(57)【要約】【課題】ＬＥＤ等の光デバイスの反射面等に用いられる領域のさらなる平滑化が可能な光デバイス用基板の製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る光デバイス用基板の製造方法は、金属材料により形成された基材の少なくとも一部に、めっき皮膜を形成するステップと、平滑化された押圧面を有する第１型における前記押圧面を前記めっき皮膜が施されためっき領域に対向させるとともに、前記基材を挟んで前記第１型とは反対側に第２型を配置し、当該第１型及び第２型により、前記基材を挟んで押圧することで、前記めっき領域の少なくとも一部を平滑化するステップと、を備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料により形成された基材の少なくとも一部に、めっき皮膜を形成するステップと、
平滑化された押圧面を有する第１型における前記押圧面を前記めっき皮膜が施されためっき領域に対向させるとともに、前記基材を挟んで前記第１型とは反対側に第２型を配置し、当該第１型及び第２型により、前記基材を挟んで押圧することで、前記めっき領域の少なくとも一部を平滑化するステップと、
を備えている、光デバイス用基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１型の押圧面に、鏡面加工が施されている、請求項１に記載の光デバイス用基板の製造方法。
【請求項３】
前記第２型は、前記基材において前記平滑化を行う平滑化領域に対応する形状の押圧面を有する少なくとも１つの突部を備えており、
前記平滑化するステップでは、前記突部の押圧面を前記基材に押圧する、請求項１または２に記載の光デバイス用基板の製造方法。
【請求項４】
前記第１型の押圧面は、前記突部の押圧面よりも大きい、請求項３に記載の光デバイス用基板の製造方法。
【請求項５】
前記めっき皮膜を形成するステップに先立って、前記基材において平滑化を行う領域の近傍に、プレス加工を施すステップをさらに備えている、請求項１から４のいずれかに記載の光デバイス用基板の製造方法。
【請求項６】
前記第１型の押圧面の算術平均粗さＲａが０．０３μｍ以下である、請求項１から５のいずれかに記載の光デバイス用基板の製造方法。
【請求項７】
光デバイスが実装される光デバイス用基板であって、
金属材料により形成され、第１面及び第２面を有する板状の基材と、
前記基材の少なくとも一部に形成されためっき被膜と、
を備え、
前記基材の第１面は、前記光デバイスが装着され、且つ光の反射面を構成する第１領域と、前記第１領域以外の第２領域と、を備え、
少なくとも前記第１領域に、前記めっき被膜が形成され、
前記第２面には、前記第１領域と対応する箇所に凹部が形成されており、
前記第１領域の算術平均粗さＲａが、前記第２領域の算術平均粗さＲａより小さい、光デバイス用基板。
【請求項８】
前記第１領域の算術平均粗さＲａが、０．０３μｍ以下である、請求項７に記載の光デバイス用基板。
【請求項９】
前記凹部の深さが、５〜１００μｍである、請求項７または８のいずれかに記載の光デバイス用基板。
【請求項１０】
前記第１領域は、前記光デバイスに電圧を印加するための一対の印加部位を有し、
前記両印加部位の間に隙間が形成されている、請求項７から９のいずれかに記載の光デバイス用基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光デバイス用基板の製造方法及び光デバイス用基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ等の光デバイスが実装される基板は、高い反射率が求められる。例えば、このような基板を照明装置の光源として用いる場合には、可視光の波長域（４００〜７００ｎｍ）全体において、高い反射率が求められる。また、近年は、紫外線を用いる測定装置の光源としても上記のような基板が用いられるため、紫外線の波長域においても高い反射率が求められる。これに対して、例えば、特許文献１には、銀などのめっき被膜により基板表面の平滑化を行い、反射率を高めることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−１４８８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、めっき加工による平滑化には限界があり、ＬＥＤ等の光デバイスの反射率を向上するために、さらなる改良が要望されていた。本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ＬＥＤ等の光デバイスの反射面等に用いられる領域のさらなる平滑化が可能な光デバイス用基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る光デバイス用基板の製造方法は、金属材料により形成された基材の少なくとも一部に、めっき皮膜を形成するステップと、平滑化された押圧面を有する第１型における前記押圧面を前記めっき皮膜が施されためっき領域に対向させるとともに、前記基材を挟んで前記第１型とは反対側に第２型を配置し、当該第１型及び第２型により、前記基材を挟んで押圧することで、前記めっき領域の少なくとも一部を平滑化するステップと、
を備えている。
【０００６】
上記製造方法においては、前記第１型の押圧面に、鏡面加工を施すことができる。
【０００７】
上記製造方法において、前記第２型は、前記基材において前記平滑化を行う平滑化領域に対応する形状の押圧面を有する少なくとも１つの突部を備えており、前記平滑化するステップでは、前記突部の押圧面を前記基材に押圧することができる。
【０００８】
上記製造方法において、前記第１型の押圧面は、前記突部の押圧面よりも大きくすることができる。
【０００９】
上記製造方法においては、前記めっき皮膜を形成するステップに先立って、前記基材において平滑化を行う領域の近傍に、プレス加工を施すステップをさらに備えることができる。
【００１０】
上記製造方法においては、前記第１型の押圧面の算術平均粗さＲａを、０．０３μｍ以下とすることができる。
【００１１】
本発明に係る光デバイス用基板は、光デバイスが実装される光デバイス用基板であって、金属材料により形成され、第１面及び第２面を有する板状の基材と、前記基材の少なくとも一部に形成されためっき被膜と、を備え、前記基材の第１面は、前記光デバイスが装着され、且つ光の反射面を構成する第１領域と、前記第１領域以外の第２領域と、を備え、少なくとも前記第１領域に、前記めっき被膜が形成され、前記第２面には、前記第１領域と対応する箇所に凹部が形成されており、前記第１領域の算術平均粗さＲａが、前記第２領域の算術平均粗さＲａより小さい。
【００１２】
上記光デバイス用基板においては、前記第１領域の算術平均粗さＲａを、０．０３μｍ以下とすることができる。
【００１３】
上記各光デバイス用基板においては、前記凹部の深さが、５〜１００μｍとすることができる。
【００１４】
上記各光デバイス用基板において、前記第１領域には、前記光デバイスに電圧を印加するための一対の印加部位が設けられ、前記両印加部位の間には隙間が形成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＬＥＤ等の光デバイスの反射面等に用いられる領域のさらなる平滑化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る光デバイス基板の製造方法に用いられる基材の一部平面図である。
【図２】図１の基材の断面図である。
【図３】平滑化加工に用いられる第１型を示す斜視図である。
【図４】平滑化加工に用いられる第２型を示す斜視図である。
【図５】平滑化加工を示す断面図である。
【図６】平滑化が施されたリードフレームを示す断面図である。
【図７】樹脂がインサート成形されたリードフレームを示す断面図である。
【図８】ＬＥＤチップが実装されたリードフレームを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る光デバイス用基板の製造方法の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。以下では、本発明を、ＬＥＤチップなどの半導体光デバイスが実装される光デバイス用基板の特にＬＥＤ用リードフレーム製造方法に適用した場合について説明する。
【００１８】
この製造方法では、金属材料で形成された板状の基材に、打抜き加工、めっき加工、及び平滑化加工を施すことで、ＬＥＤ用リードフレームを作製する。そして、このＬＥＤ用リードフレームに対して、樹脂をインサート成形した後、ＬＥＤチップの実装等を行う。本実施形態では、ＬＥＤ用リードフレーム上に複数のＬＥＤチップを実装するため、ＬＥＤ用リードフレーム上に複数のＬＥＤ領域が形成されている。また、以下では、基材の２つの面のうち、ＬＥＤチップが実装される面を第１面、反対側の面を第２面と称することとする。以下、各工程について詳細に説明する。
【００１９】
＜１．打ち抜き加工＞
ここで用いられる基材としては、種々の導電性材料の板状材、帯状材等を挙げることができるが、例えば、銅、銅基合金、鉄、鉄基合金等を挙げることができる。基材の厚みは、特には限定されないが、例えば、０．０８〜１．００ｍｍとすることができる。
【００２０】
そして、この基材に対して、打ち抜き加工を行う。この打ち抜き加工では、例えば、図１に示すように、ＬＥＤチップを実装するために、各ＬＥＤ領域１０に貫通孔１５をそれぞれ形成する。このような貫通孔１５を形成することで、各ＬＥＤ領域１０に、ＬＥＤチップが実装される実装領域が形成される。図１の拡大図に示すように、実装領域は、ＬＥＤチップが実装される第１部位１９１と、この第１部位１９１と隙間１９０を開けて配置される第２部位１９２とを備えている。この隙間１９０は、第１部位１９１と第２部位１９２との短絡を防ぐためのものである。そして、この実装領域内に、後述するように、平滑化が施される（以下、平滑化が施される領域を平滑化領域１８という）。但し、図１は、あくまで一例であり、所望の配線等に基づいて、貫通孔の位置、形状を設定することができる。この点は、後述する平滑化領域１８の形状等についても同じである。なお、打抜き加工は、公知の手法を用いることができる。
【００２１】
＜２．めっき加工＞
次に、図２に示すように、上記基材１に対してめっき加工を行い、基材１の第１面及び第２面の全体にめっき被膜を形成する。めっき加工は、種々のものを適用することができるが、例えば、電気めっき法などを適用することができる。めっき皮膜は、例えば、白金、銀、銅、金、ロジウム、アルミニウム、ニッケル、パラジウムやこれらの合金とすることができる。また、一層のみならず、複数層のめっき皮膜を形成することもできる。例えば、図２に示すように、銅の基材１に対し、銅による下地めっき１１を施した後、その上に銀のめっき皮膜１２を形成することもできる。
【００２２】
めっき皮膜の厚さは、例えば、０．０１〜２０μｍとすることができ、０．１〜１０μｍとすることが好ましい。めっき被膜を形成するのは、基材１の両面の全体、一方の面の全体、両面の一部、片面の一部など、種々の領域に形成することができる。以下では、めっき皮膜が形成されている領域をめっき領域と称することとする。
【００２３】
＜３．平滑化加工＞
続いて、平滑化加工について説明する。平滑化加工においては、鋼材、アルミ材等の金属材料によって形成された第１型２及び第２型３で基材１を挟み、基材１を押圧することでの各実装領域の平滑化を行う。以下、各型について説明する。
【００２４】
図３に示すように、第１型２は、基材１の第１面のほぼ全体を押圧するものであり、平坦な押圧面２１を有する直方体状に形成されている。この押圧面２１は研磨等により鏡面加工が施されている。押圧面２１の算術平均粗さＲａは、例えば、０．０３μｍ以下とすることができ、０．０１μｍ以下であることが好ましく、０．００７μｍ以下であることがさらに好ましく、０．００４μｍ以下であることが特に好ましい。算術平均粗さＲａは、例えば、非接触式三次元測定機で測定することができる。但し、触針式表面粗さ計により測定することもできる。
【００２５】
図４に示すように、第２型３は、基材１の第２面を押圧するものであり、直方体状の基台３１と、そのうちの一の面に形成された直方体状の複数の突部３２と、を備えている。そして、各突部３２には、基材１の第２面を押圧するための平坦な押圧面３２１が形成されている。この押圧面３２１は、各ＬＥＤ領域１０の中の平滑化領域１８と対応している。
【００２６】
以上のように構成された第１型２及び第２型３により、平滑化加工を行う。すなわち、図５に示すように、第１型２及び第２型３で基材１を挟み、基材１を押圧する。これにより、基材１の各平滑化領域１８（図１参照）が、第１型２の押圧面２１と、第２型３の各突部３２の押圧面３２１との間で挟まれ、第１型２の押圧面２１の表面粗さが、平滑化領域に転写される。その結果、平滑化領域１８には、ＬＥＤの光の反射面として利用される粗さの小さい面が形成される。より詳細に説明すると、図６に示すように、基材１の第１面に粗さの小さい平滑化領域（第１領域）１８と、第２型３による平滑化が施されていない非平滑化領域（第２領域）１７とが形成される。平滑化領域１８には、上述したように、隙間１９０を介して配置される第１部位１９１と第２部位１９２とが含まれる。また、第２面はいずれも非平滑化領域であるが、上述した突部３２によって押圧された領域は凹部１１０を形成している。この凹部１１０の深さＳは、例えば、５〜１００μｍとすることができ、１０〜３５μｍ程度であることが好ましい。なお、この平滑化加工においては、基材１を押圧するため、押圧された箇所及びその周囲は、平面方向にやや広がる。そのため、平滑化領域１８の周囲では、基材１が広がることを考慮して、上述した貫通孔１５の形状が決定されている。例えば、実装領域の隙間１９０は、上述したように、短絡を防止するためのものであるが、平滑化がなされても、隙間１９０が縮まって、第１部位１９１と第２部位１９２とが接触しないようにされている。
【００２７】
＜４．インサート成形＞
これに続いて、インサート成形により、ＬＥＤ用リードフレームに対し、樹脂を成形する。例えば、図７に示すように、ＬＥＤ用リードフレームの第１面及び第２面に樹脂５を成形する。特に、第１面では、実装領域の周囲を囲むように樹脂５を成形する。すなわち、平滑化領域１８が露出するようにする。このとき、第２面に成形された樹脂は、隙間１９０を介して第１面側に露出する。これにより、第１部位１９１と第２部位１９２との短絡が確実に防止される。
【００２８】
＜５．ＬＥＤの実装＞
続いて、図８に示すように、平滑化領域１８の第１部位１９１にＬＥＤチップ３０を実装するとともに、このＬＥＤチップ３０と第１部位１９１とを接続するようにワイヤボンディング３０１を施す。同様に、ＬＥＤチップ３０と第２部位１９２とを接続するように、ワイヤボンディング３０２を施す。その後、図示を省略するが、透明樹脂による封止などが行われる。これらの工程は、公知の技術を用いて行うことができる。
【００２９】
＜６．特徴＞
以上のように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1) 第１型２の押圧面２１と第２型３の押圧面３２１により、基材１を挟んで押圧することで、平滑化領域１８に平滑な面を形成することができる。すなわち、簡易な機械加工により、粗さの極めて小さい平滑な面を形成することができる。その結果、ＬＥＤから放射される光の反射率を向上することができる。
【００３０】
(2) 例えば、ローラで圧延することにより、平滑化加工をすることも考えられるが、そのようにすると、基材全体が押圧されるため、基材が変形するおそれがある。これに対して、本実施形態では、第２型３の突部３２の押圧面３２１を、各平滑化領域１８に対応した形状にしているため、必要な箇所にのみ平滑化加工を施すことができる。なお、上述したように、平滑化領域１８も押圧により変形するが、これを考慮して、例えば、第１部位１９１と第２部位１９２とが接触しないように、隙間１９０の距離を設定している。
【００３１】
(3) 複数の突部３２を設け、各突部３２によって基材１を押圧しているため、平滑化領域に圧力を集中させることができる。したがって、強い力で平滑化領域を押圧することができ、粗さを確実に小さくすることができる。
【００３２】
(4) 平滑化領域を形成する第１型２の押圧面２１を広くしているため、この押圧面２１の鏡面加工を容易に行うことができる。
【００３３】
(5) 打抜き加工を先に行い、その後に平滑化加工を行っているため、傷が発生することを防止することができる。
【００３４】
(6) 非平滑化領域１７は、平滑化領域１８に比べて粗さが大きいため、樹脂５を成形したときの、密着性を高めることができる。
【００３５】
(7) 基材１の第２面には、凹部１１０が形成されているため、その段差によっても樹脂との密着性が向上することに寄与する。さらに、例えば、第２面において基材１と樹脂５との間から水分が浸入した場合、凹部１１０の段差によって、隙間１９０側へ水分が浸入するのを防止することができる。これにより、隙間１９０を介して、第１面のＬＥＤチップ３０側へ水分が浸入するのを確実に防止することができる。
【００３６】
＜７．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。また、以下の変形例の要旨は、適宜組み合わせることができる。
【００３７】
＜７−１＞
上記実施形態では、基材１に複数のＬＥＤ領域１０を形成しているが、１つであってもよい。この場合には、第２型３の突部３２も１つになる。
【００３８】
＜７−２＞
上記実施形態では、第１型２の押圧面２１を広くし、第２型３に平滑化領域１８に対応する押圧面３２１を有する突部３２を設けているが、これを反対にすることもできる。すなわち、第１型２に突部を形成し、第２型３に広い押圧面を設けることもできる。あるいは、第１型２及び第２型３のいずれにも平滑化領域に対応する突部を設けることもできる。
【００３９】
＜７−３＞
上記実施形態では、めっき工程に先立って、打抜き加工を行っているが、ＬＥＤチップ等の光デバイスの形態によっては打抜き加工を行わないこともできる。すなわち、本発明に係る製造方法では、少なくとも基材１に対するめっき工程と、平滑化工程が行われればよい。
【００４０】
＜７−４＞
上記実施形態では、本発明のプレス加工の１つとして、打抜き加工を行っているが、打抜き加工以外でも、光デバイスの実装に必要なプレス加工であれば、適用することができる。例えば、基材の曲げや変形などのプレス加工を行うこともできる。
【００４１】
＜７−５＞
上記実施形態では、光デバイスの例としてＬＥＤを挙げているが、これに限定されるものではなく、例えば、フォトカプラ、フォトインタカプラなど、平滑な反射面を必要とする光デバイス用の基板であれば、本発明を適用することができる。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明の実施例について説明する。但し、本発明は、以下の実施例に限定されない。
【００４３】
以下の工程により、ＬＥＤ用リードフレームを作製した。
＜１．基材＞
基材として、三菱伸銅株式会社製Ｃ１９４（Ｃｕ−Ｆｅ系銅合金）を準備した。この基材は、幅が６０ｍｍ、厚さ０．１１０ｍｍのリール状に形成されている。
【００４４】
＜２．打抜き加工＞
上記基材に対し、図１のような貫通孔を複数形成するために、打抜き加工を施した。各貫通孔の外形は、約５ｍｍ×１．５ｍｍである。
【００４５】
＜３．めっき加工＞
打抜き加工が施された基材の両面に対し、電気めっき法によるめっき加工を行った。まず、基材の各面に銅の下地めっきを施し、その上に銀のめっき被膜を形成した。
【００４６】
＜４．平滑化加工＞
図３及び図４に示すような第１型及び第２型を準備した。第１型の押圧面には、鏡面加工を施した。一方、第２型には、多数の突部を形成した。各突部の押圧面の大きさは、約２ｍｍ×０．５ｍｍとした。そして、第１型及び第２型の押圧面における算術平均粗さＲａを以下の通り、各５箇所において、非接触三次元形状測定装置により測定した。
・測定機：ＮＨ-３Ｎ（三鷹光器株式会社）
・測定距離：０．１２５ｍｍ
・カットオフ値：０．０２５ｍｍ
・測定ピッチ：０．１μｍ
・レンズ倍率：１００倍
・測定方向：２方向（以下の表１，２における長手方向とは、突部の長手方向と同じ方向を意味し、この長手方向、及びそれと垂直な方向の２方向について、測定を行った）
【００４７】
結果は、以下の通りであり、表１に第１型の押圧面の算術平均粗さＲａを示し、表２に第２型の押圧面の算術平均粗さＲａを示している。単位は、いずれもμｍである。
【表１】
2018133548.tif 000003
【００４８】
【表２】
2018133548.tif 000004
【００４９】
次に、上記のように形成した第１型及び第２型により、平滑化領域の平滑化を行った。このとき、必要荷重を１００ｋＮ以上、加工温度を２００℃以下とした。また、第２面に対し３種類の押圧量（凹部の深さ）により平滑化を行った。すなわち、実施例１，実施例２，及び実施例３として、それぞれ押圧量を、２５μｍ，１５μｍ，５μｍとして平滑化を行った。また、平滑化を行わず、めっき被膜を施しただけのものを比較例とした。そして、実施例１〜３及び比較例について、５箇所の測定を行った。実施例１〜３では、平滑化領域における第１部位で測定を行い、比較例では、平滑化を行っていない第１部位で測定を行った。各箇所では、第１部位の長手方向をＹ方向、これに直交する方向をＸ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向それぞれについて測定を行った。
【００５０】
結果は、以下の通りである。
【表３】
2018133548.tif 000005
【００５１】
表３に示すように、平滑化を行った実施例１〜３に係るＬＥＤ用リードフレームでは、平滑化領域の算術平均粗さＲａが、平均で０．００３１〜０．００３７μｍであった。一方、非平滑化領域の算術平均粗さＲａは、平均で０．０２３１μｍであり、最大値は０．０３２μｍであった。したがって、平滑化によって、算術平均粗さＲａが大幅に小さくなっていることが分かった。また、実施例１〜３を対比すると、押圧量の大小にかかわらず、算術平均粗さＲａは概ね一定していることが分かった。さらに、比較例では、Ｘ方向、Ｙ方向の算術平均粗さＲａが相違しているが、実施例１〜３では、Ｘ方向、Ｙ方向の算術平均粗さＲａは概ね同じであることも分かった。
【００５２】
次に、平滑化領域とその他の領域の全反射率を８箇所において、以下の条件で測定した。
・測定器：大塚電子株式会社製微小反射率計
・測定範囲：直径が０．２ｍｍの円形範囲
・光源：キセノン
・測定波長：４６０ｎｍ
・標準試験片に対する反射率での相対評価とした
【００５３】
その結果、平滑化領域の全反射率の平均値が１０３．０％（最大値：１０３．７％、最小値：１０１．８％）であるのに対し、平滑化領域以外の領域の全反射率の平均値は９５．１％（最大値：９６．１％、最小値：９４．６％）であった。したがって、本実施例においては、平滑化領域の反射率も向上していることが分かった。
【符号の説明】
【００５４】
１  基材
１１  めっき皮膜
１２  めっき皮膜
２  第１型
２１  押圧面
３  第２型
３２  突部
３２１  押圧面
【図１】
2018133548.tif 000006
【図２】
2018133548.tif 000007
【図３】
2018133548.tif 000008
【図４】
2018133548.tif 000009
【図５】
2018133548.tif 000010
【図６】
2018133548.tif 000011
【図７】
2018133548.tif 000012
【図８】
2018133548.tif 000013