JPH09293904A - Ｌｅｄパッケージ - Google Patents

Ｌｅｄパッケージ

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JPH09293904A
JPH09293904A JP10729396A JP10729396A JPH09293904A JP H09293904 A JPH09293904 A JP H09293904A JP 10729396 A JP10729396 A JP 10729396A JP 10729396 A JP10729396 A JP 10729396A JP H09293904 A JPH09293904 A JP H09293904A
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electrode
electrode terminal
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Kunihiro Izuno
訓宏 泉野
Isato Takeuchi
勇人 竹内
Yasuo Kanbara
康雄 神原
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Nichia Chemical Industries Ltd
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Nichia Chemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 発光ピーク波長が６００ｎｍ以下のＬＥＤ素
子を実装したとき発光ロスの少ない高輝度なＬＥＤを実
現するＬＥＤパッケージを提供する。 【構成】 ＬＥＤパッケージの支持部材表面にＬＥＤ素
子の電極へ電力を供給するＡｇを被覆した導電体層と、
支持部材裏面に外部から電力を供給されるＡｕを被覆し
た電極端子を備え備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＬＥＤを支持し電力を供
給するＬＥＤパッケージに係り、特に、発光出力に優れ
たＬＥＤパッケージに関する。
【０００２】
【従来の技術】看板、広告塔等の平面型ディスプレイに
はＬＥＤが使用されている。ＬＥＤディスプレイには、
ＬＥＤチップを基板上に載置して電極を接続し、樹脂で
モールドしたものとが知られ、例えば、基板に直接ＬＥ
Ｄ素子（ベアチップ）を実装するダイレクトボンディン
グタイプ、あるいは、図１に示すようなチップタイプＬ
ＥＤを基板に表面実装するものがある。これらのＬＥＤ
ディスプレイは、ＬＥＤ素子を支持し、電力を供給して
点灯させるためのＬＥＤパッケージが必要である。
【０００３】従来より、ＬＥＤパッケージは、導電体層
１４および電極端子１５の導体部分はＡｕ、Ａｇ等の貴
金属の被覆が一様に被覆されていた。これは、主とし
て、導体部分の酸化を防ぐことを目的としていた。
【０００４】電極端子１５は給電回路との電気的接続を
とるために、半田付が通常施される。それで強い半田付
強度を得るためには、電極端子１５は半田の濡れ性の良
いＡｕで被覆することが実装の信頼性を高めるのに必要
であった。
【０００５】Ａｕで導体部分を被覆するには、通常電気
メッキ法が適用され、ＬＥＤ素子１２の電極１３と接続
される導電体層１４も同時にＡｕメッキされる。ところ
が、導電体層１４がＡｕメッキされた場合、実装するＬ
ＥＤ素子１２の発光色が青色、青緑色、或いは緑色の場
合、発光出力が低下する欠点がある。特に青色のＬＥＤ
の場合、約３０％も出力が低下してしまう。これはＡｕ
の被膜は全可視域において、一様な反射率を持たず、特
に、青色、青緑色、或いは緑色の発光を吸収するような
赤みを帯びた体色を持っているためである。Ａｕの分光
反射率を表１に示す。この表から、反射率は波長が６０
０ｎｍ以上で９１．９％以上であり、大部分の光を反射
するが、これ以下の波長では、吸収が大きくなり、５０
０ｎｍでは反射率は５０％以下となり、このことはＡｕ
は黄色より短波長の光を大きく吸収することを示してい
る。
【０００６】
【表１】
【０００７】そこで、導電体層１４と電極端子１５から
なる導体部分の表面全体に銀白色系の貴金属として一般
的なＡｇをメッキした場合、ＬＥＤからの青色、青緑
色、及び緑色発光は吸収されず、殆ど反射され、Ａｕを
使用した場合のような発光出力低下はない。しかし、Ａ
ｇは半田の濡れ性が悪く、電極端子１５にＡｇ被覆した
場合、給電回路との半田付強度が弱くなり、給電回路基
板への実装の信頼性が悪くなるという欠点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明はこの
ような事情に鑑みて成されたものであり、青色、青緑
色、あるいは緑色発光ＬＥＤチップを実装した場合、発
光出力低下の少なく、また給電回路基板への半田付によ
る実装の信頼性の高いＬＥＤパッケージを提供すること
を目的とする。
【０００９】
【発明を解決するための手段】本発明者はセラミックス
ＬＥＤパッケージに形成された導電体層の表面と、電極
端子の表面に、異種の貴金属を選択的に被覆することで
課題を解決できる事を見いだし本発明を解決するに至っ
た。
【００１０】すなわち、本発明のＬＥＤパッケージは、
支持部材表面にＬＥＤ素子の電極へ電力を供給する導電
体層と、支持部材裏面に外部から電力を供給される電極
端子を備え、電極端子が導電体層と電気的に接続されて
いるＬＥＤパッケージにおいて、前記ＬＥＤ素子の発光
ピーク波長は６００ｎｍ以下であり、前記導電体層の表
面には銀白色系の貴金属が被覆され、前記電極端子表面
にはＡｕが被覆されていることを特徴とする。
【００１１】また、本発明のＬＥＤパッケージは、ＬＥ
Ｄ素子の電極と導電体層がＡｕ線により電気的に接続さ
れる構造のＬＥＤパッケージにおいて、前記導電体層は
Ａｇにより被覆されていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１を参照して本発明のＬＥＤパ
ッケージを説明する。支持部材１１の表面にＬＥＤ素子
１２の電極１３に電力を供給できる導電体層１４を形成
し、支持部材１１の裏面に外部の給電回路基板から電力
を供給される電極端子１５を形成し、電極端子１５は導
電体層１４と電気的接続部１６により接続されている。
そして、導電体層１４の表面には銀白色系の貴金属が被
覆され、前記電極端子１５の表面にはＡｕが被覆されて
いる。図１に示すＬＥＤ素子の発光ピーク波長は６００
ｎｍ以下である。
【００１３】支持部材とは、ＬＥＤ素子を所望の場所に
配置して電気的に接続するために用いられるものであ
り、図１に示すようなチップタイプのＬＥＤの基板でも
よいし、ＬＥＤ素子をマトリックス状に多数個実装する
ダイレクトボンディングタイプのモジュール基板でもよ
い。材質は機械的強度が強く、熱変形の少ないものが好
ましい。具体的には、セラミックス、ガラス、アルミニ
ウム合金等を用いたプリント基板、プラスチックが利用
できる。
【００１４】発光ピーク波長が６００ｎｍ以下に発光す
るＬＥＤ素子は、特に組成による限定はない。液層成長
法や、ＭＯＣＶＤ法により、基体上にＧａＡｌＮ、Ｚｎ
Ｓ、ＺｎＳｅ、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩ
ｎＧａＰ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等の半
導体を発光層として形成させた物が用いられる。
【００１５】貴金属とは、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、及
び白金族元素であるルテニウム（Ｒｅ）、ロジウム（Ｒ
ｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリ
ジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）であり、これらの合金で
あってもよい。また、銀白色系の貴金属とは、銀（Ａ
ｇ）及び白金族元素であり、これらの合金であってもよ
い。
【００１６】図１に示すようなＬＥＤ素子１２の電極１
３と導電体層１４がＡｕ線１７により電気的に接続され
る構造のＬＥＤパッケージにおいて、導電体層は銀白色
系の貴金属の内Ａｇにより被覆されていることが好まし
い。それはＡｇの融点は９６２℃で、Ａｕの融点の１０
６４℃と近似しているため、ワイヤーボンド時に両方の
金属が融け、理想的な融着が起こるからで、強固なワイ
ヤーボンディングが得られ、Ａｕ線の剥がれ不良のほと
んどないＬＥＤを得ることができる。また、Ａｇは銀白
色系の貴金属であるので、導電体層がＡｇ被覆されてい
ることで、ＬＥＤ素子からの青色、青緑色、及び緑色の
発光を効率よく反射することができる。
【００１７】また、本発明は図２に示すように、ＬＥＤ
素子２２の一対の電極２３と、支持部材２１の表面に設
けられたＡｇ被覆された導電体層２４を向かい合わせ
て、導電性のろう材２７を介して接続するフリップチッ
プ接続する場合にも十分に有効である。この場合には融
着の必要がないので、導電体層に被覆されるのはＡｇで
なくとも、他の銀白色系の貴金属であれば高い反射効果
が期待できる。電極端子２５は給電回路と接続され、電
力を電気的接続部２６を介して導電体層２４に供給す
る。
【００１８】
【実施例】以下に、支持部材がアルミナを主成分としセ
ラミックスであり、導電体層の表面をＡｇで、電極端子
の表面をＡｕで被覆されたＬＥＤパッケージの作製を例
に挙げて説明する。
【００１９】アルミナ粉末に溶剤、分散剤、バインダ
ー、および可塑剤を加えてスラリー状として、ドクター
ブレード法により、該アルミナスラリーを流出させ、乾
燥し、グリーンシートを得た。グリーンシートの両面の
導体印刷をつなぐ電気的接続部を形成する目的で常法に
従いスルーホールを開け、スクリーン印刷法によりタン
グステンペーストを両面に印刷し、図３に示す表面に最
終的にＬＥＤパッケージの導電体層になる部分３４と、
裏面には電極端子になる部分３５及び電気的接続部にな
る部分３６を形成した。次に、キャビティー３９を形成
する隔壁３８を形成するために、マトリックス状に孔を
開けたグリーンシートを導電体層側に重ねてプレスし
た。次に、グリーンシートを常法に従い、乾燥、脱脂、
焼結することで、タングステン導体配線が形成されたセ
ラミックス基板を得た。
【００２０】貴金属被覆の第一工程では、導電体層にな
る部分３４と電極端子になる部分３５を同時にＡｕメッ
キする。Ａｕメッキは次のように行った。セラミックス
基板を脱脂し、タングステン配線部のエッチング、酸活
性、ストライクＮｉメッキ、光沢Ｎｉメッキ、酸活性、
ストライクＡｕメッキ、光沢Ａｕメッキの順に行い、乾
燥し、導電体層になる部分３４と電極端子になる部分３
５にＡｕメッキした。
【００２１】貴金属被膜の第二工程では、Ａｕメッキさ
れた電極端子になる部分３５を樹脂で全体をマスクし、
マスクされていない部分をＡｇメッキすることで行っ
た。基板の電極端子になる部分３５が形成されている側
のみを樹脂の中に漬け込み、引き上げ乾燥することで、
電極端子側のみに樹脂をマスクしたセラミックス基板を
得る。このマスクを使用することで、電極端子になる部
分３５にはＡｇメッキはされず、導電体層になる部分３
４のみに選択的にＡｇメッキされる。セラミックス基板
を酸活性し、ストライクＮｉメッキ、光沢Ｎｉメッキ、
酸活性、ストライクＡｇメッキ、光沢Ａｇメッキの順に
行い、乾燥して、導電体層になる部分３４にＡｇをメッ
キした。
【００２２】樹脂のマスクをとると、導電体層になる部
分３４の表面にＡｇメッキが、電極端子になる部分３５
の表面にＡｕメッキが施されたセラミックス基板が得ら
れた。
【００２３】得られたセラミックス基板に窒化物系の高
輝度青色ＬＥＤ素子を接着して、ＬＥＤ素子の電極とＡ
ｇがメッキされた導電体層になる部分３４をＡｕ線でワ
イヤーボンディングした。得られたセラミックス基板を
各キャビティー３９の単位に割り出すことで、図１に示
すようなチップタイプのＬＥＤが得られた。
【００２４】チップタイプＬＥＤ素子に、駆動電圧Ｖｆ
＝３．６ｖ、電流２０ｍＡの電力を供給し、ＬＥＤの波
長４５０ｎｍにおける相対発光出力を測定した。また、
電極端子の半田付の強度を、半田の剥がし取りに要する
力の相対置として測定する方法により、ＬＥＤパッケー
ジの電極端子の半田濡れ性を測定した。結果を表１にま
とめる。
【００２５】［比較例１］第一工程で得られたＡｕメッ
キの後、電極端子になる部分３５にＡｇのメッキをせず
に、窒化物系の高輝度青色ＬＥＤ素子を接着して、ＬＥ
Ｄ素子の電極とＡｕメッキされた導電体層になる部分３
４をＡｕ線でワイヤーボンディングした。得られたセラ
ミックス基板を各キャビティー３９の単位に割り出すこ
とでチップタイプのＬＥＤが得られた。この得られたチ
ップタイプＬＥＤは図１に示す導電体層１４も、電極端
子１５も共にＡｕがメッキされている。このチップタイ
プＬＥＤを実施例１と同じ方法により、発光出力と、半
田濡れ性を測定し結果を表１にまとめた。
【００２６】［比較例２］第一工程のＡｕメッキを省
き、セラミックス基板を脱脂して、第二工程を実施して
Ａｇを導電体層になる部分３４と電極端子になる部分に
メッキした。これに窒化物系の高輝度青色ＬＥＤ素子を
接着して、ＬＥＤ素子の電極とＡｇメッキされた導電体
層になる部分３４をＡｕ線でワイヤーボンディングし
た。得られたセラミックス基板を各キャビティー３９の
単位に割り出すことでチップタイプのＬＥＤが得られ
た。この得られたチップタイプＬＥＤは図１に示す導体
配線１４も、電極端子１５も共にＡｇがメッキされてい
る。このチップタイプＬＥＤを実施例１と同じ方法によ
り、発光出力と、半田濡れ性を測定し結果を表２にまと
めた。
【００２７】
【表２】
【００２８】表２より本発明の実施例のＬＥＤパッケー
ジを使用したチップタイプＬＥＤは、４５０ｎｍの波長
における相対発光出力が高く、しかも、ＬＥＤパッケー
ジの裏面の電極端子の半田の濡れ性が高く、より信頼性
の高い高密度に実装可能なチップタイプＬＥＤを提供す
ることができる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＬＥＤパ
ッケージは、支持部材表面のＬＥＤ素子の電極に電力を
供給すべき導電体層に銀白色系の貴金属被覆を行い、支
持部材裏面の外部から電力を供給される電極端子にＡｕ
被覆を選択的に行うことにより、発光ピーク波長が６０
０ｎｍ以下のＬＥＤからの発光を十分に反射することが
でき、給電回路基板への半田付強度の強い、高効率、高
発光出力のＬＥＤを得ることができる。
【００３０】さらに、ＬＥＤチップの電極と導電体層が
Ａｕ線により電気的に接続される構造のＬＥＤパッケー
ジにおいては、導電体層の銀白色系の貴金属としてＡｇ
を使用することが最も好ましい。それは、Ａｕの融点
と、導電体層のＡｇの融点が近似しているために、完全
な融着が起こり、Ａｕ線の剥がれによる不良が少なくな
るからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＬＥＤパッケージにＬＥＤ素子を実装したチッ
プタイプＬＥＤの模式断面図
【図２】ＬＥＤパッケージにＬＥＤ素子を実装したチッ
プタイプＬＥＤの模式断面図
【図３】ＬＥＤパッケージを貴金属被覆する一製造過程
を示す模式断面図
【符号の説明】
１１、２１・・・・・・支持部材 １２、２２・・・・・・ＬＥＤ素子 １３、２３・・・・・・電極 １４、２４・・・・・・導電体層 １５・・・・・・・・・電極端子 １６、２６・・・・・・電気的接続部 １７・・・・・・・・・Ａｕ線 １８、３８・・・・・・隔壁 １９、３９・・・・・・キャビティー ２７・・・・・・・・・導電性ろう材 ３４・・・・・・・・・導電体層になる部分 ３５・・・・・・・・・電極端子になる部分 ３６・・・・・・・・・電気的接続部になる部分

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 支持部材表面にＬＥＤ素子の電極へ電力
    を供給する導電体層と、支持部材裏面に外部から電力を
    供給される電極端子を備え、電極端子が導電体層と電気
    的に接続されているＬＥＤパッケージにおいて、前記Ｌ
    ＥＤ素子の発光ピーク波長は６００ｎｍ以下であり、前
    記導電体層の表面には銀白色系の貴金属が被覆され、前
    記電極端子表面にはＡｕ被覆されていることを特徴とす
    るＬＥＤパッケージ。
  2. 【請求項２】 ＬＥＤ素子の電極と前記導電体層がＡｕ
    線により電気的に接続される構造のＬＥＤパッケージに
    おいて、前記導電体層はＡｇにより被覆されていること
    を特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
JP10729396A 1996-04-26 1996-04-26 Ｌｅｄパッケージ Pending JPH09293904A (ja)

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