(57)【要約】【課題】ＬＥＤチップの発光効率やＬＥＤ実装基板からの光取り出し効率を高める。【解決手段】金型Ｄが型開き状態、すなわち、両型部１、２が最も離反している状態のとき、両型部１、２間に金属板材４ｓを介装（挿入位置決め）する。次いで、図外加圧駆動手段により、両型部１、２の少なくとも一方を駆動し、金型Ｄを型閉じ状態、すなわち、両型部１、２が最も近接する状態とする。この状態では、押圧凸部２ａにより加圧された金属板材４ｓは、その板厚部分より第１の型部１側に存在する反射面対応部１ｂと反射面肉厚形成部１ｃにより形成される空所を埋めるように膨出してフォーミング加工が行われる。そして、円錐状をなす載置面対応部１ａに対面する部分２ｂの形状により、載置面対応部１ａに接する金属板材４ｓは、その表面状態を維持できず新生面が造出される。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤチップを載置する平坦な載置面と、この載置面の周囲に位置してＬＥＤチップの光を反射させる反射面と、を有するものであって金属板材を金型によるフォーミング加工により形成するＬＥＤチップ取付部材の製造方法において、金型によるフォーミング加工の際、載置面を新生面として造出させるようにすることを特徴とするＬＥＤチップ取付部材の製造方法。
【請求項２】
前記金型は、載置面対応部が突出した形状をなし、これより反射面対応部が連続的に形成され、さらにその周囲に反射面肉厚形成部を有する第１の型部と、平面視において反射面肉厚形成部と略重合する押圧凸部を有し、かつその載置面対応部に対面する部分は中央付近が突出する平面あるいは曲面をなしている第２の型部と、よりなり、両型部間に金属板材を介装し、両型部を所定位置まで近接させフォーミング加工を行う請求項１記載のＬＥＤチップ取付部材の製造方法。
【請求項３】
前記第２の型部は、押圧凸部の載置面対応部に対面する部分が対称軸を有し、この対称軸は載置面対応部に対し直交的に位置している請求項２記載のＬＥＤチップ取付部材の製造方法。
【請求項４】
前記押圧凸部の載置面対応部に対面する部分は、円錐状あるいは角錐状をなしている請求項２または請求項３記載のＬＥＤチップ取付部材の製造方法。
【請求項５】
前記ＬＥＤチップ取付部材は、フォーミング加工を行った後、少なくとも載置面に化学研磨あるいは電解研磨を施すことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のＬＥＤチップ取付部材の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のＬＥＤチップ取付部材の載置部にＬＥＤチップを載置固定し、貫通孔と配線部を設けた絶縁基板をＬＥＤチップが貫通孔から視認し得るようＬＥＤチップ取付部材に積層し、ＬＥＤチップと絶縁基板の配線部を電気的に接続してなることを特徴とするＬＥＤ実装基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）による発光装置に用いるＬＥＤチップ取付部材の製造方法及びそのＬＥＤチップ取付部材を用いたＬＥＤ実装基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のＬＥＤ実装基板として、本願出願人は、図５に示す構成のものを特願平２００１−２５８６８０において提案している。そのＬＥＤ実装基板１０は、ＬＥＤチップ取付部材４と、ＬＥＤチップ５と、絶縁基板６を主要構成部材としている。
【０００３】
ＬＥＤチップ取付部材４は、アルミニウムのような金属板材を金型によるフォーミング加工により形成するものであり、ＬＥＤチップ５を載置する平坦な載置面４ａと、この載置面４ａの周囲に傾斜しながら拡がりＬＥＤチップ５の光を反射させる反射面４ｂと、この反射面４ｂを形成する肉厚部４ｃを有する。絶縁基板６は、平板状をなし、一方の面にＬＥＤチップへ給電するための印刷された配線部６ａを有し、適宜の所定位置に貫通孔６ｂを設けている。
【０００４】
ＬＥＤ実装基板１０は、ＬＥＤチップ取付部材４の載置面４ａにＬＥＤチップ５を載置固定し、次いで、絶縁基板６をＬＥＤチップ５が貫通孔６ｂから視認し得るようＬＥＤチップ取付部材５に積層し、そしてＬＥＤチップ５と絶縁基板６の配線部６ａをボンディングワイヤー７で電気的に接続する。そしてさらに、樹脂８で封止することにより組み立てられる。
【０００５】
このＬＥＤ実装基板１０は、発光装置に用いた場合、ＬＥＤチップ５の点灯によりそれが温度上昇したときに、金属板材製のＬＥＤチップ取付部材４を介して放熱するので温度上昇を抑制してＬＥＤチップ５の発光効率を高め、反射面４ｂにより光が反射してＬＥＤ実装基板からの光取り出し効率を高める。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＬＥＤ実装基板、あるいはこれを用いた発光装置の小型化への対応や光についての効率の向上を考慮した場合、ＬＥＤチップの発光効率やＬＥＤ実装基板からの光取り出し効率をさらに高めることが望ましい。本願出願人は、かかる課題を検討したところ、ＬＥＤチップ取付部材の載置面と反射面の表面粗さ（表面の凹凸の状態）が影響することに着目した。すなわち、表面粗さを向上（凹凸を小さく）すれば、ＬＥＤチップの載置面への接触面積が増加してより放熱性が高められ、反射面では有効な光の反射量が増加し、その結果、ＬＥＤチップの発光効率やＬＥＤ実装基板からの光取り出し効率をさらに高めることができる。
【０００７】
金属材料製の部材の表面粗さを向上させる工法としては、専用特殊設備による超微細切削加工や機械的研磨等があるが、本願が対象とするＬＥＤチップ取付部材の場合、このような工法は切削加工や研磨が困難であったり、設備投資や加工費の点からも実用的ではない。
【０００８】
本発明は、かかる事由に鑑みてなしたものであり、その目的とするところは、金型によるフォーミング加工を改良して表面粗さを向上させられ、もって、ＬＥＤチップの発光効率やＬＥＤ実装基板からの光取り出し効率をさらに高めることができるＬＥＤチップ取付部材の製造方法及びそのＬＥＤチップ取付部材を用いたＬＥＤ実装基板を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明のＬＥＤチップ取付部材の製造方法は、ＬＥＤチップを載置する平坦な載置面と、この載置面の周囲に位置してＬＥＤチップの光を反射させる反射面と、を有するものであって金属板材を金型によるフォーミング加工により形成するものにおいて、金型によるフォーミング加工の際、載置面を新生面として造出させるようにすることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明のＬＥＤチップ取付部材の製造方法は、請求項１において、前記金型は、載置面対応部が突出した形状をなし、これより反射面対応部が連続的に形成され、さらにその周囲に反射面肉厚形成部を有する第１の型部と、平面視において反射面肉厚形成部と略重合する押圧凸部を有し、かつその載置面対応部に対面する部分は中央付近が突出する平面あるいは曲面をなしている第２の型部と、よりなり、両型部間に金属板材を介装し、両型部を所定位置まで近接させフォーミング加工を行うようにしている。
【００１１】
請求項３に係る発明のＬＥＤチップ取付部材の製造方法は、請求項２において、前記第２の型部は、押圧凸部の載置面対応部に対面する部分が対称軸を有し、この対称軸は載置面対応部に対し直交的に位置しているようにしている。
【００１２】
請求項４に係る発明のＬＥＤチップ取付部材の製造方法は、請求項２または請求項３において、前記押圧凸部の載置面対応部に対面する部分は、円錐状あるいは角錐状をなしている。
【００１３】
請求項５に係る発明のＬＥＤチップ取付部材の製造方法は、請求項１乃至請求項４のいずれかにおいて、前記ＬＥＤチップ取付部材は、フォーミング加工を行った後、少なくとも載置面に化学研磨あるいは電解研磨を施すことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に係る発明のＬＥＤ実装基板は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のＬＥＤチップ取付部材の載置部にＬＥＤチップを載置固定し、貫通孔と配線部を設けた絶縁基板をＬＥＤチップが貫通孔から視認し得るようＬＥＤチップ取付部材に積層し、ＬＥＤチップと絶縁基板の配線部を電気的に接続してなることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。まず、ＬＥＤチップ取付部材の製造方法にかかる実施の形態を説明する。図１はＬＥＤチップ取付部材の金型とそれによるフォーミング加工の工程を示す要部断面図である。
【００１６】
フォーミング加工を行う金型Ｄは、図において上方に位置する第１の型部１と、下方に位置する第２の型部２を有してなり、図外ガイドピンにガイドされて型開き状態（材料移送、固定状態）と型閉じ状態（フォーミング加工状態）を繰り返し動作が可能になっている。また、両型部１、２は、タングステンカーバイトを燒結して形成される超鋼材を用いている。なお、図では、フォーミング加工を行うところを１箇所のみ示しているが、発光装置としてＬＥＤを複数用いる場合は、その数に応じた型部１、２を設ける。
【００１７】
第１の型部１は、第２の型部２側に、平坦な載置面対応部１ａが突出した形状をなし、これより反射面対応部１ｂが連続的に形成され、さらにその周囲に反射面肉厚形成部１ｃを有する。これら各部１ａ、１ｂ、１ｃは、具体的には、第１の型部１を第２の型部２側から削り込み、載置面対応部１ａと反射面対応部１ｂを円錐台状に残すように形成する。したがって、反射面肉厚形成部１ｃを最も深く削り込む。この例では、反射面肉厚形成部１ｃの直径（削り込んだ部分の直径）を１．５ｍｍ、反射面対応部１ｂの最大部分の直径を１．１ｍｍ、載置面対応部１ａの直径を０．７ｍｍ、載置面対応部１ａの高さ、すなわち、最も深く削り込んだ部分の深さを０．３ｍｍとしている。そして、少なくとも、載置面対応部１ａと反射面対応部１ｂの表面粗さを０．０８μｍ程度以下としている。１ｄは凹所対応部であり、反射面肉厚形成部１ｃの周囲に、載置面対応部１ａより僅かに突出して形成している。この例では、外側直径２．５ｍｍ、載置面対応部１ａからの突出量を０．１ｍｍとしている。
【００１８】
第２の型部２は、第１の型部１側に、平面視において反射面肉厚形成部１ｃと略重合する押圧凸部２ａを有し、かつその載置面対応部１ａに対面する部分２ｂは中央付近が突出する開き角の大きい円錐状なしている。そして、押圧凸部２ａの載置面対応部１ａに対面する部分２ｂが対称軸Ｌを有し、この対称軸Ｌは載置面対応部１ａに対し直交的に位置している。この例では、押圧凸部２ａの直径を１．５ｍｍ、円錐状をなす載置面対応部１ａに対面する部分２ｂの開き角を１６５°としている。また、円錐状をなす載置面対応部１ａに対面する部分２ｂの高さを０．３ｍｍ程度としている。
【００１９】
ＬＥＤチップ取付部材４を形成する素材は、アルミニウムのような金属板材４ｓを用いる。この例では、表面粗さが１．４μｍ、板厚が０．６ｍｍのアルミニウムの板材を所定の形状に打ち抜いている。
【００２０】
しかして、図１（ａ）に示すように、金型Ｄが型開き状態、すなわち、両型部１、２が最も離反している状態のとき、両型部１、２間に金属板材４ｓを介装（挿入位置決め）する。次いで、図外加圧駆動手段により、両型部１、２の少なくとも一方を駆動し、図１（ｂ）に示すように、金型Ｄを型閉じ状態、すなわち、両型部１、２が最も近接する状態とする。この例では、型締め力、すなわち、金属板材４ｓへの加圧力を５００ｋｇｆ程度としている。
【００２１】
この状態では、押圧凸部２ａにより加圧された金属板材４ｓは、その板厚部分より第１の型部１側に存在する反射面対応部１ｂと反射面肉厚形成部１ｃにより形成される空所を埋めるように膨出してフォーミング加工が行われる。そして、重要なことは、押圧凸部２ａの円錐状をなす載置面対応部１ａに対面する部分２ｂの形状により、載置面対応部１ａに接する金属板材４ｓは、その表面状態を維持できず新生面が造出されることである。すなわち、図１（ｂ）において矢印に示すような金属板材４ｓの材料の流れが生じることにより、金属板材４ｓ内部の材料が表面に露出され、新生面が造出されるのである。そして、その新生面には載置面対応部１ａの表面状態が転写されるのである。その結果、金属板材４ｓはＬＥＤチップ取付部材４となる。
【００２２】
このようにして、ＬＥＤチップ取付部材４は、金型Ｄの各部の寸法に対応して、載置面４ａ、反射面４ｂ、肉厚部４ｃ、凹所４ｄを有するように形成される。
【００２３】
このような新生面の造出を含むフォーミング加工が完了すると、図１（ｃ）に示すように、金型Ｄが型開き状態に戻り、ＬＥＤチップ取付部材４を取り出す。以下、この動作を繰り返すのである。
【００２４】
次に、上記の製造方法により得られた載置面４ａの表面粗さの測定結果を図２に示す。そして、比較の為、フォーミング加工前の金属板材４ｓの表面粗さの測定結果を図３に示す。図２、図３においてｘ軸は載置面４ａ又は金属板材４ｓの表面上での距離を示し、ｙ軸は載置面４ａ又は金属板材４ｓの表面上での高さを示す。フォーミング加工前の金属板材４ｓの表面粗さ、すなわちｙ軸上の最も小さい値と最も大きい値の差は約０．６μｍであったが、上記フォーミング加工後は、表面粗さが約０．３μｍまで向上した。また、フォーミング加工前の金属板材４ｓの表面粗さが約１．４μｍのものを上記の方法で加工したところ、同じく表面粗さが約０．３μｍまで向上した。
【００２５】
また、上記の製造方法により成型した金属板材４の載置面４ａに、電解研磨及び化学研磨を施すことにより、表面粗さはさらに０．１μｍ以下にまで向上した。
【００２６】
そして、図４に示すように、上記の製造により形成されたＬＥＤチップ取付部材４を用いて、ＬＥＤ実装基板１０は、ＬＥＤチップ取付部材４の載置面４ａにＬＥＤチップ５を載置固定し、次いで、絶縁基板６をＬＥＤチップ５が貫通孔６ｂから視認し得るようＬＥＤチップ取付部材５に積層し、そして、ＬＥＤチップ５と絶縁基板６の配線部６ａをボンディングワイヤー７で電気的に接続する。そしてさらに、樹脂８で封止することにより組み立てられる。
【００２７】
このＬＥＤ実装基板１０は、発光装置に用いた場合、ＬＥＤチップ５の点灯によりそれが温度上昇したときに、ＬＥＤチップ５の熱は金属板材製のＬＥＤチップ取付部材４を介して放熱する。この場合、上記の製造方法により表面粗さが約０．６μｍから約０．３μｍに向上したので、ＬＥＤチップ５の載置面への接触面積が増加する。これにより、放熱量が増加し、ＬＥＤチップ５の温度上昇を抑制してＬＥＤチップ５の発光効率を高め、反射面４ｂにより光が反射してＬＥＤ実装基板からの光取り出し効率を高めることができる。
【００２８】
なお、本実施形態では、前記押圧凸部２ａの載置面対応部に対面する部分２ｂが、円錐状のものを用いたが、角錐状のものであってもよい。また、金属板材４ｓは、厚み０．６ｍｍ、表面粗さ１．４μｍのアルミニウムの板材を用いたが、板材の種類や厚み、表面粗度はこれに限定されるものではない。また、上記金型Ｄの寸法についても、上記のものに限られるものではない。さらに、第１の型部１は凹所対応部１ｄを有する。これは、金型Ｄを型閉状態にしたときに金属板材４ｓの内部材料が反射面肉厚形成部１ｃよりも外周方向に移動することを防止するためのものであるが、このものが存在しなくても、上記加工をすることは可能である。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１に係る発明のＬＥＤチップ取付部材の製造方法は、ＬＥＤチップを載置する平坦な載置面と、この載置面の周囲に位置してＬＥＤチップの光を反射させる反射面と、を有するものであって金属板材を金型によるフォーミング加工により形成するものにおいて、金型によるフォーミング加工の際、載置面を新生面として造出させるようにしたので、載置面の表面粗さが向上し、ＬＥＤチップの載置面への接触面積が増加する。これによりＬＥＤチップの放熱性を高めることができる。
【００３０】
請求項２に係る発明のＬＥＤチップ取付部材の製造方法は、請求項１において、前記金型は、載置面対応部が突出した形状をなし、これより反射面対応部が連続的に形成され、さらにその周囲に反射面肉厚形成部を有する第１の型部と、平面視において反射面肉厚形成部と略重合する押圧凸部を有し、かつその載置面対応部に対面する部分は中央付近が突出する平面あるいは曲面をなしている第２の型部と、よりなり、両型部間に金属板材を介装し、両型部を所定位置まで近接させフォーミング加工を行うようにしたので、載置面対応部に対面する部分は中央付近が突出する平面あるいは曲面の形状により、載置面対応部に接する金属板材は、その表面状態を維持できず新生面が造出され、その新生面には載置面対応部の表面状態が転写される。
【００３１】
請求項３に係る発明のＬＥＤチップ取付部材の製造方法は、請求項２において、前記第２の型部は、押圧凸部の載置面対応部に対面する部分が対称軸を有し、この対称軸は載置面対応部に対し直交的に位置しているようにしているので、
金属板材の内部の材料がより均一に表面に露出しやすくなる。これにより、表面粗さの揃った新生面が造出され易くなるのである。
【００３２】
請求項４に係る発明のＬＥＤチップ取付部材の製造方法は、請求項２または請求項３において、前記押圧凸部の載置面対応部に対面する部分は、円錐状あるいは角錐状をなしているので、載置面において金属板材の内部の材料がより表面に露出しやすくなる。これにより、より新生面が造出され易くなり、載置面の表面粗さをより向上させることができる。
【００３３】
請求項５に係る発明のＬＥＤチップ取付部材の製造方法は、請求項１乃至請求項４のいずれかにおいて、前記ＬＥＤチップ取付部材は、フォーミング加工を行った後、少なくとも載置面に化学研磨あるいは電解研磨を施すようにしたので、請求項１乃至請求項４のいずれかよりもさらに表面粗さが向上する。
【００３４】
請求項６に係る発明のＬＥＤ実装基板は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のＬＥＤチップ取付部材の載置部にＬＥＤチップを載置固定し、貫通孔と配線部を設けた絶縁基板をＬＥＤチップが貫通孔から視認し得るようＬＥＤチップ取付部材に積層し、ＬＥＤチップと絶縁基板の配線部を電気的に接続してなるようにしたので、表面粗さが向上した載置面とＬＥＤチップとの接触面積が増加して放熱性が高められる。これによって、反射面では有効な光の反射量が増加し、その結果、ＬＥＤチップの発光効率やＬＥＤ実装基板からの光取り出し効率をさらに高める発光装置を提供することができる
【図面の簡単な説明】
【図１】ＬＥＤチップ取付部材の金型とそれによるフォーミング加工の工程を示す要部断面図である。
【図２】載置面４ａの表面粗さの測定結果を示す図である。
【図３】フォーミング加工前の金属板材４ｓの表面粗さの測定結果を示す図である。
【図４】本実施形態でのＬＥＤ実装基板を示す図である。
【図５】従来のＬＥＤ実装基板を示す図である。
【符号の説明】
１　第１の型部
１ａ　載置面対応部
１ｂ　反射面対応部
１ｃ　反射面肉厚形成部
１ｄ　凹所対応部
２　第２の型部
２ａ　押圧凸部
２ｂ　載置面対応部１ａに対面する部分
４　ＬＥＤチップ取付部材
４ａ　載置面
４ｂ　反射面
４ｃ　肉厚部
４ｓ　金属板材
４ｄ　凹所
５　ＬＥＤチップ
６　絶縁基板
６ａ　配線部
６ｂ　貫通孔
７　ボンディングワイヤー
８　樹脂
１０　ＬＥＤ実装基板
Ｄ　金型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004087796.tif 000006
【図５】
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