JPWO2004098255A1 - Electrical circuits and electronic components - Google Patents
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Abstract
放熱特性を向上させることができ、あるいは誘電損失をなくすことないし低減することができる電気回路、電子部品および電子回路を提供する。一次成形材料111と、二次成形材料31と、三次成形材料32とからなる複合基体の前記一次成形材料および前記二次成形材料の露出表面部分にメッキによる導電層を形成し、前記二次成形材料および前記三次成形材料を除去してなることを特徴とする。Provided are an electric circuit, an electronic component, and an electronic circuit capable of improving heat dissipation characteristics or eliminating or reducing dielectric loss. A conductive layer is formed by plating on the exposed surface portion of the primary molding material and the secondary molding material of the composite base composed of the primary molding material 111, the secondary molding material 31, and the tertiary molding material 32, and the secondary molding The material and the tertiary molding material are removed.
Description
本発明は、一次から三次成形により形成した複合基体の表面に導電層を形成する技術に関し、特に浮いた状態の電極等を形成することができる電気回路および電子部品に関する。 The present invention relates to a technique for forming a conductive layer on the surface of a composite substrate formed by primary to tertiary molding, and particularly to an electric circuit and an electronic component capable of forming a floating electrode or the like.
たとえば、従来の発光ダイオード(LED)パッケージ9では、たとえば図1に示すように合成樹脂基体91の一方の面に、概略すり鉢状の溝92が形成され、溝92の底部にLED素子(半導体チップのLED)93がマウントされている。LED素子93の下面電極は、ライン94を介してパッケージ下面の端子95に導かれ、回路ボード100のライン101に接続されており、LED素子93の上面電極は、ワイヤー96およびライン97を介してパッケージ下面の端子98に導かれ、回路ボード100のライン102に接続されている。また、溝92は充填樹脂99により埋められている。
LEDパッケージ9では、LED素子93の発光Lに伴い発生した熱Hは、合成樹脂基体91の下面を介して回路ボード100側に放熱され、あるいは合成樹脂基体91の側面や充填樹脂99の上面から周囲の大気に放出される。
ところが、合成樹脂基体91や充填樹脂99は合成樹脂であるため、LEDパッケージ9の放熱効率が悪く、この結果、発熱によりLED素子93の特性が経時的に変化し、または寿命が短くなるという問題がある。
特に、近年、LEDは照明用、車両ヘッドライト用として使用される要求があるが、この用途では、放熱が課題となっている。この放熱手段として、LEDパッケージの下部の形状を、放熱を促進できるように形成する技術(特開2002−299700)や、LEDパッケージが搭載される基板に放熱用パターンを形成することでLEDパッケージの放熱を促進する技術(特開2002−016292)等が知られているが、放熱が効率的に行われているとはいえない。
また、基板上面側から下面の銅メッキ層に達するまで(突き抜けないように)孔を穿設して、露出した基板面上にLED素子をセットする技術も知られている(特開2003−31850に)が、この技術では、銅メッキ層を露出させることが容易ではなく、大量生産には不向きである。
また、近年多くの電気回路,インダクタ,アンテナ等が合成樹脂ボード上にパターン形成されることがあるが、この場合、誘電損失の大きさが問題となる場合がある。誘電損失を低減するためには、電気回路において配線を浮かせる(すなわち基板材を除去する)ことで実現できる。
半導体シリコン基板上に形成される回路パターンの所定部分の下部を除去することはエッチングにより可能であるが、通常、回路ボードに形成された配線パターンの所定部分の下部を除去することは容易ではない。For example, in a conventional light emitting diode (LED) package 9, for example, as shown in FIG. 1, a substantially mortar-
In the LED package 9, the heat H generated with the light emission L of the
However, since the
In particular, in recent years, there is a demand for LEDs to be used for illumination and for vehicle headlights, but in this application, heat dissipation is a problem. As this heat dissipation means, a technology for forming the shape of the lower part of the LED package so as to promote heat dissipation (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-299700), or by forming a heat dissipation pattern on a substrate on which the LED package is mounted, Although a technique for promoting heat dissipation (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-016292) is known, it cannot be said that heat dissipation is performed efficiently.
There is also known a technique in which an LED element is set on an exposed substrate surface by forming a hole from the upper surface side of the substrate until reaching the copper plating layer on the lower surface (so as not to penetrate) (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-31850). However, with this technique, it is not easy to expose the copper plating layer and is not suitable for mass production.
In recent years, many electric circuits, inductors, antennas, and the like may be patterned on a synthetic resin board. In this case, the magnitude of dielectric loss may be a problem. In order to reduce the dielectric loss, the wiring can be floated (that is, the substrate material is removed) in the electric circuit.
Although it is possible to remove the lower part of the predetermined part of the circuit pattern formed on the semiconductor silicon substrate, it is usually not easy to remove the lower part of the predetermined part of the wiring pattern formed on the circuit board. .
本発明は、大量生産に適し、特に空中に浮いた状態の電極等が形成されてなる電気回路、電子部品を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide an electric circuit and an electronic component that are suitable for mass production and in particular are formed with electrodes or the like floating in the air.
図1は、従来のLEDを示す図である。
図2は、本発明の電気回路および電子部品の第1実施形態を示す図であり、(A)は側面断面図、(B)はLEDが搭載される基板の平面図、(C)は平面図である。
図3は、(A−1),(A−2),(A−3)、(B−1),(B−2),(B−3)は、図2に示したLEDの製造工程の一部を示す図である。
図4は、(C−1),(C−2),(C−3)、(D−1),(D−2),(D−3)は、図2に示したLEDの製造工程の一部を示す図である。
図5は、(E−1),(E−2),(E−3)は、図2に示したLEDの製造工程の一部を示す図である。
図6は、本発明の電気回路および電子部品の第2実施形態を示す図であり、(A)はLED用の電気回路、(B)はLED素子が搭載されたLED、(C)は(B)のLEDが回路ボードに取り付けられた様子を示す図である。
図7は、本発明の電気回路および電子部品の第3実施形態を示す図であり、(A)はLED用の電気回路、(B)はLED素子が搭載されたLEDを示す図である。
図8は、本発明の電気回路および電子部品の第4実施形態を示す図であり、(A)はLED用の電気回路、(B)はLED素子が搭載されたLEDを示す図である。
図9は、本発明の電気回路および電子部品の第5実施形態を示す図であり、(A)はLED用の電気回路、(B)はLED素子が搭載されたLEDを示す図である。
図10は、本発明の電気回路および電子部品の第6実施形態を示す図であり、(A)はLED用の電気回路、(B)はLED素子が搭載されたLEDを示す図である。
図11は、本発明の電気回路および電子部品の第7実施形態を示す図であり、(A)はLED用の電気回路、(B)はLED素子が搭載されたLEDを示す図である。
図12は、本発明の電気回路および電子部品の第8実施形態を示す図であり、(A)は電極面がスリットにより分離され、両電極にバンプが形成されている様子を示す図、(B)は電極面にLED素子が搭載された様子を示す図である。
図13は、本発明の電気回路および電子部品の第9実施形態を示す図であり、(A)は基体にスリットが形成された状態を示す図である。
図14、本発明の電気回路および電子部品の第10実施形態を示す図であり、一次成形体にスリットが形成された状態を示す図である。
図15は、本発明の他の実施形態を示す図であり、(A)はランプの表面側から見た斜視図、(B)はランプの裏面側から見た斜視図、(C)は(A)におけるA−A矢視断面図である。
図16は、アンテナ、あるいはインダクタとして使用されるコイル部品を示す図であり、(A)はコイル部品の正面図、(B)は同じく正面図、(C)は同じく平面図である。FIG. 1 is a diagram showing a conventional LED.
2A and 2B are diagrams showing a first embodiment of the electric circuit and the electronic component of the present invention, in which FIG. 2A is a side sectional view, FIG. 2B is a plan view of a substrate on which an LED is mounted, and FIG. FIG.
3 shows (A-1), (A-2), (A-3), (B-1), (B-2), and (B-3) the manufacturing process of the LED shown in FIG. It is a figure which shows a part of.
FIG. 4 shows (C-1), (C-2), (C-3), (D-1), (D-2), and (D-3) the manufacturing process of the LED shown in FIG. It is a figure which shows a part of.
FIG. 5 is a diagram showing a part of the manufacturing process of the LED shown in FIG. 2, (E-1), (E-2), and (E-3).
FIG. 6 is a diagram showing a second embodiment of the electric circuit and electronic component of the present invention, where (A) is an electric circuit for an LED, (B) is an LED on which an LED element is mounted, and (C) is ( It is a figure which shows a mode that LED of B) was attached to the circuit board.
FIG. 7 is a view showing a third embodiment of the electric circuit and electronic component of the present invention, wherein (A) is an electric circuit for LED, and (B) is a view showing an LED on which an LED element is mounted.
FIG. 8 is a view showing a fourth embodiment of the electric circuit and electronic component of the present invention, wherein (A) is an electric circuit for an LED, and (B) is a view showing an LED on which an LED element is mounted.
FIG. 9 is a diagram showing an electric circuit and an electronic component according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 9A is an electric circuit for an LED, and FIG. 9B is a diagram showing an LED on which an LED element is mounted.
FIG. 10 is a view showing a sixth embodiment of the electric circuit and electronic component of the present invention, wherein (A) is an electric circuit for an LED, and (B) is a view showing an LED on which an LED element is mounted.
FIGS. 11A and 11B are diagrams showing a seventh embodiment of the electric circuit and the electronic component of the present invention. FIG. 11A is an electric circuit for an LED, and FIG. 11B is a diagram showing an LED on which an LED element is mounted.
FIG. 12 is a view showing an eighth embodiment of the electric circuit and electronic component of the present invention, and FIG. 12 (A) is a view showing a state in which electrode surfaces are separated by slits and bumps are formed on both electrodes. B) is a diagram illustrating a state in which an LED element is mounted on an electrode surface.
FIG. 13 is a view showing a ninth embodiment of the electric circuit and the electronic component of the present invention, and FIG. 13A is a view showing a state in which a slit is formed in the base.
FIG. 14 is a diagram showing a tenth embodiment of the electric circuit and electronic component of the present invention, and is a diagram showing a state where a slit is formed in the primary molded body.
15A and 15B are diagrams showing another embodiment of the present invention, in which FIG. 15A is a perspective view seen from the front side of the lamp, FIG. 15B is a perspective view seen from the back side of the lamp, and FIG. It is AA arrow sectional drawing in A).
FIG. 16 is a view showing a coil component used as an antenna or an inductor, in which (A) is a front view of the coil component, (B) is also a front view, and (C) is a plan view.
図2(A)〜(C)は本発明の電気回路および電子部品の第1実施形態を示す説明図であり、(A)は電子部品であるLED(パッケージ)が回路ボードに取り付けられた状態を示す側面断面図、(B)はLEDが搭載される基板の平面図、(C)は(A)のLEDの平面図である。
図2(A),(C)において、LED11の一次成形体111には、すり鉢状の孔1121が形成されている。孔1121の底部には、電極面1131が形成され、この電極面(導電薄膜)1131からは、信号ライン1132が、孔1121の内側面、一次成形体111の上面,側面を介して、一次成形体111の底面に達している。
また、一次成形体111の上面には孔1121が矩形状の溝1122に連続して形成されている。図2(A),(C)に示すように、一次成形体111の表面の矩形状の溝1122側の表面領域に導電層が形成されており、溝1122の底面の電極面114は、溝1122の内側面、一次成形体111の上面,側面を介して、一次成形体111の底面に達している。
孔1121の底部には、LED素子116がマウントされ、LED素子116の一方の電極は電極面1131に接合され、他方の電極はワイヤー117を介して矩形状の溝1122の底面の電極面114に接合されている。また、孔1121は、透明合成樹脂115により充填されている。
なお、電極面1131と信号ライン1132とからなる導体113、および電極面114が、本発明の電気回路を形成し、LED11が本発明の電子部品を構成している。
図2(A),(C)では、LED11は、ダイヤモンド電極等からなる回路ボード21に取り付けられており、一次成形体111の底面の信号ライン1132部分が、回路ボード21のライン211に銀ペーストにより接合され、一次成形体111の底面の電極面114部分が、回路ボード21のライン212に銀ペースト等により接合されている。孔1121の底部の電極面1131も、信号ライン1132に銀ペーストにより接合されている。
図2(A),(C)のLED11では、LED素子116の発光(光を符号Lで示す)に伴い発生した熱Hは、主として電極面1131を介して回路ボード21側に放熱される。
図3,図4,図5により、図2(A),(C)に示したLED11の製法を示す。この製法は、上述した第1具体例(A)に対応するものである。ただし、本実施形態では、(A)の(ステップ1)の一次成形体の形成後、(ステップ2)の二次成形体のエッチング前に一次成形体にエッチングを行う場合を示している。
図3,図4,図5において、(α−1),(α−2),(α−3)(αはA,B,C,D,E)は、それぞれ各工程における製品の側面断面図、平面図および背面図を示す((α−1)は、(α−2)におけるA−A矢視断面図である)。
ここでは、図示はしないが多数のLEDパッケージを製造する方法を説明する。
この製法では、一次成形体111の素材として、後述する二次成形体31を溶かすための溶剤には溶けにくく、かつ二次成形体31を溶かすための水溶液に溶けにくい材料(すなわち水に溶けにくく(以下、この性質を「非水溶性」と言う)または加水分解しにくい(以下、この性質を「非加水分解性性」と言う)の合成樹脂)が使用される。一次成形体111は、具体的には、例えばポリエステル系の液晶ポリマー(LCP)等、あるいは各種のセラミック等が使用され、またこれに、前記液晶ポリマーにはガラス繊維、石英繊維、炭酸カルシウム、チタン酸バリウム等を加えてもよい。二次成形体31の素材として、ABS等を使用することができ、三次成形体32の素材として水溶性の合成樹脂(たとえば、PVA)あるいは加水分解性の合成樹脂(たとえば、ポリ乳酸)を使用することができる。
(第1工程)
第1工程は、第1具体例(A)の(ステップ1)に対応する。第1工程では、図3(A−1),(A−2),(A−3)に示すように、まず、LCP(液晶ポリマー)、PPA,PA、熱硬化性樹脂等の合成樹脂やセラミックを成形して、下部と上部とが開口したすり鉢状の孔1121、および矩形状の溝1122を持つ一次成形体111を形成する。この一次成形体111は、二次成形体31や三次成形体32を溶かすための溶剤によっては、溶けない材料により形成される。換言すると、二次成形体31や三次成形体32を溶かすための溶剤として、一次成形体111を溶かさないものが選ばれる。
(第2工程)
この一次成形体111に、エッチングを施す。
(第3工程)
第3工程は、第1具体例(A)の(ステップ2)に対応する。第3工程では、図3(B−1),(B−2),(B−3)に示すように、二次成形を行う。ここでは、孔1121の下部の開口を塞ぐようにABS等の合成樹脂による二次成形体31を成形する。
(第4工程)
二次成形体31に、エッチングを施す。前述したように、前述した第2工程およびこの第4工程のエッチングが、第1具体例(A)の(ステップ3)のエッチングに対応する。
(第5工程)
第5工程は、第1具体例(A)の(ステップ4)に対応する。第5工程では、図4(C−1),(C−2),(C−3)に示すように、三次成形を行う。ここでは、一次成形体111の上部に、すり鉢状の孔1121側と矩形状の溝1122側とを分離する三次成形体32と、一次成形体111の下部に、二次成形体31を覆いかつ端子となる部分を残して三次成形体32と、一次成形体111の一方側面に、信号ライン1132が形成される領域を残して水溶性または加水分解性の三次成形体32とを形成する。
(第6工程)
第6工程は、第1具体例(A)の(ステップ5)、(ステップ6)に対応する。第6工程では、第5工程終了後の中間製品を、硫酸、塩酸、水酸化ナトリウム、アンモニウム等のアクセレータ液に浸漬する等して、PdやPt等のメッキ用触媒を、一次成形体111および二次成形体31の露出表面にメッキ用触媒を付与する(第1具体例(A)の(ステップ5))。これと同時に、三次成形体32を除去するとともに、一次成形体(基材111)を除去する((第1具体例(A)の(ステップ6)))。これにより、次工程で、一次成形体111および二次成形体31の露出表面に無電解メッキを行うことが可能となる。
(第7工程)
第7工程は、第1具体例(A)の(ステップ7)に対応する。第7工程では、触媒付与部分(複合基体の一次成形体111および二次成形体31の露出表面部分に相当する)に、Cu等の無電界メッキを行う。この無電界メッキにより、図4(D−1),(D−2),(D−3)に示すように、一次成形体(基材111)、二次成形体31の露出表面にCu等の導電層のパターンを形成する。
(第8工程)
第8工程は、第1具体例(A)の(ステップ8)に対応する。第8工程では、二次成形体31を、有機溶剤等により除去する。これにより、図5(E−1),(E−2),(E−3)に示すように、一次成形体111の、配線要素の上部および下部に一次成形体が存在しない電気回路(空中に浮いた電気回路)が形成される。
(第9工程)
さらに、上記の無電解メッキ層上にCu/Ni/Au等の電気メッキを行う。
次に、第3具体例(C)に対応する実施形態を説明する。第3具体例(C)では、上記実施形態の第1〜第7工程を行った後に以下の第8〜第12工程を行う。
(第8工程)
この第8工程は、第3具体例(C)の(ステップ8)に対応する。第8工程では、Cuの電解メッキを行う。第7工程では、まだ二次成形体31の除去は行われていない。したがって、一次成形体111および二次成形体31に形成された無電解メッキ層にさらにCuの電解メッキ層が形成される。これにおり、メッキ層は肉厚に形成される。
(第9工程)
この第9工程は、第3具体例(C)の(ステップ9)に対応する。第9工程では、二次成形体31を除去する。
(第10工程)
この第10工程は、第3具体例(C)の(ステップ10)に対応する。第10工程では、第8工程で肉厚に形成したメッキ層のエッチングを行う。
第9工程では、二次成形体31を除去したが、第8工程で肉厚に形成したメッキ層の二次成形体31が除去された面には、酸化膜が形成されており、このままでは電解メッキが良好に行われないことがある。本工程でのエッチングにより、上記酸化膜が除去される。
(第11工程)
第11工程では、過硫酸アンモン、硫酸、過硫酸ソーダ等による後処理を行う。
第12工程は、第3具体例(C)の(ステップ11)に対応する。第12工程では、上記の無電解メッキ層上にCu/Ni/Au等の電気メッキを行う。
図6(A),(B),(C)は、本発明の電気回路および電子部品の第2実施形態を示す図である。図6(A)は、LED用の一次成形体411の底部に、カップ状の電極面412が形成された電気回路を示しており、図6(B)は、(A)の電気回路の電極面412にLED素子413が搭載されたLED41を示している。また、図6(C)は、LED41が、ダイヤモンド電極等からなる回路ボード40に銀ペーストPにより取り付けられた様子を示している。図6C)に示したLED41では、銀ペーストPにより、LED素子413が発生する熱の回路ボード40への伝達が良好に行われる。
図7(A),(B)は、本発明の電気回路および電子部品の第3実施形態を示す図であり、(A)はLED用の電気回路の製造の途中の工程を示す図であり、(B)はLED素子が搭載されたLEDを示す図である。
図7(A)は、上記した(第5工程)終了後の状態を示しており、一次成形体421に形成された孔424の中央に二次成形体31が形成され、さらに二次成形体31の一方の面側(図7(A)では下面側)に三次成形体32が形成されている。また、一次成形体421の上面側には、電極を分離するための三次成形体32によるマスクが形成されている。
図7(B)は、透明樹脂で充填する前のLED42を示しており、一次成形体421の表面には導電体が形成され、一次成形体421の孔424の中央には空中に浮いた電極面422が形成されている。電極面422の上面には、LED素子423が搭載されている。
図8(A),(B)は、本発明の電気回路および電子部品の第4実施形態を示す図であり、(A)はLED用の電気回路の製造の途中の工程を示す図であり、(B)はLED素子が搭載されたLEDを示す図である。
図8(A)は、上記した(第5工程)終了後の状態を示しており、一次成形体431に形成された孔434の下部に、ヒートシンク用の溝が開口部側に形成された二次成形体31が形成され、さらに二次成形体31の一方の面側(図8(A)では下面側)に三次成形体32が形成されている。また、一次成形体431の上面側には、電極を分離するための三次成形体32によるマスクが形成されている。
図8(B)は、透明樹脂で充填する前のLED43を示しており、一次成形体431の表面には導電体が形成され、一次成形体431の孔434の下部には空中に浮いたヒートシンク付きの電極面432が形成されている。電極面が432上面には、LED素子433が搭載されている。
図9(A),(B)は、本発明の電気回路および電子部品の第5実施形態を示す図であり、(A)はLED用の電気回路の製造の途中の工程を示す図であり、(B)はLED素子が搭載されたLEDを示す図である。
図9(A)は、上記した(第5工程)終了後の状態を示しており、一次成形体441に形成された孔444の下部に、孔444側が傾斜面を持つ二次成形体31が形成され、さらに二次成形体31の一方の面側(図9(A)では下面側)に三次成形体32が形成されている。また、一次成形体441の上面側には、電極を分離するための三次成形体32によるマスクが形成されている。
図9(B)は、透明樹脂で充填する前のLED44を示しており、一次成形体441の表面には導電体が形成され、一次成形体441の孔444には傾斜して空中に浮いた電極面442が形成されている。電極面442の上面には、LED素子443が搭載されている。
図10(A),(B)は、本発明の電気回路および電子部品の第6実施形態を示す図であり、(A)はLED用の電気回路の製造の途中の工程を示す図であり、(B)はLED素子が搭載されたLEDを示す図である。
図10(A)は、上記した(第5工程)終了後の状態を示しており、一次成形体451に形成された孔454の側面には溝455が形成され、下面には孔454の外側から二次成形体31が形成され、さらに二次成形体31の一方の面側(図10(A)では下面側)に三次成形体32が形成されている。また、一次成形体451の上面側には、電極を分離するための三次成形体32によるマスクが形成されている。
図10(B)は、透明樹脂で充填する前のLED45を示しており、一次成形体451の表面には導電体が形成され、一次成形体451の孔454の下部には空中に浮いた電極面452が形成されている。電極面452の上面には、LED素子453が搭載されている。
図11(A),(B)は、本発明の電気回路および電子部品の第7実施形態を示す図であり、(A)はツインLED用の電気回路の製造の途中の工程を示す図であり、(B)はLED素子が2つ搭載されたツインLEDを示す図である。
図11(A)は、上記した(第5工程)終了後の状態を示しており、一次成形体461に形成された孔464はセパレータ465により2つに分離されており、下面には孔464の外側から二次成形体31が形成され、さらに二次成形体31の一方の面側(図11(A)では下面側)に三次成形体32が形成されている。また、一次成形体461の上面側には、電極を分離するための三次成形体32によるマスクが形成されている。
図11(B)は、透明樹脂で充填する前のLED46を示しており、一次成形体461の表面には導電体が形成され、一次成形体461の2つの孔464の下部には空中に浮いた電極面462がそれぞれ形成されている。各電極面462の上面には、それぞれLED素子463が搭載されている。
図12(A),(B)は、本発明の電気回路および電子部品の第8実施形態を示す図であり、(A)はフリップタイプのLED用の電気回路を示す図であり、(B)はフリップタイプのLEDを示す図である。
図12(A)は、一次成形体471の孔474の下部の形成された電極面472にはスリットSLTが形成され、スリットSLTにはバンプ475が形成されている。
図12(B)は、図12(A)の電極面472上にLED素子473が搭載されたLED47を示している。LED素子473はバンプ475により、電極面472に接合される。
図13(A)は、本発明の電気回路および電子部品の第9実施形態を示す図である。図13(A)では、LED51の一次成形体511の周囲には放熱フィンF1が形成されている。
なお、図13(B)に示すラジエータ膜F2をたとえば第1〜第8実施形態で説明したLEDの周囲に形成することができる。図13(B)には示さないが、このラジエータ膜F2は、LEDに形成された適宜の導電膜に熱的に接続させておくことがで、放熱を効率よく行うことができる。
図14(A),(B)は、本発明の電気回路および電子部品の第10実施形態を示す図である。図14(A),(B)では、LED61の一次成形体611の周囲には放熱溝G1が形成されている。なお、図14(A)では、一次成形体611の周囲には導電膜が形成されていないが、図14(B)では、一次成形体611の周囲に導電膜が形成されている。
本発明の電子回路は、信号機のランプ、室内照明用ランプ、車両のヘッドライト用ランプに応用できる。
図15(A)はランプ7の表面側から見た斜視図、図15(B)はランプ7の裏面側から見た斜視図、図15(C)は図15(A)におけるA−A矢視断面図である。なお、図15(A)〜(C)には、後述する孔710に充填される透明合成樹脂の図示はしていない。
一次成形体71には多数のすり鉢状の孔710が形成されている。孔710の底面には薄膜状の電極面711が形成されている。電極面711にはLED素子712が設けられており、LED素子712の下面の電極は電極面711に接続され、LED素子712の上面の電極はワイヤー713により、一次成形体71上面に形成されたラインパターン714に接続されている。一次成形体71上面のラインパターン714は端子715に接続されている。この端子には電源ラインが接続される。
電極面711の下面には、略全面にわたりグランド面717が形成されている。なお、上述したように孔710の底面の電極面711には月形の連通部分717が形成されている様子が示されている。
基板71は、導電性が高いペースト層73を介して、ラジエータ基板72に接着されている。図15(A)〜(C)では、LED素子712の発熱は、電極面711、ペースト層73、ラジエータ基板72を介して放熱されるので、ランプ7は極めて高い光度を実現できる。
図16(A),(B),(C)はアンテナ、あるいはインダクタとして使用されるコイル部品の正面図、側面図、平面図を示している。図16(A),(B),(C)において、コイル部品81は、扁平四角形状の筒からなる基体(一次成形体)811の上面に面状のインダクタパターン812が、空中に浮いた状態で形成されている。基体811の下面には膜上のグランド面813が形成されている。インダクタパターン812の両端からは、電気回路814,815が基体811の下面にまで達するように形成されている。電気回路814,815の基体811の下面部分は端子を形成している。コイル部品81、基体811となる扁平四角形状の筒を一次成形し、筒の内部に二次成形をした後に、電気回路814,815、グランド面813を残して三次成形する。この後、前述のような工程によりCuの無電界メッキを行った後に二次成形材、三次成形材を除去する。FIGS. 2A to 2C are explanatory views showing a first embodiment of the electric circuit and electronic component of the present invention, and FIG. 2A is a state in which an LED (package) which is an electronic component is attached to a circuit board. (B) is a top view of the board | substrate with which LED is mounted, (C) is a top view of LED of (A).
2A and 2C, a mortar-
Further, a
The
The
2A and 2C, the
In the
3, 4, and 5 show a manufacturing method of the
3, 4, and 5, (α-1), (α-2), and (α-3) (α is A, B, C, D, and E) are side cross-sectional views of the product in each process, respectively. A figure, a top view, and a rear view are shown ((α-1) is an AA arrow sectional view in (α-2)).
Here, although not shown, a method of manufacturing a large number of LED packages will be described.
In this manufacturing method, as a material of the primary molded
(First step)
The first step corresponds to (Step 1) of the first specific example (A). In the first step, as shown in FIGS. 3 (A-1), (A-2), (A-3), first, synthetic resins such as LCP (liquid crystal polymer), PPA, PA, thermosetting resin, Ceramic is formed to form a primary molded
(Second step)
Etching is performed on the primary molded
(Third step)
The third step corresponds to (Step 2) of the first specific example (A). In the third step, secondary molding is performed as shown in FIGS. 3 (B-1), (B-2), and (B-3). Here, the secondary molded
(4th process)
Etching is applied to the secondary compact 31. As described above, the etching in the second process and the fourth process described above corresponds to the etching in (Step 3) of the first specific example (A).
(5th process)
The fifth step corresponds to (Step 4) of the first specific example (A). In the fifth step, tertiary molding is performed as shown in FIGS. 4 (C-1), (C-2), and (C-3). Here, the upper part of the primary molded
(6th process)
The sixth step corresponds to (Step 5) and (Step 6) of the first specific example (A). In the sixth step, the intermediate product after completion of the fifth step is immersed in an accelerator solution such as sulfuric acid, hydrochloric acid, sodium hydroxide, ammonium, etc., so that the plating catalyst such as Pd and Pt is converted into the primary molded
(Seventh step)
The seventh step corresponds to (Step 7) of the first specific example (A). In the seventh step, electroless plating of Cu or the like is performed on the catalyst application portion (corresponding to the exposed surface portions of the primary molded
(8th step)
The eighth step corresponds to (Step 8) of the first specific example (A). In the eighth step, the secondary molded
(9th step)
Further, electroplating such as Cu / Ni / Au is performed on the electroless plating layer.
Next, an embodiment corresponding to the third specific example (C) will be described. In the third specific example (C), the following eighth to twelfth steps are performed after performing the first to seventh steps of the above embodiment.
(8th step)
This eighth step corresponds to (Step 8) of the third specific example (C). In the eighth step, Cu electrolytic plating is performed. In the seventh step, the secondary molded
(9th step)
This ninth step corresponds to (Step 9) of the third specific example (C). In the ninth step, the secondary molded
(10th step)
The tenth step corresponds to (Step 10) of the third specific example (C). In the tenth step, the plating layer formed thick in the eighth step is etched.
In the ninth step, the secondary molded
(11th step)
In the eleventh step, post-treatment with ammonium persulfate, sulfuric acid, sodium persulfate or the like is performed.
The twelfth step corresponds to (Step 11) of the third specific example (C). In the 12th step, electroplating such as Cu / Ni / Au is performed on the electroless plating layer.
FIGS. 6A, 6B, and 6C are diagrams showing a second embodiment of the electric circuit and the electronic component of the present invention. FIG. 6A shows an electric circuit in which a cup-shaped
FIGS. 7A and 7B are views showing a third embodiment of the electric circuit and the electronic component of the present invention, and FIG. 7A is a view showing a process in the middle of manufacturing the electric circuit for LED. (B) is a figure which shows LED with which the LED element was mounted.
FIG. 7A shows a state after the completion of the above (fifth step), in which the secondary molded
FIG. 7B shows the
FIGS. 8A and 8B are diagrams showing a fourth embodiment of the electric circuit and electronic component of the present invention, and FIG. 8A is a diagram showing a process in the middle of manufacturing an electric circuit for LED. (B) is a figure which shows LED with which the LED element was mounted.
FIG. 8A shows the state after the completion of the above (fifth step), in which a heat sink groove is formed on the opening side below the
FIG. 8B shows the
FIGS. 9A and 9B are diagrams showing a fifth embodiment of the electric circuit and electronic component of the present invention, and FIG. 9A is a diagram showing a process in the middle of manufacturing the electric circuit for LED. (B) is a figure which shows LED with which the LED element was mounted.
FIG. 9A shows a state after the completion of the above (fifth step), and the secondary molded
FIG. 9B shows the
FIGS. 10A and 10B are diagrams showing a sixth embodiment of the electric circuit and electronic component of the present invention, and FIG. 10A is a diagram showing a process in the middle of manufacturing the electric circuit for LED. (B) is a figure which shows LED with which the LED element was mounted.
FIG. 10A shows a state after the completion of the above (fifth step). A
FIG. 10B shows the
11A and 11B are views showing a seventh embodiment of the electric circuit and electronic component of the present invention, and FIG. 11A is a diagram showing a process in the middle of manufacturing an electric circuit for a twin LED. (B) is a diagram showing a twin LED on which two LED elements are mounted.
FIG. 11A shows a state after the completion of the above (fifth step). The
FIG. 11B shows the
FIGS. 12A and 12B are diagrams showing an eighth embodiment of the electric circuit and electronic component of the present invention, and FIG. 12A is a diagram showing an electric circuit for a flip type LED. ) Is a diagram showing a flip-type LED.
In FIG. 12A, slits SLT are formed on the
FIG. 12B shows an
FIG. 13A is a diagram showing a ninth embodiment of the electric circuit and the electronic component of the present invention. In FIG. 13A, heat radiation fins F1 are formed around the primary molded
A radiator film F2 shown in FIG. 13B can be formed around the LEDs described in the first to eighth embodiments, for example. Although not shown in FIG. 13B, the radiator film F2 can be efficiently radiated by being thermally connected to an appropriate conductive film formed on the LED.
FIGS. 14A and 14B are views showing a tenth embodiment of the electric circuit and the electronic component of the present invention. 14A and 14B, a heat radiation groove G <b> 1 is formed around the primary molded
The electronic circuit of the present invention can be applied to a lamp for a traffic light, a lamp for indoor lighting, and a lamp for a headlight of a vehicle.
15A is a perspective view seen from the front surface side of the
A large number of mortar-shaped
A
The
FIGS. 16A, 16B, and 16C are a front view, a side view, and a plan view of a coil component that is used as an antenna or an inductor. In FIGS. 16A, 16B, and 16C, the
本発明の電気回路は、一次成形材料と、二次成形材料と、三次成形材料とからなる複合基体の前記一次成形材料および前記二次成形材料の露出表面部分にメッキによる導電層が形成され、前記二次成形材料および前記三次成形材料が除去されてなることを特徴とする。
複合基体の表面には、一次成形材料、二次成形材料および三次成形材料の一部が露出している。前記一次成形材料および前記二次成形材料は、それぞれ合成樹脂またはセラミックにより構成できる。一次成形材料としては、二次成形材料を溶かすための液体に溶けにくくかつ三次成形材料を溶かすための液体にも溶けにくい材料(たとえば、LCP)が採用される。
二次成形材料および三次成形材として、水に溶け易い材料、加水分解し易い材料、または所定の溶剤に溶け易い材料が使用される。典型的には、二次成形材料として、所定の溶剤(水溶液以外の有機溶液等)に溶け易い材料(たとえば、ABS)が使用され、三次成形材料として、たとえば水に溶け易い材料(レイシア等の弱アルカリ水溶液に溶けやすい材料)が使用されるが、二次成形材料および三次成形材料として、同じ材料を使用することができる。
本発明の電気回路は、一次成形材料と二次成形材料により形成された複合体の所望部位(複合体の露出表面)にメッキが施されることで初期形成される。前記三次成形材料は、触媒付与あるいはエッチングに際してのマスク(実質上、メッキ形成のマスク)として機能する。
上記導電層は、通常は、信号線、信号端子、グランド線または電極面とされ、前記一次成形材料の露出表面に形成された導電層は空中に浮いてはいない(すなわち、一次成形材表面に形成される)が、前記二次成形材料の露出表面に形成された導電層は、空中に浮いて形成される。
本発明の電子部品は、上記の電気回路を備えた電子部品であって、前記導電層に受動素子が搭載されまたは前記導電層自体により受動素子が形成される。たとえば、この受動素子は、抵抗、キャパシタ、インダクタンス、アンテナである。
また、本発明の電子部品は、上記の電気回路を備えた電子部品であって、前記導電層に能動素子が搭載される。たとえば、この能動素子は、トランジスタ、ダイオード(半導体発光素子(LED,LD)等)である。
本発明の電子部品は、前記複合基体が、連通した孔を有する前記一次成形材料により形成された一次成形体と、前記一次成形体の前記孔の一方の開口を、当該孔の外側から塞ぐ前記二次成形材料により形成された二次成形体と、前記一次成形体の孔を塞いでいる前記二次成形体を、当該二次成形体が前記孔を塞いでいる側とは反対の側から被覆する前記三次成形材料により形成された三次成形体とからなり、前記二次成形体の、前記孔の内側の露出表面に形成される導電層(当該孔の内部側)に、前記能動素子が搭載されてなることを特徴とする。
また、本発明では、一次成形体に、放熱スリットを形成しまたは放熱フィン(一次成形材料からなる)を形成することができる。この放熱フィンには、放熱用メッキを施すことができ、この放熱用メッキは、前記空中に浮いた導電層と連続に形成することができる。
本発明の電子部品では、前記二次成形材料に形成された導電層は、空中に浮いて形成され、この導電層に能動素子をマウントすることでができる。この場合、空中に浮いて形成された導電層の能動素子がマウントした側とは反対側の面に、放熱基板(ダイヤモンド基板、金属板等)を当接させて取り付けることができる。また、広面積の放熱基板に電子部品を取り付けるに際して、放熱基板と、空中に浮いて形成された導電層の、前記能動素子がマウントされない側の面とを当接させることができる。これにより、能動素子の駆動に伴う熱の放熱を、前記放熱基板を介して外部に効率よく逃がすことができる。
以下に、本発明の電気回路の製造プロセスの具体例を説明する。
(A)第1具体例
(ステップ1)一次成形を行う(一次成形体の形成)。
(ステップ2)二次成形を行う(二次成形体の形成)。
(ステップ3)一次成形体および二次成形体の露出表面にエッチングを行う(露出表面を粗面化する)。
(ステップ4)三次成形を行う(三次成形体の形成)。これにより複合基体が製造される。
(ステップ5)複合基体の露出表面に触媒を付与する。
(ステップ6)三次成形材料を除去する。
(ステップ7)一次成形体および二次成形体の触媒付与部分(複合基体の前記一次成形材料および前記二次成形材料の露出表面部分)に無電解メッキを行う。
(ステップ8)二次成形材料を除去する。
なお、(ステップ3)の一次成形体のエッチングは(ステップ2)の二次成形体の形成前に行い、(ステップ3)では一次成形体、二次成形体の露出表面のエッチングを行うようにもできる。また、(ステップ5)の触媒の付与と、(ステップ6)の三次成形材料の除去とを、同時に行うことができる。さらに、(ステップ7)の無電解メッキの後((ステップ8)の二次成形材料の除去の前)に、電解メッキ工程を加えることができる。また、(ステップ8)の二次成形材料の除去の後に、電解メッキをさらに施す工程を加えることができる。
(B)第2具体例
(ステップ1)一次成形を行う(一次成形体の形成)。
(ステップ2)二次成形を行う(二次成形体の形成)。
(ステップ3)三次成形を行う(三次成形体の形成)。
(ステップ4)一次成形体および二次成形体の露出表面についてエッチングを行う。この場合には三次成形体の露出表面にエッチングがされてもよい。エッチング溶液として三次成形体にはエッチングがされないものを用いることもできる。
(ステップ5)複合基体の露出表面に触媒を付与する。
(ステップ6)三次成形材料を除去する。
(ステップ7)無電解メッキを行う。
(ステップ8)二次成形材料を除去する。
なお、(A)の場合と同様、(ステップ5)の触媒の付与と(ステップ6)の三次成形材料の除去とを同時に行うことができるし、(ステップ7)の無電解メッキの後((ステップ8)の二次成形材料の除去の前)に、電解メッキを施す工程を加えることができる。また、(ステップ8)の二次成形材料の除去の後に、電解メッキをさらに施す工程を加えることができる。
(C)第3具体例
(A)の(ステップ1)〜(ステップ7)、または(B)の(ステップ1)〜(ステップ7)の処理後、以下の処理を行う。
(ステップ8)電解メッキを行う。これによりメッキ部分が肉厚に形成される。
(ステップ9)二次成形材料を除去する。
(ステップ10)二次成形材料の除去により形成された空中に浮いた導電層の当該二次成形材料側の酸化膜を除去する。この酸化膜の除去は、たとえばエッチングにより行うことができる。無電解メッキ膜の表面に酸化膜が形成されていると、電解メッキが阻害されることがあるが、このステップで酸化膜を除去されるので次工程の電解メッキが良好に行われる。
(ステップ11)さらに、電解メッキを行う。
なお、(ステップ10)の二次成形材料を除去をエッチングにより行ったときは、適宜の薬剤による後処理を行うことができる。
以上述べたように、本発明により、放熱特性または電気特性が飛躍的に向上した電気回路および電子部品が提供される。また、本発明により、誘電損失を低減した電気回路および電子部品が提供される。In the electrical circuit of the present invention, a conductive layer is formed by plating on the exposed surface portion of the primary molding material and the secondary molding material of the composite base composed of a primary molding material, a secondary molding material, and a tertiary molding material, The secondary molding material and the tertiary molding material are removed.
A part of the primary molding material, the secondary molding material, and the tertiary molding material is exposed on the surface of the composite substrate. The primary molding material and the secondary molding material can be made of synthetic resin or ceramic, respectively. As the primary molding material, a material (for example, LCP) that is difficult to dissolve in the liquid for dissolving the secondary molding material and difficult to dissolve in the liquid for dissolving the tertiary molding material is employed.
As the secondary molding material and the tertiary molding material, a material that is easily soluble in water, a material that is easily hydrolyzed, or a material that is easily soluble in a predetermined solvent is used. Typically, a material (for example, ABS) that is easily soluble in a predetermined solvent (such as an organic solution other than an aqueous solution) is used as the secondary molding material, and a material that is easily soluble in water (for example, Lathia). A material that is easily soluble in a weak alkaline aqueous solution) is used, but the same material can be used as the secondary molding material and the tertiary molding material.
The electric circuit of the present invention is initially formed by plating a desired portion (exposed surface of the composite) of the composite formed by the primary molding material and the secondary molding material. The tertiary molding material functions as a mask (substantially a plating mask) upon applying a catalyst or etching.
The conductive layer is usually a signal line, a signal terminal, a ground line, or an electrode surface, and the conductive layer formed on the exposed surface of the primary molding material does not float in the air (that is, on the surface of the primary molding material). However, the conductive layer formed on the exposed surface of the secondary molding material is floated in the air.
The electronic component of the present invention is an electronic component including the above-described electric circuit, and a passive element is mounted on the conductive layer or a passive element is formed by the conductive layer itself. For example, the passive element is a resistor, a capacitor, an inductance, or an antenna.
The electronic component of the present invention is an electronic component including the above-described electric circuit, and an active element is mounted on the conductive layer. For example, the active element is a transistor or a diode (semiconductor light emitting element (LED, LD), etc.).
In the electronic component according to the present invention, the composite base is formed of a primary molded body formed of the primary molding material having a communicating hole, and one opening of the hole of the primary molded body is closed from the outside of the hole. A secondary molded body formed of a secondary molding material, and the secondary molded body closing the holes of the primary molded body, from the side opposite to the side where the secondary molded body blocks the holes. The active element is formed on a conductive layer (inside of the hole) formed on an exposed surface inside the hole of the secondary molded body. It is characterized by being mounted.
Further, in the present invention, a heat radiation slit or a heat radiation fin (made of a primary molding material) can be formed in the primary molded body. The heat dissipating fins can be subjected to heat dissipating plating, and the heat dissipating plating can be continuously formed with the conductive layer floating in the air.
In the electronic component of the present invention, the conductive layer formed on the secondary molding material is formed to float in the air, and an active element can be mounted on the conductive layer. In this case, a heat radiating substrate (a diamond substrate, a metal plate, etc.) can be attached to the surface of the conductive layer that is formed floating in the air on the side opposite to the side on which the active element is mounted. In addition, when attaching an electronic component to a large-area heat dissipation board, the heat dissipation board can be brought into contact with the surface of the conductive layer that is formed in the air and on which the active element is not mounted. Thereby, the heat radiation accompanying the drive of the active element can be efficiently released to the outside through the heat dissipation substrate.
Below, the specific example of the manufacturing process of the electric circuit of this invention is demonstrated.
(A) First specific example (step 1) Primary molding is performed (formation of a primary molded body).
(Step 2) Secondary molding is performed (formation of a secondary compact).
(Step 3) Etching is performed on the exposed surfaces of the primary molded body and the secondary molded body (the exposed surface is roughened).
(Step 4) Tertiary molding is performed (formation of a tertiary molded body). Thereby, a composite substrate is manufactured.
(Step 5) A catalyst is applied to the exposed surface of the composite substrate.
(Step 6) The tertiary molding material is removed.
(Step 7) Electroless plating is performed on the catalyst-applied portions of the primary molded body and the secondary molded body (exposed surface portions of the primary molding material and the secondary molding material of the composite substrate).
(Step 8) The secondary molding material is removed.
Note that the etching of the primary molded body in (Step 3) is performed before the formation of the secondary molded body in (Step 2), and the exposed surfaces of the primary molded body and the secondary molded body are etched in (Step 3). You can also. Further, the application of the catalyst in (Step 5) and the removal of the tertiary molding material in (Step 6) can be performed simultaneously. Furthermore, an electrolytic plating process can be added after the electroless plating in (Step 7) (before the removal of the secondary molding material in (Step 8)). Moreover, the process of further performing electroplating can be added after the removal of the secondary molding material of (Step 8).
(B) Second specific example (step 1) Primary molding is performed (formation of a primary molded body).
(Step 2) Secondary molding is performed (formation of a secondary compact).
(Step 3) Tertiary molding is performed (formation of a tertiary molded body).
(Step 4) Etching is performed on the exposed surfaces of the primary molded body and the secondary molded body. In this case, the exposed surface of the tertiary molded body may be etched. An etching solution that is not etched can be used as the tertiary molded body.
(Step 5) A catalyst is applied to the exposed surface of the composite substrate.
(Step 6) The tertiary molding material is removed.
(Step 7) Electroless plating is performed.
(Step 8) The secondary molding material is removed.
As in the case of (A), the application of the catalyst in (Step 5) and the removal of the tertiary molding material in (Step 6) can be performed simultaneously, and after the electroless plating in (Step 7) (( A step of applying electroplating can be added before the removal of the secondary molding material in step 8). Moreover, the process of further performing electroplating can be added after the removal of the secondary molding material of (Step 8).
(C) The following processing is performed after the processing of (Step 1) to (Step 7) of the third specific example (A) or (Step 1) to (Step 7) of (B).
(Step 8) Electroplating is performed. As a result, the plated portion is formed thick.
(Step 9) The secondary molding material is removed.
(Step 10) The oxide film on the secondary molding material side of the conductive layer floating in the air formed by removing the secondary molding material is removed. This oxide film can be removed by etching, for example. If an oxide film is formed on the surface of the electroless plating film, the electroplating may be hindered. However, since the oxide film is removed at this step, the subsequent electroplating is performed well.
(Step 11) Further, electrolytic plating is performed.
In addition, when the removal of the secondary molding material in (Step 10) is performed by etching, post-treatment with an appropriate agent can be performed.
As described above, according to the present invention, an electric circuit and an electronic component having dramatically improved heat dissipation characteristics or electrical characteristics are provided. The present invention also provides an electric circuit and an electronic component with reduced dielectric loss.
Claims (6)
連通した孔を有する前記一次成形材料により形成された一次成形体と、
前記一次成形体の前記孔の一方の開口を、当該孔の外側から塞ぐ前記二次成形材料により形成された二次成形体と、
少なくとも、前記一次成形体の孔を塞いでいる前記二次成形体を、当該二次成形体が前記孔を塞いでいる側とは反対の側から被覆する前記三次成形材料により形成された三次成形体と、
を備え、
前記二次成形体の、前記孔の内側の露出表面に形成される導電層に、前記能動素子が搭載されてなることを特徴とする請求項3に記載の電子部品。The composite substrate is
A primary molded body formed of the primary molding material having a communicating hole;
A secondary molded body formed of the secondary molding material that closes one opening of the hole of the primary molded body from the outside of the hole; and
A tertiary molding formed of the tertiary molding material that covers at least the secondary molded body closing the hole of the primary molded body from the side opposite to the side where the secondary molded body blocks the hole. Body,
With
The electronic component according to claim 3, wherein the active element is mounted on a conductive layer formed on an exposed surface inside the hole of the secondary molded body.
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