JP2007088155A - 表面実装型ｌｅｄ基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 多面取りされた表面実装型ＬＥＤを、ダイシング装置のダイシングブレードによって個々の表面実装型ＬＥＤに分離・分割する際に、従来の製造工程や製造コストに対して変更を要せず、且つ量産性を損なうことなくバリの発生を低減させる表面実装型ＬＥＤ基板を提供することにある。
【解決手段】 表面実装型ＬＥＤが多面取りされる表面実装型ＬＥＤ基板１において、ＬＥＤチップが実装される表面側から側面側を経て裏面側に回り込んだ導体パターン３ａ、３ｂの少なくとも前記裏面側に回り込んだ導体パターン３ａ、３ｂ上の少なくとも前記多面取りされた表面実装型ＬＥＤを個々の表面実装型ＬＥＤに分離・分割するための切断線上にレジスト層５を設けることによって、多面取りされた表面実装型ＬＥＤを切断する際に導体パターン３ａ、３ｂの切断面に生じるバリをレジスト層５によって抑制するようにした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、表面実装型ＬＥＤ基板に関するものであり、詳しくは、表面実装型ＬＥＤの製造工程の１つであるダイシング工程において、ダイシングブレードによって基板を切断する際に基板を構成する導体パターンの切断面におけるバリの発生を抑制する手段を施した表面実装型ＬＥＤ板に関する。

表面実装型ＬＥＤは概略以下のような製造工程を経て作製される。それは、表面に導体パターンが形成された多面取り基板上に、所定の間隔を保って複数のＬＥＤチップを導電性接着剤を介してダイボンディングし、更に、ダイボンディングされたＬＥＤチップにボンディングワイヤを介してワイヤボンディングを行なう。その後、ＬＥＤチップ及びボンディングワイヤを覆うように封止樹脂によって樹脂封止する。

すると、多面取り基板上には、基板及び封止樹脂によって一体化されて多面取りされた複数の表面実装型ＬＥＤが形成される。これを所定の間隔を保ってダイシング装置のダイシングブレードによって基板と封止樹脂とを同時にダイシング切断すると、個々に分離・分割された表面実装型ＬＥＤが完成する。

ところで、上記製造工程を経て完成した表面実装型ＬＥＤには不具合な点が存在する。それは、多面取り基板をダイシングする際に生じるもので、基板の構造に起因するものである。

そこで、表面実装型ＬＥＤに使用される一般的な基板の構造について説明する。基板を構成するベースとなる基材には、紙フェノール、紙エポキシ、ガラスエポキシ、セラミック等の絶縁体、或はアルミニウム、鉄等の金属が使用される。そして、基材の一方の面あるいは両面に銅箔が貼り付けられ、該銅箔の不用な部分をエッチングによって除去して必要な部分を残すことによって銅箔による導体パターンを形成するものである。

その場合、必要に応じて導体パターン上に順次銅、ニッケル及び金のメッキ処理が施されることもある。特に、ワイヤボンディングによってボンディングワイヤを介してＬＥＤチップと導体パターンとの電極接続を行なう場合、ボンディングワイヤと両電極との接合を確実に行なうためには有効な手段である。

上記構造の多面取り基板上に形成された複数の表面実装型ＬＥＤをダイシング装置のダイシングブレードによってダイシングする場合、基板に形成された導体パターンがダイシングブレードによって切断されるときに、導体パターンの切断面にバリが生じることになる。

特に、表面実装型ＬＥＤの下方に張り出したバリは、表面実装型ＬＥＤをマザーボードに実装するときにマザーボードに対する平面度を確保する妨げになり、表面実装型ＬＥＤが再現性及び統一性のないばらばらの向きで実装されることになると共に、確実な実装が妨げられることにもなる。

その結果、マザーボードに実装された表面実装型ＬＥＤが、該表面実装型ＬＥＤに求められる種々の光学特性を満足することができなくなり、また実装に対する信頼性を損なうためにマザーボードの性能不良による歩留まり低下を生じさせる要因となる可能性が高い。

そこで、基板のダイシング時に導体パターンの切断面に発生するバリを極力抑制するか、あるいはバリを全く発生しないようにするために、以下のような方法が提案されている。

まず、前者の場合、一般的に行なわれている方法は、図９（ａ）に示すように、複数のＬＥＤチップ５０及びボンディングワイヤ５１が夫々ダイボンディング及びワイヤボンディングされ、それらが透光性樹脂からなる封止樹脂５２によって樹脂封止された多面取り基板５３を軟質の有機系ダイシングシート５４上にセットする。そして有機系ダイシングシート５４と共に移動する多面取りされた表面実装型ＬＥＤ６０をダイシング装置の、封止樹脂５２側から基板５３側に向かって回転するダイシングブレード５５によって封止樹脂５２と基板５３とを同時にダイシングするものである。

このダイシング方法では、ダイシングシート５４が柔らかいために基板５３の下方に向かう導体パターン５７の切断面のバリ５８の発生が抑制できず、バリの発生に対する抑制効果はほとんどない。

また、図９（ｂ）に示すように、軟質の有機系ダイシングシート５４上に封止樹脂５２の上面側をセットし、有機系ダイシングシート５４と共に移動する多面取りされた表面実装型ＬＥＤ６０をダイシング装置の、基板５３側から封止樹脂側５２に向かって回転するダイシングブレード５５によって基板５３と封止樹脂５２とを同時にダイシングするものである。

このダイシング方法では、基板５３の下方に向かう導体パターン５７の切断面のバリ５８の発生量を低減することはできるが、この状態では製品の外観検査ができない上に、ダイシング時にダイシングブレード５５による圧力、振動等によってセットされた樹脂封止５２部分がダイシングシート５４から剥がれる可能性がある。

更に、図９（ｃ）に示すように、氷５６の略平坦面上に多面取り基板５３を貼り付け、略平坦な氷５６と共に移動する多面取りされた表面実装型ＬＥＤ６０をダイシング装置の、封止樹脂５２側から基板５３側に向かって回転するダイシングブレード５５によって封止樹脂５２と基板５３とを同時にダイシングするものである。

このダイシング方法では、基板５３の下面が硬質の部材に接しているために、基板５３の下方に向かう導体パターン５７の切断面のバリ５８の発生を抑制することはできるが、基板を氷５６の略平坦面に貼り付ける（固定する）までの時間が必要であり、量産性に欠けるものである。

一方、後者のダイシング時にバリを全く発生しないようにする方法は、図１０に示すように、バリの発生が最も問題となる基板５３の下面の導体パターン５７に関して、少なくともダイシングの切断線５９となる位置の導体パターンを除去し、導体パターンを切断することなくダイシングが行なえるようにしたものである（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−２２２９９７号公報

ところで、図１０に示す方法は、ダイシング幅（ダイシングブレードの厚み）以上の幅で導体パターンが除去された部分を設け必要がある。その結果、表面実装型ＬＥＤの基板下面側に形成される導体パターンの面積が小さくなり、製品の応力に対する強度が低下すると共に、製品を導電性部材を介してマザーボードに実装したときに、製品側の接合電極となる導体パターンの面積が小さいために横方向の加重に対する固定力の低下が生じる。

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、多面取り基板に載置された複数のＬＥＤチップが封止樹脂によって一体化されて多面取りされた複数の表面実装型ＬＥＤを、ダイシング装置のダイシングブレードによって個々の表面実装型ＬＥＤに分離・分割する際に、従来の製造工程や製造コストに対して変更を要せず、且つ量産性を損なうことなくバリの発生を低減させる表面実装型ＬＥＤ基板を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、所定の間隔を保って実装された複数のＬＥＤチップが封止樹脂によって樹脂封止されて表面実装型ＬＥＤが多面取りされる表面実装型ＬＥＤ基板であって、前記表面実装型ＬＥＤ基板はＬＥＤチップが実装される表面側から側面側を経て裏面側に回り込んだ導体パターンが形成されており、少なくとも前記裏面側に回り込んだ導体パターン上の少なくとも前記多面取りされた表面実装型ＬＥＤを個々の表面実装型ＬＥＤに分離・分割するための切断線上にレジスト層が形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記導体パターンの前記レジスト層が形成された部分以外には金メッキが施されていることを特徴とするものである。

本発明は、表面実装型ＬＥＤが多面取りされる表面実装型ＬＥＤ基板において、ＬＥＤチップが実装される表面側から側面側を経て裏面側に回り込んだ導体パターンの少なくとも前記裏面側に回り込んだ導体パターン上の少なくとも前記多面取りされた表面実装型ＬＥＤを個々の表面実装型ＬＥＤに分離・分割するための切断線上にレジスト層を設けた。

よって、導体パターンの切断面に生じるバリがレジスト層によって抑制されて該レジスト膜から外部に突出することがなくなった。

その結果、本発明の表面実装型ＬＥＤ基板を使用した表面実装型ＬＥＤは、マザーボードに実装する際にマザーボードの実装面に対して確実に安定した状態で載置することができる。従って、マザーボードに実装された表面実装型ＬＥＤが再現性のある安定した光学特性を示すと共に実装に対する信頼性を得ることができ、マザーボードの歩留まりを確保する役割の一端を担うことができる。

また、多面取り基板に載置された複数のＬＥＤチップが封止樹脂によって一体化されて多面取りされた複数の表面実装型ＬＥＤを、ダイシング装置のダイシングブレードによって個々の表面実装型ＬＥＤに分離・分割する際に、従来の製造工程や製造コストに対して変更を要せず、且つ量産性を損なうことなくバリの発生を低減させることができる。

以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図８を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

図１及び図２は本実施形態に係わる多面取りの表面実装型ＬＥＤ基板（以下、ＬＥＤ基板と略称する）を示す斜視図であり、図１はＬＥＤチップが実装された側の図、図２はＬＥＤチップが実装された側の反対側の図である。

ＬＥＤ基板１は基材２の表面側（ＬＥＤチップの実装面側）の対向する両縁部に一対の導体パターン３ａ、３ｂが形成されており、夫々の導体パターン３ａ、３ｂは基材２の縁部から側面側を経て裏面側（ＬＥＤチップの実装面の反対面側）に回り込んでいる。

基材２は背景技術の中で述べたように、紙フェノール、紙エポキシ、ガラスエポキシ、セラミック等の絶縁体、或はアルミニウム、鉄等の金属が使用される。特に金属材料が使用される場合は、基材と導体パターンとの間に絶縁層を設けて両者の間でショートを生じないようにすることが必要である。

そして、基材２の表面側の対向する両縁部に形成された一対の導体パターン３ａ、３ｂの夫々からは、所定の間隔で互いに対向するようにＬＥＤ基板１の内側に向かって導体パターン３ａ、３ｂが延び、ダイボンディングパッド４ａ及びワイヤボンディングパッド４ｂが形成されている。

一方、基材２の裏面側に回り込んだ夫々の導体パターン３ａ、３ｂ上には部分的にレジスト膜５が形成され、導体パターン３ａ、３ｂを部分的に覆っている。この場合、レジスト膜５が形成される部分は、少なくとも、この多面取りＬＥＤ基板上に一体化した状態に製造された多数の多面取りされた表面実装型ＬＥＤ（以下、ＬＥＤと略称する）を個々のＬＥＤに分離・分割する際に、ダイシング装置のダイシングブレードでダイシングカットされる位置である。

また、導体パターン３ａ、３ｂのレジスト膜５で覆われた部分以外の露出した部分は、順次銅、ニッケル及び金メッキが施され、ダイボンディング、ワイヤボンディング及びＬＥＤマザーボードに対する実装時のはんだ付け等が確実に、高い信頼性を以って行なわれるように配慮されている。

更に、基材２の裏面側に回り込んだ一対の導体パターン３ａ、３ｂで挟まれた位置の基材２上には絶縁材料からなる極性マーク６が設けられ、導体パターン３ａ、３ｂの極性を表示する役割を果している。

上記構成の多面取りＬＥＤ基板上に複数のＬＥＤチップを実装し、透光性樹脂からなる封止樹脂によって複数のＬＥＤを一体化した状態を図３及び図４に示す。図３はＬＥＤチップが実装された側の斜視図、図４はＬＥＤチップが実装された側の反対側の斜視図である。

上記構成の多面取りＬＥＤ基板１のダイボンディングパッド４ａ上に導電性接着剤（図示せず）を介してＬＥＤチップ７が載置され、ＬＥＤチップ７の下側電極と導体パターン３ａとの電気的接続が図られている。ＬＥＤチップ７の上側電極はボンディングワイヤ８を介してワイヤボンディングパット４ｂに接続され、ＬＥＤチップ７の上側電極と導体パターン３ｂとの電気的接続が図られている。

そして、多面取りＬＥＤ基板１に載置された複数のＬＥＤチップ７及び配線された複数のボンディングワイヤ８が封止樹脂９によって覆われるように一体に封止され、ＬＥＤチップ７を水分、塵埃及びガス等の外部環境から保護し、且つボンディングワイヤ８を振動及び衝撃等の機械的応力から保護するようにしている。また、封止樹脂９はＬＥＤチップ７の光出射面とで界面を形成しており、ＬＥＤチップ７の発光光をＬＥＤチップ７の光出射面から封止樹脂９内に効率良く出射させる機能も有している。

このように多面取りされたＬＥＤ１０をダイシングラインに沿ってダイシングすると、図５及び図６に示すような個々のＬＥＤに分離・分割される。図５はＬＥＤチップが実装された側の斜視図、図２はＬＥＤチップが実装された側の反対側の斜視図である。

図５及び図６で示されるＬＥＤは、上記図１及び図２で示される多面取りＬＥＤ基板、並びに図３及び図４で示される多面取りされたＬＥＤの夫々の説明のなかで詳細に記述しているので、ここでは説明を省略する。

ところで、図７（ａ）で示す多面取りされたＬＥＤをダイシング装置のダイシングブレードでダイシングすると、導体パターンの切断面にバリが生じる。特に、ＬＥＤの裏面側に回り込んだ導体パターンの切断面に生じるバリのうち、図７（ｂ）に示すようなＬＥＤの下方に向かうバリはこのＬＥＤをマザーボードに実装するときにＬＥＤをマザーボードから浮いた状態にする要因となり、マザーボードに対する平面度を確保する妨げとなってＬＥＤが再現性及び統一性のないばらばらの向きで実装されることになると共に、確実な実装が妨げられることにもなる。

その結果、マザーボードに実装されたＬＥＤが、該ＬＥＤに求められる種々の光学特性を満足することができなくなり、また実装に対する信頼性を損なうためにマザーボードの性能不良による歩留まり低下を生じさせる要因となる可能性が高い。

それに対し、本発明の表面実装型ＬＥＤ基板は、多面取りされたＬＥＤの裏面側に回り込んだ導体パターン上の少なくともダイシングによって切断される部分に該導体パターンを覆うようにレジスト膜を形成している。

従って、図８（ａ）で示すように多面取りされたＬＥＤをダイシング装置のダイシングブレードでダイシング切断しても、図８（ｂ）に示すように導体パターンのバリが導体パターンを覆うレジスト膜によって押さえ込まれるために、レジスト膜から外部に突出することはない。

そのため、本発明の表面実装型ＬＥＤ基板を使用したＬＥＤは、マザーボードに実装する際にマザーボードの実装面に対して確実に安定した状態で実装することができる。その結果、マザーボードに実装されたＬＥＤが再現性のある安定した光学特性を示すと共に実装に対する信頼性を得ることができ、マザーボードの歩留まりを確保する役割の一端を担うことができる。

また、導体パターンのレジスト膜が形成された部分にはニッケル及び金メッキが施されていないためにその部分の導体パターンの厚みが他の部分に比べて薄く、切断面に発生するバリの高さも低く抑えられる。その上、発生するバリもレジスト膜によって押さえ込まれるため、レジスト膜によるバリの抑制をより確実なものとすることができる。

更に、多面取りＬＥＤ基板に封止樹脂によって一体化された複数のＬＥＤを、ダイシング装置のダイシングブレードによって個々のＬＥＤに分離・分割する際に、従来の製造工程や製造コストに対して変更を要せず、且つ量産性を損なうことなくバリの発生を低減させることができるものである。

本発明の表面実装型ＬＥＤ用基板に係わる実施形態を表面側から示した斜視図である。 本発明の表面実装型ＬＥＤ用基板に係わる実施形態を裏面側から示した斜視図である。 本発明の表面実装型ＬＥＤ用基板を使用して多面取りされた表面実装型ＬＥＤを表面側から示した斜視図である。 本発明の表面実装型ＬＥＤ用基板を使用して多面取りされた表面実装型ＬＥＤを裏面側から示した斜視図である。 本発明の表面実装型ＬＥＤ用基板を使用した表面実装型ＬＥＤを表面側から示した斜視図である。 本発明の表面実装型ＬＥＤ用基板を使用した表面実装型ＬＥＤを裏面側から示した斜視図である。 従来の表面実装型ＬＥＤ用基板を使用して多面取りされた表面実装型ＬＥＤをダイシング切断したときの状態を示す正面図である。 本発明の表面実装型ＬＥＤ用基板を使用して多面取りされた表面実装型ＬＥＤをダイシング切断したときの状態を示す正面図である。 従来の表面実装型ＬＥＤ用基板を使用して多面取りされた表面実装型ＬＥＤをダイシング切断する方法を示す側面図である。 従来の表面実装型ＬＥＤ用基板を裏面側から示した斜視図である。

符号の説明

１ 表面実装型ＬＥＤ基板（ＬＥＤ基板）
２ 基材
３ａ、３ｂ 導体パターン
４ａ ダイボンディングパッド
４ｂ ワイヤボンディングパッド
５ レジスト膜
６ 極性マーク
７ ＬＥＤチップ
８ ボンディングワイヤ
９ 封止樹脂
１０ 表面実装型ＬＥＤ（ＬＥＤ）

Claims (2)

1. 所定の間隔を保って実装された複数のＬＥＤチップが封止樹脂によって樹脂封止されて表面実装型ＬＥＤが多面取りされる表面実装型ＬＥＤ基板であって、前記表面実装型ＬＥＤ基板はＬＥＤチップが実装される表面側から側面側を経て裏面側に回り込んだ導体パターンが形成されており、少なくとも前記裏面側に回り込んだ導体パターン上の少なくとも前記多面取りされた表面実装型ＬＥＤを個々の表面実装型ＬＥＤに分離・分割するための切断線上にレジスト層が形成されていることを特徴とする表面実装型ＬＥＤ基板。
2. 前記導体パターンの前記レジスト層が形成された部分以外には金メッキが施されていることを特徴とする請求項１に記載の表面実装型ＬＥＤ基板。

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