JP4914998B1 - Ledモジュール装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】LEDパッケージ基板は、LEDチップ装着部及びその一対の接続部を上面に形成するだけの十分な面積を有する平板状底部と、該底部端の両側からそれぞれ立ち上がる壁部を形成するように曲げ加工した金属プレートの上に、5μm〜40μmの範囲にある膜厚を有するポリイミド樹脂からなる絶縁層を挟んで金属箔を接合した積層構成である。平板状底部上面に、LEDチップを装着すると共に、透明樹脂を充填することによりLEDパッケージを構成する。このLEDパッケージを配線基板に実装して、一対の外部接続電極を配線基板の配線と接続すると共に、LEDパッケージの平板状底部裏面を放熱体に固着或いは接触させる。
【選択図】図1
Description
(1)絶縁性
薄いフィルムで絶縁信頼性を有する為には、絶縁破壊電圧が高いという必要がある。ポリイミドの標準的な絶縁破壊電圧は150kV/mm程度、高性能品では500kV/mm位あり、通常のエンジニアリングプラスチックでは、15〜30kV/mm程度である。このため、上述のように、高性能のポリイミドを使えば5μmの厚さまで薄くすることが可能である。
(2)耐熱性
半田耐熱性を有する必要があり(260℃)、LEDの発熱に耐える必要がある。ポリイミドの熱分解温度は、500℃ 以上で、抜群の性能を有している。
(3)熱可塑性
ポリイミドは熱可塑性と熱硬化性があるが、プレス成型で、変形に耐えるには、熱可塑性ポリイミドである必要がある。
(4)機械強度
応力に対して亀裂が入らない機械強度があること。
(5)屈曲性
ポリイミドはフレキシブル基板に使われるので、抜群の性能である。
(6)長期安定性
以上の特性が長期にわたって劣化せずに安定であること。
金属プレート上に熱可塑性ポリイミド系樹脂溶液を塗工する場合、例えば、熱可塑性ポリイミドワニスである「ユピタイトUPA−N221C」(商品名:宇部興産社製)をテトラヒドロフランで固形分15%になるように希釈した溶液を塗布し、加熱して溶媒の乾燥を行うことにより製膜できる。
Claims (17)
- 所定の板厚を有する板材からなる金属プレートを曲げ加工してLEDチップのためのLEDパッケージ基板を構成し、かつ、該基板を用いたLEDパッケージを配線基板に装着したLEDモジュール装置において、
前記LEDパッケージ基板は、LEDチップ装着部及びLEDチップの一対の電極を接続するための一対の接続部を上面に形成するだけの十分な面積を有する平板状底部と、該底部端の両側からそれぞれ立ち上がる壁部と、該壁部上部を外方向に折り曲げた接続電極部を一体に形成するように曲げ加工した金属プレートの上に、樹脂層からなる絶縁層を挟んで金属箔を接合した積層構成とし、
前記絶縁層を構成する樹脂層は、5μm〜40μmの範囲にある膜厚を有するポリイミド樹脂であり、
前記壁部上部を外方向に折り曲げた接続電極部の上端の金属箔を一対の外部接続電極として機能させるように、前記平板状底部上面の金属箔にスリット開口し、かつ、前記一対の外部接続電極の端部は、金属プレート端より内側に配置し、
前記LEDパッケージ基板の平板状底部上面に、LEDチップを装着すると共に、該LEDチップの一対の電極をそれぞれ、前記スリットにより分離された前記平板状底部上面に設けた前記一対の接続部に接続し、かつ透明樹脂を前記壁部に挟まれた凹所に充填することによりLEDパッケージを構成し、
前記LEDパッケージの平板状底部裏面を放熱体に固着或いは接触させると共に、該放熱体との間に間隔を開けて配置した配線基板の開口部に前記LEDパッケージを実装して、前記金属プレート端より内側に配置した前記一対の外部接続電極を配線基板の配線と接続したことから成るLEDモジュール装置。 - 前記ポリイミド樹脂は、熱可塑性ポリイミドを含むポリイミド樹脂の中に、球状のスペーサー粒子又は該スペーサー粒子の径より小さい熱伝導性フィラー、若しくはその両方を混在させた請求項1に記載のLEDモジュール装置。
- 前記LEDパッケージの前記配線基板への実装は、前記一対の外部接続電極を配線基板裏面の配線に半田接続することにより行われる請求項1に記載のLEDモジュール装置。
- 前記LEDパッケージの前記配線基板への実装は、前記一対の外部接続電極を配線基板おもて面の配線に接続することにより行われる請求項1に記載のLEDモジュール装置。
- 前記金属箔の上には、反射材として機能する金属表面処理が施されている請求項1に記載のLEDモジュール装置。
- 前記スリットは2つであり、前記金属箔は2つのスリットにより3分割されて、3分割した中央の金属箔の上に複数個のLEDチップを搭載して、LEDチップ相互の配線及びLEDチップと金属箔との配線が、ボンディングワイヤを用いて接続されている請求項1に記載のLEDモジュール装置。
- 前記放熱体は放熱板又は筐体であり、若しくは前記LEDパッケージ基板の平板状底部裏面を前記配線基板に固着してこの配線基板を放熱体として機能させた請求項1に記載のLEDモジュール装置。
- 前記底部端の両側からそれぞれ立ち上がる左右方向壁部に連結しかつそれに直交する前後方向壁部を設けて、封止樹脂を左右前後から閉じこめる機能を果たす請求項1に記載のLEDモジュール装置。
- 前記LEDパッケージは、複数個のLEDパッケージを連結するための連結部を作成して、電気的に直列に接続して構成した連結構成LEDパッケージである請求項1に記載のLEDモジュール装置。
- 前記放熱体に接する前記LEDパッケージの平板状底部の長辺をLEDチップ短辺の2倍〜20倍の長さとした請求項1に記載のLEDモジュール装置。
- 所定の板厚を有する板材からなる金属プレートを曲げ加工してLEDチップのためのLEDパッケージ基板を構成し、かつ、該基板を用いたLEDパッケージを配線基板に装着したLEDモジュール装置の製造方法において、
金属プレートの上に、樹脂層からなる絶縁層を挟んで金属箔を接合した積層体を形成し、前記絶縁層を構成する樹脂層は、5μm〜40μmの範囲にある膜厚を有するポリイミド樹脂であり、
前記金属箔の加工を行って、スリット開口し、
前記金属プレートを含む前記積層体の曲げ加工を行なって、LEDチップ装着部及びLEDチップの一対の電極を接続するための一対の接続部を上面に形成するだけの十分な面積を有する平板状底部と、この底部の両側に位置して底部端から折曲して立ち上がる方向に、LEDチップの発光方向と同じ側に伸びる壁部を備え、この壁部上部を外方向に折り曲げて一対の外部接続電極を形成して、LEDパッケージ基板を構成し、
前記LEDパッケージ基板の上にLEDチップを装着して、LEDチップ電極の一方を、前記スリットにより分割された前記平板状底部上面に設けた前記一対の接続部の一方に接続し、かつ、前記スリットにより分割された前記平板状底部上面に設けた前記一対の接続部の他方にはLEDチップ電極の他方を接続し、
透明樹脂を用いて樹脂封止して、LEDパッケージを構成し、
前記LEDパッケージの平板状底部裏面を放熱体に固着或いは接触させると共に、該放熱体との間に間隔を開けて配置した配線基板の開口部に前記LEDパッケージを実装して、前記一対の外部接続電極を配線基板の配線と接続することから成るLEDモジュール装置の製造方法。 - 前記ポリイミド樹脂は、熱可塑性ポリイミドを含むポリイミド樹脂の中に、球状のスペーサー粒子又は該スペーサー粒子の径より小さい熱伝導性フィラー、若しくはその両方を混在させた請求項11に記載のLEDモジュール装置の製造方法。
- 前記積層体は、前記ポリイミド樹脂の溶液を前記金属箔又は前記金属プレートに塗り、乾燥させた後、前記金属プレート又は前記金属箔に熱圧着させることにより形成する請求項11に記載のLEDモジュール装置の製造方法。
- 前記積層体は、前記金属箔又は前記金属プレートの上に、熱可塑性ポリイミド系樹脂に変換可能な少なくとも一種のポリイミド前駆体樹脂層を塗布した後、この前駆体樹脂層を熱処理することにより、熱可塑性ポリイミド系樹脂層を形成し、この熱可塑性ポリイミド系樹脂層の上に、前記金属プレート又は前記金属箔を加熱加圧下で接合して形成する請求項11に記載のLEDモジュール装置の製造方法。
- 前記積層体は、前記金属箔と前記金属プレートの間に、熱可塑性ポリイミド系フィルムを挟持させたものを、加熱加圧下で接合して形成する請求項11に記載のLEDモジュール装置の製造方法。
- 前記LEDパッケージ基板は、1枚の金属プレートの上に複数個同時作成し、前記LEDパッケージ基板上にLEDチップを装着して樹脂封止した後、個々のLEDパッケージ或いは任意の複数個連結したLEDパッケージに切り分ける個片化を行う請求項11に記載のLEDモジュール装置の製造方法。
- 前記積層体の曲げ加工を行なう前、或いは後に、前記金属箔の上に反射材として機能する金属表面処理を施す請求項11に記載のLEDモジュール装置の製造方法。
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