹脂材料310は、放熱体5となるものである。次に、図7(b)に示すように、必要に応じてスキージ等を用いて樹脂材料310の上面を平坦化する。次いで、樹脂材料310を完全硬化させることにより、図7(c)に示すように、放熱体5を形成する。
以上により、発熱デバイス1Aが得られる。
図8は、本発明の第4施形態に係る発熱デバイスの断面図、図9は、図8に示す発熱デバイスの製造方法を説明するための図である。
以上、発熱デバイス1Bの構成について説明した。
発熱デバイス1Bの製造方法は、ベース基板2の下面に凹部23を形成することにより、ベース基板2にヒートシンク22を一体的に形成する第1の工程と、ベース基板2の上面に絶縁層3を介して導体パターン7を形成する第2の工程と、発光体4を導体パターン7と電気的に接続するように絶縁層3上に配置する第3の工程と、樹脂部9を形成する第4の工程とを有している。なお、第1の工程〜第3の工程については、前述した第1実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
まず、図9(a)に示すように、ヒートシンク22のフィン221の間に凹部23を埋めるように樹脂材料320を供給する。この樹脂材料320は、樹脂部9となるものである。次に、図9(b)に示すように、必要に応じてスキージ等を用いて下面を平坦化する。次いで、樹脂材料320を完全硬化させることにより、図9(c)に示すように、樹脂部9を形成する。
以上により、発熱デバイス1Bが得られる。
図10ないし図12は、本発明の第5実施形態に係る発熱デバイスの製造方法を説明するための断面図である。
まず、図10(a)に示すように、アルミニウムで構成された板状のアルミニウム基板401を用意する。ここで、アルミニウム基板401は、複数のベース基板2を個片化することのできる大きさとなっている。なお、以下では、説明の便宜上、アルミニウム基板401から2つのベース基板2’、2”を個片化することのできる場合について説明する。
次に、図11(a)に示すように、金属箔付きフィルム304をアルミニウム基板401の上面に貼り付ける。次に、金属箔付きフィルム304をアルミニウム基板301に押圧しながら、接着層302を乾燥(硬化)させることにより、各ベース基板2’、2”に対応した絶縁層3’、3”を形成する。
次に、図12(a)に示すように、各導体パターン7’、7”と電気的に接続されるように、絶縁層3’、3”上に発光体4’、4”を搭載する。これにより、2つの発熱デバイス1’、1”が一体的に製造される。
次に、図12(b)に示すように、例えばダイシングソー等を用いて、2つの発熱デバイス1’、1”を個片化(ダイシング)する。
次に、本発明の発熱デバイスを組み込んだ照明器具(電球)について簡単に説明する。
1’ 発熱デバイス
1” 発熱デバイス
1A 発熱デバイス
1B 発熱デバイス
2 ベース基板
2’ ベース基板
2” ベース基板
21 基部
22 ヒートシンク
22’ ヒートシンク
22” ヒートシンク
221 フィン
221’ フィン
221” フィン
23 凹部
3 絶縁層
3’ 絶縁層
3” 絶縁層
4 発光体(発熱体)
4’ 発光体
4” 発光体
41 基板
42 発光ダイオード素子
43 外部端子
5 放熱体
51 光出射面(上面)
7 導体パターン
7’ 導体パターン
7” 導体パターン
9 樹脂部
91 基部
92 突出部
100 照明器具
110 本体
111 ハウジング
111a 大径部
111b 小径部
112 開口
120 口金
130 カバー
150 制御手段
160 固定部
301 アルミニウム基板
302 接着層
303 金属層
304 金属箔付きフィルム
310 樹脂材料
320 樹脂材料
401 アルミニウム基板
500 マスク
510 マスク
520 マスク
530 マスク
L 光
L’ 光軸
LL レーザー光(エネルギー線)
Claims (11)
- ベース基板の一方の面に開放する凹部を形成することにより、前記ベース基板にヒートシンクを一体的に形成する第1の工程と、
前記ベース基板の他方の面に絶縁層を介して導体パターンを形成する第2の工程と、
前記ベース基板の前記他方の面側に、通電により発熱する発熱体を前記導体パターンと電気的に接続するように配置する第3の工程と、を有することを特徴とする発熱デバイスの製造方法。 - 前記第2の工程は、絶縁性の接着層と導電性の導電膜とが積層した導電膜付きフィルムを用意する工程と、
前記導電膜付きフィルムを前記接着層を介して前記ベース基板に接着する工程と、
前記導電膜をパターニングして前記導体パターンを形成する工程と、を有している請求項1に記載の発熱デバイスの製造方法。 - 前記接着層は、樹脂材料を主材料として構成されている請求項2に記載の発熱デバイスの製造方法。
- 前記接着層は、前記樹脂材料に熱伝導性を有するフィラーを分散させた材料で構成されている請求項2または3に記載の発熱デバイスの製造方法。
- 前記第1の工程では、前記ベース基板の一部を除去することにより前記凹部を形成する請求項1ないし4のいずれかに記載の発熱デバイスの製造方法。
- 前記第1の工程では、エッチング加工またはエネルギー線の照射により前記ベース基板の一部を除去して前記凹部を形成する請求項5に記載の発熱デバイスの製造方法。
- さらに、前記絶縁層上に配置された前記発熱体を封止し、前記発熱体から発生する熱を放熱する放熱体を形成する第4の工程を有している請求項1ないし6のいずれかに記載の発熱デバイスの製造方法。
- 前記発熱体は、樹脂材料を主材料として構成されている請求項7に記載の発熱デバイスの製造方法。
- 前記発熱体は、前記樹脂材料に熱伝導性を有するフィラーを分散させた材料で構成されている請求項7または8に記載の発熱デバイスの製造方法。
- 請求項1ないし9のいずれかに記載の製造方法により製造されたことを特徴とする発熱デバイス。
- ベース基板と、
前記ベース基板の一方の面側に設けられたヒートシンクと、
前記ベース基板の他方の面側に設けられ、通電により発熱する発熱体と、を有し、
前記ベース基板と前記ヒートシンクが一体的に形成されていることを特徴とする発熱デバイス。
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2011
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