專利名稱：Led基板的制造方法及l(fā)ed基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造LED基板的方法以及由該方法制造的LED基板。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)等發(fā)光器件除了耗電功率低、壽命長，還可以實現(xiàn)小 型化和輕薄化。因此，可以用于移動電話、電光板、或信號等。尤其在最近， 期待將其用作液晶顯示器的背光源。
艮P，在現(xiàn)階段中，主要使用冷陰極管作為液晶顯示器的背光源。但近年來， 隨著液晶顯示器的輕薄化、節(jié)能化和高性能化，LED已處于可以取代冷陰極管 的地位。在部分液晶顯示器中，已經(jīng)開始使用LED作為背光源。
以往，裝設(shè)有LED的基板是通過在玻璃環(huán)氧基板的表面形成金屬層，蝕刻 該金屬層作為電路，在該電路上焊接LED而制造的。但由于玻璃環(huán)氧基板在結(jié) 構(gòu)上必須做得較厚，所以即使在電路的背面設(shè)置散熱層也無法確保充分的散熱 性。因此，為了提高散熱性，正在探討在LED基板使用較薄的基板。
例如在專利文獻1揭示了一種技術(shù)，該技術(shù)使金屬箔層粘合在由熱固性的 環(huán)氧樹脂等形成的絕緣層，形成用于裝設(shè)LED的電路，在進一步將絕緣層與散 熱基板粘合時，通過將絕緣層只設(shè)置在必要的部位來降低成本。
但是，在專利文獻l的技術(shù)中是通過蝕刻形成電路的，這種形成方法不能 高效地、低成本地實施。即，在通過蝕刻形成電路的工序中，需要脫脂清洗金 屬層、形成抗蝕感光膜、曝光、顯影、蝕刻、剝離這樣復(fù)雜的處理。另外，通 過蝕刻去除的金屬層會浪費掉。因此，若由蝕刻形成電路，則蝕刻導(dǎo)致的成本 往往是基板本身成本的數(shù)倍。并且，在蝕刻中一般使用氯化鐵，但廢棄包含氯 化鐵的廢液并不容易。另外，在與由熱固性樹脂形成的絕緣層粘接散熱板時， 必須使用熱固性粘接劑。因此還存在的情況是，為了使其熱固化而進行的加熱 加壓需要時間、設(shè)備、和較多能量，成本難以降低。另外，除了基板會因粘接劑層而變厚，還具有由于該粘接劑而導(dǎo)致熱傳導(dǎo)性下降這樣的缺點。
另一方面，在專利文獻2揭示了一種技術(shù)，該技術(shù)以柔軟的絕緣樹脂一體 地覆蓋滾軋為平板狀的多條導(dǎo)線，制造柔性的平行線。但這是用于將該平行線 與基板之間或者電路之間連接的技術(shù)，并非用于裝設(shè)器件。實際上，覆蓋平行 線是通過將其浸漬在絕緣樹脂而進行的，使該平行線露出端部之外并裝設(shè)器件 并非易事。另外，在專利文獻2中沒有確定覆蓋導(dǎo)線的絕緣樹脂的種類。
專利文獻1:日本專利特開2007-220925號公報 專利文獻2:日本專利特開昭57-115714號公報

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，已知一種柔性的LED基板。但由于需要蝕刻等，其制造工序復(fù) 雜，并不容易制造。
因此，本發(fā)明應(yīng)該解決的課題是提供一種用于簡便且高效地制造LED基板 的方法。
本發(fā)明者為解決上述問題進行了專心研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，若使用液晶聚合物 薄膜等熱可塑性樹脂薄膜作為基板，在該基板熱壓接線狀電路，則可以極其簡 便且高效地制造連續(xù)地裝設(shè)可用作為液晶顯示器的背光源等的LED的基板，從 而完成本發(fā)明。
本發(fā)明所涉及的LED基板的制造方法的特征是，包括在熱可塑性樹脂薄 膜熱壓接線狀導(dǎo)電材料的工序；以及在線狀導(dǎo)電材料裝設(shè)至少兩個LED的工序。 另外，在線狀導(dǎo)電材料裝設(shè)LED的形態(tài)包括在將線狀導(dǎo)電材料作為電路的基板 上裝設(shè)LED的所有形態(tài)。例如，可以是在一條線狀導(dǎo)電材料的斷線部分或者兩 條線狀導(dǎo)電材料之間配置表面安裝型LED的本體，將各電極焊接在線狀導(dǎo)電材 料的形態(tài)；或者將LED裸芯片管芯鍵合(die bond)在一條線狀導(dǎo)電材料的一 個斷線端部或者兩條線狀導(dǎo)電材料中的一個，引線鍵合(wire bond)在另一 斷線端部或者另一線狀導(dǎo)電材料的形態(tài)。
在上述方法中較為理想的是，在熱壓接線狀導(dǎo)電材料時，將線狀導(dǎo)電材料 壓入至熱可塑性樹脂薄膜的面。例如，在由蝕刻形成電路時或用粘接劑將電路 粘貼在基板時，電路相對于基板表面隆起具有厚度而無法得到光滑的電路。結(jié)果如圖1所示，在基板與LED之間產(chǎn)生電路厚度那么多的空間。其結(jié)果是，特
別在裝設(shè)帶管芯(die)散熱器的表面安裝型LED時，焊料或銀糊料等熱傳導(dǎo) 性高的粘接劑會進入該空間，可能會產(chǎn)生電極短路這樣的故障。另外，在用透 明樹脂固封LED裸芯片時，若如圖2所示在電路與基板之間存在階梯差，則如 圖3所示樹脂有時會沿著電路過量蔓延。其結(jié)果是，由于透明固封樹脂導(dǎo)致在 形成物產(chǎn)生光學(xué)畸變，不僅會影響光散發(fā)的均勻性，還可能引起裸芯片的固封 不充分。另外，即使在此時使用例如阻擋材料，透明樹脂有時也會從基板與阻 擋材料的空隙流出。但是，若將成為電路的線狀導(dǎo)電材料壓入至熱可塑性樹脂 薄膜的面，如圖4所示，難以在基板和帶管芯散熱器的表面安裝型LED之間產(chǎn) 生間隙。另外，如圖5所示，若在線狀導(dǎo)電材料與熱可塑性樹脂薄膜之間沒有 階梯差，則如圖6所示，可以抑制固封樹脂過量蔓延至線狀導(dǎo)電材料的長度方 向，可以降低形成光學(xué)畸變的風(fēng)險。
進一步若設(shè)置有電路的基板是光滑的，則在印刷焊糊或抗蝕劑等時，可以 使其精度提高。另外，如后所述，為了提高散熱性或為了使電路斷線，在LED 基板中有時開孔。此時，利用生產(chǎn)方法將多個基板重疊而形成孔的效率較高， 但若在電路面與基板面沒有階梯差，則開孔時基板難以錯開，可以穩(wěn)定地進行 開孔。另外，在將熱可塑性薄膜作為絕緣層的電路基板的情況下，也可以考慮 在蝕刻該薄膜上的銅箔形成電路后，通過將該電路加熱以壓入薄膜中。但是在 本發(fā)明中，由于將簡單的線狀導(dǎo)電材料作為電路，所以可以同時進行該電路的 壓接和壓入，效率非常高。
在上述方法中更為理想的是，為了將裝設(shè)在兩條線狀導(dǎo)電材料之間的LED 串聯(lián)連接，進行將裝設(shè)的LED之間或者應(yīng)該裝設(shè)LED的部分之間交替斷線的工 序。如圖7所示，若將多個LED并聯(lián)連接，則由于LED的個體差異，可能會產(chǎn) 生明亮度不均勻。但是若將多個LED串聯(lián)連接，則具有可以得到均勻的明亮度 這樣的優(yōu)點。另外，在兩條線狀導(dǎo)電材料之間裝設(shè)多個LED時，如圖8所示通 過將電路的LED裝設(shè)部間交替斷線可以極容易形成將LED串聯(lián)連接的電路。
更為理想的是，進行將至少三條線狀導(dǎo)電材料熱壓接，將串聯(lián)連接LED的 部分進一步并聯(lián)連接的工序。如上所述，若將LED串聯(lián)連接，則可以得到均勻 的明亮度，但若即使有一個LED產(chǎn)生故障，串聯(lián)連接的所有LED都會不亮。因此，如圖9和圖10所示，由于若將串聯(lián)連接的LED彼此之間并聯(lián)連接，即使 部分串聯(lián)的LED產(chǎn)生故障，其他的串聯(lián)LED也會點亮，所以不會出現(xiàn)整體都不 亮這樣的情況。通過將LED裝設(shè)部斷線，可以容易形成該LED的排列。
在本發(fā)明方法中更為理想的是，如圖11所示，進行在熱可塑性樹脂薄膜 的熱壓接在線狀導(dǎo)電材料上的一側(cè)的面、用多孔樹脂膜將裝設(shè)LED的部分之外 或者應(yīng)該裝設(shè)LED的部分之外覆蓋的工序。以往，在透明或者半透明的基板裝 設(shè)LED時，為了提高光反射效率，需要在基板摻入氧化鈦等以降低其透明性， 或進行白化。但是，若大量摻入氧化鈦等無機物，則會帶來基板強度下降等問 題。另一方面，若通過用多孔樹脂膜覆蓋基板以提高反射率，則不會帶來如上 所述的以往技術(shù)問題。另外，如后述，在用透明樹脂固封LED裸芯片時，也可 以使用多孔樹脂膜作為阻擋材料，使得透明樹脂不會流出到需要部分以外。并 且，多孔樹脂膜由于其多孔性質(zhì)，可以使光以極高的效率亂反射。另外，多孔 樹脂膜具有即使與熱可塑性樹脂薄膜貼合也不會損害柔性這樣的優(yōu)點。
在本發(fā)明方法中更為理想的是，在使用LED裸芯片時，包括用透明樹脂固 封LED裸芯片的工序。特別是在使用LED裸芯片時，固封是非常重要的。另外， 如上所述在用多孔樹脂膜覆蓋電路面時，通過選擇由與固封樹脂的親和性較低 的樹脂形成的多孔膜，即使注入略微超過多孔樹脂膜的凹部體積的量的固封樹 脂，固封樹脂也不會在多孔樹脂膜上蔓延，如圖11所示成為凸透鏡形狀。該 凸透鏡形狀的固封樹脂的光射出效果較好。另外，從LED裸芯片發(fā)出的光中的 平面方向的光在多孔樹脂膜的側(cè)面會引起亂反射。其結(jié)果是，能夠利用以往無 法有效利用的光。
較為理想的是，在熱可塑性樹脂薄膜的與熱壓接在線狀導(dǎo)電材料上的一側(cè) 或者應(yīng)該熱壓接一側(cè)相反的面設(shè)置散熱層。在LED基板中，降低由于發(fā)光所產(chǎn) 生的熱量是非常重要的。
另外，較為理想的是，在熱可塑性樹脂薄膜、線狀導(dǎo)電材料及散熱層設(shè)置 散熱用的貫穿孔。通過設(shè)置該貫穿孔，可以更加高效地將由于發(fā)光所產(chǎn)生的熱 量放出至基板外部。另外，該貫穿孔也可以用作線狀導(dǎo)電材料的斷線單元。
本發(fā)明的LED基板的特征是由上述的本發(fā)明方法制造。
根據(jù)本發(fā)明方法，可以極其容易且高效地制造裝設(shè)有多個LED的基板。更具體而言，通過使用液晶聚合物薄膜等熱可塑性樹脂薄膜作為絕緣層，可以不 用進行蝕刻，只需通過熱壓接粘貼直線狀的導(dǎo)電材料，就可以形成電路。因此， 本發(fā)明作為簡單且高效地制造近年來需求越來越高的、具有優(yōu)良特性的LED基 板的技術(shù)，在產(chǎn)業(yè)上是極其有用的。


圖1是表示在未將線狀導(dǎo)電材料壓入至熱可塑性樹脂薄膜的面的基板裝
設(shè)帶管芯散熱器的表面安裝型LED的情況的示意圖。
圖2是表示在未將線狀導(dǎo)電材料壓入至熱可塑性樹脂薄膜的面的基板裝 設(shè)LED裸芯片的情況的示意圖。
圖3是使圖2旋轉(zhuǎn)90°時即在線狀導(dǎo)電材料的長度方向的LED基板的、 樹脂沿著線狀導(dǎo)電材料蔓延的部分的截面的示意圖。
圖4是表示在將線狀導(dǎo)電材料壓入至熱可塑性樹脂薄膜的面的基板裝設(shè) 帶管芯散熱器的表面安裝型LED的情況的示意圖。
圖5是表示在將線狀導(dǎo)電材料壓入至熱可塑性樹脂薄膜的面的基板裝設(shè) LED裸芯片的情況的示意圖。
圖6是使圖5旋轉(zhuǎn)90°時即在線狀導(dǎo)電材料的長度方向的LED基板的截 面的示意圖。
圖7是在兩條線狀導(dǎo)電材料間并聯(lián)連接LED的電路圖。 圖8是在兩條線狀導(dǎo)電材料間串聯(lián)連接LED的電路圖。 圖9是使用四條線狀導(dǎo)電材料、將串聯(lián)連接的LED組進一步并聯(lián)連接的電 路圖。
圖10是具有使用四條線狀導(dǎo)電材料、將串聯(lián)連接的LED組進一步并聯(lián)連 接的電路的LED基板的俯視圖。
圖11是表示將LED裸芯片裝設(shè)為平行的三列、用多孔樹脂膜覆蓋該部分 之外且固封LED裸芯片的基板的示意圖。 標(biāo)號說明
1:熱可塑性樹脂薄膜，2:線狀導(dǎo)電材料，3:帶管芯散熱器的LED, 4: 管芯散熱器，5:熱傳導(dǎo)性高的粘接劑，6:電極，7:散熱層，8:基板與LED之間的間隙，9: LED裸芯片，10:導(dǎo)線，11:固封樹脂，12: LED， 13:線狀 導(dǎo)電材料的斷線部位，14:電阻器，15:多孔PTFE片材
具體實施例方式
本發(fā)明所涉及的LED基板的制造方法的特征是，包括在熱可塑性樹脂薄 膜平行或者近似平行地?zé)釅航泳€狀導(dǎo)電材料的工序；以及在線狀導(dǎo)電材料裝設(shè) 至少兩個LED的工序。下面對本發(fā)明的實施條件進行說明。 (1)線狀導(dǎo)電材料的熱壓接工序
在本發(fā)明中，在熱可塑性樹脂薄膜平行或者近似平行地?zé)釅航泳€狀導(dǎo)電材料。
本發(fā)明中構(gòu)成絕緣層的熱可塑性樹脂，只要對線狀導(dǎo)電材料的熱壓接所需 的熱量具有較高的耐熱性，就可以根據(jù)使用目的廣泛選擇，對其沒有特別限制。 例如可以使用液晶聚合物、聚醚醚酮、聚醚砜、聚醚酰亞胺、聚酰胺、聚酰胺 酰亞胺、聚芳脂、對聚苯硫、聚萘二甲酸乙二醇酯、混合這其中兩種以上的樹 脂、以及包含這些樹脂作為主要成分的聚合物合金等。此處的"主要成分"表 示質(zhì)量占聚合物合金的50%以上，較為理想的是70。％以上，更為理想的是80 %以上。
作為構(gòu)成絕緣層的熱可塑性樹脂，液晶聚合物較為理想。液晶聚合物的耐 熱性較佳，不僅對由LED發(fā)出的熱量、還對線狀導(dǎo)電材料的熱壓接所需熱量也 具有較高的耐熱性。另外，構(gòu)成線狀導(dǎo)電材料的金屬，有例如作為代表性的導(dǎo) 電原材料較多使用的銅，還有與該銅的線膨脹率接近的液晶聚合物出售，若使 用該液晶聚合物，可以降低熱加工時的應(yīng)力。
液晶聚合物是耐熱性的熱可塑性樹脂，分為在熔融狀態(tài)下顯示液晶性的熱 致液晶聚合物和在溶液狀態(tài)下顯示液晶性的溶致液晶聚合物。作為在本發(fā)明中 使用的液晶聚合物，熱致液晶聚合物較為理想，更具體而言，熱致液晶聚酯或 熱致液晶聚酰胺酯較為理想。
在本發(fā)明中作為絕緣層的熱可塑性樹脂薄膜的厚度在10nm以上、2000 u m以下左右時較為理想。若過薄，則強度有可能不足；另一方面，若過厚，則 難以形成薄膜。另外，熱可塑性樹脂薄膜的平面形狀和大小根據(jù)采用完成的LED基板的設(shè)備大小等而適當(dāng)決定即可。
在上述液晶聚合物薄膜中，可以進行線膨脹系數(shù)的調(diào)整。該線膨脹系數(shù)在
與薄膜平面平行的方向被調(diào)整為30ppm廠C以下時較為理想。更為理想的是 25ppm廣C以下。另外，液晶聚合物薄膜的線膨脹系數(shù)可以通過控制分子取向進 行調(diào)節(jié)。另外，也可以通過添加填充物等進行調(diào)節(jié)。但由于填充物有時會給液 晶聚合物薄膜的表面光滑性帶來不利影響，所以線膨脹系數(shù)較為理想的是根據(jù) 延伸條件進行調(diào)整。
在裝設(shè)帶管芯散熱器的表面安裝型LED時，為了用熱傳導(dǎo)性粘接劑連接管 芯散熱器與散熱層，較為理想的是預(yù)先在熱可塑性樹脂薄膜開孔。將該孔的大 小調(diào)節(jié)為與LED的大小一致即可。
本發(fā)明中的在熱可塑性樹脂薄膜熱壓接的線狀導(dǎo)電材料的材質(zhì)，只要能用 于電路基板的電路，則對其沒有特別限制。例如可以例舉有銅、銀、金、鋁、 鐵、鎳、以及包含這些的合金，還有碳纖維等導(dǎo)電性碳原材料等，較為理想的 是使用被廣泛用作為電子電路原材料的銅或者銅合金。進一步也可以在與熱可 塑性樹脂薄膜貼合之前或者貼合之后，對線狀導(dǎo)電材料進行金屬鍍膜處理。
線狀導(dǎo)電材料在本發(fā)明的LED基板中起到電路的作用。因此，直徑在20 wm以上、5min以下左右的線即可，但較為理想的是易于裝設(shè)LED用的平板狀。 另外，也可以將LED的裝設(shè)部分作為平板狀的線。例如，形成為截面形狀為寬 度O. 05 50mm、厚度1 500 ix m左右的線狀金屬箔較為理想。
在本發(fā)明中，將線狀導(dǎo)電材料與熱可塑性樹脂薄膜進行熱壓接。應(yīng)該熱壓 接的線狀導(dǎo)電材料的數(shù)量沒有特別限制，但較為理想的是兩條以上。若只有一 條，則只能將多個LED串聯(lián)連接，而無法并聯(lián)連接。另外，若使用兩條線狀導(dǎo) 電材料，則既可以將LED并聯(lián)連接，也可以如后述那樣串聯(lián)連接。若使用三條 以上的線狀導(dǎo)電材料，則也可以將部分串聯(lián)連接的LED組進一步并聯(lián)連接。其 結(jié)果是，串聯(lián)連接的各LED不論其品質(zhì)如何都能大致均勻發(fā)光，并且通過并聯(lián) 連接，即使一部分LED產(chǎn)生故障時，雖然包含該LED的串聯(lián)部分不發(fā)光，但由 于其他串聯(lián)部分還會發(fā)光，所以雖然整體的發(fā)光量會下降，但可以降低全部熄 滅的風(fēng)險。
在熱壓接兩條以上的線狀導(dǎo)電材料時，將其排列為互相平行或者近似平行時較為理想。有時在兩條線狀導(dǎo)電材料之間裝設(shè)LED，若此時線狀導(dǎo)電材料間
的間隔不均勻，則往往制造難以自動化，另外，有時會無法裝設(shè)LED。在熱壓 接兩條以上的線狀導(dǎo)電材料時的線狀導(dǎo)電材料間的距離根據(jù)裝設(shè)的LED的種類 和大小而不同，但通常為10ixm以上、50mm以下左右，更為理想的是20 u m 以上、5mm以下。
另外，也可以在貼合一條寬度較寬的線狀導(dǎo)電材料后，通過將其中央部以 直線狀切除，形成兩條以上的線狀導(dǎo)電材料。
將線狀導(dǎo)電材料與液晶聚合物薄膜進行熱壓接的條件根據(jù)預(yù)備實驗等適 當(dāng)決定即可。例如，將應(yīng)該熱壓接的線狀導(dǎo)電材料配置在液晶聚合物薄膜上， 在其上下插入多孔PTFE片材等脫模片材，在溫度為200 400°C、壓力為0. 5 lOMPa、熱壓接時間為3秒 5分鐘的條件下進行熱壓接。通常，與熱固性樹脂 固化所需的數(shù)小時的加熱的情況相比，可知本發(fā)明方法更迅速、耗能更少，在 制約設(shè)備的時間這一點也較為有利。
在熱壓接線狀導(dǎo)電材料時，將線狀導(dǎo)電材料壓入至熱可塑性樹脂薄膜的面 時較為理想。若在線狀導(dǎo)電材料與熱可塑性樹脂薄膜之間沒有階梯差，則如圖 4 6所示，可以更確實抑制在焊接帶管芯散熱器的表面安裝型LED時的故障、 或者固封LED裸芯片時的樹脂的過量蔓延。另外，只要設(shè)置電路的基板光滑， 則在印刷焊糊或抗蝕劑等時，就能使其精度提高。在將線狀導(dǎo)電材料壓入至熱 可塑性樹脂薄膜的面時，只需調(diào)整熱壓接條件即可。例如，提高熱壓接時的溫 度或壓力，延長熱壓接時間即可。
另外，在本發(fā)明中，也可以在熱可塑性樹脂薄膜的兩面熱壓接線狀導(dǎo)電材 料，通過通孔或?qū)щ娊雍戏ǖ冗B接兩面的電路。 (2)線狀導(dǎo)電材料的斷線工序
在本發(fā)明中，根據(jù)需要，將熱壓接在熱可塑性樹脂薄膜的線狀導(dǎo)電材料斷 線。例如圖7所示，在兩條線狀導(dǎo)電材料之間并聯(lián)裝設(shè)LED時，不必將線狀導(dǎo) 電材料斷線。但是，在一條線狀導(dǎo)電材料上串聯(lián)裝設(shè)多個LED時，需要將應(yīng)該 裝設(shè)LED的部分斷線。
另外，如圖8所示，為了在兩條線狀導(dǎo)電材料之間裝設(shè)多個LED，將這些 LED串聯(lián)連接，只需將應(yīng)該裝設(shè)LED的部分之間交替斷線即可。在熱壓接至少三條線狀導(dǎo)電材料時，也可以將串聯(lián)連接LED的部分根據(jù)需 要進一步并聯(lián)連接。即，在一條線狀導(dǎo)電材料上串聯(lián)裝設(shè)多個LED時，將該線 狀導(dǎo)電材料在LED之間或者應(yīng)該裝設(shè)LED的部分之間適當(dāng)斷線，使兩端斷線的 部分與夾住它們那樣配置的兩條線狀導(dǎo)電材料連接即可。另外，在兩條線狀導(dǎo) 電材料之間串聯(lián)裝設(shè)LED時，如圖9和圖10所示，在LED與斷線部分之間， 使夾住該兩條線狀導(dǎo)電材料那樣配置的兩條線狀導(dǎo)電材料連接即可。
線狀導(dǎo)電材料的斷線某種程度需要與在該部位裝設(shè)LED時的LED的大小相 一致。另一方面，在斷線部位不裝設(shè)LED時，對斷線部分的大小沒有特別限制。 例如也可以通過與線狀導(dǎo)電材料一起將熱可塑性樹脂薄膜、并且還有散熱層使 用沖裁或者切除等方法，同時進行斷線和形成散熱用孔。
為了連接多個線狀導(dǎo)電材料，除了使用LED之外，還可以根據(jù)需要使用電 阻器等其他器件，也可以只使用電線。
另外，線狀導(dǎo)電材料的斷線可以在裝設(shè)LED前進行，也可以在裝設(shè)后進行。 另外，線狀導(dǎo)電材料的斷線可以在設(shè)置散熱層前進行，也可以在形成散熱層后 進行。
如上所述，只要將線狀的導(dǎo)電材料平行熱壓接，可以易于制造串聯(lián)或者并 聯(lián)、或者串聯(lián)并聯(lián)并存的LED基板。 (3)散熱層的形成工序
較為理想的是，在熱可塑性樹脂薄膜的與熱壓接線狀導(dǎo)電材料一側(cè)或者應(yīng) 該熱壓接一側(cè)相反的面設(shè)置散熱層。在LED基板中，降低由于發(fā)光所產(chǎn)生的熱 量十分重要。
形成散熱層用的材質(zhì)，只要其熱傳導(dǎo)性較好，則對其沒有特別限制，但例 如可以使用銅、銀、金、鋁、鐵、鎳、鈷、以及包含這些的合金，還可以使用 將其進行鍍鋅等的材質(zhì)、或者氧化鋁等陶瓷等。
散熱層的厚度沒有特別限制，但例如可以是5um以上左右。散熱層若過 薄，則薄膜強度下降，貼合操作有時難以進行。另一方面，厚度的上限沒有特 別限制。另外，散熱層也可以只形成于與裝設(shè)LED的部分或者應(yīng)該裝設(shè)的部分 的相反側(cè)，但由于工序復(fù)雜，因此形成于熱可塑性樹脂薄膜的整個背面時較為 理想。另外，根據(jù)需要也可以在不妨礙LED裝設(shè)面的光射出部分貼合散熱層，并且該散熱層也可以比熱可塑性樹脂薄膜大。
也可以使用粘接劑在熱可塑性樹脂薄膜粘貼散熱層。但是，存在由于粘接 劑的厚度導(dǎo)致散熱效果下降、需要涂布粘接劑并干燥這樣的缺點。因此，散熱 層有效利用熱可塑性薄膜的特性進行熱壓接時較為理想。另外，散熱層的熱壓 接條件可以設(shè)定為與線狀導(dǎo)電材料的熱壓接條件相同。
散熱層可以在線狀導(dǎo)電材料的熱壓接之前形成，也可以在熱壓接之后形 成，或者也可以與線狀導(dǎo)電材料的熱壓接同時進行。但是從保護LED的觀點，
至少在裝設(shè)LED前形成散熱層時較為理想。
另外，散熱層由于設(shè)計上的原因而不能充分確保散熱所需的面積時，通過 將貼合在熱可塑性薄膜的散熱層作為一次散熱層，并將其進一步與其他散熱用 部件結(jié)合，可以作為散熱能力的補充。例如，可以使用通過與一次散熱層貼合
散熱翅片的方法，或者如果是帶LED的裝置，則通過與一次散熱層結(jié)合熱傳導(dǎo) 性較佳的構(gòu)成部件，使用將帶LED的整個裝置用作為散熱材料等方法。
(4) LED的裝設(shè)工序
在本發(fā)明中，裝設(shè)至少兩個LED。在電路上只裝設(shè)一個LED雖然不需要復(fù) 雜的工序，但在本發(fā)明中，目的是簡便且高效地制造裝設(shè)有多個LED的基板。
LED的裝設(shè)方法使用以往已知的方法即可。g卩，在帶管芯散熱器的表面安 裝型LED的情況下，使管芯散熱器位于熱可塑性樹脂薄膜所設(shè)置的孔，將背面 的散熱層與管芯散熱器通過焊料等熱傳導(dǎo)性高的材料連接，電極分別焊接在線 狀導(dǎo)電材料。在LED裸芯片的情況下，例如將芯片管芯鍵合在兩條線狀導(dǎo)電材 料中的一個，用金線等引線鍵合在芯片另一個線狀導(dǎo)電材料。但是，裝設(shè)LED 的方向根據(jù)目的進行選擇。
(5) 絕緣工序
在本發(fā)明中，在熱可塑性樹脂熱壓接線狀導(dǎo)電材料且裝設(shè)LED后，為了將 電路面從外部進行保護而進行絕緣時較為理想。該絕緣可以通過涂布一般的絕 緣涂料或光反射性較高的保護抗蝕膜等進行。毋庸置疑，也可以使用其他一般 已知的絕緣方法。另外，也可以在電路面進一步熱壓接熱可塑性樹脂薄膜。
(6) 光反射層的形成工序
在本發(fā)明中，在熱可塑性樹脂薄膜的熱壓接線狀導(dǎo)電材料一側(cè)的面上，在其最外面形成光反射層時較為理想。雖然有的熱可塑性樹脂薄膜透光性較差， 但一般而言是透明或者半透明的。因此，盡管從LED發(fā)出的光在某種程度上被 反射，但一部分會透過熱可塑性樹脂薄膜或者被吸收。但是若形成光反射層，
則可以有效使用從LED發(fā)出的光。
光反射層的形成方法沒有特別限制，可以使用以往技術(shù)，但較為理想的是 用多孔樹脂膜覆蓋裝設(shè)LED的部分之外或者應(yīng)該裝設(shè)的部分之外。若用多孔樹 脂膜覆蓋，可以高效使光亂反射。另外，樹脂膜還有重量輕且具有柔性這樣的 優(yōu)點。
作為多孔樹脂膜的材質(zhì)，可以例舉例如PTFE (聚四氟乙烯)、PET (聚對 苯二甲酸乙二酯)、PP (聚丙烯)等。另外，多孔樹脂膜的孔徑?jīng)]有特別限制， 但直徑的平均值可以在10ym以下左右。作為本發(fā)明的光反射層，特別理想的 是使用多孔PTFE薄膜。PTFE除了具有良好的耐光性，抗光降解性也較好。
覆蓋的多孔PTFE可以通過將PTFE粉末成形為片材、并進一步在一個軸向 或者兩個軸向延伸而形成多孔等進行制造。另外，由于在市場上就有出售作為
光反射材料的多孔PET薄膜或多孔PP薄膜，所以只要使用它們即可。
適當(dāng)調(diào)整多孔樹脂膜的厚度即可，但在10um以上、2000um以下左右時 較為理想。若不到10um，則光反射效率有可能下降；另一方面，若超過2000 ym，則成本會升高。
使用多孔樹脂膜覆蓋的方法沒有特別限制，可以使用以往技術(shù)。例如，由 于在多孔樹脂膜中只進行熱壓接難以與熱可塑性樹脂薄膜粘接，所以使用由環(huán) 氧樹脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺樹脂、BT樹脂形成的粘接劑，將其與熱可塑性樹 脂薄膜粘貼即可，另外，也可以使用粘合劑粘貼。再有，也可以使用其他對多 孔樹脂膜浸漬有上述粘接劑的粘接片材，粘接反射層即多孔樹脂膜與熱可塑性 樹脂薄膜。作為該帶粘接劑的光反射薄膜，有在市場上出售的日本戈爾泰克斯 株式會社的FLEXIBOND白色光反射薄膜等。若使用該帶粘接劑的薄膜，則可以 容易粘接多孔樹脂膜與熱可塑性樹脂薄膜。
光反射層的形成只要在熱壓接線狀導(dǎo)電材料后進行，就可以對其沒有特別 限制。若在形成散熱用孔之前形成光反射層，則難以除了光反射層而形成散熱 用孔，另外，若將散熱用孔一直設(shè)置到反射層，則反射效率有時會下降。但是，為提高散熱效率，有時也積極地在反射層將散熱用孔開孔。
(7) 散熱用貫穿孔的形成工序
在本發(fā)明的LED基板中，較為理想的是在熱可塑性樹脂薄膜、線狀導(dǎo)電材
料以及散熱層設(shè)置散熱用的貫穿孔。LED由于發(fā)光而發(fā)熱，由于該熱量而使LED 的發(fā)光功能下降。近年來LED的高亮度化和大功率化進一步得到發(fā)展，LED基 板的散熱性越來越重要。另外，為了延長基板的壽命，也期望能提高散熱效率。
較為理想的是，散熱用的孔貫穿熱可塑性樹脂薄膜、線狀導(dǎo)電材料以及散 熱層。這是為了使通氣性良好，使LED發(fā)熱產(chǎn)生的熱量散發(fā)至外部。另外，為 了將LED散發(fā)的熱量有效散發(fā)，孔的位置設(shè)置在LED附近時較為理想。
另外，在帶管芯散熱器的表面安裝型LED的情況下，只在熱可塑性樹脂薄 膜開孔，用熱傳導(dǎo)性高的材料連接管芯散熱器與散熱層時較為理想。根據(jù)該方 式，可以進一步提高散熱效率。
散熱用貫穿孔的大小和形狀沒有特別限制，但直徑在50 um以上、50mm 以下時較為理想。但是，貫穿孔的數(shù)量和大小需要適當(dāng)調(diào)整。由于若貫穿孔的 數(shù)量過多、過大，不僅基板強度會下降，散熱效果也有可能下降，所以也需要 考慮LED的種類和數(shù)量來決定貫穿孔的大小、數(shù)量和位置等。另外，在散熱用 孔兼作線狀導(dǎo)電材料的斷線單元時，需要使散熱用孔的大小在線狀導(dǎo)電材料的 寬度以上。另一方面，在將散熱用孔設(shè)置在線狀導(dǎo)電材料的斷線部位之外時， 散熱用孔的大小必須是不會導(dǎo)致斷線的程度。
(8) LED的固封工序
在使用LED裸芯片時，較為理想的是將其裝設(shè)在線狀導(dǎo)電材料上之后，用 透明樹脂固封。在使用LED裸芯片時，固封是十分重要的。
LED的固封方法沒有特別限制，使用以往技術(shù)即可。例如，作為固封用的 樹脂，可以從由環(huán)氧樹脂或硅樹脂形成的透明或者半透明的液狀固封樹脂中適 當(dāng)選擇并使用。
以往，在用液狀樹脂固封平面狀的基板時，通過調(diào)整樹脂的粘度或觸變性， 或使用阻擋材料這樣的方法，可以抑制樹脂從固封部位蔓延。但是若樹脂的粘 度升高，則由于氣泡易于殘留在固封樹脂中等，故難以進行固封操作。另外， 即使使用阻擋材料，在加熱固化時透明樹脂的粘度下降，樹脂有時會從基板與電路的階梯差流出。因此，在本發(fā)明中，將線狀導(dǎo)電材料壓入至熱可塑性樹脂 薄膜的面時較為理想。通過消除線狀導(dǎo)電材料與熱可塑性樹脂薄膜的階梯差， 可以抑制固封樹脂的過量蔓延(參照圖3和圖6)。
另外，將作為反射層覆蓋的多孔樹脂膜原樣用作為阻擋材料時較為理想。
由于多孔樹脂膜具有優(yōu)良的光反射率，所以可以使本發(fā)明所涉及的LED基板的
發(fā)光效率提高。另外，通過選擇與固封樹脂的親和性較低、與固封樹脂排斥的 多孔樹脂膜，可以得到如圖11所示的凸透鏡形狀的透明樹脂形狀。
另外，也可以通過調(diào)整阻擋材料的高度和固封樹脂量，根據(jù)目的形成凸透 鏡形狀之外的形狀。
通常，在制作LED基板時，由于是在另行制作LED后將其裝設(shè)在電路上， 所以效率比較差。但是在本發(fā)明中裝設(shè)LED裸芯片時，可以在線狀導(dǎo)電材料上 直接將LED裸芯片進行管芯鍵合，并且可以在引線鍵合后固封LED。即，根據(jù) 本發(fā)明，通過從形成電路到裝設(shè)LED這樣的一系列的操作，可以更高效地連續(xù) 制作LED基板。
根據(jù)本發(fā)明方法，可以不用蝕刻工序、簡便且連續(xù)地制造排列有多個LED 的基板。目前，LED照明和LED背光源無法廣泛普及的一個原因是基板的制造 成本較高。與之不同的是，根據(jù)本發(fā)明，不用蝕刻工序，例如，在巻筒形的液 晶聚合物薄膜連續(xù)地貼合巻筒形的導(dǎo)電性線材，制品即LED用電路基板也形成 為巻筒形。該形態(tài)一般稱為巻到巻(roll to roll)，由于效率較高，所以是 可以大幅降低生產(chǎn)成本、適于批量生產(chǎn)的連續(xù)制造方法。毋庸置疑，即使在本 發(fā)明方法中不采用巻到巻時，本發(fā)明方法效率也高，成本也低。因此，認為本 發(fā)明可以有助于發(fā)光效率高、壽命長、環(huán)境友好的光源即LED的大幅普及。
另外，由本發(fā)明方法的理想方式制造的LED基板的發(fā)光效率和散熱效率 好、亮度高、壽命長。因此，期待本發(fā)明所涉及的LED基板可以廣泛使用于液 晶顯示器的背光源、廣告宣傳等使用的面板用背光源、住宅照明、汽車的各種 照明、設(shè)備照明、娛樂裝置用光源、飛機或宇宙開發(fā)或鐵路相關(guān)的照明、廣告 牌或路燈等。
實施例
下面，舉出實施例，更具體說明本發(fā)明，但本發(fā)明當(dāng)然不限于下述實施例，在適合上述、下述內(nèi)容的范圍內(nèi)也可以進行適當(dāng)變更，進行實施，這些都包含 在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
實施例1本發(fā)明所涉及的LED基板的制造
(1) 線狀導(dǎo)電材料的熱壓接
在25誦X300mm、厚度60 u m的液晶聚合物薄膜(日本戈爾泰克斯株式會 社制、制品名"BIACBC060W-NT")上，以4mm的間隔平行排列兩條寬度2mm、 厚度18wm的線狀銅箔(古河電路箔株式會社制、制品名"GTS-MP-18")。 在其上下配置多孔PTFE片材作為脫模片材，使用小型真空壓床(井本制作所 株式會社制)，在溫度為30(TC、壓力為1Mpa下加壓加熱3分鐘，將線狀銅箔 壓入至液晶聚合物薄膜的面。將熱壓接線狀銅箔的液晶聚合物薄膜在冷卻后取 出。
在兩條線狀銅箔之間，以30mm的間隔開有九個寬度2. 5mm、長度6mm的孔。
(2) 散熱層的形成
在液晶聚合物薄膜的整個背面?zhèn)?，在與上述(1)同樣的條件下熱壓接厚 度1. 2mm的鍍有熔融鋅的鋼板。
(3) LED的裝設(shè)
在管芯散熱器位于上述(1)所開孔的部分的位置關(guān)系下，將白色芯片狀 LED (日亞化學(xué)株式會社制、制品名"NS6W083AT")的陽極和陰極與各線狀銅 箔進行焊接，另外，將散熱層即鍍有熔融鋅的鋼板與管芯散熱器通過以前開的 薄膜孔進行焊接。
(4) 絕緣
通過在線狀銅箔的露出部分與焊接部分涂布印制電路板用絕緣涂料(日本 曹達株式會社制、制品名"BC1000")，與環(huán)境絕緣。
以上的結(jié)果確認了可以不用蝕刻工序，就能以高生產(chǎn)率得到重量輕且散熱 性極好的連續(xù)LED基板。
實施例2本發(fā)明所涉及的LED基板的制造 (1)線狀導(dǎo)電材料的熱壓接
在寬度10mmX長度120mm、厚度60p ra的液晶聚合物薄膜(日本戈爾泰克斯株式會社制、"BIAC BC060W-NT")的一個面，以lOOwm的間隔平行排列
兩條寬度l.Omm、厚度18um的線狀銅箔(古河電路箔株式會社制、 "GTS-MP-18")。在其上下配置多孔PTFE作為脫模片材，使用小型真空壓床 (井本制作所株式會社制)，在溫度為300°C、壓力為1Mpa下加壓加熱3分鐘，
將線狀銅箔壓入液晶聚合物薄膜的面，冷卻后取出。在線狀銅箔的表面進一步
實施厚度為l"m的電鍍銀。
(2) 散熱層的形成
在與上述(1)的液晶聚合物薄膜同樣的薄膜中，在相當(dāng)于上述兩條線狀 銅箔上的位置作為LED裸芯片裝設(shè)預(yù)定位置，以30ran的間隔在三個部位開有 直徑3mm的孔。將該液晶聚合物薄膜重疊在壓接有上述(1)的線狀銅箔的面， 進一步在其背面重疊相同尺寸的厚度3mm的鋁板，通過在與上述(1)同樣的 條件下加熱加壓，進行一次貼合。
(3) 光反射層兼阻擋材料
在帶粘接層的多孔PTFE片材(日本戈爾泰克斯株式會社制、FLEXIBOND 白色光反射薄膜)中，在相當(dāng)于LED裝設(shè)部位的位置開有直徑3mm的孔，使該 孔與線狀銅箔上的孔對齊，與上述(2)的薄膜貼合。
(4) LED的裝設(shè)
在位于上述多孔PTFE片材的孔內(nèi)的兩條線狀銅箔中的一條，將LED裸芯 片(Cree公司制、C527-MB-290)用銀糊料在各個孔對各一個進行管芯鍵合， 從各裸芯片用金線在另一線狀銅箔上進行引線鍵合。
(5) LED的固封
向裝設(shè)有LED裸芯片的多孔PTFE片材孔部注入透明環(huán)氧樹脂(稻畑產(chǎn)業(yè) 株式會社制，"主劑二HL2000A，固化劑二HL2000B2")，直到其略微高出多 孔PTFE片材表面，保持水平并在12(TC加熱固化60分鐘，接下來在150。C加 熱固化4小時。結(jié)果可以得到固封形狀是凸透鏡形狀的對稱性好形狀。
如上所述，可以容易制造在寬度10mm的帶狀的電路基板上以30mm間隔并 聯(lián)裝設(shè)有LED、在背面形成散熱層并被凸透鏡形狀的透明樹脂固封的LED基板。
實施例3本發(fā)明所涉及的LED基板的制造 (1)線狀導(dǎo)電材料的熱壓接在25mmX300mra、厚度60u m的液晶聚合物薄膜(日本戈爾泰克斯株式會 社制、制品名"BIAC BC060W-NT")上，以1. Omm的間隔平行排列兩條寬度1. Orom、 厚度18y m的線狀銅箔。在其上下配置多孔PTFE作為脫模片材，使用小型真 空壓床(井本制作所株式會社制)，在溫度為30(TC、壓力為1Mpa下加壓加熱 1分鐘，將熱壓接線狀銅箔的液晶聚合物薄膜冷卻至常溫后取出。
(2) 串聯(lián)結(jié)構(gòu)的形成 通過將兩條線狀銅箔在每塊基板以60mm間隔開有直徑1. lram的孔進行斷
線。兩條線狀銅箔的斷線位置互相各錯開30mm。
(3) LED的裝設(shè)
與圖8所示的電路圖一樣，焊接表面安裝型的LED元件(日亞化學(xué)工業(yè)株 式會社制、制品名"NSSR426CT")，使得利用在上述工序(2)中開的孔而斷 線的平行線電路是串聯(lián)連接的。LED的方向是將串聯(lián)排列作為前提的。
(4) 絕緣
通過在線狀銅箔的露出部分與焊接部分涂布印制電路板用絕緣涂料(日本 曹達株式會社制、制品名"BC1000")，進行絕緣。
以上的結(jié)果確認了，可以不用蝕刻工序就能得到重量輕且具有柔性的連續(xù) 帶狀的LED基板。從該結(jié)果可知，根據(jù)本發(fā)明方法，可以由巻筒形的熱可塑性 樹脂薄膜連續(xù)高效地生產(chǎn)巻筒形的LED基板。
權(quán)利要求
1. 一種LED基板的制造方法，其特征在于，包括在熱可塑性樹脂薄膜熱壓接線狀導(dǎo)電材料的工序；以及在線狀導(dǎo)電材料裝設(shè)至少兩個LED的工序。
2. 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，在熱壓接線狀導(dǎo)電材料 時，將線狀導(dǎo)電材料壓入至熱可塑性樹脂薄膜的面。
3. 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，包括為了將裝設(shè)在兩條 線狀導(dǎo)電材料之間的LED串聯(lián)連接，將裝設(shè)的LED之間或者應(yīng)該裝設(shè)LED的部 分之間交替斷線的工序。
4. 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，包括將至少三條線狀導(dǎo) 電材料熱壓接，將串聯(lián)連接LED的部分進一步并聯(lián)連接的工序。
5. 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，包括在熱可塑性樹脂薄 膜的熱壓接在線狀導(dǎo)電材料上的一側(cè)的面，用多孔樹脂膜將裝設(shè)LED的部分之 外或者應(yīng)該裝設(shè)LED部分之外覆蓋的工序。
6. 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，在使用LED裸芯片時， 包括用透明樹脂固封該LED裸芯片的工序。
7. 如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，包括在熱可塑性樹脂薄 膜的與熱壓接線狀導(dǎo)電材料一側(cè)或者應(yīng)該熱壓接一側(cè)相反的面設(shè)置散熱層的 工序。
8. 如權(quán)利要求7所述的制造方法，其特征在于，包括在熱可塑性樹脂薄 膜、線狀導(dǎo)電材料及散熱層設(shè)置散熱用的貫穿孔的工序。
9. 一種LED基板，其特征在于，由權(quán)利要求1至8中任一項所記載的制 造方法制造。
全文摘要
本發(fā)明提供一種簡便且高效地制造LED基板用的方法。本發(fā)明所涉及的LED基板的制造方法的特征是，包括在熱可塑性樹脂薄膜熱壓接線狀導(dǎo)電材料的工序；以及在線狀導(dǎo)電材料裝設(shè)至少兩個LED的工序。
文檔編號H01L33/60GK101546715SQ20091012827
公開日2009年9月30日 申請日期2009年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月24日
發(fā)明者蘆賀原治之 申請人:日本奧亞特克斯股份有限公司