JP2016207757A - Ｌｅｄ発光装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属板に素子搭載部を設けて、直接ＬＥＤ素子を搭載し、放熱特性を良くしたＬＥＤ発光装置において、放熱特性と反射特性の両立を図る。
【解決手段】ＬＥＤ素子実装部２ａを凸形状に加工した金属板２と、前記ＬＥＤ素子実装部の凸形状に勘合する開口を設けた回路基板３とを積層して成る実装基板１３であって、勘合により露出した、前記ＬＥＤ素子実装部に複数のＬＥＤ素子１をダイボンディング後、各ＬＥＤ素子の電極間および前記回路基板の電極とをワイヤーボンディング７にて接続する光源装置において、前記ＬＥＤ素子実装部におけるＬＥＤ素子を搭載した素子搭載部の周辺に溝２ｃを形成し、該溝の内部に高反射性インク５を充填した。
【選択図】図１

Description

この発明は、凸形状に加工した金属板に開口を有する回路基板を積層し、前記回路基板の開口に露出した金属板にＬＥＤ素子を実装したＬＥＤ発光装置、及びその製造方法に関する。

近年、は発光ダイオード（以後ＬＥＤと略記する）の一般照明分野への進出は目覚ましいものがある。これはＬＥＤ照明装置に用いられるＬＥＤ発光装置が性能（明るさ、消費電力等）、寿命、価格、デザインの点で従来の蛍光灯を凌駕することが現実になってきたことの表れであると思われる。しかし明るさを極限まで求めるあまりハイワットのＬＥＤ素子を複数個搭載するパッケージあるいはモジュール構成のＬＥＤ発光装置が主流となってきており、そのためＬＥＤ素子から発生する熱を効率良く逃がす必要がある。

またＬＥＤ照明装置の普及に伴い、ＬＥＤ発光装置の小型化、薄型化に加え光取出し効率の向上、量産効率の向上、低価格化の要求が強まっている。この対策としてＬＥＤ発光装置の放熱特性の改善を目的に、凸形状に加工した金属板に開口を有する回路基板を積層し、前記回路基板の開口に露出した金属板にＬＥＤを実装したＬＥＤ発光装置が提案されている。（例えば特許文献１）

以下図１３により特許文献１に開示されたＬＥＤ発光装置について説明する。
なお、図１３は特許文献１の発明の趣旨をはずれない範囲において一部簡素化し、また名称等も一部本願発明に合わせて記載している。
図１３は特許文献１に記載されたＬＥＤ発光装置１００の断面であり、アルミニウムよりなる金属板１０２に前方へ突出する円柱状の複数の突出部１０２ａを設け、該突出部１０２ａにＬＥＤ素子１０１が搭載されており、ＬＥＤ素子１０１が金属板１０２に熱的に結合されている。金属板１０２の上面にはプリント回路基板１０３が、重ねた形で接合されている。プリント回路基板１０３には突出部１０２ａが挿入される挿入孔１０３ｂが貫設されている。そして挿入孔１０３ｂに挿入された円柱状の突出部１０２ａに搭載されたＬＥＤ素子１０１はボンディング線１０７によって、プリント回路基板１０３の配線電極１０３ａにボンディングされており、さらにプリント回路基板１０３上に白色樹脂よりなる枠部材１０８を設け、枠部材１０８内に封止樹脂１０９を充填して、ＬＥＤ素子１０１とボンディング線１０７を封止している。

上記構成によれば、アルミニウムよりなる金属板１０２に前方へ突出する円柱状の複数の突出部１０２ａを設け、該突出部１０２ａにＬＥＤ素子１０１が搭載されているため、ＬＥＤ素子１０１の放熱特性が極めて良く、また金属板１０２及び突出部１０２ａがアルミニウムによって構成されているため反射特性も良く、ＬＥＤ素子１０１の発光に対する光取出し効率が良くなるとしている。

また、特許文献１においては、金属板１０２としては、アルミニウムに限定されず、例えばアルミニウムよりも熱伝導率の高い銅板を用いても良く、ただし銅はアルミニウムに比べて反射特性が劣るため、銅板を用いる場合にはＬＥＤ素子１０１を搭載する突出部１１１ａにアルミニウム皮膜または銀皮膜を形成して反射特性を改善すると良いとしている。

特開２００３−１５２２２５号公報

上記のように、引用文献１に示すＬＥＤ発光装置１００は、複数の突出部１０２ａを設けた金属板１０２と複数の挿入孔１０３ｂを設けたプリント回路基板１０３を積層し、各突出部１１０２ａに載置したＬＥＤ素子１０１を、プリント回路基板１０３の配線電極１０３ａにボンディングし、さらにプリント回路基板１０３上に白色樹脂よりなる枠部材１０８を個々のＬＥＤ素子１０１に対応して設け、枠部材１０８内に封止樹脂１０９を充填して、ＬＥＤ素子１０１とボンディング線１０５を封止している。

上記構成においては、金属板１０２の突出部１０２ａと、枠部材１０８を個々のＬＥＤ素子１０１ごとに設けて実装しているため、単位面積当たりのＬＥＤ素子の実装個数を多くすることができず、多数のＬＥＤ素子を配置して、強力な発光装置を作成する場合には、大きな実装面積が必要となるため、金属板やプリント回路基板の形状が大きくなり、小型化ができないと同時に、金属板やプリント回路基板の大型化によるコストアップの問題がある。

また、金属板にアルミニウムに替えて銅板を用いる方法は放熱特性が良いが、銅板は青色光に対する反射特性が悪いため、ＬＥＤ素子を搭載する突出部に反射層を形成する必要があるが、例えば特許文献１に記載されている銀膜層の形成は、銀膜層が経時変化によってマイグレーションが発生したり、黒色変化が生ずる等、信頼性上問題があり、またアルミ膜層は銀膜層と比較して反射率が劣るという問題がある。

本発明の目的は、上記問題点を解決するもので、放熱特性の良い金属板に凸形状のＬＥＤ素子搭載部を形成して、多数のＬＥＤ素子を集中載置し、さらに反射特性の改善を行って、小型化、薄型化、更には放熱特性及び反射特性の改善による光取出し効率の向上を可能にしたＬＥＤ発光装置を提供することである。

上記目的を達成するための本発明におけるＬＥＤ発光装置の構成は、ＬＥＤ素子実装部を凸形状に加工した金属板と、前記ＬＥＤ素子実装部の凸形状に勘合する開口を設けた回路基板とを積層して成る実装基板であって、勘合により露出した、前記ＬＥＤ素子実装部に複数のＬＥＤ素子をダイボンディング後、各ＬＥＤ素子の電極間および前記回路基板の電極とをワイヤーボンディングにて接続する光源装置において、前記ＬＥＤ素子実装部におけるＬＥＤ素子を搭載した素子搭載部の周辺に溝を形成し、該溝の内部に高反射性インクを充填したことを特徴とする。

上記構成によれば、放熱特性の良い金属板に凸形状のＬＥＤ素子搭載部を形成して、多数のＬＥＤ素子を集中載置し、さらにＬＥＤ素子を搭載した素子搭載部の周辺に溝を形成し、溝の内部に高反射性インクを充填して反射特性の改善を行うことで、放熱特性及び反射特性の改善による光取出し効率の向上を可能にしたＬＥＤ発光装置を提供することができる。

前記金属板は銅板であり、前記ＬＥＤ素子実装部には前記素子搭載部を形成する凸部と、高反射性インクを充填する溝とが形成されていると良い。

上記構成によれば、放熱特性に優れた銅板と反射特性が良く、絶縁性の高反射性インクを組み合わせることによって放熱特性及び反射特性の改善ができる。

前記1つの素子搭載部には複数のＬＥＤ素子が搭載されていること良い。

前記ＬＥＤ素子実装部の上面に銅メッキ層が形成され、前記銅メッキ層にＬＥＤ素子を搭載する前記素子搭載部と、高反射性インクを充填する溝とが形成されていると良い。

上記構成によれば、金属板に設けた凸形状の ＬＥＤ素子実装部に銅メッキ層を形成し、この銅メッキ層にＬＥＤ素子を搭載する素子搭載部と、高反射性インクを充填する溝とを形成するので、作業性が良く、品質の安定化がはかられる。

回路基板に複数の開口が形成され、前記金属板に形成された複数の凸形状部が、前記各開口を貫通して素子搭載部を形成し、前記回路基板上に高反射性インクを充填する溝を形成すると良い。

前記金属板は、電気的に絶縁された２個のブロックを構成しており、各ブロックは実装されたＬＥＤ素子に電流を供給する電源電極を形成していると良い。

上記構成によれば、ＬＥＤ発光装置をマザーボードに対して、裏面の金属板ブロックを電源電極としてフェースダウン実装を行うことができる。

前記２個のブロックを構成する電源電極の裏面側は、金メッキされていると良い。

前記金属基板の裏面側は、面取り加工されていると良い。

また、本発明におけるＬＥＤ発光装置の製造方法は下記のとおりである。
金属板に凸形状のＬＥＤ素子実装部を形成するＬＥＤ素子実装部形成工程、前記金属板に、前記凸形状のＬＥＤ素子実装部に勘合する開口を備えた回路基板を積層する回路基板積層工程、前記積層された回路基板とＬＥＤ素子実装部の上面に銅メッキ層を形成する銅メッキ工程、前記銅メッキ層にパターンエッチングにより回路パターンを形成するパターン形成工程、前記ＬＥＤ素子実装部にハーフエッチングにより素子搭載部と溝を形成する溝加工工程、前記溝に高反射性インクを充填する高反射性インク充填工程、前記回路パターン上に金メッキ層を形成する金メッキ工程、前記素子搭載部にＬＥＤ素子を搭載し、回路パターンとの配線を行うＬＥＤ素子実装工程とを有することを特徴とする。

上記製造方法によれば、放熱特性が良く、かつ反射特性の良いＬＥＤ発光装置を容易に製造することができる。

本発明によれば、放熱特性の良い金属板に凸形状のＬＥＤ素子搭載部を形成して、多数のＬＥＤ素子を集中載置し、さらにＬＥＤ素子を搭載した素子搭載部の周辺に溝を形成し、溝の内部に高反射性インクを充填して反射特性の改善を行うことで、放熱特性及び反射特性の改善による光取出し効率の向上を可能にしたＬＥＤ発光装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置の断面図である。 図１に示すＬＥＤ発光装置の上面斜視図である。 図１に示すＬＥＤ発光装置をマザーボードに実装した状態を示す断面図である。 図１に示すＬＥＤ発光装置の製造方法における前半の工程図である。 図１に示すＬＥＤ発光装置の製造方法における後半の工程図である。 本発明の第２実施形態におけるＬＥＤ発光装置の断面図である。 本発明の第３実施形態のＬＥＤ発光装置の断面図である。 本発明の第４実施形態におけるＬＥＤ発光装置の断面図である。 本発明の第５実施形態におけるＬＥＤ発光装置の断面図である。 本発明の第６実施形態におけるＬＥＤ発光装置の断面図である。 本発明の応用例を示す、ＬＥＤ発光装置をマザーボードに実装した斜視図である。 本発明の応用例を示す、ＬＥＤ発光装置をマザーボードに実装した正面図である。 従来のＬＥＤ照明装置の断面図である。

以下図面により本発明の実施形態を説明する。なお各実施形態において同一又は相当する要素については同一番号を付し、重複する説明を省略する。

｛第１実施形態｝
図１〜図５は、本発明の第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置を示し、図１はＬＥＤ発光装置１０の断面図、図２は図１に示すＬＥＤ発光装置１０におけるＬＥＤ素子実装前の実装基板を上面から見た斜視図である。図３はＬＥＤ発光装置１０をマザーボードに実装した断面図であり、図４はＬＥＤ発光装置１０の製造方法における前半の工程図、図５はＬＥＤ発光装置１０の製造方法における後半の工程図を示す。

図１に示す如く、ＬＥＤ発光装置１０はＬＥＤ素子実装部２ａを凸形状に加工した金属板２（各実施形態では金属板として銅板を例示し、銅板２と記載する）と、ＬＥＤ素子実装部２ａの凸形状に勘合する開口３ｂを設けた回路基板３とを積層した後、回路基板３の上面の電極３ａと、ＬＥＤ素子実装部２ａの上面に銅メッキ層４を形成する。次に勘合により露出した、前記ＬＥＤ素子実装部２ａと銅メッキ層４にレジストパターンを設けてハーフエッチングを行うことにより素子載置部２ｂと溝２ｃを形成し、溝２ｃ内に反射性インク５を充填する。次にレジスト１１を設けて、金メッキ層１２形成して実装基板１３構成する。次に素子載置部２ｂに複数のＬＥＤ素子１をダイボンディング後、各ＬＥＤ素子１の電極間および前記回路基板３の電極３ａとをボンディングワイヤー７により接続する。さらにレジスト１１上に枠部材８設け、この枠部材８の中に封止樹脂９を充填してＬＥＤ素子１及びボンディングワイヤー７の封止を行う。

さらに、銅板２は、ＬＥＤ素子実装部２ａが形成された第１ブロック２Ａと、端子部のみを形成する第２ブロック２Ｂとに分割溝２ｄによって分割されることにより電気的に絶縁されている。そして２個のブロック２Ａ、２Ｂの裏面側は金メッキ層１２が形成されて、ＬＥＤ素子実装部２ａに実装されて直列接続された複数のＬＥＤ素子１に電流を供給する電源電極を構成している。すなわち図１に示すよう第１ブロック２Ａは銅メッキ層４に銅ポスト４ａを通して電気的に接続されることによって、電源電極の正電極を構成し、また第２ブロック２Ｂは銅メッキ層４に銅ポスト４ｂを通して電気的に接続されることによって、電源電極の負電極を構成している。

次に図３によりＬＥＤ発光装置１０のマザーボードに対する実装構造及び駆動作用を説明する。図３はＬＥＤ発光装置１０のマザーボードに対する実装構造を示す断面図であり、マザーボード１５の接続電極１５ａ、１５ｂにＬＥＤ発光装置１０の正電極２Ａ、負電極２Ｂを位置決めして半田１６により実装する。この状態にてマザーボード１５の接続電極１５ａ、１５ｂにＬＥＤ素子実装部２ａに実装されて直列接続されたＬＥＤ発光装置１０の個数に対応して電圧を供給すると、正電極２Ａから負電極２Ｂに向かって駆動電流が供給され、ＬＥＤ素子実装部２ａに実装されたＬＥＤ素子１が上方に発光する。この発光状態は図１、図２に示すようにＬＥＤ素子実装部２ａに設けられた複数の素子搭載部２ｂに実装された多くのＬＥＤ素子１が同時に発光し、さらにＬＥＤ素子１から横方向及び下方向への出射光は、素子搭載部２ｂの周囲に形成された溝全体に充填された反射性インク５及び、ＬＥＤ素子実装部２ａの周囲に設けられた反射性の枠部材８によって上方への反射が行なわれ、極めて取り出し効率の良い照明光が得られる。

次にＬＥＤ発光装置１０の製造方法について説明する。
図４はＬＥＤ発光装置１０の製造方法における前半の工程図である。工程（ａ）は銅板２と回路基板３の積層工程であり、銅板２には数１００μの厚さが適切だが、本実施形態においては３００μ厚を採用し、予め凸形状のＬＥＤ素子実装部２ａをエッチング加工等により形成しておく。回路基板３の構成としては銅板２のＬＥＤ素子実装部２ａの凸形状に勘合する開口３ｂを有する樹脂基材として０．２ｔのプリグレと、１８μの銅箔を用意し、銅板２と回路基板３を構成するプリグレと銅箔を積層し、真空積層プレス機により、１６０℃で２時間の加熱プレスを行って、工程（ｂ）に示す回路基板３を構成する。回路基板３は電極３ａが埋設され、さらにバフ、ベルトサンダー等により研磨し銅板２のＬＥＤ素子実装部２ａと同一面とする。積層によりプリグレが電極３ａとＬＥＤ素子実装部２ａの間に圧入されて回路基板３と銅板２との固定を行う。

工程（ｃ）は表裏導通孔の加工工程であり、回路基板３の所定の場所に後述する銅めっきを形成するための開口３ｃをレーザー加工により形成する。工程（ｄ）は銅めっき層形成工程であり、回路基板３の電極３ａ、開口３ｃ部及び銅板２のＬＥＤ素子実装部２ａの上面を無電解銅めっき、電解銅めっきにより銅めっき層４を形成する。この銅めっきにより、回路基板３の導通孔である開口３ｃを通してスルーホールめっき部４ａ、４ｂが形成され、銅めっき層４と銅板２との電気的導通がはかられる。なお、この銅めっき層４の厚みは数十μｍであるが本実施形態においては２５μｍとした。

次に工程（ｅ）は回路パターンニング工程であり、銅めっき層４の表面に感光性ドライフィルム等のレジストを用いて回路パターンを焼き付け、銅のエッチングにより回路パターンを形成する。なお、この銅板２の裏面側にもレジストを用いて銅板２の分離溝２ｄを形成する。この分離溝２ｄの形成により、銅板２が２つの電気的に絶縁された第１ブロック２Ａと第２ブロック２Ｂに分割される。

図５はＬＥＤ発光装置１０の製造方法における後半の工程図を示し、工程（ｆ）は溝形成工程であり、銅板２のＬＥＤ素子実装部２ａに素子搭載部２ｂと、その周囲に溝２ｃを形成するためのレジストによるパターンニングを行い、このレジストによるハーフエッチングを行なうことによって、複数の凸形状の素子搭載部２ｂと、その周囲に溝２ｃが形成される。なお、素子搭載部２ｂは銅板２に形成された凸形状の上面に銅めっき層４が形成されている。
このようにＬＥＤ素子実装部２ａの表面に、素子搭載部２ｂと、その周囲に溝２ｃとによるお凹凸形状を形成することによって、ＬＥＤ素子実装部２ａの表面積が大きくなり、素子搭載部２ｂに実装されたＬＥＤ素子１に対する放熱効果を更に高めている。
本実施形態においては銅板２の厚さを３００μｍで、溝幅を１ｍｍ、溝深さを２０μｍとしている。

工程（ｇ）は高反射性インク充填工程であり、工程（ｆ）で加工した溝２ｃ内に高反射性インク５を充填する。
この溝２ｃの形状や深さは充填する高反射性インクの反射率、耐熱性、密着性等を考慮して決めるが、その形状は全面を溝にしても良いし、また線状溝、升目溝、多数の円形や矩形溝を形成しても良いが、本実施形態においては、深さ２０μｍの溝２ｃとした。また高反射性インクも反射粒子を混入した樹脂や反射性セラミック等の使用が可能だが、本件実施形態においては株式会社アイン製のセラミックインクＲＧ−１２−６−２をスクリーン印刷法で充填し、乾燥機により１６０℃で１時間の乾燥を行なって硬化させた後、バフ研磨により表面のインクを除去して溝２ｃ内にのみ高反射性インクを充填させた。
なお、セラミックインクと銅との未着性を向上させるために、この高反射性インク充填工程の前処理として租面化処理を行うことが望ましい。

工程（ｈ）は金めっき層形成工程であり、電極面の所定の部分にソルダーレジスト１１を形成し、電解めっきにより金めっき層１２を形成する。この電解金めっき層１２はＮｉ：５μｍ、Ａｕ：０．３μｍの皮膜であり、また銅板２の裏面にはマスキングによりフラッシュ金としてＮｉ：５μｍ、Ａｕ：０．０３μｍの皮膜を形成した。

次に工程（ｉ）はＬＥＤ素子実装工程であり、ＬＥＤ素子実装部２ａに形成された複数の素子搭載部２ｂにＬＥＤ素子１を実装し、各ＬＥＤ素子１の素子電極同士及び、銅板２が第１ブロック２Ａ及び第２ブロック２Ｂに分割された正電極及び負電極に電気的に接続された金めっき層１２ａ、１２ｂに金ワイヤー７によって直列接続される。

工程（ｊ）は封止工程であり、実装基板１３上のＬＥＤ素子実装部２ａの周囲に反射性の良いエポキシ系の白色樹脂による枠部材８を設置し、枠部材８の内部に蛍光樹脂又は透明樹脂等の透光性樹脂９を充填し、ＬＥＤ素子１及び金ワイヤー７の封止を行う。以上の工程によって図１に示すＬＥＤ素子１０が完成する。

｛第２実施形態｝
次に図６により本発明の第２実施形態におけるＬＥＤ発光装置を説明する。図６は、本発明の第２実施形態にけるＬＥＤ発光装置２０の断面図である。なお、第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置１０と同一または相当する要素には同一番号を付し重複する説明を省略する。

第２実施形態におけるＬＥＤ発光装置２０は、第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置１０と基本的構成及び製造方法は共通する。そして相違点はＬＥＤ発光装置１０が銅板２のＬＥＤ素子実装部２ａに、各ＬＥＤ素子１に対応する素子実装部２ｂを、ＬＥＤ素子１の数だけ形成し、１個の素子実装部２ｂに１個のＬＥＤ素子１を対応して実装していたのに対し、ＬＥＤ発光装置２０ではＬＥＤ素子実装部２２ａに、複数のＬＥＤ素子１に対応する幅広の素子実装部２２ｂを形成、各素子実装部２２ｂに３個のＬＥＤ素子１をまとめて実装している。従ってＬＥＤ発光装置１０ではＬＥＤ素子実装部２ａに５個のＬＥＤ素子１を実装していたのに対し、ＬＥＤ発光装置２０では同じサイズのＬＥＤ素子実装部２２ａに７個のＬＥＤ素子１を実装しており、さらに強力な発光を行うことができる。

｛第３実施形態｝
次に図７により本発明の第３実施形態におけるＬＥＤ発光装置を説明する。なお、第３実施形態におけるＬＥＤ発光装置３０は、図１に示す第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置１０と基本的構成及び製造方法は共通であり、ＬＥＤ発光装置１０と同一要素には同一番号を付し、重複する説明は省略する。

図７におけるＬＥＤ発光装置３０が、第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置１０と異なるところは、ＬＥＤ発光装置１０が銅板２のＬＥＤ素子実装部２ａに、直接ハーフエッチングによって、各ＬＥＤ素子１に対応する素子実装部２ｂ及び溝２ｃを形成していたのに対し、ＬＥＤ発光装置３０では銅板２のＬＥＤ素子実装部３２ａの上面、及び回路基板３の電極３ａの上面に形成する銅めっき層３４を厚く形成し、この銅めっき層３４に素子実装部３２ｂ及び溝３２ｃを形成している。
なお、この銅めっき層３４に対する素子実装部３２ｂ及び溝３２ｃの形成方法としては、本実施形態では、全面に銅めっき層３４を形成した後、パターンエッチングによって素子実装部３２ｂ及び溝３２ｃを形成したが、これに限定されず、銅めっき層３４のメッキ工程において、マスクを用いた部分めっき法によって、素子実装部３２ｂ及び溝３２ｃを形成しても良い。

｛第４実施形態｝
次に図８により本発明の第４実施形態におけるＬＥＤ発光装置を説明する。
図８は第４実施形態におけるＬＥＤ発光装置４０の断面図を示し、基本的構成は図１に示す第１実施形態のＬＥＤ発光装置１０と同じであり、ＬＥＤ発光装置１０と同一要素には同一番号を付し、重複する説明は省略する。

ＬＥＤ発光装置１０とＬＥＤ発光装置４０との違いは、ＬＥＤ発光装置１０が回路基板に設けた大きな開口部２ａに勘合して露出した銅板２のＬＥＤ素子実装部２ａに、ハーフエッチングによって、各ＬＥＤ素子１に対応する素子実装部２ｂ及び溝２ｃを形成していたのに対し、ＬＥＤ発光装置４０では回路基板４３における、銅板２のＬＥＤ素子実装部２ａに対応する位置に多数の小さな貫通孔４３ｂを設けると共に、銅板２のＬＥＤ素子実装部２ａには、各ＬＥＤ素子１に対応する複数の素子搭載部４２ｂを多数形成し、各素子搭載部４２ｂを回路基板４３の多数の小さな貫通孔４３ｂ貫通させて配置する。すなわち回路基板４３に設けた多数の貫通孔４３ｂの真ん中に銅板２に形成された素子搭載部４２ｂが設けられて、その素子搭載部４２ｂ上にＬＥＤ素子１が載置されており、各素子搭載部４２ｂの周辺の回路基板４３には、回路基板４３の電極４３ａとその上に設けられた銅めっき層４がエッチングされて溝４２ｃが形成され、この溝４２ｃの内部に高反射性インク５が充填されている。

｛第５実施形態｝
次に図９により本発明の第５実施形態におけるＬＥＤ発光装置を説明する。
図９は第５実施形態におけるＬＥＤ発光装置５０の断面図を示し、基本的構成は図１に示す第１実施形態のＬＥＤ発光装置１０と同じであり、ＬＥＤ発光装置１０と同一要素には同一番号を付し、重複する説明は省略する。

第５実施形態にけるＬＥＤ発光装置５０は、第１実施形態にけるＬＥＤ発光装置１０と基本的構成及び製造方法は共通する。そして相違点はＬＥＤ発光装置１０が銅板２を第１ブロック２Ａ、第２ブロック２Ｂに分割する分割溝２ｄを形成するのに、エッチングによって形成する場合、銅板２の表面側のエッチングである溝２ｃのエッチング代と、銅板２の裏面側のエッチングである分離溝２ｄのエッチング代との厚さの差を補正するために、ＬＥＤ発光装置１０においては、銅板２の表面側のと、裏面側のエッチングとを別工程で行っていたが、ＬＥＤ発光装置５０においては予め銅板２の裏面側の分離溝２ｄの位置に、Ｖカット機等の加工機械を用いて、エッチング部分の厚みの半分程度の切り込みを設けておき、銅板２の表面側の溝２ｃと、裏面側の分離溝２ｄとの厚さ補正を行って同時エッチングを行っている。

次に図１０により本発明の第６実施形態におけるＬＥＤ発光装置を説明する。
図１０は第６実施形態におけるＬＥＤ発光装置６０の断面図を示し、１枚の大判銅板２Ｌから多数個のＬＥＤ発光装置６０を同時製造する状態を示している。
すなわち、図面は簡略化 して記載 してあるが、１枚の大判銅板２ＬにＬＥＤ発光装置６０を複数個同時形成し、各ＬＥＤ発光装置６０が完成後に切断線Ｓの部分で切断して銅板２のサイズのＬＥＤ発光装置６０を量産している。

上記ＬＥＤ発光装置６０の連続加工において、切断線Ｓの位置で各ＬＥＤ発光装置６０を切断するときに、大判銅板２Ｌの厚さで切断を行うと、切断機械の切断刃に負担がかかり、また切断時に銅板２の端部にバリが発生する危険性があるので、予め大判銅板２Ｌの状態で、切断線Ｓの位置にＶカット機等を用いて大判銅板２Ｌの半分程度のＶ溝２Ｌａを形成しておき、各銅板２にＬＥＤ素子１等の実装を行ってＬＥＤ発光装置６０が完成した後に、肉厚が薄いＶ溝２Ｌａの部分を切断線Ｓでダイシングし、各ＬＥＤ発光装置６０が完成する。
このため、１枚の大判銅板２ＬによるＬＥＤ発光装置６０の量産において、切断機械における切断刃の耐久性維持及び銅板２のバリ発生を防止することができる。

図１１、図１２は本発明におけるＬＥＤ発光装置をマザーボードに実装した応用例を示し、図２に示すＬＥＤ発光装置１０をマザーボードに実装している。
図１０は図３に示したＬＥＤ発光装置１０のマザーボード１５に対する実装構造に対応しており、同じ構成を立体的に示す斜視図である。すなわち、マザーボード１５の接続電極１５ａ、１５ｂに、ＬＥＤ発光装置１０の銅板２に形成された第１ブロック２Ａ、第２ブロック２Ｂをはんだ付けにより平面実装しており、この状態にてマザーボード１５の接続電極１５ａ、１５ｂにＬＥＤ素子実装部２ａに実装されて直列接続されたＬＥＤ素子１の個数に対応した電圧を供給すると、正電極である第１ブロック２Ａから負電極である第２ブロック２Ｂに向かって駆動電流が供給され、ＬＥＤ素子実装部２ａに実装されたＬＥＤ素子１が上方に発光する上面発光型の照明装置となる。

図１２はＬＥＤ発光装置１０のマザーボード１５に対する側面発光方式の実装構造を示す正面図である。すなわち、マザーボード１５の接続電極１５ａ、１５ｂに、ＬＥＤ発光装置１０の銅板２に形成された第１ブロック２Ａ、第２ブロック２Ｂを横向きに立てはんだ付けにより側面実装しており、この時、銅板２の厚みが数百μｍあるため、はんだ接続面が２面（マザーボード側と縦方向のフィレット側）となり接続安定性が一段と向上することが出来る。この状態にてマザーボード１５の接続電極１５ａ、１５ｂにＬＥＤ素子実装部２ａに実装されて直列接続されたＬＥＤ素子１の個数に対応して電圧を供給すると、正電極である第１ブロック２Ａから負電極である第２ブロック２Ｂに向かって駆動電流が供給され、ＬＥＤ素子実装部２ａに実装されたＬＥＤ素子１が側方に発光する側面発光型の照明装置となる。

上記の如く、本発明のＬＥＤ発光装置は、金属板よりなる素子搭載部と溝に充填した絶縁性の高反射インクによって、狭い領域に放熱性が良く、反射性に優れたＬＥＤ素子実装部を形成することができ、小型で強力な照明装置を構成することができる。
特に、金属板よりなる素子搭載部の周辺に溝を設けずに高反射インクを塗布した場合には、高反射インクの密着が十分でなく剥がれたりして、反射率が低下するのに対し、本発明のように金属板よりなる素子搭載部の周辺に溝を設けて、高反射インクを充填することによって、高反射インクと金属板との密着性が高まり、また充填された高反射インクの量が多くなることにより、極めて高い反射効率を得ることができる。
さらに、マザーボードに対する実装構造によって、上面発光型と側面発光型の照明装置に簡単に使い分けることができ、色々な照明装置への適用が可能である。

１、１０１ ＬＥＤ
２、１０２ 金属板（銅板）
２ａ、２２ａ、３２ａ ＬＥＤ素子実装部
２ｂ、２２ｂ、３２ｂ、４２ｂ 素子搭載部
２ｃ、２２ｃ、３２ｃ４２ｃ 溝
２ｄ 分離溝
２Ａ、２Ｂ ブロック
３、４３、１０３ 回路基板
３ａ、４３ａ、１０３ａ 電極
３ｃ 開口
４ 銅メッキ層
４ａ、４ｂ スルーホールめっき部
５ 高反射性インク
７、１０７ ボンディングワイヤー
８、１０８ 枠部材
９、１０９ 透光性樹脂
１０、２０、３０、４０、５０、６０、１００ ＬＥＤ発光装置
１１ レジスト
１２ 金メッキ層
１３ 実装基板
１５ マザーボード
１５ａ、１５ｂ 接続電極

Claims (9)

1. ＬＥＤ素子実装部を凸形状に加工した金属板と、前記ＬＥＤ素子実装部の凸形状に勘合する開口を設けた回路基板とを積層して成る実装基板であって、勘合により露出した、前記ＬＥＤ素子実装部に複数のＬＥＤ素子をダイボンディング後、各ＬＥＤ素子の電極間および前記回路基板の電極とをワイヤーボンディングにて接続する光源装置において、前記ＬＥＤ素子実装部におけるＬＥＤ素子を搭載した素子搭載部の周辺に溝を形成し、該溝の内部に高反射性インクを充填したことを特徴とするＬＥＤ発光装置。
2. 前記金属板は銅板であり、前記ＬＥＤ素子実装部には前記素子搭載部を形成する凸部と、高反射性インクを充填する溝とが形成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１つの素子搭載部には複数のＬＥＤ素子が搭載されていることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ発光装置。
4. 前記ＬＥＤ素子実装部の上面に銅メッキ層が形成され、前記銅メッキ層にＬＥＤ素子を搭載する前記素子搭載部と、高反射性インクを充填する溝とが形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のＬＥＤ発光装置。
5. 前記回路基板に複数の開口が形成され、前記金属板に形成された複数の凸形状部が、前記各開口を貫通して素子搭載部を形成し、前記回路基板上に高反射性インクを充填する溝を形成したことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ発光装置。
6. 前記金属板は、電気的に絶縁された２個のブロックを構成しており、各ブロックは実装されたＬＥＤ素子に電流を供給する電源電極を形成していることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のＬＥＤ発光装置。
7. 前記２個のブロックを構成する電源電極の裏面側は、金メッキされていることを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ発光装置。
8. 前記金属板の裏面側は、面取り加工されていることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載のＬＥＤ発光装置。
9. 金属板に凸形状のＬＥＤ素子実装部を形成するＬＥＤ素子実装部形成工程、前記金属板に、前記凸形状のＬＥＤ素子実装部に勘合する開口を備えた回路基板を積層する回路基板積層工程、前記積層された回路基板とＬＥＤ素子実装部の上面に銅メッキ層を形成する銅メッキ工程、前記銅メッキ層にパターンエッチングにより回路パターンを形成するパターン形成工程、前記ＬＥＤ素子実装部にハーフエッチングにより素子搭載部と溝を形成する溝加工工程、前記溝に高反射性インクを充填する高反射性インク充填工程、前記回路パターン上に金メッキ層を形成する金メッキ工程、前記素子搭載部にＬＥＤ素子を搭載し、回路パターンとの配線を行うＬＥＤ素子実装工程とを有することを特徴とするＬＥＤ発光装置の製造方法。
   

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