JP2014053547A - Led用セラミックパッケージ用ペースト - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明に係るLED用セラミックパッケージ用ペーストは、LED用セラミックパッケージを製造する際に、セラミックグリーンシートに塗工され、当該セラミックグリーンシートと同時焼成されるものであり、(A)Ag粉末と、(C)有機ビヒクルと、を含有し、(A)Ag粉末の含有量が、70〜85重量%の範囲内である。さらに、(B)Ag2 O粉末を含有することが好ましく、この場合、(A)および(B)の含有量の合計が70〜85重量%の範囲内であり、かつ、(B)の含有量が35重量%以下であると好ましい。
【選択図】 なし
Description
本発明に係るLEDパッケージ用ペーストは、少なくとも(A)Ag粉末を含有している。この(A)Ag粉末としては、焼成用の各種ペーストで用いられるどのようなAg粉末を用いてもよいが、LED用セラミックパッケージの光反射膜を形成する目的であれば、化学的還元法またはアトマイズ法により製造されたAg粉末が特に好適に用いられる。化学的還元法またはアトマイズ法により製造されたAg粉末を用いることで、後述するように、グリーンシート上に塗工して同時焼成しても焼成後のセラミック基板の反りを特に有効に抑制することができる。言い換えれば、Ag粉末として、化学的還元法またはアトマイズ法で製造されたものを用いれば、LEDパッケージ用ペーストの焼成時の収縮率をグリーンシートの収縮率に近付けることができるので、焼成後のセラミック基板の反りを有効に抑えることができる。
本発明に係るLEDパッケージ用ペーストは、Ag成分として、前記(A)Ag粉末を含有していればよいが、さらに(B)Ag2 O粉末を含有していることが好ましい。ここで、Ag成分の含有量は、前述したように70〜85重量%の範囲内であればよいため、Ag成分として(B)Ag2 O粉末を含有していれば、(A)Ag粉末および(B)Ag2 O粉末の含有量の合計が70〜85重量%の範囲内であればよい。ただし、(B)Ag2 O粉末は、35重量%以下であることが好ましい。
本発明に係るLEDパッケージ用ペーストは、前述したAg成分((A)Ag粉末および(B)Ag2 O粉末)以外に、(C)有機ビヒクルを含有している。当該(C)有機ビヒクルは、バインダー成分と有機溶剤とから構成されるが、本発明はこれに限定されず、バインダー成分および有機溶剤以外に「有機ビヒクル」として公知の各種成分を含有してもよい。
本発明に係るLEDパッケージ用ペーストは、前述したAg成分((A)Ag粉末および(B)Ag2 O粉末)、並びに(C)有機ビヒクル以外に、セラミック基板の反りを低減させる「反り抑制剤」としての各種化合物を含んでいてもよいし、焼成ペーストの分野で公知の他の添加剤を含んでいてもよい。
本発明に係るLEDパッケージ用ペーストは、前述したように(A)Ag粉末および(C)有機ビヒクル、または、(A)Ag粉末および(B)Ag2 O粉末、並びに(C)有機ビヒクルを含有し、さらに(D−1)モリブデン化合物または(D−2)シロキサン化合物を含有していることが好ましいが、その調製方法(製造方法)は特に限定されず、焼成ペーストの分野で公知の方法を好適に用いることができる。
本発明に係るLEDパッケージ用ペーストは、前述したように、(1)光反射膜の形成、(2)ビアホールの充填用、(3)多層セラミック基板の内部配線層の形成用、(4)セラミック基板表面の配線層形成用等に用いることができるが、これらの中でも、光反射膜を形成するペーストとして特に好適に用いることができる。
[粉末の平均粒径]
前述した通り、粉末の長径および短径の算術平均値を、株式会社島津製作所製レーザ回折式粒度分布測定装置で測定し、累積頻度が50容積%での粒径を、本明細書(および本実施例)における平均粒径とした。なお、平均粒径は1μm未満を切り捨てるものとする。
同時焼成したセラミック基板の反りは、図2に示すように、反り評価用基板試料20を水平台23の水平面上に載置し、当該反り評価用基板試料20の全体の反り量Hを、ダイヤルゲージを用いて測定し、当該全体の反り量Hから反り評価用基板試料20の厚みを差し引いたものを実際の反り量hとして算出した。反り量が1.0mm未満であれば反りが小さく好適であるとして「○」と評価し、1.0〜1.2mmの範囲内であれば適するとして「△」と評価し、1.2mmを超えていれば適さないとして「×」と評価した。
光反射膜の反射率は、株式会社島津製作所製分光光度計 UV−2550を用いて、反射率評価用基板試料の反射率を測定した。このときの測定条件は、測定波長400〜800nmにて積分球を用いた拡散反射方により、1nm毎に反射率を測定した。そして、得られた測定値のうちの最低値(最低反射率)と、測定値の平均値(平均反射率)とを取得して、反射率を評価した。
(A)Ag粉末として表1に示すように平均粒径3.9μmのものを用いるとともに、(C)有機ビヒクルとして、エチルセルロースをターピネオールに溶解させたものを用い、これらを表1に示す配合比で配合し、3本ロールミルにて混練および分散することによって、実施例1のLED用セラミックパッケージ用ペーストを得た。なお、本実施例も含めて表1における配合比は、1重量%未満を切り捨てるものとする。
表1に示すように、さらに(B)Ag2 O粉末を配合するとともに、当該(B)Ag2 O粉末の配合量に合わせて(A)Ag粉末の配合比を変えた以外は、前記実施例1と同様にして実施例2のLED用セラミックパッケージ用ペーストを得た。そして、前記実施例1と同様にして、反り評価用基板試料と反射率評価用基板試料とを作製し、セラミック基板の反りおよび光反射膜の反射率を測定して評価した。その結果を表3に示す。また、反射率評価用基板試料における光反射膜を電子顕微鏡写真で観察した結果を図3(b)に示す。
表1に示すように、さらに、添加剤として(D−1)モリブデン化合物であるMoO3 を添加するとともに、当該MoO3 の添加量に合わせて(C)有機ビヒクルの配合量を変えた以外は、前記実施例2と同様にして実施例3のLED用セラミックパッケージ用ペーストを得た。そして、前記実施例1と同様にして、反り評価用基板試料と反射率評価用基板試料とを作製し、セラミック基板の反りおよび光反射膜の反射率を測定して評価した。その結果を表3に示す。また、反射率評価用基板試料における光反射膜を電子顕微鏡写真で観察した結果を図3(c)に示す。
表1に示すように、さらに、添加剤として(D−1)モリブデン化合物であるMoを添加するとともに、当該Moの添加量に合わせて(C)有機ビヒクルの配合量を変えた以外は、前記実施例2と同様にして実施例4のLED用セラミックパッケージ用ペーストを得た。そして、前記実施例1と同様にして、反り評価用基板試料と反射率評価用基板試料とを作製し、セラミック基板の反りおよび光反射膜の反射率を測定して評価した。その結果を表3に示す。
表1に示すように、さらに、添加剤として(D−2)シロキサン化合物であるメチルシロキサンポリマーを添加するとともに、当該メチルシロキサンポリマーの添加量に合わせて(A)〜(C)の各成分の配合量を変えた以外は、前記実施例2と同様にして実施例5のLED用セラミックパッケージ用ペーストを得た。そして、前記実施例1と同様にして、反り評価用基板試料と反射率評価用基板試料とを作製し、セラミック基板の反りおよび光反射膜の反射率を測定して評価した。その結果を表3に示す。
表1に示すように、(A)Ag粉末の含有量とAg2 O粉末の含有量とを徐々に置換する形で(A)〜(C)の各成分の配合比を変えた以外は、前記実施例2と同様にして実施例6、7、8または9のLED用セラミックパッケージ用ペーストをそれぞれ得た。そして、各LED用セラミックパッケージ用ペーストを用いて、前記実施例1と同様にして、反り評価用基板試料と反射率評価用基板試料とをそれぞれ作製し、セラミック基板の反りおよび光反射膜の反射率をそれぞれ測定して評価した。その結果を表3に示す。
表1に示すように、実施例9のLED用セラミックパッケージ用ペーストよりも(A)Ag粉末の含有量を減らす形で(A)および(C)の各成分の配合比を変えた以外は、前記実施例1と同様にして実施例10のLED用セラミックパッケージ用ペーストを得た。そして、前記実施例1と同様にして、反り評価用基板試料と反射率評価用基板試料とを作製し、セラミック基板の反りおよび光反射膜の反射率を測定して評価した。その結果を表3に示す。
表1に示すように、実施例10のLED用セラミックパッケージ用ペーストよりも(A)Ag粉末の含有量を減らす形で(A)〜(C)の各成分の配合比を変えた以外は、前記実施例2と同様にして実施例11のLED用セラミックパッケージ用ペーストを得た。そして、前記実施例1と同様にして、反り評価用基板試料と反射率評価用基板試料とを作製し、セラミック基板の反りおよび光反射膜の反射率を測定して評価した。その結果を表3に示す。
表1に示すように、(A)Ag粉末として平均粒径1μmのものを用い、(A)および(C)の各成分の配合比をそれぞれ0.3重量%ずつ増減させた以外は、前記実施例1と同様にして実施例12のLED用セラミックパッケージ用ペーストを得た。そして、前記実施例1と同様にして、反り評価用基板試料と反射率評価用基板試料とを作製し、セラミック基板の反りおよび光反射膜の反射率を測定して評価した。その結果を表3に示す。
表1に示すように、(A)Ag粉末として平均粒径5.1μmのものを用いた以外は、前記実施例12と同様にして実施例13のLED用セラミックパッケージ用ペーストを得た。そして、前記実施例1と同様にして、反り評価用基板試料と反射率評価用基板試料とを作製し、セラミック基板の反りおよび光反射膜の反射率を測定して評価した。その結果を表3に示す。
表1に示すように、(A)Ag粉末として平均粒径9.2μmのものを用いた以外は、前記実施例12と同様にして実施例14のLED用セラミックパッケージ用ペーストを得た。そして、前記実施例1と同様にして、反り評価用基板試料と反射率評価用基板試料とを作製し、セラミック基板の反りおよび光反射膜の反射率を測定して評価した。その結果を表3に示す。
表1に示すように、(B)Ag2 O粉末として平均粒径9.8μmおよび26.2μmを用いた以外は、前記実施例1と同様にして実施例15または16のLED用セラミックパッケージ用ペーストを得た。そして、前記実施例1と同様にして、反り評価用基板試料と反射率評価用基板試料とを作製し、セラミック基板の反りおよび光反射膜の反射率を測定して評価した。その結果を表3に示す。
表2に示すように、添加剤として(D−1)モリブデン化合物であるMoO3 を添加するとともに、当該MoO3 の添加量に合わせて(C)有機ビヒクルの配合量を変えた以外は、前記実施例1と同様にして実施例17のLED用セラミックパッケージ用ペーストを得た。そして、前記実施例1と同様にして、反り評価用基板試料と反射率評価用基板試料とを作製し、セラミック基板の反りおよび光反射膜の反射率を測定して評価した。その結果を表3に示す。また、反射率評価用基板試料における光反射膜を電子顕微鏡写真で観察した結果を図3(d)に示す。
表2に示すように、添加剤のMoO3 の添加量を多くするとともに、これに合わせて(C)有機ビヒクルの配合量を変えた以外は、前記実施例3と同様にして実施例18のLED用セラミックパッケージ用ペーストを得た。そして、前記実施例1と同様にして、反り評価用基板試料と反射率評価用基板試料とを作製し、セラミック基板の反りおよび光反射膜の反射率を測定して評価した。その結果を表3に示す。
表2に示すように、添加剤として(D−2)シロキサン化合物であるメチルシロキサンポリマーを添加するとともに、当該メチルシロキサンポリマーの添加量に合わせて実質的に(C)有機ビヒクルの配合量のみを変えた以外((A)Ag粉末の配合量は0.1重量%減少したのみ)は、前記実施例1と同様にして実施例19のLED用セラミックパッケージ用ペーストを得た。そして、前記実施例1と同様にして、反り評価用基板試料と反射率評価用基板試料とを作製し、セラミック基板の反りおよび光反射膜の反射率を測定して評価した。その結果を表3に示す。
表2に示すように、添加剤のメチルシロキサンポリマーの添加量を多くするとともに、これに合わせて(C)有機ビヒクルの配合量を変えた以外は、前記実施例5と同様にして実施例20のLED用セラミックパッケージ用ペーストを得た。そして、前記実施例1と同様にして、反り評価用基板試料と反射率評価用基板試料とを作製し、セラミック基板の反りおよび光反射膜の反射率を測定して評価した。その結果を表3に示す。
表2に示すように、(A)Ag粉末の含有量、または、(A)Ag粉末および(B)Ag2 O粉末の含有量を85重量%よりも多くするか(実施例21または22)、70重量%未満とする(実施例23または24)以外は、前記実施例1または2と同様にして実施例21、22、23または24のLED用セラミックパッケージ用ペーストをそれぞれ得た。そして、各LED用セラミックパッケージ用ペーストを用いて、前記実施例1と同様にして、反り評価用基板試料と反射率評価用基板試料とをそれぞれ作製し、セラミック基板の反りおよび光反射膜の反射率をそれぞれ測定して評価した。その結果を表3に示す。
表2に示すように、添加剤としてCuOを2重量%の配合比で添加した以外は、実質的に前記実施例2と同様にして((B)Ag2 O粉末および(C)有機ビヒクルの配合量はそれぞれ0.1重量%増減したのみ)実施例25のLED用セラミックパッケージ用ペーストを得た。そして、前記実施例1と同様にして、反り評価用基板試料と反射率評価用基板試料とを作製し、セラミック基板の反りおよび光反射膜の反射率を測定して評価した。その結果を表3に示す。
表2に示すように、添加剤としてTiO2 を1重量%の配合比で添加するとともに、当該TiO2 の添加量に合わせて実質的に(C)有機ビヒクルの配合比を変えた以外((A)Ag粉末の配合量は0.3重量%減少したのみ)は、前記実施例2と同様にして実施例26のLED用セラミックパッケージ用ペーストを得た。そして、前記実施例1と同様にして、反り評価用基板試料と反射率評価用基板試料とを作製し、セラミック基板の反りおよび光反射膜の反射率を測定して評価した。その結果を表3に示す。
表2に示すように、(B)Ag2 O粉末の配合比を、35重量%を超えて増量し、これに合わせて(A)Ag粉末の配合比を減量した以外は、実質的に前記実施例2と同様にして((C)有機ビヒクルの配合量は0.3重量%増加したのみ)実施例27のLED用セラミックパッケージ用ペーストを得た。そして、前記実施例1と同様にして、反り評価用基板試料と反射率評価用基板試料とを作製し、セラミック基板の反りおよび光反射膜の反射率を測定して評価した。その結果を表3に示す。
公知の手法で光反射膜を銀メッキによって形成した反射率評価用基板試料を作製し、光反射膜の反射率を測定して評価した。その結果を表3に示す。
実施例1〜27において用いた反射率評価用基板試料のセラミック基板である96%アルミナ基板について、光反射膜を形成していない状態で、前述したように反射率を測定して評価した。その結果を表3に示す。
11 LED素子
12a,12b 端子
13 セラミック多層基板
14 キャビティ
14a 光反射膜
15a,15b 半貫通孔
16a 孔内導体
16b 内部配線層
20 反り評価用基板試料
21 セラミック層
22 ペースト焼成層
Claims (8)
- LED用セラミックパッケージを製造する際に、セラミックグリーンシートに塗工され、当該セラミックグリーンシートと同時焼成されるペーストであって、
(A)Ag粉末および(C)有機ビヒクルを含有することを特徴とする、
LED用セラミックパッケージ用ペースト。 - 前記(A)Ag粉末の平均粒径が1〜9μmの範囲内であることを特徴とする、
請求項1ないし3のいずれか1項に記載のLED用セラミックパッケージ用ペースト。 - 前記(A)Ag粉末の含有量が、70〜85重量%の範囲内であることを特徴とする、
請求項1に記載のLED用セラミックパッケージ用ペースト。 - さらに(B)Ag2 O粉末を含有し、
前記(A)Ag粉末および前記(B)Ag2 O粉末の含有量の合計が、70〜85重量%の範囲内であり、かつ、前記(B)Ag2 O粉末の含有量が35重量%以下であることを特徴とする、
請求項1に記載のLED用セラミックパッケージ用ペースト。 - さらに、(D−1)モリブデン化合物または(D−2)シロキサン化合物を、1〜2重量%の範囲内で含有することを特徴とする、
請求項3または4に記載のLED用セラミックパッケージ用ペースト。 - 前記(B)Ag2 O粉末の平均粒径が、10〜25μmの範囲内であることを特徴とする、
請求項4ないし6のいずれか1項に記載のLED用セラミックパッケージ用ペースト。 - 前記セラミックグリーンシートにおける光反射面となる箇所の面に塗工され、光反射膜を形成するために用いられることを特徴とする、
請求項1ないし6のいずれか1項に記載のLED用セラミックパッケージ用ペースト。 - 形成された前記光反射膜の反射率が、波長400〜800nmの範囲内の光において90%以上であることを特徴とする、
請求項7に記載のLEDセラミックパッケージ用ペースト。
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