JP2013179148A - 発光ダイオードエリアライトモジュールおよびそのパッケージ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光ダイオードエリアライトモジュールおよびそのパッケージ方法を提供する。
【解決手段】 ＬＥＤエリアライトモジュールは、基板ならびに、基板上に形成された回路層およびソルダマスク層を有する。ソルダマスク層は、部分的に露出した回路層が複数の電気接点を形成するように、部分的に回路層を覆う。堤壁は、電気接点が堤壁内に位置するように、ソルダマスク層上にソルダマスク材料を用いて形成される。複数のＬＥＤチップは堤壁内のソルダマスク層上に取り付けられ、電気接点に電気的に接続される。光透過性接着剤は堤壁内に充填、凝結され、その張力によってＬＥＤチップを覆い、凝結後、光透過性接着剤層を形成する。したがって、ＬＥＤエリアライトモジュールは、金属またはゴムからなる厚いフレームの使用、そのフレームを製造するステップ、およびそのフレームを取り付けるステップを不要にするため、パッケージ工程が簡単になる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）エリアライトモジュールおよびそのパッケージ方法、特に、厚いフレーム、厚いフレームを製造するステップ、およびＬＥＤエリアライト上に厚いフレームを積層するステップを不要にするＬＥＤエリアライトモジュールに関する。

ＬＥＤの急速な発展により、ＬＥＤが徐々に従来の電球に取って替わり、ほとんどの照明器具向けの光源の照明要素になってきている。ＬＥＤトランジスタによって伝達された光は指向性が高いため、従来のＬＥＤエリアライトモジュールは、複数のＬＥＤチップを光透過性接着剤に埋め込んで作られ、照明器具に適した一様な面光源を形成している。

図５および図６を参照すると、従来のエリアライトモジュールは、基板７０、フレーム８０、複数のＬＥＤチップ９０、および光透過性接着剤層１００を有する。

基板７０は、回路層７１およびソルダマスク層７２を有する。回路層７１は基板７０の表面上に形成される。ソルダマスク層７２は部分的に回路層７１を覆い、回路層７１は部分的に露出して複数の電気接点７３を形成する。

フレーム８０は厚く、金属またはゴムから形成され、電気接点７３がフレーム８０内に取り付けられ、かつ、フレーム８０に囲まれるように、基板７０のソルダマスク層７２上に積層される。

ＬＥＤチップ９０は、基板７０のソルダマスク層７２上、かつ、フレーム８０内に確実に取り付けられ、それぞれの電気接点７３に電気的に接続される。

光透過性接着剤層１００は、ＬＥＤチップ９０を覆うようにフレーム８０内に形成される。

光透過性接着剤層１００を形成する前に、厚いフレーム８０は事前に用意されていなければならず、次いで、フレーム８０が基板７０のソルダマスク層７２上に積層される。光透過性接着剤層１００は、ＬＥＤチップ９０を囲むように透明接着剤または蛍光接着剤が凝結するまで、フレーム８０中に透明接着剤または蛍光接着剤を充填して形成される。

厚いフレーム８０の製造に加えて、従来のＬＥＤエリアライトモジュールの製造工程には、ソルダマスク層７２上にフレーム８０を積層することが必要であり、そのステップは不便で、時間がかかる。また、厚いフレーム８０はすべてアルミニウムまたはゴムからなるため、製造されたアルミフレームまたはゴムフレームはＬＥＤチップ９０よりはるかに厚い。厚いフレーム８０がＬＥＤチップ９０から放射された光を遮断しないように、光透過性接着剤層１００はフレーム８０と同じ厚さであるべきである。そのような必要条件は、より多くの材料を要するだけでなく、透過性接着剤層１００がフレーム８０より厚いために形成された凹状円弧面の結果として生じる、不要な集光効果を引き起こす。そのような集光効果は一様に光を散乱させるのに不都合であるため、克服する必要がある。

本発明の目的は、不便で時間のかかる製造過程およびより多くの材料が使用されることの技術的欠点を解決することを狙いとするＬＥＤエリアライトモジュールおよびＬＥＤエリアライトモジュールのパッケージ方法を提供することである。

上記目的を達成するために、ＬＥＤエリアライトモジュールは、基板、堤壁、複数のＬＥＤチップ、および光透過性接着剤層を有する。

基板は回路層およびソルダマスク層を有する。回路層は基板の表面上に形成される。ソルダマスク層は、回路層が部分的に露出して、その露出部分上に形成された複数の電気接点を有するように回路層を部分的に覆う。

堤壁はソルダマスク材料からなり、電気接点が堤壁内に位置するようにソルダマスク層上に形成される。

ＬＥＤチップは、ソルダマスク層上で、かつ、堤壁内に確実に取り付けられ、電気接点に電気的に接続される。

光透過性接着剤層は堤壁内に形成され、ＬＥＤチップを覆う。

堤壁はソルダマスク層上にソルダマスク材料を用いて形成される。堤壁が形成され、光透過性接着剤層が堤壁内に充填された後、光透過性接着剤はその張力により、ＬＥＤチップを覆うように堤壁内で凝集する。したがって、厚いフレームを作る必要はなく、厚いフレームを製造するステップ、および厚いフレームを基板上に取り付けるステップは不要となるため、製造過程が簡単になる。

さらに、堤壁は各ＬＥＤチップより薄いため、光透過性の低い接着剤を堤壁内に充填する必要がある。光透過性接着剤層はまた、容易に堤壁を越えて突き出て、光散乱効果を生じる凸状円弧面を形成する。

上記目的を達成するために、ＬＥＤエリアライトモジュールをパッケージする方法は、基板を用意し、基板上に回路層を形成し、そして、回路層が部分的に露出して複数の電気接点を形成するように、回路層上にソルダマスク層を形成するステップと、基板のソルダマスク層上にソルダマスク材料で堤壁を形成して電気接点が堤壁内に位置するようにするステップと、複数のＬＥＤチップを基板の堤壁内に取り付け、ＬＥＤチップを電気接点に電気的に接続するステップと、光透過性接着剤を堤壁内に充填し、光透過性接着剤が凝結した後に光透過性接着剤層を形成するステップとを有する。

前述のステップにおいて、ＬＥＤエリアライトモジュールをパッケージする方法は、厚いフレームを製造するステップ、および厚いフレームを基板のソルダマスク層上に取り付けるステップを不要にできるため、ＬＥＤエリアライトモジュールをパッケージする製造過程が簡単になる。

本発明による、堤壁および透過性接着剤層を有していないＬＥＤエリアライトモジュールの平面図である。 堤壁および透過性接着剤層を有する、図１のＬＥＤエリアライトモジュールの平面図である。 図２のＬＥＤエリアライトモジュールの側断面図である。 図２のＬＥＤエリアライトモジュールをパッケージする方法のブロック図である。 従来のＬＥＤエリアライトモジュールの平面図である。 図５の従来のＬＥＤエリアライトモジュールの側断面図である。

図１〜図３を参照すると、本発明によるＬＥＤエリアライトモジュールは、基板１０、堤壁２０、複数のＬＥＤチップ３０、および光透過性接着剤層４０を有する。

基板１０は回路層１１およびソルダマスク層１２を有する。回路層１１は基板１０の表面上に形成される。ソルダマスク層１２は、回路層１１が部分的に露出して、その露出部分上に形成された複数の電気接点１３を有するように、回路層１１を部分的に覆う。本実施形態では、回路層１１は正極側回路１１１および負極側回路１１２を有する。正極側回路１１１の対向する２つの端子は、基板１０の両側からそれぞれ露出して、２つの正極側接点１１３を形成する。負極側回路１１２の対向する２つの端子は、基板１０の両側からそれぞれ露出して、２つの負極側接点１１４を形成する。正極側接点１１３および負極側接点１１４で外部電源と接続される。

堤壁２０は、ソルダマスク材料からなり、電気接点１３が堤壁２０内に位置するようにソルダマスク層１２上に形成される。

ＬＥＤチップ３０は、ソルダマスク層１２上で、かつ、堤壁２０内に確実に取り付けられ、電気接点１３に電気的に接続されている。

光透過性接着剤層４０は、ＬＥＤチップ３０を覆うように堤壁２０内のソルダマスク層１２上に形成される。本実施形態では、光透過性接着剤層４０は凝結した透明接着剤または蛍光接着剤によって形成されてもよく、また、透明部分４１および蛍光部分４２を有してもよい。

基板１０は金属基板でもよく、さらに、ＬＥＤチップ３０から生じる熱を放散する目的で、基板１０の表面上に形成された絶縁層１４を有して、回路層１１が絶縁層１４上にさらに形成されてもよい。

堤壁２０の厚さは各ＬＥＤチップ３０の厚さ以下である。堤壁２０の厚さは、各ＬＥＤチップ３０の厚さの０．５〜１倍の範囲にあるのが好ましい。光透過性接着剤層４０は堤壁２０より厚いため、凸状円弧面が堤壁２０を越えて突き出て、ＬＥＤチップ３０から放射された光を散乱させる。

図４を参照すると、図２のＬＥＤエリアライトモジュールをパッケージする方法は、以下のステップを含む。
ステップＳ１１：基板１０を用意し、基板１０上に回路層１１を形成し、そして回路層が部分的に露出して複数の電気接点１３を形成するように、回路層１１上にソルダマスク層１２を形成する。本実施形態では、基板１０は金属基板であり、絶縁層１４を基板１０の表面上に形成し、回路層１１を絶縁層１４上にさらに形成する。
ステップＳ２１：堤壁２０を基板１０のソルダマスク層１２上にソルダマスク材料を用いて形成して、電気接点１３が堤壁２０内に位置するようにする
ステップＳ３１：複数のＬＥＤチップ３０を基板１０の堤壁２０内に取り付け、ＬＥＤチップ３０を電気接点１３に電気的に接続する。
ステップＳ４１：光透過性接着剤を堤壁２０内に充填し、光透過性接着剤が凝結した後に光透過性接着剤層４０を形成する。本実施形態では、透明接着剤および蛍光接着剤を充填して光透過性接着剤層４０を形成する。あるいは、透明接着剤または蛍光接着剤を充填して光透過性接着剤層４０を形成する。

本発明は、光透過性接着剤層４０が堤壁２０内に形成されるように、ソルダマスク層１２上にソルダマスク材料を用いて形成された堤壁２０を特徴とする。充填された光透過性接着剤が形成されコロイド状である時、表面張力が高いため、光透過性接着剤は堤壁２０内に凝集し、堤壁２０内に配置されたＬＥＤチップ３０を覆い、光透過性接着剤が凝結した後、光透過性接着剤層４０を形成する。したがって、厚いフレームは必要なく、厚いフレームを製造するステップ、および、厚いフレームを基板上に積層するステップは不要である。堤壁２０は各ＬＥＤチップより薄いため、ＬＥＤチップ３０から放射された光は遮断されず、光透過性の低い接着剤が必要である。材料の節減に加えて、本発明のＬＥＤエリアライトモジュールは、堤壁２０より厚い光透過性接着剤層を作るために少量の光透過性接着剤を必要とするだけであり、また、光散乱効果を生じる光透過性接着剤層上に形成された凸状円弧面を有するだけである。

１０、７０ 基板
１１、７１ 回路層
１２、７２ ソルダマスク層
１３、７３ 電気接点
１４ 絶縁層
２０ 堤壁
３０、９０ ＬＥＤチップ
４０、１００ 光透過性接着剤層
４１ 透明部分
４２ 蛍光部分
８０ フレーム
１１１ 正極側回路
１１２ 負極側回路
１１３ 正極側接点
１１４ 負極側接点

Claims (3)

1. 基板であって、前記基板の表面上に形成された回路層と、前記回路層が部分的に露出するように部分的に前記回路層を覆い、前記回路層の露出部分上に複数の電気接点を形成させるソルダマスク層とを有する基板と、
   ソルダマスク材料からなる堤壁であり、前記電気接点が前記堤壁内に位置するように前記ソルダマスク層上に形成された堤壁と、
   前記ソルダマスク層上で、かつ、前記堤壁内に確実に取り付けられ、前記電気接点に電気的に接続される複数のＬＥＤチップと、
   前記堤壁内に形成され、前記ＬＥＤチップを覆う光透過性接着剤層と、
   を含む、ＬＥＤエリアライトモジュール。
2. 前記堤壁の厚さが各ＬＥＤチップの厚さの０．５から１倍の範囲にあり、
   前記光透過性接着剤層が、堤壁より厚く、前記堤壁を越えて突き出る凸状円弧面を形成し、
   前記光透過性接着剤層が透明部分および蛍光部分を有する、
   請求項１に記載のＬＥＤエリアライトモジュール。
3. ＬＥＤエリアライトモジュールをパッケージする方法であって、
   基板および複数のＬＥＤチップを用意し、前記基板上に回路層を形成し、前記回路層が部分的に露出して複数の電気接点を形成するように、前記回路層上にソルダマスク層を形成するステップと、
   前記基板の前記ソルダマスク層上にソルダマスク材料で堤壁を形成し、前記電気接点が前記堤壁内に位置するようにし、前記堤壁の厚さが各ＬＥＤチップの厚さの０．５から１倍の範囲にあるステップと、
   前記ＬＥＤチップを前記基板の前記堤壁内に取り付け、前記ＬＥＤチップをそれぞれの電気接点に電気的に接続するステップと、
   光透過性接着剤を前記堤壁内に充填し、前記光透過性接着剤が凝結した後に、前記堤壁より厚い光透過性接着剤層を形成するステップと、
   を含む方法。

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