JP2000114604A - Light emitting element array and manufacture of the same - Google Patents

Light emitting element array and manufacture of the same

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JP2000114604A
JP2000114604A JP10278744A JP27874498A JP2000114604A JP 2000114604 A JP2000114604 A JP 2000114604A JP 10278744 A JP10278744 A JP 10278744A JP 27874498 A JP27874498 A JP 27874498A JP 2000114604 A JP2000114604 A JP 2000114604A
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JP
Japan
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light emitting
emitting element
substrate
element array
light
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JP10278744A
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Japanese (ja)
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Hiroshi Maeda
弘 前田
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To highly precisely set a light emission interval, and to realize high luminance. SOLUTION: An LED array 10 is provided with a substrate 12 and LED chips 14, and the substrate 12 is provided with a plurality of hole parts 18 for housing each LED chip 14. The emission interval of lights emitted from each LED chip 14 is decided according to an interval between each hole part 18 so that it is not necessary to hold the bonding precision of the LED chips 14 high.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に複数の発光
素子を配置して構成される発光素子アレイおよびその製
造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting element array having a plurality of light emitting elements arranged on a substrate and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的に、画像読み取り用スキャナや画
像出力(記録)用プリンタの光源として、SLDまたは
LED(以下、単にLEDという)等の発光素子を、直
線状および/またはマトリックス状に複数個配列させた
発光素子アレイが採用されている。
2. Description of the Related Art Generally, a plurality of light emitting elements such as SLDs or LEDs (hereinafter simply referred to as LEDs) are arranged in a linear and / or matrix form as light sources for an image reading scanner or an image output (recording) printer. An array of light emitting elements is used.

【0003】この種のLED式発光素子アレイでは、L
EDの光量のばらつきや配列間隔のばらつきが、直接、
すじや濃度むらになってプリント品質の低下が惹起され
てしまう。このため、プリント品質を向上させるべく、
光量が均一な複数のLEDチップを基板上に等間隔で高
精度に配列する必要がある。その際、配列精度は、マイ
クロメータのオーダが要求されており、この配列精度を
数マイクロメータ以下のオーダにすることができれば、
プリンタ自体の安価化および安定化が可能になる。ま
た、プリント時間の短縮を図るべく、プリント速度を早
くするためには、高輝度であることが望ましい。
In this type of LED type light emitting element array, L
Variations in ED light intensity and array spacing directly
This leads to streaks and uneven density, which causes a decrease in print quality. For this reason, in order to improve print quality,
It is necessary to arrange a plurality of LED chips having a uniform light amount on a substrate at equal intervals with high precision. At that time, the order of the arrangement accuracy is required to be on the order of micrometers, and if this arrangement accuracy can be reduced to the order of several micrometers or less,
The printer itself can be reduced in cost and stabilized. Further, in order to shorten the printing time and to increase the printing speed, it is desirable that the brightness be high.

【0004】そこで、従来から、半導体製造プロセスに
おいて、シリコン基板上に、直接、発光素子を一定間隔
で構成する方法が知られている(例えば、特開平9−4
5958号公報および特開平6−31075号公報参
照)。しかしながら、上記の従来の方法では、各LED
チップの発光強度のばらつきが大きくなって光量補正が
困難になるとともに、前記LEDチップの数が多くなる
に従って得率が低下するという問題がある。さらに、モ
ノリシックLEDアレイでは、PNジャンクション全面
で発光する光のうち、前面に向かう光しか有効に使えな
いため、高強度を得ることが難しく、しかも、エネルギ
効率が悪いという不具合がある。
Therefore, conventionally, in a semiconductor manufacturing process, a method has been known in which light emitting elements are directly formed on a silicon substrate at regular intervals (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-4).
5958 and JP-A-6-31075). However, in the above conventional method, each LED
There is a problem that the variation in light emission intensity of the chips becomes large and it becomes difficult to correct the light amount, and the yield decreases as the number of the LED chips increases. Furthermore, in the monolithic LED array, of the light emitted on the entire surface of the PN junction, only the light directed toward the front surface can be used effectively, so that it is difficult to obtain high intensity and the energy efficiency is poor.

【0005】一方、LEDチップを一個ずつプリント基
板上に一定間隔でボンディングする方法が、例えば、特
開平5−21849号公報や特開平8−156320号
公報に開示されている。これらの技術では、例えば、図
20に示すように、基板2上に複数のLEDチップ3が
一定方向に向かって等間隔に配列されることにより、L
EDアレイ4が構成されている。
On the other hand, a method of bonding LED chips one by one on a printed circuit board at regular intervals is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 5-21849 and 8-156320. In these techniques, for example, as shown in FIG. 20, a plurality of LED chips 3 are arranged on a substrate 2 at regular intervals in a certain direction, so that L
The ED array 4 is configured.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、LED
チップ3は外径精度が悪い上に、このLEDチップ3の
外径形状と発光中心とがずれている場合が多い。これに
より、上記のLEDアレイ4では各LEDチップ3同士
の発光中心間隔を高精度に保つためには、構造が複雑で
かつ高価な光学的処理によって前記発光中心を認識する
必要があり、極めて不経済であるという問題が指摘され
ている。しかも、この種の光学的処理の精度が悪いとい
う問題がある。
SUMMARY OF THE INVENTION However, LEDs
The outside diameter accuracy of the chip 3 is poor, and the outside diameter shape of the LED chip 3 and the light emission center are often shifted. Accordingly, in the LED array 4 described above, in order to maintain the interval between the light emission centers of the LED chips 3 with high accuracy, it is necessary to recognize the light emission center by a complicated and expensive optical process. The problem of being an economy has been pointed out. In addition, there is a problem that the accuracy of this type of optical processing is poor.

【0007】さらに、LEDチップ3は、一辺が0.2
5mm〜0.4mmと相当に小さいものがあり、この種
のLEDチップ3を基板2上に高精度にかつ安定してボ
ンディングすることは極めて困難なものとなっている。
さらにまた、図21に示すように、LEDチップ3のP
Nジャンクション5から導出される光は、上下方向およ
び水平方向の全方向に向かって出力されるものの、特
に、図21中、水平方向の強度がもっとも強いという性
質を有している。これにより、LEDチップ3から照射
される光を有効に使用することができないという問題が
指摘されている。
Further, the LED chip 3 has a side of 0.2
Some are considerably small, such as 5 mm to 0.4 mm, and it is extremely difficult to bond this type of LED chip 3 to the substrate 2 with high accuracy and stability.
Furthermore, as shown in FIG.
The light derived from the N-junction 5 is output in all directions, up and down, and in the horizontal direction, but has the property of having the highest intensity in the horizontal direction in FIG. As a result, a problem has been pointed out that the light emitted from the LED chip 3 cannot be used effectively.

【0008】本発明はこの種の問題を解決するものであ
り、各発光素子の発光間隔を高精度に維持するととも
に、高輝度および均一光量を有することが可能な発光素
子アレイおよびその製造方法を提供することを目的とす
る。
The present invention solves this kind of problem, and provides a light emitting element array capable of maintaining a light emitting interval of each light emitting element with high precision and having a high luminance and a uniform light amount, and a method of manufacturing the same. The purpose is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係る発光素子ア
レイおよびその製造方法では、基板に複数の穴部が設け
られ、各穴部毎に発光素子が一つずつ収容されている。
これにより、発光素子同士の発光間隔が穴部同士の間隔
精度で決まるため、各発光素子を高精度にボンディング
する必要がなく、発光間隔精度を良好に維持することが
できる。
In the light emitting element array and the method of manufacturing the same according to the present invention, a plurality of holes are provided in a substrate, and one light emitting element is accommodated in each hole.
Thus, since the light emitting interval between the light emitting elements is determined by the accuracy of the interval between the holes, it is not necessary to bond each light emitting element with high accuracy, and the light emitting interval accuracy can be maintained satisfactorily.

【0010】ここで、穴部が発光素子を周回する略放物
面を有しており、前記発光素子から導出される光は、こ
の略放物面で反射して前記穴部から外部に確実に照射さ
れる。従って、発光素子から発生する光を有効に使用す
ることが可能になる。特に、略放物面に鏡面処理が施さ
れることにより、高輝度および高強度の光を得ることが
できる。
[0010] Here, the hole has a substantially parabolic surface surrounding the light emitting element, and light derived from the light emitting element is reflected by the substantially parabolic surface to be surely emitted from the hole to the outside. Is irradiated. Therefore, light generated from the light emitting element can be used effectively. In particular, high-brightness and high-intensity light can be obtained by performing mirror processing on a substantially parabolic surface.

【0011】また、発光素子が略放物面の焦点位置に対
応して配置されるため、この発光素子から発生される光
の有効利用が一層確実に遂行される。さらに、基板の表
面あるいは穴部からこの基板の裏面に向かって駆動電流
供給用配線が設けられることにより、前記基板の表面配
線を不要にすることができ、例えば、密着露光方式にも
活用することが可能になる。
In addition, since the light emitting element is arranged substantially corresponding to the focal position of the paraboloid, the effective use of the light generated from the light emitting element is more reliably performed. Further, since the drive current supply wiring is provided from the front surface or the hole of the substrate toward the back surface of the substrate, the wiring on the front surface of the substrate can be made unnecessary. Becomes possible.

【0012】さらにまた、基板を穴部が形成される板材
と発光素子が実装される底板とに分割構成し、この板材
とこの底板とが一体的に固定される。これにより、底板
に板材を固定した後に発光素子を実装する手順の他、こ
の底板に予め前記発光素子を実装した後、前記板材を固
定する手順を行うことができ、作業性の向上が容易に図
られる。
Further, the substrate is divided into a plate member in which a hole is formed and a bottom plate on which the light emitting element is mounted, and the plate member and the bottom plate are integrally fixed. Thereby, in addition to the procedure for mounting the light emitting element after fixing the plate material to the bottom plate, the procedure for mounting the light emitting element on the bottom plate in advance and then fixing the plate material can be performed, and the workability can be easily improved. It is planned.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施形態
に係る発光素子アレイであるLEDアレイ10の概略斜
視説明図である。LEDアレイ10は、基板12と、こ
の基板12に等間隔ずつ離間して配置される複数のLE
Dチップ(発光素子)14とを備える。
FIG. 1 is a schematic perspective explanatory view of an LED array 10 which is a light emitting element array according to a first embodiment of the present invention. The LED array 10 includes a substrate 12 and a plurality of LEs arranged at equal intervals on the substrate 12.
And a D chip (light emitting element) 14.

【0014】基板12は、銅やアルミニウム等の金属の
他、シリコンウエハやガラス等の材料により構成されて
おり、前記基板12の表面16側には、所定の深さにか
つ互いに等間隔離間して複数の穴部18が設けられてい
る。各穴部18は、LEDチップ14が配置される底面
20と、前記LEDチップ14を周回する略放物面22
とを有するとともに、前記略放物面22に鏡面処理部2
4が設けられる。この鏡面処理部24は、略放物面22
に銀、アルミニウムまたはクロム等の金属を蒸着あるい
はメッキ処理することにより形成されている。LEDチ
ップ14は、略放物面22の焦点位置に対応して底面2
0に配置されている(図2参照)。
The substrate 12 is made of a material such as a silicon wafer or glass, in addition to a metal such as copper or aluminum, and has a predetermined depth and is equally spaced from each other on the surface 16 of the substrate 12. A plurality of holes 18 are provided. Each hole 18 has a bottom surface 20 on which the LED chip 14 is arranged, and a substantially parabolic surface 22 around the LED chip 14.
And the substantially parabolic surface 22 has a mirror surface processing unit 2
4 are provided. This mirror surface processing unit 24 has a substantially parabolic surface 22.
Is formed by depositing or plating a metal such as silver, aluminum or chromium. The LED chip 14 has a bottom surface 2 corresponding to the focal position of the substantially parabolic surface 22.
0 (see FIG. 2).

【0015】基板12には、穴部18の開口26に対応
してマイクロレンズ28が配置される。マイクロレンズ
28を、それぞれ単独で接着剤により基板12の表面1
6に固定するようにしてもよいが、第1の実施形態で
は、複数の前記マイクロレンズ28を一体的に構成した
マイクロレンズアレイ30を、前記表面16に接着剤等
により固定している。
A micro lens 28 is arranged on the substrate 12 corresponding to the opening 26 of the hole 18. The microlenses 28 are individually attached to the surface 1 of the substrate 12 with an adhesive.
6, the microlens array 30 in which the plurality of microlenses 28 are integrally formed is fixed to the surface 16 with an adhesive or the like.

【0016】図2に示すように、各穴部18を構成する
底面20に貫通穴32が形成され、この貫通穴32に絶
縁材34を介してリード(駆動電流供給用配線)36が
施される。このリード36の一端とLEDチップ14と
がワイヤ38によりボンディングされる一方、前記リー
ド36の他端が基板12の裏面側に導出されて配線され
ている。
As shown in FIG. 2, a through hole 32 is formed in the bottom surface 20 of each hole 18 and a lead (wiring for supplying a drive current) 36 is formed in the through hole 32 via an insulating material 34. You. One end of the lead 36 and the LED chip 14 are bonded by a wire 38, while the other end of the lead 36 is led out to the back side of the substrate 12 and wired.

【0017】図3は、LEDアレイ10を組み込むプリ
ント装置40の概略構成説明図である。プリント装置4
0は、ロール状に巻回された感光材料Fに画像を露光記
録するための露光部42と、露光後の前記感光材料Fに
現像処理を施す現像部44と、現像後の前記感光材料F
を集積する集積部46とを備える。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the configuration of a printing apparatus 40 incorporating the LED array 10. Printing device 4
Reference numeral 0 denotes an exposure section 42 for exposing and recording an image on the photosensitive material F wound in a roll, a developing section 44 for performing a developing process on the exposed photosensitive material F, and a developing section 44 after the development.
And an accumulating unit 46 for accumulating.

【0018】露光部42は、感光材料Fを繰り出して水
平方向(矢印A方向)に搬送する搬送系48を有すると
ともに、この搬送系48を構成するニップローラ対50
同士の間に位置してLED露光ヘッド52、54および
56が配設される。LED露光ヘッド52、54および
56は、感光材料Fにカラー画像を露光記録するため
に、それぞれR、GおよびBの三原色に対応して設定さ
れている。
The exposure section 42 has a transport system 48 for feeding out the photosensitive material F and transporting the photosensitive material F in the horizontal direction (the direction of arrow A), and a pair of nip rollers 50 constituting the transport system 48.
LED exposure heads 52, 54 and 56 are arranged between them. The LED exposure heads 52, 54 and 56 are set corresponding to the three primary colors of R, G and B, respectively, for exposing and recording a color image on the photosensitive material F.

【0019】図4に示すように、LED露光ヘッド5
2、54および56は、それぞれLEDアレイ10とセ
ルフォックレンズアレイ58とを備えており、感光材料
F上に集光させるように構成されている。プリント装置
40には、画像処理装置60および画像入力装置62が
接続されており、感光材料F上に所定の画像が記録再生
される。
As shown in FIG. 4, the LED exposure head 5
Each of 2, 54 and 56 includes an LED array 10 and a selfoc lens array 58, and is configured to collect light on the photosensitive material F. An image processing device 60 and an image input device 62 are connected to the printing device 40, and a predetermined image is recorded and reproduced on the photosensitive material F.

【0020】図5は、本発明の第1の実施形態に係るL
EDアレイ10が組み込まれるスキャナ装置70の概略
構成説明図である。スキャナ装置70は、読み取り用の
原稿72を載置するガラステーブル74を備え、このガ
ラステーブル74の下方側には、矢印B方向に移動自在
なスキャニングテーブル76が配置されている。
FIG. 5 is a block diagram showing the L according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration explanatory view of a scanner device 70 in which the ED array 10 is incorporated. The scanner device 70 includes a glass table 74 on which a document 72 for reading is placed, and a scanning table 76 movable in the direction of arrow B is disposed below the glass table 74.

【0021】スキャニングテーブル76には、LEDア
レイ10R 、10G および10B がそれぞれの傾斜角度
を異にして配置されるとともに、各LEDアレイ1
R 、10G および10B から照射された光が原稿72
で反射されて受光素子アレイ78に導入される。LED
アレイ10R 、10G および10B は、それぞれ、R、
GおよびBの三原色に対応して設定されている。受光素
子アレイ78に受光信号処理装置80が接続され、この
受光信号処理装置80に画像情報記憶装置82が接続さ
れている。
On the scanning table 76, LED arrays 10 R , 10 G and 10 B are arranged at different inclination angles, and each LED array 1
0 R , 10 G and 10 B illuminate the original 72
And is introduced into the light receiving element array 78. LED
Arrays 10 R , 10 G and 10 B represent R,
The colors are set corresponding to the three primary colors G and B. A light receiving signal processing device 80 is connected to the light receiving element array 78, and an image information storage device 82 is connected to the light receiving signal processing device 80.

【0022】このように構成されるLEDアレイ10を
製造する方法について、以下に説明する。
A method of manufacturing the LED array 10 having the above-described structure will be described below.

【0023】先ず、図6に示すように、基板12を構成
する基板素材12aが用意される。この基板素材12a
の表面16aには、等間隔ずつ離間して複数の穴部18
が所定の深さまでエッチング処理あるいは機械加工等に
よって形成される(図7参照)。次いで、穴部18を構
成する略放物面22には、銀、アルミニウムまたはクロ
ム等の金属がコーティングされ、鏡面処理部24が形成
される(図8参照)。
First, as shown in FIG. 6, a substrate material 12a constituting the substrate 12 is prepared. This substrate material 12a
A plurality of holes 18 are equally spaced from each other on the surface 16a of the
Is formed to a predetermined depth by etching or machining (see FIG. 7). Next, a metal such as silver, aluminum, or chromium is coated on the substantially parabolic surface 22 constituting the hole portion 18 to form a mirror-finished portion 24 (see FIG. 8).

【0024】さらに、図9に示すように、穴部18を構
成する底面20には、LEDチップ14が略放物面22
の焦点位置に対応して実装される。ここで、穴部18の
底面20には、予め銀ペーストおよび導電性接着剤が設
けられており、LEDチップ14がこの底面20に固定
される。そして、図10に示すように、基板12の表面
16には、複数のマイクロレンズ28を一体的に構成し
たマイクロレンズアレイ30が固定され、LEDアレイ
10が製造されることになる。
Further, as shown in FIG. 9, the LED chip 14 has a substantially parabolic surface 22 on the bottom surface 20 forming the hole 18.
Is mounted corresponding to the focal position of Here, a silver paste and a conductive adhesive are provided on the bottom surface 20 of the hole 18 in advance, and the LED chip 14 is fixed to the bottom surface 20. Then, as shown in FIG. 10, a microlens array 30 integrally formed with a plurality of microlenses 28 is fixed to the surface 16 of the substrate 12, and the LED array 10 is manufactured.

【0025】なお、基板12の裏面側に配線を施す際に
は、図2に示すように、予めリード36が絶縁材34を
介して貫通穴32に装着されており、LEDチップ14
を底面20に固定する際、ワイヤ38を介してこのリー
ド36と前記LEDチップ14とをボンディングする処
理が行われる。
When wiring is performed on the back surface side of the substrate 12, as shown in FIG. 2, a lead 36 is previously mounted in the through hole 32 via an insulating material 34, and the LED chip 14
When the LED chip 14 is fixed to the bottom surface 20, the lead 36 is bonded to the LED chip 14 via a wire 38.

【0026】このように構成されるLEDアレイ10で
は、図11に示すように、LEDチップ14のPNジャ
ンクション面14aで発生した光が、穴部18の略放物
面22に設けられた鏡面処理部24で反射されるため、
略全ての光がこの穴部18の開口26から外部に放射さ
れる。このため、LEDチップ14から発生する光を有
効に使用することができ、高輝度および高強度の光をL
EDアレイ10から照射することが可能になるという効
果が得られる。
In the LED array 10 configured as described above, as shown in FIG. 11, the light generated at the PN junction surface 14a of the LED chip 14 is reflected by the mirror surface treatment provided on the substantially parabolic surface 22 of the hole 18. Reflected by the part 24,
Almost all light is emitted to the outside from the opening 26 of the hole 18. For this reason, the light generated from the LED chip 14 can be used effectively, and the high-brightness and high-intensity light is
The effect that irradiation from the ED array 10 becomes possible is obtained.

【0027】従って、プリント装置40では、露光部4
2で矢印A方向に繰り出されている感光材料FにLED
露光ヘッド52、54および56から光の照射を行え
ば、この感光材料Fには、所望のカラー画像を高品質か
つ迅速に形成することができる。
Therefore, in the printing apparatus 40, the exposure unit 4
LED on photosensitive material F fed out in the direction of arrow A at 2
By irradiating light from the exposure heads 52, 54 and 56, a desired color image can be formed on the photosensitive material F with high quality and quickly.

【0028】一方、スキャナ装置70では、スキャニン
グテーブル76を介して矢印B方向に移動しながら、各
LEDアレイ10R 、10G および10B から原稿72
に所望の光を照射することにより、この原稿72に把持
されているカラー画像情報を受光素子アレイ78に確実
に導入することができる。これにより、画像情報記憶装
置82には、受光信号処理装置80を介して原稿72に
把持されているカラー画像を高品質かつ正確に記憶する
ことが可能になる。
On the other hand, in the scanner device 70, the original 72 is moved from the LED arrays 10 R , 10 G and 10 B through the scanning table 76 in the direction of arrow B.
By irradiating the original 72 with desired light, the color image information held by the original 72 can be reliably introduced into the light receiving element array 78. As a result, the color image held by the document 72 via the light reception signal processing device 80 can be stored in the image information storage device 82 with high quality and accuracy.

【0029】さらに、第1の実施形態では、図12に示
すように、LEDチップ14の中心が穴部18の中心か
ら距離Hだけずれていても、前記LEDチップ14から
発生する光を鏡面処理部24で反射させて確実に外部へ
と導出することができる。すなわち、各LEDチップ1
4から発生される光同士の間隔は、各穴部18同士の間
隔精度で決定されることになり、底面20での前記LE
Dチップ14のボンディング位置を高精度に設定する必
要がない。このため、LEDチップ14のボンディング
作業が簡素化し、特に、寸法の小さいLEDチップ14
のボンディング作業が一挙に簡素化するという効果が得
られる。
Further, in the first embodiment, as shown in FIG. 12, even if the center of the LED chip 14 is shifted from the center of the hole 18 by the distance H, the light generated from the LED chip 14 is subjected to mirror finishing. The light is reflected by the portion 24 and can be reliably led to the outside. That is, each LED chip 1
4 is determined by the accuracy of the spacing between the holes 18, and the LE at the bottom surface 20.
There is no need to set the bonding position of the D chip 14 with high accuracy. For this reason, the bonding operation of the LED chip 14 is simplified, and in particular, the LED chip 14 having a small size is used.
The effect of simplifying the bonding operation at once can be obtained.

【0030】このように、第1の実施形態では、LED
チップ14の高精度なボンディングが不要になり、簡単
な作業および構成で、発光間隔精度に優れるLEDアレ
イ10を得ることができるとともに、高輝度および高強
度な光を確実に発生させることが可能になる。しかも、
予め性能検査によって輝度の揃ったLEDチップ14を
用いることができ、光量の均等なLEDアレイ10を製
造することにより、光量保証制御装置等が不要になって
プリント装置40やスキャナ装置70全体を安価かつ小
型に構成することが可能になるという利点が得られる。
As described above, in the first embodiment, the LED
High precision bonding of the chip 14 is not required, and with a simple operation and configuration, it is possible to obtain the LED array 10 having excellent light emitting interval accuracy, and to surely generate high brightness and high intensity light. Become. Moreover,
An LED chip 14 having a uniform luminance can be used in advance by performance inspection, and by manufacturing the LED array 10 having a uniform light amount, the light amount assurance control device and the like become unnecessary, and the entire printing device 40 and scanner device 70 are inexpensive. Further, there is obtained an advantage that it is possible to reduce the size.

【0031】また、図2に示すように、LEDアレイ1
0の表面配線が不要になることにより、密着露光方式に
採用することもできる。その際、各マイクロレンズ28
が用紙とLEDアレイ10との密着を防ぎ、LEDアレ
イ10をスムーズに走行させることが可能になる。さら
にまた、例えば、A3版用の長尺なLED露光ヘッド5
2、54および56等にも容易に適用することができ
る。
Further, as shown in FIG.
Since the zero surface wiring is not required, it can be adopted in the contact exposure method. At this time, each micro lens 28
Prevents the sheet from being in close contact with the LED array 10 and allows the LED array 10 to run smoothly. Furthermore, for example, a long LED exposure head 5 for A3 size
It can be easily applied to 2, 54, 56 and the like.

【0032】なお、マイクロレンズ28は、必要に応じ
て用いればよく、装置側の光学系の設計等によってこの
マイクロレンズ28を不要にすることができる。ここ
で、マイクロレンズアレイ30を基板12に固定する
際、窒素置換された雰囲気中で前記マイクロレンズアレ
イ30の接合を行えば、湿気等によるLEDチップ14
の劣化を防止することが可能である。また、鏡面処理部
24が略放物面22に設けられているが、用途によって
は放物面に近い曲面乃至平面で構成してもよい。
The microlens 28 may be used as needed, and the microlens 28 can be made unnecessary by designing an optical system on the apparatus side. Here, when the microlens array 30 is fixed to the substrate 12, if the microlens array 30 is bonded in a nitrogen-substituted atmosphere, the LED chip 14 may be exposed to moisture or the like.
Can be prevented from deteriorating. In addition, although the mirror surface processing unit 24 is provided on the substantially parabolic surface 22, it may be configured as a curved surface or a flat surface close to the parabolic surface depending on the use.

【0033】図13は、本発明の第2の実施形態に係る
LEDアレイ90の概略説明図である。なお、第1の実
施形態に係るLEDアレイ10と同一の構成要素は同一
の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
FIG. 13 is a schematic explanatory view of an LED array 90 according to the second embodiment of the present invention. The same components as those of the LED array 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and a detailed description thereof will be omitted.

【0034】LEDアレイ90は、基板92を備えると
ともに、この基板92は、穴部18が形成される板材9
4と、LEDチップ14が実装される底板96とを有す
る。板材94と底板96とは、接着剤あるいはねじ止め
等により一体的に固定されている。
The LED array 90 has a substrate 92, and the substrate 92 is provided on the plate 9 on which the hole 18 is formed.
4 and a bottom plate 96 on which the LED chip 14 is mounted. The plate member 94 and the bottom plate 96 are integrally fixed by an adhesive or a screw.

【0035】このように構成されるLEDアレイ90を
製造する作業について、以下に説明する。
The operation of manufacturing the LED array 90 thus configured will be described below.

【0036】先ず、図14に示すように、板材素材94
aが用意される。この板材素材94aは、底板96と同
様に、銅やアルミニウム等の金属あるいはシリコンウエ
ハやガラス等の材料で構成されている。板材素材94a
には、等間隔ずつ離間して穴部18に相当する貫通孔9
8が形成され(図15参照)、この貫通孔98が形成さ
れた板材94が底板96上に接着剤やねじ止め等によっ
て固定される(図16参照)。これにより、板材94と
底板96との間に穴部18が形成されるとともに、基板
92が構成される。
First, as shown in FIG.
a is prepared. Like the bottom plate 96, the plate material 94a is made of a metal such as copper or aluminum, or a material such as a silicon wafer or glass. Board material 94a
Are provided with through holes 9 at regular intervals and corresponding to the holes 18.
8 are formed (see FIG. 15), and the plate material 94 in which the through holes 98 are formed is fixed on the bottom plate 96 by an adhesive, a screw, or the like (see FIG. 16). Thus, the hole 18 is formed between the plate member 94 and the bottom plate 96, and the substrate 92 is formed.

【0037】次に、図17に示すように、穴部18を構
成する略放物面22に銀、アルミニウムまたはクロム等
の金属がコーティングされて鏡面処理部24が形成され
た後、底板96の上面である底面20にLEDチップ1
4が銀ペーストおよび導電性接着剤を介して実装される
(図18参照)。さらに、窒素雰囲気中において、マイ
クロレンズアレイ30が板材94の表面に固定されてL
EDアレイ90が製造される(図19参照)。
Next, as shown in FIG. 17, after the substantially parabolic surface 22 constituting the hole 18 is coated with a metal such as silver, aluminum or chromium to form the mirror-finished portion 24, the bottom plate 96 LED chip 1 on bottom surface 20
4 is mounted via a silver paste and a conductive adhesive (see FIG. 18). Further, in a nitrogen atmosphere, the microlens array 30 is fixed to the surface of the
The ED array 90 is manufactured (see FIG. 19).

【0038】なお、図14〜図19に示す手順の他、予
め、底板96にLEDチップ14をボンディングしてお
き、板材素材94aに穴加工を施した後、鏡面処理によ
って鏡面処理部24が設けられた板材94を、前記LE
Dチップ14がボンディングされた前記底板96上に接
着剤またはねじ止め等によって固定してもよい。
In addition to the procedures shown in FIGS. 14 to 19, the LED chip 14 is bonded to the bottom plate 96 in advance, and a hole is formed in the plate material 94a. The obtained plate 94 is attached to the LE.
The D chip 14 may be fixed on the bottom plate 96 to which the D chip 14 is bonded by using an adhesive or a screw.

【0039】このように、第2の実施形態では、基板9
2を板材94と底板96とに分割するため、必要に応じ
て作業手順を入れ換えることができ、作業の自由度が向
上するという効果が得られる。しかも、LEDチップ1
4のボンディング精度を高く維持する必要がなく、LE
Dアレイ90の製造作業が一挙に簡素化される等、第1
の実施形態と同様の効果が得られる。
As described above, in the second embodiment, the substrate 9
Since 2 is divided into the plate material 94 and the bottom plate 96, the work procedure can be changed as needed, and the effect of improving the degree of freedom of work can be obtained. Besides, LED chip 1
No need to maintain high bonding accuracy of 4
The first is that the production work of the D-array 90 is simplified at once.
The same effect as that of the embodiment can be obtained.

【0040】なお、第1および第2の実施形態では、マ
イクロレンズ28を用いているが、このマイクロレンズ
28に代替して平面ガラス等を用いることも可能であ
る。
Although the microlenses 28 are used in the first and second embodiments, flat glass or the like may be used instead of the microlenses 28.

【0041】また、第2の実施形態では、板材94を絶
縁材で構成し、あるいは、底板96の表面(底面20に
相当する)を絶縁処理しておき、この底板96のボンデ
ィング面に予め配線パターンを形成することができる。
これにより、深い位置でのワイヤボンディング作業が不
要になり、生産性の向上が図られる。
In the second embodiment, the plate member 94 is made of an insulating material, or the surface of the bottom plate 96 (corresponding to the bottom surface 20) is insulated, and a wiring is formed on the bonding surface of the bottom plate 96 in advance. A pattern can be formed.
This eliminates the need for a wire bonding operation at a deep position, thereby improving productivity.

【0042】[0042]

【発明の効果】本発明に係る発光素子アレイおよびその
製造方法では、基板に複数の穴部を設けておき、この穴
部毎に発光素子を一つずつ収容している。このため、穴
部同士の間隔に対応して発光間隔が決定されるため、発
光素子を高精度にボンディングする必要がなく、発光間
隔精度に優れた発光素子アレイを、簡単な工程で確実に
製造することができる。
In the light emitting element array and the method of manufacturing the same according to the present invention, a plurality of holes are provided in the substrate, and one light emitting element is accommodated in each of the holes. For this reason, since the light emission interval is determined according to the interval between the holes, it is not necessary to bond the light emitting elements with high precision, and a light emitting element array with excellent light emission interval accuracy is reliably manufactured in a simple process. can do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係るLEDアレイの
概略斜視説明図である。
FIG. 1 is a schematic perspective explanatory view of an LED array according to a first embodiment of the present invention.

【図2】前記LEDアレイの一部断面説明図である。FIG. 2 is a partially sectional explanatory view of the LED array.

【図3】前記LEDアレイを組み込むプリント装置の概
略構成説明図である。
FIG. 3 is a schematic configuration explanatory view of a printing apparatus incorporating the LED array.

【図4】前記プリント装置に組み込まれたLED露光ヘ
ッドの説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an LED exposure head incorporated in the printing apparatus.

【図5】前記LEDアレイが組み込まれるスキャナ装置
の概略構成説明図である。
FIG. 5 is a schematic configuration explanatory view of a scanner device in which the LED array is incorporated.

【図6】前記LEDアレイを構成する基板を製造するた
めの基板素材の正面図である。
FIG. 6 is a front view of a substrate material for manufacturing a substrate constituting the LED array.

【図7】前記基板素材を穴加工する際の説明図である。FIG. 7 is an explanatory view when drilling a hole in the substrate material.

【図8】前記穴加工により得られた略放物面に鏡面処理
を施す際の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory view when a mirror surface treatment is performed on a substantially parabolic surface obtained by the drilling.

【図9】前記基板にLEDチップを実装する際の説明図
である。
FIG. 9 is an explanatory view when mounting an LED chip on the substrate.

【図10】前記基板にマイクロレンズアレイを固定する
際の説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram when a microlens array is fixed to the substrate.

【図11】前記穴部内での前記LEDチップの発光状態
説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a light emitting state of the LED chip in the hole.

【図12】前記穴部内で前記LEDチップの中心がずれ
た場合の発光状態説明図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a light emitting state when the center of the LED chip is shifted in the hole.

【図13】本発明の第2の実施形態に係る発光素子アレ
イの概略斜視説明図である。
FIG. 13 is a schematic perspective explanatory view of a light emitting element array according to a second embodiment of the present invention.

【図14】前記発光素子アレイを構成する基板の一方の
要素である板材を製造する板材素材の正面説明図であ
る。
FIG. 14 is an explanatory front view of a plate material for manufacturing a plate material, which is one element of a substrate constituting the light emitting element array.

【図15】前記板材素材に穴加工を施す際の断面説明図
である。
FIG. 15 is an explanatory cross-sectional view when a hole is formed in the plate material.

【図16】前記板材を前記基板の他方の要素である底板
に固着した状態の説明図である。
FIG. 16 is an explanatory view showing a state where the plate material is fixed to a bottom plate which is the other element of the substrate.

【図17】前記穴加工により得られた略放物面に鏡面処
理を施す際の説明図である。
FIG. 17 is an explanatory diagram when a mirror surface treatment is performed on a substantially parabolic surface obtained by the drilling.

【図18】前記底板上にLEDチップを実装する際の説
明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram when an LED chip is mounted on the bottom plate.

【図19】前記板材上に前記マイクロレンズアレイを固
定する際の説明図である。
FIG. 19 is an explanatory diagram when the microlens array is fixed on the plate material.

【図20】従来技術に係るLEDアレイの斜視説明図で
ある。
FIG. 20 is an explanatory perspective view of an LED array according to the related art.

【図21】図20に示すLEDアレイを構成するLED
チップの動作説明図である。
FIG. 21 shows an LED constituting the LED array shown in FIG. 20;
It is operation | movement explanatory drawing of a chip | tip.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、10R 、10G 、10B 、90…LEDアレイ 12、92…基板 14…LEDチッ
プ 16…表面 18…穴部 20…底面 22…略放物面 24…鏡面処理部 26…開口 28…マイクロレンズ 30…マイクロレ
ンズアレイ 36…リード 40…プリント装
置 42…露光部 52、54、56
…LED露光ヘッド 58…セルフォックレンズアレイ 60…画像処理装
置 62…画像入力装置 70…スキャナ装
置 74…ガラステーブル 80…受光信号処
理装置 82…画像情報記憶装置 94…板材 96…底板
10,10 R, 10 G, 10 B , 90 ... LED array 12,92 ... substrate 14 ... LED chip 16 ... surface 18 ... the hole 20 ... bottom 22 ... substantially paraboloid 24 ... mirror section 26 ... opening 28 ... Microlens 30 ... Microlens array 36 ... Lead 40 ... Printing device 42 ... Exposure unit 52,54,56
... LED exposure head 58 ... Selfoc lens array 60 ... Image processing device 62 ... Image input device 70 ... Scanner device 74 ... Glass table 80 ... Light receiving signal processing device 82 ... Image information storage device 94 ... Plate material 96 ... Bottom plate

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板に複数の発光素子を配置して構成され
る発光素子アレイであって、 前記基板は、前記発光素子を一つずつ収容するための複
数の穴部を設けることを特徴とする発光素子アレイ。
1. A light emitting element array comprising a plurality of light emitting elements arranged on a substrate, wherein the substrate has a plurality of holes for accommodating the light emitting elements one by one. Light emitting element array.
【請求項2】請求項1記載の発光素子アレイにおいて、
前記穴部は、前記発光素子が配置される底面と、 前記発光素子を周回する略放物面と、 を有することを特徴とする発光素子アレイ。
2. The light emitting element array according to claim 1, wherein
The light emitting element array, wherein the hole has: a bottom surface on which the light emitting element is arranged; and a substantially paraboloid surrounding the light emitting element.
【請求項3】請求項2記載の発光素子アレイにおいて、
前記略放物面には、鏡面処理が施されていることを特徴
とする発光素子アレイ。
3. The light emitting element array according to claim 2, wherein
The light emitting element array, wherein the substantially parabolic surface is subjected to a mirror surface treatment.
【請求項4】請求項2または3記載の発光素子アレイに
おいて、前記発光素子は、前記略放物面の焦点位置に対
応して前記底面に配置されることを特徴とする発光素子
アレイ。
4. The light-emitting element array according to claim 2, wherein said light-emitting elements are arranged on said bottom surface corresponding to a focal position of said substantially parabolic surface.
【請求項5】請求項1記載の発光素子アレイにおいて、
前記基板の表面あるいは前記穴部から該基板の裏面に向
かって駆動電流供給用配線が設けられることを特徴とす
る発光素子アレイ。
5. The light emitting element array according to claim 1, wherein
A light emitting element array, wherein a drive current supply wiring is provided from the front surface of the substrate or the hole to the rear surface of the substrate.
【請求項6】請求項1記載の発光素子アレイにおいて、
前記基板は、前記穴部が形成された板材と、 前記発光素子が実装される底板と、 を備え、 前記板材と前記底板とが一体的に固定されることを特徴
とする発光素子アレイ。
6. The light emitting device array according to claim 1, wherein
The light emitting device array, comprising: a substrate having the hole formed therein; and a bottom plate on which the light emitting element is mounted, wherein the plate and the bottom plate are integrally fixed.
【請求項7】基板に複数の発光素子を配置して発光素子
アレイを製造する方法であって、 前記基板の表面から所定の深さに複数の穴部を設ける工
程と、 前記穴部の各底面毎に前記発光素子を一つずつ実装する
工程と、 を有することを特徴とする発光素子アレイの製造方法。
7. A method of manufacturing a light emitting element array by arranging a plurality of light emitting elements on a substrate, comprising: providing a plurality of holes at a predetermined depth from a surface of the substrate; Mounting the light emitting elements one by one on each bottom surface.
【請求項8】基板に複数の発光素子を配置して発光素子
アレイを製造する方法であって、前記基板を構成する板
材に複数の穴部を設ける工程と、 前記基板を構成する底板と前記板材とを一体的に固定す
る工程と、 前記底板と前記板材とを固定する前、あるいは固定した
後、前記底板に前記穴部に対応して前記発光素子を実装
する工程と、 を有することを特徴とする発光素子アレイの製造方法。
8. A method for manufacturing a light-emitting element array by arranging a plurality of light-emitting elements on a substrate, the method comprising: providing a plurality of holes in a plate material forming the substrate; A step of integrally fixing the plate member, and a step of mounting the light emitting element corresponding to the hole portion on the bottom plate before or after fixing the bottom plate and the plate member. A method for manufacturing a light-emitting element array.
【請求項9】請求項7または8記載の製造方法におい
て、前記発光素子を周回する前記穴部の略放物面に鏡面
処理を施す工程を有することを特徴とする発光素子アレ
イの製造方法。
9. The method for manufacturing a light emitting element array according to claim 7, further comprising a step of subjecting the substantially parabolic surface of the hole surrounding the light emitting element to a mirror surface treatment.
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