JP2011151347A - Method for manufacturing circuit board of light emitting diode - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は発光ダイオード回路基板とその製作方法に関して詳しくは、発光ダイオード回路基板の電極形成方法、及び回路基板と放熱板の結合方法に於いて放熱性を良くするためと、工程を短縮簡略化する製造方法と、その回路基板に関する。 The present invention relates to a light emitting diode circuit board and a manufacturing method thereof, and more particularly, to improve heat dissipation and to shorten and simplify processes in an electrode forming method of a light emitting diode circuit board and a coupling method of a circuit board and a heat sink. The present invention relates to a manufacturing method and a circuit board thereof.
従来の技術では銅箔を高圧でエポキシガラス繊維基板上に粘着させ、上面、銅箔上に化学エッチングによって回路を形成、更に裏面に放熱用として、金属アルミニュウム等を粘着させている。
（例えば、特許文献１）
又、放熱板として、セラミック基板を使用しているものもあるが、その製作面で複雑、且つ高価な構成になっている。
（例えば、特許文献２）
In the conventional technique, a copper foil is adhered to an epoxy glass fiber substrate at a high pressure, a circuit is formed on the upper surface and the copper foil by chemical etching, and metal aluminum or the like is adhered to the back surface for heat dissipation.
(For example, Patent Document 1)
In addition, some of the heat sinks use a ceramic substrate, but the structure is complicated and expensive.
(For example, Patent Document 2)
しながら、発光ダイオード素子は小型であるが故に、１個では、発熱量は少ないが照明用として採用される場合は数を多く使用するため、発熱量は大きなものとなりそれらの熱は、回路基板に伝達されて、上記特許文献１では、エポキシガラス繊維基板と銅箔回路が熱の影響で、剥がれ易く又、熱拡散が悪い等の課題がある。
一般に発光ダイオード素子の寿命は長いと考えられているが、照明用途に用いる場合はその常識は通用しなくなる。また、長時間点灯状態を維持する為、発熱量の増加に伴って発光ダイオード素子の温度が高くなり、発光効率も低下するという問題もある。
上記特許文献２においては、静電気対策部品としての作用の為もあって、積層体の構成なので工程は複雑、費用的にも高価なものとなっている。
本発明は、簡単で、且つ、工程的に安価な方法で、耐熱性の良い、長寿命の発光ダイオード回路基板を提供することを課題とする。
However, since the light-emitting diode element is small, a single unit generates a small amount of heat, but when it is used for lighting, a large number of units are used. In the above-mentioned Patent Document 1, there is a problem that the epoxy glass fiber substrate and the copper foil circuit are easily peeled off due to the influence of heat and the thermal diffusion is bad.
In general, the lifetime of a light-emitting diode element is considered to be long, but the common sense is not valid when used for lighting applications. In addition, since the lighting state is maintained for a long time, there is a problem that the temperature of the light emitting diode element increases with an increase in the amount of heat generation, and the light emission efficiency also decreases.
In the above-mentioned patent document 2, the process is complicated and expensive in terms of cost because of the structure of the laminated body because of the action as an anti-static component.
It is an object of the present invention to provide a light-emitting diode circuit board having good heat resistance and a long life by a simple and inexpensive method.
本発明の、上記課題を解決するための第一の技術手段は、酸化アルミニュウム、或いは窒化アルミニュウム等のセラミック基板の表面に４５０℃以上、６３０℃以下の温度で、焼付け可能な銅導電性ペーストによって、電極を印刷して、回路を形成し、更に、裏面全面に該ペースト或は４５０℃以上、６３０℃以下の温度で焼付け可能な無機物からなる接合材を厚く印刷して、銅層を形成して、或いは、無機物層等を形成し、それらを、同時に焼き付けることを特徴とする発光ダイオード回路基板の製造方法によって解決する。 The first technical means of the present invention for solving the above-described problems is to use a copper conductive paste that can be baked at a temperature of 450 ° C. or higher and 630 ° C. or lower on the surface of a ceramic substrate such as aluminum oxide or aluminum nitride. The electrode is printed to form a circuit, and the paste or the bonding material made of an inorganic material that can be baked at a temperature of 450 ° C. or more and 630 ° C. or less is printed on the entire back surface to form a copper layer. Alternatively, the light emitting diode circuit board manufacturing method is characterized in that an inorganic layer or the like is formed and these are simultaneously baked.
本発明の、上記課題を解決するための第二の技術手段は、酸化アルミニュウム、或いは窒化アルミニュウム等のセラミック基板の表面に４５０℃以上、６３０℃以下の温度で焼付け可能な銅導電性ペーストによって電極を印刷して、回路を形成し、裏面には、４５０℃以上、６３０℃以下の温度で焼付け可能な無機物質からなる接合材によって、金属アルミニュウム板を密着接合させ、該セラミック基板の表面に印刷された電極回路と同時に焼き付けることを特徴する発光ダイオード回路基板の製造方法によって解決する。 The second technical means of the present invention for solving the above-mentioned problem is that an electrode is formed of a copper conductive paste that can be baked at a temperature of 450 ° C. or higher and 630 ° C. or lower on the surface of a ceramic substrate such as aluminum oxide or aluminum nitride. Is printed on the back surface of the ceramic substrate by bonding the metal aluminum plate with a bonding material made of an inorganic material that can be baked at a temperature of 450 ° C. or higher and 630 ° C. or lower. This is solved by a method of manufacturing a light-emitting diode circuit board, characterized in that baking is performed simultaneously with the formed electrode circuit.
本発明の、第三の技術手段は、酸化アルミニュウム、或いは窒化アルミニュウム等のセラミック基板を上蓋付き円筒状とし、上蓋の外側の表面に４５０℃以上、６３０℃の温度で焼付け可能な銅導電性ペーストによって、電極を印刷して、回路を形成し、上蓋の内側面に該銅導電性ペースト、或いは、４５０℃以上、６３０℃の温度で焼付け可能な無機物からなる接合材を印刷して、銅層を形成し、或いは無機物層を形成して、該セラミック基板の表面に印刷された電極回路と同時に焼き付けることを、特徴する発光ダイオード回路基板によって解決する。 The third technical means of the present invention is a copper conductive paste which can be baked at a temperature of 450 ° C. or more and 630 ° C. on the outer surface of the upper lid, with a ceramic substrate such as aluminum oxide or aluminum nitride made into a cylindrical shape with an upper lid. The electrode is printed to form a circuit, and the copper conductive paste or a bonding material made of an inorganic material that can be baked at a temperature of 450 ° C. or higher and 630 ° C. is printed on the inner surface of the upper lid, Or by forming an inorganic layer and baking it simultaneously with the electrode circuit printed on the surface of the ceramic substrate.
本発明の、第四の技術手段は、酸化アルミニュウム、或いは窒化アルミニュウム等のセラミック基板を上蓋付き円筒状とし、上蓋の外側の表面に４５０℃以上、６３０℃の温度で焼付け可能な銅導電性ペーストによって、電極を印刷して、回路を形成し、上蓋の内側面には、該銅導電性ペースト、或いは、４５０℃以上、６３０℃の温度で焼付け可能な無機物からなる接合材を印刷して、銅層を形成し、或いは無機物層を形成して、該セラミック基板の表面に印刷された電極回路と同時に焼き付けることを、特徴する発光ダイオード回路基板の製造方法によって解決する。 The fourth technical means of the present invention is a copper conductive paste which is made of a ceramic substrate such as aluminum oxide or aluminum nitride and has a cylindrical shape with an upper lid, and can be baked on the outer surface of the upper lid at a temperature of 450 ° C. or higher and 630 ° C. The electrode is printed to form a circuit, and the inner surface of the upper lid is printed with the copper conductive paste or a bonding material made of an inorganic material that can be baked at a temperature of 450 ° C. or higher and 630 ° C. Forming a copper layer or forming an inorganic layer and baking it simultaneously with the electrode circuit printed on the surface of the ceramic substrate is solved by a method for manufacturing a light-emitting diode circuit substrate.
本発明の第5の技術手段は、酸化アルミニュウム、或いは窒化アルミニュウム等のセラミック基板を上蓋付き円筒状とし、更に、側面下部の径を上部の径より小さくして、上蓋の外側の表面には電極を印刷して、回路を形成し、下部部分を基板支持体としたことを特徴とする発光ダイオード回路基板によって解決する。 According to a fifth technical means of the present invention, a ceramic substrate such as aluminum oxide or aluminum nitride is formed into a cylindrical shape with an upper lid, and the diameter of the lower portion of the side surface is made smaller than that of the upper portion, and an electrode is disposed on the outer surface of the upper lid. This is solved by a light-emitting diode circuit board characterized in that a circuit is formed by printing and the lower part is a substrate support.
上記のように、従来の回路基板の欠点であった熱による回路基板の剥がれは無くなり、基板変質、脆化の現象も無く発光ダイオードの寿命も長くなる。
セラミック基板１枚で、表面には電極回路、裏面には、放熱板を形成、同時に焼き付け完成させることで、従来のプリント基板と放熱板の役目を果たし、プリント基板と放熱板との接着工程、接合工程をも、なくすことが出来る。又、底付き円筒形状の基板は、そのまま、ソケットとなり、支持体への装着も可能となり、
更には、支持体と一体化された、支持体一体型基板ともなる。
更に、回路基板の回路形成の電極用ペーストとして、銅を主体とした銅導電性ペーストを使用することで、経費の削減も可能となる。
As described above, the peeling of the circuit board due to heat, which is a drawback of the conventional circuit board, is eliminated, and the life of the light emitting diode is prolonged without the phenomenon of substrate deterioration or embrittlement.
With one ceramic substrate, an electrode circuit is formed on the front surface, and a heat sink is formed on the back surface. At the same time, baking is completed, thereby serving as a conventional printed circuit board and a heat sink. The joining process can also be eliminated. In addition, the cylindrical substrate with a bottom becomes a socket as it is, and can be attached to a support.
Furthermore, it becomes a support integrated substrate integrated with the support.
Further, by using a copper conductive paste mainly composed of copper as an electrode paste for forming a circuit on a circuit board, the cost can be reduced.
本発明は、上記課題を解決するため、創案されたもので、その意図するところは、熱伝導に関しては、有機物よりも無機物の方が優れていることに着目し、エポキシガラス繊維基板をセラミックに替えること、又、出来るだけ、接合、組合せ等の状態が無く、一体型に近くすることで、熱伝導、放熱の問題を解決することに注目した。酸化アルミニュウム基板の熱伝導率はエポキシガラス繊維基板の約３０倍であり、窒化アルミニュウムは約４００倍である。更に従来のエポキシガラス基板と銅箔との接着に使用される接着剤と本発明に使用される銅ペーストとは、明らかに熱伝導性に関して差がある。 The present invention was devised to solve the above-mentioned problems, and its intention is to pay attention to the fact that inorganic materials are superior to organic materials in terms of heat conduction. We paid attention to solving the problems of heat conduction and heat dissipation by replacing them, and having as few connections and combinations as possible. The thermal conductivity of the aluminum oxide substrate is about 30 times that of the epoxy glass fiber substrate, and the aluminum nitride substrate is about 400 times. Furthermore, the adhesive used for bonding the conventional epoxy glass substrate and the copper foil and the copper paste used in the present invention are clearly different in terms of thermal conductivity.
従来は、回路基板と放熱板の接合は、熱処理の温度の関係で、同時には出来ず、２度の工程を必要としていた。即ち、回路の電極形成は、銀電極が使用されていて、焼き付け温度は８００℃近辺で行われている。又、回路基板と放熱板との接合は耐高温の樹脂接着剤が使われてはいるが、８００℃付近の温度には対応できない、従って、回路基板と金属の放熱板を同時に焼き付けることは，難しかった。
そこで、本発明では金属アルミニュウムの融点が、６６０℃であることに着目し、低温焼付け可能な、銅導電性ペースト、無機物質からなる接合剤を使用することで、これ等は４５０℃以上、６３０℃以下の温度で焼付けが完了することから、６００℃付近で焼付けを行えば、回路構成、基板と放熱板との同時焼付けが可能となる。その際、焼付けは、窒素雰囲気内で焼付けを行うため金属アルミミュウム板の酸化は無く、作業は一度の焼付けによって完成できる。
Conventionally, the circuit board and the heat radiating plate cannot be joined at the same time due to the temperature of the heat treatment, and two steps are required. That is, the electrodes of the circuit are formed using silver electrodes and the baking temperature is around 800 ° C. In addition, high temperature resistant resin adhesive is used for bonding the circuit board and the heat sink, but it cannot handle temperatures around 800 ° C. Therefore, baking the circuit board and the metal heat sink simultaneously was difficult.
Therefore, in the present invention, focusing on the melting point of metallic aluminum being 660 ° C., using a bonding agent made of copper conductive paste and inorganic material that can be baked at low temperature, these are 450 ° C. or higher, 630 ° C. Since the baking is completed at a temperature of ℃ or less, if baking is performed at around 600 ° C, the circuit configuration, simultaneous baking of the substrate and the heat sink can be performed. At that time, since baking is performed in a nitrogen atmosphere, there is no oxidation of the metal aluminum plate, and the operation can be completed by one baking.
焼き付け温度を、４５０℃から６３０℃の間に設定したのは、銅導電性ペースト、無機物からなる接合材は共に、４５０℃から６００℃まで任意の温度で機能するが４５０℃以下では、電極強度、が弱く、６３０℃以上では、金属アルミニュウムの融点に達してしまうので、上記設定となった。 The baking temperature was set between 450 ° C and 630 ° C because both the copper conductive paste and the inorganic bonding material function at any temperature from 450 ° C to 600 ° C. Since the melting point of metal aluminum is reached at 630 ° C. or higher, the above setting is adopted.
又回路基板と金属放熱板の接合は、導電性は不要なので、無機物の接合剤でも充分役目を果たすことが、できるので、回路基板と金属放熱板の接合には低温ガラスフリット等を使用することもできる。 In addition, since electrical conductivity is not required for bonding the circuit board and the metal heat sink, an inorganic bonding agent can also play a role, so use a low-temperature glass frit for bonding the circuit board and the metal heat sink. You can also.
尚、上記記載の低温で焼き付け可能な銅導電性ペーストは、一般には普及されていない状態であるが、本発明者達の特許出願中のもので、一部は、既にバリスター、PTCサーミスター等の回路部品の電極用に採用されている。 The copper conductive paste that can be baked at a low temperature as described above is not in widespread use. However, the present inventors have applied for a patent, and some of them are already varistors and PTC thermistors. It is used for electrodes of circuit components such as.
本発明の発光ダイオード回路基板製造方法の１例は下記の通りである。
１ 準備段階；
基板と銅導電性ペーストを準備する：該基板は一つの作業表面（表面）及び非 作業表面（裏面）があって該基板の成分は酸化アルミニュウム、窒化アルミ ニュウムのうちの一種を使用する。又、上記以外にも、酸化亜鉛、等のセラ ミック基板も使用可能であるが、比熱の点では、窒化アルミニュウムが一番で あり、次が酸化アルミニユウムである。価格の面では、酸化アルミニュウムが 有利である。
２．印刷段階；
スクリーン印刷によって銅導電性ペーストを上記基板の作業表面の予定位置上に印 刷し回路を形成する。乾燥後、非作業表面にも厚めに、該ペースと、或は無機物か らなる接合剤を塗布する。印刷、塗布されたそれらのペーストは、２００℃で乾燥 する。
３．焼き付け段階
該銅層或いは無機物からなる接合剤を印刷してある基板を、放熱板としての金属ア ルミニュウム板の上に、該基板の非作業面を下にして密着させて同時に、焼き付け 装置の中に送り込んで焼付けを行う。焼き付け装置は窒素ガス雰囲気炉で、４５０℃ 〜６３０℃の温度範囲内で焼付けを行う。
焼き付け温度上限を６３０℃としたのは、焼き付炉の温度設定と、内部の雰囲気の 温度には、幾分の温度差が有る事を想定して、金属アルミニュウムが溶融するのを 防ぐ為である。市販されている金属アルミニュウムそのものも、不純物などにより、 融点は、６６０℃前後にバラツキがある。
４．完成段階；
この様にして回路用としてスクリーン印刷した銅層は焼き付け後では、該基板の作 業表面上に焼き付けられて回路を形成して、該基板の非作業表面には、金属アルミ ニュウム放熱板が回路基板と結合し、発光ダイオード回路基板の製作を完成する。こ の際、小型の基板の場合は、銅ペースト、アルミペースト等だけで放熱板の代わりと する事もできる。
An example of the light emitting diode circuit board manufacturing method of the present invention is as follows.
1 preparation stage;
Prepare a substrate and a copper conductive paste: The substrate has one working surface (front surface) and a non-working surface (back surface), and the component of the substrate is one of aluminum oxide and aluminum nitride. In addition to the above, a ceramic substrate such as zinc oxide can also be used, but aluminum nitride is the first in terms of specific heat, and the next is aluminum oxide. In terms of price, aluminum oxide is advantageous.
2. Printing stage;
Copper conductive paste is printed by screen printing on a predetermined position on the work surface of the substrate to form a circuit. After drying, the non-working surface is also thickly coated with the pace and / or an inorganic bonding agent. Those pastes printed and applied are dried at 200 ° C.
3. Baking step The substrate on which the copper layer or inorganic bonding agent is printed is brought into close contact with the non-working surface of the substrate on the metal aluminum plate as a heat sink, and at the same time in the baking apparatus. It is fed to and baked. The baking apparatus is a nitrogen gas atmosphere furnace and performs baking within a temperature range of 450 ° C to 630 ° C.
The upper limit of the baking temperature was set to 630 ° C in order to prevent melting of the metal aluminum, assuming that there is a slight temperature difference between the temperature setting of the baking furnace and the temperature of the internal atmosphere. is there. The commercially available metal aluminum itself also has a melting point of around 660 ° C. due to impurities.
4). Completion stage;
After baking the screen-printed copper layer for the circuit in this way, it is baked onto the working surface of the substrate to form a circuit, and a metal aluminum heat sink is provided on the non-working surface of the substrate. Combine with the substrate to complete the fabrication of the light-emitting diode circuit board. At this time, in the case of a small board, it is possible to replace the heat sink only with copper paste, aluminum paste or the like.
次に、電球に応用の場合、従来では、回路基板、基板受け台（主に金属アルミ）、 支持体（主に金属アルミ）と夫々を接合させる為に接着剤を使用し、夫々の接合面 は、熱伝導の妨げとなっている。その対策として、第三の本発明では、上蓋付き円筒 状の基板を採用して、熱伝導の効率、及び製作面での工程短縮を図っている、更に、 第五の本発明によれば、支持体までも、一体化し、上蓋付き円筒状の外部上面に、電 極を形成するだけの簡単にして、熱効率の良い支持体一体型基板として、工程短縮も 可能である。 Next, in the case of application to a light bulb, conventionally, an adhesive is used to join a circuit board, a board cradle (mainly metal aluminum), and a support (mainly metal aluminum), and each bonding surface. Hinders heat conduction. As a countermeasure, in the third aspect of the present invention, a cylindrical substrate with an upper lid is employed to reduce the heat conduction efficiency and the manufacturing process. Further, according to the fifth aspect of the present invention, Even the support can be integrated, and the process can be shortened as a support-integrated substrate with high thermal efficiency by simply forming an electrode on the cylindrical outer upper surface with an upper lid.
詳しく、図によって説明する。
図１は従来の回路基板で、銅箔３を高圧でエポキシガラス繊維２の下に粘着させ、 化学エッチングによって回路を形成している。
図２は本発明の回路基板で酸化アルミニュウムの基板４の上に直にスクリーン印刷 によって銅導電性ペースト５で回路を印刷し後、焼き付ける。
銅電極の表面には、基板として完成の後、絶縁性の保護被膜を塗布する。
図３は、銅導電性ペースト５のパターンの状態を示す外観写真である。
図４は従来の回路基板で、放熱板を結合させた断面図で銅箔３を粘着させたエポキ シガラス繊維基板１と放熱板としてのアルミ板８を接着剤６で結合させている。
This will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a conventional circuit board in which a copper foil 3 is adhered to an epoxy glass fiber 2 under high pressure and a circuit is formed by chemical etching.
FIG. 2 shows a circuit board of the present invention. A circuit is printed with a copper conductive paste 5 by screen printing directly on an aluminum oxide substrate 4 and then baked.
An insulating protective film is applied to the surface of the copper electrode after completion as a substrate.
FIG. 3 is an appearance photograph showing the state of the pattern of the copper conductive paste 5.
FIG. 4 shows a conventional circuit board in which an epoxy glass fiber substrate 1 to which a copper foil 3 is adhered and an aluminum plate 8 as a heat radiating plate are bonded with an adhesive 6 in a sectional view where the heat radiating plates are bonded.
図５は本発明の酸化アルミニュウム基板４の表面に銅導電性ペースト５をスクリー ン印刷で印刷して、裏面には銅導電性ペースト、或いは、無機物からなるペースト ５-１を印刷して、焼き付けてある。発熱量少ない場合は、これで金属アルミの代 わりの放熱板として役割を果たすことができる。
図６は本発明の酸化アルミニュウム基板４に放熱板９を結合させた断面図で
銅導電ペースト５で基板表面上にスクリーン印刷で回路を形成し、更に、裏面に無 機物からなる接合材５-２を印刷して、放熱板９を密着させた状態で同時に焼き付 け接合させている。この場合、接合材５-２は銅ペースト、アルミペーストの他、 ガラスフリットも使用することも出来る。
FIG. 5 shows a copper conductive paste 5 printed on the surface of the aluminum oxide substrate 4 of the present invention by screen printing, and a copper conductive paste or an inorganic paste 5-1 printed on the back surface and baked. It is. If the amount of heat generated is small, it can serve as a heat sink instead of metal aluminum.
FIG. 6 is a cross-sectional view of the heat sink 9 bonded to the aluminum oxide substrate 4 of the present invention. A copper conductive paste 5 is used to form a circuit on the substrate surface by screen printing, and the back surface is made of an insulative bonding material 5. -2 is printed and baked and bonded simultaneously with the heat sink 9 in close contact. In this case, a glass frit can be used as the bonding material 5-2 in addition to a copper paste and an aluminum paste.
図７は、本発明の回路基板の一つで、主に電球用としての上蓋付き円筒状基板１０ の断面図である。上部外面の表面には銅導電性ペースト５による電極回路を印刷し、 上部内側の面には、無機物からなるペースト５-１が塗布され、放熱板として作用し ている。また、上部外面の電極と、円筒内部に装着される、制御回路等との接続のた め、基板には、スルーホール１６が形成されている。
図８は、更に、金属アルミニュウム板９が密着接合されている断面図である。アルミ 放熱板の厚みは１〜２ｍｍである。上部内側の接合材５-２は銅導電性ペースト、ア ルミペースト、ガラスフリット等が使用できる。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a cylindrical substrate 10 with an upper lid, which is one of the circuit boards of the present invention, mainly for light bulbs. An electrode circuit made of a copper conductive paste 5 is printed on the surface of the upper outer surface, and an inorganic paste 5-1 is applied to the upper inner surface to act as a heat sink. Further, a through hole 16 is formed in the substrate for connection between the electrode on the upper outer surface and a control circuit or the like mounted inside the cylinder.
FIG. 8 is a cross-sectional view in which the metal aluminum plate 9 is further closely bonded. The thickness of the aluminum heat sink is 1 to 2 mm. Copper conductive paste, aluminum paste, glass frit, etc. can be used for the upper inner bonding material 5-2.
図９は、従来の電球に採用されている回路基板、及びその支持体１１の組み立て状 態の断面図である。金属アルミからなる支持体１１に、金属アルミからなる底付き円 筒状のソケット１２、の底の外面に、図１に示す回路基板１が接着剤７にて接着され ている。支持体１１と回路基板の接合されている円筒状ソケット１２も、お互い、接 着剤で接合されている。 FIG. 9 is a cross-sectional view of an assembled state of a circuit board and its support 11 used in a conventional light bulb. The circuit board 1 shown in FIG. 1 is bonded to the support 11 made of metal aluminum on the bottom outer surface of a bottomed cylindrical socket 12 made of metal aluminum with an adhesive 7. The cylindrical sockets 12 to which the support 11 and the circuit board are joined are also joined to each other with an adhesive.
図１０は同様に電球に採用され、酸化アルミニュウムからなる支持体１４に取り付 けられた本発明の上蓋付き円筒状基板１０の状態を示す断面図である。酸化アルミ ニュウムからなる上蓋付き円筒状基板１０の上部の外面に、該銅導電性ペースト５に より、電極を印刷し、回路を形成してある。上部の内面には、銅導電性ペースト、無 機物からなる接合剤、金属アルミ板等を、使用状況により、その都度、接合させてい る。 FIG. 10 is a cross-sectional view showing the state of the cylindrical substrate 10 with an upper cover of the present invention, which is similarly employed in a light bulb and attached to a support 14 made of aluminum oxide. An electrode is printed on the outer surface of the upper part of the cylindrical substrate 10 with an upper lid made of aluminum oxide by the copper conductive paste 5 to form a circuit. The upper inner surface is joined with copper conductive paste, an inorganic bonding agent, a metal aluminum plate, etc., depending on the usage.
図１１は、セラミック基板を上蓋付き円筒状とし、更に、側面を長く、側面下部の 径を上部の径より小さくして、回路基板と支持体を一体化したものである。一体型基 板支持体１５は、酸化アルミニユウムを鋳込み成形で成形し焼成後、外部上面１３を 平面研磨にて仕上げて、その面に銅導電性ペースト５によって、電極回路を形成す る。この場合は、一体型の為、放熱性が優れているので、放熱板の代用をする銅導電 性ペースト、或は無機物からなる接合剤５-２、或は放熱用の金属アルミニュウム板 は、付与しない場合でも有効である。 In FIG. 11, the circuit board and the support are integrated by making the ceramic substrate into a cylindrical shape with an upper lid, further extending the side surface, and making the diameter of the lower portion of the side surface smaller than that of the upper portion. The integrated substrate support 15 is formed by casting aluminum oxide by molding, firing, and then finishing the outer upper surface 13 by planar polishing, and an electrode circuit is formed on the surface by the copper conductive paste 5. In this case, the heat dissipation is excellent because it is an integral type. Therefore, a copper conductive paste that substitutes for a heat sink, a bonding agent 5-2 made of an inorganic material, or a metal aluminum plate for heat dissipation is provided. Even if not, it is effective.
図１２、は金属アルミ板を使用しない場合は、電極の素材に関しても、温度に関係 なく、一般的電極１７で、銀電極も使用できる。基板の製作には多少の手間がかかる が、基板に電極を形成するだけで、従来の問題点であった放熱性、基板の劣化等を払 拭して簡単で、信頼性のある回路基板として、発光ダイオード電球用として、大いに 役に立つものである。
図１３は、本発明のセラミック回路基板の上蓋付き円筒状基板の外観写真である。 図１４は、本発明のセラミック回路基板の上蓋付き円筒状基板の上蓋内部に、金属ア ルミ板を装着させた状態の外観写真である。
In FIG. 12, when a metal aluminum plate is not used, the silver electrode can be used as the general electrode 17 regardless of the temperature even with respect to the material of the electrode. Although it takes a little time to manufacture the board, simply forming the electrodes on the board eliminates heat dissipation and deterioration of the board, which were problems in the past, making it a simple and reliable circuit board. It is very useful for light-emitting diode bulbs.
FIG. 13 is an external view photograph of a cylindrical substrate with an upper lid of the ceramic circuit board of the present invention. FIG. 14 is an external photograph of a state in which a metal aluminum plate is mounted inside the upper cover of the cylindrical substrate with the upper cover of the ceramic circuit board of the present invention.
図２に示すような発光ダイオードを使用した照明用ランプの基板として、５０φ、厚 み１．５ｍｍのアルミナ基板の表面に６個の発光ダイオードを装着するための回路を銅 ペーストによって印刷し、窒素雰囲気中５５０℃で焼き付けて、
回路基板を作製し、照明用ランプを作製、従来の、エポキシガラス繊維基板にアルミ ニュウム基板を粘着した基板を使用した照明用ランプとの比較を行うが、表１のような 結果を得た。表１に示すとおり電気的項目に関しては、略、同じ数値を表しているが、 基板温度、LED温度、LED寿命、に差が生じ長期使用後の構造状態の関しては、従来のも のは、基板が変質して、脆化の現象が見られるが、本発明品は基板変質、脆化の現象は 見られなかった。
A circuit for mounting six light emitting diodes on the surface of an alumina substrate having a diameter of 50 mm and a thickness of 1.5 mm is printed with copper paste as a substrate for an illumination lamp using light emitting diodes as shown in FIG. Bake in the atmosphere at 550 ° C,
A circuit board was produced, an illumination lamp was produced, and a comparison was made with a conventional illumination lamp using an epoxy glass fiber substrate adhered to an aluminum substrate. The results shown in Table 1 were obtained. As shown in Table 1, the electrical items have almost the same numerical values, but there are differences in the substrate temperature, LED temperature, LED life, and the structural state after long-term use. The substrate was altered and the embrittlement phenomenon was observed, but the product of the present invention did not show the substrate alteration and embrittlement phenomenon.
１ エポキシガラス繊維基板
２ エポキシガラス繊維層
３ 銅箔
４ 酸化アルミニュウム基板
５ 銅導電性ペースト
５-１ 無機物からなるペースト
５-２ 無機物からなる接合剤
６ 樹脂接着剤
７ 樹脂接着剤
８ 金属アルミ板−１（放熱板）
９ 金属アルミ板−２（放熱板）
１０ 上蓋付き円筒状基板（酸化アルミニュウム）
１１ 支持体−１（金属アルミニュウム）
１２ 支持体−２（酸化アルミニュウム）
１３ 上蓋付き基板外部表面
１４ 支持体（アルミナ）
１５ 支持体一体型基板
１６ スルーホール
１７ 一般的電極
１８ 絶縁性の保護皮膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Epoxy glass fiber board | substrate 2 Epoxy glass fiber layer 3 Copper foil 4 Aluminum oxide board | substrate 5 Copper electroconductive paste 5-1 Paste which consists of inorganic substances 5-2 Bonding agent which consists of inorganic substances 6 Resin adhesive 7 Resin adhesive 8 Metal aluminum plate- 1 (Heatsink)
9 Metal aluminum plate-2 (heat sink)
10 Cylindrical substrate with upper lid (aluminum oxide)
11 Support-1 (metal aluminum)
12 Support-2 (aluminum oxide)
13 External surface of substrate with upper lid 14 Support (alumina)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 Support-integrated board 16 Through hole 17 General electrode 18 Insulating protective film
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