JP2002043632A - 発光ダイオード - Google Patents

発光ダイオード

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恵 堀内
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄型化と同時に輝度向上、放熱性向上等が課
題になる。 【解決手段】 絶縁基板１は回路パターンを形成した表
裏の銅板２Ａ、２Ｂで絶縁基材１Ａを挟持し、ＬＥＤ素
子４を収納する収納凹部１ａを裏側の銅板２Ｂを残した
状態で形成し、凹部を含む上面及び下面と、上下面を連
通する側面に銅メッキ層により導電部３を形成し表裏銅
板２Ａ、２Ｂが収納凹部１ａの底面１ｂで一体化され
る。収納凹部１ａにＬＥＤ素子４を実装し、ＬＥＤ素子
４と導電部３とを金属細線５にてワイヤーボンドする。
金属細線５とＬＥＤ素子４を覆うように透光性樹脂６に
て封止する。収納凹部１ａの形状は、収納凹部１ａの底
面１ｂから上方に向かって広がるパラボラ形状をなし反
射面１ｃを形成する。絶縁基板１の下面側に形成された
回路パターンの面積を少なくするように略中央部にレジ
スト膜７を配設する。大電流用で、且つ小型、薄型が可
能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チップ型の発光ダ
イオード（以下、ＬＥＤと略記する）に係わり、特に大
電流用で、且つ小型薄型のＬＥＤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、軽薄短小を追求する電子機器
向けに提供された小型、薄型ＬＥＤの代表的な従来構造
として、特開平８−１２５２２７号、特開平７−２０２
２７１号及び特開平１１−１６３４１９号の各公報に開
示されている。以下、その概要について説明する。
【０００３】図２は、特開平８−１２５２２７号公報に
開示されたＬＥＤの断面図である。図２において、１１
は略直方体形状をした絶縁基板であり、この絶縁基板１
１の略中央付近にＬＥＤ素子を収納する丸状の孔１１ａ
からなる収納部が形成されている。更に、絶縁基板１１
の表面にメッキ配線による一対の回路パターン１２、１
３が形成され、回路パターン１２、１３はいずれも、絶
縁基板１１の下面から側面を通り上面までコの字状を成
し、回路パターン１２、１３が対向するように形成され
ている。ＬＥＤ素子１４は、絶縁基板１１に形成された
孔１１ａに落とし込む形で、回路パターン１２の下面部
１２ａに銀ペースト等の導電性接着剤を用いて接着実装
されている。実装さたＬＥＤ素子１４はもう一方の回路
パターン１３の上面部１３ａと金属細線１５でワイヤー
ボンディング接続される。透光性樹脂１６はＬＥＤ素子
１４と金属細線１５を覆う形で、絶縁基板１１の上面に
のみ形成されている。ＬＥＤ素子１４は絶縁基板１１に
形成された孔１１ａに落とし込んで実装されるため薄型
のＬＥＤが実現できる。
【０００４】図３は、特開平７−２０２２７１号公報に
開示されたＬＥＤの断面図である。図３において、上述
した図２で説明したＬＥＤと異なるところは、絶縁基板
１１の表面にＬＥＤ素子１４を収納する収納部の形状が
凹部１１ｂで、凹部１１ｂ内に形成された回路パターン
１２ｂに銀ペースト等の導電性接着剤を用いてＬＥＤ素
子１４が接着実装されている。金属細線１５によるワイ
ヤーボンディング及び透光性樹脂１６による樹脂封止は
上述した図２と同様であるので説明は省略する。絶縁基
板１１に形成された収納凹部１１ｂにＬＥＤ素子１４を
収納する構造のため、薄型のＬＥＤが実現できる。
【０００５】図４は、特開平１１−１６３４１９号公報
に開示されたＬＥＤの断面図である。図４において、上
面から下面に達する２つ回路パターン１２、１３を有す
る絶縁基板１１の上面に形成された収納凹部１１ｂに、
ＬＥＤ素子１４をその下面を絶縁基板１１に向けて接着
剤等にて接着し、ＬＥＤ素子１４の陽極と陰極を前記２
つの回路パターン１２、１３の絶縁基板１１の上面回路
パターン１２ｃ、１３ａにそれぞれ金属細線１５ａ、１
５ｂで接続して、ＬＥＤ素子１４と金属細線１５ａ、１
５ｂを透光性樹脂１６で封止する。上述した従来技術と
同様に絶縁基板１１に形成された収納凹部１１ｂにＬＥ
Ｄ素子１４を収納する構造のため、薄型のＬＥＤが実現
できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来技術のＬＥＤには次のような問題点がある。即
ち、上述した３つの従来技術は、いずれもＬＥＤ素子を
絶縁基板に形成された孔又は凹部に実装する構造のた
め、ＬＥＤ素子からの光は、孔又は凹部周辺に反射し漏
れるので光の反射効率が悪くＬＥＤの輝度が低下する。
また、特開平７−２０２２７１号及び特開平１１−１６
３４１９号に開示された従来技術は、絶縁基板の凹部に
実装するため、ＬＥＤ素子から発生する熱は収納凹部内
にこもり放熱効果が悪くＬＥＤの性能劣化になる等の問
題が発生した。従って、光の利用効率の向上及び放熱性
の向上が課題になる。
【０００７】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、大電流用に最適な、信頼性に優
れ、小型、薄型のＬＥＤを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明におけるＬＥＤは、回路パターンを形成した
絶縁基板上に発光ダイオード素子を実装し、該発光ダイ
オード素子を覆うように透光性樹脂にて封止したチップ
型発光ダイオードにおいて、前記絶縁基板は回路パター
ンを形成した表裏二枚の銅板で絶縁基材を挟持してな
り、該絶縁基板に発光ダイオード素子を収納する収納凹
部を絶縁基板の裏側の銅板を残した状態で形成し、前記
絶縁基板の凹部を含む上面及び下面と、上下面を接続す
る側面に導電部を形成し表裏銅板が前記収納凹部で一体
化し、該収納凹部に形成された回路パターンに発光ダイ
オード素子を実装し、該発光ダイオード素子と導電部と
を金属細線にてワイヤーボンディング接続し、該金属細
線と発光ダイオード素子を覆うように透光性樹脂にて封
止したことを特徴とするのである。
【０００９】また、前記絶縁基板を構成する表裏二枚の
各銅板の厚みは、前記絶縁基材の厚みより厚いことを特
徴とするものである。
【００１０】また、前記絶縁基板に形成された発光ダイ
オード素子を収納する収納凹部の形状は、収納凹部の底
面から絶縁基板の上方に向かって広がるパラボラ形状を
なし反射面を形成し、ＬＥＤ素子からの光は、反射面に
より進行方向をＬＥＤ素子の照射方向に向かわせること
を特徴とするものである。
【００１１】また、前記絶縁基板の下面側に形成された
回路パターンの面積を少なくするように絶縁基板の下面
側の略中央部にレジスト膜を配設したことを特徴とする
ものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明にお
けるＬＥＤについて説明する。図１は本発明の実施の形
態に係わるＬＥＤの断面図である。
【００１３】図１において、絶縁基板１は、回路パター
ンを形成する厚みが、例えば略７０〜１００μｍ程度の
表裏二枚の銅板２Ａ、２Ｂで、厚みが、例えば略５０〜
１００μｍ程度のガラエポ基材等よりなる絶縁基材１Ａ
を挟持した３層構造をしている。該絶縁基板１の上面に
ＬＥＤ素子４を収納する収納凹部１ａをエッチング、ド
リル、又はレーザ加工等の加工手段で絶縁基板１の裏側
の銅板２Ｂを残した状態で形成する。
【００１４】前記収納凹部１ａの形状は、収納凹部１ａ
の底面１ｂから絶縁基板１の上面に向かって広がるパラ
ポラ形状をなし反射面１ｃを形成する。即ち、収納凹部
１ａは底面１ｂと反射面１ｃとで構成されている。前記
絶縁基板１の収納凹部１ａを含む上面及び下面と、上下
面を連通する側面に導電部３を、例えば厚みが略１０〜
３０μｍ程度の銅メッキ層により形成する。前記表裏の
二枚の銅板２Ａ、２Ｂが前記導電部３を介して前記収納
凹部１ａの底面１ｂで一体化される。
【００１５】前記収納凹部１ａの底面１ｂに形成された
回路パターンに銀ペースト等の導電性接着剤を用いてＬ
ＥＤ素子４が接着実装される。実装されたＬＥＤ素子４
と導電部３とを金属細線５にてワイヤーボンディング接
続し、該金属細線５とＬＥＤ素子４を覆うように透光性
樹脂６にて封止するように構成されている。
【００１６】また、前記絶縁基板１の下面側に形成され
た回路パターンの面積を少なくするように絶縁基板１の
下面側の略中央部にレジスト膜７を配設する。
【００１７】上述した構成のＬＥＤの作用について説明
する。絶縁基板１を構成する表裏の二枚の銅板２Ａ、２
ＢとがＬＥＤ素子４を実装する収納凹部１ａの底面１ｂ
で一体化されているので、ＬＥＤ素子４から発生する熱
は収納凹部１ａにこもることなく底面１ｂより放熱され
る。前記二枚の銅板２Ａ、２Ｂの厚みは絶縁基材１Ａの
厚みより十分厚いので放熱特性は良好である。従って、
ＥＬＤ素子４の寿命の延長等信頼性にも向上が期待され
る。
【００１８】また、収納凹部１ａがパラボラ形状をし反
射面１ｃを形成しているため、ＬＥＤ素子４からの光は
反射面１ｃが光の反射板としての機能を兼ねるので、Ｌ
ＥＤ素子４からの光は進行方向をＬＥＤ素子４の照射方
向Ｌに向かって漏れなく進行するので、光の反射効率が
良く輝度が向上する。
【００１９】また、前記絶縁基板１の下面側に形成され
た回路パターンの露出する面積を少なくするように絶縁
基板１の下面側の略中央部にレジスト膜７を配設するこ
とにより、ＬＥＤとマザーボードとを半田接続する際
に、半田の拡散を防止することができる。
【００２０】また、ＬＥＤ素子４を収納凹部１ａ内に収
納し実装するので小型、薄型化が可能である。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
収納凹部の形状がパラボラ形状をなしているのでＬＥＤ
素子の反射効率が向上することにより製品の高性能化が
実現できる。
【００２２】また、絶縁基板を構成する銅板は十分厚
く、表裏の銅板が凹部で一体化されるので熱抵抗が低減
し放熱性が良く、ＬＥＤ素子の寿命が延長し、製品の信
頼性が向上する。
【００２３】また、絶縁基板の下面側にレジスト膜を設
け露出する電極部の面積を減らすことによりマザーボー
ドに半田付けで半田が下面全体に拡散するのを防ぎ接続
を確実にすることができる。
【００２４】以上、放熱性が良く大電流用で、且つ収納
凹部にＬＥＤ素子を実装するため小型化、薄型化が可能
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わるＬＥＤの断面図で
ある。
【図２】従来のＬＥＤの断面図である。
【図３】従来の他のＬＥＤの断面図である。
【図４】従来の更に他のＬＥＤの断面図である。
【符号の説明】
１ 絶縁基板 １Ａ 絶縁基材 １ａ 収納凹部 １ｂ 底面 １ｃ 反射面 ２Ａ、２Ｂ 銅板 ３ 導電部 ４ ＬＥＤ素子 ５ 金属細線 ６ 透光性樹脂 ７ レジスト膜 Ｌ 照射方向

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回路パターンを形成した絶縁基板上に発
    光ダイオード素子を実装し、該発光ダイオード素子を覆
    うように透光性樹脂にて封止したチップ型発光ダイオー
    ドにおいて、前記絶縁基板は回路パターンを形成した表
    裏二枚の銅板で絶縁基材を挟持してなり、該絶縁基板に
    発光ダイオード素子を収納する収納凹部を絶縁基板の裏
    側の銅板を残した状態で形成し、前記絶縁基板の凹部を
    含む上面及び下面と、上下面を接続する側面に導電部を
    形成し、前記表裏銅板が前記収納凹部で一体化し、該収
    納凹部に形成された回路パターンに発光ダイオード素子
    を実装し、該発光ダイオード素子と導電部とを金属細線
    にてワイヤーボンディング接続し、該金属細線と発光ダ
    イオード素子を覆うように透光性樹脂にて封止したこと
    を特徴とする発光ダイオード。
  2. 【請求項２】 前記絶縁基板を構成する表裏二枚の各銅
    板の厚みは、前記絶縁基材の厚みより厚いことを特徴と
    する請求項１記載の発光ダイオード。
  3. 【請求項３】 前記絶縁基板に形成された発光ダイオー
    ド素子を収納する収納凹部の形状は、収納凹部の底面か
    ら絶縁基板の上方に向かって広がるパラボラ形状をなし
    反射面を形成し、ＬＥＤ素子からの光は、反射面により
    進行方向をＬＥＤ素子の照射方向に向かわせることを特
    徴とする請求項１又は２記載の発光ダイオード。
  4. 【請求項４】 前記絶縁基板の下面側に形成された回路
    パターンの面積を少なくするように絶縁基板の下面側の
    略中央部にレジスト膜を配設したことを特徴とする請求
    項１、２又は３記載の発光ダイオード。
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