JP3153009U - 電子素子の荷重構造 - Google Patents

Abstract

【課題】反射率或いは伝導効率を向上させ、且つ自由に微細な電気回路及び絶縁回路図案を設計できる電子素子の荷重構造を提供する。【解決手段】荷重体１と、界面層と、絶縁回路３１、３２及び金属層４によって構成される。荷重体は、プラスチック材の射出によって形成され、その上に更に反射カップを形成し、蝕刻、触媒化及び活性化を経た後、無電解式電気メッキ或いは化学法によって金属ニッケル又は銅を荷重体の表面に沈積させた界面層を形成し、次にレーザーを使って一部分の界面層を剥離させ、局部の絶縁回路を形成する。次に銅、ニッケル、或いは金などの金属層を界面層の上に電気メッキを行い、高度反射導体金属のプラスチック材荷重構造を完成する。【選択図】図１１

Description

本考案は、電子素子又は導線支持架の製造技術、具体的には高度反射導体金属の荷重構造に係り、これによって、製造プロセスを簡素化し、且つコストを下げ、更にその反射効率を増進し、伝導面積を増加し、高度導熱効果の電子素子構造を構成することに関する。

現存の発光ダイオード導線支持架は、一般的に導電材質の材料を（例えば、銅・銅合金又はアルミなど）、プレスすることによって導線支持架のブランクを形成し、次に電気メッキで処理する。導線支持架ブランクの表面に高度導電性のある金属層（例えば、スズ・銀・金など）を電気メッキし、それからインサート・モルディング（Ｉｎｓｅｒｔ Ｍｏｌｄｉｎｇ）技術によってカップ状の発光ダイオード導線支持架を形成する。しかし、このようなカップ状の発光ダイオード導線支持架の反射区域は、金属層の有効な反射効果を提供することは出来ない。

このほかにも、レーザーによる直接活性化（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｒｅｃｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ, ＬＤＳ）製造プロセスを発光ダイオードの導線支持架に応用する例があるが、このプロセスは、レーザーによる直接活性化製造プロセス専用の材料を使わなければならず、この材料は射出したあと、その電極及び反射区域にレーザーで表面活性化を行うが、レーザーは表面を粗雑にし、且つレーザーの面積が大きすぎるので、斜面上においては、レーザーには角度や製造プロセス時間などの制限があり、又、レーザー活性化後の粗雑さが当初設計された反射角度及び反射輝度との違いを生じさせる。尚、３Ｄ立体レーザー加工設備は高価で、加工時間が長過ぎ、コストが高すぎるという問題がある。

類似の技術では、現在台湾実用新案登録第Ｍ２８５０３７号があり、考案の名称は、発光ダイオードのパッキング構造であるが、この特許内容は、射出成型において、真空方式で金属層の沈積を行い、次に、レーザーによって絶縁回路を形成するもので、この製造プロセスは、真空設備を使用するので、コストダウンの面（システム価格・金属利用率など）で限界があり、且つ真空沈積によって形成された膜層は比較的薄く（Ｔｈｉｎ-Ｆｉｌｍ）、反射率及び導電性の上で効果に限界がある。

そこで、本考案者は、前述現存電子素子の導体問題について深く検討し、積極的に解決の道を探求し、ついに電子素子の荷重構造の開発に成功することによって、現存電子素子の複雑な荷重体製造プロセス・反射効率及び導熱・導電などの問題に現れた不便さと困惑を解決した。

台湾実用新案登録第Ｍ２８５０３７号公報

本考案の主要な目的は、反射又は導体金属層のプラスチック製電子素子の構造を提供することによって、反射率或いは伝導効率を向上させ、且つ自由に微細な電気回路及び絶縁回路図案を設計できるようにすることにある。

本考案の次の目的は、高度反射導体金属層を有する電子素子構造を提供することによって、製造プロセスを簡素化し、且つ大量生産及びコストダウンできるようにすることにある。

上述実用新案の第一実施目的を達成できる電子素子の荷重構造は、荷重体と、界面層と、絶縁回路と、金属層と、を含み、前記界面層は、荷重体の表面に無電解式電気メッキによって沈積されており、前記絶縁回路は、レーザーで荷重体の表面・側表面及び下表面の一部分を剥離することによって所要の回路及び絶縁回路を形成したものであり、前記金属層は、電気メッキ又は化学法によって導体金属を界面層の上に沈積させたものである。

上述考案の第二実施目的を達成できる電子素子の荷重構造は、荷重体と、界面層と、絶縁回路と、金属層と、を含み、前記荷重体は、その表面に荷重構造を有し、且つ少なくとも片側に延伸して少なくとも一本のサイドアームを形成しており、前記界面層は、荷重体の表面に無電解式電気メッキによって沈積されており、前記絶縁回路は、レーザーで荷重体の表面及び下表面の一部分を剥離することによって所要の回路及び絶縁回路を形成したものであり、前記金属層は、電気メッキ又は化学法によって導体金属を界面層の上に沈積させたものである。

本考案に係る電子素子の荷重構造は、従来の技術に比べ、更に下記のような長所がある。
（１）本考案は、極微細な回路の技術に使うことができるとともに、レーザーによって局部の界面層２の剥離(ａｂｌａｔｉｏｎ)を行うことにより、自由な設計且つ製造工程が簡易で多様化の生産工程を達成できる。
（２）本考案に係る射出成型されたプラスチック材荷重体は、発光ダイオードの粘着、ワイヤ配線接着、反射カップの構造、金属層の沈積、SMD粘着及びレーザー剥離による絶縁回路の形成に利用できるのみならず、更に反射カップを金属層に連結して大面積の放熱構造などに関連して応用でき、この新規設計は、生産コストの改善及び自由設計の長所を備えている。

本実用新案の第一実施例における荷重体の外観略図である。 第一実施例における荷重体の上に界面層を形成した後の略図である。 第一実施例における荷重体の上表面及び側表面の界面層に絶縁回路を形成した略図である。 第一実施例における荷重体の下表面及び側表面の界面層に絶縁回路を形成した略図である。 第一実施例における界面層の上に金属層を形成した略図であると共に、前記電子素子構造の制作を完成した略図である。 本考案の第二実施例における荷重体の外観略図である。 第二実施例における荷重体の上に界面層を形成した後の略図である。 第二実施例における荷重体及びサイドアーム上表面の界面層に正面絶縁回路を形成した略図である。 第二実施例における荷重体及びサイドアーム上の界面層に背面絶縁回路を形成した略図である。 第二実施例における界面層及び反射図案の上に金属層を形成した略図である。 第二実施における前記電子素子構造制作の略図である。 単一サイドアームの正面絶縁回路の略図である。 複数サイドアームの正面絶縁回路の略図である。 複数サイドアームの背面絶縁回路の略図である。 本考案に係る電子素子の第一調製工程のブロック図である。 本考案に係る電子素子の第二調製工程のブロック図である。

図１から図５の第一実施例、図６から図１１の第二実施例は、本考案に係る電子素子の荷重構造であり、主として、荷重体１と、界面層２と、絶縁回路３と、金属層４によって構成される。

前記荷重体１は、単一プラスチック材を射出して成型され、図１における第一実施例では、荷重体１にサイドアームは延伸されず、図６における第二実施例では、前記荷重体１は、少なくとも片側に少なくとも一本のサイドアーム１１を形成し、前記荷重体１は、表面に下へ向かって反射面１２を傾斜させ、反射カップ１３を形成し、且つ前記荷重体１の表面及び反射面１２によってはさまれた角度は１５度から８５度に間に介在する。前記荷重体１は、予め金属触媒を混ぜたプラスチック材、或いは予め有機物を混ぜたプラスチック材を含む材料で作られたもので、次に、荷重体１に対して表面蝕刻或いはサンドブラスト、及び電解式電気メッキ処理する前の表面活性化手順を行う。或いは、前記荷重体１は、金属触媒を混ぜないプラスチック材、或いは有機物を混ぜないプラスチック材で出来たもので、次に、成型後の荷重体１を再び前ディップ（Ｐｒｅ-Ｄｉｐ）・化学蝕刻・或いはサンドブラスト方法で表面を粗雑化させる。次に、更に荷重体１の表面に触媒化を施し、最後に、無電解式電気メッキ処理する前の表面活性化手順を行う。

前記界面層２は、荷重体１の表面に無電解式電気メッキによって沈積される。つまり、図２又は図７に示すように、触媒活性化された荷重体１を経由して無電解式電気メッキ処理へ移行した後、荷重体１の表面に化学ニッケル層又は銅金属界面層２を形成する。

前記絶縁回路３は、レーザーで一部分の界面層２を剥離することによって、図４及び図５に示すように、所要の絶縁回路３を形成する。第一実施例において、レーザーで荷重体１の上表面・側表面及び下表面の一部分の界面層２を剥離することによって、図３及び図４に示すように、荷重体１の上に荷重体１を取り巻く絶縁回路３を延伸形成する。第二実施例において、図４及び図５に示すように、レーザーで一部分の界面層２を剥離して所要の正面絶縁回路３１・背面絶縁回路３２を形成する。前記正面絶縁回路３１及び背面絶縁回路３２は、レーザーで荷重体１表面の界面層２を剥離させ、且つ荷重体１の辺縁を超過してサイドアーム１１の表面区域内まで延伸させたものである。図８は、両サイドアーム１１の正面絶縁回路３１の略図であり、図１２は、単一サイドアーム１１の正面絶縁回路３１の略図であり、図１３及び図１４は、複数サイドアーム１１の正面絶縁回路３１及び背面絶縁回路３２の略図である。前記レーザーは、主として二酸化炭素(ＣＯ_２)レーザー、ヤグ（Ｎｄ：ＹＡＧ）レーザー、イットリウム・オルトバナデート（Ｎｄ：ＹＶＯ４）結晶体レーザー、エキシマ（ＥＸＣＩＭＥＲ）レーザーなどのレーザー電子ビームであり、その波長は、２４８ｎｍ/３０８ｎｍ/３５５ｎｍ/１０６４ｎｍ又は１０６００ｎｍから選ばれたものである。

前記金属層４は、電気メッキ又は化学法によって導体金属を界面層２に沈積させたものであり、前記電気メッキ或いは化学沈積の金属層４は銅・ニッケル・銀・金・クロム・化学置き換え金などで構成されたグループの中の任意の一つで形成されて良い。前記金属層４は反射カップ１３の反射率を向上させ、更に導電回路及び金属層４を自由に設計してプラスチック材電子素子構造を形成でき、この技術で作られた発光体導線支持架は、数量の多寡に限らず自由に設計できる荷重体１の反射面１２の形状を有し、又、多数の発光体を並べて使用することも出来る。本考案は、電気メッキ又は化学沈積の高度利用率によって界面層２及び金属層４を沈積させ、コストダウン及び優れた電子性能や、高度反射・高度導熱面積の特性を備えた長所を提供することが出来る。

単一プラスチック材を射出して成型された荷重体１は、無電解式電気メッキによってニッケル或いは銅金属の界面層２を沈積させ、次にレーザーによって反射カップ１３の中に絶縁回路を形成し、一部分の界面層２を剥離させ、更に電気メッキ或いは化学沈積によって導体金属を界面層２の上に沈積させて金属層４を形成し、このようにして、図５に示すように、絶縁回路３から延伸して荷重体１を取り巻く荷重構造を完成する。若し荷重体１にサイドアーム１１がある場合は、図１１に示すように、最後に分割手順によってサイドアーム１１を分割、カット又はプレス方式で荷重体１を分離させ、サイドアーム１１及び荷重体１の粘着面１６・正面絶縁回路３１及び背面絶縁回路３２とが、荷重体１の区域を正極１４及び負極１５として形成させると共に、反射カップ１３を区分して正極１４及び負極１５として形成することによって、荷重体構造を構成する。

本考案に係るプラスチック電子素子構造の製造方法の好ましい実施例は、図１５及び図１６に示すように、プラスチック材射出ステップＳ１、無電解式電気メッキステップＳ２、レーザー絶縁ステップＳ３、 電気メッキステップＳ４及び分割ステップＳ５などのステップを含むことによって、前述電子素子の荷重構造の製作を完成する。本考案では、この製造方法をＳＰＬ ｐｒｏｃｅｓｓ (Ｓｉｎｇｌｅ-ｓｈｏｔ Ｐｌａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｌａｓｅｒ)と定義する。

プラスチック材射出ステップＳ１は、少なくとも荷重体１、又は少なくとも片側から延伸して少なくとも一本のサイドアーム１１を形成した荷重体１を提供し、前記荷重体１は、プラスチック材又は液晶高分子重合体材料を射出して成型され、前記プラスチック材は主としてＰＡ(Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ)、ポリブチレンテレフタレト(ＰＢＴ)、 ＰＥＴ、 ＬＣＰ、ＰＣ、ＡＢＳ、ＰＣ/ＡＢＳなどを含む。

前記荷重体１は、予め金属触媒を混ぜたプラスチック材、或いは予め有機物を混ぜたプラスチック材を含む材料で作られたもので、前記金属触媒或いは有機物には、主としてバリュウム、銅、銀、鉄などを含む。或いは、前記荷重体１は、金属触媒を混ぜないプラスチック材、或いは有機物を混ぜないプラスチック材によって作られたものである。

無電解式電気メッキステップＳ２は、前記荷重体１の上に界面層２を形成し、且つ前記荷重体1をカバーする。前述プラスチック材射出ステップＳ１の後で、電子素子ブランクとしての荷重体１を産生する。前記荷重体１が若し予め金属触媒を混ぜたプラスチック材、或いは予め有機物を混ぜたプラスチック材を含む材料で作られたものであれば、無電解式電気メッキ前の蝕刻或いはサンドブラスト処理及び活性化処理によって、荷重体１表面に化学ニッケル又は銅金属界面層２を沈積させる。前記荷重体１が若し金属触媒を混ぜないプラスチック材、或いは有機物を混ぜないプラスチック材で作られたものであれば、無電解電気メッキ前処理によって前ディップ（Ｐｒｅ-Ｄｉｐ）、化学蝕刻或いはサンドブラストの方法で表面を粗雑化させる。尚、荷重体１表面に触媒化を施した後、最後に表面活性化ステップを行う場合、無電解式電気メッキへ進み、荷重体１表面に化学ニッケル或いは銅金属を沈積させる。図１５は、化学蝕刻或いはサンドブラスト方法で表面を粗雑化したものであり、図１６は、前ディップ、化学蝕刻或いはサンドブラスト方法で表面を粗雑化したものである。

レーザー絶縁ステップＳ３は、前記界面層２に絶縁回路３を形成し、荷重体１にサイドアーム１１がない場合は、レーザーで上表面・側表面及び下表面の一部分の界面層２を剥離することによって、図３及び図４に示すように、荷重体１の上に荷重体１を取り巻く絶縁回路３を形成する。若し荷重体１が少なくとも片側から延伸して少なくとも一本のサイドアーム１１を形成する場合は、界面層２に正面絶縁回路３１・背面絶縁回路３２を形成する。前記正面絶縁回路３１及び背面絶縁回路３２は、レーザーによって荷重体１表面の界面層２を剥離し、且つ荷重体１辺縁を超過してサイドアーム１１の表面区域内に延伸する。界面層２の電気メッキ沈積を完成したあと、本考案においては、極微細な絶縁回路を形成するため、レーザーで一部の界面層２の剥離を行って絶縁回路を形成し、自由な設計・回路の微細化や製造プロセスの簡素化及び多様化の生産工程を達成した。それには、レーザービーム(Ｌａｓｅｒ Ｂｅａｍ)によって設計で要求される反射カップ１３内の絶縁回路図案中一部分の界面層２を剥離させる。前記レーザーは、主として二酸化炭素(ＣＯ_２)レーザー、ヤグ（Ｎｄ：ＹＡＧ）レーザー、イットリウム・オルトバナデート（Ｎｄ：ＹＶＯ４）結晶体レーザー、エキシマ（ＥＸＣＩＭＥＲ）レーザーなどのレーザー電子ビームから選び、必要に応じて界面層２の上に絶縁回路を形成する。

電気メッキステップＳ４は、前記界面層２に金属層４を形成し、前記電子素子構造の製作を完成する。電気メッキ及び化学沈積銅、ニッケル、銀、金、クロム、化学置き換え金等で構成されたグループの任意の一つで形成された電気メッキ浴製造プロセスで金属層４を沈積させ、こうして形成された部分は発光チップの粘着及びワイヤ配線用とし、且つ反射率及び導体を向上させることができ、このようにして、電子素子の荷重構造を完成する。

分割ステップＳ５は、若し荷重体１にサイドアーム１１がある場合は、サイドアーム１１を分割して、サイドアーム１１及び荷重体１の間の粘着面１６と、正面絶縁回路３１及び背面絶縁回路３２とにより荷重体１を区分して正極１４及び負極１５を形成し、荷重体構造を構成する。

１ 荷重体
１１ サイドアーム
１２ 反射面
１３ 反射カップ
１４ 正極
１５ 負極
１６ 粘着面
２ 界面層
３１ 正面絶縁回路
３２ 背面絶縁回路
４ 金属層
Ｓ１ プラスチック材射出ステップ
Ｓ２ 無電解式電気メッキステップ
Ｓ３ レーザー絶縁ステップ
Ｓ４ 電気メッキステップ
Ｓ５ 分割ステップ

Claims (11)

1. 荷重体と、界面層と、絶縁回路と、金属層と、を含む電子素子の荷重構造であって、
   前記界面層は、無電解式電気メッキによって荷重体の表面に沈積され、
   前記絶縁回路は、レーザーによって一部分の界面層を剥離して所要の電気回路及び絶縁回路を形成し、
   前記金属層は、電気メッキ又は化学法によって導体金属を界面層の上に沈積させたことを特徴とする、電子素子の荷重構造。
2. 前記荷重体は、予め金属触媒を混ぜたプラスチック材、或いは予め有機物を混ぜたプラスチック材を含む材料によって作られ、次に前記荷重体に化学蝕刻を行ない、又はサンドブラストによって表面を粗雑化し、更に無電解式電気メッキ製造工程前の活性化ステップを施すことを特徴とする、請求項１に記載の電子素子の荷重構造。
3. 前記荷重体は、金属触媒を混ぜないプラスチック材、或いは有機物を混ぜないプラスチック材によって作られ、次に前記荷重体を前ディップ、化学蝕刻或いはサンドブラストによって表面を粗雑化させ、更に触媒化を行い、その後無電解式電気メッキ製造工程前の活性化ステップを行うことを特徴とする、請求項１に記載の電子素子の荷重構造。
4. 前記界面層は、化学ニッケル又は銅金属界面層であることを特徴とする、請求項１に記載の電子素子の荷重構造。
5. 前記荷重体は、その表面に下へ向かって反射面を傾斜させて、反射カップを形成し、且つ前記荷重体の表面及び反射面によってはさまれた角度は１５度から８５度に間に介在することを特徴とする、請求項１に記載の電子素子の荷重構造。
6. 前記金属層は、銅、ニッケル、銀、金、クロム、化学置き換え金によって構成されたグループの任意の一つを選んで形成されることを特徴とする、請求項１に記載の電子素子の荷重構造。
7. 前記荷重体は、その上表面・側表面及び下表面の一部分の界面層を剥離することによって、絶縁回路を形成し、且つ前記絶縁回路は、荷重体を区分して正極及び負極を形成することを特徴とする、請求項１に記載の電子素子の荷重構造。
8. 前記荷重体は、少なくとも片側から延伸して少なくとも一本のサイドアームを形成し、且つ前記荷重体及びサイドアームに界面層を沈積させた後、一部分の界面層を剥離することによって荷重体及びサイドアーム内に正面絶縁回路及び背面絶縁回路を形成することを特徴とする、請求項１に記載の電子素子の荷重構造。
9. 前記荷重体のサイドアームに金属層を沈積した後、更にサイドアームを分割することを特徴とする、請求項８に記載の電子素子の荷重構造。
10. 前記絶縁回路は、主として荷重体表面の界面層を剥離し、且つ荷重体の辺縁を超過してサイドアームの表面区域内まで延伸することによって、正面絶縁回路及び背面絶縁回路を構成することを特徴とする、請求項８に記載の電子素子の荷重構造。
11. 前記荷重体のサイドアームに金属層を沈積した後、更にサイドアームを分割し、サイドアーム及び荷重体間の粘着面と、正面絶縁回路及び背面絶縁回路によって、荷重体を正極及び負極に区分することを特徴とする、請求項８に記載の電子素子の荷重構造。