(57)【要約】  表面実装パワーＬＥＤ支持物の製造方法は、両面金属層（１１、１２）を有する配線板（１）を調製するステップと、穴（１３）を形成するステップと、穴の表面に金属層（１３１）を形成するステップと、配線板の金属層（１１、１２）を厚くするステップと、配線板の金属層をエッチングするステップと、配線板を切断して単一支持物ユニットを形成するステップとを含む。表面実装パワーＬＥＤ支持物は、両面配線板（１０、１１、１２）、配線板に形成された穴（１３）および配線板の表面に形成された配線層（１６、１７）を含む。本発明は、チップの熱放散効果を高めることができる。
2013520807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面実装パワーＬＥＤブラケットを製造する方法であって、
１）両面金属層被覆回路基板を調製するステップであって、前記回路基板用の基板として普通絶縁板を提供し、前記基板の上表面を第１の金属層で被覆し、前記基板の下表面を第２の金属層で被覆し、それによって前記両面金属層被覆回路基板を形成することを含むステップと、
２）穴を形成するステップであって、機械プロセス、レーザプロセスまたはエッチングプロセスによって前記回路基板に少なくとも１つの穴を形成することを含むステップと、
３）穴壁金属層を設けるステップであって、メッキプロセス、堆積プロセスまたはスクリーン印刷プロセスによって前記穴の内壁に金属層を設けることを含むステップと、
４）金属層の厚さを厚くするステップであって、溶融プロセス、堆積プロセスまたはメッキプロセスによって前記第２の金属層と一体化された第３の金属層を形成して、前記穴の底部の金属層が、ＬＥＤチップを支えることができる厚さを有するように厚い金属層を形成することによって、前記回路基板の下表面の金属層の厚さを厚くすることを含むステップと、
５）前記金属層をエッチングするステップであって、エッチングプロセスによって前記回路基板の前記金属層を処理して前記回路基板の前記上表面に第１の回路層を形成し、前記回路基板の前記下表面に第２の回路層を形成することを含み、前記第１の回路層、前記第２の回路層、および前記穴がパワーＬＥＤブラケット構造を形成するステップと、
６）前記パワーＬＥＤブラケット構造からパワーＬＥＤブラケットユニットを分離するステップであって、切断プロセスによって、上述のステップで形成された前記パワーＬＥＤブラケット構造からパワーＬＥＤブラケットユニットを分離することを含むステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記ステップ１）において、前記絶縁板がＰＣＢ板であり、
前記ステップ２）において、前記形成された穴が、Ｍ行×Ｎ列の穴アレイである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップ４）の前に、
エッチングステップをさらに含み、前記エッチングステップが、エッチングプロセスによって前記回路基板の前記下表面の前記第２の金属層の大部分を除去して、前記穴の底部を囲繞する前記金属層を少なくとも、前記第２の回路層の基礎として残すことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップ５）において、形成された第１の回路層が、前記穴を囲繞するリード線接続部と、前記リード線接続部に電気的に接続された第１の正および負電極層とを備え、形成された第２の回路層が、前記穴の底部のチップ取付け部と、前記チップ取付け部から電気的に絶縁された第２の正および負電極層とを備え、前記チップ取付け部が、前記ＬＥＤチップを支えるように構成され、前記第１の正および負電極層が、前記第２の正および負電極層に電気的に接続されて、前記ブラケットの正電極および負電極を形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップ２）において、電極の一部をなす少なくとも１つの小さな電極穴を前記穴の２つの側の各側に形成し、
前記ステップ３）において、前記電極の一部をなす穴壁金属導電層を小さな電極穴の各々の内壁に設け、
前記ステップ４）の前に、エッチングステップをさらに含み、前記エッチングステップが、エッチングプロセスによって前記回路基板の前記下表面の前記第２の金属層の大部分を除去して、前記穴の底部および小さな電極穴の各々の底部を囲繞する前記金属層を少なくとも残すことを含み、
前記ステップ５）において、形成された第１の正および負電極層ならびに形成された第２の正および負電極層が、前記小さな電極穴に対応しかつ小さな電極穴の各々の内壁の前記穴壁金属導電層に電気的に接続され、前記第１の正および負電極層、前記第２の正および負電極層、ならびに前記小さな電極穴の前記穴壁金属導電層が、前記ブラケットの正電極および負電極を形成する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ステップ１）において、前記絶縁板が、ガラス繊維布基板、ＣＥＭ−３基板、ＣＥＭ−１基板またはビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ）基板であり、前記絶縁板に被覆された前記金属層が銅層であり、
前記ステップ２）において、形成された穴が、Ｍ行×Ｎ列の穴アレイであり、
前記ステップ３）において、前記穴壁金属層が、銅層または銀層であり、
前記ステップ４）において、前記第３の金属層が、銅層である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ステップ６）の前に、
前記回路層をメッキするステップをさらに含み、前記メッキするステップが、メッキプロセスによって前記第１の回路層、前記第２の回路層、および前記穴の内壁に金属層をメッキすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
メッキされた金属層が、銀層、金層または錫層である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ステップ６）の前に、カップ状被覆板を取り付けるステップをさらに含み、前記取り付けるステップが、
絶縁基板を調製するサブステップ１）と、
前記ステップ２）で形成された前記穴に対応するカップ状物体を、機械プロセス、レーザプロセスまたはエッチングプロセスによって前記基板上に形成するサブステップ２）であって、前記カップ状物体の開口の直径が前記穴の直径よりも大きく、それによって前記カップ状被覆板を形成するサブステップと、
前記穴が露出され、前記リード線接続部を除く前記第１の回路層の部分が覆われるように、前記カップ状被覆板を前記回路基板の前記上表面に取り付けかつ接着するサブステップ３）と
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記サブステップ２）において、前記絶縁基板が、ガラス繊維布基板、ＣＥＭ−３基板、ＣＥＭ−１基板、ＦＲ−１基板、ＦＲ−２基板、またはビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ）基板であり、形成されたカップ穴が、反射カップ形状または円筒形状であり、
前記サブステップ２）の後に、前記カップ状被覆板の上表面に黒色材料を被覆して、デバイスのコントラスト比を高めるサブステップをさらに含み、
前記サブステップ３）において、前記カップ状被覆板を、接着膜を介して前記回路基板の前記上表面に接着する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ステップ２）において、形成された穴が、止まり穴であり、前記止まり穴の底部が、前記第２の金属層によって形成され、
前記ステップ４）において、前記第２の金属層の上に、溶融プロセスによって、前記第３の金属層を設けるか、または堆積プロセスまたはメッキプロセスによって形成された前記第３の金属層を設けることで、前記回路基板の前記下表面の金属層の厚さを、溶融プロセス、堆積プロセスまたはメッキプロセスによって厚くして、前記止まり穴の底部の金属層が、前記ＬＥＤチップを支えることができる厚さを有するように、前記厚い一体化金属層を形成し、
前記ステップ５）において、前記エッチングプロセスで形成された前記第１の回路層が、前記止まり穴を囲繞するリード線接続部と、前記リード線接続部に電気的に接続された第１の正および負電極層とを備え、前記エッチングプロセスで形成された前記第２の回路層が、前記止まり穴の底部のチップ取付け部と、前記チップ取付け部から電気的に絶縁された第２の正および負電極層とを備え、エッチングされたチップ取付け部が、前記厚い金属層によって前記止まり穴の底部に形成されかつ前記ＬＥＤチップを支えるように構成されており、前記第１の正および負電極層が、前記第２の正および負電極層に電気的に接続されて、前記ブラケットの正電極および負電極を形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記ステップ４）の前に、エッチングステップをさらに含み、前記エッチングステップが、エッチングプロセスによって前記回路基板の前記下表面の前記第２の金属層の大部分を除去して、前記止まり穴の底部を囲繞する前記金属層を少なくとも、前記第２の回路層の基礎として残すことを含み、
前記ステップ４）において、前記第３金属層が金属箔であり、前記厚い金属層の形成プロセスが、２つのサブステップ、すなわち、１）前記金属箔を張り合わせるサブステップであって、接着プロセスによって前記金属箔を前記回路基板の底部に張り合わせかつ接着して疑似結合を形成することを含むサブステップと、２）前記回路基板の底の前記第２の金属層と前記金属箔とを一体的に結合するサブステップであって、熱溶融プロセスによって前記金属箔と前記回路基板の底部の前記金属層とを密接に結合して一体化構造にして、前記厚い金属層を形成することを含むサブステップとを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ステップ２）が、前記止まり穴の２つの側の各側に電極の一部をなす少なくとも１つの小さな電極止まり穴を形成し、小さな電極止まり穴の各々の底部が前記第２の金属層によって形成されることをさらに含み、
前記ステップ３）が、メッキプロセス、堆積プロセスまたはスクリーン印刷プロセスによって、小さな電極止まり穴の各々内壁に導電金属層を設けることをさらに含み、
前記ステップ５）において、前記エッチングプロセスによって形成された前記第１の正および負電極層が、小さな電極止まり穴の各々のまわりに残された前記第１の金属層を含み、前記エッチングプロセスによって形成された前記第２の正および負電極層が、小さな電極止まり穴の各々の底部に残された前記厚い金属層を含み、前記エッチングプロセスによって形成された前記第１の正および負電極層ならびに前記第２の正および負電極層と、小さな電極止まり穴の各々の内壁の前記金属層とが、電気的に接続されて、前記ブラケットの正電極および負電極を形成する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ステップ２）において、形成された穴が、貫通穴であり、
前記ステップ４）において、前記第３の金属層が、金属箔であり、前記厚い金属層の形成プロセスが、２つのサブステップ、すなわち、１）前記金属箔を張り合わせるサブステップであって、接着プロセスによって前記金属箔を前記回路基板の底部に張り合わせかつ接着して疑似結合を形成することを含むサブステップと、２）前記金属箔を前記回路基板の底部の前記金属層と一体的に結合するサブステップであって、熱溶融プロセス、メッキプロセスまたは堆積プロセスによって前記金属箔と前記回路基板の底部の前記金属層とを密接に結合して一体化構造にして、前記厚い金属層を形成することを含むサブステップと、を含み、
前記ステップ５）において、前記第１の回路層が、前記第１の金属層をエッチングすることによって形成され、前記第１の回路層が、前記貫通穴を囲繞するリード線接続部と、前記リード線接続部に電気的に接続された第１の正および負電極層とを備え、前記第２の回路層が、前記厚い金属層をエッチングすることによって形成され、前記第２の回路層が、前記貫通穴の底部のチップ取付け部と、前記チップ取付け部から電気的に絶縁された第２の正および負電極層とを備え、前記チップ取付け部が、前記貫通穴の底部に前記厚い金属層によって形成されかつ前記ＬＥＤチップを支えるように構成されており、前記第１の正および負電極層ならびに前記第２の正および負電極層が、前記ブラケットの正電極および負電極を形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ステップ４）の前に、エッチングステップをさらに含み、前記エッチングステップが、前記エッチングプロセスによって前記回路基板の下表面の前記第２の金属層の大部分を除去して、前記貫通穴の底部を囲繞する前記金属層を少なくとも、前記第２の回路層の基礎として残すことを含み、
前記ステップ４）において、前記金属箔を張り合わせる前記サブステップにおける前記金属箔の張り合わせおよび接着が、前記金属箔と前記回路基板の底部との間に接着膜を設け、前記接着膜が溶融して接着特性を有する状態になるまで前記接着膜を高温で加熱し、前記金属箔が前記回路基板の底部に物理的に接着されるように前記金属箔を張り合わせて疑似結合を形成することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ステップ２）が、前記貫通穴の２つの側の各側に電極の一部をなす少なくとも１つの小さな電極貫通穴を形成することをさらに含み、
前記ステップ３）が、メッキプロセス、堆積プロセスまたはスクリーン印刷プロセスによって小さな電極貫通穴の各々の内壁に導電層を設けることをさらに含み、
前記ステップ４）の前の前記エッチングステップにおいて、小さな電極貫通穴の各々の底部を囲繞する前記金属層を前記第２の電極層の基礎として残し、
前記ステップ４）において、前記金属箔を張り合わせる前記サブステップが、前記金属箔を前記回路基板の底部に張り合わせかつ接着して、前記回路基板の底部の金属層との疑似結合を形成することを含み、
前記ステップ５）において、前記エッチングプロセスによって形成された前記第１の正および負電極層が、小さな電極貫通穴の各々の内壁の前記金属導電層に電気的に接続され、前記エッチングプロセスによって形成された前記第２の正および負電極層が、小さな電極貫通穴の各々の底部の前記厚い金属層の一部であり、かつ小さな電極貫通穴の各々の内壁の前記金属導電層に電気的に接続され、前記第１の正および負電極層、前記第２の正および負電極層、ならびに前記小さな電極貫通穴が、前記ブラケットの正電極および負電極を形成する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法によって製造された表面実装パワーＬＥＤブラケット構造であって、
基板として使用される普通絶縁板、前記基板の上表面に被覆された第１の金属層、および前記基板の下表面に被覆された第２の金属層を備える、前記ブラケットの回路基板として提供された両面金属層被覆回路基板と、
前記回路基板に設けられた少なくとも１つの穴であって、前記穴の内壁に金属層が設けられ、前記穴の底部の金属層が、ＬＥＤチップを支えることができる厚さを有するように、前記第２の金属層の上に第３の金属層が一体的に形成されて厚い金属層を形成している、少なくとも１つの穴と、
前記回路基板の上表面に設けられた第１の回路層および前記回路基板の下表面に設けられた第２の回路層とを備え、
前記第１の回路層、前記第２の回路層および前記穴が、前記パワーＬＥＤブラケット構造を形成し、前記パワーＬＥＤブラケット構造を切断することによって、前記パワーＬＥＤブラケット構造から個々のパワーＬＥＤブラケットユニットを分離することができる、表面実装パワーＬＥＤブラケット構造。
【請求項１８】
前記回路基板が、絶縁板としてＰＣＢ板を使用し、かつＭ行×Ｎ列の穴アレイを含んで形成され、前記回路基板の前記下表面の前記第２の金属層の大部分が除去されて、少なくとも前記穴の底部を囲繞する前記第２の金属層が前記第２の回路層の基礎として残され、前記第２の回路層が、前記回路基板の前記下表面に残された前記第２の金属層およびエッチングされた第３の金属層を備える、請求項１７に記載のブラケット構造。
【請求項１９】
前記第１の回路層が、前記穴を囲繞するリード線接続部と、前記リード線接続部に電気的に接続された第１の正および負電極層とを備え、前記第２の回路層が、前記穴の底部のチップ取付け部と、前記チップ取付け部から電気的に絶縁された第２の正および負電極層とを備え、前記チップ取付け部が、前記ＬＥＤチップを支えるように構成され、前記第１の正および負電極層と前記第２の正および負電極層が電気的に接続されて、前記ブラケットの正電極および負電極を形成している、請求項１８に記載のブラケット構造。
【請求項２０】
少なくとも１つの小さな電極穴が、前記穴の２つの側の各側に形成されて電極の一部を形成し、穴壁金属導電層が、小さな電極穴の各々の内壁に設けられて前記電極の一部を形成し、前記回路基板の前記下表面の前記第２の金属層の大部分が除去されて前記穴の底部および前記小さな電極穴の底部を囲繞する前記金属層が少なくとも残され、前記第１の正および負電極層ならびに前記第２の正および負電極層の位置が、それぞれ、前記小さな電極穴に対応し、かつ前記小さな電極穴の内壁の前記金属導電層に電気的に接続されており、前記第１の正および負電極層、前記第２の正および負電極層、ならびに前記小さな電極穴の前記金属導電層が、前記ブラケットの正電極および負電極を形成している、請求項１９に記載のブラケット構造。
【請求項２１】
前記絶縁板が、ガラス繊維布基板、ＣＥＭ−３基板、ＣＥＭ−１基板またはビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ）基板であり、前記絶縁板上に被覆された前記第１の金属層および前記第２の金属層が銅層であり、形成された穴が、Ｍ行×Ｎ列の穴アレイであり、前記穴壁金属層が、銅層または銀層であり、前記第３の金属層が銅層である、請求項２０に記載のブラケット構造。
【請求項２２】
前記第１の回路層、前記第２の回路層および前記ブラケット構造の前記穴の内壁上に、金属層がメッキされている、請求項１７に記載のブラケット構造。
【請求項２３】
前記穴が止まり穴であり、前記止まり穴の底部が第２の金属層によって形成されており、前記第２の金属層の上には溶融プロセスによって前記第３の金属層が形成されているか、または堆積プロセスまたはメッキプロセスによって前記第３の金属層が形成されて、前記止まり穴の底部の金属層が前記ＬＥＤチップを支えることができる厚さを有するように、厚い一体化金属層を形成しており、前記第１の回路層が、前記止まり穴を囲繞するリード線接続部と、前記リード線接続部に電気的に接続された第１の正および負電極層とを備え、前記第２の回路層が、前記止まり穴の底部のチップ取付け部と、前記チップ取付け部から電気的に絶縁された第２の正および負電極層とを備え、前記チップ取付け部は、前記止まり穴の底部に前記厚い金属層によって形成されかつ前記ＬＥＤチップを支えるように構成されており、前記第１の正および負電極層と前記第２の正および負電極層が電気的に接続されて、前記ブラケットの正電極および負電極を形成している、請求項１７に記載のブラケット構造。
【請求項２４】
少なくとも１つの小さな電極止まり穴が、前記止まり穴の２つの側の各側に形成され、小さな電極止まり穴の各々の底部が前記第２の金属層によって形成されて電極の一部を形成しており、金属導電層が、小さな電極止まり穴の各々の内壁に設けられ、前記第１の正および負電極層が、小さな電極止まり穴の各々のまわりに残された前記第１の金属層を含み、前記第２の正および負電極層が、小さな電極止まり穴の各々の底部に残された前記厚い金属層を含み、エッチングプロセスによって形成された前記第１の正および負電極層ならびに前記第２の正および負電極層と、小さな電極止まり穴の各々の内壁の前記金属層とが、電気的に接続されて、前記ブラケットの正電極および負電極を形成している、請求項２３に記載のブラケット構造。
【請求項２５】
前記穴が貫通穴であり、金属箔が、前記回路基板の底部の前記第２の金属層上に前記第３の金属層として設けられ、前記金属箔と前記回路基板の底部の金属層が一体的に結合されて密接結合になるように前記金属箔が前記回路基板の底部に張り合わされかつ接着されて疑似結合を形成して前記厚い金属層を形成し、前記第１の回路層が、前記貫通穴を囲繞するリード線接続部と、前記リード線接続部に電気的に接続された第１の正および負電極層とを備え、前記第２の回路層が、前記貫通穴の底部のチップ取付け部と、前記チップ取付け部から電気的に絶縁された第２の正および負電極層と、を備え、前記チップ取付け部が、前記貫通穴の底部に前記厚い金属層によって形成され、かつ前記ＬＥＤチップを支えるように構成されており、前記第１の正および負電極層と前記第２の正および負電極層が、電気的に接続されて、前記ブラケットの正電極および負電極を形成している、請求項１７に記載のブラケット構造。
【請求項２６】
前記回路基板の前記下表面の前記第２の金属層の大部分が除去されて、前記貫通穴の底部を囲繞するエッチングされた第２の金属層が少なくとも、前記第２の回路層の基礎として残され、前記金属箔が、接着膜を高温で加熱することによって前記回路基板の底部に張り合わされかつ物理的に接着されて、前記貫通穴の底部を囲繞する前記第２の金属層と疑似結合を形成し、前記金属箔と前記回路基板の底部の前記第２の金属層が、溶融プロセス、メッキプロセスまたは堆積プロセスによって密接に結合されて一体化構造になって、前記厚い金属膜を形成している、請求項２５に記載のブラケット構造。
【請求項２７】
少なくとも１つの小さな電極貫通穴が、前記貫通穴の２つの側の各側に形成され、導電層が、小さな電極貫通穴の各々の内壁に設けられて電極の一部を形成し、前記小さな電極貫通穴の底部を囲繞するエッチングされた第２の金属層が、前記第２の電極層の基礎として残され、前記金属箔が、前記回路基板の底部に張り合わされかつ接着されて、前記回路基板の底部に位置付けされ小さな電極貫通穴の各々の底部を囲繞する前記第２の金属層と疑似結合を形成し、前記第１の正および負電極層が、小さな電極貫通穴の各々の内壁の前記金属導電層に電気的に接続され、前記第２の正および負電極層が、小さな電極貫通穴の各々の底部に前記厚い金属層によって形成され、かつ小さな電極貫通穴の各々の内壁の前記金属導電層に電気的に接続され、前記第１の正および負電極層、前記第２の正および負電極層、ならびに前記小さな電極貫通穴が、前記ブラケットの正電極および負電極を形成している、請求項２６に記載のブラケット構造。
【請求項２８】
前記穴の２つの側の前記正電極および前記負電極に３つの小さな電極穴がそれぞれ設けられ、前記小さな電極穴の内壁に金属導電層が設けられているかまたは導電材料で満たされ、前記金属導電層または前記導電材料が、前記第１の正および負電極層ならびに前記第２の正および負電極層に電気的に接続されて、前記正電極および負電極を形成している、請求項２３または２５に記載のブラケット構造。
【請求項２９】
前記ブラケット基板の前記上表面に設けられたカップ状被覆板をさらに備え、前記カップ状被覆板が前記ブラケット基板の前記上表面に接着されており、前記カップ状被覆板が前記穴の位置に対応するカップ穴を備え、前記カップ穴の直径が、前記リード線接続部が前記カップ穴の中に露出されかつ前記第１の正および負電極層が前記カップ状被覆板で覆われるように前記穴の直径よりも大きい、請求項２３または２５に記載のブラケット構造。
【請求項３０】
前記カップ状被覆板が、ガラス繊維布基板、ＣＥＭ−３基板、ＣＥＭ−１基板、ＦＲ−１基板、ＦＲ−２基板またはビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ）基板であり、前記カップ状被覆板の前記カップ穴が、反射カップ形状または円筒形状であり、黒色材料が、前記カップ状被覆板の上表面に被覆されてデバイスのコントラスト比を高めている、請求項２９に記載のブラケット構造。
【請求項３１】
前記カップ状被覆板が、接着膜を介して前記回路基板の前記上表面に接着されている、請求項２３または２５に記載のブラケット構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、ＬＥＤデバイスに応用可能なＬＥＤブラケットを製造する方法およびＬＥＤブラケットに関し、特に、表面実装パワーＬＥＤブラケットを製造する方法および表面実装パワーＬＥＤブラケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体照明は、第４世代の照明源として知らており、次第に一般照明分野に応用されている。パワー発光ダイオード（パワーＬＥＤ）は、高輝度でハイパワーであるために市場で評判が良い。２つの型の伝統的なパワーＬＥＤブラケットがある。すなわち、ＰＬＣＣ型（プラスチックリード線付きチップキャリア）ブラケットとセラミック基板ブラケットである。
【０００３】
図１は、以前のＰＬＣＣ型ブラケットの構造模式図である。ＰＬＣＣ型ブラケットでは、反射キャビティを持つプラスチックケーシング０１が金属リードフレーム０２を覆っている。金属リードフレーム０２は、ＬＥＤチップ０４を支えるチップ取付け部０３と、電極ピン０５を含む。チップ取付け部０３は、正電極または負電極とともに一体化構造を形成している。ＰＬＣＣ型ブラケットは、ＰＬＣＣ型ブラケットの反射キャビティおよび小型構造のために、特に、高い光分布および高い実装密度を必要とする分野に応用することができる。ハイパワーＬＥＤは、動作中に高い熱エネルギーを発生することがあるので、発生した熱エネルギーを放散させるように機能する技術的手段を利用する必要がある。そうでなければ、ハイパワーＬＥＤの寿命および発光効果が影響を受ける。ハイパワーＬＥＤ用のＰＬＣＣ型ブラケットの典型的なパッケージ構造では、反射キャビティを持つプラスチックケーシングは、金属リードフレームを覆うだけでなく、ＬＥＤチップの底部に備え付けられブラケットの外に露出したヒートシンクも覆っている。ヒートシンクは、一般に、優れた熱放散効果を有する金属材料、例えば銅などを使用して、ＬＥＤの動作で発生する高熱エネンルギーの放散を容易にする。ＰＬＣＣ型ハイパワーＬＥＤは、その優れた熱放散効果のために、最も一般に使用されるハイパワーＬＥＤパッケージ構造の１つである。
【０００４】
他の伝統的なパワーＬＥＤブラケットは、セラミック基板である。セラミック基板の典型的なパッケージ構造が図２に示されている。ＬＥＤチップを支える基板０６と、基板０６上に配列された反射キャビティ０７は、セラミック材料を使用している。ハイパワーＬＥＤデバイスに関して、少なくとも１つの貫通穴０８が基板０６のチップ取付け部に備え付けられ、熱放散効果を高めるために熱伝導材料が貫通穴０８に充填されて、ハイパワーＬＥＤデバイスの熱放散要件を満たしている。セラミック基板は優れた絶縁特性および熱放散特性を有するので、セラミック基板は、ハイパワーＬＥＤ分野に広く応用されて、ＰＬＣＣ型ブラケットとともにハイパワーＬＥＤ市場全体を占有している。
【０００５】
しかし、ＰＬＣＣ型ブラケットおよびセラミック基板にはいくつかの不利な点がある。ＰＬＣＣ型ブラケットに関しては、製造プロセスが複雑で、そのうえ高い精度を要求する。多くの関連特許出願が展開されているが、これらの特許出願の主要技術は依然として外国企業に握られており、さらにこれらの技術は、比較的成熟していて、改善の余地が限られている。特に、パワーＬＥＤ用のＰＬＣＣ型ブラケットでは、ブラケットの熱放散を改善するために、ヒートシンクがさらに必要とされる。したがって、パワーＬＥＤ用のＰＬＣＣ型ブラケットは、カウンタボアをさらに備え付けてそのカウンタボアにヒートシンクを取り付ける必要があり、このことで、パワーＬＥＤ用のＰＬＣＣ型ブラケットの構造はいっそう複雑になり、したがってブラケットパッケージングプロセスはいっそう複雑になる。同時に、ＰＬＣＣ型ハイパワーＬＥＤは大きさが大きく、そのパッケージ構造は、リフロー半田プロセスに適用することができず、全自動およびバッチ試験およびテープ付けプロセスに適用できず、さらに川下製品のバッチ半田付けおよび実装にとって不都合であり、特に、ＬＥＤ製品の製造のその後の表面実装プロセスにとって不都合である。したがって、以前のＰＬＣＣ型ブラケットは、構造が複雑で、製造プロセスが比較的複雑で、さらに生産コストが比較的高く、このことが、製品のその後の製造プロセスを制限し、その後のＬＥＤ製品の生産コストを高くし、生産効率を下げ、したがってＰＬＣＣ型ブラケットパワーＬＥＤの応用範囲を制限している。
【０００６】
セラミック基板は、ＰＬＣＣ型ブラケットの主な不利な点を克服する可能性があるが、セラミック基板にはいくつかの共通の問題があり、例えば、セラミック基板の製造プロセスが難しく、セラミック基板のコストが高く、さらにセラミック基板の材料が脆く、これらが、セラミック基板がＰＬＣＣ型ブラケットに完全に取って代わるのを妨げている主要要因である。
【０００７】
上述の説明に基づいて、ＬＥＤブラケット構造および製造プロセスを提供する必要があり、このＬＥＤブラケット構造は、製造プロセスが簡単で、発光効果が優れ、熱放散効果が優れ、また生産コストが安く、さらに上述のＰＬＣＣ型ブラケットおよびセラミック基板と比較して、このＬＥＤブラケット構造は、従来のＰＬＣＣ型ブラケットおよびセラミック基板の上述の技術的欠点を克服することができる。従来の技術的改善で、当業者は、既に、製造材料および製造プロセスを改善しようと試みた。しかし、これらの試みは、上述の技術的欠点を適当に解決または克服することができない。
【０００８】
本出願をする前に、本出願の出願人は、「ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ  Ａ  ＳＵＲＦＡＣＥ  ＭＯＵＮＴＥＤ  ＰＯＷＥＲ  ＬＥＤ  ＢＲＡＣＫＥＴ  ＡＮＤ  ＴＨＥ  ＳＵＲＦＡＣＥ  ＭＯＵＮＴＥＤ  ＰＯＷＥＲ  ＬＥＤ  ＢＲＡＣＫＥＴ」という名称の特許出願第２０１０１０１６５４４２．３号を出願した。この出願は、片面銅被覆回路基板および金属シートを使用して表面実装パワーＬＥＤブラケットを製造する方法およびブラケット製品を提供している。この技術的解決策には、簡単な製造方法、低コストおよび優れた熱放散効果のような有利な点がある。この技術的解決策は、パワーＬＥＤに関して一般的に使用されるＰＬＣＣ型ブラケットおよびセラミック基板の欠点を克服することができ、さらにパワーＬＥＤブラケット市場を占有する可能性がある。しかし、さらなる研究で分かったことであるが、金属シートは、接着層だけを介して片面銅被覆回路基板に結合されるので、片面銅被覆回路基板の貫通穴の底部の縁と金属シートとの間にギャップがあることがあり、このギャップのために、ＬＥＤブラケットが「赤インク試験」のような信頼性試験を合格し難くなり、したがってパワーＬＥＤブラケットの信頼性に影響を及ぼすことがある。さらに、貫通穴の底部と金属シートは密接に結合されていないので、チップ取付け部の底表面は連続的に滑らかでないことがあり、このために、ＬＥＤチップの光反射効率が下がることがある。
【０００９】
上述の技術的欠点を考慮して、本出願は、新しい技術的解決策を提供して上述の技術的欠点を解決する。本出願は、ＰＣＢ基板などの普通の絶縁板がパワーＬＥＤ用のパッケージ材料として使用するのに適切でないという、当業者に一般に受け入れられている技術的な先入観を克服することができる。それと同時に、本出願は、片面銅被覆回路基板を基板として使用するとき金属シートと貫通穴の底部の縁との間にギャップがあることがあるという問題を解決することができ、そのうえ簡単なプロセス、低コスト、高信頼性、広い応用範囲、高熱放散特性および高光反射効率を持ったパワーＬＥＤブラケットを製造する方法およびパワーＬＥＤブラケットを提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許出願第２０１０１０１６５４４２．３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来のセラミック基板およびＰＬＣＣ型ブラケットと比較して、ＰＣＢ基板などの普通絶縁板には、低コスト、比較的成熟した板製造プロセスなどの有利な点がある。すなわち、普通絶縁板には、低コストおよび製造し易さなどの有利な点がある。しかし、普通絶縁板には、低い熱放散効果および低い熱抵抗特性という不利な点があるので、一方では、普通絶縁板は、パワーＬＥＤデバイスの高熱放散特性要件を満たすことができず、したがって小パワーＬＥＤデバイス用に使用できるだけであると一般に当業者に認められており、それによって普通絶縁板は一般的適用性が良くない。他方で、普通絶縁板の耐熱特性が悪いために、普通絶縁板の層間剥離および変形などの問題が、ＬＥＤのパッケージングおよびダイボンディングプロセスで起こることがあり、したがって歩留り率が低く、そのことで、普通絶縁板はパワーＬＥＤ用のパッケージ材料として使用するのに適切でないと、当業者に一般に認められている。
【００１２】
本出願は、パワーＬＥＤブラケットを製造するための基板として両面に金属層が被覆された普通絶縁板を使用することで上述の技術的先入観を克服し、片面銅被覆回路基板がブラケット基板として使用され金属シートと接着される技術的解決策に基づいてさらなる技術的革新および改善を行って、存在する技術的欠点を克服する。本出願に従って、普通絶縁板は、普通絶縁板の両面が金属層で被覆されて両面金属層被覆回路基板を形成している状態で基板として使用され、表面実装パワーＬＥＤブラケットを製造するための基板として使用される。その結果、普通絶縁板の普通の製造プロセスとブラケット構造の革新的な特殊な設計とによって、本出願は、表面実装パワーＬＥＤブラケットの製造方法および表面実装パワーＬＥＤブラケットを提供するという目的を実現することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本出願の方法の技術的解決策に基づいて、表面実装パワーＬＥＤブラケットを製造する方法が提供される。本方法は、次のステップを含む。
【００１４】
１）両面金属層被覆回路基板を調製するステップであって、普通絶縁板を回路基板用の基板として提供し、この基板の上表面を第１の金属層で被覆しさらに基板の下表面を第２の金属層で被覆し、それによって、両面金属層被覆回路基板を形成することを含むステップ。
【００１５】
２）穴を形成するステップであって、機械的プロセス、レーザプロセスまたはエッチングプロセスによって回路基板に少なくとも１つの穴を形成することを含むステップ。
【００１６】
３）穴壁金属層を設けるステップであって、メッキプロセス、堆積プロセスまたはスクリーン印刷プロセスによって穴の内壁に金属層を設けることを含むステップ。
【００１７】
４）金属層の厚さを厚くするステップであって、溶融プロセス、堆積プロセスまたはメッキプロセスによって、回路基板の下表面の金属層の厚さを厚くすることを含むステップ。穴の底部の金属層が、ＬＥＤチップを支えることができる厚さを有するように、第３の金属層を第２の金属層の上に一体的に形成して厚い金属層を形成する。
【００１８】
５）金属層をエッチングするステップであって、エッチングプロセスによって回路基板の金属層を処理して、回路基板の上表面に第１の回路層を形成し回路基板の下表面に第２の回路層を形成することを含み、第１の回路層、第２の回路層および穴がパワーＬＥＤブラケット構造を形成するステップ。
【００１９】
６）パワーＬＥＤブラケット構造からパワーＬＥＤブラケットユニットを切り離すステップであって、切断プロセスによって、上述のステップで形成されたパワーＬＥＤブラケット構造からパワーＬＥＤブラケットユニットを切り離すことを含むステップ。
【００２０】
本出願に従ってさらに提供されるのは、表面実装パワーＬＥＤブラケットを製造する上述の方法によって製造される製品の技術的解決策である。本出願の表面実装パワーＬＥＤブラケットの技術的解決策に従って、表面実装パワーＬＥＤブラケットの構造は、ブラケット基板として準備された両面金属層被覆回路基板を含む。ブラケット基板には、穴およびブラケット回路層が設けられ、それによってパワーＬＥＤブラケットを形成する。ブラケット構造は、第１の金属層、第２の金属層、および第１の金属層と第２の金属層の間に設けられた絶縁基板を含む。回路層は、絶縁基板の上表面の第１の回路層および絶縁基板の下表面の第２の回路層を含む。第１の回路層は、金属リード線を溶接するために使用される、穴を囲繞するリード線接続部と、穴の２つの側の第１の正および負電極層を含む。リード線接続部は、第１の正および負電極層に電気的に接続されている。ブラケット基板は、その底部に厚い金属層を備える。第２の回路層は、穴の底部に対応して厚い金属層で形成されたチップ取付け部と、チップ取付け部に対応しかつチップ取付け部から電気的に絶縁された第２の正および負電極層とを備える。第１の正および負電極層および第２の正および負電極層は、電気的に接続されてブラケットの電極を形成する。また、穴の内壁に金属層が設けられる。
【００２１】
本出願は、従来技術と異なるブラケット構造およびブラケット構造の製造方法を提供する。本出願の技術的解決策は、製造プロセスおよび製品構造に革新をもたらす。本出願は、ブラケットを製造するための両面金属層被覆回路基板として、両面に金属層が被覆されている普通絶縁板を使用することで従来技術の先入観を克服する。本出願の技術的解決策の構造およびプロセスの革新的設計によって、および、普通絶縁板の機械加工プロセスおよびＬＥＤブラケットを製造するための他の伝統的プロセスによって、両面金属層被覆回路基板を処理して表面実装パワーＬＥＤブラケットにすることができる。一方で、本出願は、簡単なプロセス、高い生産効率、優れた製品信頼性を有し、生産コストを大きく下げる。他方で、本出願のブラケット構造の革新的設計によって、普通絶縁板で作られたＬＥＤブラケットが、パワーＬＥＤの高耐熱性要件を満たすことができる。本出願のブラケット構造では、一体化構造で優れた熱伝導性を持った、チップ取付け部を形成する厚い金属層にＬＥＤチップが直接接触し、その結果、動作中にＬＥＤチップで発生した熱は、厚い金属層を通して直接外部に放出されるようになり、したがってＬＥＤブラケットは、優れた熱放散効果、高信頼性、および優れた発光効果を持っている。試験によって証明されることであるが、普通絶縁板で作られ両面に金属層が被覆されている本ＬＥＤブラケットは優れた耐熱特性を有し、さらにＬＥＤパッケージングの銀ペーストを使用するダイボンディングプロセスでは、層間剥離およびひび割れのような問題は起こらないであろう。
【００２２】
上述の説明に基づいて、本出願の方法は、普通絶縁板を使用してパワーＬＥＤブラケットを製造することができないという、当業者に一般に認められている技術的先入観を克服する。普通絶縁板が、ＬＥＤブラケットの製造に巧みに応用され、このことよって、パワーＬＥＤブラケットの従来の製造プロセスが大幅に簡略化され、生産効率が改善され、さらに生産コストが下げられる。本出願の方法によって製造された製品は、低コスト、高信頼性、優れた熱放散および発光効果を持ち、リフロー半田付けプロセスに適用可能であり、さらに全自動バッチ試験およびテープ付けプロセスに適用可能であり、川下製品のバッチ半田付けおよび実装にとって好都合であり、特にＬＥＤ製品の製造のその後の表面実装プロセスに好都合であり、したがってより広範に応用される。したがって、本出願は、技術的先入観を克服する発明である。従来技術と比較して、本出願の方法および製品は、著しい進展を達成し、顕著で建設的で有利な技術的効果を持っている。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来技術のパワーＬＥＤ用ＰＬＣＣ型ブラケットを示す構造模式図である。
【図２】従来技術のパワーＬＥＤ用セラミック基板ブラケットを示す構造模式図である。
【図３】本出願の第１の実施形態に従った方法を示すプロセス流れ図である。
【図４】本出願の第１の実施形態に従った方法のプロセスステップを示す模式図である。
【図５】本出願の第２の実施形態に従った方法を示すプロセス流れ図である。
【図６】本出願の第２の実施形態に従った方法のプロセスステップを示す模式図である。
【図７】本出願の第１の実施形態に従ったパワーＬＥＤブラケットを示す構造模式図である。
【図８】本出願の第２の実施形態に従ったパワーＬＥＤブラケットを示す構造模式図である。
【図９】本出願の第３の実施形態に従ったパワーＬＥＤブラケットを示す構造模式図である。
【図１０】本出願の第４の実施形態に従ったパワーＬＥＤブラケットを示す構造模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
従来技術のＰＬＣＣ型ブラケットが図１に示されている。反射キャビティを有するプラスチックケーシング０１が金属リードフレーム０２を覆い、ＬＥＤチップ０４を支えるチップ取付け部０３および電極ピン０５が金属リードフレーム０２に設けられている。
【００２５】
従来技術のセラミック基板が図２に示されている。ＬＥＤチップを支える基板０６および基板０６に設けられた反射キャビティ０７は、セラミック材料を使用している。
【００２６】
（第１の実施形態）
本出願の第１の実施形態によるパワーＬＥＤブラケットを製造する方法が、図３および４に示されている。
【００２７】
この実施形態の製造ステップは、図３に示された実施形態のプロセス流れ図および図４に示されたプロセスステップの模式図に関連して詳細に説明される。
【００２８】
ステップＳ１１）、両面金属層被覆回路基板を調製するステップ。
【００２９】
両面金属層被覆回路基板１を、事前に調製する。図４Ａに示されるように、回路基板１は、普通絶縁基板１０と、この基板の上表面に被覆された第１の金属層１１と、基板１０の下表面に被覆された第２の金属層１２を含む。基板１０の材料について特別の要求はない。基板は、ＰＣＢ板のような普通絶縁板とすることができる。好ましくは、基板は、ガラス繊維布基板、ＣＥＭ−３（複合エポキシ樹脂材料第３級）基板、またはＣＥＭ−１（複合エポキシ樹脂材料第１級）基板などの安価な材料とすることができる。また、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ）基板および同様の基板を使用することが好ましい。好ましくは、金属層は、銅層を使用する。
【００３０】
ステップＳ１２）、止まり穴を形成するステップ。
【００３１】
少なくとも１つの止まり穴１３が、機械的プロセス、レーザプロセスまたはエッチングプロセスによって両面金属層被覆回路基板に形成され、止まり穴１３の底部は第２の金属層によって形成されている。言い換えれば、第２の金属層が残されている（図４Ｂに示されるように）。好ましくは、止まり穴は、Ｍ行×Ｎ列の止まり穴アレイとして形成されて、Ｍ行×Ｎ列の止まり穴１３アレイを有するブラケット基板構造を形成することがある（図２に示されず）。他の好ましい解決策では、このステップで、少なくとも１つの小さな電極止まり穴１４１が、止まり穴の２つの側の各側に形成されて、電極の一部を形成することができる（図４に示されるように）。
【００３２】
ステップＳ１３）、穴壁金属層を設けるステップ。
【００３３】
メッキプロセス、堆積プロセスまたはスクリーン印刷プロセスによって、金属反射層１３１が、止まり穴１３の内壁に設けられる。好ましくは、金属反射層は、ＬＥＤデバイスの発光効果を高める銅層または銀層とすることができる。小さな電極止まり穴１４１を用いる好ましい解決策では、このステップＳ１３）で、電極導電層１４２が、小さな電極止まり穴１４１の各々の内壁に設けられて（図４Ｃに示されるように）、正電極の一部または負電極の一部を形成する。好ましくは、電極導電層は、電極の導電特性を向上するために銅層または銀層とすることができる。
【００３４】
ステップＳ１４）、厚い金属層を形成するステップ。
【００３５】
第３の金属層が、熱溶融プロセス、メッキプロセスまたは堆積プロセスによって、両面金属層被覆回路基板１の第２の金属層１２の上に一体的に形成されて、金属層の厚さをさらに厚くし、それによって厚い金属層１５を形成する（図４Ｄに示されるように）。好ましくは、第３の金属層は銅層とすることができる。１つの好ましい解決策では、第３の金属層は、第３の金属層と第２の金属層１２が、ＬＥＤチップを支えることができる厚さを持った厚い金属層１５を形成するように、メッキプロセスまたは堆積プロセスによって第２の金属層１２の上に形成される。他の好ましい解決策では、最初に、金属箔１４が回路基板の底部の第２の金属層１２に物理的に結合されるように、金属箔１４が、両面金属層被覆回路基板１の下表面の両面金属層被覆回路基板１に張り合わされ接着される（図４に示されず）。次に、金属箔１４と回路基板の底部の金属層１２とが、熱溶融プロセス、メッキプロセスまたは堆積プロセスによって密接に結合されて一体化構造になって厚い金属層１５を形成する。この解決策では、金属箔１４と回路基板の底部との間に接着膜を設けることが好ましい。次に、接着膜は、高温で加熱されると溶けて接着特性を有する状態になる。次いで、金属箔１４が回路基板の底部に物理的に接着されて図４Ｅおよび４Ｆに示されるように疑似結合を形成するように、金属箔１４が張り合わされる。最後に、金属箔１４と回路基板の底部の金属層１２とは、熱溶融プロセス、メッキプロセスまたは堆積プロセスによって密接に結合されて一体化構造になり、それによって厚い金属層１５を形成する。
【００３６】
ステップＳ１５）、エッチングを行うステップ。
【００３７】
エッチングプロセスによって、第１の回路層１６が第１の金属層によって形成され、また第２の回路層１７が厚い金属層１５によって形成される。第１の回路層１６は、リード線接続部１６１と、リード線接続部１６１に電気的に接続された第１の正および負電極層１６２とを備える。第２の回路層１７は、チップ取付け部１７１と、チップ取付け部１７１から電気的に絶縁された第２の正および負電極層１７２とを備える。止まり穴１３の底部は、ＬＥＤチップを支えるチップ取付け部１７１として働く。小さな電極止まり穴１４１を用いる好ましい解決策では、導電金属層１４２が、小さな電極止まり穴１４１の各々の内壁に設けられ、さらに導電金属層１４２は、第１の正および負電極層１６２および第２の正および負電極層１７２に電気的に接続されて、正電極および負電極を形成する（図４Ｅに示されるように）。第１の回路層、第２の回路層、および止まり穴は、パワーＬＥＤブラケット構造を形成する。
【００３８】
ステップＳ１６）、パワーＬＥＤブラケットユニットをパワーＬＥＤブラケット構造から切り離すステップ。
【００３９】
上述のステップで形成されたパワーＬＥＤブラケット構造は、個々のパワーＬＥＤブラケットユニットを得るために切断プロセスによって処理される。
【００４０】
いくつかの非必須で随意選択のステップが、上述のステップにさらに含まれることがある。例えば、
【００４１】
エッチングステップＳ１３ｂ）が、ステップＳ１４）の前に行われることがある。エッチングプロセスによって、回路基板の下表面の第２の金属層の大部分が除去されて、少なくとも止まり穴の底部を囲繞する金属層が、その後のプロセスにおける第２の回路層の基礎として残される。ステップＳ１３ｂ）は、非必須であり、省略されることがある。
【００４２】
回路層をメッキするステップＳ１５ａ）が、ステップ１５）の後で行われることがある。ブラケットのルミナンス輝度および半田濡れ性を高めるために、メッキプロセスによって、第１の回路層１６、第２の回路層１７、止まり穴１３の底部の金属箔の上表面、および止まり穴の内壁の金属層に、金属層がさらに設けられる。さらに設けられた金属層は、銀層、金層、錫層または他の同様な金属層とすることができる。ステップＳ１５ａ）は、非必須であり、省略されることがある。
【００４３】
カップ状被覆板を取り付けるステップＳ１５ａ’）が、ステップＳ１５）の後で行われることがある。ステップＳ１５ａ’）は、非必須で随意選択のステップであり、次のサブステップを含む。サブステップ１）、基板を用意するサブステップ。基板の材料について特別の要求はない。基板は、ＰＣＢ板のような普通絶縁板とすることができる。好ましくは、基板は、ガラス繊維布基板、ＣＥＭ−３（複合エポキシ樹脂材料第３級）基板、またはＣＥＭ−１（複合エポキシ樹脂材料第１級）基板、ＦＲ−１（難燃性積層板第１級）およびＦＲ−２（難燃性積層板第２級）のような安価な材料とすることができる。また、ビスマレイミドトリアジン樹脂基板および同様な基材を使用することが好ましい。サブステップ２）、機械プロセス、レーザプロセスまたはエッチングプロセスによって基板にカップ穴を形成してカップ状被覆板を形成するステップであり、カップ穴の位置および数は、ステップＳ１２）で形成された止まり穴の位置および数に対応している。好ましくは、カップ穴は、反射カップ形状または円筒形状である。サブステップ３）、カップ状被覆板の上表面に黒色材料を塗布してデバイスのコントラスト比を大きくするサブステップ。サブステップ４）、ステップＳ１５）またはステップＳ１５ａ）で形成された回路基板の上表面にカップ状被覆板を接着するサブステップ。カップ穴の直径は、カップ状被覆板がリード線接続部を除いた第１の回路層のその他の部分を覆うように、止まり穴の直径よりも大きい。上述のサブステップの中で、サブステップ３）は随意選択であるので省略されることがある。サブステップ４）の好ましい実施形態は、次の通りである。Ａ）カップ状被覆板と回路基板の上表面の間に接着膜を設ける。Ｂ）接着膜が溶けて接着特性を有する状態になるまで、接着膜を高温で加熱し、それによって、カップ状被覆板を回路基板の上表面に接着する。
【００４４】
ステップＳ１５ａ）およびＳ１５ａ’）は、非必須であるので、他の実施形態では、これら２つのステップの一方または両方が省略されることがある。
【００４５】
普通絶縁板は、実施し易くかつ高い歩留り率を達成することができる上述のプロセスで処理される。従来技術と比較して、上述のプロセスは、生産効率を大きく改善し生産コストを下げることができる。
【００４６】
上述のステップで形成されたパワーＬＥＤブラケットユニットは、表面実装ブラケットであり、ハイパワーＬＥＤ用の従来のＰＬＣＣ型ブラケットおよびセラミック基板ブラケットに取って代わることができる。ステップＳ１５ａ’）を含むステップによって形成されたパワーＬＥＤブラケットユニットは、従来の伝統的な頂部照明型ＬＥＤブラケットに取って代わることができ、特に、表示画面用の頂部照明型ＬＥＤデバイスに応用することができる。
【００４７】
本実施形態は、いくつかの簡単なプロセスを使用し、これらのプロセスで、止まり穴の金属導電層１３１が両面金属層被覆回路基板１上に形成され、さらに回路基板の第２の金属層の上に第３の金属層を直接形成することによって、または第２の金属層の上に金属箔を接着して密接な結合を形成することによって、厚い一体化金属層が、形成される。これらのプロセスは、例えば穴の底部の縁と金属シートの間にギャップがあることがありこのギャップのせいで「赤インク試験」のような信頼性試験に合格することが難しいなどの問題を解決することができ、このことは、パワーＬＥＤブラケットの信頼性を改善する。同時に、本実施形態のプロセスで、止まり穴の底部で滑らかな結合が形成されるように、厚い一体化金属層が止まり穴の底部に形成され、それによってＬＥＤ製品の発光率を向上させることができる。
【００４８】
（第２の実施形態）
本出願の第２の実施形態によってパワーＬＥＤブラケットを製造する方法が、図５および６に示されている。
【００４９】
この実施形態の製造ステップは、図５に示された実施形態のプロセス流れ図および図６に示されたプロセスステップの模式図に関連して詳細に説明される。
【００５０】
ステップＳ２１）、両面金属層被覆回路基板を調製するステップ。
【００５１】
両面金属層被覆回路基板２を事前に調製する。回路基板２は、普通絶縁基板２０と、この基板の上表面に被覆された第１の金属層２１と、基板の下表面に被覆された第２の金属層２２とを備える。基板２０の材料について特別の要求はない。基板は、ＰＣＢ板のような普通絶縁板とすることができる。好ましくは、基板は、ガラス繊維布基板（ＦＲ−４）、ＣＥＭ−３（複合エポキシ樹脂材料第３級）基板、またはＣＥＭ−１（複合エポキシ樹脂材料第１級）基板のような安価な材料とすることができる。また、ビスマレイミドトリアジン樹脂（ＢＴ）基板および同様な基材を使用することが好ましい。好ましくは、金属層は、銅層である。
【００５２】
ステップＳ２２）、貫通穴を形成するステップ。
【００５３】
少なくとも１つの貫通穴２３が、機械的プロセス、レーザプロセスまたはエッチングプロセスによって両面金属層被覆回路基板２に形成される（図６Ｂに示されるように）。好ましい解決策では、貫通穴は、Ｍ行×Ｎ列の貫通穴アレイとして形成されて、Ｍ行×Ｎ列の貫通穴２３アレイを持ったブラケット基板を形成することができる（図６に示されず）。他の好ましい解決策では、このステップで、少なくとも１つの小さな電極貫通穴２８１が、貫通穴の２つの側の各側に形成されて、電極の一部を形成する。
【００５４】
ステップＳ２３）、穴壁金属層を設けるステップ。
【００５５】
反射特性を有する金属層２３１が、メッキプロセス、堆積プロセスまたはスクリーン印刷プロセスによって貫通穴２３の内壁に設けられる。小さな電極貫通穴２８１を用いる好ましい解決策では、正電極の一部または負電極の一部を形成するために、金属層が、小さな電極貫通穴の各々の内壁に設けられて、電極導電層２８２を形成する（図６Ｃに示されるように）。
【００５６】
ステップＳ２４）、第１のエッチングを行うステップ。
【００５７】
金属層被覆回路基板の上表面の第１の金属層２１は、残される。金属層被覆回路基板の下表面の第２の金属層２２の大部分は、エッチングプロセスによって除去されて、貫通穴２３の底部の縁を囲繞する金属層２２１が、その後のプロセスで形成されるチップ取付け部の基礎として残される。小さな電極貫通穴を用いる好ましい解決策では、小さな電極貫通穴２８１の各々の底部の縁を囲繞する、第２の金属層２２の金属層２２２が、その後のプロセスで形成される第２の正および負電極層の基礎として残されて、ブラケットの正および負電極層の一部を形成する。
【００５８】
ステップＳ２５）、金属層の厚さを厚くするステップ。
【００５９】
回路基板の下表面の金属層の厚さが、熱溶融プロセス、堆積プロセスまたはメッキプロセスによって厚くされる。貫通穴の底部の金属層が、ＬＥＤチップを支えることができる厚さを有するように、第３の金属層が、第２の金属層の上に一体的に形成されて厚い金属層を形成する。
【００６０】
このステップを実現する１つの好ましい解決策は、金属層の厚さを厚くするために金属箔を設けることである。すなわち、金属箔２４が、両面金属層被覆回路基板２の下表面の両面金属層被覆回路基板２の上に張り合わされて、厚い金属層を形成する。２つのサブステップが含まれる。すなわち、１）金属箔を張り合わせるサブステップであり、接着プロセスによって回路基板の底部に金属箔２４を張り合わせ接着して、図６Ｆに示されるように疑似結合を形成すること含む。２）金属箔を回路基板の底部の金属層と一体的に結合するステップであり、熱溶融プロセス、メッキプロセスまたは堆積プロセスによって金属箔と回路基板の底部の金属層を密接に結合して一体化構造にして厚い金属層を形成することを含む。
【００６１】
上述の好ましい解決策では、金属箔を張り合わせるサブステップは、接着膜２５を介して金属箔２４を両面金属層被覆回路基板２の底部に接着することによって実現することができる。次のサブステップが含まれる。すなわち、Ａ）金属箔２４と両面金属層被覆回路基板２の底部との間に接着膜２５を設けるサブステップ。Ｂ）接着膜２５が溶融して接着特性を有する状態になるまで、接着膜２５を高温で加熱し、次に、金属箔２４と両面金属層被覆回路基板２が互いに物理的に結合して図６Ｆに示される疑似結合を形成するように、金属箔２４を両面金属層被覆回路基板２の底部に張り合わせ接着するサブステップ。小さな電極貫通穴を用いる好ましい解決策では、図６Ｆに示されるような疑似結合が、金属箔２４と回路基板の小さな電極貫通穴２８１の各々の底部の金属層２２２との間にさらに形成される。金属箔と両面金属層被覆回路基板の一体化を実現するために、金属箔を両面金属層被覆回路基板と一体的に結合するステップは、熱溶融プロセス、メッキプロセスまたは堆積プロセスによって、両面金属層被覆回路基板２の貫通穴のまわりの金属層２２１と金属箔２４が密接に結合されて一体化構造になるように実現される。好ましくは、小さな電極貫通穴を用いる解決策では、この解決策は、さらに、金属箔２４と回路基板の小さな電極貫通穴２８１の各々の底部の金属層２２２とを密接に結合して厚い一体化金属層を形成するサブステップを含む（図６Ｅ、６Ｆ、および６Ｇに示されるように）。
【００６２】
本ステップでは、金属箔２４は、金属箔を張り合わせるサブステップの後で、両面金属層被覆回路基板２に物理的に結合されるが、金属箔２４と貫通穴２３の底部の金属層２２１は一体化構造を形成せず、このために、ＬＥＤブラケットが「赤インク試験」のような信頼性試験に合格できないことがあり、さらにＬＥＤブラケットの信頼性および安定性に影響を与えることがある。金属箔２４は、金属箔を両面金属層被覆回路基板と一体的に結合するステップによって、両面金属層被覆回路基板２の底部と密接に結合され、この密接結合は、金属箔と両面金属層被覆回路基板の一体化を達成し、信頼性試験に合格できないという問題を克服し、さらにパワーＬＥＤブラケットの信頼性を高めることができる。さらに、貫通穴の底部は、このステップによって滑らかにすることができ、これによって貫通穴の光反射率を高める。
【００６３】
ステップＳ２６）、第２のエッチングを行うステップ。
【００６４】
エッチングプロセスによって、第１の金属層２１によって第１の回路層２６が形成され、厚い金属層によって第２の回路層２７が形成される。第１の回路層２６は、リード線接続部２６１と、リード線接続部２６１に電気的に接続された第１の正および負電極層２６２とを備える。第２の回路層２７は、チップ取付け部２７１と、チップ取付け部２７１から電気的に絶縁された第２の正および負電極層２７２とを備える。貫通穴２３の底部に位置し貫通穴２３の底部を封止する金属箔２４の部分が、ＬＥＤチップを支えるチップ取付け部２７１として働く。小さな正電極貫通穴および小さな負電極貫通穴（図６Ｈに示されるような）を用いる好ましい解決策では、エッチングプロセスで形成された第２の正および負電極層２７２は、小さな電極貫通穴２８１の底部に位置し小さな電極貫通穴２８１の底部を封止する金属層である。小さな電極貫通穴２８１の各々の内壁の金属層２８２は、第１の正および負電極層２６２ならびに第２の正および負電極層２７２にそれぞれ電気的に接続されて、パワーＬＥＤブラケットの正電極または負電極２８を形成する（図６Ｈに示されるように）。
【００６５】
第１の実施形態と同様に、回路層をメッキする随意選択のステップＳ２６ａ）が、金属層をエッチングするステップの後で行われ、メッキプロセスによって第１の回路層２６、第２の回路層２７、貫通穴２３の底部の金属箔２４の上表面、および貫通穴２３の内壁の金属層２３１の上に金属メッキ層を形成してブラケットのルミナンス輝度および半田濡れ性を高めるステップを含む。金属メッキ層は、銀層、金層、錫層、または他の同様な金属層とすることができる。
【００６６】
第１の実施形態と同様に、カップ状被覆板を取り付ける随意選択のステップＳ２６ａ’）が、金属層をエッチングするステップの後で行われることがある。ステップＳ２６ａ’）の詳細なサブステップは、第１の実施形態で説明された関連内容と同様であり、ここでは説明されない。
【００６７】
上述の２つの随意選択ステップは非必須であるので、他の実施形態では、これら２つのステップの一方または両方が省略されることがある。
【００６８】
ステップＳ２７）、パワーＬＥＤブラケットユニットをパワーＬＥＤブラケット構造から分離するステップであり、上述のステップで形成されたパワーＬＥＤブラケット構造を切断プロセスによって処理して個々のパワーＬＥＤブラケットユニットを得ることを含む。
【００６９】
普通絶縁板は、実施し易くかつ高い歩留り率を達成することができる上述のプロセスで処理される。従来技術と比較して、上述のプロセスは、生産効率を大きく改善し、生産コストを下げることができる。
【００７０】
本実施形態は、いくつかの簡単なプロセスを使用し、これらのプロセスで、貫通穴の金属導電層２３１が両面金属層被覆回路基板２に形成され、さらに厚い一体化金属層が、金属箔を第２の金属層に接着し密接結合を形成した後で形成される。これらのプロセスは、例えば貫通穴の底部の縁と金属層の間にギャップがあることがありこのギャップのせいで「赤インク試験」のような信頼性試験に合格することが難しいなどの問題を解決することができ、このことは、パワーＬＥＤブラケットの信頼性を改善する。同時に、本実施形態のプロセスで、貫通穴の内壁に設けられた金属層は、貫通穴の底部に滑らかな結合が形成されるように貫通穴の底部の厚い金属層と一体化構造を形成し、それによってＬＥＤ製品の発光率を高めることができる。
【００７１】
（第３の実施形態）
本出願によるパワーＬＥＤブラケットが、図７に示されている。パワーＬＥＤブラケットは、両面金属層被覆回路基板を使用するブラケット基板３と、ブラケット基板３に設けられた少なくとも１つの貫通穴３１と、貫通穴３１の２つの側の正および負電極３２と、貫通穴３１の底部のチップ取付け部３５１とを含む。ブラケット基板３は、第１の金属層３３と、第２の金属層３４と、第１の金属層と第２の金属層との間に設けられた絶縁基板とを含む。好ましくは、正および負電極３２の各々は、ブラケット基板３を貫通する少なくとも１つの小さな電極貫通穴３２１を備える。小さな電極貫通穴３２１の各々の内壁には、導電層３２２が設けられるか、導電材料が充填されている（図示せず）。第１の金属層３３は、第１の回路層として形成され、第１の回路層は、金属リード線を半田付けするための、貫通穴３１のまわりのリード線接続部３３１と、貫通穴の２つの側に位置付けされリード線接続部３３１に電気的に接続された第１の正および負電極層３３２とを含む。第２の金属層３４は、第２の回路層として形成され、第２の回路層は、貫通穴３１の底部を囲繞する金属層３４１と、小さな電極貫通穴３２１の各々の底部を囲繞する金属層３４２とを備える。反射特性を有する金属層３１１が、貫通穴３１の内壁に設けられる。金属箔３５が、さらに、ブラケット基板３の底部に設けられ、金属箔３５の一部が、チップ取付け部３５１として働く貫通穴３１の底部を封止している。金属箔３５は、接着膜３６を介してブラケット基板３の底部に接着されて、貫通穴３１の底部で金属層３４１と一体化構造を形成する。金属箔３５は、さらに、チップ取付け部３５１から電気的に絶縁された第２の正および負電極層３５２を含む。電極導電層３２２または導電材料（図示せず）は、第１の正および負電極層３３２および第２の正および負電極層３５２に電気的に接続されている。
【００７２】
（第４の実施形態）
本出願の第２の実施形態によるパワーＬＥＤブラケットが、図８に示されている。本実施形態のパワーＬＥＤブラケットは、ブラケット基板３の上表面に設けられたカップ状被覆板３７をさらに備える点で、第１の実施形態によるパワーＬＥＤブラケットと異なっている。カップ状被覆板３７は、接着膜３６を介してブラケット基板３の上表面に結合され、貫通穴３１の位置に対応するカップ穴３７１をさらに備える。カップ穴３７１の直径は、貫通穴３１の直径よりも大きく、リード線接続部３３１はカップ穴３７１の中に露出し、正および負電極３２はカップ状被覆板３７で覆われている。好ましくは、カップ状被覆板３７のカップ穴３７１は、反射カップ形状または円筒形状であることがあり、本実施形態に限定されない。好ましくは、カップ状被覆板３７の上表面は、コントラスト比を高めるように黒色材料を塗布されていることがある。したがって、この種のパワーＬＥＤブラケットは、特に、屋内または屋外ＬＥＤ表示画面に応用することができる。
【００７３】
（第５の実施形態）
本出願の第３の実施形態によるパワーＬＥＤブラケットが、図９に示されている。このパワーＬＥＤブラケットは、両面金属層被覆回路基板を使用するブラケット基板４と、ブラケット基板４に設けられた少なくとも１つの止まり穴４１と、止まり穴４１の２つの側に位置付けされた正および負電極４２とを備える。ブラケット基板４は、第１の金属層４３と、第２の金属層４４と、第１の金属層と第２の金属層との間に設けられた絶縁基板とを含む。第１の金属層４３は、第１の回路層として形成され、第１の回路層は、金属リード線を半田付けするための、止まり穴４１のまわりのリード線接続部４３１と、止まり穴の２つの側に位置付けされリード線接続部４３１に電気的に接続された第１の正および負電極層４３２とを備える。第２の金属層４４が、第２の回路層として形成され、第２の回路層は、止まり穴４１の底部として働く金属層（チップ取付け部４４１と呼ばれる）と、第２の正および負電極層４４２とを備える。反射特性を有する金属層４１１が、止まり穴４１の内壁に設けられる。チップ取付け部４４１は、第２の正および負電極層４４２から電気的に絶縁されている。好ましくは、正および負電極４２の各々は、第１の金属層４３とブラケットの基板４を貫通する少なくとも１つの小さな電極止まり穴４２１を備える。小さな電極止まり穴４２１の各々の内壁には、電極導電層４２２が設けられるか、導電材料が充填されており（図示せず）、電極導電層４２２または導電材料は、第１の正および負電極層４３２および第２の正および負電極層４４２に電気的に接続されている。
【００７４】
（第６の実施形態）
本出願の第４の実施形態によるパワーＬＥＤブラケットが、図１０に示されている。本実施形態のパワーＬＥＤブラケットは、ブラケット基板４の上表面に設けられたカップ状被覆板４５をさらに備える点で第３の実施形態によるパワーＬＥＤブラケットと異なっている。カップ状被覆板４５は、接着膜４６を介してブラケット基板４の上表面に結合され、また止まり穴４１の位置に対応するカップ穴４５１をさらに備える。カップ穴４５１の直径は、止まり穴４１の直径よりも大きく、リード線接続部４３１がカップ穴４５１の中に露出し、正および負電極４２はカップ状被覆板４５で覆われている。カップ状被覆板４５は、反射カップ形状または円筒形状であることがあり、本実施形態に限定されない。他の実施形態では、カップ状被覆板４５の上表面は、コントラスト比を高めるように黒色材料を塗布されることがある。したがって、この種のパワーＬＥＤブラケットは、特に、屋内または屋外ＬＥＤ表示画面に応用することができる。
【００７５】
要約すると、本出願は、パワーＬＥＤブラケットを製造するための基板として普通絶縁板を使用することで従来技術の技術的な先入観を克服する。本出願は、簡単な処理方法を使用し、高い歩留り率を達成することができる。本出願によって製造された製品は、特有の構造設計、低生産コスト、高い一般的適用性、優れた熱放散効果を有し、広く応用することができ、工業バッチ生産に応用することができる。一言で言えば、本出願は、顕著で有利な効果を達成する。
【符号の説明】
【００７６】
０１  プラスチックケーシング
０２  金属リードフレーム
０３  チップ取付け部
０４  ＬＥＤチップ
０５  電極ピン
０６  基板
０７  反射キャビティ
１  両面金属層被覆回路基板
１０  普通絶縁基板（略して、基板）
１１  第１の金属層
１２  第２の金属層
１３  止まり穴
１３１  金属反射層
１４１  小さな電極止まり穴
１４２  電極導電層
１４  金属箔
１５  厚い金属層
１６  第１の回路層
１６１  リード線接続部
１６２  第１の正および負電極層
１７  第２の回路層
１７１  チップ取付け部
１７２  第２の正および負電極層
２  両面金属層被覆回路基板
２０  普通絶縁基板
２１  第１の金属層
２２  第２の金属層
２２１  貫通穴の底部の縁の金属層
２２２  小さな電極貫通穴の底部の縁の金属層
２３  貫通穴
２３１  金属反射層
２４  金属箔
２５  接着膜
２６  第１の回路層
２６１  リード線接続部
２６２  第１の正および負電極層
２７  第２の回路層
２７１  チップ取付け部
２７２  第２の正および負電極層
２８１  小さな電極貫通穴
２８２  電極導電層
３  ブラケット基板
３１  貫通穴
３１１  穴壁金属層
３２  正および負電極
３２１  小さな電極貫通穴
３２２  電極導電層
３３  第１の金属層
３４  第２の金属層
３４１  貫通穴の底部の金属層
３４２  小さな電極貫通穴の底部の金属層
３５  金属箔
３５１  チップ取付け部
３５２  第２の正および負電極層
３６  接着膜
３７  カップ状被覆板
３７１  カップ穴
４  ブラケット基板
４１  止まり穴
４１１  穴壁金属層
４２  正および負電極
４２１  小さな電極止まり穴
４３  第１の金属層
４３１  リード線接続部
４３２  第１の正および負電極層
４４  第２の金属層
４４１  チップ取付け部
４４２  第２の正および負電極層
４２２  電極導電層
４５  カップ状被覆板
４５１  カップ穴
４６  接着膜
【図１】
2013520807.tif 000003
【図２】
2013520807.tif 000004
【図３】
2013520807.tif 000005
【図４Ａ】
2013520807.tif 000006
【図４Ｂ】
2013520807.tif 000007
【図４Ｃ】
2013520807.tif 000008
【図４Ｄ】
2013520807.tif 000009
【図４Ｅ】
2013520807.tif 000010
【図５】
2013520807.tif 000011
【図６Ａ】
2013520807.tif 000012
【図６Ｂ】
2013520807.tif 000013
【図６Ｃ】
2013520807.tif 000014
【図６Ｄ】
2013520807.tif 000015
【図６Ｅ】
2013520807.tif 000016
【図６Ｆ】
2013520807.tif 000017
【図６Ｇ】
2013520807.tif 000018
【図６Ｈ】
2013520807.tif 000019
【図７】
2013520807.tif 000020
【図８】
2013520807.tif 000021
【図９】
2013520807.tif 000022
【図１０】
2013520807.tif 000023
【国際調査報告】
2013520807.tif 000024
2013520807.tif 000025
2013520807.tif 000026
2013520807.tif 000027