(57)【要約】【課題】厚さが比較的に薄い上、製造の工程が少なく、コストも安いＬＥＤダイ搭載用プリント基板及びその製造方法を提供する。【解決手段】その上面に複数のＬＥＤダイ（５）を搭載する複数の平底カップ形穴が形成してあるプリント基板であって、略平板状の第１の基板（２）と第２の基板（３）とからなっており、前記第１の基板（２）は、上下２面（２１，２２）があり、且つ、それらの直径が該上面から該下面へとスムーズに縮むように前記上下２面（２１，２２）を貫通した複数のカップ形通孔（２３）を有しており、前記第２の基板（３）は、プリント回路（３３）が形成してある上、その上面（３１）で前記第１の基板（２）の下面（２２）に貼り付けられて前記各カップ形通孔（２３）の平底を形成しており、また、前記第２の基板（３）上の前記各平底カップ形穴の平底としている面に、前記プリント回路（３３）と電気的に接続している電気接続パッド（３４）が少なくとも一つ設けられている。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
その上面に複数のＬＥＤダイを搭載する複数の平底カップ形穴が形成してあるプリント基板であって、
略平板状の第１の基板と第２の基板とからなっており、
前記第１の基板は、上下２面があり、且つ、それらの直径が該上面から該下面へとスムーズに縮むように前記上下２面を貫通した複数のカップ形通孔を有しており、
前記第２の基板は、プリント回路が形成してある上、その上面で前記第１の基板の下面に貼り付けられて前記各カップ形通孔の平底を形成しており、
また、前記第２の基板上の前記各平底カップ形穴の平底としている面に、前記プリント回路と電気的に接続している電気接続パッドが少なくとも一つ設けられていることを特徴とするＬＥＤダイ搭載用プリント基板。
【請求項２】
前記第２の基板は、粘着剤により前記第１の基板の下面に貼り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤダイ搭載用プリント基板。
【請求項３】
前記複数のカップ形通孔の内周面には、それぞれ、反射層が被覆されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤダイ搭載用プリント基板。
【請求項４】
前記第１の基板は、導電材料からなったことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤダイ搭載用プリント基板。
【請求項５】
前記プリント回路は、前記第２の基板の下面に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤダイ搭載用プリント基板。
【請求項６】
前記導電材料として、導電性プラスチックが使用されたことを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤダイ搭載用プリント基板。
【請求項７】
前記導電材料として、金属材が使用されたことを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤダイ搭載用プリント基板。
【請求項８】
前記粘着剤として、導電性があるものが使用されていることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤダイ搭載用プリント基板。
【請求項９】
その上面に複数のＬＥＤダイを搭載する複数の平底カップ形穴が形成してあるプリント基板を製造する製造方法であって、
それらの直径が該基板の上面から該下面へとスムーズに縮むように基板の上下２面を貫通した複数のカップ形通孔を有するように、第１の基板を形成する第１の基板の形成工程と、
プリント回路を有し、且つ、その上下２面中の一面に、それぞれが前記プリント回路と電気的に接続しており、且つ、少なくとも一つからグループになって前記複数のカップ形通孔の対応位置の一つに配置されている複数の電気接続パッドを有するように、第２の基板を形成する第２の基板の形成工程と、
前記第２の基板を、前記複数の電気接続パッドを有する面が上へ向く姿勢で前記第１の基板の下面に貼り付ける貼付け工程とからなることを特徴とするＬＥＤダイ搭載用プリント基板の製造方法。
【請求項１０】
前記第１の基板の形成工程は、プラスチック材を前記第１の基板の構成材料とすることを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤダイ搭載用プリント基板の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の基板の形成工程は、導電性プラスチック材を第１の基板の構成材料として射出成型法により行うことを特徴とする請求項１０に記載のＬＥＤダイ搭載用プリント基板の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の基板の形成工程は、金属板を第１の基板の構成材料としてプレス鍛造法により行うことを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤダイ搭載用プリント基板の製造方法。
【請求項１３】
前記貼付け工程の後に、複数のＬＥＤダイをそれぞれ前記複数の平底カップ形穴内の複数の電気接続パッドの上面に搭載するＬＥＤダイ搭載工程を更に有することを特徴とする請求項９〜１２に記載のＬＥＤダイ搭載用プリント基板の製造方法。
【請求項１４】
前記第１の基板の形成工程と前記第２の基板の形成工程との間に、前記第１の基板の各カップ形通孔の内周面に反射層を被覆する反射層被覆工程を更に有することを特徴とする請求項９〜１２に記載のＬＥＤダイ搭載用プリント基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＥＤダイ搭載用プリント基板及びその製造方法に関し、特に交通信号灯系列製品または戸外表示看板系列製品に応用され得るＬＥＤダイ搭載用プリント基板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＬＥＤダイ搭載用プリント基板１は、図１に示すように、絶縁基板１１の上面に、複数の平底カップ形穴１２とプリント回路１３とを形成してなる。プリント基板１を使用してＬＥＤを製造する時、図２に示すように、まず、各平底カップ形穴１２の平底上に必要数のＬＥＤダイ１４を搭載し、そして、ワイヤボンディング法により導線１５で各ＬＥＤダイ１４を前記プリント回路１３と接続し、最後に、封止用樹脂１６で半球状突出となるように各平底カップ形穴１２を補填すると共に基板全面を被覆封止し、ＬＥＤを完成する。前記プリント基板１を使用して製造したＬＥＤは、前記カップ形穴１２の底面が平たく、内周面が弓なりの碗状になるので、ＬＥＤダイ１４の散熱性が良いのみならず、ＬＥＤダイ１４からの発光を均一に反射投光することもできる。また、同一の平底カップ形穴１２内に２のカラーが異なるＬＥＤダイを搭載する場合、光の混合効果も良い。
【０００３】
前記従来のプリント基板１は上記の利点を有するが、コストがかなり高いばかりでなく、その製造工程も多くて製品の歩留まりが低いという欠点がある。それは、前記プリント回路の形成の外に、前記平底カップ形穴１２の形成に限って、その底面の平たさと全面の滑らかさを確保するために、ＣＮＣ（コンピュータ）ドリル及び他の特殊なフライスを使用する上、３回以上の穴開け、切削、掘削、砂吹き付け、ポリシング、電気メッキなど一連の複雑な工程を必要とするからである。また、製造過程に使用する刃物などの工具も、定期に取り換えられる必要があるので、コストが一層に高まる。この外、切削及び掘削中の刃物による基板破損を避けるために、前記絶縁基板１１としてより厚くてコストの高いものが使用されざるを得ないという欠点もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記に鑑みて、本発明の第１の目的は、厚さが比較的に薄いＬＥＤダイ搭載用プリント基板及びその製造方法を提供しようとすることにある。
【０００５】
本発明の第２の目的は、製造の工程が少なく、コストも安いＬＥＤダイ搭載用プリント基板及びその製造方法を提供しようとすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、発明者は、まず、その上面に複数のＬＥＤダイを搭載する複数の平底カップ形穴が形成してあるプリント基板であって、略平板状の第１の基板と第２の基板とからなっており、前記第１の基板は、上下２面があり、且つ、それらの直径が該上面から該下面へとスムーズに縮むように前記上下２面を貫通した複数のカップ形通孔を有しており、前記第２の基板は、プリント回路が形成してある上、その上面で前記第１の基板の下面に貼り付けられて前記各カップ形通孔の平底を形成しており、また、前記第２の基板上の前記各平底カップ形穴の平底としている面に、前記プリント回路と電気的に接続している電気接続パッドが少なくとも一つ設けられていることを特徴とするＬＥＤダイ搭載用プリント基板を提供する。
【０００７】
この構成のプリント基板における第２の基板は、前記第１の基板と別体として、それを支持すると共に、前記各カップ形穴の平底を自然に形成しているため、前記第１の基板上における前記複数のカップ形通孔の形成時に、従来の掘削法を援用しても、前記第２の基板を突破したり破裂させたりする恐れがないので、前記第２の基板として前記第１の基板を支持しさえすれば良い、薄いものを使用することができる。従って、組立完成後のＬＥＤダイ搭載用プリント基板の厚さは、従来のＬＥＤダイ搭載用プリント基板より遥かに薄い。その外、前記各カップ形穴の平底は、前記のように、第２の基板自体からなっているため、従来と類似する製造方法を採用しても、平底そのものの加工工程を省略できるので、工程数を低減させることができる。
【０００８】
そして、上記プリント基板に基づいて、発明者は、更に、ＬＥＤダイ搭載用プリント基板の製造方法を提供する。このＬＥＤダイ搭載用プリント基板の製造方法は、その上面に複数のＬＥＤダイを搭載する複数の平底カップ形穴が形成してあるプリント基板を製造する製造方法であって、それらの直径が該基板の上面から該下面へとスムーズに縮むように基板の上下２面を貫通した複数のカップ形通孔を有するように、第１の基板を形成する第１の基板の形成工程と、プリント回路を有し、且つ、その上下２面中の一面に、それぞれが前記プリント回路と電気的に接続しており、且つ、少なくとも一つからグループになって前記複数のカップ形通孔の対応位置の一つに配置されている複数の電気接続パッドを有するように、第２の基板を形成する第２の基板の形成工程と、前記第２の基板を、前記複数の電気接続パッドを有する面が上へ向く姿勢で前記第１の基板の下面に貼り付ける貼付け工程とからなる。
【０００９】
即ち、上記工程数の少ない方法により、本発明の、従来より遥かに薄いＬＥＤダイ搭載用プリント基板が製造されうる。
【００１０】
そして、前記製造方法における第１の基板の形成工程は、導電性プラスチック材を第１の基板の構成材料とする場合、射出成型法により行えば良く、金属板を第１の基板の構成材料とする場合、プレス鍛造法により行えば良い。それにより、製造方法が簡素化できるので、工程数が大幅に減る、歩留まりもそれに伴って高まることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のＬＥＤダイ搭載用プリント基板及びその製造方法の好ましい実施形態を詳しく説明する。なお、以下の説明においては、そのサイズに拘わらず、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一の符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１２】
本発明のＬＥＤダイ搭載用プリント基板は、その上面に複数のＬＥＤダイを搭載する複数の平底カップ形穴が形成してあるものである。図３は、本発明のＬＥＤダイ搭載用プリント基板の第１の実施形態を示している分解斜視図である。図４は、該第１の実施形態の組立完成後の一部拡大断面図である。図３及び図４に示しているように、本発明のＬＥＤダイ搭載用プリント基板は、略平板状の第１の基板２と第２の基板３とからなっている。第１の基板２は、例えば導電性プラスチックまたは金属材などの導電材料からなっている。更に詳しく説明すると、第１の基板２は、上下２面２１，２２があり、且つ、それらの直径が上面２１から下面２２へとスムーズに縮むように上下２面２１，２２を貫通した複数のカップ形通孔２３を有している。第２の基板３は、導電性の粘着剤４により第１の基板２の下面２２に貼り付けられて各カップ形通孔２３の平底を形成している。更に詳しく説明すると、第２の基板３としては、その層毎に片面だけまたは二面ともプリント回路３３が形成してある通常の単層或いは多層プリント基板（フレキシブル基板を使用してもよい）が使用されている。本実施形態では、第２の基板３としては、上下２面３１，３２がある絶縁基板の下面３２にプリント回路３３が形成してあり、絶縁基板の上面３１にそれぞれプリント回路３３と電気的に接続している複数の電気接続パッド３４が形成してあるものを使用している。
【００１３】
また、本実施形態において、複数の電気接続パッド３４の数及び設置箇所は、第１の基板２の複数のカップ形通孔２３の数及び設置箇所と対応するように配置されているので、第２の基板３を第１の基板２の下面２２に貼り付けると、各カップ形穴の平底として複数のカップ形通孔２３と合わせて複数の平底カップ形穴を形成すると共に、第２の基板３上の各平底カップ形穴２３の平底としている面に、それぞれ一つの電気接続パッド３４があるようになる。また、形成後のプリント基板における導電性のある第１の基板２は、導電性のある粘着剤４を介してプリント回路３３における接地回路と接続している。
【００１４】
上記プリント基板を使用してＬＥＤを製造しようとする場合、図５に示しているように、まず、複数のＬＥＤダイ５をそれぞれ複数の平底カップ形穴内の複数の電気接続パッド３４の上面に搭載し、そして、ワイヤボンディング法により導線５１で複数のＬＥＤダイ５を導電性の第１の基板２と接続し、最後に、封止用樹脂で基板全面を被覆封止し（この部分は図示せず）、ＬＥＤを完成することができる。
【００１５】
以下、図６を参照しながら前記第１の実施形態のＬＥＤダイ搭載用プリント基板の製造方法を詳しく説明する。該製造方法は、複数のカップ形通孔２３を有するように、第１の基板２を形成する第１の基板の形成工程６１と、その上下２面（３１，３２）中の下面３２にプリント回路３３を有し、上面３１にそれぞれがプリント回路３３と電気的に接続しており、且つ複数のカップ形通孔２３と対応する位置に配置されている複数の電気接続パッド３４を有するように、第２の基板３を形成する第２の基板の形成工程６２と、第２の基板３を、導電性の粘着剤４により複数の電気接続パッド３４を有する面が上へ向く姿勢で第１の基板２の下面２２に貼り付ける貼付け工程６３と、複数のＬＥＤダイ５をそれぞれ複数の平底カップ形穴内の複数の電気接続パッド３４の上面に搭載するＬＥＤダイ搭載工程６４とからなる。
【００１６】
更に詳しく説明すると、第１の基板の形成工程６１は、本実施形態において、射出成型法またはプレス鍛造法により行われる。射出成型法により行う場合、例えば金属化エポキシ樹脂などの導電性プラスチック材（金属化プラスチック材）を射出材料とすることができる。プレス鍛造法により行う場合、金または銀などの金属板をプレス鍛造材料とすることができる。射出成型法及びプレス鍛造法は周知の技術であるので、ここにその設備、成形用金型、及び加工条件などについての説明を省略する。また、この実施形態において、貼付け工程６３はまず第２の基板３の上面３１に粘着剤４を被覆してから行われる。粘着剤４の上面３１への被覆は、スパッタリングにより行われる。前記スパッタリングは、上面３１に予め複数の電気接続パッド３４をマスクした後行われる。そして、前記スパッタ材は粘着性及び導電性があるものが使われる。粘着剤４が第２の基板３の上面３１に被覆された後、加熱により第１の基板２と第２の基板３とを一体に結合させる。
【００１７】
前記実施形態において、一つの平底カップ形穴内に一つのＬＥＤダイ５を搭載しているものを例として説明するが、それに限らず、同一の平底カップ形穴内に複数のＬＥＤダイ５を搭載してもよい。特に、この複数のＬＥＤダイが異なるカラーを有する場合、光の混合効果があるので、利用性がかなり高い。また、前記実施形態において、プリント回路３３は第２の基板３の下面に形成されているが、それに限らず、例えば、第２の基板３として多層プリント基板を使用する時、プリント回路３３が該基板内にあることも可能である。
【００１８】
そして、図７は、本発明のＬＥＤダイ搭載用プリント基板の第２の実施形態における第１の基板の斜視図である。この第２の実施形態の前記第１の実施形態と異なる点は、第１の基板２の複数のカップ形通孔２３の内周面にそれぞれ、金または銀からなる反射層２４が被覆されていることにある。それにより、光の反射率を一層に向上させることができる。上記に基づいて、第１の基板の形成工程６１と第２の基板の形成工程６２との間に、第１の基板２の各カップ形通孔２３の内周面に反射層２４を被覆する反射層被覆工程を更に有する。該反射層被覆工程は、物理蒸着（ＰＶＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）及びプラズマＣＶＤなどの被覆技術により行うことができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明のＬＥＤダイ搭載用プリント基板は、従来と異なり、第１と第２の基板との２基板からなり、且つ前記第２の基板は前記第１の基板を支持すると共に、前記各カップ形穴の平底を自然に形成しているため、前記第１の基板上における前記複数のカップ形通孔の形成時に、従来の掘削法を援用しても、前記第２の基板を突破したり破裂させたりする恐れがないので、前記第２の基板として前記第１の基板を支持しさえすれば良い、薄いものを使用することができる。従って、組立完成後のＬＥＤダイ搭載用プリント基板の厚さは、従来のＬＥＤダイ搭載用プリント基板より遥かに薄い。その外、前記各カップ形穴の平底は、前記のように、第２の基板自体からなっているため、従来と類似する製造方法を採用しても、平底そのものの加工工程を省略できるので、工程数を低減させることができる。
【００２０】
また、前記２の実施形態において、本発明のＬＥＤダイ搭載用プリント基板における第１の基板は、射出成型法またはプレス鍛造法を採用して製造する。射出成型法及びプレス鍛造法は、いずれも、工程数が少なく、大量生産に役立つ技術であり、且つ、掘削及び切削などの歩留まりが悪い方法を採用しないので、コストを大幅に低減することができる。
【００２１】
以上説明した実施の形態は、あくまでも本発明の技術的内容を明らかにする意図のものにおいてなされたものであり、本発明はそうした具体例に限定して狭義に解釈されるものではなく、本発明の精神とクレームに述べられた範囲で、いろいろと変更して実施できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＬＥＤダイ搭載用プリント基板の斜視図である。
【図２】従来のＬＥＤダイ搭載用プリント基板を使用して製造したＬＥＤの一部拡大断面図である。
【図３】本発明のＬＥＤダイ搭載用プリント基板の第１の実施形態の分解斜視図である。
【図４】前記実施形態の組立完成後の断面図である。
【図５】前記第１の実施形態のプリント基板を使用してＬＥＤを製造する中間過程時の断面図である。
【図６】前記第１の実施形態の製造方法のフロチャートである。
【図７】本発明のＬＥＤダイ搭載用プリント基板の第２の実施形態における第１の基板の斜視図である。
【符号の説明】
２    第１の基板
２１    上面
２２    下面
２３    カップ形通孔
２４    反射層
３    第２の基板
３１    上面
３２    下面
３３    プリント回路
３４    電気接続パッド
４    粘着剤
５    ＬＥＤダイ
５１    導線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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