(57)【要約】【課題】ＬＥＤパッケージの小型化を達成し、高電圧のＬＥＤ素子にも対応することが出来る手段を提供する。【解決手段】バリスタのグリーンシートを７０〜２５０μｍの厚みで準備する第一の工程と、前記グリーンシートを焼成して５０〜２００μｍの厚みのバリスタ素体を形成する第二の工程と、前記バリスタ素体をそのまま使用して、その表裏面に外部電極を形成する第三の工程と、前記外部電極を形成した外部電極付バリスタ素体を、その全表裏面が外部電極で被覆されているようにカットする第四の工程と、を含むチップバリスタの製造方法によって得られる、バリスタ素体と外部電極のみからなる小型のチップバリスタをＬＥＤパッケージに搭載する。チップバリスタの厚みは５０〜２００μｍ、長さ及び幅は１００〜３００μｍである。 【選択図】図１１
2013058720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バリスタのグリーンシートを７０〜２５０μｍの厚みで準備する第一の工程と、
前記グリーンシートを焼成して５０〜２００μｍの厚み（Ｈ１）のバリスタ素体を形成する第二の工程と、
前記バリスタ素体をそのまま使用して、その表裏面に外部電極を形成する第三の工程と、
前記外部電極を形成した外部電極付バリスタ素体を、その全表裏面が外部電極で被覆されているようにカットする第四の工程と、
を含むチップバリスタの製造方法。
【請求項２】
前記外部電極は、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｓｎから選ばれる少なくとも一つからなる請求項１に記載のチップバリスタの製造方法。
【請求項３】
前記外部電極は、厚み（Ｈ２）が０．５〜３μｍである請求項１又は２に記載のチップバリスタの製造方法。
【請求項４】
Ｈ１とＨ２の比率（Ｈ２／Ｈ１）が０．２５〜６％である請求項１乃至３のいずれか１項に記載のチップバリスタの製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法で製造されたチップバリスタ。
【請求項６】
長さ及び幅がいずれも１００〜３００μｍである請求項５記載のチップバリスタ。
【請求項７】
裏面における前記外部電極の端面と、前記バリスタ素体の端面とが面一である請求項５又は６記載のチップバリスタ。
【請求項８】
前記バリスタ素体は、前記外部電極との界面において凹凸が存在する請求項５乃至７のいずれか１項に記載のチップバリスタ。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれか１項に記載のチップバリスタを搭載したダム形式のＬＥＤパッケージ。
【請求項１０】
前記チップバリスタの裏面の外部電極が前記ＬＥＤパッケージの一方の電極面上に面接触しており、表面の外部電極が導線を介して他方の電極面上に接続されている請求項９記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項１１】
前記チップバリスタは、ＬＥＤ素子までの距離よりも、前記ダムの内周までの距離の方が短く配置された請求項９又は１０に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項１２】
前記ＬＥＤ素子が１又は複数個と、前記チップバリスタが一つのみ搭載されている請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のＬＥＤパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は小型チップバリスタ及びその製造方法並びにそのチップバリスタを搭載したＬＥＤパッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤモジュールや電子部品などの小型化が進んでおり、バリスタやツェナーダイオードなどの静電気対策部品についても同様に小型化が要求されている。特に、ＬＥＤパッケージに搭載される静電気対策部品においては、その静電気対策部品自身がＬＥＤ素子からの光を吸収してしまったり、遮ったりして、発光効率すなわち照度を低下させてしまうという問題があるので、小型の静電気対策部品が必要となっている。
【０００３】
このような問題を解消する手段として、例えば登録実用新案公報３１３７０７２号で開示されているようにツェナーダイオードを搭載するための別室を設けたり、特開２０１１−２３５５７号公報で開示されているようにツェナーダイオードの周囲に透光性樹脂層を設けたりしてＬＥＤ素子からの光が無駄にならないようにして発光効率を低下させない手法が提案されている。
【０００４】
しかしながら、これらの手法では、別室を設けたり透光性樹脂層を設置したりするスペースが必要であり、十分に小型化を達成しているとはいえない。
【０００５】
特開平２−１３５７０７号公報にはチップ型バリスタの製造方法が開示されているが、この製造方法は、外部電極とセラミックとを削って溝を構成することによって、第一端子と第二端子との間を絶縁させてバリスタとして機能させている。しかし、このような構造のバリスタは、ある一定のサイズよりも小型化することが物理的に不可能な製造方法である。
【０００６】
また、さらに高い照度を得るためにＬＥＤ素子に高い電圧、例えば１０Ｖ以上の電圧をかけて発光させる場合には、小型のツェナーダイオード１個だけでは、静電気対策部品として機能することができなくなるため、複数個のツェナーダイオードを搭載する必要があり、やはり発光効率の低下や小型化を阻害する要因となってしまう。
【０００７】
一方、従来から周知の積層型バリスタは、内部電極とバリスタを積層しているため、小型にするほどバリスタ層の厚みが小さくなりバリスタ電圧も小さくなるので、やはり高い電圧のＬＥＤ素子には対応できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】登録実用新案公報３１３７０７２号
【特許文献２】特開２０１１−２３５５７号公報
【特許文献３】特開平２−１３５７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって本発明は、ＬＥＤパッケージのさらなる小型化を達成し、高電圧のＬＥＤ素子にも対応することができる手段を提供することを目的とする。
【００１０】
そして、本発明者らは上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、特定の手順によって製造される小型のチップバリスタを使用すれば、発光効率をほとんど損なうことなくＬＥＤパッケージをさらに小型化することが可能となることを見出した。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
バリスタのグリーンシートを７０〜２５０μｍの厚みで準備する第一の工程と、
前記グリーンシートを焼成して５０〜２００μｍの厚み（Ｈ１）のバリスタ素体を形成する第二の工程と、
前記バリスタ素体をそのまま使用して、その表裏面に外部電極を形成する第三の工程と、
前記外部電極を形成した外部電極付バリスタ素体を、その全表裏面が外部電極で被覆されているようにカットする第四の工程と、
を含むチップバリスタの製造方法。
【００１２】
前記外部電極は、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｓｎから選ばれる少なくとも一つからなるチップバリスタの製造方法。
【００１３】
前記外部電極は、厚み（Ｈ２）が０．５〜３μｍであるチップバリスタの製造方法。
【００１４】
Ｈ１とＨ２の比率（Ｈ２／Ｈ１）が０．２５〜６％であるチップバリスタの製造方法。
【００１５】
上記の製造方法で製造されたチップバリスタ。
【００１６】
長さ及び幅がいずれも１００〜３００μｍであるチップバリスタ。
【００１７】
裏面における前記外部電極の端面と、前記バリスタ素体の端面とが面一であるチップバリスタ。
【００１８】
前記バリスタ素体は、前記外部電極との界面において凹凸が存在するチップバリスタ。
【００１９】
上記のチップバリスタを搭載したダム形式のＬＥＤパッケージ。
【００２０】
前記チップバリスタの裏面の外部電極が前記ＬＥＤパッケージの一方の電極面上に面接触しており、表面の外部電極が導線を介して他方の電極面上に接続されているＬＥＤパッケージ。
【００２１】
前記チップバリスタは、ＬＥＤ素子までの距離よりも、前記ダムの内周までの距離の方が短く配置されたＬＥＤパッケージ。
【００２２】
前記ＬＥＤ素子が１又は複数個と、前記チップバリスタが一つのみ搭載されているＬＥＤパッケージ。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、従来よりもさらに小型化したＬＥＤパッケージを提供することができ、ＬＥＤ照明器具のさらなる小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明によるチップバリスタの製造工程フロー。
【図２】バリスタ素体の斜視図。
【図３】外部電極を形成したバリスタ素体の断面図。
【図４】バリスタ素体と外部電極との界面を拡大した図。
【図５】製品サイズにカットしたチップバリスタの断面図。
【図６】本発明によるチップバリスタの断面図。
【図７】従来のチップバリスタの断面図。
【図８】本発明によるＬＥＤパッケージの平面図。
【図９】図８のＡ−Ａ断面図。
【図１０】複数のＬＥＤ素子と複数のツェナーダイオードを搭載した、従来設計によるＬＥＤパッケージの平面図。
【図１１】複数のＬＥＤ素子とチップバリスタ１個を搭載した、本発明によるＬＥＤパッケージの平面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明の最良の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。製造手順は図１に示したフローによる。
【００２６】
（実施例）まず、第一の工程としてグリーンシートを準備する。酸化亜鉛を主成分として、必要な助剤を添加したバリスタ原料粉末を、有機溶剤、バインダー、分散剤、可塑剤などと混合してスラリーとした後に、ドクターブレード法により７０〜２５０μｍ程度のバリスタのグリーンシートを準備し、適度なサイズにカットする。グリーンシートサイズが大きすぎると後工程における取り扱いが困難になり、グリーンシートサイズが小さすぎると製造効率が悪くなるので、５ｃｍ角程度とするのが好ましい。
【００２７】
次に、第二の工程としてグリーンシートを焼成する。５ｃｍ角程度にカットしたグリーンシートを脱脂した後、９００〜１３００℃で焼成して、図２に示す方形のバリスタ素体１を得る。
【００２８】
そして、第三の工程としてバリスタ素体１に外部電極２を形成する。図３に示すように、焼成したバリスタ素体１の表裏面に厚さ０．５〜３μｍとなるように外部電極２をスパッタにより全面に形成する。本発明は、第二の工程と第三の工程との間において、バリスタ素体を研磨しないでそのまま使用しているため、図４に示したように、バリスタ素体の表面には、焼成工程において粒成長した酸化亜鉛１０による微細な凹凸がそのまま残っており、外部電極２とバリスタ素体１との間においてアンカー効果が得られるので、密着強度が高くなるという効果も得られるのである。外部電極成分としては、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｓｎから選択される。外部電極２の厚みを大きくしてしまうと、薄いバリスタ素体１を使用する利点を失ってしまう。また、外部電極２の厚みを薄くすることによって、小型化するのが容易になるだけでなく、後のカット工程における不良発生の抑制にもつながる。したがって、外部電極２は、金属箔を接着する方法やディップのように外部電極２が厚くなってしまう手法を用いるのは好ましくない。
【００２９】
最後に、第四の工程として外部電極付バリスタ素体をカットする。ダイシング、レーザー、ダイヤモンドスクライブなどの方法で、図５に示したように、所望のサイズにカットして小型のチップバリスタを得る。従来から周知のバリスタは、最終製品の形状にした後に外部電極を形成させているが、本発明は外部電極を形成した後に製品形状にカットすることを特徴とする。このような工程を採用することによって、カットした後の小型のチップバリスタの表裏面に外部電極を形成させるという非常に困難な工程を回避することができ、厚みが５０〜２００μｍという薄型のチップバリスタであっても容易に外部電極を形成させることが可能となる。
【００３０】
図６は、上記手法によって得られた小型のチップバリスタ３を示す。前述したように、外部電極形成後に製品サイズにカットしているため、外部電極２の端面４と、チップバリスタ３の側面５とが実質面一となっているのである。実質面一とは、カット工程において、外部電極２の端面４や、チップバリスタ３の側面５がわずかに欠けてしまって面一になっていない部分が存在することもあるということである。
【００３１】
なお、従来から周知のバリスタは、図７に示すように、外部電極２がバリスタ素体１の側面にまで回り込んで形成されているため、外部電極２の端面４とチップバリスタの側面５とが面一になっていない。チップバリスタの側面５からはみ出した電極によって、ｔの分だけ電極間距離が短くなりバリスタ電圧が小さくなってしまう。バリスタ素体１の厚みが小さくなるほど、すなわち、小型のチップバリスタになるほどその影響は大きくなりバリスタ電圧のばらつきが大きくなってしまうが、本発明によるチップバリスタであれば、外部電極の影響によるバリスタ電圧のばらつきはほとんどない。
【００３２】
したがって、本発明によると、長さ及び幅がいずれも１００〜３００μｍ程度の小型のチップバリスタであっても容易に製造することが可能で、しかもバリスタ電圧のばらつきが小さいチップバリスタを提供することができるのである。
【００３３】
次に、本発明のチップバリスタをＬＥＤパッケージに搭載した場合の効果について説明する。
【００３４】
一般的なダム形式のＬＥＤパッケージと同様に、図８及び図９に示したように、絶縁基板６の上にダム１１を形成し、そのダム１１の内側にＬＥＤ素子７、電極面８を形成し、電極面８の上に静電気対策部品として本発明で得られたチップバリスタ３を設置する。チップバリスタ３を設置する場所は、ＬＥＤ素子７に近いほど光の吸収による発光効率が低下するので、ＬＥＤ素子７から離してダム１１に近付けて配置する。そして、ワイヤボンディング９によってＬＥＤ素子７と電極面８とを、また、チップバリスタ３と電極面８とを電気的に接続する。本発明で得られるチップバリスタは、表裏面に外部電極が形成されているので、ワイヤボンディング接続が必要なのは表面の外部電極だけである。なお、本発明は小型化を目的としたものであるため、５ｍｍ角よりも小さいＬＥＤパッケージに対して特に効果を発揮するものである。
【００３５】
ここで、静電気対策部品としてツェナーダイオードを使用した場合、ツェナー電圧以上で作動する高照度のＬＥＤ素子を配置するためには、ツェナーダイオードを複数個配置する必要がある。ツェナー電圧は、一般的にツェナーダイオードのサイズに比例するので、小型のツェナーダイオードでは高い電圧で作動するＬＥＤ素子に対応できないため、図１０に示すように複数個のツェナーダイオード１２を配置するか、サイズの大きいツェナーダイオードを用いる必要があるのである。
【００３６】
しかし、本発明によるチップバリスタは、同サイズのツェナーダイオードのツェナー電圧よりも、高いバリスタ電圧とすることができるので、図１１に示すように、高い電圧で作動する複数個のＬＥＤ素子に対しても、１個のチップバリスタ３を設置するだけで静電気対策部品として対応することができるのである。
【００３７】
また、ＬＥＤパッケージにおいて、ＬＥＤ素子７と同一面上に静電気対策部品を配置すると、静電気対策部品自身がＬＥＤ素子７の発光を遮ってしまったり、吸収したりすることが知られている。ツェナーダイオードの表面は光を吸収しやすい黒色であるため、発光効率の低下が起こりやすく、したがって、複数個のツェナーダイオードを使用したり、サイズの大きいツェナーダイオードを用いたりすると、ますます発光効率が低下してしまうのである。
【００３８】
しかし、本発明のチップバリスタ３の表面は、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｓｎなどの反射率の高い外部電極で覆われているので、ＬＥＤパッケージに搭載しても、ＬＥＤ素子の発光効率をほとんど低下させることのないＬＥＤパッケージを提供することが可能となる。
【００３９】
以上、本発明の詳細について、実施例を示しながら説明してきたが、ここで示したのは本発明の具体的な実施形態であり、その技術思想を踏まえた上で、発明の効果を著しく損なわない限度において、前記実施形態の一部を変更して実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、小型のＬＥＤパッケージやＬＥＤ照明などにおいて幅広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１：，バリスタ素体
２：，外部電極
３：，チップバリスタ
４：，端面
５：，バリスタ側面
６：，絶縁基板
７：，ＬＥＤ素子
８：，電極面
９：，ワイヤボンディング
１０；，酸化亜鉛
１１；，ダム
１２；，ツェナーダイオード
１３；，マスク
【図１】
2013058720.tif 000003
【図２】
2013058720.tif 000004
【図３】
2013058720.tif 000005
【図４】
2013058720.tif 000006
【図５】
2013058720.tif 000007
【図６】
2013058720.tif 000008
【図７】
2013058720.tif 000009
【図８】
2013058720.tif 000010
【図９】
2013058720.tif 000011
【図１０】
2013058720.tif 000012
【図１１】
2013058720.tif 000013