JP5624703B1 - LIGHTING DEVICE, ELECTRICAL AND ELECTRONIC DEVICE, RADIATOR AND METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRIC ELECTRONIC DEVICE - Google Patents
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Abstract
【課題】放熱性に優れた照明装置、電気電子機器、放熱体及び電気電子機器の製造方法を提供する。【解決手段】照明装置１０は、ヒートシンク１２と、分子接着により絶縁膜を介してヒートシンク１２に接着され、回路パターンを形成する導体１４と、回路パターンに表面実装された半導体発光素子１６と、を備える。【選択図】図１Provided are a lighting device, an electric / electronic device, a heat radiating body, and a method for manufacturing the electric / electronic device having excellent heat dissipation. A lighting device includes a heat sink, a conductor bonded to the heat sink through an insulating film by molecular adhesion to form a circuit pattern, and a semiconductor light emitting element mounted on the surface of the circuit pattern. Prepare. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、照明装置、電気電子機器、放熱体及び電気電子機器の製造方法に関する。 The present invention relates to a lighting device, an electric / electronic device, a radiator, and a method for manufacturing the electric / electronic device.
特許文献１には、半導体発光素子から発生する熱を放熱するとともに、絶縁性及び光取り出し効率を向上させることのできる照明装置が記載されている。この照明装置は、放熱体と、放熱体の一面側に配設された白色絶縁体と、白色絶縁体に間隔を存して配設された複数の半導体発光素子と、白色絶縁体に配設されて半導体発光素子に電気的に接続された導電体と、複数の半導体発光素子を白色絶縁体上に接着する透光性接着層と、を具備している。
特許文献２には、分子接着により、樹脂基板、ゴム層及び導電層が強固に接着してなる積層体、及び絶縁特性に優れ、高周波電流でも電気信号が伝播される平滑表面の金属配線を有する配線基板が記載されている。
Patent Document 1 describes a lighting device that can dissipate heat generated from a semiconductor light emitting element and improve insulation and light extraction efficiency. The lighting device includes a radiator, a white insulator disposed on one side of the radiator, a plurality of semiconductor light emitting elements disposed at intervals in the white insulator, and a white insulator. And a conductor electrically connected to the semiconductor light emitting element, and a translucent adhesive layer for adhering the plurality of semiconductor light emitting elements onto the white insulator.
Patent Document 2 includes a laminate in which a resin substrate, a rubber layer, and a conductive layer are firmly bonded to each other by molecular adhesion, and a metal wiring having a smooth surface that has excellent insulation characteristics and allows electrical signals to propagate even at high frequency currents. A wiring board is described.
ここで、一般に、半導体発光素子等の半導体素子は平面に実装される。
本発明は、半導体素子を平面だけでなく曲面にも実装できる照明装置、電気電子機器、放熱体及び電気電子機器の製造方法を提供することを目的とする。
Here, in general, a semiconductor element such as a semiconductor light emitting element is mounted on a plane.
An object of this invention is to provide the manufacturing method of the illuminating device which can mount a semiconductor element not only on a plane but on a curved surface, an electric and electronic device, a heat radiator, and an electric and electronic device.
前記目的に沿う第１の発明に係る照明装置は、曲面が形成された金属体と、
前記金属体の曲面に分子接着により接着された絶縁膜と、
前記絶縁膜に分子接着により接着された回路パターンを形成する導体と、
前記回路パターンに実装された半導体発光素子と、を備える。
The lighting device according to the first invention that meets the above-described object includes a metal body having a curved surface,
A reset deposited by an insulating film by the molecular adhesion to a curved surface of the metal body,
A conductor forming a circuit pattern adhered to the insulating film by molecular adhesion ;
A semiconductor light emitting device mounted on the circuit pattern.
第１の発明に係る照明装置において、前記絶縁膜を形成するための絶縁材料は、ポリイミドであることが好ましい。 In the lighting device according to the first aspect of the invention, the insulating material for forming the insulating film is preferably polyimide.
第１の発明に係る照明装置において、前記絶縁膜を形成するための絶縁材料は、フッ素樹脂、シリコン、又はエポキシ樹脂であることが好ましい。 In the lighting device according to the first invention, the insulating material for forming the insulating film is preferably a fluororesin, silicon, or an epoxy resin.
前記目的に沿う第２の発明に係る電気電子機器の製造方法は、金属体に、第１の分子接着のための第１の前処理を施す工程と、
前記第１の分子接着により前記金属体に接着される絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の表面に、第２の分子接着のための第２の前処理を施す工程と、
前記絶縁膜の上に無電解めっきを施し、前記第２の分子接着により前記絶縁膜に接着される導体を形成する工程と、
前記導体の上に、電解めっきを施し、前記回路パターンを形成する工程と、
前記回路パターンに半導体素子を実装する工程と、を含む。
Method of manufacturing an electro-electronic device according to the second invention along the object, the metal body, and a step of performing a first pre-processing for the first molecular adhesion,
Forming an insulating film adhered to the metal body by the first molecular adhesion;
On the surface of the insulating film, a step of the second pre-processing for the second molecular adhesive applied,
A step of the electroless plating on the insulating film, forming a conductor that is adhered to the insulating layer by the second molecular adhesion,
On the conductor is subjected to electrolytic plating, the step of forming the circuit pattern,
Mounting a semiconductor element on the circuit pattern.
前記目的に沿う第３の発明に係る照明装置は、金属製のヒートシンクと、
前記ヒートシンクの表面に分子接着により接着された絶縁膜と、
前記絶縁膜に分子接着により接着された回路パターンを形成する導体と、
前記回路パターンに実装された半導体発光素子と、を備える。
A lighting device according to a third aspect of the present invention that meets the above-described object includes a metal heat sink,
A reset deposited by an insulating film by the molecules attached to the surface of the heat sink,
A conductor forming a circuit pattern adhered to the insulating film by molecular adhesion ;
A semiconductor light emitting device mounted on the circuit pattern.
第３の発明に係る照明装置において、前記絶縁膜を形成するための絶縁材料は、ポリイミドであることが好ましい。 In the lighting device according to the third aspect of the invention, the insulating material for forming the insulating film is preferably polyimide.
前記目的に沿う第４の発明に係る電気電子機器は、金属体と、
前記金属体に分子接着により接着された絶縁膜と、
前記絶縁膜に分子接着により接着された回路パターンを形成する導体と、
前記導体に接続された半導体素子と、を備える。
An electrical and electronic device according to a fourth invention that meets the above-mentioned object is a metal body ,
A reset deposited by an insulating film by the molecules bonded to the metal body,
A conductor forming a circuit pattern adhered to the insulating film by molecular adhesion ;
And a semiconductor element connected to the conductor.
前記目的に沿う第５の発明に係る放熱体は、熱を外部に放出する金属製の放熱部と、
前記放熱部の表面に分子接着により接着された絶縁膜と、
前記絶縁膜に分子接着により接着された回路パターンを形成する金属箔と、を備える。
A radiator according to a fifth invention that meets the above-described object is a metal radiator that releases heat to the outside,
A reset deposited by an insulating film by the molecules attached to the surface of the heat radiating portion,
And a metal foil that forms a circuit pattern adhered to the insulating film by molecular adhesion .
本発明によれば、半導体素子を平面だけでなく曲面にも実装できる照明装置、電気電子機器、放熱体及び電気電子機器の製造方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the illuminating device which can mount a semiconductor element not only on a plane but on a curved surface, an electrical / electronic device, a heat radiator, and an electrical / electronic device can be provided.
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。なお、図において、説明に関連しない部分は図示を省略する場合がある。
〔第１の実施の形態〕
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る照明装置（電気電子機器の一例）１０は、ヒートシンク１２、回路パターンを形成する銅箔（導体の一例）１４、及び複数の半導体発光素子（半導体素子の一例）１６を備えている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention. It should be noted that in the drawing, illustration of parts not related to the description may be omitted.
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, an illumination device (an example of an electric / electronic device) 10 according to a first embodiment of the present invention includes a heat sink 12, a copper foil (an example of a conductor) 14 that forms a circuit pattern, and a plurality of A semiconductor light emitting element (an example of a semiconductor element) 16 is provided.
ヒートシンク１２は、熱を外部に放出する放熱部品である。ヒートシンク１２の材質は、例えばアルミニウムである。
なお、ヒートシンク１２は、熱を外部に放出する放熱部品であれば任意でよい。放熱部品の他の例として、放熱効果を有する金属板やヒートパイプが挙げられる。
The heat sink 12 is a heat dissipation component that releases heat to the outside. The material of the heat sink 12 is, for example, aluminum.
The heat sink 12 may be arbitrary as long as it is a heat dissipating component that releases heat to the outside. Other examples of the heat radiating component include a metal plate and a heat pipe having a heat radiating effect.
銅箔１４は、半導体発光素子１６を駆動するための回路パターンを形成している。銅箔１４は、分子接着により、絶縁膜としてのポリイミド膜１８を介してヒートシンク１２に接着されている。
なお、絶縁膜１８を形成するための絶縁材料は、ポリイミドに限定されるものではない。絶縁材料は、例えば、フッ素樹脂、シリコン、又はエポキシ樹脂であってもよい。絶縁材料は、照明装置１０が動作できる程度の絶縁性能を有する絶縁材料であれば任意の材料でよく、規格や仕様に応じて選択される。
The copper foil 14 forms a circuit pattern for driving the semiconductor light emitting element 16. The copper foil 14 is bonded to the heat sink 12 via a polyimide film 18 as an insulating film by molecular bonding.
The insulating material for forming the insulating film 18 is not limited to polyimide. The insulating material may be, for example, a fluororesin, silicon, or an epoxy resin. The insulating material may be any material as long as it has an insulating performance that allows the lighting device 10 to operate, and is selected according to the standard or specification.
複数の半導体発光素子１６は、それぞれ、表面実装部品であり、前述の回路パターン上のパッドにはんだ付けされる。各半導体発光素子１６は、直列に接続され、端子Ｔ１及び端子Ｔ２の間に電流が流れることにより、発光する。
なお、ヒートシンク１２の表面は平面でなく曲面となっていてもよく、この曲面に複数の半導体発光素子１６が実装されていてもよい。
Each of the plurality of semiconductor light emitting elements 16 is a surface mount component, and is soldered to the pads on the circuit pattern. Each semiconductor light emitting element 16 is connected in series, and emits light when a current flows between the terminal T1 and the terminal T2.
The surface of the heat sink 12 may be a curved surface instead of a flat surface, and a plurality of semiconductor light emitting elements 16 may be mounted on the curved surface.
次に、照明装置１０の製造工程（製造方法）について説明する。照明装置１０は、図２Ａ〜図２Ｄに示す工程Ｓ１〜Ｓ１１に従って製造される。 Next, the manufacturing process (manufacturing method) of the illumination device 10 will be described. The illuminating device 10 is manufactured according to process S1-S11 shown to FIG. 2A-FIG. 2D.
（工程Ｓ１）
図２Ａに示すアルミニウム製のヒートシンク１２の表面を洗浄する。
（工程Ｓ２）
ヒートシンク１２の表面に、分子接着のための第１の前処理を施す。
（工程Ｓ３）
ヒートシンク１２の表面に、ポリイミドインク１７を例えば３０〜１１０μｍの厚みで塗布し、乾燥させる。
(Process S1)
The surface of the aluminum heat sink 12 shown in FIG. 2A is cleaned.
(Process S2)
The surface of the heat sink 12 is subjected to a first pretreatment for molecular adhesion.
(Process S3)
The polyimide ink 17 is applied to the surface of the heat sink 12 with a thickness of 30 to 110 μm, for example, and dried.
（工程Ｓ４）
ポリイミドインク１７が硬化した後、図２Ｂに示すように、例えば１０〜５０μｍの厚みのポリイミド膜１８が形成される。このポリイミド膜１８とヒートシンク１２とは、分子接着により接着されている。この分子接着においては、ヒートシンク１２の表面のＯＨ基と分子接着をつかさどる分子接着剤が反応し、互いに分子レベルで結合している。一方、この分子接着剤とポリイミド膜１８のイミド基とが反応することによって、ポリイミドは分子接着剤と分子レベルで結合している。すなわち、ヒートシンク１２とポリイミド膜１８とは、分子接着剤を介して、分子レベルで強固に結合している。
（工程Ｓ５）
ポリイミド膜１８の表面に、分子接着のための第２の前処理を施す。具体的には、ポリイミド膜１８の表面に、分子接着剤を塗布して反応させる。分子接着剤はポリイミド膜１８に強固に結合する。
（工程Ｓ６）
ポリイミド膜１８が形成されたヒートシンク１２の無電解めっきを施す面（回路パターンが形成される面）以外の部分をテープ等の保護材（めっきマスク）２２で覆い、マスキングする。
(Process S4)
After the polyimide ink 17 is cured, a polyimide film 18 having a thickness of 10 to 50 μm, for example, is formed as shown in FIG. 2B. The polyimide film 18 and the heat sink 12 are bonded by molecular adhesion. In this molecular adhesion, the OH group on the surface of the heat sink 12 reacts with the molecular adhesive that controls the molecular adhesion, and bonds to each other at the molecular level. On the other hand, when this molecular adhesive reacts with the imide group of the polyimide film 18, the polyimide is bonded to the molecular adhesive at the molecular level. That is, the heat sink 12 and the polyimide film 18 are firmly bonded at the molecular level via the molecular adhesive.
(Process S5)
A second pretreatment for molecular adhesion is performed on the surface of the polyimide film 18. Specifically, a molecular adhesive is applied to the surface of the polyimide film 18 and reacted. The molecular adhesive is firmly bonded to the polyimide film 18.
(Step S6)
The heat sink 12 on which the polyimide film 18 is formed is covered with a protective material (plating mask) 22 such as a tape and masked except for the surface to be electrolessly plated (surface on which the circuit pattern is formed).
（工程Ｓ７）
図２Ｃに示すように、無電解銅めっきを施す。ポリイミド膜１８の表面及び保護材２２の表面が銅めっきされる。その際、前述の工程Ｓ５にてポリイミド膜１８に結合した分子接着剤が触媒として作用し、銅とポリイミドとを分子結合させる。
銅めっき２４の厚みは、例えば、０．１〜０．２μｍである。
（工程Ｓ８）
保護材２２を取り除くと、回路パターンの形成面のみに銅皮膜１４ａが形成される。この銅皮膜１４ａとポリイミド膜１８とは、分子接着により接着されている。すなわち、銅皮膜１４ａとポリイミド膜１８とは、分子接着剤を介して、分子レベルで強固に結合している。
（工程Ｓ９）
回路パターンが形成される面以外の部分をテープ等の保護材（めっきマスク）２６で覆い、マスキングする。
(Step S7)
As shown in FIG. 2C, electroless copper plating is performed. The surface of the polyimide film 18 and the surface of the protective material 22 are plated with copper. At that time, the molecular adhesive bonded to the polyimide film 18 in the above-described step S5 acts as a catalyst to bond copper and polyimide molecularly.
The thickness of the copper plating 24 is, for example, 0.1 to 0.2 μm.
(Step S8)
When the protective material 22 is removed, the copper film 14a is formed only on the circuit pattern forming surface. The copper film 14a and the polyimide film 18 are bonded by molecular adhesion. That is, the copper film 14a and the polyimide film 18 are firmly bonded at the molecular level via the molecular adhesive.
(Process S9)
A portion other than the surface on which the circuit pattern is formed is covered with a protective material (plating mask) 26 such as a tape and masked.
（工程Ｓ１０）
例えばセミアディティブ法により回路パターンを形成する。具体的には、以下のように回路パターンを形成する。
回路パターンを形成する面の上に、液状レジストを塗布する。塗布されて硬化したレジストの上にフォトマスクを載せる。フォトマスクの上から紫外線を照射した後、所定の処理を行うと、回路パターン以外の部分にレジストが残る。
次に、電解銅めっきを施して、銅皮膜１４ａの上に回路パターンを形成する。電解銅めっきにより形成される銅層の厚みは、例えば３５μｍである。ただし、銅層を、３５μｍ以上の厚みとなるように形成し、より大きい電流を流すことも可能である。
最後に、銅皮膜１４ａの回路配線として不要な部分を除去する。その結果、銅皮膜１４ａと銅層１４ｂとから構成された銅箔１４によって、ポリイミド膜１８の上に回路パターンが形成される（図２Ｄ参照）。
なお、セミアディティブ法に代えて、サブトラクティブ法により回路パターンを形成することも可能である。
回路パターンを形成した後、保護材２６を取り除く。
(Step S10)
For example, a circuit pattern is formed by a semi-additive method. Specifically, a circuit pattern is formed as follows.
A liquid resist is applied on the surface on which the circuit pattern is to be formed. A photomask is placed on the coated and cured resist. When predetermined processing is performed after irradiating ultraviolet rays from above the photomask, the resist remains in portions other than the circuit pattern.
Next, electrolytic copper plating is performed to form a circuit pattern on the copper film 14a. The thickness of the copper layer formed by electrolytic copper plating is, for example, 35 μm. However, it is also possible to form a copper layer so as to have a thickness of 35 μm or more and to pass a larger current.
Finally, unnecessary portions of the copper film 14a as circuit wiring are removed. As a result, a circuit pattern is formed on the polyimide film 18 by the copper foil 14 composed of the copper film 14a and the copper layer 14b (see FIG. 2D).
Note that it is also possible to form a circuit pattern by a subtractive method instead of the semi-additive method.
After the circuit pattern is formed, the protective material 26 is removed.
（工程Ｓ１１）
工程Ｓ１０にて形成された回路パターンのパッドに、半導体発光素子１６をはんだ付けする。その後、半導体発光素子１６が表面実装されたヒートシンク１２を、図示しない筐体に収めることによって、照明装置１０が製造される。
(Process S11)
The semiconductor light emitting element 16 is soldered to the pad of the circuit pattern formed in step S10. Thereafter, the lighting device 10 is manufactured by housing the heat sink 12 on which the semiconductor light emitting element 16 is mounted in a housing (not shown).
このように工程Ｓ１〜Ｓ１１を経て製造された照明装置１０においては、実装された半導体発光素子１６からの発熱は、熱伝導により、主として回路パターンを形成する銅箔１４及びポリイミド膜１８を介してヒートシンク１２に移動する。すなわち、回路パターンが従来のプリント配線基板に形成されているのではなく、ポリイミド膜１８のみを介してヒートシンク１２に形成されているので、照明装置１０は、放熱性に優れている。
また、回路パターンが従来のプリント配線基板ではなく、ヒートシンク１２に形成されているので、プリント配線基板が不要となり、照明装置１０の組み立て工数が低減される。
更に、ヒートシンク１２の表面が曲面であっても回路パターンを形成できるので、この曲面に複数の半導体発光素子１６が実装される。
In the lighting device 10 manufactured through the steps S1 to S11 as described above, the heat generated from the mounted semiconductor light emitting element 16 is mainly transmitted through the copper foil 14 and the polyimide film 18 that form a circuit pattern by heat conduction. Move to heat sink 12. That is, since the circuit pattern is not formed on the conventional printed wiring board but is formed on the heat sink 12 only through the polyimide film 18, the lighting device 10 is excellent in heat dissipation.
Further, since the circuit pattern is formed on the heat sink 12 instead of the conventional printed wiring board, the printed wiring board is not necessary, and the number of assembling steps of the lighting device 10 is reduced.
Furthermore, since the circuit pattern can be formed even if the surface of the heat sink 12 is a curved surface, a plurality of semiconductor light emitting elements 16 are mounted on the curved surface.
〔第２の実施の形態〕
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る照明装置１１０について説明する。第１の実施の形態に係る照明装置１０と同一の構成要素については、同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
図３に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る照明装置（電気電子機器の一例）１０は、曲面が形成された基板１１２、回路パターンを形成する銅箔（導体の一例）１１４、及び複数の半導体発光素子（半導体素子の一例）１１６を備えている。
[Second Embodiment]
Then, the illuminating device 110 which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. About the same component as the illuminating device 10 which concerns on 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 3, a lighting device (an example of an electric / electronic device) 10 according to a second embodiment of the present invention includes a substrate 112 on which a curved surface is formed, and a copper foil (an example of a conductor) that forms a circuit pattern. 114 and a plurality of semiconductor light emitting elements (an example of a semiconductor element) 116.
基板１１２は、中央部（一部）が一方向に膨らんだ曲面部１１３を有しており、例えばプレス加工によって形成される。基板１１２の材質は、例えばアルミニウムであり、熱を外部に放出する放熱部品として機能する。
なお、基板１１２は、第１の実施の形態に係るヒートシンク１２であってもよい。また、基板１１２の材質はアルミニウムに限定されるものではなく、任意の材質でよい。例えば、基板１１２は、携帯電話機やスマートフォンの樹脂製の筐体であってもよい。
The substrate 112 has a curved surface portion 113 having a central portion (part) swelled in one direction, and is formed by, for example, press working. The material of the substrate 112 is aluminum, for example, and functions as a heat dissipation component that releases heat to the outside.
The substrate 112 may be the heat sink 12 according to the first embodiment. Further, the material of the substrate 112 is not limited to aluminum, and any material may be used. For example, the substrate 112 may be a resin casing of a mobile phone or a smartphone.
銅箔１１４は、半導体発光素子１１６を駆動するための回路パターンを形成している。銅箔１１４は、図４Ｅに示すように、分子接着により、絶縁膜としてのポリイミド膜１１８を介して基板１１２の曲面部１１３の表面に接着されている。
なお、絶縁膜１１８を形成するための絶縁材料は、ポリイミドに限定されるものではない。絶縁材料は、例えば、フッ素樹脂、シリコン、又はエポキシ樹脂であってもよい。絶縁材料は、照明装置１１０が動作できる程度の絶縁性能を有する絶縁材料であれば任意の材料でよく、規格や仕様に応じて選択される。
The copper foil 114 forms a circuit pattern for driving the semiconductor light emitting element 116. As shown in FIG. 4E, the copper foil 114 is bonded to the surface of the curved surface portion 113 of the substrate 112 through a polyimide film 118 as an insulating film by molecular bonding.
Note that an insulating material for forming the insulating film 118 is not limited to polyimide. The insulating material may be, for example, a fluororesin, silicon, or an epoxy resin. The insulating material may be any material as long as it has an insulating performance that allows the lighting device 110 to operate, and is selected according to the standard or specification.
複数の半導体発光素子１１６は、図３に示すように、それぞれ、表面実装部品であり、前述の回路パターン上のパッドにはんだ付けされる。各半導体発光素子１１６は、直列に接続され、端子Ｔ３及び端子Ｔ４（不図示）の間に電流が流れることにより、発光する。 As shown in FIG. 3, each of the plurality of semiconductor light emitting elements 116 is a surface-mounted component, and is soldered to the pad on the circuit pattern. Each semiconductor light emitting element 116 is connected in series, and emits light when a current flows between the terminal T3 and the terminal T4 (not shown).
照明装置１１０においては、半導体発光素子１１６が曲面部１１３に沿って配置されているので、曲面部１１３の形状により配光特性が設定される。付言すると、図３に示すように半導体発光素子１１６を曲面部１１３の外側の表面に配置することで光を拡散でき、半導体発光素子１１６を曲面部１１３の内側に配置することで集光できる。 In the illuminating device 110, the semiconductor light emitting element 116 is disposed along the curved surface portion 113, so that the light distribution characteristic is set by the shape of the curved surface portion 113. In other words, as shown in FIG. 3, the light can be diffused by arranging the semiconductor light emitting element 116 on the outer surface of the curved surface portion 113, and the light can be condensed by arranging the semiconductor light emitting device 116 inside the curved surface portion 113.
次に、照明装置１１０の製造工程（製造方法）について説明する。照明装置１１０は、第１の実施の形態に係る照明装置１０と実質的に同様の工程に従って製造されるので、重複する内容についてはその説明を省略する場合がある。 Next, the manufacturing process (manufacturing method) of the illumination device 110 will be described. Since the illumination device 110 is manufactured according to substantially the same process as the illumination device 10 according to the first embodiment, the description of overlapping contents may be omitted.
（工程Ｓｂ１）
図４Ａに示す基板１１２の表面を洗浄する。
（工程Ｓｂ２）
基板１１２の表面に、分子接着のための第１の前処理を施す。
（工程Ｓｂ３）
基板１１２の曲面部１１３の外側（膨らんだ側の表面）に、ポリイミドインクを例えば３０〜１１０μｍの厚みで塗布し、乾燥させる。
(Process Sb1)
The surface of the substrate 112 shown in FIG. 4A is cleaned.
(Process Sb2)
A first pretreatment for molecular adhesion is performed on the surface of the substrate 112.
(Process Sb3)
A polyimide ink is applied to the outside of the curved surface portion 113 of the substrate 112 (the surface on the swollen side) with a thickness of, for example, 30 to 110 μm and dried.
（工程Ｓｂ４）
ポリイミドインクが硬化した後、図４Ｂに示すように、例えば１０〜５０μｍの厚みのポリイミド膜１１８が形成される。このポリイミド膜１１８と基板１１２とは、分子接着により接着されている。
（工程Ｓｂ５）
ポリイミド膜１１８の表面に、分子接着のための第２の前処理を施す。
（工程Ｓｂ６）
次工程にて無電解めっきを施す面（回路パターンが形成される面）以外の部分を図示しないテープ等の保護材（めっきマスク）で覆う。
(Process Sb4)
After the polyimide ink is cured, as shown in FIG. 4B, a polyimide film 118 having a thickness of, for example, 10 to 50 μm is formed. The polyimide film 118 and the substrate 112 are bonded by molecular adhesion.
(Process Sb5)
A second pretreatment for molecular adhesion is performed on the surface of the polyimide film 118.
(Process Sb6)
A portion other than the surface to be electrolessly plated (surface on which the circuit pattern is formed) in the next step is covered with a protective material (plating mask) such as a tape (not shown).
（工程Ｓｂ７）
無電解銅めっきを施す。ポリイミド膜１１８の表面及び保護材の表面が銅めっきされる。銅めっきの厚みは、例えば、０．１〜０．２μｍである。
（工程Ｓｂ８）
保護材を取り除くと、図４Ｃに示すように、回路パターンの形成面のみに銅皮膜１１４ａが形成される。この銅皮膜１１４ａとポリイミド膜１１８とは、分子接着により接着されている。
（工程Ｓｂ９）
次工程にて電解銅めっきを施す面（回路パターンが形成される面）以外の部分を図示しないテープ等の保護材（めっきマスク）で覆い、マスキングする。
(Process Sb7)
Apply electroless copper plating. The surface of the polyimide film 118 and the surface of the protective material are plated with copper. The thickness of the copper plating is, for example, 0.1 to 0.2 μm.
(Process Sb8)
When the protective material is removed, as shown in FIG. 4C, the copper film 114a is formed only on the formation surface of the circuit pattern. The copper film 114a and the polyimide film 118 are bonded by molecular adhesion.
(Process Sb9)
In the next step, a portion other than the surface to be subjected to electrolytic copper plating (surface on which the circuit pattern is formed) is covered with a protective material (plating mask) such as a tape (not shown) and masked.
（工程Ｓｂ１０）
例えばセミアディティブ法により回路パターンを形成する。具体的には、以下のように回路パターンを形成する。
回路パターンを形成する面（銅皮膜１１４ａの表面）の上に、液状レジストを塗布する。塗布後、硬化したレジストの上に図５に示すフォトマスクＰＭを載せる。
(Process Sb10)
For example, a circuit pattern is formed by a semi-additive method. Specifically, a circuit pattern is formed as follows.
A liquid resist is applied on the surface on which the circuit pattern is formed (the surface of the copper film 114a). After application, a photomask PM shown in FIG. 5 is placed on the cured resist.
ここで、フォトマスクＰＭは、基板１１２の曲面部１１３に対応して中央部が膨らんでおり、例えば真空成形により形成される。フォトマスクＰＭは、紫外線を透過する透明な薄い樹脂である。フォトマスクＰＭの膨らんだ部分には、回路パターン以外の部分が印刷され、紫外線が透過しないようになっている。この回路パターン以外の部分は、例えばパッド印刷（タンポ印刷）により印刷される。
なお、立体形状のフォトマスクは、膨らんだ部分に回路パターン以外の部分を印刷して形成されるものに限定されるものではない。立体形状のフォトマスクは、例えば、シート状の樹脂に予め回路パターン以外の部分を印刷した後、その部分が膨らむように形成されてもよい。更には、立体形状のフォトマスクは、３Ｄプリンタを用いて形成されてもよい。
Here, the center portion of the photomask PM swells corresponding to the curved surface portion 113 of the substrate 112, and is formed by, for example, vacuum forming. The photomask PM is a transparent thin resin that transmits ultraviolet rays. On the swelled portion of the photomask PM, a portion other than the circuit pattern is printed so that ultraviolet rays are not transmitted. Portions other than this circuit pattern are printed by, for example, pad printing (tampo printing).
Note that the three-dimensional photomask is not limited to the one formed by printing a portion other than the circuit pattern on the swollen portion. The three-dimensional photomask may be formed so that, for example, after a portion other than the circuit pattern is printed in advance on a sheet-like resin, the portion expands. Furthermore, the three-dimensional photomask may be formed using a 3D printer.
次に、フォトマスクＰＭの上から紫外線を照射して露光する。ここで、本実施の形態においては、フォトマスクＰＭは曲面部１２３を有する立体形状であるため、紫外線が極力均一に照射される必要がある。そこで、フォトマスクＰＭの上方に光源（紫外線源）を配置するとともに、フォトマスクＰＭの周囲にフォトマスクＰＭの立体形状に対応した曲面の反射板を配置し、光源からの紫外線が反射板に反射して、回路パターンの印刷部分の全体に照射されることが好ましい。
なお、紫外線をフォトマスクＰＭの全体に照射するために、反射板を設けずに、複数の光源をフォトマスクＰＭの周囲に配置してもよい。更に、フォトマスクを用いることなく、回路パターン以外の部分を描くように紫外線の光線を照射してもよい。
Next, exposure is performed by irradiating ultraviolet rays from above the photomask PM. Here, in the present embodiment, since the photomask PM has a three-dimensional shape having the curved surface portion 123, it is necessary to irradiate ultraviolet rays as uniformly as possible. Therefore, a light source (ultraviolet light source) is disposed above the photomask PM, and a curved reflector corresponding to the three-dimensional shape of the photomask PM is disposed around the photomask PM, and ultraviolet rays from the light source are reflected on the reflector. And it is preferable to irradiate the whole printed part of a circuit pattern.
In order to irradiate the entire photomask PM with ultraviolet rays, a plurality of light sources may be arranged around the photomask PM without providing a reflector. Further, ultraviolet rays may be irradiated so as to draw a portion other than the circuit pattern without using a photomask.
次に、現像処理を行うと、レジストの露光された部分が除去される（回路パターン以外の部分にレジストが残る）。 Next, when development processing is performed, the exposed portion of the resist is removed (the resist remains in a portion other than the circuit pattern).
次に、電解銅めっきを施して、銅皮膜１１４ａの上に回路パターンを形成する。電解銅めっきにより形成される銅層の厚みは、例えば３５μｍである。ただし、銅層を、３５μｍ以上の厚みとなるように形成し、より大きい電流を流すことも可能である。
最後に、銅皮膜１１４ａの回路配線として不要な部分を除去する。その結果、銅皮膜１１４ａと銅層１１４ｂとから構成された銅箔１１４によって、ポリイミド膜１８の上に回路パターンが形成される（図４Ｄ参照）。
なお、セミアディティブ法に代えて、サブトラクティブ法により回路パターンを形成することも可能である。
回路パターンを形成した後、保護材を取り除く。
Next, electrolytic copper plating is performed to form a circuit pattern on the copper film 114a. The thickness of the copper layer formed by electrolytic copper plating is, for example, 35 μm. However, it is also possible to form a copper layer so as to have a thickness of 35 μm or more and to pass a larger current.
Finally, unnecessary portions of the copper film 114a as circuit wiring are removed. As a result, a circuit pattern is formed on the polyimide film 18 by the copper foil 114 composed of the copper film 114a and the copper layer 114b (see FIG. 4D).
Note that it is also possible to form a circuit pattern by a subtractive method instead of the semi-additive method.
After forming the circuit pattern, the protective material is removed.
（工程Ｓｂ１１）
工程Ｓｂ１０にて形成された回路パターンのパッドに、半導体発光素子１１６をはんだ付けする（図４Ｅ参照）。その後、半導体発光素子１１６が表面実装された基板１１２を、図示しない筐体に収めることによって、照明装置１１０が製造される。
(Process Sb11)
The semiconductor light emitting device 116 is soldered to the pad of the circuit pattern formed in step Sb10 (see FIG. 4E). Thereafter, the lighting device 110 is manufactured by housing the substrate 112 on which the semiconductor light emitting element 116 is surface-mounted in a housing (not shown).
このように工程Ｓｂ１〜Ｓｂ１１を経て製造された照明装置１１０においては、図３に示すように、半導体発光素子１１６が曲面部１１３に実装される。従って、曲面部１１３の形状を変更することによって、任意の配光特性が設定される。
また、実装された半導体発光素子１１６からの発熱は、熱伝導により、主として回路パターンを形成する銅箔１１４及びポリイミド膜１１８（図４Ｅ参照）を介して基板１１２に移動する。従って、照明装置１１０は、放熱性に優れている。
In the lighting device 110 manufactured through the steps Sb1 to Sb11 as described above, the semiconductor light emitting element 116 is mounted on the curved surface portion 113 as shown in FIG. Therefore, an arbitrary light distribution characteristic is set by changing the shape of the curved surface portion 113.
Further, the heat generated from the mounted semiconductor light emitting element 116 moves to the substrate 112 mainly through the copper foil 114 and the polyimide film 118 (see FIG. 4E) that form a circuit pattern by heat conduction. Therefore, the illumination device 110 is excellent in heat dissipation.
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
前述の実施の形態において、導体は、銅箔に限定されず、任意の金属箔であってもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and all changes in conditions and the like that do not depart from the gist are within the scope of the present invention.
In the above-described embodiment, the conductor is not limited to the copper foil, and may be any metal foil.
絶縁膜は、任意の方法で塗布される。例えば、例えば、ハケ、スキージ、又はスプレーを用いて塗布されてもよいし、インクジェット方式により、塗布（印刷）されてもよい。更に、シート状のポリイミドが分子接着により接着されてもよい。
レジストは、任意の方法で塗布される。例えば、ハケ、スキージ、又はスプレーを用いて塗布されてもよいし、インクジェット方式により、塗布（印刷）されてもよい。更に、液状レジストに代えて、ドライフィルムレジストを用いてもよい。
The insulating film is applied by an arbitrary method. For example, it may be applied using, for example, a brush, squeegee, or spray, or may be applied (printed) by an inkjet method. Furthermore, a sheet-like polyimide may be adhered by molecular adhesion.
The resist is applied by an arbitrary method. For example, it may be applied using a brush, squeegee, or spray, or may be applied (printed) by an inkjet method. Further, a dry film resist may be used in place of the liquid resist.
電気電子機器は、照明装置に限定されるものではない。電気電子機器の他の例として、携帯電話機、スマートフォン、及び家電製品等が挙げられる。
前述の実施の形態に示した製造工程に基づいて製造された電気電子機器においては、回路パターンを形成する銅箔の絶縁膜に接する面が滑らかであるため、この面が荒れている場合と比較して、より高周波の信号が伝達される。
The electric / electronic device is not limited to the lighting device. Other examples of electrical and electronic equipment include mobile phones, smartphones, and home appliances.
In the electrical and electronic equipment manufactured based on the manufacturing process shown in the above-mentioned embodiment, since the surface in contact with the insulating film of the copper foil forming the circuit pattern is smooth, compared with the case where this surface is rough Thus, a higher frequency signal is transmitted.
前述の回路パターンが形成されたヒートシンクは、熱を外部に放出する放熱部と、分子接着により絶縁膜を介して放熱部に接着され、回路パターンを形成する金属箔と、を備えた放熱体と捉えることも可能である。このような放熱体は、照明装置に適用されるだけでなく、発熱する任意の半導体素子が実装された電気電子機器に適用できる。 A heat sink on which the circuit pattern is formed includes a heat dissipating part including a heat dissipating part that releases heat to the outside, and a metal foil that is bonded to the heat dissipating part via an insulating film by molecular adhesion to form a circuit pattern. It is also possible to capture. Such a heat radiator can be applied not only to a lighting device but also to an electric / electronic device in which an arbitrary semiconductor element that generates heat is mounted.
１０：照明装置、１２：ヒートシンク、１４：銅箔、１４ａ：銅皮膜、１４ｂ：銅層、１６：半導体発光素子、１７：ポリイミドインク、１８：ポリイミド膜、２２：保護材、２４：銅めっき、２６：保護材、１１０：照明装置、１１２：基板、１１３：曲面部、１１４：銅箔、１１４ａ：銅皮膜、１１４ｂ：銅層、１１６：半導体発光素子、１１８：ポリイミド膜、１２３：曲面部、ＰＭ：フォトマスク、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４：端子
10: Lighting device, 12: Heat sink, 14: Copper foil, 14a: Copper film, 14b: Copper layer, 16: Semiconductor light emitting element, 17: Polyimide ink, 18: Polyimide film, 22: Protective material, 24: Copper plating, 26: protective material, 110: lighting device, 112: substrate, 113: curved surface portion, 114: copper foil, 114a: copper film, 114b: copper layer, 116: semiconductor light emitting element, 118: polyimide film, 123: curved surface portion, PM: Photomask, T1, T2, T3, T4: Terminal
Claims (8)
前記金属体の曲面に分子接着により接着された絶縁膜と、
前記絶縁膜に分子接着により接着された回路パターンを形成する導体と、
前記回路パターンに実装された半導体発光素子と、を備えた照明装置。 A metal body with a curved surface;
A reset deposited by an insulating film by the molecular adhesion to a curved surface of the metal body,
A conductor forming a circuit pattern adhered to the insulating film by molecular adhesion ;
A lighting device comprising: a semiconductor light emitting element mounted on the circuit pattern.
前記絶縁膜を形成するための絶縁材料は、ポリイミドである照明装置。 The lighting device according to claim 1.
The insulating device for forming the insulating film is a lighting device made of polyimide.
前記絶縁膜を形成するための絶縁材料は、フッ素樹脂、シリコン、又はエポキシ樹脂である照明装置。 The lighting device according to claim 1.
An insulating device for forming the insulating film is a lighting device made of fluororesin, silicon, or epoxy resin.
前記第１の分子接着により前記金属体に接着される絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の表面に、第２の分子接着のための第２の前処理を施す工程と、
前記絶縁膜の上に無電解めっきを施し、前記第２の分子接着により前記絶縁膜に接着される導体を形成する工程と、
前記導体の上に、電解めっきを施し、前記回路パターンを形成する工程と、
前記回路パターンに半導体素子を実装する工程と、を含む電気電子機器の製造方法。 Applying a first pretreatment for first molecular adhesion to the metal body ;
Forming an insulating film adhered to the metal body by the first molecular adhesion;
On the surface of the insulating film, a step of the second pre-processing for the second molecular adhesive applied,
A step of the electroless plating on the insulating film, forming a conductor that is adhered to the insulating layer by the second molecular adhesion,
On the conductor is subjected to electrolytic plating, the step of forming the circuit pattern,
Mounting a semiconductor element on the circuit pattern.
前記ヒートシンクの表面に分子接着により接着された絶縁膜と、
前記絶縁膜に分子接着により接着された回路パターンを形成する導体と、
前記回路パターンに実装された半導体発光素子と、を備えた照明装置。 A metal heat sink,
A reset deposited by an insulating film by the molecules attached to the surface of the heat sink,
A conductor forming a circuit pattern adhered to the insulating film by molecular adhesion ;
A lighting device comprising: a semiconductor light emitting element mounted on the circuit pattern.
前記絶縁膜を形成するための絶縁材料は、ポリイミドである照明装置。 The lighting device according to claim 5.
The insulating device for forming the insulating film is a lighting device made of polyimide.
前記金属体に分子接着により接着された絶縁膜と、
前記絶縁膜に分子接着により接着された回路パターンを形成する導体と、
前記導体に接続された半導体素子と、を備えた電気電子機器。 A metal body ,
A reset deposited by an insulating film by the molecules bonded to the metal body,
A conductor forming a circuit pattern adhered to the insulating film by molecular adhesion ;
An electrical and electronic device comprising: a semiconductor element connected to the conductor.
前記放熱部の表面に分子接着により接着された絶縁膜と、
前記絶縁膜に分子接着により接着された回路パターンを形成する金属箔と、を備えた放熱体。 A metal heat dissipating part that releases heat to the outside;
A reset deposited by an insulating film by the molecules attached to the surface of the heat radiating portion,
And a metal foil that forms a circuit pattern bonded to the insulating film by molecular adhesion .
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