JP2006339362A - Wiring board for mounting light emitting element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、キャビティの底面に発光素子を実装するための発光素子実装用配線基板に関する。 The present invention relates to a light emitting element mounting wiring board for mounting a light emitting element on a bottom surface of a cavity.
発光素子を実装する配線基板においては、かかる発光素子を実装するキャビティの側面に金属からなる光反射層を形成すると共に、当該キャビティが開口する配線基板の表面に外部からの光を吸収する光吸収層を形成することで、上記発光素子から発光された光を鮮明にして放射することができる。
例えば、白色を呈する絶縁基体の表面側に発光素子を収容する凹部を設けると共に、上記絶縁基体の表面上にセラミックペーストを印刷および焼成することにより、黒褐色の光吸収層を被着した発光素子収納用パッケージが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、パッケージの凹部内に配した発光素子をモールド部材で被覆すると共に、上記パッケージの上面にホットスタンプ加工法で薄膜を転写することで、光吸収層を配するようにした発光装置も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
In a wiring board on which a light emitting element is mounted, a light reflection layer made of metal is formed on the side surface of the cavity in which the light emitting element is mounted, and light absorption that absorbs external light on the surface of the wiring board in which the cavity is opened By forming the layer, the light emitted from the light-emitting element can be emitted clearly.
For example, a light-emitting element housing in which a concave portion for accommodating a light-emitting element is provided on the surface side of a white insulating base, and a black-brown light absorbing layer is deposited by printing and baking a ceramic paste on the surface of the insulating base. A package has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
Also proposed is a light-emitting device in which a light-absorbing layer is disposed by coating a light-emitting element disposed in a recess of a package with a mold member and transferring a thin film to the upper surface of the package by a hot stamping method. (For example, refer to Patent Document 2).
しかしながら、前記特許文献1の発光素子収納用パッケージのように、光吸収層をセラミックペーストの印刷および焼成により形成すると、かかる光吸収層が過度に薄くなり、その直下に位置する白色を呈する絶縁基体の表面が透けてしまうため、外部からの光を効率良く吸収できない、という問題があった。
また、前記特許文献2の発光装置のように、ホットスタンプ加工法により薄膜を転写して光吸収層を形成する方法では、製造工数が増えるため、コスト高を招来し易くなる、という問題があった。
However, when the light absorption layer is formed by printing and firing a ceramic paste, as in the light emitting element storage package of
Further, the method of forming a light absorption layer by transferring a thin film by a hot stamping method as in the light emitting device of
本発明は、背景技術において説明した問題点を解決し、キャビティの底面に実装される発光素子からの光を効率良く外部に方射でき、且つかかる光が外部からの光に影響されにくいと共に、安価に製造可能な発光素子実装用配線基板を提供する、ことを課題とする。 The present invention solves the problems described in the background art, can efficiently radiate the light from the light emitting element mounted on the bottom surface of the cavity to the outside, and such light is not easily affected by the light from the outside, It is an object to provide a wiring board for mounting a light-emitting element that can be manufactured at low cost.
本発明は、前記課題を解決するため、白色系の基板本体においてキャビティの開口部を包囲する表面上に、黒色系で所定の厚みの絶縁層を積層して形成する、ことに着想して成されたものである。
即ち、本発明の発光素子実装用配線基板(請求項1)は、光を反射する表面色彩を呈する絶縁材からなり、表面および裏面を有する基板本体と、かかる基板本体の表面に開口し、底面および側面からなるキャビティと、上記基板本体の表面上に積層され、色相環において色相Hが10P〜10PB〜10Bの範囲、明度Vが1.5〜5.5、および彩度Cが0〜3の範囲内にある表面色彩を呈する絶縁層と、を含む、ことを特徴とする。
上記色相H、明度V、および彩度Cは、JIS Z8721−1933に基づく。また、上記色相Hの10P〜10PB〜10Bは、10P〜10B(但し、10PBを含む)として表すことも可能である。
In order to solve the above problems, the present invention is conceived by forming a black insulating layer having a predetermined thickness on a surface surrounding a cavity opening in a white substrate body. It has been done.
That is, the wiring board for mounting a light emitting element according to the present invention (Claim 1) is made of an insulating material exhibiting a surface color that reflects light, and has a substrate body having a front surface and a back surface, an opening on the surface of the substrate body, and a bottom surface. And a cavity composed of side surfaces, and laminated on the surface of the substrate body, and in the hue ring, the hue H is in the range of 10P to 10PB to 10B, the lightness V is 1.5 to 5.5, and the saturation C is 0 to 3 And an insulating layer exhibiting a surface color within the range.
The hue H, lightness V, and saturation C are based on JIS Z8721-1933. Moreover, 10P-10PB-10B of the said hue H can also be represented as 10P-10B (however, 10PB is included).
これによれば、光を反射する表面色彩を呈する絶縁材からなる基板本体の表面上に、前記範囲の色相H、明度V、および彩度Cの表面色彩を呈する所定の厚みを有する絶縁層が積層されている。このため、基板本体の表面に開口する前記キャビティの底面に実装される発光素子からの光は、上記絶縁層により外部からの光が吸収されるので、キャビティの側面に被着された光反射層に反射した後、外部からの光に殆ど干渉されることなく、外部に効率良く放射される。従って、キャビティに実装すべき発光素子からの光を、外部に効率良く放射することが可能となる。しかも、基板本体の表面上に、かかる基板本体とは異なる表面色彩を呈する絶縁層を積層により形成しているため、特殊な工程や多くの工数を要さず、安価に製造することも可能となる。 According to this, on the surface of the substrate body made of an insulating material that exhibits a surface color that reflects light, an insulating layer having a predetermined thickness that exhibits a surface color of hue H, lightness V, and saturation C in the above-described range. Are stacked. For this reason, since the light from the light emitting element mounted on the bottom surface of the cavity opened on the surface of the substrate body is absorbed by the insulating layer, the light reflecting layer deposited on the side surface of the cavity After being reflected, the light is efficiently radiated to the outside with almost no interference with light from the outside. Therefore, light from the light emitting element to be mounted in the cavity can be efficiently emitted to the outside. Moreover, since an insulating layer having a surface color different from that of the substrate body is formed on the surface of the substrate body by lamination, it is possible to manufacture at low cost without requiring special processes and many man-hours. Become.
尚、前記基板本体を形成する絶縁材および前記絶縁層には、例えばアルミナを主成分とするセラミック、低温焼成セラミックの一種である例えばガラス−セラミック、あるいは、例えばエポキシ系樹脂などの樹脂が含まれる。このため、前記「積層」は、上記セラミックや低温焼成セラミックの場合、異なる表面色彩を呈する複数のグリーンシートを積層・圧着し且つ焼成することを含み、上記樹脂の場合、異なる表面色彩を呈する複数の樹脂層を積層(貼り付け)することを含む。
また、前記キャビティには、開口部側に対し底面側が縮径されたほぼ円錐形状、ほぼ楕円錐形状、ほぼ長円錐形状、四角錐以上の多角錐形状のほか、全体が円柱形、楕円柱形、長円柱形、あるいは四角柱を含む多角柱形状の形態も含まれる。
更に、前記キャビティの底面に実装される発光素子には、発光ダイオード(LED)や半導体レーザ(LD)などが含まれる。
The insulating material and the insulating layer forming the substrate body include, for example, a ceramic mainly composed of alumina, a glass-ceramic that is a kind of low-temperature fired ceramic, or a resin such as an epoxy resin. . For this reason, the “lamination” includes laminating, pressing and firing a plurality of green sheets exhibiting different surface colors in the case of the ceramic or the low-temperature fired ceramic, and a plurality of different surface colors in the case of the resin. Laminating (attaching) the resin layer.
In addition, the cavity has a substantially conical shape, a substantially elliptical cone shape, a substantially long cone shape, a polygonal pyramid shape that is more than a quadrangular pyramid, and a cylindrical shape and an elliptic cylinder shape. In addition, a long cylindrical shape or a polygonal column shape including a square column is also included.
Further, the light emitting element mounted on the bottom surface of the cavity includes a light emitting diode (LED) and a semiconductor laser (LD).
また、本発明には、前記基板本体を形成する絶縁材は、白色系のセラミック層であり、前記絶縁層は、前記表面色彩を呈する顔料を含む彩色済みのセラミック層である、発光素子実装用配線基板(請求項2)も含まれる。
これによれば、白色系のセラミック層からなる基板本体の表面上に、前記範囲の色相H、明度V、および彩度Cの表面色彩を呈する顔料を含む彩色済みのセラミック層からなる絶縁層が積層される。従って、上記基板本体の表面に開口する前記キャビティの底面に実装される発光素子からの光は、上記絶縁層により外部からの光が確実に吸収されるため、キャビティの側面に被着される光反射層に反射した後、外部の光による干渉を著しく抑制して、外部に効率良く放射される。
尚、前記基板本体には、複数の白色系のセラミック層を積層したセラミックの積層体も含まれる。また、前記顔料は、酸化クロム、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化モリブデンなどの金属酸化物である。
In the present invention, the insulating material forming the substrate body is a white ceramic layer, and the insulating layer is a colored ceramic layer containing a pigment exhibiting the surface color, for mounting a light emitting element. A wiring board (claim 2) is also included.
According to this, on the surface of the substrate body made of a white ceramic layer, there is an insulating layer made of a colored ceramic layer containing a pigment exhibiting a surface color with hue H, lightness V, and saturation C in the above-mentioned range. Laminated. Therefore, the light from the light emitting element mounted on the bottom surface of the cavity that opens on the surface of the substrate body is absorbed by the side surface of the cavity because the light from outside is reliably absorbed by the insulating layer. After being reflected by the reflective layer, interference by external light is remarkably suppressed and the light is efficiently radiated to the outside.
The substrate body includes a ceramic laminate in which a plurality of white ceramic layers are laminated. The pigment is a metal oxide such as chromium oxide, manganese oxide, cobalt oxide, and molybdenum oxide.
付言すれば、本発明には、前記キャビティの側面には、金属層およびその上に被着する光反射層が形成されている、発光素子実装用配線基板も含まれ得る。
これによる場合、前記キャビティの底面に実装される発光素子からの光を、上記光反射層により効率良く反射できるため、前記絶縁層による外部からの光の吸収と相まって、一層効率良く外部に放射することが可能となる。
尚、上記光反射層は、Niメッキ層、Auメッキ層、およびAg、Pt、Pd、Rhの何れかからなり、上記金属層は、例えばW、Mo、Cu、Agからなる。
In other words, the present invention may also include a wiring board for mounting a light emitting element in which a metal layer and a light reflecting layer deposited thereon are formed on the side surface of the cavity.
In this case, since the light from the light emitting device mounted on the bottom surface of the cavity can be efficiently reflected by the light reflecting layer, it is more efficiently radiated to the outside in combination with absorption of light from the outside by the insulating layer. It becomes possible.
The light reflecting layer is made of any one of a Ni plating layer, an Au plating layer, and Ag, Pt, Pd, and Rh, and the metal layer is made of, for example, W, Mo, Cu, or Ag.
また、本発明には、白色系のグリーンシートの表面上に、色相Hが10P〜10PB〜10Bの範囲、明度Vが1.5〜5.5、および彩度Cが0〜3範囲内にある表面色彩を呈する彩色済みのグリーンシートを積層し且つ圧着する工程、を含む、発光素子実装用配線基板の製造方法も含み得る。
これによる場合、白色系を呈する単層または複数層のグリーンシートの表面上に、上記範囲の表面色彩を呈する顔料を含む彩色済みグリーンシートを積層および圧着した後、これらを同時に焼成するという、通常の工程を比較的少なくして行うことで、前記発光素子実装用配線基板の製造が確実且つ安価に可能となる。
In the present invention, the hue H is in the range of 10P to 10PB to 10B, the lightness V is in the range of 1.5 to 5.5, and the saturation C is in the range of 0 to 3 on the surface of the white green sheet. A method of manufacturing a wiring board for mounting a light-emitting element, including a step of laminating and pressing a colored green sheet exhibiting a certain surface color may be included.
In this case, it is usual that a colored green sheet containing a pigment exhibiting a surface color in the above-mentioned range is laminated and pressure-bonded on the surface of a single-layer or multiple-layer green sheet exhibiting a white system, and then fired simultaneously. By carrying out this process with relatively few steps, it becomes possible to manufacture the light emitting element mounting wiring board reliably and inexpensively.
以下において、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図1は、本発明における発光素子実装用配線基板(以下、単に配線基板と称する)1を示す平面図、図2は、図1中のX−X線の矢視に沿った断面図である。
配線基板1は、図1,図2に示すように、表面3および裏面4を有し且つセラミック(絶縁材)からなる基板本体2と、かかる基板本体2の表面3に開口し且つ底面6の中央部に発光ダイオード(発光素子)18が実装されるキャビティ5と、上記基板本体2の表面3上に積層され、所定範囲の表面色彩を呈する顔料を含むセラミック層(絶縁層)8と、を備えている。
In the following, the best mode for carrying out the present invention will be described.
FIG. 1 is a plan view showing a light emitting element mounting wiring board (hereinafter simply referred to as a wiring board) 1 according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG. .
As shown in FIGS. 1 and 2, the
基板本体2は、図1,図2に示すように、平面視がほぼ正方形で所要の厚みを有する直方体であり、例えばアルミナを主成分とする複数枚のグリーンシートを積層して焼成したセラミックからなり、光を反射する表面色彩(例えば、白色)を呈する。因みに、基板本体2のサイズは、約5mm×5mm×0.9mmであり、内部にはWまたはMoを主成分とする図示しない所定パターンの配線層やビア導体16が形成され、且つ裏面4には複数のパッド17が形成されている。
尚、基板本体2の絶縁材には、例えばガラス−アルミナ系のグリーンシートを複数積層し且つ低温焼成することで、上記表面色彩を呈するガラス−セラミックを用いても良い。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
As the insulating material of the
図1,図2に示すように、キャビティ5は、平面視が円形の底面6と、かかる底面6の周辺から基板本体2の表面3側に広がるように傾斜したほぼ円錐形の側面7とを有する。かかる側面7の仰角は、30〜70度の範囲で適宜選択される。因みに、キャビティ5のサイズは、上端の内径約3.6mm×深さ約0.45mmである。かかるキャビティ5は、グリーンシートに対し、所要のクリアランスを介するポンチとダイとによる打ち抜き加工することで、上記ほぼ円錐形状の貫通孔が形成されたグリーンシートと、その下側に平板状の別のグリーンシートと、を積層して形成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、前記キャビティ5の傾斜した側面7には、WまたはMoからなる金属層10および光反射層12が形成されている。かかる光反射層12は、下地のNiメッキ層と、その上に被着したAgメッキ層(何れも図示せず)とからなり、前記発光ダイオード18からの光を反射して外部に放射する。尚、上記Agメッキ層に替えて、Pt、Pd、またはRhメッキ層を最上層に被着しても良い。
図1,図2に示すように、基板本体2の表面3上には、平面視が円形の貫通孔9を内側に有し且つ厚み約10〜30μmのセラミック層(絶縁層)8が一体に積層されている。当該セラミック層8は、色相環において色相Hが10P〜10PB〜10Bの範囲、明度Vが1.5〜5.5、および彩度Cが0〜3の範囲内にある表面色彩(例えば、黒色)を呈し、その貫通孔9は、キャビティ5の上端部とほぼ同径で且つ同心にして連通している。このため、セラミック層8は、上記表面色彩を呈するべく、予め所定量の顔料を含んでいる。尚、上記セラミック層8は、上記厚みを有することで透けにくいため、基板本体2の表面3上に積層されると、かかる表面3の前記表面色彩の現出を防止することができる。
A
As shown in FIGS. 1 and 2, a ceramic layer (insulating layer) 8 having a through
図1,図2に示すように、キャビティ5の底面6には、大小一対のパッド14,15が形成され、大きなパッド14の上には、図示しないハンダを介して発光ダイオード18が実装される。かかるパッド14,15も、WまたはMoからなり、その表面にはNi、Au、またはAgメッキ層が形成され、小さなパッド15は、図示しないボンディングワイヤを介して、発光ダイオード18と導通される。
更に、上記発光ダイオード18が実装され、且つこれとパッド15とがボンディングワイヤを介して導通されたキャビティ5内には、図2中の一点鎖線で示すように、固化前の封止用樹脂jが、例えば、セラミック層8の表面と面一となる位置まで充填され且つ固化される。
As shown in FIGS. 1 and 2, a pair of large and
Further, in the
以上のような配線基板1によれば、光を反射する表面色彩(白色系)を呈するセラミックからなる基板本体2の表面3上に、前記範囲の色相H、明度V、および彩度Cの表面色彩を呈し且つ所定の厚みを有するセラミック層8が積層されている。このため、基板本体2の表面3に開口する前記キャビティ5の底面6に実装される発光ダイオード18からの光は、外部からの光が上記セラミック層8に吸収されるので、キャビティ5の側面7に被着される光反射層12に反射した後、外部からの光に殆ど干渉されることなく、外部に効率良く放射される。従って、キャビティ5に実装すべき発光ダイオード18からの光を、外部に効率良く放射することが可能となる。
According to the
ここで、前記配線基板1の製造方法について説明する。
図3に示すように、予め、複数のグリーンシートs1〜s3を用意する。
下層と中層のグリーンシートs1,s2は、主成分のアルミナとガラス成分などとを含有するセラミック材料からなるシートであり、焼成後に光を反射する表面色彩の白色を呈するものである。一方、最上層のグリーンシートs3は、上記セラミック材料に対し、更に前記範囲の表面色彩を焼成後に呈するため、所要量の顔料を配合した後、ドクターブレード法により、シート状にしたものである。
図3に示すように、平板状のグリーンシートs1は、図示しない複数の単位グリーンシートの積層体で、その表面6には、WまたはMo粉末を含むペースト状のパッド導体14a,15aが、裏面4には、上記同様のペースト状である複数のパッド導体17aがスクリーン印刷法により形成され、これらの間をW粉末などを含むペースト状のビア導体16aが貫通し且つ導通している。
Here, a method for manufacturing the
As shown in FIG. 3, a plurality of green sheets s1 to s3 are prepared in advance.
The lower and middle green sheets s1 and s2 are sheets made of a ceramic material containing alumina as a main component and a glass component, and exhibit a white surface color that reflects light after firing. On the other hand, the uppermost green sheet s3 is a sheet formed by a doctor blade method after blending a required amount of pigment in order to exhibit a surface color in the above range after firing with respect to the ceramic material.
As shown in FIG. 3, the flat green sheet s1 is a laminate of a plurality of unit green sheets (not shown), and on the
図3において、中層のグリーンシートs2は、所要のクリアランスを介するポンチとダイとによる打ち抜き加工、または最小限のクリアランスを介して打ち抜き加工で形成した貫通孔にほぼ円錐形の金型を押し込むことで、ほぼ円錐形の貫通孔7aを形成したものである。かかる貫通孔7aの内周面(側面)には、公知の印刷法などにより、WまたはMo粉末を含むペースト状の金属層10aが形成される。
図3において、最上層のグリーンシートs3は、最小限の打ち抜き加工による偏平な円柱形の貫通孔9を内側に有している。かかる貫通孔9の内径は、グリーンシートs2の貫通孔7aにおける上端の内径とほぼ同じである。
In FIG. 3, the green sheet s2 in the middle layer is formed by pressing a substantially conical die into a through hole formed by punching with a punch and a die through a required clearance or punching through a minimum clearance. A substantially conical through hole 7a is formed. A paste-
In FIG. 3, the uppermost green sheet s3 has a flat cylindrical through-
次に、図3中の矢印で示すように、グリーンシートs1の表面6にグリーンシートs2の裏面が接し、グリーンシートs2の表面3にグリーンシートs3の裏面が接するように、グリーンシートs1〜s3を積層した後、これらを厚み方向に沿って圧着する。または、グリーンシートs1〜s3を隣接する順で積層するごとに圧着しても良い。この際、グリーンシートs2の表面3またはグリーンシートs3の裏面に、フタル酸nブチル、ひまし油、nブチル・アルコールなどの溶剤を所要の厚みで浸透するように、予め塗布しておいても良い。
その結果、図4に示すように、グリーンシートs1の上にグリーンシートs2,s3が積層・圧着された基板本体2からなるグリーンシート積層体Sが形成されると同時に、基板本体2の表面3およびグリーンシートs3の貫通孔9に開口し且つ底面6および側面7からなるほぼ円錐形のキャビティ5が形成される。
Next, as shown by the arrows in FIG. 3, the green sheets s1 to s3 are arranged such that the back surface of the green sheet s2 is in contact with the
As a result, as shown in FIG. 4, a green sheet laminate S composed of the
更に、グリーンシートs1〜s3を積層・圧着して得られた基板本体2からなるグリーンシート積層体Sを、所要の温度帯で所定時間焼成する。
その結果、図5に示すように、グリーンシートs1,s2は、焼成された一体の基板本体2となり、光を反射する白色の表面色彩を呈する。また、グリーンシートs3は、焼成された結果、色相環において色相Hが10P〜10PB〜10Bの範囲、明度Vが1.5〜5.5、および彩度Cが0〜3の範囲内にある表面色彩を呈するセラミック層8となる。更に、前記金属層10a、パッド導体14a,15a、ビア導体16a、パッド導体17aは、焼成されて前記金属層10、パッド14,15、ビア導体16、パッド17になる。
Further, the green sheet laminate S made of the
As a result, as shown in FIG. 5, the green sheets s <b> 1 and s <b> 2 become the fired
そして、基板本体2において、焼成された金属層10に対し、電解Niメッキおよび電解Agメッキを順次施す。その結果、図5に示すように、キャビティ5の側面7における金属層10の上に、前記Niメッキ層およびAgメッキ層とからなる光反射層12が形成されると共に、配線基板1が得られる。
以上の各工程を経る配線基板1の製造方法によれば、基板本体2の表面3上に、かかる基板本体2とは異なる表面色彩を呈するセラミック層8となるグリーンシートs3を積層・圧着し且つこれらを同時焼成することで、前記配線基板1を形成できる。このため、特殊な工程や多くの工数を要することなく、前記配線基板1を安価に製造することが可能である。
尚、前記各工程は、グリーンシートs1〜s3を平面方向に沿って併有する多数個取り用の大版を用いて、配線基板1の集合体を製造することも可能である。
Then, in the
According to the method of manufacturing the
In addition, the said process can also manufacture the aggregate | assembly of the
図6は、前記配線基板1の応用形態である配線基板1aを示す断面図である。
配線基板1aは、図6に示すように、前記同様の基板本体2、キャビティ5、パッド14,15などを有すると共に、基板本体2の表面3上には、キャビティ5の上端部の内径よりも、小さな内径の貫通孔9を有する前記同様のセラミック層8が一体に積層されている。このため、セラミック層8の貫通孔9を囲む内周部8aは、キャビティ5の開口部よりもその中央側にリング状に張り出ている。
前記と同様に、キャビティ5の底面6に発光ダイオード18を実装し、且つこれと小さなパッド15との間をワイヤボンディングした後、図6中の一点鎖線で示すように、キャビティ5内に固化前の封止用樹脂jを充填し固化させる。
その結果、セラミック層8が上記内周部8aを有するため、固化した上記封止用樹脂jは、キャビティ5から剥離し難くなると共に、実装された発光ダイオード18を保護し、且つその光を鮮明にして外部に放射させることを可能にする。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a wiring board 1 a which is an application form of the
As shown in FIG. 6, the wiring board 1 a has the
In the same manner as described above, after the
As a result, since the
図7は、異なる形態の配線基板20を示す垂直断面である。
配線基板20は、図7に示すように、表面23および裏面24を有し且つセラミック(絶縁材)からなる基板本体22と、かかる基板本体22の表面23に開口し且つ底面26の中央部に発光ダイオード18が実装されるキャビティ25と、上記基板本体22の表面23上に積層され、前記範囲の表面色彩を呈するセラミック層(絶縁層)28と、を備えている。
基板本体22は、前記基板本体2と同様のセラミックからなり、光を反射する表面色彩(例えば、白色)を呈し、前記同様のサイズである。かかる基板本体22の内部にはWまたはMoを主成分とする図示しない所定パターンの配線層やビア導体16が形成され、且つ裏面24には複数のパッド17が形成されている。
尚、基板本体22の絶縁材にも、例えばガラス−アルミナ系のグリーンシートを低温焼成した上記表面色彩を呈するガラス−セラミックを用いても良い。
FIG. 7 is a vertical cross section showing a
As shown in FIG. 7, the
The
Note that the insulating material of the
図7に示すように、キャビティ25は、平面視が円形の底面26と、かかる底面26の周辺から基板本体22の表面23側に向かって垂直に立設した円筒形の側面27とからなり、全体が円柱形を呈する。かかるキャビティ25の側面27の全面には、前記同様の金属層10および光反射層12が形成されている。
図7に示すように、基板本体22の表面23上には、内側に平面視が円形の貫通孔29を有し且つ所定の厚みであるセラミック層28が一体に積層されている。かかるセラミック層28は、色相環において色相Hが10P〜10PB〜10Bの範囲、明度Vが1.5〜5.5、および彩度Cが0〜3の範囲内にある表面色彩(例えば、黒色)を呈するように彩色されている。
尚、上記セラミック層28の貫通孔29は、キャビティ25の内径とほぼ同径で且つキャビティ25と同心にして連通している。
As shown in FIG. 7, the
As shown in FIG. 7, on the
The through
図7に示すように、キャビティ25の底面26には、前記同様のパッド14,15が形成され、大きなパッド14の上には、前記同様に発光ダイオード18が実装され、小さなパッド15は、図示しないボンディングワイヤを介して、発光ダイオード18と導通される。
更に、上記発光ダイオード18が実装され、且つこれとパッド15とがボンディングワイヤを介して導通されたキャビティ25内には、図7中の一点鎖線で示すように、固化前の封止用樹脂jが、セラミック層28の表面と面一となる位置まで充填され且つ固化される。
As shown in FIG. 7, the
Further, in the
以上のような配線基板20も、光を反射する表面色彩を呈するセラミックからなる基板本体22の表面23上に、前記範囲の色相H、明度V、および彩度Cの表面色彩を呈する顔料を含み且つ所定の厚みを有するセラミック層28が積層されている。このため、前記キャビティ25の底面26に実装される発光ダイオード18からの光は、上記セラミック層28により外部からの光が吸収されるので、キャビティ25の側面27に被着される光反射層12に反射した後、外部からの光に殆ど干渉されることなく、外部に効率良く放射される。従って、キャビティ25に実装する発光ダイオード18からの光を、外部に効率良く放射可能となる。
The
ここで、前記配線基板20の製造方法の概略について説明する。
図8に示すように、予め、複数のグリーンシートs1,s4,s5を用意する。
下層と中層のグリーンシートs1,s4は、主成分のアルミナとガラス成分などを含有するセラミック材料のシートであり、焼成後に光を反射する表面色彩の白色系を呈するものである。一方、最上層のグリーンシートs5は、上記セラミック材料に対し、更に前記同様の顔料を配合した後、ドクターブレード法によりシート状にしたものである。平板状のグリーンシートs1は、前記と同じである。
図8において、中層のグリーンシートs4は、最小限のクリアランスを介するポンチとダイとによる打ち抜き加工により、内側に円柱形の貫通孔27aが形成されている。かかる貫通孔27aの内周面(側面)には、前記同様の金属層10aが形成される。
Here, an outline of a method for manufacturing the
As shown in FIG. 8, a plurality of green sheets s1, s4, and s5 are prepared in advance.
The lower and middle green sheets s1 and s4 are ceramic material sheets containing alumina and glass components as main components, and exhibit a white system with a surface color that reflects light after firing. On the other hand, the uppermost green sheet s5 is a sheet formed by the doctor blade method after further blending the same pigment as the above ceramic material. The flat green sheet s1 is the same as described above.
In FIG. 8, the middle layer green sheet s4 has a cylindrical through
図8において、最上層のグリーンシートs5も、最小限の打ち抜き加工による偏平な円柱形の貫通孔29を内側に形成している。かかる貫通孔29の内径は、グリーンシートs4の貫通孔27aの内径とほぼ同じである。
次に、図8中の矢印で示すように、グリーンシートs1の表面26にグリーンシートs4の裏面が接し、グリーンシートs4の表面23にグリーンシートs5の裏面が接するように、グリーンシートs1,s4,s5を積層した後、これらを厚み方向に沿って圧着する。あるいは、グリーンシートs1,s4,s5を隣接する順で積層するごとに圧着しても良い。この際、グリーンシートs4の表面23またはグリーンシートs5の裏面に、予め前記同様の溶剤を塗布しても良い。
その結果、前記同様のグリーンシート積層体が形成され、基板本体22の表面23とグリーンシートs5の貫通孔29に開口するキャビティ25が形成される。
In FIG. 8, the uppermost green sheet s <b> 5 also has a flat cylindrical through-
Next, as indicated by the arrows in FIG. 8, the green sheets s1, s4 are arranged such that the back surface of the green sheet s4 is in contact with the
As a result, a green sheet laminate similar to the above is formed, and a
更に、前記グリーンシート積層体Sを、所要の温度帯で所定時間焼成する。
その結果、前記図7で示すように、グリーンシートs1,s4は、焼成されて一体の基板本体22となり、光を反射する白色系の表面色彩を呈する。
また、グリーンシートs5は、焼成された結果、色相環において色相Hが10P〜10PB〜10Bの範囲、明度Vが1.5〜5.5、および彩度Cが0〜3の範囲内にある表面色彩(黒色系)を呈するセラミック層28となる。更に、前記金属層10a、パッド導体14a,15aなどは、焼成された金属層10、パッド14,15などになる。
Further, the green sheet laminate S is fired for a predetermined time in a required temperature range.
As a result, as shown in FIG. 7, the green sheets s1 and s4 are fired to form an
Further, as a result of firing, the green sheet s5 has a hue H in the range of 10P to 10PB to 10B, a lightness V of 1.5 to 5.5, and a saturation C of 0 to 3 in the hue ring. The
そして、焼成された基板本体22における金属層10に対し、電解Niメッキおよび電解Agメッキを順次施すことで、前記図7で示したように、キャビティ25の側面27における金属層10の上に、前記Niメッキ層とAgメッキ層とからなる光反射層12が形成されると共に、前記配線基板20が得られる。
以上の各工程を経る配線基板20の製造方法においても、基板本体22の表面23上に、かかる基板本体22とは異なる表面色彩を呈するセラミック層28を積層・圧着し且つこれらを同時焼成して形成するため、特殊な工程や多くの工数を要することなく、前記配線基板20を安価に製造することが可能である。
尚、前記各工程は、グリーンシートs1,s4,s5を併有する多数個取り用の大版のものを用いて、配線基板20の集合体を製造することも可能である。
Then, by sequentially performing electrolytic Ni plating and electrolytic Ag plating on the
Also in the method of manufacturing the
In each of the above steps, it is also possible to manufacture an assembly of
図9は、前記配線基板20の応用形態である配線基板20aを示す断面図である。
配線基板20aは、図9に示すように、前記同様の基板本体22、キャビティ25、パッド14,15などを有すると共に、基板本体22の表面23上には、キャビティ25の上端部の内径よりも、小さな内径の貫通孔29を有する前記同様のセラミック層28が一体に積層されている。このため、セラミック層28の貫通孔29を囲む内周部28aは、キャビティ25の開口部よりもその中央側にリング状にして張り出す。
前記同様にしてキャビティ25の底面26に発光ダイオード18を実装し、且つこれと小さなパッド15との間をワイヤボンディングした後、図9中の一点鎖線で示すように、キャビティ25内に固化前の封止用樹脂jを充填し固化させる。
その結果、セラミック層28が上記内周部28aを有するため、封止用樹脂jは、キャビティ25から剥離し難くなると共に、実装された発光ダイオード18を保護し、且つその光を鮮明にして外部に放射させることを可能にする。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a
As shown in FIG. 9, the
In the same manner as described above, after the
As a result, since the
本発明は、以上において説明した各形態に限定されるものではない。
前記基板本体2,22などを形成する絶縁材であるセラミックは、例えばムライトや窒化アルミニウムを主成分とするものとしても良い。あるいは、低温焼成セラミックの一種であるガラス−セラミックとしても良く、この場合、前記金属層10やパッド14,15などには、CuやAgなどが用いられる。
また、前記基板本体2,22などを形成する絶縁材をエポキシ系樹脂などとしても良く、かかる樹脂の薄板または金属の薄板の表面上に、例えばエポキシ系樹脂からなる複数層の樹脂絶縁層を塗布または貼り付けで順次積層し、公知のフォトリソグラフィ技術によって、比較的上層の各樹脂絶縁層にキャビティを形成するようにしても良い。
The present invention is not limited to the embodiments described above.
The ceramic which is an insulating material forming the
The insulating material forming the
更に、キャビティの形状は、前記ほぼ円錐形や円柱形の形態に限らず、開口部側に対し底面側が縮径されたほぼ楕円錐形状、ほぼ長円錐形状、四角錐以上の多角錐形状のほか、全体が楕円柱形、長円柱形、あるいは、四角柱を含む多角柱形状の形態にすると共に、これらの側面に金属層および光反射層の金属メッキを形成するようにしても良い。
また、前記最上層の絶縁層の貫通孔を囲み且つキャビティの中央側に張り出した内周部は、キャビティの開口部に沿った全周に位置する形態のほか、キャビティの開口部における複数の箇所に互いに離れて位置する形態としても良い。
加えて、本発明配線基板は、1個の配線基板の表面に開口するキャビティを複数としたり、単一のキャビティの底面に複数の実装エリアを配置し、これらに複数の発光素子を個別に実装する形態とすることも可能である。
Further, the shape of the cavity is not limited to the substantially conical shape or the cylindrical shape, but includes a substantially elliptical cone shape whose diameter is reduced on the bottom side with respect to the opening side, a substantially long cone shape, and a polygonal pyramid shape having a quadrangular pyramid shape or more. The whole may be in the form of an elliptical cylinder, a long cylinder, or a polygonal column including a quadrangular column, and metal plating of the metal layer and the light reflection layer may be formed on these side surfaces.
Further, the inner peripheral portion surrounding the through hole of the uppermost insulating layer and projecting toward the center side of the cavity is not only in a form located on the entire circumference along the opening of the cavity, but also in a plurality of locations in the opening of the cavity. It is good also as a form which is located mutually apart.
In addition, the wiring board of the present invention has a plurality of cavities opening on the surface of one wiring board, or a plurality of mounting areas arranged on the bottom surface of a single cavity, and a plurality of light emitting elements are individually mounted on them. It is also possible to adopt a form.
1,1a,20,20a………配線基板
2,22…………………………基板本体
3,23…………………………表面
4,24…………………………裏面
5,25…………………………キャビティ
6,26…………………………キャビティの底面
7,27…………………………キャビティの側面
8,28…………………………セラミック層(絶縁層)
12………………………………光反射層
18………………………………発光ダイオード(発光素子)
s1〜s5………………………グリーンシート(絶縁層)
1, 1a, 20, 20a .........
12 ………………………………
s1 to s5 ……………………… Green sheet (insulating layer)
Claims (2)
上記基板本体の表面に開口し、底面および側面からなるキャビティと、
上記基板本体の表面上に積層され、色相環において色相Hが10P〜10PB〜10Bの範囲、明度Vが1.5〜5.5、および彩度Cが0〜3の範囲内にある表面色彩を呈する絶縁層と、を含む、
ことを特徴とする発光素子実装用配線基板。 A substrate body made of an insulating material exhibiting a surface color that reflects light, and having a front surface and a back surface;
Opening in the surface of the substrate body, a cavity composed of a bottom surface and a side surface;
Surface color that is laminated on the surface of the substrate body and has a hue H in the range of 10P to 10PB to 10B, a lightness V in the range of 1.5 to 5.5, and a saturation C in the range of 0 to 3 in the hue ring. An insulating layer exhibiting,
A wiring board for mounting a light-emitting element.
前記絶縁層は、前記表面色彩を呈する顔料を含む彩色済みのセラミック層である、
ことを特徴とする請求項1に記載の発光素子実装用配線基板。
The insulating material forming the substrate body is a white ceramic layer,
The insulating layer is a colored ceramic layer containing a pigment exhibiting the surface color.
The wiring board for mounting a light emitting element according to claim 1.
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