DE2801419A1 - Abbildungsvorrichtung - Google Patents

Abbildungsvorrichtung

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DE2801419A1 DE19782801419 DE2801419A DE2801419A1 DE 2801419 A1 DE2801419 A1 DE 2801419A1 DE 19782801419 DE19782801419 DE 19782801419 DE 2801419 A DE2801419 A DE 2801419A DE 2801419 A1 DE2801419 A1 DE 2801419A1
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    • H01L2924/12041—LED

Description

^Tn 2 8 O 1 4 1
Kans Leva
ζ-
Unsere Akte: A 14 Lh/fi
PLESSEY HANDEL UND INVESTMENTS A.G.
Gartenstrasse 2
CH-6300 Zug (Schweiz)
Abbildungsvorrichtung
809829/0882
2ÖUU19
Die Erfindung betrifft eine Abbildungsvorrichtung und insbesondere eine Äbbildungsvorrichtung mit lichtemittierenden Dioden sowie ein Verfahren zur ihrer Herstellung.
Nach der Erfindung ist eine Abbildungsvorrichtung vorgesehen mit wenigstens einem Plättchen mit lichtemittierenden Dioden, das auf einem Substrat angeordnet ist,, wobei der Bereich des Substrates, der das Plättchen umgibt und die Verbindungsmittel wenigstens teilweise mit einem lichtabsorbierenden Material überzogen sind. Vorzugsweise ist das lichtabsorbierende Material Chromschwarz wenn Aluminium als Komponente der Verbindungsmittel verwendet wird, die den Kontakt mit den lichtemittierenden Dioden herstellen. Wenn nur Gold oder goldreiche Legierungen verwendet werden, wird hingegen vorzugsweise Platinschwarz verwendet.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auf einem Substrat ein leitendes Muster erzeugt, ein Plättchen mit wenigstens einer lichtemittierenden Diode in elektrischen Kontakt mit einem Teil des leitenden Musters gebracht und wenigstens ein Teil der Oberfläche des Substrates und der elektrischen Verbindungen, die nicht von dem Plättchen bedeckt sind, mit einer Schicht aus einem lichtabsorbierenden Material überzogen. Vorzugsweise werden Bereiche des leitenden Musters, die nicht von Plättchen mit lichtemittierenden Dioden bedeckt sind, während des Elektroniederschlags, d.h. während der Platierung auf demselben Potential gehalten.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Substrat mit einem Dickfilm-Schaltkreis hergestellt, der auf einer Hauptfläche des Substrates ausgebildet ist; jedes einer Anzahl von Plättchen mit lichtemittierenden Dioden mechanisch und elektrisch auf einer Fläche von ausgewählten Bereichen des Dickfilm-Kreises angebracht und angeschlossen; jedes der
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Plättchen durch Golddrähte miteinander verbunden, wodurch die Plättchen elektrisch in Reihe geschaltet werden; worauf die ausgewählten Bereiche des Schaltkreises, die die Plättchen mit den lichtemittierenden Dioden umgeben, durch Aluminiumdrähte verbunden werden, so daß alle ausgewählten Bereiche des Schaltkreises auf gleichem Potential gehalten werden können; wonach eine Reinigung der Vorrichtung folgt; worauf die Teile des Substrates, auf denen elektrische Ausgangsklemmen ausgebildet worden sind, mit einer Schutzsubstanz überzogen werden, dann Ablagerung einer Schicht aus Chromschwarz auf der Vorrichtung; Entfernung des Überzugs aus der Schutz-Substanz von den Teilen des Substrates, die zuvor überzogen worden sind, derart, daß wenigstens eine Fläche von jedem der mit lichtemittierenden Dioden versehenen Plättchen nicht mit Chromschwarz überzogen ist; worauf schließlich alle Aluminium-Verbindungsdrähte entfernt werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Substrat mit einem leitenden Muster auf einer seiner Hauptflachen hergestellt, ein mit lichtemittierenden Dioden versehenes Plättchen mechanisch und elektrisch mit einem ausgewählten Teil des leitenden Musters auf dem Substrat verbunden, eine Schicht aus lichtabsorbierendem Material auf wenigstens einem Teil des Substrates niedergeschlagen, und das Plättchen mit den lichtemittierenden Dioden elektrisch mit dem Substrat mit Hilfe von Verbindungsmitteln verbunden, um eine Anzahl von Kontakten zu schaffen.
Vorzugsweise wird die Vorrichtung eingekapselt, indem sie mit einem Schutzmaterial überzogen wird, um die fertige Abbildungsvorrichtung vor Beschädigungen infolge Kontaktes mit einer schädlichen Umgebung zu schützen.
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280 K 19
Beispielsweise Ausfuhrungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der
Fig. 1 in Draufsicht eine Abbildungsvorrichtung nach der Erfindung zeigt.
Fig. 2 zeigt teilweise im Querschnitt längs der Linie X-X die Vorrichtung nach Fig. 1
Fig. 3 zeigt im Schnitt die Vorrichtung nach den Fig. 1 und umschlossen von einer Schutzschicht.
Die Abbildungsvorrichtung nach der Erfindung, wie sie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, umfaßt ein Substrat 1, beispielsweise aus Keramik, mit einer Anzahl von freien (exposed) Metallbereichen 2a, 2b, 2c auf einer Hauptfläche 1a des Substrates. Diese Bereiche bestehen beispielsweise aus Gold. An einem Hauptteil von jedem der Bereiche 2b und 2c sind durch geeignete Mittel 3, beispielsweise mit Hilfe eines leitenden Klebstoffes, zwei Plättchen 4a und 4b mit lichtemittierenden Dioden angebracht. Weitere solche Plättchen können jedoch in gleicher Weise an anderen Bereichen des Substrates angebracht werden, um ein Feld zu bilden (nicht gezeigt). Die Plättchen 4a und 4b sind elektrisch durch Golddrähte 5a und 5b miteinander verbunden. Der Golddraht 5a verbindet den Bereich 2a mit einer Fläche des Plättchens 4a. Der Golddraht 5b verbindet den Teil des Bereiches 2b, der das Plättchen 4a umgibt, mit einer Fläche des Plättchens 4b. Die beiden Plättchen 4a und 4b sind somit in Reihe miteinander verbunden. Während eines Platierungsverfahrens ist es wichtig, die Bereiche 2a, 2b und 2c, die elektrisch miteinander verbunden sind, auf demselben Potential zu halten. Um daher dem Dioden-Spannungsabfall zu begegnen bzw. zu beseitigen, sind Aluminiumdrähte 6 vorgesehen, die den Teil
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des Bereiches 2b, der die lichtemittierende Diode 4a umgibt, mit dem Teil des Bereiches 2c, der die lichtemittierende Diode 4b umgibt, sowie den Bereich 2a mit dem Teil von 2b, der die lichtemittierende Diode4a umgibt, verbinden. Damit sind sämtliche Bereiche 2a, 2b, 2c zusammengeschaltet und können praktisch auf demselben elektrischen Potential gehalten werden.
Eine lichtabsorbierende Schicht 7 ist auf wenigstens einem Teil der Hauptfläche 1a des Substrates niedergeschlagen, derart, daß wenigstens eine Fläche von jeder der lichtemittierenden Dioden 4a und 4b nicht überdeckt ist. Die lichtabsorbierende Schicht 7 enthält oder besteht aus Chromschwarz wenn Gold und Aluminium Komponenten der verwendeten Verbindungsmittel sind, dagegen aus Platinschwarz wenn nur Gold oder goldreiche Legierungen als Verbindungsmittel verwendet werden.
Wenn Chromschwarz für die Schicht 7 verwendet wird, werden die Aluminiumdrähte 6 nach dem Niederschlagen der Schicht entfernt, um die elektrischen Verbindungen, die während der Niederschlagung verwendet wurden, zu entfernen. Die Drähte 6 können leicht erkannt werden, weil Chromschwarz nicht an Aluminium haftet.
Die Vorrichtung kann, wie Fig. 3 zeigt, gegen Beschädigungen infolge Kontaktes mit einer schädlichen Umgebung geschützt werden durch Einkapseln in ein geeignetes Material, z.B. Überdeckung mit einer Glasplatte oder durch einen Überzug aus Kunststoffmaterial.
Die Vorrichtung nach Fig. 3 ist durch eine Glasplatte 9 umschlossen, die an einem Rand 8 befestigt ist, der beispielsweise aus einem lichtabsorbierenden keramischen Material oder
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einem lichtabsorbierenden Epoxyharz bestehen kann. Die Glasplatte 9 kann einen Zirkular-Polarisator enthalten, der die Lichtmenge reduziert, die von einem Aluminiumgitter 10 reflektiert wird, das auf der Hauptfläche der lichtemittierenden Diode 4b angeordnet ist.
Beim Verfahren zur Herstellung einer Abbildungsvorrichtung nach den Fig. 1 und 2 wird ein Substrat 1 hergestellt, beispielsweise aus einem keramischen Material mit einem Dickfilm-Schaltkreis, der auf einer Hauptfläche 1a des Substrates ausgebildet wird. Ferner können eines oder mehr Plättchen mit lichtemittierenden Dioden, beispielsweise 4a und 4b, vorgesehen werden. Danach werden die Plättchen 4a und 4b elektrisch und mechanisch mit ausgewählten Teilen der Bereiche 2b und 2c des Schaltkreises auf dem Substrat 1 verbunden unter Verwendung geeigneter Verbindungsmittel 3, z.B. Epoxyharz.
Dann werden die Plättchen 4a und 4b elektrisch durch Golddrähte 5a und 5b miteinander verbunden. Der Golddraht 5a verbindet den Bereich 2a mit einer Fläche des Plattchens 4a. Der Golddraht 5b verbindet den Teil des Bereiches 2b, der das Plättchen 4a umgibt, mit einer Fläche des Plättchens 4b. Die beiden Plättchen 4a und 4b sind somit elektrisch in Reihe geschaltet. Im Betrieb der Vorrichtung tritt jedoch eine Potentialdifferenz zwischen den Bereichen 2a, 2b und 2c auf infolge des Potentialabfalles über den Plättchen 4a und 4b.
Beim Piatieren ist diese Spannungsdifferenz unerwünscht, weshalb, wenn Platierungsmethoden angewendet werden, zur Beseitigung dieser Potentialdifferenz Aluininiumdrähte 6 an den Teil des Bereiches 2b, der die lichtemittierende Diode 4a umgibt, und an den Teil des Bereiches 2c, der die lichtemittierende Diode 4b umgibt, angeschlossen werden. Die
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elektrische Verbindung zwischen den Bereichen 2b und 2c durch die Aluminiumdrähte 6 führt dazu, daß die Bereiche 2a, 2b und 2c im wesentlichen auf demselben Potential gehalten werden können.
Danach wird das Substrat zusammen mit den Verbindungsdrahten und den Plättchen mit einem geeigneten Lösungsmittel gereinigt, beispielsweise mit erwärmtem Trichlorethylen. Danach werden die Teile des Substrates, auf denen elektrische Ausgangsanschlüsse gebildet wurden, mit einem Schutzmittel, beispielsweise einem Lack, überzogen. Die so vorbereitete Vorrichtung kann dann in diesem Zustand mit Nickel platiert werden, um die Gleichmäßigkeit des Niederschlags zu erhöhen. Danach wird eine Schicht 7 aus Chromschwarz auf der Hauptfläche der Vorrichtung niedergeschlagen, beispielsweise durch Piatieren. Wenn eine Piatiertechnik benutzt wird, können die folgenden Bedingungen verwendet werden.
Eine Lösung von Chromschwarz wird bei einer Stromdichte im Bereich von 1 bis 50 mA/mm über eine Zeit, die 1 Stunde nicht überschreitet, aufgebracht. Die Schutzmittel-Schicht auf den elektrischen Ausgangsanschlüssen wird dann entfernt, beispielsweise durch Eintauchen in ein geeignetes Lösungsmittel, z.B. Aceton. Danach werden die Aluminiumdrähte 6 entfernt, die leicht erkennbar sind, da sie durch die Schicht aus Chromschwarz nicht platiert werden.
Nach einem anderen Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Abbildungsvorrichtung wird ein Substrat z.B. aus Keramik hergestellt mit einer Anzahl von freien Metallbereichen auf einer seiner Hauptflächen, sowie mit wenigstens einem Plättchen mit einer lichtemittierenden Diode. Dieses Plättchen wird dann mechanisch und elektrisch auf einem ausgewählten Bereich der freien Metallfläche auf dem Substrat an-
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gebracht, beispielsweise unter Verwendung eines leitenden Epoxyharzes. Danach wird ein lichtabsorbierendes Material, beispielsweise Platinschwarz, in geeigneter Weise aufgebracht oder nxedergeschlagen, beispielsweise durch Piatieren, überziehen und Tauchen, wobei diese Schicht wenigstens auf einem Teil des Substrates angebracht wird. Danach wird die lichtemittierende Diode elektrisch mit dem Substrat durch Golddrähte verbunden, um eine Anzahl elektrischer Kontakte zu schaffen, die durch die Schicht aus Platinschwarz erreicht werden.
Eine Modifikation des vorstehend beschriebenen Verfahrens besteht darin, wenigstens eine Fläche der Plättchen mit einem Schutzmittel zu überziehen, so daß diese Fläche während des Niederschlags bzw. während der Platierung geschützt ist. Das Schutzmittel kann auf das Plättchen aufgebracht werden vor und nachdem dieses an dem Substrat angebracht wird.
Eine weitere Modifikation, die bei beiden Verfahren angewandt werden kann, besteht darin, die Vorrichtung gegen Beschädigung infolge Kontaktes mit einer schädlichen Umgebung zu schützen, durch Einkapseln, wie in Fig. 3 gezeigt ist.
Die Vorrichtung kann z.B. in Verbindung mit hohen Lichtstärken verwendet werden, z.B. in Geräten der Luftfahrt.
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. -4U-
L e e r s e

Claims (1)

  1. 28OH19
    Patentansprüche
    Abbildungsvorrichtung mit wenigstens einem Plättchen mit wenigstens einer lichtemittierenden Diode, das auf einem Substrat angebracht ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Bereich des Substrates, der die Plättchen(4a, 4b) umgibt, sowie die entsprechenden Verbindungsmittel (5a, 5b, 6) wenigstens teilweise mit einem lichtabsorbierenden Material (7) überzogen sind.
    Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das lichtabsorbierende Material (7) Chromschwarz ist wenn Aluminium eine Komponente der Verbindungsmittel (5a, 5b, 6) ist.
    Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das lichtabsorbierende Material (7) Platinschwarz ist wenn Gold oder goldreiche Legierungen die Hauptkomponente der Verbindungsmittel (5a, 5b, 6 ) sind.
    4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß sie gegen Beschädigung infolge Kontaktes mit einer schädlichen Umgebung durch eine Umhüllung geschützt ist.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Umhüllung aus einer Glasplatte (9) besteht, die an einem lichtabsorbierenden keramischen Rand (8) befestigt ist.
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    28UHI9
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Glasplatte (9) einen Zirkular-Polarisator enthält, um das Licht wesentlich zu reduzieren, das von einem Gitter reflektiert wird, das auf einer Fläche von jedem der Plättchen (4a, 4b) angeordnet ist.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Umhüllung aus einem überzug aus einem Kunststoffmaterial besteht.
    8. Verfahren zur Herstellung einer Abbildungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß auf einem Substrat ein leitendes Muster ausgebildet wird, daß wenigstens ein Plättchen mit einer lichtemittierenden Diode in elektrischem Kontakt mit einem Teil des leitenden Musters angebracht wird, und daß wenigstens ein Teil der Fläche des Substrates und die elektrischen Verbindungen, die nicht durch das oder die Plättchen bedeckt sind, mit einer Schicht aus einem lichtabsorbierenden Material überzogen werden.
    9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß ein Substrat mit einem Dickfilm-Schaltkreis auf einer seiner Hauptflächen hergestellt wird, daß jedes einer Anzahl von Plättchen mit lichtemittierenden Dioden mechanisch und elektrisch mit einer Fläche auf ausgewählten Bereichen des Dickfilm-Schaltkreises verbunden wird, daß die Plättchen durch Golddrähte miteinander verbunden werden, wodurch die Plättchen elektrisch in Reihe geschaltet werden, daß die ausgewählten Bereiche des Schaltkreises, die die Plättchen umgeben, durch Aluminiumdrähte verbunden werden, so daß alle ausgewählten Bereiche des Schaltkreises auf demselben
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    Potential gehalten werden können, daß die Vorrichtung gereinigt wird, daß die Teile des Substrates, auf denen elektrische Ausgangsanschlüsse ausgebildet sind, mit einem Schutzmittel überzogen werden, daß eine Schicht aus Chromschwarz auf die Vorrichtung aufgebracht wird, daß der Überzug aus dem Schutzmittel von den Teilen des Substrates entfernt wird, die zuvor überzogen worden sind, derart, daß wenigstens eine Fläche von jedem der Plättchen nicht von Chromschwarz überzogen ist, und daß alle Aluminiumdrähte entfernt werden.
    10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das Chromschwarz durch Piatieren in Form einer Schicht aufgebracht wird.
    11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Aufpiatieren der Chromschwarz-Schicht bei einer Stromdichte im Bereich von etwa 1 bis 50 mA/mm und über eine Zeitspanne durchgeführt wird, die 1 Stunde nicht überschreitet.
    12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß vor dem Niederschlagen der Schicht aus Chromschwarz die Vorrichtung mit Nickel platiert wird, um die Gleichmäßigkeit des Niederschlags der Chromschwarzschicht zu erhöhen.
    13. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß ein Substrat mit einem leitenden Muster auf einer seiner Hauptflächen hergestellt wird, daß wenigstens ein Plättchen mit wenigstens einer lichtemittierenden Diode mechanisch und elektrisch auf einem ausgewählten Teil des leitenden Musters auf dem Substrat angebracht wird, daß eine Schicht aus Platinschwarz auf wenigstens
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    Λ·
    einem Teil des Substrates niedergeschlagen wird, und daß das Plättchen elektrisch mit dem Substrat mittels Golddrähten verbunden wird, um eine Anzahl von Kontakten zu schaffen.
    14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eine Fläche des Plättchens mit einem Schutzmittel überzogen wird, so daß diese Fläche während des Aufbringens der Platinschwarz-Schicht geschützt ist.
    15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß das Schutzmittel auf das Plättchen aufgebracht wird, ehe dieses an dem Substrat angebracht wird.
    16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß das Schutzmittel auf das Plättchen aufgebracht wird nachdem dieses an dem Substrat angebracht wird.
    17. Verfahren nach Anspruch 8 und 13, dadurch gekennzeichnet , daß nach dem Aufbringen der Schicht aus dem lichtabsorbierenden Material die Vorrichtung mit einem Schutz versehen wird, um Beschädigungen infolge eines Kontaktes mit einer schädlichen Umgebung zu verhindern.
    18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung durch eine Glasplatte geschützt wird, die an einem Rand aus lichtabsorbierenden keramischen Material befestigt wird.
    19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch g e k e η η -
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    .5-
    zeichnet , daß die Glasplatte einen Zirkular-Polarisator enthält, um Licht, das von einem Gitter reflektiert wird, das auf einer Fläche des Plättchens angeordnet ist, merklich zu reduzieren.
    20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß die Schutzhülle aus einem überzug aus Kunststoffmaterial besteht.
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DE19782801419 1977-01-17 1978-01-13 Abbildungsvorrichtung Granted DE2801419A1 (de)

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