JP3193194B2 - 基板に実装されたledチップにレンズ被覆層をモールドする方法およびそのモールド用基板構造 - Google Patents

基板に実装されたledチップにレンズ被覆層をモールドする方法およびそのモールド用基板構造

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  • Led Device Packages (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基板に実装されたLE
Dチップに高品質なレンズ被覆層を形成しうるモールド
方法およびそのモールドに好適な基板構造に関する。
【0002】
【従来の技術】プリント基板に実装されたLEDチップ
を金型内で基板と共にモールド成形する方法が知られて
いる。その従来のモールド方法を、図を用いて説明す
る。図3は、上記のような従来のモールド方法におい
て、基板とLEDチップとを金型内で一体にモールドす
る時の一例を模式的に示す断面図である。また、図4
は、従来のモールドにおいて、基板上の回路パターンに
実装されたLEDチップを示す模式図である。図3に示
すように、LEDチップ3がプリント基板1上の回路パ
ターン2に実装され、キャビティー4aとキャビティー
4bとに挟まれるよう金型Dの所定位置にセットされて
いる。そして、LEDチップ3の近傍の基板1には貫通
孔5が設けられ、上記4a,4bいずれかのキャビティ
ーへ材料樹脂6を注入し、該貫通孔5を通して他方のキ
ャビティーへ導き、上記LEDチップ3をプリント基板
1と共に表裏一体にモールド成形するものである。ま
た、図4において、基板1上に一点鎖線で示す境界4c
は、図3における金型キャビティー4aによって形成さ
れる樹脂モールドの基板上における境界線である。上記
のように、基板に実装されたLEDチップのモールド成
形においては、LEDチップと基板とを金型内キャビテ
ィーの所定位置にセットして金型を閉じ、材料樹脂を注
入してモールド成形を行なっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来のモールド方法では、図3に示すように、金型を
閉じたとき、基板1上の回路パターン2に厚みがあるた
め、基板と金型との合わせ面において、金型が基板表面
まで密着できず、回路パターン2の段差分だけ間隙Tが
生じる。特に、回路パターン2がキャビティー4aの外
周縁4cを内外に横切るものであるとき、金型を閉じた
ときの該外周縁4cにおいて、回路パターン2の無い部
分で該間隙が顕著となる。このため、キャビティー4a
にモールド樹脂を注入したとき、該外周縁4cにおける
間隙Tから材料樹脂が侵出し、バリとなって製品に残る
という問題があった。さらに、この部分において材料樹
脂が高温,高圧となって基板1表面の絶縁層1eを剥離
させて、1fで示すような開口部が生じ、この部分にお
いて下層の金属ベース層1dと回路パターン2とが短絡
したり、さらに多量の樹脂もれがこの部分から発生する
という問題があった。
【0004】本発明の目的は、上記問題を解決し、プリ
ント基板や表示パネル等の基板に実装されたLEDチッ
プのモールドにおいて、バリのない高品質なレンズ被覆
層が形成でき、かつ、基板表面の絶縁層を剥離させない
モールド方法およびそのモールドに好適なモールド用基
板構造を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意検討した結果、前記のような基板
上の回路パターンの厚みのために生じる間隙に対し、基
板上における樹脂モールドの境界線に相当する部位周辺
にスペーサパターンを形成することによって、その部分
の間隙が充填され、金型を閉じたときのキャビティー内
の気密性が向上し、キャビティー外へのモールド樹脂の
流出を抑制できることを見いだし本発明を完成させた。
即ち、本発明の方法は、表面絶縁層の下層に金属ベース
層を有する多層の基板上の回路パターンに実装された
EDチップに金型を用いて樹脂モールドを施し、レンズ
被覆層を形成するにあたり、基板上において、少なくと
も、形成されるべきレンズ被覆層の境界線に相当する部
およびその周辺に、前記回路パターンに加えて、前記
回路パターンのうちの異なる回路パターンを短絡させな
いように、かつレンズ被覆層の金型キャビティーの外周
縁を一部または全周受けるように、前記回路パターンと
同じ厚みの回路パターンをスペーサパターンとして予め
形成しておき、金型キャビティーの外周縁を前記スペー
サパターン上に沿わせて金型を所定位置にセットし、モ
ールド樹脂を該金型キャビティー内に注入することを特
徴とするものである。また、本発明によるモールド用基
板構造は、表面絶縁層の下層に金属ベース層を有する多
層の基板上の回路パターンに実装されたLEDチップ
金型を用いて樹脂モールドを施し、レンズ被覆層を形成
するための基板構造であって、基板上において、少なく
とも、形成されるべきレンズ被覆層の境界線に相当する
部位およびその周辺に、前記回路パターンに加えて、前
記回路パターンのうちの異なる回路パターンを短絡させ
ないように、かつレンズ被覆層の金型キャビティーの外
周縁を一部または全周受けるように、前記回路パターン
と同じ厚みの回路パターンが、スペーサパターンとして
形成されていることを特徴とするものである。
【0006】以下、本発明のモールド方法およびそのモ
ールド用基板構造を、プリント基板に実装されたLED
チップのモールドの一例を挙げてより詳細に説明する。
図1は、本発明のモールド方法を用いて、基板上に実装
されたLEDチップを金型内でモールド成形するときの
一例を模式的に示す断面図である。また、図2(a)〜
(d)は、本発明のモールド用基板構造の一実施例によ
る、基板上の回路パターンに実装されたLEDチップお
よびスペーサパターンを模式的に示す平面図である。本
発明のモールド方法は、図1,図2に示すように、基板
1上の信号回路パターン2に実装されたLEDチップ3
を金型D内でモールド成形する際に、基板1上の回路パ
ターン2の厚みによって金型Dが基板表面1aまで密着
できず生じる間隙Tを充填あるいは小さくするため、少
なくとも基板1上における樹脂モールドの境界線4cに
相当する部位周辺に、上記回路パターン2に加えてスペ
ーサパターンaを予め形成しておき、金型キャビティー
4aの外周縁4cが該スペーサパターン上に沿うように
金型Dを基板の所定位置にセットして閉じ、モールド樹
脂6をキャビティー4a内に注入することを特徴とする
ものである。また、本発明の基板構造Aは、同図に示す
ように、少なくとも樹脂モールドの境界線に相当する部
位周辺に、上記間隙Tを充填あるいは小さくするための
スペーサパターンaが上記回路パターン2に加えて形成
されてなるものである。
【0007】上記スペーサパターンaの態様は、基板1
と金型Dとの合わせ面に生じる間隙Tを充填または小さ
くしうる領域に形成されるものであればよく、限定され
るものではないが、図2(b)に示すように、少なくと
も基板1上における樹脂モールドの境界線4cに相当す
る部位周辺に形成され、異なる信号用の回路パターン間
を短絡させないものが好ましい。例えば、該信号用の回
路パターン2が2極の場合、該スペーサパターンaは、
少なくとも一方の回路パターンと絶縁されるものであれ
ばよい。しかし、図1に示すように、基板1が多層であ
って表面絶縁層1eの下層に金属ベース層1dがあるよ
うな場合は、高温,高圧の樹脂による表面絶縁層の剥離
や、貫通孔5における該金属ベース層1dの露出によっ
て、スペーサパターンaと該金属ベース層1dとが短絡
する可能性がある。このような場合、スペーサパターン
aは、図2(a)に示すように、全ての回路パターン2
と絶縁された構造とすることが、回路パターン2に対す
る絶縁性の面からは最も好ましい。また、図2(b)に
示すスペーサパターンaは、図2(c)に示すパターン
まで連続的に拡張可能であり、目的に応じて自由に選択
できる。さらに、実装される電子部品の電極と、境界4
cの外側にある信号回路とが、スルーホール等によって
基板1の下層で接続されるものであれば、図2(d)に
示すように、必要に応じて該スペーサパターンaを完全
な環状とすることもできる。
【0008】上記説明のスペーサパターンaは、回路パ
ターン2が2極で対向する場合に対する一例を示すもの
であるが、該回路パターン2は直角や平行等どのような
位置関係にあってもよい。また、電子部品の電極数によ
って、回路パターン2が3極以上の放射状,平行状等あ
らゆる態様であっても、あるいは、特殊なセンサ等を実
装するための単極の回路パターン2の端部や中間部であ
っても、各々の回路パターン2に対して好適なスペーサ
パターンaを、上記と同様に形成すればよい。
【0009】スペーサパターンaの幅は特に限定される
ものではないが、材料樹脂6の圧力による剪断的な剥離
等の問題から、境界4cに対して内側へ0.3mm以
上、外側へ0.5mm以上が好ましい。スペーサパター
ンaと信号回路との絶縁のために設ける間隙は、0.2
5mm〜1mm程度が最も好ましく、間隙がこれらの範
囲以下であれば絶縁不良の問題が発生し、これらの範囲
以上であれば間隙から材料樹脂が多量に流出し、従来と
同様の問題が発生する。
【0010】上記スペーサパターンaの形成は、基板に
信号用の回路パターンを形成する際に、上記所定の基板
上の領域に同時に形成することが最も好ましい。例え
ば、信号用の回路パターンの形成がエッチングの場合、
従来では導体層を除去していた所定の領域に、該パター
ンを残すようにすればよい。このような方法によって、
従来の工程を増やすことなく、信号回路パターンと同じ
厚みのパターンを容易に得ることができる。また、上記
形成方法以外に、目的に応じては間隙の充填に好ましい
材質を用いて、スペーサパターンaの形成工程を専用に
設けてもよい。
【0011】本発明のモールド方法および該モールド方
法に好適な基板構造は、上記LEDチップに適用される
が、モールド構造の種類としては、LEDチップの実装
側だけのモールドや、図1に示すように、基板に設けた
貫通孔を通して基板の表裏一体にモールドする場合など
全てのモールドに適用可能である。また、キャビティー
に対するゲートの位置は、実装側や基板裏面側など好ま
しい位置を選択すればよい。
【0012】
【作用】上記のように、基板上のキャビティー外周縁部
にパターンを形成することによって、基板と金型との間
隙が充填される。
【0013】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。なお、本発明がこれに限定されるものでないこと
は言うまでもない。本実施例では、LEDチップを基板
上に実装し、これに対して本発明のモールド方法および
該モールド方法に好適な基板構造を用いてLEDのレン
ズ部となる樹脂被覆層を形成し、その品質を観察し、本
発明の有用性を確認した。回路パターン2およびスペー
サパターンaは、図2(a)に示すものとし、モールド
用の材料樹脂としてポリカーボネイト、押出機の出口圧
力を1500 kgf/cm2 として上記材料樹脂を注入し、
図1に示すようにLEDチップ2と基板1の裏面部分と
を貫通項5を通して一体にモールド成形し、基板上にレ
ンズ被覆層を有するLED照明具を得た。上記で形成し
た樹脂被覆層の、基板付近の状態を評価したところ、本
発明によるスペーサパターンaによって樹脂がよくシー
ルされてバリの発生がなく、また基板表面の絶縁層は、
成形時における高温,高圧の樹脂による剥離がなく、良
好な品質であることを確認した。
【0014】
【発明の効果】基板に実装されたLEDチップを金型内
で一体にモールド成形し、レンズ被覆層を形成する加工
において、本発明のモールド方法およびそのモールドに
好適な基板構造を用いることによって、外周縁にバリの
無い良好な外観であるレンズ被覆層を、現状の生産工程
を増やすことなく、容易に得ることができる。また、基
板表面の絶縁層が保護され、成形時の絶縁層剥離による
回路の絶縁不良が解消する。本発明のモールド方法およ
びそのモールドに好適な基板構造は、基板上に実装され
たLEDチップのモールドに対して効果的であり、外観
および回路の絶縁性に優れたLED照明具を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のモールド方法を用いて、基板上に実装
されたLEDチップを金型内でモールド成形するときの
一例を模式的に示す断面図である。
【図2】本発明のモールド用基板構造の一実施例によ
る、基板上の回路パターンに実装されたLEDチップお
よびスペーサパターンを模式的に示す平面図である。
【図3】従来のモールド方法において、基板とLEDチ
ップとを金型内で一体にモールドする時の一例を模式的
に示す断面図である。
【図4】従来のモールドにおいて、基板上の回路パター
ンに実装されたLEDチップを示す模式図である。
【符号の説明】
A 本発明の基板構造 a スペーサパターン D 金型 T 基板と金型との合わせ面に生じる間隙 1 基板 2 回路パターン 3 LEDチップ 4a 金型キャビティー 4c 基板上における樹脂モールドの境界線 6 モールド樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H05K 3/28 H05K 3/28 G (56)参考文献 特開 昭56−90530(JP,A) 特開 平1−192147(JP,A) 特開 平2−36551(JP,A) 特開 昭49−125843(JP,A) 特開 昭61−1067(JP,A) 実開 平3−39853(JP,U) 実開 平5−8962(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 33/00 H01L 21/56 H01L 23/28 H05K 3/28

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面絶縁層の下層に金属ベース層を有す
    る多層の基板上の回路パターンに実装されたLEDチッ
    プに金型を用いて樹脂モールドを施し、レンズ被覆層を
    形成するにあたり基板上において、少なくとも、形成されるべきレンズ被
    覆層 の境界線に相当する部位およびその周辺に、前記回
    路パターンに加えて、前記回路パターンのうちの異なる
    回路パターンを短絡させないように、かつレンズ被覆層
    の金型キャビティーの外周縁を一部または全周受けるよ
    うに、前記回路パターンと同じ厚みの回路パターンをス
    ペーサパターンとして予め形成しておき、 金型キャビティーの外周縁を前記スペーサパターン上に
    沿わせて金型を所定位置にセットし、モールド樹脂を
    金型キャビティー内に注入することを特徴とする基板
    に実装されたLEDチップにレンズ被覆層をモールド
    方法。
  2. 【請求項2】 表面絶縁層の下層に金属ベース層を有す
    る多層の基板上の回路パターンに実装されたLEDチッ
    プに金型を用いて樹脂モールドを施し、レンズ被覆層を
    形成するための基板構造であって、基板上において、少なくとも、形成されるべきレンズ被
    覆層 の境界線に相当する部位およびその周辺に、前記回
    路パターンに加えて、前記回路パターンのうちの異なる
    回路パターンを短絡させないように、かつレンズ被覆層
    の金型キャビティーの外周縁を一部または全周受けるよ
    うに、前記回路パターンと同じ厚みの回路パターンが、
    スペーサパターンとして形成されていることを特徴とす
    る、LEDチップを実装しレンズ被覆層をモールドする
    ためのモールド用基板構造。
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