(57)【要約】【課題】本発明は、ヒートシンク(4)とヒートシンク用孔(2)からなる構造を有するパワーLED基板及びそのパワーLED製品の製造方法及び当該方法による製品を提供する。【解決手段】本発明によるパワーLED放熱基板の製造方法は、a）基板の素材の選択及び加工ステップ、b）ヒートシンクの製造ステップ、c）基板とヒートシンクとの装着ステップを含む。本発明によるパワーLED製品の製造方法は、上記放熱基板の製造方法に基づいて、以下のステップを含んでおり：チップのダイボンディング、金ワイヤのボンディング、封止ペーストのモールド成型、二次硬化、デバイスの分離、測定選別とテーピング。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワーLED用放熱基板の製造方法であって、以下のステップを含む：
a)回路基板にヒートシンク用孔を形成するとともに、回路基板に金属回路を形成し、前記回路基板は、金型合わせの圧力、注入圧力、モールド中の持続的な高温に耐える、かつ、高いガラス転移点とせん断抵抗力を有する材料からなる一体化回路基板であり、ヒートシンク用孔は、軸方向が同一であり、貫通された小孔径のスルーホールと大孔径のブラインドホールからなる大小孔の組合せであり、
b)熱伝導性材料によりヒートシンクを製造し、ヒートシンクは、上段と下段からなる軸方向が同一である段差付き筒体状の一体構造とし、かつ、前記回路基板のヒートシンク用孔とは形状及びサイズにおいて対応しており、
ヒートシンクをヒートシンク用孔に装着して堅固な嵌め合いを形成し、
ここで、ステップa）及びb)は前後において又は同時に行われるパワーLED用放熱基板の製造方法。
【請求項２】
請求項1に記載の方法において、前記ステップa）において、前記回路基板は、全体として、金型合わせの圧力0-6MPa、注入圧力5-50MPa、モールド工程の持続時間30分、モールド温度60-220℃の高温に耐えられており、前記回路基板のガラス転移点は少なくとも120℃であり、切断後PCB板のエッジを滑らかに保持し、かつ面積が小さいPCBユニットを切り出すことができる程度のせん断抵抗力を有することを特徴とする。
【請求項３】
請求項2に記載の方法において、前記ステップa）において、前記回路基板は、モールド工程の持続時間5-15分、モールド温度が100-180℃である高温に耐えることができることを特徴とする。
【請求項４】
請求項2に記載の方法において、前記ステップa）において、回路基板は、紙製基板、樹脂ガラス繊維織物の基板、複合基質の基板のいずれかを基板材料とすることを特徴とする。
【請求項５】
請求項2に記載の方法において、前記ステップa）において、回路基板は、特殊な樹脂ガラス繊維織物の基板であり、前記基板は、ガラス転移点が180-300℃であり、誘電率が5.0を超えなく、吸水性が0.4％を超えなく、低誘電損失が0.005-0.03であることを特徴とする。
【請求項６】
請求項5に記載の方法において、前記ステップa）において、回路基板の材料としては、ポリイミド樹脂、シアン酸エステル樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、熱可塑性ポリフェニレンオキサイド系樹脂のいずれかを含むことを特徴とする。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、前記ステップa）において、回路基板は、矩形、方形、三角形、多角形、円形、リング形、楕円形、S形、U形、バー状、菱形、Z形、ハート状のいずれか又はこれらの形状の組合せであることを特徴とする。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、前記ステップa）は、前記ヒートシンク用孔を加工する際、フライス加工又はドリル加工によりブラインドホールを形成し、ドリル加工又は押し抜き加工によりスルーホールを形成するステップを含み、上記の回路基板に金属回路を形成するステップとは、内部リード接続部と外部リード接続部により金属回路を形成するステップをいうことを特徴とする。
【請求項９】
請求項8に記載の方法において、前記ステップa）において、エッチングプロセス、機械加工、レーザ加工又は印刷プロセスの何れかにより上記回路基板に金属回路を形成することを特徴とする。
【請求項１０】
請求項8に記載の方法において、前記ステップa）において、以下のステップがさらに含まれており、ヒートシンク用孔周りの回路基板の上面に、内部リード接続部を形成し、ヒートシンク用孔周りのより離れた回路基板の上面お及び下面に、外部リード接続部を構成する局部金属層を形成し、前記局部金属層間における回路基板の側面を金属化させる処理により前記局部金属層に繋がる金属層を形成し、合わせて外部リード接続部を構成し、内部リード接続部の金属層と外部リード接続部の金属層により、製品の電気的な接続を実現する金属回路を形成することを特徴とする。
【請求項１１】
請求項1に記載の方法において、前記ステップｂ）は、ヒートシンクにメッキを行うステップを含むことを特徴とする。
【請求項１２】
請求項11に記載の方法において、前記ステップｂ）は、ヒートシンクにメッキを行う前に研磨及び洗浄を行うステップを含むことを特徴とする。
【請求項１３】
請求項1に記載の方法において、前記ステップｂ）に用いられる熱伝導性材料は、丹銅、黄銅、アルミニウム、アルミニウム合金の何れかであることを特徴とする。
【請求項１４】
請求項1に記載の方法において、前記ヒートシンクをヒートシンク用孔に装着するステップｃ）は、締まり嵌め又は接着によりヒートシンクをヒートシンク用孔に装着して堅固な嵌め合いを形成するものであることを特徴とする。
【請求項１５】
請求項1に記載の方法において、ステップｂ）におけるヒートシンクは、上段の高さが、スルーホールの深さ以上であるとともに、下段の高さがブラインドホールの深さ以上であり、前記上下段は同軸又は非同軸であり、
上記上段の先端部において、一つの平面又は一つの下方に凹んだ反射杯を設置し、
上段がテーパー状になるよう前記上段の先端部の横断面をその底部の横断面よりやや小さくし、下段がテーパー状になるよう前記ヒートシンクの下段の先端部の横断面をその底部の横断面よりやや小さくし、
前記回路基板のヒートシンク用孔のスルーホールは、円形、方形、又は多角形の横断面を有し、ブラインドホールは、円形の横断面を有することを特徴とする。
【請求項１６】
請求項1から15の何れかに記載の方法において、ステップa）において、回路基板に複数のヒートシンク用孔からなるM行×N列の行列を設けるステップが含まれ、ここで、M、Nは1以上の整数であり、かつ、M、Nは少なくとも同時に1ではないことを特徴とする。
【請求項１７】
請求項16に記載の方法において、ステップa）において、少なくともシートシンク用孔の１行又は１列の側辺に少なくとも一つの分割溝又は分割孔を設けるステップが含まれることを特徴とする。
【請求項１８】
請求項16に記載の方法において、ステップa）において以下のステップが含まれる：シートシンク用孔の各行又は各列の側辺に少なくとも一つの分割溝又は分割孔を設け、シートシンク用孔の各行又は各列のシートシンク用孔毎の側辺に対応して少なくとも一つの分割溝又は分割孔が存在することを特徴とする。
【請求項１９】
請求項17又は18に記載の方法において、前記ステップa）の金属回路を形成するステップには、以下のことを含む：エッチングプロセス、機械加工、レーザ加工又は印刷プロセスのいずれかにより、ヒートシンク用孔の周りの回路基板の上面に内部リード接続部の金属層を形成し、前記分割溝又は/と分割孔に沿って、回路基板の上下面に外部リード接続部の局部金属層を形成し、金属化プロセスにより、前記分割溝又は/と分割孔の側壁に、回路基板上下面の金属層と繋がる金属層を形成し、前記金属層とともに外部リード接続部を構成し、前記外部リード接続部の金属層と内部リード接続部の金属層により、電気的な接続を実現する金属回路を形成することを特徴とする。
【請求項２０】
請求項16に記載の方法において、前記ステップa）において、分割溝又は/と分割孔を形成するステップは、押し抜き、ドリル孔又は溝切りフライスにより行われることを特徴とする。
【請求項２１】
請求項16に記載の方法において、前記ステップa）において、回路基板の端部に切断位置決めラインを形成することが含まれ、切断位置決めラインは、シートシンク用孔の行又は/と列の両端部に位置し、かつシートシンク用孔の行又は/と列の側辺に対応することを特徴とする。
【請求項２２】
請求項21に記載の方法において、前記切断位置決めラインは、エッチングプロセス、機械加工、レーザ加工又は印刷プロセスの何れかにより形成されることを特徴とする。
【請求項２３】
請求項21に記載の方法において、前記分割溝又は/と分割孔は、隣り合うヒートシンク用孔の列又は/とヒートシンク用孔の行の対応するヒートシンク用孔と同一距離で配列されており、
前記切断位置決めラインは、隣り合うヒートシンク用孔の行間又は/とヒートシンク用孔の列間の中間位置に設置されていることを特徴とする。
【請求項２４】
回路基板によりパワーLEDを製造する方法であり、請求項１から23の何れかに記載の放熱基板の製造方法を含み、前記方法は、以下のステップを含んでおり：
１）以下の高温ダイボンディング又は低温ダイボンディングの何れかによりLEDチップを接着するステップ、ここでは、
高温ダイボンディングとは、ステップｂ）において、LEDチップを高温ダイボンディング方法によりヒートシンクに接着することをいい、
低温ダイボンディングとは、ステップｃ）の後に、LEDチップを低温ダイボンディング方法により回路基板のヒートシンクに接着することをいい、
２）リードを接続するステップと、ステップｃ）の後に、リードにより前記LEDチップの電極と回路基板上の金属回路とを接続する、回路基板によりパワーLEDを製造する方法である。
【請求項２５】
請求項24に記載の方法において、前記低温ダイボンディングは、260℃より低い温度において行われ、ダイボンディング接着剤や、銀ペースト又は低温溶接材によりチップをヒートシンクに接着し、前記高温ダイボンディングは、260℃より高い温度において行われ、高周波数溶接、還流溶接、共晶はんだ又はAnSnの高温ダイボンディングによりLEDチップをヒートシンクに接着することを特徴とする。
【請求項２６】
請求項24又は25の何れかに記載の方法において、ペーストを封止してモールド成型するステップを含み、以下のステップが含まれており、１）ペーストを注入するステップ：一回に渡って、液相の封止ペーストを金型と回路基板との間の隙間に注入して、液相の封止ペーストを光学レンズとしてLEDチップが装着された回路基板の面を覆い、２）硬化ステップ：金型と基板との間の液相の封止ペーストを硬化させ、３）離型するステップ：硬化完成後の金型と回路基板とを分離して、封止ペーストは金型から分離し回路基板に固定されることを特徴とする。
【請求項２７】
請求項26に記載の方法において、前記封止は、封止ペーストを光学レンズとしてチップ及びその放熱基板の金属回路の内部接続部を覆い、外部リード接続部を露出するものであることを特徴とする。
【請求項２８】
請求項27に記載の方法において、前記封止ペーストは、熱安定性に優れかつ短い波長の減衰に強い材料であり、シリカゲルや、シリカゲルを基礎とした改質材料や、エポキシ樹脂を基礎とした改質材料の何れかであることを特徴とする。
【請求項２９】
請求項26に記載の方法において、前記封止ペーストのモールド成型中の温度は、60-220℃であり、持続時間は30分を超えないことを特徴とする。
【請求項３０】
請求項26に記載の方法において、前記封止ペーストのモールド成型中の温度は、100-180℃であり、持続時間は5-15分であることを特徴とする。
【請求項３１】
請求項26に記載の方法において、前記方法は、前記封止ペーストのモールド成型後の封止ペーストの二次硬化ステップを含み、二次硬化の焼成温度は150±20℃であり、焼成時間は2.5-3.5時間であることを特徴とする。
【請求項３２】
請求項24又は25の何れかに記載の方法において、前記リード接続ステップは、前記LEDチップの電極と回路基板上の内部リード接続部とを接続し、LEDチップと回路基板との電気的な接続を実現するものであることを特徴とする。
【請求項３３】
請求項26に記載の方法において、前記封止ペーストにより形成された光学レンズは、凸レンズ、凹レンズ又は曲面の組合せレンズであることが可能であることを特徴とする。
【請求項３４】
請求項1から23に記載の方法による回路基板である。
【請求項３５】
請求項24から34に記載の方法によるパワーLED製品である。
【請求項３６】
光源において、請求項35に記載のパワーLEDを含むことを特徴とする。
【請求項３７】
請求項36に記載の光源において、前記光源は、面光源、バー状光源、又は独立デバイスの何れかであることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパワーLED放熱基板、それを備えるLED製品の製造方法及び当該方法による製品に関し、特に、ヒートシンク用孔とヒートシンクとの構造を有するパワーLED放熱基板、それを備えるLED製品の製造方法及び当該方法による製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーLEDは、小体積・長寿命・低駆動電圧・低消費電力・迅速な応答性・優れた耐震性といった利点を有するため、従来の照明用光源を入れ替えつつある。パワーLEDのパッケージングは、主に光、熱、電気、構造及びプロセスなどの面に及んでおり、特にハイパワーLEDについて、発光効率及び寿命が放熱如何により大きく左右される。現在、ハイパワーLEDの電光変換効率は、約１５％に止まり、残った８５％は熱エネルギーに変換された。白色LEDは、光スペクトルには、赤外領域が含まれないため、輻射により放熱できない。LEDチップは、効率的に放熱できなければ、チップの温度が上昇し、熱応力の非均一分布を招き、チップの発光効率と蛍光体の励起効率は低下してしまう。温度が所定値を超えると、LEDデバイスの失効率は、指数関数的に上昇する。デバイスは、温度が2℃上昇するたびに、信頼性が１０％低下する。室温において、温度が１℃上昇するたびに、それに対応して、LEDの発光強度は１％前後低下する。デバイスは、周囲の環境温度から２０℃まで上昇すると、明るさが３５％と大きく低下する。よって、熱対策はパワーLEDのパッケージングの研究領域において、最も重要な課題となっている。しかし、従来のパワーLEDの製造においては、プロセスが複雑であり、コストが高いなどの問題がある。よく見られるパワーLEDの製造において、ホルダーリードフレームや、セラミックス基板などは用いられる。
【０００３】
リードフレームに基づいたパワーLEDの製造方法は、具体的には、（１）一の金属製リードフレームを形成するステップ、（２）金属製リードフレームにヒートシンクを入れるステップ、（３）金属製リードフレームとヒートシンクを固定させるために、金属製リードフレームに白色あるいは黒色のペーストを封止してキャビティーを形成するステップ、（４）チップをヒートシンクに固定する（ダイボンディング）ステップ、（５）金ワイヤーボンディングステップ、（６）リードフレームに光学レンズを装着するステップ、（７）ペーストを注入するステップ、（８）硬化ステップ、（９）切り離すステップ、を含む。しかしながら、当該製造方法は、プロセスが複雑であり、生産性が悪く、生産コストが高い上に、そのパッケージは、自動化測定やテーピングが利用できなく、効率が高い表面実装技術により回路基板に取り付けがたいため、大量生産には好ましくない。
【０００４】
セラミックス基板に基づいたパワーLEDの製造方法は、具体的には、（１）セラミックス基板に低温焼成により金属回路を形成するステップ、ここで、セラミックス基板は放熱体として機能し、金属回路は、導電するよう機能する、（２）セラミックス基板に金属製反射キャビティーを取り付けるステップ、（３）セラミックス基板における金属製反射キャビティー内にチップを取り付けるステップ、（４）金ワイヤーボンディングステップ、（５）金属製反射キャビティーに光学構造を有するレンズを取り付けるステップ、を含む。しかしながら、セラミックス基板は製造プロセスが複雑であり、生産しがたく、生産コストが高い。また、セラミックス基板は良好な絶縁性を示すが、窒化アルミニウムなどの常用セラミックス基板は熱伝導率が約２４W/m・ｋであり、金属銅の熱伝導率の１/１６にすぎなく、熱伝導性能が悪い。LEDデバイスが５W以上の高出力である場合、その放熱効果は期待できない。
【０００５】
生産コストを下げるために、公報WO２００６１０４３２５には、回路基板にヒートシンクを取り付けることによって製造されたパワーLEDが提案された。主に、（１）多層の回路基板を形成するステップ、（２）各層回路基板にスルーホールを形成するステップ、（３）各層のスルーホール同士がキャビティーを形成するようにスルーホール構造を有する多層の回路基板を積層するステップ、（４）多層の回路基板のキャビティー内にヒートシンクを取り付けるステップ、を含む。しかしながら、これには、多層回路基板の積層及び溶接が必要になり、製造の際、求められる位置決めの精度が厳しい上に、積層回路基板の溶接において、不完全な溶接や滑らかじゃない溶接外観といった不良により、製造コストや、プロセスの難度は著しく高騰し、生産性が悪く、製品の品質を確保しがたい。
【０００６】
LEDデバイスの熱対策として、放熱基板に穴あけをし、放熱フィンを穴に取り付けることが提案された。例えば、公報CN１９７７３９９Aには、回路基板に放熱フィンを取り付けることによって製造されたLED基板が公開された。その製造方法は、主に（１）回路基板にスルーホールを開けるステップ、ここで、スルーホールをテーパー面を有する構造としてもよく、（２）放熱フィン構造を製造するステップ、ここで、放熱フィンをテーパー面を有する構造としてもよく、（３）放熱フィンを回路基板のスルーホール内に装着するステップ、を含む。当該方法に使用されたヒートシンクは薄型であり、放熱量が小さく、ハイパワーLEDデバイスには好ましくない。実際の生産において、スルーホールによるヒートシンクの接合は、接合力が弱くて、ヒートシンクは脱落しやすく、信頼性・放熱効果が悪い。また、回路基板上のテーパー面の加工プロセスは複雑であり、一致性をコントロールしにくく、製品の品質を保証しがたい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の従来方法では、パワーLED、特にハイパワーLEDを大量生産する場合、構造が相対に複雑であり、製品の品質が不安定し、コストが高いといった課題が存在している。また、上記方法によるパワーLEDは、その製造プロセスの制限によって、自動化した製品の測定やテーピングを利用できないので、製品を応用する場合、溶接して取り付ける必要がある。したがって、LED製品の測定、使用及び取り付けには非常に不便であり、大規模な工業化生産の需要を満足できない。
よって、上記製造方法及びその方法によるパワーLED製品の問題点に鑑み、日増しに発展するマーケットの需要を満たすように、プロセスが簡単であり、低コスト・高品質、大規模な生産に好ましい新型のパワーLED放熱基板、そのパワーLED製品の製造方法及び当該方法による製品を提供する必要がある。
【０００８】
本発明は、上記の従来パワーLED放熱基板、そのパワーLEDの製造方法及び製品、特にハイパワーLEDの製造方法及び製品の課題、即ち、パワーLED放熱基板の製造における厳しいプロセス条件、複雑な流れ、低生産性、高コスト、悪い放熱効果、及びそのパワーLED製品における高コスト、大きいばらつき、悪い信頼性、不便な測定と取り扱いの課題を克服するものであり、回路基板にヒートシンクが装着された放熱基板の製造方法、当該放熱基板に基づいたパワーLEDの製造方法、及び本発明の方法による製品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】
【０００９】
第１発明は、パワーLED用放熱基板の製造方法を提供し、当該方法は以下のステップを含む：
a)回路基板にヒートシンク用孔を形成するとともに、回路基板に金属回路を形成し、前記回路基板は、金型合わせの圧力、注入圧力、モールド中の持続的な高温に耐える、かつ、高いガラス転移点とせん断抵抗力を有する材料からなる一体化回路基板であり、ヒートシンク用孔は、軸方向が同一であり、貫通された小孔径のスルーホールと大孔径のブラインドホールからなる大小孔の組合せであり、
b)熱伝導性材料でヒートシンクを製造し、ヒートシンクは、上段と下段からなる軸方向が同一である段差付き筒体状の一体構造とし、かつ、前記回路基板のヒートシンク用孔とは、形状及びサイズにおいて対応しており、
c）ヒートシンクをヒートシンク用孔に装着して堅固な嵌め合いを形成し、
ここで、ステップa）及びb)は前後において又は同時に行われるパワーLED用放熱基板の製造方法。
【００１０】
第２発明は、回路基板によりパワーLEDを製造する方法を提供し、第１発明の放熱基板の製造方法を含み、前記方法は、以下のステップを含んでおり：
ステップｃ）の後、低温ダイボンディングによりLEDチップを回路基板のヒートシンクに接着し、
リードにより前記LEDチップの電極と回路基板上の金属回路とを接続する。
【００１１】
第３発明は、回路基板によりパワーLEDを製造する方法を提供し、第１発明の放熱基板の製造方法を含み、ここで、
ステップｂ）は、高温ダイボンディングによりLEDチップをヒートシンクに接着することを含み、
ステップｃ）は、リードにより前記LEDチップの電極と回路基板上の金属回路とを接続することを含む。
【００１２】
第４発明は、第１発明の方法による放熱基板を提供する。
【００１３】
第５発明は、第２発明または第３発明の発明によるパワーLED製品を提供する。
【００１４】
第６発明は、第５発明によるパワーLEDを含む光源を提供することを特徴とする。
【００１５】
本発明の放熱基板の製造方法が簡単・便利であり、従来技術の生産工程の条件が緩和され、パワーLEDデバイス、特にハイパワーLED製品の放熱課題を効率よく解決できる。
本発明の放熱基板のパワーLED製品の製造方法は、従来のLED製品の生産プロセスを簡素化し、本発明の方法によるパワーLED製品は、ばらつきが抑制され、信頼性が高く、放熱効果がよく、発光効率が高く、コストが低い。自動化した測定やテーピングができ、生産性がいい表面実装技術により回路基板に取り付けられて、大規模な生産に特に好ましく、日増しに発展するパワーLED製品への市場需要に保障を提供した。
要するに、本発明の方法は、パワーLED放熱基板とパワーLED製品のプロセスを大いに簡素化し、生産性がよく、コストが低く、パワーLED製品を低コストで大量に生産する需要を満たすことができる。当該方法によるパワーLED放熱基板の放熱効果がよく、パワーLED製品の質を一段と改善した。また、当該方法によるパワーLED製品は、コストが低く、品質が高く、測定と接着しやすく、製品の大量生産及び広範な応用にいい条件を作り上げた。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
【図１】本発明のパワーLED用放熱基板の製造方法の第一実施例を示すフローチャート図である。
【図２】図１のフローチャート図に示される放熱基板の構造を示す図である。
【図３】図１のフローチャート図に示されるヒートシンク及びヒートシンク用孔の構造を示す図である。
【図４】本発明のパワーLED用放熱基板の製造方法の第二実施例を示すフローチャート図である。
【図５】図４のフローチャート図に示される放熱基板の構造を示す図である。
【図６】上記放熱基板に基づいた本発明のパワーLED製品の製造方法の第一実施例を示すフローチャート図である。
【図７】図６のフローチャート図に示されるハイパワーLED構造を示す図である。
【図８】本発明の上記放熱基板に基づいたパワーLED製品の製造方法の第二実施例を示すフローチャート図である。
【図９】本発明の上記放熱基板に基づいたパワーバー状光源の構造を示す図である。
【図１０】本発明の上記放熱基板に基づいたパワーバー状光源の構造を示す図である。
【図１１】本発明の上記放熱基板に基づいたパワーバー状光源の構造を示す図である。
【図１２】本発明の上記放熱基板に基づいたパワー面状光源の構造を示す図である。
【図１３】本発明の上記放熱基板に基づいたパワー面状光源の構造を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  回路基板  
２  ヒートシンク用孔  ２a  小孔  ２ｂ  大孔  
３  金属回路  ３a  内部リード接続部  ３ｂ外部リード接続部
４  ヒートシンク  ４a  上段  ４ｂ  下段
５  溝  5a  分割溝  5b  分割孔
６  切断位置決めライン
７  LEDチップ
８  リード
９  封止ペースト
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明のパワーLED用放熱基板の製造方法の第一実施例について、図１、２、３、及び図９、１０、１１、１２、１３を参照しながら説明する。
【００２０】
本実施例において、（S１）パワーLED用放熱基板の製造方法は、（S１１）基板の素材選択と加工、（S１２）ヒートシンクの製造、（S１３）基板とヒートシンクとの装着、を含む。ここで、（S１１）基板の素材選択と加工、及び（S１２）ヒートシンクの製造は、前後を問わずに行ってもいいし、同時に行ってもいい。
【００２１】
図１に示されるように、（S１１）基板の素材選択と加工は、（S１１１）基板の素材選択、（S１１２）ヒートシンク用孔の形成、及び（S１１３）金属回路の形成、を含む。
【００２２】
（S１１１）基板の素材選択において、選択された回路基板は一体的な構造であり、片面、両面、又は多層複合の回路基板を選択してもよく、両面のものが好ましい。
【００２３】
本発明において、本発明の方法による製品のパッケージング際のモールド成型の金型合わせの圧力と注入圧力、及び、モールド中の持続的な高温に耐えられることを回路基板に求めている。回路基板は、製品のパッケージング中に高温において変形しないようにモールド温度より高いガラス転移点や、対応したせん断抵抗力も求められている。本発明の方法による製品のパッケージングの際、普通、回路基板は全体としてモールド成型の金型合わせ圧力0-6MPa、注入圧力5-50MPa、モールド中の高温60-220℃に耐える必要があり、モールド工程の持続時間は３０分を超えなく、ガラス転移点が、少なくとも120℃であることを求められており、製品を切断する際、切断されたPCBのエッジが滑らかであって、面積が小さいPCBユニットに切断できるように、せん断応力に対応して耐える必要がある。基板材料（PCB材料）は上記条件を満たす紙製基板、樹脂ガラス繊維織物の基板、複合基質の基板であってもいい。好ましくは、特殊性樹脂ガラス繊維織物の基板である。上記特殊性樹脂ガラス繊維織物の基板材料は、耐熱性が高い物性を示しており、180−320℃と高いガラス転移点を有する。普通、5.0を超えない低誘電率、0.4％を超えない低吸水性、0.005-0.03である低誘電損失を有する。ポリイミド樹脂（PI）、シアン酸エステル樹脂(CE)、ビスマレイミドトリアジン樹脂（BT）、熱可塑性ポリフェニレンオキサイド系樹脂（PPE又はPPO）などの材料は好ましく、基板材料は、誘電率が2.0-3.3、ガラス転移点が180-260℃であることが好ましい。例えば、ビスマレイミドトリアジン樹脂（BT）材料について、典型的なガラス転移点が210℃前後である。これらの材料を基板とすると、生産プロセスとパワーLED製品の電気性能の要求を満たすだけではなく、従来パワーLED放熱基板の生産コストを大いに下げることができる。
【００２４】
回路基板の形状は、製造しようとするパワーLED製品の需要に応じて決められ、例えば、図９−13に示された異なる形状のように、矩形、方形、三角形、多角形、円形、リング形、楕円形、S形、U形、バー状、菱形、ハート状といった異なる形状であってもいいし、これらの形状の組合せであってもいい。こうした形状が異なる基板を選択することにより、異なるパワーLED製品、例えば、面光源、バー状光源、独立デバイスを生産するプロセスの要求を効率よく満たすことができ、生産効率の向上や、生産コストのダウンに有利である。
【００２５】
（S112）ヒートシンク用孔の形成において、製造するパワーLED製品の需要に応じて、回路基板1上の異なる箇所にヒートシンク用孔２を設置可能である。
【００２６】
図２A、2Bに示されるように、ステップS112において、上記ヒートシンク用孔２は、大きさが異なる二つの孔を組み合わせて連通させるように構成される。好ましくは、小孔２aはドリル加工や押し抜き加工により上記回路基板１に形成されたスルーホールであり、大孔２bはフライス加工やドリル加工により上記回路基板１に形成されたブラインドホールである。上記ヒートシンク用孔２を形成する際、まずスルーホール２aを、次にブラインドホール２bを、又は、まずブラインドホール２bを、次にスルーホール２aを、形成してもいい。スルーホール２aとブラインドホール２bとは、軸方向が同一であり、図２Fに示されるように同軸であってよく、図３Aに示されるように非同軸であってもいい。上記スルーホールと上記ブラインドホールは、横断面が任意の多角形であってもよく、好ましくは、上記スルーホール２aは円形か正方形の横断面、ブラインドホール２bは円形の横断面、をそれぞれ有する。
【００２７】
当該ヒートシンク用孔の加工プロセスが簡単であり、形成されたヒートシンク用孔は一致性がよい。また、回路基板の材料の選択によって、パワーLED製品の需要に応じてさまざまな形状の回路基板に、箇所と数量が異なるヒートシンク用孔を加工することは容易になり、パワーLED、特にハイパワーLEDの放熱基板を製造するプロセスを簡素化させ、さまざまなパワーLED光源用放熱基板を製造するのに便利である。
【００２８】
（S113）金属回路の形成において、上記回路基板には、ヒートシンク用孔を形成した上で、LED製品の電気的な接続を実現するようにヒートシンク用孔２と対応する箇所に金属回路３を形成する。金属回路３は、内部リード接続部３aと外部リード接続部３ｂとからなり、内部リード接続部３aとは、製品パッケージの封止ペーストに覆われた金属回路部をいい、外部リード接続部３ｂとは、製品パッケージの封止ペースト外に露出し、普通、製品の電極とする金属回路部をいう。好ましくは、エッチングプロセス、機械加工、レーザ加工又は印刷プロセスにより、ヒートシンク用孔の周囲の対応する箇所に内部リード接続部３aの金属層を形成するとともに、ヒートシンク用孔２の周囲より離れた箇所に、需要に応じて外部リード接続部３ｂの金属層を形成する。内部リード接続部３aと外部リード接続部３ｂとの金属層により、パワーLEDの電気的な接続を実現できる一体化した金属回路３を形成する。さらに、好ましくは、エッチングプロセス、機械加工、レーザ加工又は印刷プロセスにより、回路基板の上面において、ヒートシンク用孔の周囲の対応する箇所に金属層を形成して内部リード接続部３aとするとともに、回路基板１におけるヒートシンク用孔２の周囲より離れた上面と下面に外部リード接続部３ｂを構成する局部金属層を形成し、上記金属層間に位置する回路基板１の側面を金属化させる処理を行って、上記金属層と繋がる金属層を形成し、これら金属層は共同で外部リード接続部３ｂを構成する。図２Aと図２Bに示されるように、上記内部リード接続部３aと外部リード接続部３ｂは、製品の電気的な接続を実現した一体化した金属回路３を形成する。当該金属回路３が製品の電極をその回路基板１の底部（下面）に延伸させるように配置されるので、その製品は大量生産の表面実装形態の取り付けに向いている。図９、図１２Aに示されるように、好ましくは、生産しようとするパワーLED製品の電気性能の要求に応じて金属回路３を柔軟に配置することにより、直列、並列、又は直・並列混合などを含む製品の電気的な接続を実現する。
【００２９】
（S12）ヒートシンクの製造ステップは、（S121）ヒートシンクの成型、（S122）研磨・洗浄、（S123）メッキを含む。
【００３０】
（S121）ヒートシンクの成型において、熱伝導性材料によりヒートシンク４を製作する。例えば、丹銅、黄銅、アルミニウム、アルミニウム合金等、熱伝導性及び圧延性に優れた金属材料は好ましい。
【００３１】
好ましくは、材料の特性に応じて押出成型、金属鋳造、フライス機械加工によりヒートシンクを成型する。ヒートシンク４は、上段４aと下段４bとからなる一体とした段差付きの筒体構造に成型され、ヒートシンク用孔２内に堅固に装着されるようにその形状とサイズが上記回路基板１のヒートシンク用孔２の構造と対応する。好ましくは、上記ヒートシンクの上段４aは上記スルーホール２aと、下段４ｂは上記ブラインドホール２ｂと、それぞれほぼ同じ直径を有し、上記上段４aと下段４ｂは同一軸方向であり、図２Fに示されるように同軸であってもよく、図３Aに示されるように、非同軸であってもよく、かつ、図２Fに示されるように、回路基板１の上下面と垂直であり、下段４ｂは、筒体高さがブラインドホール２ｂの深さ以上であり、図２F、３Bに示されるように、上記ヒートシンクの上段４aは筒体高さがスルーホール２aの深さ以上である。好ましくは、図３B、３Cに示されるように、上記ヒートシンクの上段４aの上部は、平面に形成される又は下に凹んだ反射杯が形成される。好ましくは、図３Dに示されるように、ヒートシンクとヒートシンク用孔とが堅固に装着されるように、上記ヒートシンク4の上段４aは、上部横断面が底部横断面よりやや小さくてテーパー状を呈するとともに、上記ヒートシンクの下段４bは、上部横断面が底部横断面よりやや小さくてテーパー状を呈する。上記のように製造されたヒートシンクにより、放熱基板のヒートシンクの下段が外部と良好に接触でき、熱を放散させやすくするとともに、ヒートシンクの上段は回路基板及びその上部と同一面又はそれより高く設計されているので、回路基板に装着されたLEDのよりよい発光効果を向上・確保した。また、ヒートシンクの階段構造により、回路基板のヒートシンク用孔への装着の際、位置決めがしやすく、堅固な嵌め合いが形成できる。
【００３２】
本プロセスにより、需要に応じて、形状が異なる段差付きの筒体構造のヒートシンクを製造できる。プロセスが簡単であり、製造されたヒートシンクは精度が高く、一致性もよい。ヒートシンク４と回路基板１のヒートシンク用孔２との堅固な嵌め合いが実現でき、放熱基板の高い信頼性を確保する。
【００３３】
（S122）研磨・洗浄において、研磨プロセスにより上記のように成型されたヒートシンク４を研磨し、洗浄する。研磨の目的は、ヒートシンク4の表面を滑らかにし、次のメッキの効果を高めることである。研磨後のヒートシンク4は反射面を有し、その次のメッキプロセスと合わせて、メッキの効果をさらに最適化する。
【００３４】
（S123）メッキにおいて、洗浄後のヒートシンク4にメッキを行う。メッキの目的は、１.チップのヒートシンク4への溶接性を高めること、２. ヒートシンク4の表面に鏡面を形成して反射効果を向上し、LED製品の発光効果を高めることである。
【００３５】
（S13）ヒートシンクと回路基板との組み立てにおいて、ヒートシンク4をヒートシンク用孔２に挿入して堅固に結合させる。好ましくは、ヒートシンク4とヒートシンク用孔２とは、締まりばめ又は接着により堅固に結合する。
【００３６】
本発明によるヒートシンク4とヒートシンク用孔２の構造的な設計により、ヒートシンク4を取り付ける際、位置決めがしやすく、ヒートシンク4とヒートシンク用孔２との嵌め合いは非常に容易になるとともに堅固であり、緩め又は脱落が発生しがたい。従来技術に存在する複雑なプロセスや、高コストや、製品の低信頼性や、悪い放熱効果や、製品の発光不良といった問題を解決した。
【００３７】
本発明の上記プロセスは、従来のパワーLED、特にハイパワーLED放熱基板の製造プロセスを大いに簡素化し、パワーLED放熱基板の製造コストを下げ、放熱効果や発光性を高めた。製品の高品質、高信頼性、高歩留まりを確保した。
【００３８】
上記のようなパワーLED放熱基板の製造方法により形状が異なるパワーLED放熱基板を生産でき、需要に応じて、その上にヒートシンク用孔、金属回路を配置可能である。当該放熱基板は、パワーLED面光源、例えば、形状が図12Aに示されるような矩形、方形、三角形、多角形、円形、リング形、楕円形、S形、U形、バー状、菱形、Z形、ハート状等、又はこれらの形状の組合せである面光源の放熱基板として利用されてもいいし、図9に示されるように、バー状光源や独立デバイス製品の放熱基板として利用されてもいい。当該放熱基板は、適用範囲が広くて、パワーLED面光源、パワーLEDバー状光源及び独立パワーLEDデバイス製品に利用される。
【００３９】
要するに、本発明の方法による回路基板に用いられる材料が非常に加工しやすいとともに、パワーLEDの放熱及び電気性能面の要求を十分に満たすため、パワーLED製品の形状と特性に応じて、回路基板の形状を確定しやすく、さらに、需要に応じてヒートシンク用孔の回路基板での位置と数を決めることができる。回路基板に、需要に応じて金属回路を配置して、直列、並列、又は直・並列混合などを含むパワーLED製品に必要な電気的な接続を実現する。使用者の需要を満たすパワーLED面光源、バー状光源、又は独立デバイスの放熱基板を製造し、当該放熱基板は、パワーLED面光源、バー状光源、独立デバイスの放熱基板の複雑な構造や、高度な加工難度や、高生産コストや、悪い放熱及び発光効果などの問題を効率よく解決した。
【００４０】
本発明のパワーLEDの放熱基板の製造方法の第二実施例について、図４、５、9、１０を参照しながら詳細に説明する。
【００４１】
本実施例において、（S4）は、実施例１における放熱基板１のヒートシンク用孔２とヒートシンク４の構造を基本ユニットとした複数のヒートシンク用孔２及びヒートシンク４からなる放熱基板の製造方法であり、（S41）基板の素材の選択及び加工、（S42）ヒートシンクの製造、（S43）基板とヒートシンクの嵌め合い、のステップを含む。ここで、基板の素材の選択と加工ステップ、及びヒートシンクの製造ステップは、前後を問わずに行ってもいいし、同時に行ってもいい。
【００４２】
（S41）基板の素材の選択及び加工ステップは、（S411）基板の素材の選択ステップ、（S412）ヒートシンク用孔の加工成型、（S413）分割溝又は/と孔の加工成型、（S414）金属回路の形成、（S415）切断位置決めラインの形成、のステップを含む
【００４３】
（S411）基板の素材の選択において、一体化回路基板を選択し、片面、両面、複層構造の複合回路基板を選択してもよく、好ましくは、両面回路基板を選択する。
【００４４】
本実施例において、選択された回路基板は、本発明の第一実施例に記載された回路基板と同じ特性、好ましい方案、積極的な技術的効果を有する材料であるため、ここで、その詳細な説明を省略する。
【００４５】
（S412）ヒートシンク用孔の加工成型において、一体化構造の回路基板１に、複数のヒートシンク用孔2からなる行列を形成する。ヒートシンク用孔2は、基板1に形成された軸方向が同じであるとともに貫通された大径のブラインドホール２ｂと小径のスルーホール２aとからなる。好ましくは、ブラインドホール２ｂはフライス加工又はドリル加工により形成され、スルーホール２aはドリル加工又は押し抜き加工により形成されており、上記ヒートシンク用孔の行列は、複数のヒートシンク用孔2からなるM行×N列の行列であり、M、Nは１以上の整数であり、かつ、M、Nは少なくとも同時に１ではない。図５に示されるように、回路基板１には、合計４行×５列のヒートシンク用孔2の行列が設けられている。
【００４６】
（S413）分割溝又は/と孔の加工成型において、図５A、５B、９に示されるように、基板１に分割溝５a又は/と分割孔５bを加工する。一つの好ましい案は、分割溝５a又は/と分割孔５bをヒートシンク用孔の行又はヒートシンク用孔の列の両側辺に設置することであり、もう一つの好ましい案は、上記各ヒートシンク用孔の行のヒートシンク用孔毎又は各ヒートシンク用孔の列のヒートシンク用孔毎の側辺が少なくとも一つの分割溝５a又は/と一つの分割孔５bと対応している。上記分割溝５a又は/と分割孔５bは、合計M+1又はN+１本配列して設けられ、バー状光源又は独立デバイスの製造に適切である。好ましくは、並べられた分割溝５a又は/と分割孔５bとヒートシンク用孔の行又はヒートシンク用孔の列の対応した各ヒートシンク用孔との距離は等しい。好ましい一つの案としては、図9、10に示されるように、分割溝５a又は/と分割孔５bをヒートシンク用孔の行又はヒートシンク用孔の列の端部に設けることであり、これにより面光源又はバー状光源の製造に適切である。面光源やバー状光源を製造するもう一つの好ましい案としては、分割溝５a又は/と分割孔５bを設けないことである。
【００４７】
好ましくは、設置された分割溝５a又は/と分割孔５bは押し抜き加工又は溝切りフライス加工により回路基板1に形成されたものである。図５Aに示される好ましい案のように、設置された分割溝は各ヒートシンク用孔の列を貫通したスルーグルーブ５であり、かつ、各ヒートシンク用孔の行間の中間に位置し、合計5本のグルーブ５が設けられる。図５Bに示される別の好ましい案のように、各ヒートシンク用孔の行の側辺に設けられて配列された分割孔５bであり、上記各ヒートシンク用孔の行のヒートシンク用孔毎の側辺が少なくとも一つの分割孔５bと対応する。
【００４８】
（S414）金属回路の形成において、回路基板１に金属回路３を形成して製品の電気的な接続を実現し、金属回路３は内部リード接続部３aと外部リード接続部３bからなり、内部リード接続部３aとは、製品のパッケージング後に封止ペースト９に覆われた金属回路部であり、外部リード接続部３bとは、製品のパッケージング後に封止ペースト９外に露出した金属回路３である。好ましくは、エッチングプロセス、機械加工、レーザ加工、又は印刷プロセスと金属化プロセスにより金属回路３を形成する。
【００４９】
好ましくは、エッチングプロセスにより、ヒートシンク用孔２の周囲の対応する箇所に内部リード接続部３aの金属層を形成し、上記内部リード接続部３aの金属層は需要に応じて配置されてもよく、よって、LEDチップ７の直列、並列、直・併列などの電気的な接続を実現する。ヒートシンク用孔２の周囲から離れたより遠い箇所に需要に応じて外部リード接続部３bの金属層を形成して、内部リード接続部３aと外部リード接続部３bにより、パワーLEDの電気的な接続を実現できる一体とした金属回路3を構成する。
【００５０】
好ましくは、回路基板１の上面でのヒートシンク用孔２に対応する箇所に、エッチングプロセス、機械加工、レーザ加工、又は印刷プロセスにより、内部リード接続部３aの金属層を形成する。分割溝５a又は/と分割孔５bに沿った回路基板１の上下面に、エッチングプロセス、機械加工、レーザ加工、又は印刷プロセスにより、外部リード接続部３bの金属層の一部を形成し、金属化処理プロセスにより、上記分割溝５a又は/と分割孔５bの側壁に、分割溝５a又は/と分割孔５b両側に位置する上記回路基板１の上下面の金属層と繋がる金属層を形成し、上記分割溝５a又は/と分割孔５b両側の上下面と分割溝の側壁との相互導通した金属層が共同で外部リード接続部３bを構成する。上記内部リード接続部３aの金属層と上記外部リード接続部３bの金属層は、製品の電気的な接続を実現した金属回路３を形成する。
【００５１】
注意されたいことは、面光源やバー状光源を製造するような特定な場合において、面光源やバー状光源の電源の入出力端子がその両側に設置可能であるため、ヒートシンク用孔２の周囲からより遠い箇所の回路基板１の上下面及び側面に外部リード接続部３bとして金属層を形成するだけで、上記内部リード接続部３aとともに、面光源やバー状光源の電気的な接続を実現できる一体化金属回路３を構成してもいい。この場合において、分割溝５a又は/と分割孔５b両側の回路基板１の下面及び分割溝５a又は/と分割孔５bの内壁に金属回路3を形成する必要がないとともに、分割溝５a又は/と分割孔５bを設置する必要もない。
【００５２】
（S415）切断位置決めラインの形成において、回路基板１の端部に、切断位置決めライン６を形成する。好ましくは、上記切断位置決めライン６は、エッチングプロセスや、機械加工や、レーザ加工または印刷により回路基板１に形成する。バー状光源又は独立デバイス用の放熱基板１の製造には、好ましくは、切断位置決めライン６は複数本用いられており、各ヒートシンク用孔の行又は/と列の両端部に、各ヒートシンク用孔の行又は/と列の側辺と対応するように合計M+１又は/とN+1本配置されている。好ましくは、切断位置決めライン６は各ヒートシンク用孔の列間又は/と行間の中間に位置する。図５Aに示されるように、回路基板１におけるヒートシンク用孔の列に対応する端部には、切断位置決めライン６が6本設置されている。例えば、図５B に示される回路基板１には、切断位置決めライン６aはヒートシンク用孔の行の端部に合計5本設置され、切断位置決めライン６ｂはヒートシンク用孔の列の端部に合計６本設置されている。製品のパッケージング後に切断位置決めライン６に沿って切断する場合、N又はM個のバー状光源又はN×M個の独立デバイスに分割でき、図５Aの場合は、4つのバー状光源又は４×５の独立デバイスを製造することができる。
【００５３】
（S42）ヒートシンクの製造ステップは、（S421）ヒートシンクの成型、（S422）研磨・洗浄、（S423）メッキを含む。
【００５４】
（S421）ヒートシンクの成型において、熱伝導性に優れた材料によりヒートシンク4を製造する。熱伝導性及び圧延性に優れた金属材料、例えば、丹銅、黄銅、アルミニウム、アルミニウム合金のいずれかを選択してもいい。好ましくは、プレス成型や、金属鋳造又はフライス加工により、ヒートシンクを加工成型する。
【００５５】
上記ヒートシンク４は、上段と下段からなる段差付きの一体化筒体構造に成型され、上記回路基板１のヒートシンク用孔２の構造に対応して、ヒートシンク用孔２に嵌められて堅固な嵌め合いを形成する。
【００５６】
（S422）研磨・洗浄において、研磨プロセスにより加工成型されたヒートシンク4を研磨し、洗浄する。
【００５７】
（S423）メッキにおいて、その前のステップに出来上がったヒートシンク4にメッキを行う。メッキの目的は、チップ７のヒートシンク４への溶接性を高めるとともに、ヒートシンク４の表面に鏡面を形成して反射効果を向上し、LED製品の発光効果を上げるためである。
【００５８】
（S43）ヒートシンクと回路基板との装着において、各ヒートシンク用孔２にヒートシンク4を挿入して、ヒートシンク4とヒートシンク用孔２とのM×N個の堅固な嵌め合いを形成する。好ましくは、ヒートシンク4とヒートシンク用孔２は締まりばめ又は接着により嵌め合う。図5に示される回路基板において、合計４×５個のヒートシンク用孔２内に、ヒートシンク４が組み合わせられている。
【００５９】
上記方法は、パワーLED、特に放熱に優れたパワーLEDの面光源、バー状光源及び独立LEDデバイスの製造に適切である。
【００６０】
実施例３は、実施例１、２に示される放熱基板のパワーLED製品の製造方法による第一実施例である。図６、７、９-１３を参照しがなら当該実施例を詳しく説明する。
【００６１】
本実施例において、上記放熱基板に基づいたパワーLEDの製造方法、特に温度が260℃より低い低温ダイボンディングに適切である製造方法を公開する。当該方法は、（S601）基板の素材の選択、加工、ヒートシンクの製造、（S602）ヒートシンクの取付け、（S603）チップのダイボンディング、（S604）金ワイヤボンディング、（S605）封止ペーストを利用したモールド成型、（S606）二次硬化、（S607）デバイスの分離、（S608）測定選別及びテーピング、のステップを含む。
【００６２】
ステップS601において、基板の素材を選択・加工し、ヒートシンクを製造する。回路基板１及びヒートシンク４は、本発明の上記実施例１、２に記載された放熱基板と同じ製造方法を採用するので、その説明を省略する。
【００６３】
ステップS６０２のヒートシンクの取付けにおいて、ヒートシンク4を回路基板１のヒートシンク用孔2内に取り付けて、締まりばめ又は接着により堅固に結合させる。
【００６４】
ステップS603においてチップのダイボンディングを行う。S602の加工を終えた後の放熱基板１において、チップ7を上記ヒートシンク4に接着する。好ましくは、ダイボンディングペースト、銀ペースト又は低温半田などを利用して低温ダイボンディング方法により接着する。低温ダイボンディングは普通260℃より低い温度において行われる。また、パワーLED製品の設計要求に応じて、ヒートシンク4に一つ又は複数のチップ７を接着してもいい。
【００６５】
ステップS604の金ワイヤボンディングにおいて、上記チップ７に接続されたリード８は回路基板1の上の内部リード接続部３aに接続される。ヒートシンク４に複数のチップ７が固定される場合、需要に応じて金属回路３を配置することによりチップ7間の直列、並列、直・併列などの電気的な接続を実現する。
【００６６】
ステップS605の封止ペーストを利用したモールド成型は、具体的に（S6051）ペースト注入、（S6052）硬化、（S6053）離型、を含む。（S6051）のペースト注入ステップにおいて、熱安定性に優れかつ短い波長の減衰に強い液相封止ペーストを金型と回路基板1との間の隙間に一回に渡って注入する。S6052の硬化のステップにおいて、金型と回路基板1との間の液相封止ペースト９を硬化させる。S6053のステップにおいて、硬化後の金型と基板とを分離して、封止ペースト９は金型から離型しかつ回路基板１に固定され、一回に渡って、モールド成型を終える。即ち、一回に渡って、回路基板１に一つ又は複数のパワーLEDの面光源や、バー状光源、又は複数の独立パワーLEDデバイスのパッケージを作り出す。
【００６７】
普通、本発明の製品のパッケージングの際、回路基板は、全体として、モールド金型あわせ圧力0-6Mpa、注入圧力5-50Mpa、モールド成型中の高温60-220℃に耐える必要がある。モールド成型の持続時間は、30分を超えないものとする。好ましくは、モールド成型中の温度は100-180℃であり、持続時間は、5-15分である。
【００６８】
図７A、７B、１０−１３に示されるように、封止ペースト９は、回路基板１のチップ７が装着された面を覆っており、金属回路３の内部リード接続部３aを覆って、金属回路３の外部リード接続部３bを露出させる。上記封止ペースト９は、外部湿気や空気からチップ７、金ワイヤ８などを隔離するだけではなく、デバイスの光学レンズとして機能する。上記封止ペーストとしては、熱安定性に優れかつ短い波長の減衰に強い材料が好ましく、シリカゲルや、シリカゲルを基礎とした改質材料や、エポキシ樹脂を基礎とした改質材料などは、さらに好ましい。また、図７、１０−１３に示されるように、パワーLED製品の発光特性の要求にしたがって、上記デバイスの光学レンズは、凸レンズや凹レンズ又は曲面の組合せレンズであってもいい。
【００６９】
ステップS606の二次硬化において、上記封止ペースト９によりモールド成型された後のパワーLEDを焼成室に入れて、封止ペースト9を硬化させる。これにより、封止ペースト9が硬化し回路基板１をしっかり覆う。封止ペースト9の材質により硬化の温度と時間を決め、硬化焼成は、普通、150±20℃において、2.5-3.5時間行われる。
【００７０】
ステップS607のデバイス分離において、スクライバーにより前記回路基板１を切断して、LED製品として切断・分離する。実施例２に記載された放熱基板の場合、スクライバーは、切断位置決めライン６に沿って上記回路基板１を切断して、複数のバー状パワーLED製品又はM×N個の独立パワーLEDデバイスに分離する。説明すべきなことは、面光源の場合、切断してもよいし、切断しなくてもよい。回路基板１には複数の面光源ユニットがある場合、切断が必要であり、そうでない場合、切断が必要でない。
【００７１】
ステップS608の測定選別及びテーピングにおいて、分離された上記パワーLED製品を測定選別機により測定して分類し、テーピング機によりテーピングして包装する。
【００７２】
実施例４は、実施例１、２に示される放熱基板に基づいたパワーLED製品の製造方法の第二の好ましい実施例である。図７-１３を参照しがなら当該実施例をさらに説明する。
【００７３】
本実施例において、上記放熱基板に基づいたパワーLEDの製造方法、特に温度が260℃より高い高温ダイボンディングに適切である方法を公開している。当該方法は、（S801）基板の加工およびヒートシンクの製造、（S802）チップのダイボンディング、（S803）ヒートシンクの取付け、（S804）金ワイヤボンディング、（S805）封止ペーストを利用したモールド成型、（S806）二次硬化、（S807）デバイスの分離、（S808）測定選別及びテーピング、のステップを含む。
【００７４】
ステップS801の基板の素材の選択・加工およびヒートシンクの製造において、回路基板１の素材の選択、加工及びヒートシンク４の製造は、本発明の上記実施例１、２に記載された放熱基板と同じ方法を採用するので、その説明を省略する。
ステップS802のチップのダイボンディングにおいて、ヒートシンク4の製造後に、まずチップ7を上記ヒートシンク4に接着する。パワーLED製品の設計要求に応じて、ヒートシンク4に一つ又は複数のチップ７を接着する。好ましくは、高周波溶接、リフロー半田付け、共融又はAｎSnの高温ダイボンディングにより接着する。高温ダイボンディングは普通260℃より高い温度において行われる。
ステップS803のヒートシンクの装着において、ダイボンディングの後、チップ7が装着されたヒートシンク4を締まりばめ又は接着により回路基板１のヒートシンク用孔2内に取り付けて、堅固な嵌め合いを形成する。
ステップS804の金ワイヤボンディングにおいて、上記チップ７の電極に接続されたリード８は回路基板1における内部リード接続部３aと接続される。ヒートシンク４に複数のチップ７が固定される場合、需要に応じて金属回路３を配置することによりチップ7間の直列、並列、直・併列などの電気的な接続を実現する。
ステップS805の封止ペーストを利用したモールド成型は、具体的に（S8051）ペースト注入、（S8052）硬化、（S8053）離型、を含む。（S8051）のステップにおいて、熱安定性に優れかつ短い波長の減衰に強い液相封止ペースト９を金型と回路基板1との間の隙間に一回に渡って注入充填する。S8052のステップにおいて、金型と回路基板1との間の液相封止ペースト９を硬化させる。S8053のステップにおいて、硬化後の金型と基板とを分離して、封止ペースト９は金型から離型しかつ回路基板１に固定され、パッケージング成型を終える。一回に渡って、回路基板１に一つ又は複数のパワーLEDの面光源や、バー状光源、又は複数の独立パワーLEDデバイスのパッケージを一回に渡って作り出す。
【００７５】
普通、本発明の製品のパッケージングの際、回路基板１は、全体として、モールド金型あわせ圧力0-6Mpa、注入圧力5-50Mpa、モールド成型中の高温60-220℃に耐える必要がある。モールド成型の持続時間は、30分を超えないものとする。好ましいモールド成型中の温度は100-180℃であり、持続時間は、5-15分である。
【００７６】
図７A、７B、１０−１３に示されるように、封止ペースト９は、回路基板１のチップ７が装着された面を覆っており、金属回路３の内部リード接続部３aを覆って、金属回路３の外部リード接続部３bを露出させる。上記封止ペースト９は、外部湿気や空気からチップ７、金ワイヤ８などを隔離するだけではなく、デバイスの光学レンズとして機能する。上記封止ペースト９としては、熱安定性に優れかつ短い波長の減衰に強い材料が好ましく、シリカゲルや、シリカゲルを基礎とした改質材料や、エポキシ樹脂を基礎とした改質材料などは、さらに好ましい。また、パワーLED製品の設計要求に応じて、上記デバイスの光学レンズは、凸レンズや凹レンズ又は曲面の組合せレンズであってもいい。
【００７７】
ステップS806の二次硬化において、上記封止ペースト９によりモールド成型された後のパワーLEDデバイスを焼成室に入れて、封止ペースト9の二次硬化を行い、封止ペースト9が硬化し回路基板１をしっかり覆う。
封止ペースト9の材質により硬化の時間と温度を決め、硬化焼成は、普通、150±20℃、2.5-3.5時間行われる。
ステップS807のデバイス分離において、スクライバーにより前記回路基板１を切断して、LED製品として切断・分離する。実施例２に記載された放熱基板の場合、スクライバーは、切断位置決めライン６に沿って上記回路基板１を切断して、複数のバー状パワーLED製品に分離する。図10、11に示される場合、4本のバー状パワーLED製品に分離できる。又は、最多M×N個の独立パワーLEDデバイスに分離できる。例えば、図７Cに示されるように、各切断位置決めライン６に沿って切断したら、放熱基板1におけるパッケージングされたパワーLED をM×N個の独立パワーLEDデバイスに分離できる。最も外側の2本の切断位置決めライン６に沿って切断したら、4本のバー状パワーLED製品に分離できる。説明すべきことは、面光源の場合、切断してもよいし、切断しなくてもよい。回路基板１には複数の面光源ユニットがある場合、切断が必要であり、そうでない場合、切断が必要でない。
【００７８】
ステップS808において、分離された上記ハイパワーLED製品を測定選別機により測定して分類し、テーピング機によりテーピングして包装する。
【００７９】
本発明の実施例３、４の方法により、例えば、面光源、バー状光源、独立デバイスといったさまざまなパワーLED製品を作ることができる。
【００８０】
図10、12，13に示されるように、本発明の上記面光源は、矩形、方形、三角形、多角形、円形、リング形、楕円形、S形、U形、バー状、菱形、Z形、ハート状又はこれらの形状の組合せを含む異なる形状であってもいい。本発明のパワーLED製品のバー状光源は、図11に示されてもよく、本発明のパワーLED製品の独立デバイスは図７Cに示されてもいい。
【００８１】
本発明に係るパワーLED製品の面光源、バー状光源又は独立デバイスによれば、その放熱基板１におけるヒートシンク用孔２の位置と数量は、パワーLED製品の需要に応じて配置されてもよく、加工するのに便利である。そのヒートシンク４には、パワーLED製品の需要に応じて、一つ又は複数のLEDチップ７が接着されており、金属回路３は、パワーLED製品の電気的な性能要求に応じて、直列、並列、直・併列などを含む電気的な接続を実現できるよう配置されている。金属回路の配置及び製品の電極の設置を柔軟に実現し、製品の取り付けに便利である。その封止ペースト9はパワーLED製品の発光特性の要求に応じて、LEDチップ７と局部の金属回路３を覆って、一回に渡って成型された光学レンズであり、凸レンズ、凹レンズ又は曲面の組合せレンズを含む。製品の発光効果は大いに改善された。本発明による製品の構造は、自動化測定やテーピング包装に適しており、表面実装技術により取付けを実現でき、規模的な取付けにさらに適する。
【００８２】
上記のように、本発明の方法は、プロセスが簡単であり、従来のパワーLEDのプロセスを大いに簡素化して、生産コストを下げ、生産効率を高めた。本発明の方法によるパワーLED製品は、高信頼性を有し、バラつきも抑制され、発光効果がよくコストが低い利点があり、大量生産と応用に適し、パワーLED製品に対する大量の市場需要を満たした。パワーLED製品の普及と応用を力強く支持する。
【図１】
2012523678.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年2月27日(2012.2.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパワーLED放熱基板、それを備えるLED製品の製造方法及び当該方法による製品に関し、特に、ヒートシンク用孔とヒートシンクとの構造を有するパワーLED放熱基板、
それを備えるLED製品の製造方法及び当該方法による製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーLEDは、小体積・長寿命・低駆動電圧・低消費電力・迅速な応答性・優れた耐震
性といった利点を有するため、従来の照明用光源を入れ替えつつある。パワーLEDのパッ
ケージングは、主に光、熱、電気、構造及びプロセスなどの面に及んでおり、特にハイパワーLEDについて、発光効率及び寿命が放熱如何により大きく左右される。現在、ハイパ
ワーLEDの電光変換効率は、約１５％に止まり、残った８５％は熱エネルギーに変換され
た。白色LEDは、光スペクトルには、赤外領域が含まれないため、輻射により放熱できな
い。LEDチップは、効率的に放熱できなければ、チップの温度が上昇し、熱応力の非均一
分布を招き、チップの発光効率と蛍光体の励起効率は低下してしまう。温度が所定値を超えると、LEDデバイスの失効率は、指数関数的に上昇する。デバイスは、温度が2℃上昇するたびに、信頼性が１０％低下する。室温において、温度が１℃上昇するたびに、それに対応して、LEDの発光強度は１％前後低下する。デバイスは、周囲の環境温度から２０℃
まで上昇すると、明るさが３５％と大きく低下する。よって、熱対策はパワーLEDのパッ
ケージングの研究領域において、最も重要な課題となっている。しかし、従来のパワーLEDの製造においては、プロセスが複雑であり、コストが高いなどの問題がある。よく見ら
れるパワーLEDの製造において、ホルダーリードフレームや、セラミックス基板などは用
いられる。
【０００３】
リードフレームに基づいたパワーLEDの製造方法は、具体的には、（１）一の金属製リ
ードフレームを形成するステップ、（２）金属製リードフレームにヒートシンクを入れるステップ、（３）金属製リードフレームとヒートシンクを固定させるために、金属製リードフレームに白色あるいは黒色のペーストを封止してキャビティーを形成するステップ、（４）チップをヒートシンクに固定する（ダイボンディング）ステップ、（５）金ワイヤーボンディングステップ、（６）リードフレームに光学レンズを装着するステップ、（７
）ペーストを注入するステップ、（８）硬化ステップ、（９）切り離すステップ、を含む。しかしながら、当該製造方法は、プロセスが複雑であり、生産性が悪く、生産コストが高い上に、そのパッケージは、自動化測定やテーピングが利用できなく、効率が高い表面実装技術により回路基板に取り付けがたいため、大量生産には好ましくない。
【０００４】
セラミックス基板に基づいたパワーLEDの製造方法は、具体的には、（１）セラミック
ス基板に低温焼成により金属回路を形成するステップ、ここで、セラミックス基板は放熱体として機能し、金属回路は、導電するよう機能する、（２）セラミックス基板に金属製反射キャビティーを取り付けるステップ、（３）セラミックス基板における金属製反射キャビティー内にチップを取り付けるステップ、（４）金ワイヤーボンディングステップ、（５）金属製反射キャビティーに光学構造を有するレンズを取り付けるステップ、を含む。しかしながら、セラミックス基板は製造プロセスが複雑であり、生産しがたく、生産コストが高い。また、セラミックス基板は良好な絶縁性を示すが、窒化アルミニウムなどの常用セラミックス基板は熱伝導率が約２４W/m・ｋであり、金属銅の熱伝導率の１/１６にすぎなく、熱伝導性能が悪い。LEDデバイスが５W以上の高出力である場合、その放熱効果は期待できない。
【０００５】
生産コストを下げるために、公報WO２００６１０４３２５には、回路基板にヒートシンクを取り付けることによって製造されたパワーLEDが提案された。主に、（１）多層の回
路基板を形成するステップ、（２）各層回路基板にスルーホールを形成するステップ、（３）各層のスルーホール同士がキャビティーを形成するようにスルーホール構造を有する多層の回路基板を積層するステップ、（４）多層の回路基板のキャビティー内にヒートシンクを取り付けるステップ、を含む。しかしながら、これには、多層回路基板の積層及び溶接が必要になり、製造の際、求められる位置決めの精度が厳しい上に、積層回路基板の溶接において、不完全な溶接や滑らかじゃない溶接外観といった不良により、製造コストや、プロセスの難度は著しく高騰し、生産性が悪く、製品の品質を確保しがたい。
【０００６】
LEDデバイスの熱対策として、放熱基板に穴あけをし、放熱フィンを穴に取り付けるこ
とが提案された。例えば、公報CN１９７７３９９Aには、回路基板に放熱フィンを取り付
けることによって製造されたLED基板が公開された。その製造方法は、主に（１）回路基
板にスルーホールを開けるステップ、ここで、スルーホールをテーパー面を有する構造としてもよく、（２）放熱フィン構造を製造するステップ、ここで、放熱フィンをテーパー面を有する構造としてもよく、（３）放熱フィンを回路基板のスルーホール内に装着するステップ、を含む。当該方法に使用されたヒートシンクは薄型であり、放熱量が小さく、ハイパワーLEDデバイスには好ましくない。実際の生産において、スルーホールによるヒ
ートシンクの接合は、接合力が弱くて、ヒートシンクは脱落しやすく、信頼性・放熱効果が悪い。また、回路基板上のテーパー面の加工プロセスは複雑であり、一致性をコントロールしにくく、製品の品質を保証しがたい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の従来方法では、パワーLED、特にハイパワーLEDを大量生産する場合、構造が相対に複雑であり、製品の品質が不安定し、コストが高いといった課題が存在している。また、上記方法によるパワーLEDは、その製造プロセスの制限によって、自動化した製品の測
定やテーピングを利用できないので、製品を応用する場合、溶接して取り付ける必要がある。したがって、LED製品の測定、使用及び取り付けには非常に不便であり、大規模な工
業化生産の需要を満足できない。
よって、上記製造方法及びその方法によるパワーLED製品の問題点に鑑み、日増しに発
展するマーケットの需要を満たすように、プロセスが簡単であり、低コスト・高品質、大規模な生産に好ましい新型のパワーLED放熱基板、そのパワーLED製品の製造方法及び当該
方法による製品を提供する必要がある。
【０００８】
本発明は、上記の従来パワーLED放熱基板、そのパワーLEDの製造方法及び製品、特にハイパワーLEDの製造方法及び製品の課題、即ち、パワーLED放熱基板の製造における厳しいプロセス条件、複雑な流れ、低生産性、高コスト、悪い放熱効果、及びそのパワーLED製
品における高コスト、大きいばらつき、悪い信頼性、不便な測定と取り扱いの課題を克服するものであり、回路基板にヒートシンクが装着された放熱基板の製造方法、当該放熱基板に基づいたパワーLEDの製造方法、及び本発明の方法による製品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】
【０００９】
第１発明は、パワーLED用放熱基板の製造方法を提供し、当該方法は以下のステップを
含む：
a)回路基板にヒートシンク用孔を形成するとともに、回路基板に金属回路を形成し、前記回路基板は、金型合わせの圧力、注入圧力、モールド中の持続的な高温に耐える、かつ、高いガラス転移点とせん断抵抗力を有する材料からなる一体化回路基板であり、ヒートシンク用孔は、軸方向が同一であり、貫通された小孔径のスルーホールと大孔径のブラインドホールからなる大小孔の組合せであり、
b)熱伝導性材料でヒートシンクを製造し、ヒートシンクは、上段と下段からなる軸方向が同一である段差付き筒体状の一体構造とし、かつ、前記回路基板のヒートシンク用孔とは、形状及びサイズにおいて対応しており、
c）ヒートシンクをヒートシンク用孔に装着して堅固な嵌め合いを形成し、
ここで、ステップa）及びb)は前後において又は同時に行われるパワーLED用放熱基板の製造方法。
【００１０】
第２発明は、回路基板によりパワーLEDを製造する方法を提供し、第１発明の放熱基板
の製造方法を含み、前記方法は、以下のステップを含んでおり：
ステップｃ）の後、低温ダイボンディングによりLEDチップを回路基板のヒートシンクに
接着し、
リードにより前記LEDチップの電極と回路基板上の金属回路とを接続する。
【００１１】
第３発明は、回路基板によりパワーLEDを製造する方法を提供し、第１発明の放熱基板
の製造方法を含み、ここで、
ステップｂ）は、高温ダイボンディングによりLEDチップをヒートシンクに接着するこ
とを含み、
ステップｃ）は、リードにより前記LEDチップの電極と回路基板上の金属回路とを接続
することを含む。
【００１２】
第４発明は、第１発明の方法による放熱基板を提供する。
【００１３】
第５発明は、第２発明または第３発明の発明によるパワーLED製品を提供する。
【００１４】
第６発明は、第５発明によるパワーLEDを含む光源を提供することを特徴とする。
【００１５】
本発明の放熱基板の製造方法が簡単・便利であり、従来技術の生産工程の条件が緩和され、パワーLEDデバイス、特にハイパワーLED製品の放熱課題を効率よく解決できる。
本発明の放熱基板のパワーLED製品の製造方法は、従来のLED製品の生産プロセスを簡素化し、本発明の方法によるパワーLED製品は、ばらつきが抑制され、信頼性が高く、放熱
効果がよく、発光効率が高く、コストが低い。自動化した測定やテーピングができ、生産性がいい表面実装技術により回路基板に取り付けられて、大規模な生産に特に好ましく、
日増しに発展するパワーLED製品への市場需要に保障を提供した。
要するに、本発明の方法は、パワーLED放熱基板とパワーLED製品のプロセスを大いに簡素化し、生産性がよく、コストが低く、パワーLED製品を低コストで大量に生産する需要
を満たすことができる。当該方法によるパワーLED放熱基板の放熱効果がよく、パワーLED製品の質を一段と改善した。また、当該方法によるパワーLED製品は、コストが低く、品
質が高く、測定と接着しやすく、製品の大量生産及び広範な応用にいい条件を作り上げた。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
【図１】本発明のパワーLED用放熱基板の製造方法の第一実施例を示すフローチャート図である。
【図２】図１のフローチャート図に示される放熱基板の構造を示す図である。
【図３】図１のフローチャート図に示されるヒートシンク及びヒートシンク用孔の構造を示す図である。
【図４】本発明のパワーLED用放熱基板の製造方法の第二実施例を示すフローチャート図である。
【図５】図４のフローチャート図に示される放熱基板の構造を示す図である。
【図６】上記放熱基板に基づいた本発明のパワーLED製品の製造方法の第一実施例を示すフローチャート図である。
【図７】図６のフローチャート図に示されるハイパワーLED構造を示す図である。
【図８】本発明の上記放熱基板に基づいたパワーLED製品の製造方法の第二実施例を示すフローチャート図である。
【図９】本発明の上記放熱基板に基づいたパワーバー状光源の構造を示す図である。
【図１０】本発明の上記放熱基板に基づいたパワーバー状光源の構造を示す図である。
【図１１】本発明の上記放熱基板に基づいたパワーバー状光源の構造を示す図である。
【図１２】本発明の上記放熱基板に基づいたパワー面状光源の構造を示す図である。
【図１３】本発明の上記放熱基板に基づいたパワー面状光源の構造を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  回路基板
２  ヒートシンク用孔  ２a  スルーホール  ２ｂ  ブラインドホール
３  金属回路  ３a  内部リード接続部  ３ｂ外部リード接続部
４  ヒートシンク  ４a  上段  ４ｂ  下段
５  溝  5a  分割溝  5b  分割孔
６  切断位置決めライン
７  LEDチップ
８  リード
９  封止ペースト
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明のパワーLED用放熱基板の製造方法の第一実施例について、図１、２、３、及び
図９、１０、１１、１２、１３を参照しながら説明する。
【００２０】
本実施例において、（S１）パワーLED用放熱基板の製造方法は、（S１１）基板の素材
選択と加工、（S１２）ヒートシンクの製造、（S１３）基板とヒートシンクとの装着、を含む。ここで、（S１１）基板の素材選択と加工、及び（S１２）ヒートシンクの製造は、
前後を問わずに行ってもいいし、同時に行ってもいい。
【００２１】
図１に示されるように、（S１１）基板の素材選択と加工は、（S１１１）基板の素材選択、（S１１２）ヒートシンク用孔の形成、及び（S１１３）金属回路の形成、を含む。
【００２２】
（S１１１）基板の素材選択において、選択された回路基板１は一体的な構造であり、
片面、両面、又は多層複合の回路基板を選択してもよく、両面のものが好ましい。
【００２３】
本発明において、本発明の方法による製品のパッケージング際のモールド成型の金型合わせの圧力と注入圧力、及び、モールド中の持続的な高温に耐えられることを回路基板１に求めている。回路基板１は、製品のパッケージング中に高温において変形しないようにモールド温度より高いガラス転移点や、対応したせん断抵抗力も求められている。本発明の方法による製品のパッケージングの際、普通、回路基板１は全体としてモールド成型の金型合わせ圧力0-6MPa、注入圧力5-50MPa、モールド中の高温60-220℃に耐える必要があ
り、モールド工程の持続時間は３０分を超えなく、ガラス転移点が、少なくとも120℃で
あることを求められており、製品を切断する際、切断されたPCBのエッジが滑らかであっ
て、面積が小さいPCBユニットに切断できるように、せん断応力に対応して耐える必要が
ある。基板材料（PCB材料）は上記条件を満たす紙製基板、樹脂ガラス繊維織物の基板、
複合基質の基板であってもいい。好ましくは、特殊性樹脂ガラス繊維織物の基板である。上記特殊性樹脂ガラス繊維織物の基板材料は、耐熱性が高い物性を示しており、180−320℃と高いガラス転移点を有する。普通、5.0を超えない低誘電率、0.4％を超えない低吸水性、0.005-0.03である低誘電損失を有する。ポリイミド樹脂（PI）、シアン酸エステル樹脂(CE)、ビスマレイミドトリアジン樹脂（BT）、熱可塑性ポリフェニレンオキサイド系樹脂（PPE又はPPO）などの材料は好ましく、基板材料は、誘電率が2.0-3.3、ガラス転移点
が180-260℃であることが好ましい。例えば、ビスマレイミドトリアジン樹脂（BT）材料
について、典型的なガラス転移点が210℃前後である。これらの材料を基板とすると、生
産プロセスとパワーLED製品の電気性能の要求を満たすだけではなく、従来パワーLED放熱基板の生産コストを大いに下げることができる。
【００２４】
回路基板１の形状は、製造しようとするパワーLED製品の需要に応じて決められ、例え
ば、図９−13に示された異なる形状のように、矩形、方形、三角形、多角形、円形、リング形、楕円形、S形、U形、バー状、菱形、ハート状といった異なる形状であってもいいし、これらの形状の組合せであってもいい。こうした形状が異なる基板を選択することにより、異なるパワーLED製品、例えば、面光源、バー状光源、独立デバイスを生産するプロ
セスの要求を効率よく満たすことができ、生産効率の向上や、生産コストのダウンに有利である。
【００２５】
（S112）ヒートシンク用孔の形成において、製造するパワーLED製品の需要に応じて、
回路基板1上の異なる箇所にヒートシンク用孔２を設置可能である。
【００２６】
図２A、2Bに示されるように、ステップS112において、上記ヒートシンク用孔２は、大
きさが異なる二つの孔を組み合わせて連通させるように構成される。好ましくは、小径のスルーホール２aはドリル加工や押し抜き加工により上記回路基板１に形成されたスルー
ホールであり、大径のブラインドホール２bはフライス加工やドリル加工により上記回路
基板１に形成されたブラインドホールである。上記ヒートシンク用孔２を形成する際、まずスルーホール２aを、次にブラインドホール２bを、又は、まずブラインドホール２bを
、次にスルーホール２aを、形成してもいい。スルーホール２aとブラインドホール２bと
は、軸方向が同一であり、図２Fに示されるように同軸であってよく、図３Aに示されるように非同軸であってもいい。上記スルーホールと上記ブラインドホールは、横断面が任意の多角形であってもよく、好ましくは、上記スルーホール２aは円形か正方形の横断面、
ブラインドホール２bは円形の横断面、をそれぞれ有する。
【００２７】
当該ヒートシンク用孔の加工プロセスが簡単であり、形成されたヒートシンク用孔は一致性がよい。また、回路基板の材料の選択によって、パワーLED製品の需要に応じてさま
ざまな形状の回路基板に、箇所と数量が異なるヒートシンク用孔を加工することは容易になり、パワーLED、特にハイパワーLEDの放熱基板を製造するプロセスを簡素化させ、さまざまなパワーLED光源用放熱基板を製造するのに便利である。
【００２８】
（S113）金属回路の形成において、上記回路基板１には、ヒートシンク用孔を形成した上で、LED製品の電気的な接続を実現するようにヒートシンク用孔２と対応する箇所に金
属回路３を形成する。金属回路３は、内部リード接続部３aと外部リード接続部３ｂとか
らなり、内部リード接続部３aとは、製品パッケージの封止ペーストに覆われた金属回路
部をいい、外部リード接続部３ｂとは、製品パッケージの封止ペースト外に露出し、普通、製品の電極とする金属回路部をいう。好ましくは、エッチングプロセス、機械加工、レーザ加工又は印刷プロセスにより、ヒートシンク用孔２の周囲の対応する箇所に内部リード接続部３aの金属層を形成するとともに、ヒートシンク用孔２の周囲より離れた箇所に
、需要に応じて外部リード接続部３ｂの金属層を形成する。内部リード接続部３aと外部
リード接続部３ｂとの金属層により、パワーLEDの電気的な接続を実現できる一体化した
金属回路３を形成する。さらに、好ましくは、エッチングプロセス、機械加工、レーザ加工又は印刷プロセスにより、回路基板１の上面において、ヒートシンク用孔２の周囲の対応する箇所に金属層を形成して内部リード接続部３aとするとともに、回路基板１におけ
るヒートシンク用孔２の周囲より離れた上面と下面に外部リード接続部３ｂを構成する局部金属層を形成し、上記金属層間に位置する回路基板１の側面を金属化させる処理を行って、上記金属層と繋がる金属層を形成し、これら金属層は共同で外部リード接続部３ｂを構成する。図２Aと図２Bに示されるように、上記内部リード接続部３aと外部リード接続
部３ｂは、製品の電気的な接続を実現した一体化した金属回路３を形成する。当該金属回路３が製品の電極をその回路基板１の底部（下面）に延伸させるように配置されるので、その製品は大量生産の表面実装形態の取り付けに向いている。図９、図１２Aに示される
ように、好ましくは、生産しようとするパワーLED製品の電気性能の要求に応じて金属回
路３を柔軟に配置することにより、直列、並列、又は直・並列混合などを含む製品の電気的な接続を実現する。
【００２９】
（S12）ヒートシンクの製造ステップは、（S121）ヒートシンクの成型、（S122）研磨
・洗浄、（S123）メッキを含む。
【００３０】
（S121）ヒートシンクの成型において、熱伝導性材料によりヒートシンク４を製作する。例えば、丹銅、黄銅、アルミニウム、アルミニウム合金等、熱伝導性及び圧延性に優れた金属材料は好ましい。
【００３１】
好ましくは、材料の特性に応じて押出成型、金属鋳造、フライス機械加工によりヒートシンク４を成型する。ヒートシンク４は、上段４aと下段４bとからなる一体とした段差付きの筒体構造に成型され、ヒートシンク用孔２内に堅固に装着されるようにその形状とサイズが上記回路基板１のヒートシンク用孔２の構造と対応する。好ましくは、上記ヒートシンクの上段４aは上記スルーホール２aと、下段４ｂは上記ブラインドホール２ｂと、それぞれほぼ同じ直径を有し、上記上段４aと下段４ｂは同一軸方向であり、図２Fに示されるように同軸であってもよく、図３Aに示されるように、非同軸であってもよく、かつ、
図２Fに示されるように、回路基板１の上下面と垂直であり、下段４ｂは、筒体高さがブ
ラインドホール２ｂの深さ以上であり、図２F、３Bに示されるように、上記ヒートシンクの上段４aは筒体高さがスルーホール２aの深さ以上である。好ましくは、図３B、３Cに示されるように、上記ヒートシンクの上段４aの上部は、平面に形成される又は下に凹んだ
反射杯が形成される。好ましくは、図３Dに示されるように、ヒートシンク４とヒートシ
ンク用孔２とが堅固に装着されるように、上記ヒートシンク4の上段４aは、上部横断面が底部横断面よりやや小さくてテーパー状を呈するとともに、上記ヒートシンク４の下段４bは、上部横断面が底部横断面よりやや小さくてテーパー状を呈する。上記のように製造
されたヒートシンク４により、放熱基板のヒートシンクの下段が外部と良好に接触でき、熱を放散させやすくするとともに、ヒートシンク４の上段は回路基板及びその上部と同一面又はそれより高く設計されているので、回路基板に装着されたLEDのよりよい発光効果
を向上・確保した。また、ヒートシンク４の階段構造により、回路基板１におけるヒートシンク用孔２への装着の際、位置決めがしやすく、堅固な嵌め合いが形成できる。
【００３２】
本プロセスにより、需要に応じて、形状が異なる段差付きの筒体構造のヒートシンクを製造できる。プロセスが簡単であり、製造されたヒートシンクは精度が高く、一致性もよい。ヒートシンク４と回路基板１のヒートシンク用孔２との堅固な嵌め合いが実現でき、放熱基板の高い信頼性を確保する。
【００３３】
（S122）研磨・洗浄において、研磨プロセスにより上記のように成型されたヒートシンク４を研磨し、洗浄する。研磨の目的は、ヒートシンク4の表面を滑らかにし、次のメッ
キの効果を高めることである。研磨後のヒートシンク4は反射面を有し、その次のメッキ
プロセスと合わせて、メッキの効果をさらに最適化する。
【００３４】
（S123）メッキにおいて、洗浄後のヒートシンク4にメッキを行う。メッキの目的は、
１.チップのヒートシンク4への溶接性を高めること、２. ヒートシンク4の表面に鏡面を
形成して反射効果を向上し、LED製品の発光効果を高めることである。
【００３５】
（S13）ヒートシンクと回路基板との組み立てにおいて、ヒートシンク4をヒートシンク用孔２に挿入して堅固に結合させて、パワーLED放熱基板を形成する。好ましくは、ヒー
トシンク4とヒートシンク用孔２とは、締まりばめ又は接着により堅固に結合する。
【００３６】
本発明によるヒートシンク4とヒートシンク用孔２の構造的な設計により、ヒートシン
ク4を取り付ける際、位置決めがしやすく、ヒートシンク4とヒートシンク用孔２との嵌め合いは非常に容易になるとともに堅固であり、緩め又は脱落が発生しがたい。従来技術のパワーLED放熱基板に存在する複雑なプロセスや、高コストや、製品の低信頼性や、悪い
放熱効果や、製品の発光不良といった問題を解決した。
【００３７】
本発明の上記プロセスは、従来のパワーLED、特にハイパワーLED放熱基板の製造プロセスを大いに簡素化し、パワーLED放熱基板の製造コストを下げ、放熱効果や発光性を高め
た。製品の高品質、高信頼性、高歩留まりを確保した。
【００３８】
上記のようなパワーLED放熱基板の製造方法により形状が異なるパワーLED放熱基板を生産でき、需要に応じて、その上にヒートシンク用孔２、金属回路３を配置可能である。当該放熱基板は、パワーLED面光源、例えば、形状が図12Aに示されるような矩形、方形、三角形、多角形、円形、リング形、楕円形、S形、U形、バー状、菱形、Z形、ハート状等、
又はこれらの形状の組合せである面光源の放熱基板として利用されてもいいし、図9に示
されるように、バー状光源や独立デバイス製品の放熱基板として利用されてもいい。当該放熱基板は、適用範囲が広くて、パワーLED面光源、パワーLEDバー状光源及び独立パワーLEDデバイス製品に利用される。
【００３９】
要するに、本発明の方法による回路基板１に用いられる材料が非常に加工しやすいとともに、本発明の方法による放熱基板がパワーLEDの放熱及び電気性能面の要求を十分に満
たすため、本発明による方法において、パワーLED製品の形状と特性に応じて、回路基板
の形状を確定しやすく、さらに、需要に応じてヒートシンク用孔２の回路基板１での位置と数を決めることができる。回路基板に、需要に応じて金属回路３を配置して、直列、並列、又は直・並列混合などを含むパワーLED製品に必要な電気的な接続を実現する。使用
者の需要を満たすパワーLED面光源、バー状光源、又は独立デバイスの放熱基板を製造し
、当該方法による放熱基板は、パワーLED面光源、バー状光源、独立デバイスの放熱基板
の複雑な構造や、高度な加工難度や、高生産コストや、悪い放熱及び発光効果などの問題を効率よく解決した。
【００４０】
本発明のパワーLEDの放熱基板の製造方法の第二実施例について、図４、５、9、１０を参照しながら詳細に説明する。
【００４１】
本実施例において、（S4）は、実施例１における放熱基板のヒートシンク用孔２とヒートシンク４の構造を基本ユニットとした複数のヒートシンク用孔２及びヒートシンク４からなる放熱基板の製造方法であり、（S41）回路基板の素材の選択及び加工、（S42）ヒートシンクの製造、（S43）回路基板とヒートシンクの嵌め合い、のステップを含む。ここ
で、回路基板の素材の選択と加工ステップ、及びヒートシンクの製造ステップは、前後を問わずに行ってもいいし、同時に行ってもいい。
【００４２】
（S41）回路基板の素材の選択及び加工ステップは、（S411）回路基板の素材の選択ス
テップ、（S412）ヒートシンク用孔の加工成型、（S413）分割溝又は/と孔の加工成型、
（S414）金属回路の形成、（S415）切断位置決めラインの形成、のステップを含む
【００４３】
（S411）回路基板の素材の選択において、一体化回路基板を選択し、片面、両面、複層構造の複合回路基板を選択してもよく、好ましくは、両面回路基板を選択する。
【００４４】
本実施例において、選択された回路基板は、本発明の第一実施例に記載された回路基板と同じ特性、好ましい方案、積極的な技術的効果を有する材料であるため、ここで、その詳細な説明を省略する。
【００４５】
（S412）ヒートシンク用孔の加工成型において、一体化構造の回路基板１に、複数のヒートシンク用孔2からなる行列を形成する。ヒートシンク用孔2は、基板1に形成された軸
方向が同じであるとともに貫通された大径のブラインドホール２ｂと小径のスルーホール２aとからなる。好ましくは、ブラインドホール２ｂはフライス加工又はドリル加工によ
り形成され、スルーホール２aはドリル加工又は押し抜き加工により形成されており、上
記ヒートシンク用孔の行列は、複数のヒートシンク用孔2からなるM行×N列の行列であり
、M、Nは１以上の整数であり、かつ、M、Nは少なくとも同時に１ではない。図５に示されるように、回路基板１には、合計４行×５列のヒートシンク用孔2の行列が設けられてい
る。
【００４６】
（S413）分割溝又は/と孔の加工成型において、図５A、５B、９に示されるように、回
路基板１に分割溝５a又は/と分割孔５bを加工する。一つの好ましい案は、分割溝５a又は/と分割孔５bをヒートシンク用孔の行又はヒートシンク用孔の列の両側辺に設置することであり、もう一つの好ましい案は、上記各ヒートシンク用孔の行のヒートシンク用孔毎又は各ヒートシンク用孔の列のヒートシンク用孔毎の側辺が少なくとも一つの分割溝５a又
は/と一つの分割孔５bと対応している。上記分割溝５a又は/と分割孔５bは、合計M+1又はN+１本配列して設けられ、バー状光源又は独立デバイスの製造に適切である。好ましくは、並べられた分割溝５a又は/と分割孔５bとヒートシンク用孔の行又はヒートシンク用孔
の列の対応した各ヒートシンク用孔との距離は等しい。好ましい一つの案としては、図9
、10に示されるように、分割溝５a又は/と分割孔５bをヒートシンク用孔の行又はヒート
シンク用孔の列の端部に設けることであり、これにより面光源又はバー状光源の製造に適
切である。面光源やバー状光源を製造するもう一つの好ましい案としては、分割溝５a又
は/と分割孔５bを設けないことである。
【００４７】
好ましくは、設置された分割溝５a又は/と分割孔５bは押し抜き加工又は溝切りフライ
ス加工により回路基板1に形成されたものである。図５Aに示される好ましい案のように、設置された分割溝は各ヒートシンク用孔の列を貫通したスルーグルーブ５であり、かつ、各ヒートシンク用孔の行間の中間に位置し、合計5本のグルーブ５が設けられる。図５Bに示される別の好ましい案のように、各ヒートシンク用孔の行の側辺に設けられて配列された分割孔５bであり、上記各ヒートシンク用孔の行のヒートシンク用孔毎の側辺が少なく
とも一つの分割孔５bと対応する。
【００４８】
（S414）金属回路の形成において、回路基板１に金属回路３を形成して製品の電気的な接続を実現し、金属回路３は内部リード接続部３aと外部リード接続部３bからなり、内部リード接続部３aとは、製品のパッケージング後に封止ペースト９に覆われた金属回路部
であり、外部リード接続部３bとは、製品のパッケージング後に封止ペースト９外に露出
した金属回路３である。好ましくは、エッチングプロセス、機械加工、レーザ加工、又は印刷プロセスと金属化プロセスにより金属回路３を形成する。
【００４９】
好ましくは、エッチングプロセスにより、回路基板１におけるヒートシンク用孔２の周囲の対応する箇所に内部リード接続部３aの金属層を形成し、上記内部リード接続部３aの金属層は需要に応じて配置されてもよく、よって、LEDチップ７の直列、並列、直・併列
などの電気的な接続を実現する。ヒートシンク用孔２の周囲から離れたより遠い箇所に需要に応じて外部リード接続部３bの金属層を形成して、内部リード接続部３aと外部リード接続部３bにより、パワーLEDの電気的な接続を実現できる一体とした金属回路3を構成す
る。
【００５０】
好ましくは、回路基板１の上面でのヒートシンク用孔２に対応する箇所に、エッチングプロセス、機械加工、レーザ加工、又は印刷プロセスにより、内部リード接続部３aの金
属層を形成する。分割溝５a又は/と分割孔５bに沿った回路基板１の上下面に、エッチン
グプロセス、機械加工、レーザ加工、又は印刷プロセスにより、外部リード接続部３bの
金属層の一部を形成し、金属化処理プロセスにより、上記分割溝５a又は/と分割孔５bの
側壁に、分割溝５a又は/と分割孔５b両側に位置する上記回路基板１の上下面の金属層と
繋がる金属層を形成し、上記分割溝５a又は/と分割孔５b両側の上下面と分割溝の側壁と
の相互導通した金属層が共同で外部リード接続部３bを構成する。上記内部リード接続部
３aの金属層と上記外部リード接続部３bの金属層は、製品の電気的な接続を実現した金属回路３を形成する。
【００５１】
注意されたいことは、面光源やバー状光源を製造するような特定な場合において、面光源やバー状光源の電源の入出力端子がその両側に設置可能であるため、ヒートシンク用孔２の周囲からより遠い箇所の回路基板１の上下面及び側面に外部リード接続部３bとして
金属層を形成するだけで、上記内部リード接続部３aとともに、面光源やバー状光源の電
気的な接続を実現できる一体化金属回路３を構成してもいい。この場合において、分割溝５a又は/と分割孔５b両側の回路基板１の下面及び分割溝５a又は/と分割孔５bの内壁に金属回路3を形成する必要がないとともに、分割溝５a又は/と分割孔５bを設置する必要もない。
【００５２】
（S415）切断位置決めラインの形成において、回路基板１の端部に、切断位置決めライン６を形成する。好ましくは、上記切断位置決めライン６は、エッチングプロセスや、機械加工や、レーザ加工または印刷により回路基板１に形成する。バー状光源又は独立デバイス用の放熱基板１の製造には、好ましくは、切断位置決めライン６は複数本用いられて
おり、各ヒートシンク用孔の行又は/と列の両端部に、各ヒートシンク用孔の行又は/と列の側辺と対応するように合計M+１又は/とN+1本配置されている。好ましくは、切断位置決めライン６は各ヒートシンク用孔の列間又は/と行間の中間に位置する。図５Aに示されるように、回路基板１におけるヒートシンク用孔の列に対応する端部には、切断位置決めライン６が6本設置されている。例えば、図５B に示される回路基板１には、切断位置決め
ライン６aはヒートシンク用孔の行の端部に合計5本設置され、切断位置決めライン６ｂはヒートシンク用孔の列の端部に合計６本設置されている。製品のパッケージング後に切断位置決めライン６に沿って切断する場合、N又はM個のバー状光源又はN×M個の独立デバイスに分割でき、図５Aの場合は、4つのバー状光源又は４×５の独立デバイスを製造することができる。
【００５３】
（S42）ヒートシンクの製造ステップは、（S421）ヒートシンクの成型、（S422）研磨
・洗浄、（S423）メッキを含む。
【００５４】
（S421）ヒートシンクの成型において、熱伝導性に優れた材料によりヒートシンク4を
製造する。熱伝導性及び圧延性に優れた金属材料、例えば、丹銅、黄銅、アルミニウム、アルミニウム合金のいずれかを選択してもいい。好ましくは、プレス成型や、金属鋳造又はフライス加工により、ヒートシンクを加工成型する。
【００５５】
上記ヒートシンク４は、上段と下段からなる段差付きの一体化筒体構造に成型され、上記回路基板１のヒートシンク用孔２の構造に対応して、ヒートシンク用孔２に嵌められて堅固な嵌め合いを形成する。
【００５６】
（S422）研磨・洗浄において、研磨プロセスにより加工成型されたヒートシンク4を研
磨し、洗浄する。
【００５７】
（S423）メッキにおいて、その前のステップに出来上がったヒートシンク4にメッキを
行う。メッキの目的は、チップ７のヒートシンク４への溶接性を高めるとともに、ヒートシンク４の表面に鏡面を形成して反射効果を向上し、LED製品の発光効果を上げるためで
ある。
【００５８】
（S43）ヒートシンクと回路基板との装着において、各ヒートシンク用孔２にヒートシ
ンク4を挿入して、ヒートシンク4とヒートシンク用孔２とのM×N個の堅固な嵌め合いを形成して、パワーLED放熱基板とする。好ましくは、ヒートシンク4とヒートシンク用孔２は締まりばめ又は接着により嵌め合う。図5に示される回路基板において、合計４×５個の
ヒートシンク用孔２内に、ヒートシンク４が組み合わせられている。
【００５９】
上記方法は、パワーLED、特に放熱に優れたパワーLEDの面光源、バー状光源及び独立LEDデバイスの放熱基板の製造に適切である。
【００６０】
実施例３は、実施例１、２に示される放熱基板のパワーLED製品の製造方法による第一
実施例である。図６、７、９-１３を参照しがなら当該実施例を詳しく説明する。
【００６１】
本実施例において、上記放熱基板に基づいたパワーLEDの製造方法、特に温度が260℃より低い低温ダイボンディングに適切である製造方法を公開する。当該方法は、（S601）基板の素材の選択、加工、ヒートシンクの製造、（S602）ヒートシンクの取付け、（S603）チップのダイボンディング、（S604）金ワイヤボンディング、（S605）封止ペーストを利用したモールド成型、（S606）二次硬化、（S607）デバイスの分離、（S608）測定選別及びテーピング、のステップを含む。
【００６２】
ステップS601において、基板の素材を選択・加工し、ヒートシンクを製造する。回路基板１及びヒートシンク４は、本発明の上記実施例１、２に記載された放熱基板と同じ製造方法を採用するので、その説明を省略する。
【００６３】
ステップS602のヒートシンクの取付けにおいて、ヒートシンク4を回路基板１のヒート
シンク用孔2内に取り付けて、締まりばめ又は接着により堅固に結合させる。
【００６４】
ステップS603においてチップのダイボンディングを行う。S602の加工を終えて製造された放熱基板において、チップ7を上記ヒートシンク4に接着する。好ましくは、ダイボンディングペースト、銀ペースト又は低温半田などを利用して低温ダイボンディング方法により接着する。低温ダイボンディングは普通260℃より低い温度において行われる。また、
パワーLED製品の設計要求に応じて、ヒートシンク4に一つ又は複数のチップ７を接着してもいい。
【００６５】
ステップS604の金ワイヤボンディングにおいて、上記チップ７に接続されたリード８は回路基板1の上の内部リード接続部３aに接続される。ヒートシンク４に複数のチップ７が固定される場合、需要に応じて金属回路３を配置することによりチップ7間の直列、並列
、直・併列などの電気的な接続を実現する。
【００６６】
ステップS605の封止ペーストを利用したモールド成型は、具体的に（S6051）ペースト
注入、（S6052）硬化、（S6053）離型、を含む。（S6051）のペースト注入ステップにお
いて、熱安定性に優れかつ短い波長の減衰に強い液相封止ペーストを金型と回路基板1と
の間の隙間に一回に渡って注入する。S6052の硬化のステップにおいて、金型と回路基板1との間の液相封止ペースト９を硬化させる。S6053のステップにおいて、硬化後の金型と
基板とを分離して、封止ペースト９は金型から離型しかつ回路基板１に固定され、一回に渡って、モールド成型を終える。即ち、一回に渡って、回路基板１に一つ又は複数のパワーLEDの面光源や、バー状光源、又は複数の独立パワーLEDデバイスのパッケージを作り出す。
【００６７】
普通、本発明の製品のパッケージングの際、回路基板は、全体として、モールド金型あわせ圧力0-6Mpa、注入圧力5-50Mpa、モールド成型中の高温60-220℃に耐える必要がある
。モールド成型の持続時間は、30分を超えないものとする。好ましくは、モールド成型中の温度は100-180℃であり、持続時間は、5-15分である。
【００６８】
図７A、７B、１０−１３に示されるように、封止ペースト９は、回路基板１のチップ７が装着された面を覆っており、金属回路３の内部リード接続部３aを覆って、金属回路３
の外部リード接続部３bを露出させる。上記封止ペースト９は、外部湿気や空気からチッ
プ７、金ワイヤ８などを隔離するだけではなく、デバイスの光学レンズとして機能する。上記封止ペーストとしては、熱安定性に優れかつ短い波長の減衰に強い材料が好ましく、シリカゲルや、シリカゲルを基礎とした改質材料や、エポキシ樹脂を基礎とした改質材料などは、さらに好ましい。また、図７、１０−１３に示されるように、パワーLED製品の
発光特性の要求にしたがって、上記デバイスの光学レンズは、凸レンズや凹レンズ又は曲面の組合せレンズであってもいい。
【００６９】
ステップS606の二次硬化において、上記封止ペースト９によりモールド成型された後のパワーLEDを焼成室に入れて、封止ペースト9を硬化させる。これにより、封止ペースト9
が硬化し回路基板１をしっかり覆う。封止ペースト9の材質により硬化の温度と時間を決
め、硬化焼成は、普通、150±20℃において、2.5-3.5時間行われる。
【００７０】
ステップS607のデバイス分離において、スクライバーにより前記回路基板１を切断して
、LED製品として切断・分離する。実施例２に記載された放熱基板の場合、スクライバー
は、切断位置決めライン６に沿って上記回路基板１を切断して、複数のバー状パワーLED
製品又はM×N個の独立パワーLEDデバイスに分離する。説明すべきなことは、面光源の場
合、切断してもよいし、切断しなくてもよい。回路基板１には複数の面光源ユニットがある場合、切断が必要であり、そうでない場合、切断が必要でない。
【００７１】
ステップS608の測定選別及びテーピングにおいて、分離された上記パワーLED製品を測
定選別機により測定して分類し、テーピング機によりテーピングして包装する。
【００７２】
実施例４は、実施例１、２に示される放熱基板に基づいたパワーLED製品の製造方法の
第二の好ましい実施例である。図７-１３を参照しがなら当該実施例をさらに説明する。
【００７３】
本実施例において、上記放熱基板に基づいたパワーLEDの製造方法、特に温度が260℃より高い高温ダイボンディングに適切である方法を公開している。当該方法は、（S801）基板の加工およびヒートシンクの製造、（S802）チップのダイボンディング、（S803）ヒートシンクの取付け、（S804）金ワイヤボンディング、（S805）封止ペーストを利用したモールド成型、（S806）二次硬化、（S807）デバイスの分離、（S808）測定選別及びテーピング、のステップを含む。
【００７４】
ステップS801の基板の素材の選択・加工およびヒートシンクの製造において、回路基板１の素材の選択、加工及びヒートシンク４の製造は、本発明の上記実施例１、２に記載された放熱基板と同じ方法を採用するので、その説明を省略する。
ステップS802のチップのダイボンディングにおいて、ヒートシンク4の製造後に、まず
チップ7を上記ヒートシンク4に接着する。パワーLED製品の設計要求に応じて、ヒートシ
ンク4に一つ又は複数のチップ７を接着する。好ましくは、高周波溶接、リフロー半田付
け、共融又はAｎSnの高温ダイボンディングにより接着する。高温ダイボンディングは普
通260℃より高い温度において行われる。
ステップS803のヒートシンクの装着において、ダイボンディングの後、チップ7が装着
されたヒートシンク4を締まりばめ又は接着により回路基板１のヒートシンク用孔2内に取り付けて、堅固な嵌め合いを形成する。
ステップS804の金ワイヤボンディングにおいて、上記チップ７の電極に接続されたリード８は回路基板1における内部リード接続部３aと接続される。ヒートシンク４に複数のチップ７が固定される場合、需要に応じて金属回路３を配置することによりチップ7間の直
列、並列、直・併列などの電気的な接続を実現する。
ステップS805の封止ペーストを利用したモールド成型は、具体的に（S8051）ペースト
注入、（S8052）硬化、（S8053）離型、を含む。（S8051）のステップにおいて、熱安定
性に優れかつ短い波長の減衰に強い液相封止ペースト９を金型と回路基板1との間の隙間
に一回に渡って注入充填する。S8052のステップにおいて、金型と回路基板1との間の液相封止ペースト９を硬化させる。S8053のステップにおいて、硬化後の金型と基板とを分離
して、封止ペースト９は金型から離型しかつ回路基板１に固定され、パッケージング成型を終える。一回に渡って、回路基板１に一つ又は複数のパワーLEDの面光源や、バー状光
源、又は複数の独立パワーLEDデバイスのパッケージを一回に渡って作り出す。
【００７５】
普通、本発明の製品のパッケージングの際、回路基板１は、全体として、モールド金型あわせ圧力0-6Mpa、注入圧力5-50Mpa、モールド成型中の高温60-220℃に耐える必要があ
る。モールド成型の持続時間は、30分を超えないものとする。好ましいモールド成型中の温度は100-180℃であり、持続時間は、5-15分である。
【００７６】
図７A、７B、１０−１３に示されるように、封止ペースト９は、回路基板１のチップ７が装着された面を覆っており、金属回路３の内部リード接続部３aを覆って、金属回路３
の外部リード接続部３bを露出させる。上記封止ペースト９は、外部湿気や空気からチッ
プ７、金ワイヤ８などを隔離するだけではなく、デバイスの光学レンズとして機能する。上記封止ペースト９としては、熱安定性に優れかつ短い波長の減衰に強い材料が好ましく、シリカゲルや、シリカゲルを基礎とした改質材料や、エポキシ樹脂を基礎とした改質材料などは、さらに好ましい。また、パワーLED製品の設計要求に応じて、上記デバイスの
光学レンズは、凸レンズや凹レンズ又は曲面の組合せレンズであってもいい。
【００７７】
ステップS806の二次硬化において、上記封止ペースト９によりモールド成型された後のパワーLEDデバイスを焼成室に入れて、封止ペースト9の二次硬化を行い、封止ペースト9
が硬化し回路基板１をしっかり覆う。
封止ペースト9の材質により硬化の時間と温度を決め、硬化焼成は、普通、150±20℃、2.5-3.5時間行われる。
ステップS807のデバイス分離において、スクライバーにより前記回路基板１を切断して、LED製品として切断・分離する。実施例２に記載された放熱基板の場合、スクライバー
は、切断位置決めライン６に沿って上記回路基板１を切断して、複数のバー状パワーLED
製品に分離する。図10、11に示される場合、4本のバー状パワーLED製品に分離できる。又は、最多M×N個の独立パワーLEDデバイスに分離できる。例えば、図７Cに示されるように、各切断位置決めライン６に沿って切断したら、放熱基板1におけるパッケージングされ
たパワーLED をM×N個の独立パワーLEDデバイスに分離できる。最も外側の2本の切断位置決めライン６に沿って切断したら、4本のバー状パワーLED製品に分離できる。説明すべきことは、面光源の場合、切断してもよいし、切断しなくてもよい。回路基板１には複数の面光源ユニットがある場合、切断が必要であり、そうでない場合、切断が必要でない。
【００７８】
ステップS808において、分離された上記ハイパワーLED製品を測定選別機により測定し
て分類し、テーピング機によりテーピングして包装する。
【００７９】
本発明の実施例３、４の方法により、例えば、面光源、バー状光源、独立デバイスといったさまざまなパワーLED製品を作ることができる。
【００８０】
図10、12，13に示されるように、本発明の上記面光源は、矩形、方形、三角形、多角形、円形、リング形、楕円形、S形、U形、バー状、菱形、Z形、ハート状又はこれらの形状
の組合せを含む異なる形状であってもいい。本発明のパワーLED製品のバー状光源は、図11に示されてもよく、本発明のパワーLED製品の独立デバイスは図７Cに示されてもいい。
【００８１】
本発明に係るパワーLED製品の面光源、バー状光源又は独立デバイスによれば、その放
熱基板におけるヒートシンク用孔２の位置と数量は、パワーLED製品の需要に応じて配置
されてもよく、加工するのに便利である。そのヒートシンク４には、パワーLED製品の需
要に応じて、一つ又は複数のLEDチップ７が接着されており、金属回路３は、パワーLED製品の電気的な性能要求に応じて、直列、並列、直・併列などを含む電気的な接続を実現できるよう配置されている。金属回路の配置及び製品の電極の設置を柔軟に実現し、製品の取り付けに便利である。その封止ペースト9はパワーLED製品の発光特性の要求に応じて、LEDチップ７と局部の金属回路３を覆って、一回に渡って成型された光学レンズであり、
凸レンズ、凹レンズ又は曲面の組合せレンズを含む。製品の発光効果は大いに改善された。本発明による製品の構造は、自動化測定やテーピング包装に適しており、表面実装技術により取付けを実現でき、規模的な取付けにさらに適する。
【００８２】
上記のように、本発明の方法は、プロセスが簡単であり、従来のパワーLEDのプロセス
を大いに簡素化して、生産コストを下げ、生産効率を高めた。本発明の方法によるパワーLED製品は、高信頼性を有し、バラつきも抑制され、発光効果がよくコストが低い利点が
あり、大量生産と応用に適し、パワーLED製品に対する大量の市場需要を満たした。パワ
ーLED製品の普及と応用を力強く支持する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワーLED用放熱基板の製造方法であって、以下のステップを含む：
a)一体構造の回路基板を選択し、上記回路基板は、全体として、金型合わせの圧力0-6MPa、注入圧力5-50MPa、30分を超えないモールド工程の持続時間、モールド温度が60-220
℃である高温に耐えられており、前記回路基板のガラス転移点は少なくとも120℃であり
、切断後PCB板のエッジを滑らかにし、かつ面積が小さいPCBユニットを切り出すことができる程度のせん断抵抗力を有し、回路基板にヒートシンク用孔を形成し、ヒートシンク用孔は、軸方向が同一であり、貫通された小孔径のスルーホールと大孔径のブラインドホールからなる大小孔の組合せであり、回路基板に金属回路を形成し、
b)熱伝導性材料によりヒートシンクを製造し、ヒートシンクは、上段と下段からなる軸方向が同一である段差付き筒体状の一体構造とし、かつ、前記回路基板のヒートシンク用孔とは形状及びサイズにおいて対応して嵌め合うように形成されており、
c)ヒートシンクをヒートシンク用孔に装着して堅固に嵌め合い、
ここで、ステップa）及びb)は前後において又は同時に行われるパワーLED用放熱基板の製造方法。
【請求項２】
請求項1に記載の方法において、
ステップa）において、上記回路基板は、モールド工程の持続時間5-15分、モールド温
度が100-180℃である高温に耐える可能であり、前記ヒートシンク用孔を加工する際、フ
ライス加工又はドリル加工によりブラインドホールを形成し、ドリル加工又は押し抜き加工によりスルーホールを形成し、エッチングプロセス、機械加工、レーザ加工又は印刷プロセスの何れかにより上記回路基板に金属回路を形成しており、
ステップb)において、押出成型、金属鋳造、フライスのいずれかによりヒートシンクの加工成型を行い、
ステップc)において、しまりばめまたは接着剤による接着によりヒートシンクをヒートシンク用孔に装着して堅固に嵌め合う、ことを特徴とする。
【請求項３】
請求項1-2のいずれかに記載の方法において、
ステップa）において、上記回路基板は、紙製基板、樹脂ガラス繊維織物の基板、複合
基質の基板のいずれかを基板素材とし、形成された金属回路には、内部リード接続部と外部リード接続部とが含まれており、
ステップb)において、ヒートシンクの加工成型には、ヒートシンクに電気めっきを行うステップが含まれている、ことを特徴とする。
【請求項４】
請求項1-2のいずれか一つに記載の方法において、
ステップa）において、選択された回路基板の素材としては、特殊な樹脂ガラス繊維織
物の基板であり、前記基板は、ガラス転移点が180-300℃であり、誘電率が5.0を超えなく、吸水性が0.4％を超えなく、低誘電損失が0.005-0.03であり、上記金属回路を形成する
ことは、次のステップが含まれており、ヒートシンク用孔周りの回路基板の上面に、内部リード接続部を形成し、ヒートシンク用孔周りのより離れた回路基板の上面お及び下面に、外部リード接続部を構成する一部金属層を形成し、前記一部金属層間における回路基板の側面を金属化させる処理により前記一部金属層に繋がる金属層を形成し、合わせて外部
リード接続部を構成し、内部リード接続部の金属層と外部リード接続部の金属層により、製品の電気的な接続を実現する金属回路を形成し、
ステップｂ）において、ヒートシンクの加工成型には、ヒートシンクに研磨、洗浄、電気メッキを行うことが含まれる、ことを特徴とする。
【請求項５】
請求項３-４のいずれか一つに記載の方法において、
ステップa）において、選択された回路基板の材料としては、ポリイミド樹脂、シアン
酸エステル樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、熱可塑性ポリフェニレンオキサイド系樹脂のいずれかを含んでおり、
ステップｂ）において、選択された熱伝導性材料は、丹銅、黄銅、アルミニウム、アルミニウム合金の何れかである、ことを特徴とする。
【請求項６】
請求項1-5のいずれかに記載の方法において、
ステップa）において、円形、方形、又は多角形の横断面を有する前記ヒートシンク用
孔のスルーホールを形成し、円形の横断面を有するブラインドホールを形成するステップが含まれており、
ステップｂ）において、次のステップが含まれており、形成された上記ヒートシンクの上段の高さが、スルーホールの深さ以上であるとともに、下段の高さがブラインドホールの深さ以上であり、前記上下段は同軸又は非同軸であり、上記上段の先端部において、一の平面又は一の下方に凹んだ反射杯を設置し、上段がテーパー状になるよう前記上段の先端部の横断面をその底部の横断面よりやや小さくし、下段がテーパー状になるよう前記ヒートシンクの下段の先端部の横断面をその底部の横断面よりやや小さくする、ことを特徴とする。
【請求項７】
請求項1-6のいずれかに記載の方法において、
ステップa）において、選択された回路基板は、矩形、方形、三角形、多角形、円形、
リング形、楕円形、S形、U形、バー状、菱形、Z形、ハート状のいずれか又はこれらの形
状の組合せであり、上記基板の形状に基づいて、上記回路基板に複数のヒートシンク用孔を形成することを特徴とする。
【請求項８】
請求項1-6の何れかに記載の方法において、
ステップa）において、回路基板に複数のヒートシンク用孔からなるM行×N列の行列を
設け、少なくともシートシンク用孔の１行又は１列の側辺に少なくとも一つの分割溝又は分割孔を設けるステップが含まれ、ここで、M、Nは1以上の整数であり、かつ、M、Nは少
なくとも同時に1ではない、ことを特徴とする。
【請求項９】
請求項8の何れかに記載の方法において、
ステップa）において、以下のステップが含まれる：シートシンク用孔の各行又は各列
の側辺に少なくとも一つの分割溝又は分割孔を設け、シートシンク用孔の各行又は各列のシートシンク用孔毎の側辺に対応して少なくとも一つの分割溝又は分割孔が存在し、回路基板の端部に、切断位置決めラインを形成する、ことを特徴とする。
【請求項１０】
請求項8-9の何れかに記載の方法において、
ステップa）において、金属回路を形成するステップには、次のことが含まれており、
エッチングプロセス、機械加工、レーザ加工又は印刷プロセスのいずれかにより、ヒートシンク用孔の周りの回路基板の上面に内部リード接続部の金属層を形成し、前記分割溝又は/と分割孔に沿って、回路基板の上下面に外部リード接続部の一部金属層を形成し、金
属化プロセスにより、前記分割溝又は/と分割孔の側壁に、回路基板上下面の金属層と繋
がる金属層を形成し、前記金属層は合わせて外部リード接続部を構成し、前記外部リード接続部の金属層と内部リード接続部の金属層により、電気的な接続を実現する金属回路を
形成し、分割溝又は/と分割孔を形成するステップには、押し抜き、ドリル孔又は溝切り
フライスにより行われることが含まれており、前記切断位置決めラインを形成するステップには、エッチングプロセス、機械加工、レーザ加工又は印刷プロセスの何れかにより形成されることが含まれており、切断位置決めラインは、シートシンク用孔の行又は/と列
の両端部に位置し、かつシートシンク用孔の行又は/と列の側辺に対応する、ことを特徴
とする。
【請求項１１】
請求項10に記載の方法において、
ステップa）において、設置された前記分割溝又は/と分割孔は、隣り合うヒートシンク用孔の列又は/とヒートシンク用孔の行の対応するヒートシンク用孔と同一距離で配列さ
れており、前記切断位置決めラインは、隣り合うヒートシンク用孔の行間又は/とヒート
シンク用孔の列間の中間位置に設置されている、
ことを特徴とする。
【請求項１２】
回路基板によりパワーLEDを製造する方法であり、請求項１-11の何れかに記載の放熱基板の製造方法のステップを含み、前記方法は、さらに以下のステップを含んでおり：
１）以下の高温ダイボンディング又は低温ダイボンディングの何れかによりLEDチップ
を接着するステップ、ここでは、
高温ダイボンディングとは、ステップｂ）において、LEDチップを高温ダイボンディン
グ方法によりヒートシンクに接着することをいい、前記高温ダイボンディングは、260℃
より高い温度において行われ、高周波数溶接、還流溶接、共晶はんだ又はAnSnの高温ダイボンディングによりLEDチップをヒートシンクに接着することであり、
低温ダイボンディングとは、ステップｃ）の後に、LEDチップを低温ダイボンディング
方法により回路基板のヒートシンクに接着することをいい、前記低温ダイボンディングは、260℃より低い温度において行われ、ダイボンディング接着剤や、銀ペースト又は低温
溶接材によりチップをヒートシンクに接着することであり、
２）リードを接続するステップと、ステップｃ）の後に、リードにより前記LEDチップ
の電極と回路基板上の金属回路とを接続し、LEDチップと回路基板の電気的接続を実現し
、
３）ペーストを封止してモールド成型するステップと、熱安定性に優れかつ短い波長の減衰に強い材料を封止ペースト材料として、ペーストを封止してモールド成型する、回路基板によりパワーLEDを製造する方法である。
【請求項１３】
請求項12に記載の方法において、
上記リードを接続するステップは、上記LEDチップの電極と回路基板上の内部リード接
続部とを接続することであり、
上記ペーストを封止してモールド成型するステップには、以下のステップが含まれており、3a）ペーストを注入するステップ：一回に渡って、液相の封止ペーストを金型と回路基板との間の隙間に注入して、液相の封止ペーストを光学レンズとして回路基板のLEDチ
ップが装着された面を覆い、3b）硬化ステップ：金型と基板との間の液相の封止ペーストを硬化させ、3c）離型するステップ：硬化完成後の金型と回路基板とを分離して、封止ペーストは金型から分離し回路基板に固定される、ことを特徴とする。
【請求項１４】
請求項12-13のいずれか一つに記載の方法において、
上記前記封止モールドは、封止ペーストを光学レンズとしてチップ及びその放熱基板の金属回路の内部接続部を覆い、外部リード接続部を露出し、前記封止ペーストは、シリカゲルや、シリカゲルを基礎とした改質材料や、エポキシ樹脂を基礎とした改質材料の一つである、ことを特徴とする。
【請求項１５】
請求項12-13のいずれか一つに記載の方法において、前記封止ペーストのモールド成型
中の温度は、60-220℃であり、持続時間は30分を超えない、ことを特徴とする。
【請求項１６】
請求項12-13のいずれか一つに記載の方法において、前記封止ペーストのモールド成型
中の温度は、100-180℃であり、持続時間は5-15分である、ことを特徴とする。
【請求項１７】
請求項12-13のいずれか一つに記載の方法において、前記方法は、前記封止ペーストの
モールド成型後の封止ペーストの二次硬化ステップを含み、二次硬化の焼成温度は150±20℃であり、焼成時間は2.5-3.5時間である、ことを特徴とする。
【請求項１８】
請求項12-17の何れか一つに記載の方法において、前記封止ペーストにより形成された
光学レンズは、凸レンズ、凹レンズ又は曲面の組合せレンズであることが可能である、ことを特徴とする。
【請求項１９】
請求項1-11に記載の方法による回路基板である。
【請求項２０】
請求項12-18に記載の方法によるパワーLED製品である。
【請求項２１】
光源において、請求項20に記載のパワーLEDを含むことを特徴とする。
【請求項２２】
請求項21に記載の光源において、前記光源は、面光源、バー状光源、又は独立デバイスの何れかであることを特徴とする。
【国際調査報告】
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