JP6501461B2 - メッキ膜の剥離防止方法、部品集合体および発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、メッキ膜の剥離防止方法、部品集合体および発光装置に関する。

近年、発光素子として発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた発光装置が、照明器具などに広く用いられている。ＬＥＤは指向性を有するため、ＬＥＤを用いた多くの発光装置では、基板上に実装されたＬＥＤ素子の周囲に、表面に反射膜が形成されＬＥＤ素子を取り囲む凹部を有する反射部材（リフレクタ）が取り付けられる。反射部材は、例えば、樹脂製の基台の表面に、メッキにより、光反射率が高いアルミニウムや銀などの金属膜が反射膜として形成された部材である。こうした基板や反射部材などの部品の製造工程では、まず、その部品が縦横に複数配列された部品集合体が作製され、その部品集合体に対してダイシングを行うことにより、個々の部品が得られる。

しかしながら、基台上にメッキ膜が形成された部材をダイシングにより切断すると、その切断部分からメッキ膜が剥離する場合がある。こうした剥離は製品の歩留りを低下させる原因となることから、発光装置の反射部材の製造工程において、メッキ膜の剥離を防止するための様々な手法が提案されている。例えば、特許文献１には、リフレクタの集合体における個々のリフレクタの表面外周周縁部に反射膜を施さない領域を残し、その領域内のダイシングラインに沿って集合体を切断することにより、反射膜の剥離の発生を防止することが記載されている。また、特許文献２には、反射膜が形成されるリフレクタの上面に反射膜との接合面積を増大させる凹部を形成することにより、リフレクタと反射膜との接合強度を高めて、ダイシングによる反射膜の亀裂や剥離などの発生を防止することが記載されている。

特開２００８−１７２１２５号公報 特開２０１１−１８７５５２号公報

しかしながら、特許文献１の手法では、反射膜をメッキするときのメッキ領域がリフレクタの集合体上で個々に独立しているため、電界メッキが使えないなど、メッキ手法が限定されてしまう。また、特許文献２の手法では、リフレクタの上面に凹部を形成することにより剥離の進行は止められるものの、剥離自体は依然として発生し得る。

図１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）は、メッキ部材の切断部分での剥離の発生について説明するための図である。図１０（Ａ）は、基台７０の上面にメッキ膜８０が形成されたメッキ部材の側面図であり、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）のＸＢ−ＸＢ線断面図である。図１０（Ｃ）は、図１０（Ａ）のメッキ部材をダイシングブレード３で紙面に垂直な方向に切断している状態を示す図であり、図１０（Ｄ）は、図１０（Ｃ）のＸＤ−ＸＤ線断面図である。

ダイシングブレード３は、矢印ａ方向に回転しながら矢印ｂ方向に進んで、メッキ部材を切断する。符号７３は、ダイシングにより切断された部分である。ダイシングブレード３の面は、図１０（Ｃ）に一点鎖線ｃで示した方向であるのに対し、メッキ膜８０の面は、それに直交する破線ｅで示した方向に広がる。すなわち、図示した例では、メッキ膜８０に対し、ダイシングブレード３が垂直に入る。ダイシングブレード３は、回転中に、進行方向（矢印ｂ方向）に対する横方向（図１０（Ｃ）の左右方向）にわずかにぶれるため、進行方向に対するダイシングブレード３の後半側が、切断部分の両側にあるメッキ膜８０の端部８２に当たることがある。すると、端部８２には、図中上側に持ち上げられて基台７０から剥がれる方向に力が掛かるため、この端部８２からメッキ膜８０の剥離が発生し得る。

そこで、本発明は、本構成を有しない場合と比べて、ダイシングによる切断部分におけるメッキ膜の剥離の発生を抑制することを目的とする。

本発明では、ダイシングにより切断されるメッキ部材のメッキ膜の剥離を防止する方法であって、メッキ膜が形成される部材の上面の切断線上に、ダイシングブレードの接触幅より狭い幅の凹部を形成し、凹部の側面を含めて部材の上面にメッキを施し、切断線上で、ダイシングブレードにより、部材の下面側から凹部の側面に達する深さまで部材をダイシングすることを含む方法が提供される。
また、本発明では、ダイシングにより切断されるメッキ部材のメッキ膜の剥離を防止する方法であって、メッキ膜が形成される部材の上面の切断線上に、第１のダイシングブレードの接触幅より狭い幅の凸部を形成し、凸部の側面を含めて部材の上面にメッキを施し、切断線上で、第１のダイシングブレードにより、部材の上面側から凸部の側面に達する深さまで部材をハーフダイシングし、切断線上で、第１のダイシングブレードより幅の狭い第２のダイシングブレードにより部材をダイシングすることを含む方法が提供される。

また、本発明では、ダイシングにより個々に切断される複数の部品で構成され、基台の上面にメッキ膜が形成された部品集合体であって、基台の上面の切断線上に、ダイシングブレードの接触幅より狭い幅の凹部または凸部を有し、メッキ膜は凹部または凸部の側面を含めて基台の上面に形成されていることを特徴とする部品集合体が提供される。
上記の部品集合体では、凹部または凸部の側面は、基台の上面に対して垂直であることが好ましい。
上記の部品集合体では、凹部または凸部の側面は、切断時のダイシングブレードの面と平行であることが好ましい。

また、本発明では、基板と、基板上に実装された発光素子と、発光素子を取り囲むように基板上に配置され、メッキにより表面に反射膜が形成された反射部材とを有し、反射部材は、上記のいずれかの部品集合体をダイシングにより切断して形成されたことを特徴とする発光装置が提供される。

本発明によれば、本構成を有しない場合と比べて、ダイシングによる切断部分におけるメッキ膜の剥離の発生を抑制することができる。

部品集合体１の斜視図である。 部品集合体１の断面図である。 部品集合体１の切断工程を示したフロー図である。 部品集合体１のメッキ膜の剥離防止構造について説明するための図である。 部品集合体２の斜視図である。 部品集合体２の断面図である。 部品集合体２の切断工程を示したフロー図である。 部品集合体２のメッキ膜の剥離防止構造について説明するための図である。 発光装置５０の斜視図である。 メッキ部材の切断部分での剥離の発生について説明するための図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明は図面または以下に記載される実施形態には限定されないことを理解されたい。

以下では、ダイシングにより切断されるメッキ部材における切断部分のメッキ膜の剥離を防止する構造および方法について説明する。この構造および方法は、メッキ膜が形成された基板などの部品が縦横に複数配列され、ダイシングにより個々の部品に切断される部品集合体に適用可能である。以下の説明では、樹脂製の基台の上に反射メッキ膜が形成された発光装置の反射部材の例を用いるが、この構造および方法は、発光装置の部品に限らず、樹脂などの基台に金属層がメッキされた部材に対して広く適用可能である。また、メッキ膜は、基台の表面上に一様に形成されている必要はなく、例えば基板上に形成された配線パターンなどであってもよい。なお、「メッキ」とは、電気メッキ、化学メッキなどの湿式メッキでもよいし、あるいは、真空蒸着、化学蒸着（ＣＶＤ）、スパッタリングなどの乾式メッキでもよく、特に限定されない。

図１（Ａ）〜図１（Ｃ）は、部品集合体１の斜視図である。また、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、それぞれ、図１（Ａ）〜図１（Ｃ）に示すＩＩＡ−ＩＩＡ線、ＩＩＢ−ＩＩＢ線およびＩＩＣ−ＩＩＣ線に沿った部品集合体１の断面図である。部品集合体１は、メッキ部材の一例である。

図１（Ａ）は、樹脂製の基台１０により形成された反射部材の部品集合体１を示す。個々の部品（反射部材）５は、矩形の枠体であり、中央に円形の開口部５Ａを有する。図示した例では、計９個の部品５が縦横に一体となって配列されており、縦横の切断線Ｌ上で部品集合体１が切断されることにより、個々の部品５が得られる。なお、部品集合体１内の部品５の個数は、図示した９個より多くてもよいし、少なくてもよい。

図１（Ａ）に示すように、部品集合体１の基台１０の上面１１には、それぞれの切断線Ｌと重なるように、凹部１２が形成される。凹部１２は、後述するように、部品集合体１のダイシングに使用されるダイシングブレードの接触幅より狭い幅を有する。凹部１２の底面は、基台１０の上面１１に平行である必要はなく湾曲した面であってもよいが、凹部１２の側面は、図２（Ａ）に示すように上面１１に対して垂直であることが好ましい。

図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す基台１０にメッキ膜３０が形成された状態の部品集合体１を示す。メッキ膜３０は、基台１０の上面１１だけでなく、図２（Ｂ）に示すように凹部１２の表面にも形成される。メッキ膜３０は、凹部１２を埋め尽くさずに、凹部１２の側面および底面を覆うように形成される。なお、メッキ膜３０の厚さは一様でなくてもよく、凹部１２の底面にはメッキ膜３０が形成されていない部分があってもよい。

図１（Ｃ）は、メッキ膜３０の形成後に、切断線Ｌに沿ってダイシングを行うことにより、１個の部品５が切断された状態の部品集合体１を示す。部品集合体１に対するダイシングでは、図２（Ｃ）に示すように、部品集合体１の下面側（上面１１とは反対側）から凹部１２の途中の深さまで基台１０が削り取られる。こうして形成された切断部１３と凹部１２により、隣接する部品５が分離されて１個の部品５が得られる。図２（Ｃ）に示すように、このダイシングにより形成される切断部１３の幅は、凹部１２の幅より広い。

図３は、部品集合体１の切断工程を示したフロー図である。まず、基台１０の上面１１の切断線Ｌ上に、ダイシングブレードの接触幅より狭い幅の凹部１２を形成する（Ｓ１１）。次に、基台１０の上面１１と凹部１２の内面に対してメッキを施し、金属膜を形成する（Ｓ１２）。次に、凹部１２よりも幅広のダイシングブレードを用いて、切断線Ｌ上で、基台１０の下面側から凹部１２の側面に達する深さまで（すなわち、凹部１２の底面より深く）、基台１０をダイシングする（Ｓ１３）。Ｓ１３のダイシングを部品集合体１の縦横方向の切断線Ｌに対して行うことで、個々の部品５が得られる。以上で、部品集合体１の切断工程は終了する。

図４（Ａ）〜図４（Ｄ）は、部品集合体１のメッキ膜の剥離防止構造について説明するための図である。図４（Ａ）は、基台１０の上面にメッキ膜３０が形成された部品集合体１の一部を示す側面図（断面図）であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＩＶＢ−ＩＶＢ線断面図である。図４（Ｃ）は、図４（Ａ）の部品集合体１をダイシングブレード３で紙面に垂直な方向に切断している状態を示す図であり、図４（Ｄ）は、図４（Ｃ）のＩＶＤ−ＩＶＤ線断面図である。

ダイシングブレード３は、矢印ａ方向に回転しながら矢印ｂ方向に進んで、部品集合体１を切断する。また、部品集合体１の凹部１２の幅ｄ１は、ダイシングブレード３の接触幅ｄ３より狭い。さらに、凹部１２の側面１２１は基台１０の上面１１に対して垂直であるため、メッキ膜３０のうち側面１２１上に形成された側面部分３１も、上面１１に対して垂直である。このため、ダイシングブレード３は、基台１０の下面側から凹部１２の側面１２１まで達したときに、ダイシングブレード３の面に平行に広がる側面部分３１でメッキ膜３０に接触する。すなわち、部品集合体１では、ダイシングブレード３の面は一点鎖線ｃの方向であるのに対し、ダイシングブレード３に接触するメッキ膜３０の面も、ダイシングブレード３に平行な破線ｄの方向に広がる。

したがって、進行方向（矢印ｂ方向）に対するダイシングブレード３の後半側がメッキ膜３０の側面部分３１の端部３２に当たったとしても、端部３２には、基台１０から剥がれる方向（水平面内で凹部１２の中心に向かう方向）への力は掛からない。このように、部品集合体１では、ダイシングブレード３が凹部１２においてメッキ膜３０に平行に入るため、メッキ膜３０を剥がす方向には力が掛らず、端部３２におけるメッキ膜３０の剥離の発生が抑制される。また、予め基台１０に凹部１２を形成しておけば、単に切断線Ｌに沿って縦横に２回ダイシングするだけで個々の部品５が得られるので、部品集合体１では、剥離の発生を防止するために製造工程が増えることもない。

図５（Ａ）〜図５（Ｄ）は、部品集合体２の斜視図である。また、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は、それぞれ、図５（Ａ）〜図５（Ｄ）に示すＶＩＡ−ＶＩＡ線、ＶＩＢ−ＶＩＢ線、ＶＩＣ−ＶＩＣ線およびＶＩＤ−ＶＩＤ線に沿った部品集合体２の断面図である。部品集合体２は、メッキ部材の一例である。

図５（Ａ）は、樹脂製の基台２０により形成された反射部材の部品集合体２を示す。個々の部品（反射部材）６は、矩形の枠体であり、中央に円形の開口部６Ａを有する。図示した例では、計９個の部品６が縦横に一体となって配列されており、縦横の切断線Ｌ上で部品集合体２が切断されることにより、個々の部品６が得られる。なお、部品集合体２内の部品６の個数は、図示した９個より多くてもよいし、少なくてもよい。

図５（Ａ）に示すように、部品集合体２の基台２０の上面２１には、それぞれの切断線Ｌと重なるように、凸部２２が形成される。凸部２２は、後述するように、部品集合体２のハーフダイシングに使用されるダイシングブレードの接触幅より狭い幅を有する。凸部２２の上面は、基台２０の上面２１に平行である必要はなく湾曲した面であってもよいが、凸部２２の側面は、図６（Ａ）に示すように上面２１に対して垂直であることが好ましい。

図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す基台２０にメッキ膜４０が形成された状態の部品集合体２を示す。メッキ膜４０は、基台２０の上面２１だけでなく、図６（Ｂ）に示すように、それぞれの凸部２２の側面および底面にも形成される。

図５（Ｃ）は、メッキ膜４０の形成後に切断線Ｌに沿って凸部２２の上部がハーフダイシングされた状態の部品集合体２を示す。部品集合体２に対するハーフダイシングでは、図６（Ｃ）に示すように、部品集合体２の上面２１側から凸部２２の途中の深さまで基台２０が削り取られる。こうして、それぞれの凸部２２の上面には、メッキ膜４０と基台２０の一部が取り除かれた切断部２３が形成される。

図５（Ｄ）は、ハーフダイシングの後に、さらに切断線Ｌに沿ってダイシングを行うことにより、１個の部品６が切断された状態の部品集合体２を示す。このダイシングでは、図６（Ｄ）に示すように、部品集合体２の上面２１側または下面側から、凸部２２の上面における基台２０の露出部分（切断部２３）の幅より狭い幅で基台２０を貫通するように、基台２０が削り取られる。こうして形成された切断部２４により、隣接する部品６が分離されて１個の部品６が得られる。

図７は、部品集合体２の切断工程を示したフロー図である。まず、基台２０の上面２１の切断線Ｌ上に、第１のダイシングブレードの接触幅より狭い幅の凸部２２を形成する（Ｓ２１）。次に、基台２０の上面２１と凸部２２の表面に対してメッキを施し、金属膜を形成する（Ｓ２２）。次に、凸部２２よりも幅広の第１のダイシングブレードを用いて、切断線Ｌ上で、基台２０の上面２１側から凸部２２の側面に達する深さまで（すなわち、上面２１までは達しないように）、基台２０をハーフダイシングする（Ｓ２３）。その後で、凸部２２より幅の狭い（第１のダイシングブレードより幅の狭い）第２のダイシングブレードを用いて、切断線Ｌ上で、基台２０をダイシングする（Ｓ２４）。Ｓ２４のダイシングを部品集合体２の縦横方向の切断線Ｌに対して行うことで、個々の部品６が得られる。以上で、部品集合体２の切断工程は終了する。

図８（Ａ）〜図８（Ｄ）は、部品集合体２のメッキ膜の剥離防止構造について説明するための図である。図８（Ａ）は、基台２０の上面にメッキ膜４０が形成された部品集合体２の一部を示す側面図（断面図）であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線断面図である。図８（Ｃ）は、図８（Ａ）の部品集合体２をダイシングブレード３（第１のダイシングブレード）で紙面に垂直な方向に切断している状態を示す図であり、図８（Ｄ）は、図８（Ｃ）のＶＩＩＩＤ−ＶＩＩＩＤ線断面図である。

ダイシングブレード３は、矢印ａ方向に回転しながら矢印ｂ方向に進んで、部品集合体２を切断する。また、部品集合体２の凸部２２の幅ｄ２は、ダイシングブレード３の接触幅ｄ３より狭い。さらに、凸部２２の側面２２１は基台２０の上面２１に対して垂直であるため、メッキ膜４０のうち側面２２１上に形成された側面部分４１も、上面２１に対して垂直である。このため、ダイシングブレード３は、基台２０の上面２１側から凸部２２の側面２２１まで達したときに、ダイシングブレード３の面に平行に広がる側面部分４１でメッキ膜４０に接触する。すなわち、部品集合体２では、ダイシングブレード３の面は一点鎖線ｃの方向であるのに対し、ダイシングブレード３に接触するメッキ膜４０の面も、ダイシングブレード３に平行な破線ｄの方向に広がる。

したがって、進行方向（矢印ｂ方向）に対するダイシングブレード３の後半側がメッキ膜４０の側面部分４１の端部４２に当たったとしても、端部４２には、基台２０から剥がれる方向（水平面内で凸部２２から離れる方向）への力は掛からない。このように、部品集合体２では、ダイシングブレード３が凸部２２においてメッキ膜４０に平行に入るため、メッキ膜４０を剥がす方向には力が掛らず、端部４２におけるメッキ膜４０の剥離の発生が抑制される。

図９は、発光装置５０の斜視図である。発光装置５０は、主要な構成要素として、基板５１、発光体５２および反射部材５３を有する。

基板５１は、その上面の中央に発光体５２が配置される矩形の基板である。基板５１は、例えば、耐熱性および放熱性に優れたアルミニウム材などで構成され、発光体５２により発生する熱の放熱を促進させる金属部材と、金属部材の上に固定され、発光体５２を外部電源に接続するための接続電極や配線パターンが形成された絶縁性の回路基板との２層構造を有する。

発光体５２は、１つまたは複数のＬＥＤ素子と、円板形状にモールド成型され、ＬＥＤ素子を一体に被覆し保護するエポキシ樹脂またはシリコン樹脂などの透光性の樹脂とで構成される。ＬＥＤ素子は、発光素子の一例であり、基板５１の上面に実装される。

反射部材５３は円形の開口部５３１を有する樹脂体であり、反射部材５３の表面には、アルミニウムや銀などの光反射率が高い金属による反射膜がメッキにより形成される。反射部材５３は、開口部５３１内に発光体５２を収納し、開口部５３１の内面で発光体５２を取り囲むように、基板５１上に配置される。

また、反射部材５３は、上記した部品集合体１，２のいずれかの形態で製造される。図９には示していないが、反射部材５３は、反射膜が形成された上面５３２の四方の端部５３３に、上記した凹部１２または凸部２２による剥離防止構造を有する。すなわち、部品集合体１として製造された場合には、反射部材５３は、四方の端部５３３から上面５３２に沿って水平方向に突出する突出部（図２（Ｃ）の符号ｆを参照）を有し、反射膜は、その突出部の表面に沿って上面５３２から下方に折れ曲がるように広がる。また、部品集合体２として製造された場合には、反射部材５３は、四方の端部５３３において上面５３２から鉛直方向に突出する突出部（図６（Ｄ）の符号ｇを参照）を有し、反射部材５３の反射膜は、その突出部の表面に沿って上面５３２から上方に折れ曲がるように広がる。部品集合体１，２のいずれかの形態で製造されることで、反射部材５３上の反射膜における剥離の発生が抑制される。

なお、発光装置５０を製造する際は、例えば、発光体５２が実装された基板集合体と反射部材集合体とを別個に作製し、それらを接着剤などにより互いに貼り合わせて固定した後で、ダイシングにより個々の装置に切断する。あるいは、発光体５２が実装された基板集合体と反射部材集合体とを作製し、それぞれをダイシングにより個々の部品に切断した後で、個々の基板と反射部材を貼り合せてもよい。ただし、基板集合体と反射部材集合体の段階で両者を貼り合わせる方が、製造コストが安くなるため好ましい。

なお、上記では、樹脂製の基台の上に反射メッキ膜が形成された発光装置の反射部材の例を説明してきたが、こうした反射部材などの部品集合体では、樹脂製の基台の上にさらに樹脂コーティングを形成し、その上に反射メッキ膜を形成してもよい。樹脂コーティングにより、樹脂製の基台の表面の平坦性が改善し、かつ基台とメッキ膜との密着性が向上する効果がある。しかしながら、この樹脂コーティングも、メッキ膜と同様にダイシング時に基台から剥がれることがある。そこで、樹脂コーティングを形成する場合にも、上記の部品集合体１，２のように、基台の上面の切断線上にダイシングブレードの接触幅より狭い幅の凹部または凸部を形成した上で、その凹部または凸部の側面を含めて基台の上面に樹脂コーティングとメッキ膜を形成するとよい。これにより、メッキ膜の剥離だけでなく、樹脂コーティングの剥離の発生も同様に抑制することが可能になる。

１，２ 部品集合体
３ ダイシングブレード
１０，２０ 基台
１２ 凹部
２２ 凸部
３０，４０ メッキ膜
５０ 発光装置
５２ 反射部材

Claims (5)

1. ダイシングにより切断されるメッキ部材のメッキ膜の剥離を防止する方法であって、
   メッキ膜が形成される部材の上面の切断線上に、ダイシングブレードの接触幅より狭い幅の凹部を形成し、
   前記凹部の側面を含めて前記部材の上面に樹脂コーティングを施し、
   前記凹部の側面を含めて樹脂コーティングされた前記部材の上面にメッキを施し、
   前記切断線上で、前記ダイシングブレードにより、前記部材の下面側から前記凹部の側面に達する深さまで前記部材をダイシングする、
   ことを含むことを特徴とする方法。
2. ダイシングにより切断されるメッキ部材のメッキ膜の剥離を防止する方法であって、
   メッキ膜が形成される部材の上面の切断線上に、第１のダイシングブレードの接触幅より狭い幅の凸部を形成し、
   前記凸部の側面を含めて前記部材の上面に全面に亘ってメッキを施し、
   前記切断線上で、前記第１のダイシングブレードにより、前記部材の上面側から前記凸部の側面に達する深さまで前記部材をハーフダイシングし、
   前記切断線上で、前記第１のダイシングブレードより幅の狭い第２のダイシングブレードにより前記部材をダイシングする、
   ことを含むことを特徴とする方法。
3. ダイシングにより個々に切断される複数の部品で構成され、基台の上面に樹脂コーティングが形成され、且つ樹脂コーティングの上に全面に亘ってメッキ膜が形成された部品集合体であって、
   前記基台の上面の切断線上に、凹部または凸部を有し、
   前記メッキ膜は前記凹部または凸部の側面を含めて前記基台の上面に形成されている、
   ことを特徴とする部品集合体。
4. 前記凹部または凸部の側面は、前記基台の上面に対して垂直である、請求項３に記載の部品集合体。
5. 基板と、
   前記基板上に実装された発光素子と、
   前記発光素子を取り囲むように前記基板上に配置され、メッキにより表面に反射膜が形成された反射部材と、を有し、
   前記反射部材は、請求項３又は４に記載の部品集合体をダイシングにより切断して形成されたことを特徴とする発光装置。

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