JPH07142820A - Ｌｅｄ表示器用基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂を主体とする材料から成り、高得率で安
価に製造することができるＬＥＤ表示器用基板を提供す
る。 【構成】 このＬＥＤ表示器用基板は、樹脂を絶縁材と
する多層プリント配線板１’に、ＬＥＤ実装用ドット孔
のパターンを有する樹脂絶縁フィルム層４’と、同じく
ＬＥＤ実装用ドット孔のパターンを有する樹脂絶縁層
５”とをこの順序で積層一体化して所望パターンのＬＥ
Ｄ実装用ドット孔マトリックス２’が形成され、各ＬＥ
Ｄ実装用ドット孔の内壁は、前記樹脂絶縁フィルム層の
内壁４ａ’を除いて反射面６になっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＬＥＤ表示器用基板に関
し、更に詳しくは、これにＬＥＤ素子を実装して製造し
たＬＥＤ表示器において、ＬＥＤ素子を点灯したときに
各ドット間での光漏れ現象を有効に防止できるととも
に、輝度を高めることができる可能なＬＥＤ表示器用基
板に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＥＤ表示器用の基板Ａでは、図１で示
したように、所定の配線パターン（図示しない）が形成
されている基板１の表面に、所定の孔径を有するドット
孔２を所定のピッチで配列して成るドットマトリックス
が形成されている。そして、これら各ドット孔２にはＬ
ＥＤ素子が実装され、これらＬＥＤ素子に図示しない裏
面に形成されている電源端子から、所定の指令信号が導
入されることにより、ＬＥＤ素子が駆動（点灯）して、
ドットマトリックス全体が図表や文字を形づくる。

【０００３】現在、上記した基板の材料としては、例え
ばアルミナのようなセラミックスが実用に供されてい
る。ここで、セラミックス製の基板に、ＬＥＤ素子を実
装したＬＥＤ表示器について、図２で示した断面図に則
して説明する。図２において、セラミックスから成る単
位プリント配線板１ａ，１ｂ，１ｃを積層して多層プリ
ント配線板１が形成され、各単位プリント配線板１ａ，
１ｂ，１ｃ間には所定の導体回路が組み込まれ、最上層
をなす単位プリント配線板１ａの表面には、所定パター
ンの回路３が例えば金めっきを施すことにより形成され
ている。

【０００４】最上層の単位プリント配線板１ａの上に
は、形成すべきドット孔に対応する孔パターンを有する
セラミックス薄層４とセラミックス遮光層５がこの順序
で積層されて、所望パターンのドット孔２が形成され、
更に、各ドット孔２におけるセラミックス遮光層５の内
壁５ａには、例えば金めっきを施すことにより反射面６
が形成されている。

【０００５】そして、ドット孔２の回路パターン３の上
に、ＬＥＤ素子７を実装し、リード７ａを回路パターン
３にボンディングして、ＬＥＤ表示器が製作されてい
る。このタイプのＬＥＤ表示器に用いる基板Ａは、概ね
次のようにして製造されている。まず、所定のセラミッ
クス素材からなるグリーンシートを成形し、そこに所定
パターンの導体回路を配線して単位プリント配線板１
ａ，１ｂ，１ｃの前駆体を製造し、また、同じくセラミ
ックスのグリーンシートに所定の孔パターンを形成して
セラミックス薄層４の前駆体を製造し、更に、同じくセ
ラミックスのグリーンシートに所定の孔パターンを形成
してセラミックス遮光層５の前駆体を製造する。

【０００６】ついで、単位プリント配線板１ａ，１ｂ，
１ｃの前駆体を重ね合わせ、更に単位プリント配線板１
ａの前駆体の上に、セラミックス薄層４の前駆体とセラ
ミックス遮光層５の前駆体をこの順序で重ね合わせたの
ち、全体を例えば１０００〜１６００℃の温度域で焼成
して各前駆体をセラミックスに転化するとともに一体化
し、更に、セラミックス遮光層５の孔パターンの内壁５
ａ、および単位プリント配線板１ａの上に金めっきを施
して反射面６，回路パターン３を形成する。

【０００７】このタイプの基板Ａにおいては、実装され
たＬＥＤ素子７が点灯したときに、その光が隣りのドッ
ト孔に漏れないことが重要である。光漏れが起こると、
表示される図表や文字が全体として滲んでしまうからで
ある。そのため、基板Ａを構成するセラミックス材とし
ては、通常、黒色のアルミナ材が使用されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このセラミ
ックス製基板には次のような問題がある。まず、第１の
問題は、前記したグリーンシートは焼成過程で大きな寸
法収縮を起こすことである。そのため、得られた基板の
寸法ばらつきも大きくなり、高い歩留りをあまり期待で
きないことである。とくに、単位プリント配線板の前駆
体を重ね合わせた部分では、各前駆体の間で寸法収縮の
度合に差異が生じ、その結果、その部分に焼成後に反り
の発生することがある。このような反りが発生している
と、ここにＬＥＤ素子を実装しようとした場合、ボンデ
ィングマシンのキャピラリー先端に作用する圧力は不均
一にばらつき、先端破損が起こりやすくなり、ボンディ
ング不良などを招くようになる。

【０００９】第２の問題は、焼成温度が１０００〜１６
００℃と高温であることに基づく問題である。すなわ
ち、焼成温度は上記したような高温であるため、単位プ
リント配線板の前駆体に配線する導体回路の構成材料と
しては、耐熱性に優れた例えばタングステン合金が使用
されざるを得ないが、このタングステン合金は導電率が
低いので、回路幅は広くしなければならないということ
である。

【００１０】しかしながら、導体回路幅を広くすること
は、ドット孔密度が高く、したがって鮮明な表示機能を
有するＬＥＤ表示器を製造しようとした場合に、設計
上、不利になる。また、第３の問題としては、セラミッ
クスの熱伝導率は比較的大きいので、例えば、完成した
ＬＥＤ表示器を他の部品と半田接続するときに、用いる
半田の熱が逃げやすく、そのため半田付け不良が起こり
やすくなることである。

【００１１】更に、セラミックスは比較的高価であり、
また、基板のサイズも１００×２００mm角程度が大きさ
の限度であるという問題もある。本発明は、セラミック
ス製基板に関する上記した問題を解決し、高得率で、安
価に安定して製造することができるＬＥＤ表示器用基板
の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、黒色樹脂を絶縁材とする多
層プリント配線板の上に、ＬＥＤ実装用ドット孔のパタ
ーンを有する遮光性樹脂層が形成されていることを特徴
とするＬＥＤ表示器基板が提供され、好ましくは、前記
遮光性樹脂層が、樹脂絶縁フィルム層と、内壁が反射面
になっている樹脂絶縁層とをこの順序で積層一体化して
成るＬＥＤ表示器用基板が提供される。

【００１３】図３，図４に本発明のＬＥＤ表示器基板の
例をそれぞれ示す。図３の基板は、多層プリント配線板
の上に１層構造の遮光層が形成されているものであり、
図４の基板は遮光層が２層構造になっているものであ
る。これらの基板において、多層プリント配線板は、セ
ラミックス材を黒色樹脂を主体とする材料に代えたこと
を除いては、図２で示した従来構造の多層プリント配線
板と変えることはない。

【００１４】すなわち、本発明における多層プリント配
線板は、図３，図４で示したように、例えば、ガラス繊
維エポキシ樹脂複合材に所定の回路パターンで導体回路
が配線されている単位プリント配線板１ａ’，１ｂ’，
１ｃ’の複数枚（図では３枚）を積層して成るものであ
る。具体的には、通常のサブトラクト法，ビルトアップ
法，アディティブ法によって製造される多層プリント配
線板などである。そして、最上層の単位プリント配線板
１ａ’の表面のうち、ドット孔を形成すべき個所には、
例えば金めっきにより所定の回路パターン３’が形成さ
れている。

【００１５】図３で示した基板の場合は、上記した多層
プリント配線板１’の上に、１層から成る遮光性樹脂層
５’が一体的に積層されている。この遮光性樹脂層５’
としては、電気絶縁性であり、かつ、遮光性の樹脂フィ
ルムや樹脂成形板、例えば、塩化ビニル樹脂，ＡＢＳ樹
脂，メラミン樹脂，ポリエステル樹脂，ポリプロピレン
樹脂を白色に着色して成るフィルムや成形板で構成され
ていることが好ましい。白色に着色していることによ
り、ドット孔２’に実装されたＬＥＤ素子７’の光漏れ
を防止できると同時に、ドット孔内における光の反射効
率を高めて輝度の向上を達成できるからである。

【００１６】また、図４で示した基板の場合には、多層
プリント配線板１’の上に、ドット孔のパターンが形成
されている樹脂絶縁フィルム層４’が接着され、更にそ
の上には、同じくドット孔のパターンが形成されている
樹脂絶縁層５”が接着され、表面全体には所定の径と深
さを有するドット孔２’のパターンが形成されている。
そして、前記樹脂絶縁層５”の内壁５ａ”には例えば金
めっきが施されて反射面６が形成されている。前記樹脂
フィルム層４’の内壁４ａ’には何らのめっきも行われ
ず、フィルム層全体としての電気絶縁性が保持される。

【００１７】ここで、多層プリント配線板と樹脂絶縁層
５”との間に介装されている樹脂絶縁フィルム層４’の
材料としては、例えば、ルミマット（商品名、東レ
（株）製のポリエステルシートの両面を、スリーボンド
１６５０（商品名、（株）スリーボンド製の加熱反応型
フィルム状接着剤）で挟んだ黒色フィルムを使用するこ
とができる。

【００１８】また、樹脂絶縁層５”の材料としては、例
えば、リショーライトブラックＧ−１０（商品名、利昌
工業（株）製のガラス基材エポキシ樹脂銅張板）から銅
箔を除去したものを使用することができる。この基板
は、前記した単位プリント配線板の所望数を重ね合わ
せ、ついでその上に、前記樹脂絶縁フィルム層４’用の
フィルムを重ね合わせ、更にその上に、ドット孔を形成
すべき孔の壁面５ａ’にのみ予め例えば金めっき６が施
されている前記樹脂絶縁層５”用のフィルムや成形板を
重ね合わせたのち、全体を、１５０〜１７０℃程度の温
度と３０〜５０kgf/mm² 程度の圧力で熱圧プレスするこ
とにより一体化して製造することができる。

【００１９】なお、図４で示した構造の基板において
は、樹脂絶縁フィルム層４’を白色の絶縁樹脂フィルム
で形成し、樹脂絶縁層５”を黒色の樹脂フィルムや成形
板で形成し、かつ、その樹脂絶縁層５”の内壁５ａ”に
のみ金めっきから成る反射面６を形成したものは、光漏
れの防止と輝度向上を著しく高めることができて好適で
ある。

【００２０】

【作用】本発明の基板は、その構成材料が樹脂を主体と
する。したがって、前記した熱圧プレス時における各層
の寸法収縮はほとんど起こらない。そのため、各単位フ
リント配線板の反りはほとんど起こらず、不良品発生率
はセラミックス製基板の場合に比べて著しく小さくな
る。また、多層プリント配線板は樹脂を主体としている
ので軟質である。そのため、ＬＥＤ素子の実装時におい
て、ボンディングマシンのキャピラリー先端はあまり破
損せず、ボンディング条件の自由度を高めることができ
る。

【００２１】更に、全体は熱伝導率が小さいので、他の
部品との半田付け時に、セラミックス製基板の場合のよ
うな半田付け不良を起こしにくくなる。また、セラミッ
クス製基板のように寸法サイズに制限を受けることがな
く、しかも材料費は安価であるため、大型でかつ安価な
ＬＥＤ表示器用の基板になる。

【００２２】

【実施例】縦４０mm，横８０mm，厚み0.８mmのリショー
ライトブラックＧ−１０（商品名、利昌工業（株）製の
ガラス繊維エポキシ樹脂銅張積層板）の３枚１ａ’，１
ｂ’，１ｃ’に対し、常法によって、それぞれ、銅から
成る所定回路パターンを形成したのち、それらを積層し
て多層プリント配線板１’にした。最上層の銅張積層板
１ａ’の上には、ＬＥＤ素子実装用の回路パターン３’
が形成されている。

【００２３】ついで、この樹脂板１ａ’の上に、厚み0.
１mmのルミマット（商品名、東レ（株）製の黒色ポリエ
ステルシート）の両面に、厚み0.０４mmのスリーボンド
１６５０（商品名、（株）スリーボンド製の黒色フィル
ム状接着剤）をラミネートして成り、直径2.０mmの孔が
マトリックス状に形成されている黒色フィルム（厚み0.
１８mm）を、それらの孔と樹脂板１ａ’のＬＥＤ素子実
装用の個所とが一致するように重ね合わせ、更にその上
に同じく直径2.０mmの孔が同一パターンで形成されてい
て、それら孔の壁面にのみ金めっきが施されている前記
リショーライトブラックＧ−１０から表面の銅箔を剥離
除去した黒色樹脂板（厚み0.８mm）を重ね合わせ、全体
を所定のプレス機にセットとして、圧力３０〜５０kgf/
mm² ，温度１５０〜１７０℃で熱圧プレスした。

【００２４】全体が一体化し、表面には、直径2.０mm，
深さ1.０mmのドット孔が縦方向に１６個，横方向に３２
個分布している基板が得られた。この基板のドット孔に
ボンディングマシンでＬＥＤ素子を実装したものを横に
並べてＬＥＤ表示器にした。良品率は９9.７％であっ
た。また、ＬＥＤ素子を駆動したところ、表示器に描か
れた文字は鮮明であり、各ドット孔間における光漏れは
ほとんど起こっていなかった。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
表示器は、その構成材料が樹脂を主体としているので、
製造時にセラミックス材のように寸法収縮は起こらな
い。したがって、基板に反りなどは発生せず、その良品
率は高くなり、また、基板全体は適度に軟質であるた
め、ＬＥＤ素子実装時におけるボンディングマシンのキ
ャピラリーの損傷も少なくなる。

【００２６】更には、全体として熱伝導率が小さいので
他部品との半田付け性は良好であり、しかも、全体を大
型化することができるので、従来のセラミックス製基板
の場合に比べて、大型のＬＥＤ表示器を製造することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＬＥＤ表示器用基板のドット孔マトリックスを
示す平面図である。

【図２】従来のセラミックス製基板の一部断面構造を示
す断面図である。

【図３】本発明基板の１例の断面構造を示す断面図であ
る。

【図４】本発明基板の一部断面構造を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１’ ＬＥＤ素子実装用基板 １ａ’，１ｂ’，１ｃ’ 樹脂を主体とする単位プリン
ト配線板 ２’ ドット孔 ３’ 回路パターン ４’ 樹脂絶縁フィルム層 ４ａ’ 樹脂絶縁フィルム層の内壁 ５’ 遮光性樹脂層（白色） ５ａ’ 遮光性樹脂層５’の内壁 ５” 樹脂絶縁層 ５ａ” 樹脂絶縁層５”の内壁 ６ 反射面 ７ ＬＥＤ素子 ７ａ リード

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 黒色樹脂を絶縁材とする多層プリント配
   線板の上に、ＬＥＤ実装用ドット孔のパターンを有する
   遮光性樹脂層が形成されていることを特徴とするＬＥＤ
   表示器用基板。
2. 【請求項２】 前記遮光性樹脂層が、樹脂絶縁フィルム
   層と、内壁が反射面になっている樹脂絶縁層とをこの順
   序で積層一体化して成る請求項１のＬＥＤ表示器用基
   板。
3. 【請求項３】 前記反射面が金めっき面である請求項２
   のＬＥＤ表示器用基板。