(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ配置用及びワイヤボンド用パッドからなるＬＥＤ用パッドを基材上面に形成した基板と、前記チップ配置用パッドに配置されて前記ワイヤボンド用パッドにワイヤボンド線を介して接続されるＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップをモ−ルドする透光性樹脂を備えるＬＥＤ光源において、前記基板上面の前記ＬＥＤ用パッドとその周囲の配線パターン間に前記基材が露出する所定幅の間隔を設けることによって前記ＬＥＤ用パッドを囲むように環状の凹部を設け、この環状の凹部よりも内側のパッドあるいは外側の配線パターンの上に位置して撥油性被膜を設けたことを特徴とするＬＥＤ光源。
【請求項２】
チップ配置用及びワイヤボンド用パッドからなるＬＥＤ用パッドを基材上面に形成した基板と、前記チップ配置用パッドに配置されて前記ワイヤボンド用パッドにワイヤボンド線を介して接続されるＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップをモ−ルドする透光性樹脂を備えるＬＥＤ光源において、前記ＬＥＤ用パッドを囲むように前記基材が露出する所定幅の間隔を設けることによって前記基板上面に環状の凹部を設け、この凹部内に撥油性被膜を設けたことを特徴とするＬＥＤ光源。
【請求項３】
基材上面にチップ配置用及びワイヤボンド用パッドからなり周囲に前記基材が露出する所定幅の間隔を設けることによって環状の凹部を有するＬＥＤ用パッドを形成した基板を準備する工程と、前記環状の凹部内に撥油性被膜をメッシュ版あるいはメタル版を用いて設ける工程と、前記被膜が形成された前記基板の前記チップ配置用パッドにＬＥＤチップを固定して前記ワイヤボンド用パッドにワイヤボンド線を接続する工程と、前記撥油性被膜によって規定される領域内に前記ＬＥＤチップを埋めるように流動状態の樹脂を配置し、該樹脂を硬化させる工程を備えることを特徴とするＬＥＤ光源の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上面に配置したＬＥＤチップを透光性樹脂によってモ−ルドしたＬＥＤ光源、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光源の小型化要求に伴って、既製の樹脂モールドＬＥＤランプに代わり、基板に直接ＬＥＤチップを配置してそれを透光性樹脂によってモ−ルドしたＬＥＤ光源が提案され、実用化されている。
【０００３】
この種のＬＥＤ光源においては、ＬＥＤチップを樹脂モ−ルドするため、流動状態の樹脂を基板に直接所定量滴下させ、この流動状態の樹脂を硬化させる手法が用いられている。ところが、基板上面は前記樹脂となじみが良いので、滴下された流動状態の樹脂が基板表面に沿って広がりやすく、樹脂形状を一様にできない、樹脂の厚みを厚くできないなどの問題があった。このような点を考慮し、本願出願人は、ＬＥＤ用パッドの全周を囲む溝を形成し、この溝との境界部分における表面張力によって樹脂の流れを規制する手法（特許文献１）を開発し、ある程度の改善を行うことができた。しかしながら、光学特性の向上とワイヤボンド線の安定的な埋没を図るために、樹脂の高さを更に高めるべく滴下する樹脂量を多くしたところ、パッドと溝の境界部分の表面張力を越える力が作用し、樹脂の流れ出しが発生する個所が現れた。そして、樹脂の流れ出しが生じた個所においては、逆に樹脂の高さが低くなり、光学特性の不均一化、ワイヤボンド線の露出の要因になることが分かった。
【０００４】
【特許文献１】
特願平７−１５１８２３号（特開平９−６２５９号公報）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記の点を考慮し、光学特性の均一化、ワイヤボンド線の露出防止を図ったＬＥＤ光源を提供することを主な課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のＬＥＤ光源は、チップ配置用及びワイヤボンド用パッドからなるＬＥＤ用パッドを基材上面に形成した基板と、前記チップ配置用パッドに配置されて前記ワイヤボンド用パッドにワイヤボンド線を介して接続されるＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップをモ−ルドする透光性樹脂を備えるＬＥＤ光源において、前記基板上面の前記ＬＥＤ用パッドとその周囲の配線パターン間に前記基材が露出する所定幅の間隔を設けることによって前記ＬＥＤ用パッドを囲むように環状の凹部を設け、この環状の凹部よりも内側のパッドあるいは外側の配線パターンの上に位置して撥油性被膜を設けたことを特徴とする。
【０００７】
本発明のＬＥＤ光源は、チップ配置用及びワイヤボンド用パッドからなるＬＥＤ用パッドを基材上面に形成した基板と、前記チップ配置用パッドに配置されて前記ワイヤボンド用パッドにワイヤボンド線を介して接続されるＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップをモ−ルドする透光性樹脂を備えるＬＥＤ光源において、前記ＬＥＤ用パッドを囲むように前記基材が露出する所定幅の間隔を設けることによって前記基板上面に環状の凹部を設け、この凹部内に撥油性被膜を設けたことを特徴とする。
【０００８】
本発明のＬＥＤ光源の製造方法は、基材上面にチップ配置用及びワイヤボンド用パッドからなり周囲に前記基材が露出する所定幅の間隔を設けることによって環状の凹部を有するＬＥＤ用パッドを形成した基板を準備する工程と、前記環状の凹部内に撥油性被膜をメッシュ版あるいはメタル版を用いて設ける工程と、前記被膜が形成された前記基板の前記チップ配置用パッドにＬＥＤチップを固定して前記ワイヤボンド用パッドにワイヤボンド線を接続する工程と、前記撥油性被膜によって規定される領域内に前記ＬＥＤチップを埋めるように流動状態の樹脂を配置し、該樹脂を硬化させる工程を備えることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を図１に示す線状のＬＥＤ光源１に適用した場合を例にとって説明する。このＬＥＤ光源１は、基板２の上面に複数のＬＥＤ発光部３を直線的に配置して構成している。
【００１０】
まず基板２の構造、並びにその製造手順について図２〜図４を参照して説明する。基板２は、ガラスエポキシ等の長尺基材２１の表面に銅箔が形成されたものが用意され、それをエッチング処理することにより、複数のＬＥＤ用パッド２２とこれらを接続する配線パターン２３を導電パターンとして備えて構成される。各ＬＥＤ用パッド２２は、それぞれが半円形状を成すチップ配置用のパッド２２ａとワイヤボンド用のパッド２２ｂを備え、全体が円ないし楕円形状を成している。このＬＥＤ用パッド２２の周囲を凹部２４が環状に囲むように、ＬＥＤ用パッド２２とその周囲に位置する配線パターン２３の間には、基材２１が露出する所定幅の間隔が設けられている。
【００１１】
次に、上記の基板２は、その表面の光反射性を高めるために、図３に示すように、チップ配置用のパッド２２ａとワイヤボンド用のパッド２２ｂの必要部分、その他の回路素子配置に必要な部分のみを露出させ、残りの大部分を絶縁性を有する白色系のレジスト膜２５によって被覆する処理が施される。このレジスト膜２５によって被覆されない導電パターン部分は、必要に応じてメッキ処理を施すことが望ましい。
【００１２】
このように基板２を準備し、次にこの基板２の表面にＬＥＤ用パッド２２を囲むように撥油性被膜２６を形成する。撥油性被膜２６は、撥油剤の撥油性を粒状に滴下されたｎ−ヘキサデカンの接触角度で表す（撥水剤の撥水性を水滴の接触角度で表すのと同様）場合に、その接触角度がより大きい、すなわち撥油性の高い材料が選択して用いられる。尚、前記白色系のレジスト膜２５や、導電パターンの撥油性を前記接触角度で表すと、材料にもよるが概ね１０度以下であり撥油性は低い。この例では、撥油性被膜２６として前記接触角度が３０度以上であるシリコンを主成分とする白色シリコン樹脂を用いている。このシリコン樹脂を例えばメッシュ版を用いたスクリーン印刷によって前記導電パターン部分の厚みと略同じ３０μｍ前後の厚みとなるように形成し、前記凹部２４内に収まるように配置している。このように撥油性被膜２６をメッシュ版を用いたスクリーン印刷によって形成する場合は、撥油性被膜２６の幅を狭くしすぎると目詰まりの要因になりやすいので、撥油性被膜２６の幅は、０．３ｍｍ以上に設定するのが好ましく、より好ましくは、０．５ｍｍ前後に設定するのがよい。
【００１３】
次に、ＬＥＤ発光部３の構造、並びにその製造手順について図４、図５を参照して説明する。図３に示す状態の基板２を用意し、この基板２に一辺が０．３ｍｍ前後の立方体形状をしたＬＥＤチップ３１の固定とワイヤボンド配線を行う。すなわち、各ＬＥＤ用パッド２２のチップ配置用パッド２２ａにＬＥＤチップ３１を導電性接着剤を介して接着固定する。次いで各ＬＥＤチップ３１とワイヤボンド用パッド２２ｂの間にワイヤボンド線３２をワイヤボンド接続する。図４はこの状態を示している。ＬＥＤチップ３１に接続されたワイヤボンド線３２の頂上部分の高さは基板２表面から０．７ｍｍ前後となる。
【００１４】
引き続き図４、図５を参照して硬化時に透光性を有する樹脂３３によるＬＥＤチップ３１の樹脂モールドについて説明する。流動状態にある透光性樹脂３３をＬＥＤチップ３１の上から所定量滴下させると、樹脂３３はその流動性によって四方に拡がっていくが、その裾野部分が環状の撥油性被膜２６に達すると、撥油性被膜２６によってその拡がりが阻止される。透光性樹脂３３は、例えばエポキシ系の樹脂等を油性の溶媒に溶かされ形成されるので、撥油性被膜２６と接触すると、撥油性被膜２６にはじかれて撥油性被膜２６と接触する面積を小さくするような力、すなわち樹脂３３の表面張力を大きくする力が作用し、樹脂３３の拡がりが阻止される。その結果、撥油性被膜２６によって裾野部分の拡がりが規制された樹脂３３は、その拡がりが高さ方向に向けられ、厚みを厚くすることができる。
【００１５】
従来構造における樹脂の厚みは１ｍｍ程度が限度であったのに対して、従来と同一条件下で厚さが３０μ前後と極めて薄い撥油性被膜２６を追加するのみで、樹脂３３の厚みを最高でその４倍の４ｍｍ以上にすることができることを確認した。しかしながら、樹脂３３の厚みを必要以上に厚くすると、逆にＬＥＤ光源１の厚み増加になるので、この例では、ワイヤボンド線３２の頂上部分（基板２表面から０．７ｍｍ前後）を完全に埋没でき、しかもＬＥＤ光源１の厚みを薄く設定できる最適範囲として、硬化後の樹脂３３の厚みが１．５ｍｍ前後になるように設定している。その後、この樹脂３３は硬化のために加熱処理される。
【００１６】
このように樹脂３３の厚みを厚くすることによって、ワイヤボンド線３２を樹脂３３に完全に埋没することができるようになり、露出ワイヤボンド線の断線等の問題を解消することができた。また、撥油性被膜２６によって、流動状態の樹脂３３の形状を互いに独立した一定の形状に保つことができ、各ＬＥＤ発光部３の光学特性を均一に揃えることができる。さらにまた、樹脂３３と基板２の接触部分付近における気泡の発生を抑制することもできる。
【００１７】
上記実施例は、撥油性被膜２６をＬＥＤ用パッド２２を囲むように環状に形成した凹部２４内に配置して基板２の表面と撥油性被膜２６の表面をほぼ同じ高さ（配線パターン２３の存在によって基板２の表面よりも突出する部分も存在）にする場合を示したが、図６に示すように、ＬＥＤ用パッド２２を囲む撥油性被膜２６を環状の凹部２４の外に配置したり、図７に示すように、撥油性被膜２６を環状の凹部の内、すなわちＬＥＤ用パッド２２の外周縁部分上に配置してもよい。このようにすれば、図５に示す場合に比べて撥油性被膜２６によるＬＥＤチップの光の遮光が多少増大する恐れがあるが、撥油性被膜２６自体の厚みによる堰止め効果が加わって樹脂の流れ出しをより確実に阻止することができる。
【００１８】
また、上記実施例はメッシュ版により撥油性被膜２６を形成する例を示したが、図４〜図７に示す撥油性被膜２６を、メタル版等を用いて例えば図８（ａ），（ｂ）に示すように複数の撥油性被膜要素２６ａ，２６ｂを用いて形成することもできる。この場合、撥油性被膜２６は図４に示すような切れ目のないものではなく、切れ目部分２６ｃが存在した環状になる。この切れ目部分２６ｃは、撥油性被膜２６をメタル版を用いて形成する場合に、ＬＥＤ用パッド２２に相応する部分を覆う部材を保持するための連結片が必要となり、その連結片の存在する部分によって形成される。
【００１９】
この切れ目部分２６ｃは、存在しない方が好ましいが、設ける必要がある場合はその幅を樹脂３３の流れ出しを阻止するに必要とされる幅以内に設定して形成する。この図８に示す例では、直径（長軸）が３．２ｍｍ程度の環状を成す撥油性被膜２６に対して、その切れ目部分２６ｃの幅を０．３ｍｍに設定しているが、被膜２６で囲まれる領域内に流動状態の樹脂３３を高さが３ｍｍ程度になるまで流しても、切れ目部分２６ｃからの樹脂３３の流れ出しは全く生じなかった。また、同様に、直径（長軸）が４．４ｍｍ程度の環状を成す撥油性被膜２６に対して、その切れ目部分２６ｃの幅を０．５ｍｍに設定した場合においても、切れ目部分２６ｃからの樹脂３３の流れ出しは全く生じなかった。また、撥油性被膜２６に形成する切れ目２６ｃは、その幅が１ｍｍ程度以下であれば樹脂３３の流れ出しを防止することができ、樹脂の流れ出しを防止する幅以内に設定されたものであれば、撥油性被膜２６に複数個設けることができる。すなわち、撥油性被膜２６は、樹脂３３の裾野部分の外郭形状を規定するように樹脂３３の外周縁に沿って配置されていれば、分割された複数の要素を集合して環状に形成してもよいし、連続する１つの要素によって形成してもよい。
【００２０】
また，上記実施例は撥油性被膜２６としてシリコンを主成分とする撥油剤を用いる場合を例示したが、撥油性の高い部材、すなわち上記接触角度が３０度以上、好ましくは５０度以上、より好ましくは７０度以上の撥油剤をこれに代えて用いることもでき、例えばフッ素系ポリマ−を主成分とする撥油剤やそれに類する撥油剤を用いても同様の効果が得られる。
【００２１】
また，上記実施例は線状のＬＥＤ光源１を例に取ったが、これ以外の面状のＬＥＤ光源等も対象とすることもでき、例えばＬＥＤ発光部３を１個備えるものや、ＬＥＤ発光部３を複数個を備える他のＬＥＤ光源にも適用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、薄い撥油性被膜によってモ−ルド用樹脂の形状の安定化を図ることができ、光学特性の均一なＬＥＤ光源を提供することができる。撥油性被膜によってモ−ルド用樹脂の厚みを厚くすることができ、ワイヤボンド線を樹脂に埋没してワイヤボンド線を確実に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例を示す線状ＬＥＤ光源の平面図である。
【図２】  同実施例の基板（導電パターン形成済）の要部を示す平面図である。
【図３】  同実施例の基板（レジスト形成済）の要部を示す平面図である。
【図４】  同実施例の基板（ＬＥＤチップ配置済）の要部を示す平面図である。
【図５】  図１の要部断面図である。
【図６】  他の実施例の要部断面図である。
【図７】  さらに他の実施例の要部断面図である。
【図８】  （ａ），（ｂ）は撥油性被膜の他の構成例を示す平面図である
【符号の説明】
１    線状ＬＥＤ光源
２    基板
２１    基材
２２    ＬＥＤ用パッド
２２ａ  チップ配置用パッド
２２ｂ  ワイヤボンド用パッド
２５    レジスト膜
２６    撥油性被膜
３    ＬＥＤ発光部
３１    ＬＥＤチップ
３２    ワイヤボンド線
３３    透光性樹脂
【図１】
0004030463.tif 000002
【図２】
0004030463.tif 000003
【図３】
0004030463.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004030463.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004030463.tif 000008
【図８】
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