JPH0945965A - セラミックスｌｅｄパッケージおよびその製造方法 - Google Patents

セラミックスｌｅｄパッケージおよびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 キャビティー側面に光反射層を具備すること
により高輝度のＬＥＤディスプレイを実現するセラミッ
クスＬＥＤパッケージを提供する。 【解決手段】 導体配線が形成されたセラミックスグリ
ーンシートにＬＥＤチップ３を載置すべきキャビティー
７を形成するに際し、前記セラミックスグリーンシート
をキャビティーが開口方向に広くなるようにプレス成形
し、脱脂、焼成をした後、キャビティー側面の導体層２
に貴金属メッキを施し、光反射層８を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックスＬＥＤパ
ッケージに係り、特に、キャビティー側面に特定の光反
射層を具備することにより高輝度のＬＥＤディスプレイ
を提供するセラミックス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ディスプレイには大
別して、樹脂でモールドしたＬＥＤを平面上に並べたも
のと、ＬＥＤチップを基板上に載置して電極を接続し、
その上から樹脂でモールドしたものとが知られている。
その中でも後者のＬＥＤディスプレイは一画素を小さく
構成でき、解像度の高い画面が実現できるので将来を嘱
望されている。
【０００３】後者のＬＥＤディスプレイにおいて、一般
にＬＥＤチップはセラミックス基板で構成されたセラミ
ックスＬＥＤパッケージに載置される。セラミックス基
板には表面に導電体層が形成された基板を積層した積層
基板と、単一の絶縁性基板に導電体層が印刷された基板
とがある。表面に導電体層が形成されたＬＥＤチップは
これらセラミックス基板上に載置され、ＬＥＤチップの
正、負の電極がそれぞれ表面の導電体層に電気的に接続
されている。
【０００４】図１に従来のセラミックスＬＥＤパッケー
ジにＬＥＤチップを実装した状態の構造を表す模式断面
図を示す。１はセラミックス基板、２はセラミックス基
板の表面にパターン形成された導電体層である。導電体
層２はＷ、Ａｇ等の金属が印刷され、その上からＬＥＤ
チップ３との接着性を高める目的でＡｕメッキが施され
て形成されている。ＬＥＤチップ３は導電体層の上に接
着剤等で接着され電極は金線等のワイヤーで電極につな
がれる。導電体層２はセラッミックス基板のビアホール
或いはスルーホールを介して配線端子４と接続されてい
る。ＬＥＤを載置すべきキャビティー７はアルミナ等基
板と同じ材質の側面部５で包囲されており、これはＬＥ
Ｄからの発光を前方へ効率的に出光し、また、隣接する
多色のＬＥＤの発光と混色しないようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、アルミナに
代表されるセラミックスはある程度透光性を有し、前記
したような光反射材として目的で使用するには不完全で
ある。ＬＥＤからの発光がセラッミックスの光反射層に
入光した場合、一部は透過光６となって、願わない方向
に出光してしまう。この光は前方に有効に使用されず、
また他のＬＥＤからの発光と混色してＬＥＤディスプレ
イの表示品位を低下させる問題となる。
【０００６】
【発明を解決するための手段】本発明者は上述した問題
に対し、光反射層の反射効率を向上する構造について鋭
意検討した結果、光反射層に金属を用い、しかも、開口
方向にテーパーが付いている構造とすることにより理想
的なＬＥＤパッケージが得られることを見いだし本発明
を完成させるに至った。
【０００７】すなわち本発明のセラミックスＬＥＤパッ
ケージは、セラミックス基板表面にＬＥＤチップと結線
されて電力を供給する導電体層と、ＬＥＤチップを載置
すべきキャビティーとキャビティーを包囲する側面部か
らなるＬＥＤパッケージにおいて、側面部のセラミック
ス基板の表面に前記導電体層と同じ材質よりなる光反射
層が形成されており、前記キャビティーの側面部が開口
方向に広くなるように傾斜されていることを特徴とす
る。
【０００８】光反射層には金属であれば殆どのものが使
用できるが、本発明においては光反射層は同時に導電体
層である。それで、表面がＬＥＤとワイヤーで電気配線
できる金属で被覆されていることが必要である。例え
ば、導電体層はタングステン（Ｗ）金属の導体配線表面
をＡｇ、Ａｕのような貴金属、或いはＮｉで被覆されて
いるものが用いられている。光反射層は基本的にこれら
導電体層をそのままキャビティー側面に連続的に形成す
ることにより形成する。すなわち、光反射層の材料はそ
のまま導電体層の表面材料を用いる構造となる。
【０００９】配線材料がＡｇの場合は表面に貴金属の被
覆する必要はなく、そのまま光反射層に使用できるが、
導電材料としてはそのまま使用できるが、光反射層とし
てはその表面が粗いと乱反射が多くなり、反射効率が低
下するため、表面処理を施すか、或いはさらに貴金属を
被覆することが好ましい。
【００１０】光反射層の材料として、特にＡｇは金属色
が良好な白色を示し、反射光の光色に変化を与えない点
でＡｕよりも優れている。
【００１１】本発明のセラッミックスＬＥＤパッケージ
は次のような方法で好ましく製造することができる。す
なわち、導体配線が形成されたセラミックスグリーンシ
ートにＬＥＤチップを載置すべきキャビティーを形成す
るに際し、前記セラミックスグリーンシートをキャビテ
ィーが開口方向に広くなるようにプレス成形し、キャビ
ティー側面部に導体印刷を形成し、脱脂、焼成をした
後、キャビティー側面の導体層にＬＥＤと電気配線する
ワイヤーを接続できる貴金属の被覆を施し、光反射層を
形成する。
【００１２】プレス成形で形成されるキャビティーの側
面部表面に形成される導体印刷は電気的に接続されてい
る必要はない。それで、底面の導体印刷と独立して形成
してもかまわないが、導電体層からの連続した構造とし
た方が作業がより簡単である。
【００１３】導電体層に施す貴金属の被覆は、電気メッ
キ法、蒸着法等が適用できる。
【００１４】
【作用】本発明のセラミックスＬＥＤパッケージは、キ
ャビティーの側面に金属の光反射層が形成されているの
で従来のアルミナ等のある程度透光性を持つセラミック
スに比べ光の反射効率が良く、ＬＥＤからの横方向に出
光した光を確実に前方へ向けることができ、ＬＥＤチッ
プからの発光のうちＬＥＤディスプレイ等として利用で
きる比率を向上することができる。また、近傍の他色の
ＬＥＤからの発光と混色することが防止でき、ＬＥＤデ
ィスプレイの表示品位を改善することができる。
【００１５】特に、導電体層にＡｇを被覆すると、Ａｇ
は金属色が良好な白色を示し、反射光の光色に殆ど変化
を与えず、ＬＥＤディスプレイ用のセラミックスＬＥＤ
パッケージとして最適である。
【００１６】光反射層は図２に示すように開口方向に広
くなる構造となっているので、ＬＥＤからの横方向への
発光を確実に前方方向に出光させることができる。
【００１７】
【実施例】本発明のセラミックスＬＥＤパッケージを図
面を参照しながら説明する。
【００１８】［実施例１］図２に本実施例のセラミック
スＬＥＤパッケージの断面図を示す。セラミックス基板
１の表面には導電体層 図１に従来のセラミックスＬＥＤパッケージにＬＥＤチ
ップを実装した状態の模式断面図を示す。１はセラミッ
クス基板、底面部の２はセラミックス基板の表面にパタ
ーン形成された導電体層である。導電体層２はタングス
テン（Ｗ）の金属が印刷され、表面にはＡｇを滑らかに
被覆され、ＬＥＤチップ３との接着性を高められてい
る。ＬＥＤチップ３は導電体層の上に接着剤で接着され
電極は金線で電極につながれる。導電体層２はセラッミ
ックス基板のスルーホールを介して配線部分４と接続さ
れている。一方、ＬＥＤを載置すべきキャビティー７は
アルミナ等基板と同じ材質の側面部５で包囲されてお
り、側面部５の表面には導電体層と同じＷの表面にＡｇ
を被覆した光反射層８が形成され、また、キャビティー
７は開口方向に広くなっている。
【００１９】本実施例のセラミックスＬＥＤパッケージ
は次のようにして作製した。
【００２０】アルミナを主成分としたグリーンシートを
所定のサイズに切り出し、それにパンチングマシーンを
使用して通常の方法で０．２５ｍｍφのスルーホールを
形成した。次に、ＬＥＤを載置しない側から、スクリー
ン印刷法によりタングステン導体ペーストでスルーホー
ルの穴埋め、および配線部分の印刷を行った。
【００２１】次にグリーンシートのＬＥＤを載置する側
に導体ペーストをスクリーン印刷法により導電体層を印
刷する。この場合、導電体層の大きさは本来の導電体層
として使用する底面部分の回りに光反射層を形成する部
分を含めた広さにする。
【００２２】導体印刷９が形成されたグリーンシート１
０を図３に示すようにプレス機に装着してプレスする。
プレスが終了すると図４に示すようなキャビティーの底
面部１３および側面部５に導体印刷を形成されたグリー
ンシートが得られる。後に、得られたキャビティーの底
面部１３の導体印刷は導体層、側面部５の導体印刷は光
反射層となる。
【００２３】後にＬＥＤパッケージを各キャビティーに
割り分ける必要がある場合、割り取りを容易にするよう
にハーフカット加工を施す。
【００２４】以上のように加工されたグリーンシートは
通常の方法に従い脱脂し、グリーンシート及び導体ペー
スト中の有機物を燃焼除去して導電体層を形成し、引き
続き焼成工程でグリーンシートをセラミックス化する。
【００２５】最後に、このようにして得られたタングス
テン導体印刷が形成されたセラミックス配線基板を通常
の導電体層に施すのと同じ電気メッキ法でＡｇを被覆し
た。＄図５は本実施例のセラミックスＬＥＤパッケージ
にＬＥＤを実装した状態を示す平面図であり、キャビテ
ィー内の破線は側面の光反射層と底面の導電体層との境
界を示している。ＬＥＤを点灯させて評価したところ、
本実施例は図１に示す光反射層に特徴のない従来のＬＥ
Ｄパッケージを使用したものに比べて「 」％の発光出
力の改善が見られた。
【００２６】［実施例２］ＬＥＤのディスプレイ等に使
用する目的で、キャビティーの中に青色、緑色、及び赤
色発光のＬＥＤチップを載置できる構造のＬＥＤパッケ
ージがあるが、本発明はこのようなタイプのセラミック
スＬＥＤパッケージにも適用可能である。図６に、光の
三原色である青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）発光
のＬＥＤを実装したセラミックスＬＥＤパッケージの平
面図を示す。本実施例は各Ｂ、Ｇ、ＲのＬＥＤを点灯さ
せるための導体印刷が施されたグリーンシートを実施例
１と同じ方法により作製した。
【００２７】このディスプレイは例えば一キャビティー
がサファイア基板上にＧａＮ系の材料を積層して成る青
色ＬＥＤチップＢと、緑色ＬＥＤチップＧと、ＧａＡｓ
基板上にＧａＡｓ系の材料を積層して成る赤色ＬＥＤチ
ップＲを実装してセラミックスＬＥＤパッケージを試験
した。光反射層の内面でＬＥＤチップの発光を発光観測
面側に反射させてＬＥＤディスプレイの輝度を向上させ
ると共に、各ＬＥＤの発光はキャビティー内で発光色の
混色が十分に行われる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のセラミッ
クスＬＥＤパッケージは、キャビティーの側面に金属の
光反射層が形成されているので従来のアルミナ等のある
程度透光性を持つセラミックスに比べ光の反射効率が良
く、ＬＥＤからの横方向に出光した光を確実に前方へ向
けることができ、ＬＥＤチップからの発光のうちＬＥＤ
ディスプレイ等として利用できる比率を向上することが
できる。また、近傍の他色のＬＥＤからの発光と混色す
ることが防止でき、ＬＥＤディスプレイの表示品位を改
善することができる。
【００２９】また、本発明の方法に従うと、ＬＥＤに電
力を供給するキャビティー底面部の導電体層を形成する
と同時にキャビティー側面部の光反射層を同時に形成で
き、セラミックスＬＥＤパッケージをより簡単に製造す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＬＥＤを実装した従来のセラミックスＬＥＤパ
ッケージの模式断面図。
【図２】ＬＥＤを実装した本発明のセラミックスＬＥＤ
パッケージの模式断面図。
【図３】本発明の製造方法に適用するプレス工程を説明
する模式断面図。
【図４】プレス工程で作製されたグリーンシートの模式
断面図。
【図５】ＬＥＤを実装した本発明のセラミックスＬＥＤ
パッケージの模式平面図。
【図６】ＬＥＤを実装した本発明のセラミックスＬＥＤ
パッケージの模式平面図。
【符号の説明】
１・・・・・・セラミックス基板 ２・・・・・・導電体層 ３・・・・・・ＬＥＤチップ ４・・・・・・配線部分 ５・・・・・・側面部 ６ａ・・・・・発光 ６ｂ・・・・・透過光 ６ｃ・・・・・反射光 ７・・・・・・キャビティー ８・・・・・・光反射層 ９・・・・・・導体印刷 １０・・・・・・グリーンシート １１・・・・・・上パンチ １２・・・・・・下パンチ １３・・・・・・底面部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神原 康雄 徳島県阿南市新野長入田３番地 日亜化学 工業株式会社 (72)発明者 永井 芳文 徳島県阿南市上中町岡491番地100 日亜化 学工業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 セラミックス基板表面にＬＥＤチップと
    結線されて電力を供給する導電体層と、ＬＥＤチップを
    載置すべき部分を包囲する光反射層からなるキャビティ
    ーを具備するＬＥＤパッケージにおいて、前記光反射層
    はセラミックの表面を光反射処理を施した導電体層より
    なり、前記キャビティーが開口方向に広くなるように側
    面部が傾斜されていることを特徴とするセラミックスＬ
    ＥＤパッケージ。
  2. 【請求項２】 導体配線が形成されたセラミックスグリ
    ーンシートにＬＥＤチップを載置すべきキャビティーを
    形成するに際し、前記セラミックグリーンシートをキャ
    ビティーが開口方向に広くなるようにプレス成形し、脱
    脂、焼成をした後、キャビティー側面の導体層に貴金属
    メッキを施し、光反射層を形成することを特徴とするセ
    ラミックスＬＥＤパッケージの製造方法。
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