JP2002314148A - 表面実装型発光ダイオード及びその製造方法 - Google Patents
表面実装型発光ダイオード及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 薄板金属基板を利用した表面実装型発光ダイ
オードの形状を補強材を用いることなく保持し、且つ補
強材としていた樹脂材の使用量の低減化を図るようにし
た表面実装型発光ダイオードを提供すること。 【解決手段】 薄板金属板の両端を下側に折り曲げて断
面略コの字状の第１電極部２５ａ及び第２電極部２５ｂ
をそれぞれ形成した薄板金属基板２２と、前記第１電極
部２５ａの上面に設けた凹部２７と、前記第１電極部２
５ａ及び第２電極部２５ｂを分離するスリット３０及び
マスキングテープ３１からなる絶縁部とを備え、前記凹
部２７の底面２８に発光素子２６の下面電極を接合する
一方、発光素子２６の上面電極を前記第２電極部２５ｂ
にボンディングワイヤ３３で接続し、前記凹部２７内に
第１の樹脂３５を充填すると共に、凹部２７及び薄板金
属基板２２の上部を第２の樹脂３７で封止した構造の発
光ダイオード２１を形成した。
オードの形状を補強材を用いることなく保持し、且つ補
強材としていた樹脂材の使用量の低減化を図るようにし
た表面実装型発光ダイオードを提供すること。 【解決手段】 薄板金属板の両端を下側に折り曲げて断
面略コの字状の第１電極部２５ａ及び第２電極部２５ｂ
をそれぞれ形成した薄板金属基板２２と、前記第１電極
部２５ａの上面に設けた凹部２７と、前記第１電極部２
５ａ及び第２電極部２５ｂを分離するスリット３０及び
マスキングテープ３１からなる絶縁部とを備え、前記凹
部２７の底面２８に発光素子２６の下面電極を接合する
一方、発光素子２６の上面電極を前記第２電極部２５ｂ
にボンディングワイヤ３３で接続し、前記凹部２７内に
第１の樹脂３５を充填すると共に、凹部２７及び薄板金
属基板２２の上部を第２の樹脂３７で封止した構造の発
光ダイオード２１を形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マザーボード上に
表面実装することのできる表面実装型発光ダイオード及
びその製造方法に係り、特に波長変換する際の集光性及
び放熱効果を高めた表面実装型発光ダイオードに関する
ものである。
表面実装することのできる表面実装型発光ダイオード及
びその製造方法に係り、特に波長変換する際の集光性及
び放熱効果を高めた表面実装型発光ダイオードに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、表面実装型の発光ダイオードにお
いて、波長変換を効率よく行うと共に、発光素子の発熱
を抑えるために、図１１に示すような構造の発光ダイオ
ード１が知られている（特開２０００−２５２５２４
号）。この発光ダイオード１は、従来のガラスエポキシ
基板に代わって、銅や鉄あるいはリン青銅など熱伝導率
の良い薄板金属板を所定形状にプレス成形した薄板金属
基板２を用いている。この薄板金属基板２は、厚みが
０．５ｍｍ以下で両側に段差部３，４を有する略台形状
のもので、上面５の中央部には発光素子６を収容する凹
部７が設けられている。この凹部７は、上面５をプレス
成形によってすり鉢状に凹ませたもので、発光素子６を
載置する円形状の底面８と、上方向に広がる内周面９と
で形成されている。内周面９の傾斜角度は、発光素子６
からの光の拡散を抑えてできるだけ上方へ導くように設
定されている。
いて、波長変換を効率よく行うと共に、発光素子の発熱
を抑えるために、図１１に示すような構造の発光ダイオ
ード１が知られている（特開２０００−２５２５２４
号）。この発光ダイオード１は、従来のガラスエポキシ
基板に代わって、銅や鉄あるいはリン青銅など熱伝導率
の良い薄板金属板を所定形状にプレス成形した薄板金属
基板２を用いている。この薄板金属基板２は、厚みが
０．５ｍｍ以下で両側に段差部３，４を有する略台形状
のもので、上面５の中央部には発光素子６を収容する凹
部７が設けられている。この凹部７は、上面５をプレス
成形によってすり鉢状に凹ませたもので、発光素子６を
載置する円形状の底面８と、上方向に広がる内周面９と
で形成されている。内周面９の傾斜角度は、発光素子６
からの光の拡散を抑えてできるだけ上方へ導くように設
定されている。
【０００３】上記薄板金属基板２の一方の段差部３に
は、他方の段差部４と平行なスリット１１が形成され、
このスリット１１によって薄板金属基板２を２つに分離
している。薄板金属基板２自体が導電性であるため、こ
のようなスリット１１を設けることによって、スリット
１１を挟んで凹部７側にダイボンド電極を、反対側の段
差部３側にワイヤボンド電極をそれぞれ形成している。
スリット１１は、非導電性のマスキングテープ１７によ
って塞がれている。
は、他方の段差部４と平行なスリット１１が形成され、
このスリット１１によって薄板金属基板２を２つに分離
している。薄板金属基板２自体が導電性であるため、こ
のようなスリット１１を設けることによって、スリット
１１を挟んで凹部７側にダイボンド電極を、反対側の段
差部３側にワイヤボンド電極をそれぞれ形成している。
スリット１１は、非導電性のマスキングテープ１７によ
って塞がれている。
【０００４】上記薄板金属基板２の凹部７に配置される
発光素子６は略立方体形状の微小チップであり、下面と
上面にそれぞれ電極を有する。そして、下面電極を凹部
７の底面８に導電性接着剤で固着し、上面電極をボンデ
ィングワイヤ１３によってスリット１１の反対側の段差
部３に設けられたワイヤボンド電極に接続することで導
通が図られる。
発光素子６は略立方体形状の微小チップであり、下面と
上面にそれぞれ電極を有する。そして、下面電極を凹部
７の底面８に導電性接着剤で固着し、上面電極をボンデ
ィングワイヤ１３によってスリット１１の反対側の段差
部３に設けられたワイヤボンド電極に接続することで導
通が図られる。
【０００５】また、上記凹部７には波長変換用材料を混
入した第１の樹脂１５が充填されており、前記発光素子
６がこの中に埋設されている。この波長変換用材料には
蛍光染料や蛍光顔料等からなる蛍光物質が用いられ、例
えば、発光素子６が青色発光するものであれば、この青
色光が第１の樹脂１５に分散されている蛍光物質に当た
ってこの蛍光物質を励起し、発光素子６の元来の発光色
とは異なる黄色系の発光に変換され、青色光と黄色光と
の混色により白色系の発光を得ることができる。また、
上記凹部７を含む薄板金属基板２の上部は、第２の樹脂
１６によって封止されている。この第２の樹脂１６もエ
ポキシ系の透明樹脂を主成分としたものであり、これに
第１の樹脂１５で波長変換された発光色の均一性を良く
するための拡散剤や樹脂の老化を防ぐための紫外線吸収
剤等が混入されている。
入した第１の樹脂１５が充填されており、前記発光素子
６がこの中に埋設されている。この波長変換用材料には
蛍光染料や蛍光顔料等からなる蛍光物質が用いられ、例
えば、発光素子６が青色発光するものであれば、この青
色光が第１の樹脂１５に分散されている蛍光物質に当た
ってこの蛍光物質を励起し、発光素子６の元来の発光色
とは異なる黄色系の発光に変換され、青色光と黄色光と
の混色により白色系の発光を得ることができる。また、
上記凹部７を含む薄板金属基板２の上部は、第２の樹脂
１６によって封止されている。この第２の樹脂１６もエ
ポキシ系の透明樹脂を主成分としたものであり、これに
第１の樹脂１５で波長変換された発光色の均一性を良く
するための拡散剤や樹脂の老化を防ぐための紫外線吸収
剤等が混入されている。
【０００６】一方、薄板金属基板２は厚みが非常に薄い
（０．５ｍｍ以下）ことから、これを補強するためと、
スリット１１によって分離された薄板金属基板２を所定
位置に確保するために、薄板金属基板２の裏面側に第３
の樹脂１８が配設される。
（０．５ｍｍ以下）ことから、これを補強するためと、
スリット１１によって分離された薄板金属基板２を所定
位置に確保するために、薄板金属基板２の裏面側に第３
の樹脂１８が配設される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の表面
実装型の発光ダイオード１は、凹部７自体が薄板金属基
板２で構成されているので放熱効果が得られるものの、
段差３，４の高さを維持する必要から、第３の樹脂１８
を薄板金属基板２の裏面側に充填して補強しなければな
らない。そのために、工数が増加すると共に樹脂材の使
用量が増え製品コストが割高になるといった問題があ
る。
実装型の発光ダイオード１は、凹部７自体が薄板金属基
板２で構成されているので放熱効果が得られるものの、
段差３，４の高さを維持する必要から、第３の樹脂１８
を薄板金属基板２の裏面側に充填して補強しなければな
らない。そのために、工数が増加すると共に樹脂材の使
用量が増え製品コストが割高になるといった問題があ
る。
【０００８】そこで、本発明の目的は、薄板金属基板の
裏面側に補強材を用いることなく形状を保持し、且つ工
数及び樹脂材の使用量の低減化を図るようにした表面実
装型発光ダイオード及びその製造方法を提供するもので
ある。
裏面側に補強材を用いることなく形状を保持し、且つ工
数及び樹脂材の使用量の低減化を図るようにした表面実
装型発光ダイオード及びその製造方法を提供するもので
ある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る表面実装型発光ダイオード
は、薄板金属板の両端を下側に折り曲げて断面略コの字
状の第１電極部及び第２電極部をそれぞれ形成した薄板
金属基板と、前記第１電極部の上面に設けた凹部と、前
記第１電極部及び第２電極部を分離する絶縁部とを備
え、前記凹部の底面に発光素子の下面電極を接合する一
方、発光素子の上面電極を前記第２電極部にワイヤボン
ドし、前記凹部内に第１の樹脂を充填すると共に、凹部
及び薄板金属基板の上部を第２の樹脂で封止したことを
特徴とする。
に、本発明の請求項１に係る表面実装型発光ダイオード
は、薄板金属板の両端を下側に折り曲げて断面略コの字
状の第１電極部及び第２電極部をそれぞれ形成した薄板
金属基板と、前記第１電極部の上面に設けた凹部と、前
記第１電極部及び第２電極部を分離する絶縁部とを備
え、前記凹部の底面に発光素子の下面電極を接合する一
方、発光素子の上面電極を前記第２電極部にワイヤボン
ドし、前記凹部内に第１の樹脂を充填すると共に、凹部
及び薄板金属基板の上部を第２の樹脂で封止したことを
特徴とする。
【００１０】この発明によれば、薄板金属板の両端を下
側に折り曲げて第１電極部及び第２電極部をそれぞれ形
成し、その中間に発光素子を埋設する凹部を形成したの
で、前記第１電極部及び第２電極部をそのままマザーボ
ードに実装できる。また、第１電極部及び第２電極部が
薄板金属板の両端を断面略コの字状に折り曲げ形成して
一定の高さを維持しているので、薄板金属基板の裏面側
の空洞部に補強材を入れなくとも発光素子を埋設した凹
部の形状が崩れたり、位置ずれを起こすことがない。さ
らに、前記第１電極部，第２電極部及び凹部が一枚の薄
い金属板でできているため、発光素子が発光することに
よる熱を効率よくマザーボード等に放熱することができ
る。また、発光素子が凹部に埋設され、この凹部内に第
１の樹脂を充填したことで、この第１の樹脂による光の
波長変換が効率よく行え、輝度や色調のバラツキが抑え
られると共に、従来薄板金属基板の裏面側に充填されて
いた補強用の樹脂が不要となるので、その分発光ダイオ
ードに要する樹脂の総使用量が低く抑えられる。
側に折り曲げて第１電極部及び第２電極部をそれぞれ形
成し、その中間に発光素子を埋設する凹部を形成したの
で、前記第１電極部及び第２電極部をそのままマザーボ
ードに実装できる。また、第１電極部及び第２電極部が
薄板金属板の両端を断面略コの字状に折り曲げ形成して
一定の高さを維持しているので、薄板金属基板の裏面側
の空洞部に補強材を入れなくとも発光素子を埋設した凹
部の形状が崩れたり、位置ずれを起こすことがない。さ
らに、前記第１電極部，第２電極部及び凹部が一枚の薄
い金属板でできているため、発光素子が発光することに
よる熱を効率よくマザーボード等に放熱することができ
る。また、発光素子が凹部に埋設され、この凹部内に第
１の樹脂を充填したことで、この第１の樹脂による光の
波長変換が効率よく行え、輝度や色調のバラツキが抑え
られると共に、従来薄板金属基板の裏面側に充填されて
いた補強用の樹脂が不要となるので、その分発光ダイオ
ードに要する樹脂の総使用量が低く抑えられる。
【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１記載の表
面実装型発光ダイオードにおいて、前記凹部は、その内
周面が底面から外部に向かって広がるように傾斜してい
ることを特徴とする。
面実装型発光ダイオードにおいて、前記凹部は、その内
周面が底面から外部に向かって広がるように傾斜してい
ることを特徴とする。
【００１２】この発明によれば、凹部内に実装された発
光素子の光が底面から外部に向かって広がるように傾斜
した内周面に沿って進むため、一定の方向に集光して輝
度を高めると共に、輝度ムラや色調ムラを目立たなくす
ることができる。
光素子の光が底面から外部に向かって広がるように傾斜
した内周面に沿って進むため、一定の方向に集光して輝
度を高めると共に、輝度ムラや色調ムラを目立たなくす
ることができる。
【００１３】請求項３に係る発明は、請求項１又は２記
載の表面実装型発光ダイオードにおいて、前記凹部は、
その内周面が鏡面加工又は金メッキ加工されていること
を特徴とする。
載の表面実装型発光ダイオードにおいて、前記凹部は、
その内周面が鏡面加工又は金メッキ加工されていること
を特徴とする。
【００１４】この発明によれば、凹部の内周面が鏡面加
工又は金メッキ加工されることで、光反射率を一層高め
ることができる。
工又は金メッキ加工されることで、光反射率を一層高め
ることができる。
【００１５】請求項４に係る発明は、請求項１記載の表
面実装型発光ダイオードにおいて、前記充填された第１
の樹脂の上面が、凹部の上端縁より低いことを特徴とす
る。
面実装型発光ダイオードにおいて、前記充填された第１
の樹脂の上面が、凹部の上端縁より低いことを特徴とす
る。
【００１６】この発明によれば、凹部内に充填される第
１の樹脂の上面を該凹部の上端縁より低くしたので、複
数の表面実装型発光ダイオードを近接配置したときで
も、一方の発光ダイオードからの発光を他方の発光ダイ
オードの凹部の上端縁で遮ることができ、両方の発光ダ
イオードの発光色が混ざり合うといったことがない。
１の樹脂の上面を該凹部の上端縁より低くしたので、複
数の表面実装型発光ダイオードを近接配置したときで
も、一方の発光ダイオードからの発光を他方の発光ダイ
オードの凹部の上端縁で遮ることができ、両方の発光ダ
イオードの発光色が混ざり合うといったことがない。
【００１７】請求項５に係る発明は、請求項１記載の表
面実装型発光ダイオードにおいて、前記第１の樹脂に、
波長変換用の蛍光染料及び蛍光顔料のうち少なくとも一
方が混入されていることを特徴とする。
面実装型発光ダイオードにおいて、前記第１の樹脂に、
波長変換用の蛍光染料及び蛍光顔料のうち少なくとも一
方が混入されていることを特徴とする。
【００１８】この発明によれば、第１の樹脂に波長変換
用の蛍光染料や蛍光顔料を混入することで、波長変換機
能を有した表面実装型の発光ダイオードが容易に形成で
きる。
用の蛍光染料や蛍光顔料を混入することで、波長変換機
能を有した表面実装型の発光ダイオードが容易に形成で
きる。
【００１９】請求項６に係る発明は、請求項１記載の表
面実装型発光ダイオードにおいて、前記第２の樹脂に、
拡散剤及び紫外線吸収剤のうち少なくとも一方が混入さ
れていることを特徴とする。
面実装型発光ダイオードにおいて、前記第２の樹脂に、
拡散剤及び紫外線吸収剤のうち少なくとも一方が混入さ
れていることを特徴とする。
【００２０】この発明によれば、第２の樹脂中に拡散剤
あるいは紫外線吸収剤を混入したので、発光素子の近く
にある第１の樹脂が外部からの紫外線などによる影響を
受けにくいものとなり、第１の樹脂に混入された蛍光染
料や蛍光顔料等の波長変換用材料の老化を抑え、長期に
亘って安定した発光を得ることができる。
あるいは紫外線吸収剤を混入したので、発光素子の近く
にある第１の樹脂が外部からの紫外線などによる影響を
受けにくいものとなり、第１の樹脂に混入された蛍光染
料や蛍光顔料等の波長変換用材料の老化を抑え、長期に
亘って安定した発光を得ることができる。
【００２１】本発明の請求項７に係る発明は、細長長方
形状の薄板金属板の長手方向にスリットを形成し、この
スリットに絶縁部材を被覆形成する工程と、前記薄板金
属板の両長辺の端部をコの字状に折り曲げ、第１電極部
及び第２電極部を形成する工程と、発光素子が実装され
る凹部を前記スリットに沿って薄板金属板の上面に等間
隔にプレス形成する工程と、前記凹部の底面に発光素子
の一方の下面電極を接合し、他方の上面電極を前記第１
電極部あるいは第２電極部にワイヤボンドする工程と、
前記凹部内に第１の樹脂を充填する工程と、前記凹部及
び薄板金属板の上面に金型を装着し、この金型内に第２
の樹脂を充填して封止する工程と、前記第２の樹脂をキ
ュアリングした後、切断ラインに沿って単個の発光ダイ
オードごとに薄板金属板を分割する工程とを備えたこと
を特徴とする。
形状の薄板金属板の長手方向にスリットを形成し、この
スリットに絶縁部材を被覆形成する工程と、前記薄板金
属板の両長辺の端部をコの字状に折り曲げ、第１電極部
及び第２電極部を形成する工程と、発光素子が実装され
る凹部を前記スリットに沿って薄板金属板の上面に等間
隔にプレス形成する工程と、前記凹部の底面に発光素子
の一方の下面電極を接合し、他方の上面電極を前記第１
電極部あるいは第２電極部にワイヤボンドする工程と、
前記凹部内に第１の樹脂を充填する工程と、前記凹部及
び薄板金属板の上面に金型を装着し、この金型内に第２
の樹脂を充填して封止する工程と、前記第２の樹脂をキ
ュアリングした後、切断ラインに沿って単個の発光ダイ
オードごとに薄板金属板を分割する工程とを備えたこと
を特徴とする。
【００２２】この発明によれば、一枚の薄板金属板から
複数の凹部及び２極に電気的に分離された第１電極部及
び第２電極部を、プレスあるいは折り曲げ加工のみで容
易に形成することができる。このため、製造工数及びコ
ストの低減化が図られる。また、プレス加工機の型枠を
代えるだけで様々な形状や深さの凹部を形成することが
可能である。
複数の凹部及び２極に電気的に分離された第１電極部及
び第２電極部を、プレスあるいは折り曲げ加工のみで容
易に形成することができる。このため、製造工数及びコ
ストの低減化が図られる。また、プレス加工機の型枠を
代えるだけで様々な形状や深さの凹部を形成することが
可能である。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
に係る表面実装型発光ダイオード及びその製造方法の実
施形態を詳細に説明する。図１は本発明の表面実装型発
光ダイオードの斜視図、図２は前記表面実装型発光ダイ
オードをマザーボードに実装したときの断面図、図３乃
至図１０は前記表面実装型発光ダイオードの製造工程を
示す工程図である。
に係る表面実装型発光ダイオード及びその製造方法の実
施形態を詳細に説明する。図１は本発明の表面実装型発
光ダイオードの斜視図、図２は前記表面実装型発光ダイ
オードをマザーボードに実装したときの断面図、図３乃
至図１０は前記表面実装型発光ダイオードの製造工程を
示す工程図である。
【００２４】図１及び図２に示すように、本実施形態に
係る発光ダイオード２１は、従来のガラスエポキシ基板
に代わって、銅や鉄あるいはリン青銅など熱伝導率の良
い薄板金属板を所定形状にプレス加工した薄板金属基板
２２を用いている。この薄板金属基板２２は、厚さ０．
５ｍｍ程度の長方形状で、中央部にすり鉢状に凹んだ凹
部２７が設けられ、両端部がコの字状に折り曲げた第１
電極部２５ａ及び第２電極部２５ｂとなっている。前記
凹部２７は、平板状に延ばした薄板金属基板２２の略中
央部をプレス加工機等で一定の深さに凹ませて形成さ
れ、発光素子２６を載置する平坦な底面２８と、この底
面２８の周囲から上方向に傾斜して広がる内周面２９と
を備えている。内周面２９の傾斜角度は、発光素子２６
からの光の拡散を抑えてできるだけ上方へ導くように設
定され、また、発光素子２６からの光の反射率を上げる
ために内周面２９が鏡面仕上げ又は金メッキ仕上げにな
っている。
係る発光ダイオード２１は、従来のガラスエポキシ基板
に代わって、銅や鉄あるいはリン青銅など熱伝導率の良
い薄板金属板を所定形状にプレス加工した薄板金属基板
２２を用いている。この薄板金属基板２２は、厚さ０．
５ｍｍ程度の長方形状で、中央部にすり鉢状に凹んだ凹
部２７が設けられ、両端部がコの字状に折り曲げた第１
電極部２５ａ及び第２電極部２５ｂとなっている。前記
凹部２７は、平板状に延ばした薄板金属基板２２の略中
央部をプレス加工機等で一定の深さに凹ませて形成さ
れ、発光素子２６を載置する平坦な底面２８と、この底
面２８の周囲から上方向に傾斜して広がる内周面２９と
を備えている。内周面２９の傾斜角度は、発光素子２６
からの光の拡散を抑えてできるだけ上方へ導くように設
定され、また、発光素子２６からの光の反射率を上げる
ために内周面２９が鏡面仕上げ又は金メッキ仕上げにな
っている。
【００２５】前記第１電極部２５ａ及び第２電極部２５
ｂの折り曲げ端部２３ａ，２３ｂは、前記凹部２７の底
面２８と平行で、高さも略同じように形成される。前記
第１電極部２５ａ及び第２電極部２５ｂは、それぞれカ
ソード電極及びアノード電極となり、それぞれの折り曲
げ端部２３ａ，２３ｂはマザーボード４１に形成された
プリント配線パターン４２ａ，４２ｂにそれぞれ接続さ
れる。
ｂの折り曲げ端部２３ａ，２３ｂは、前記凹部２７の底
面２８と平行で、高さも略同じように形成される。前記
第１電極部２５ａ及び第２電極部２５ｂは、それぞれカ
ソード電極及びアノード電極となり、それぞれの折り曲
げ端部２３ａ，２３ｂはマザーボード４１に形成された
プリント配線パターン４２ａ，４２ｂにそれぞれ接続さ
れる。
【００２６】前記第２電極部２５ｂ側には、スリット３
０が形成され、このスリット３０によって一枚の薄板金
属基板２２を第１電極部２５ａと第２電極部２５ｂとに
電気的に分離している。前記スリット３０は、非導電性
のマスキングテープ３１によって塞がれている。なお、
薄板金属基板２２にメッキを施すことで光反射効率が上
がり、また錆の発生等も防止することができる。メッキ
は、例えば下地にニッケルメッキを用い、その上に銀メ
ッキを施すなど公知の手段で行える。
０が形成され、このスリット３０によって一枚の薄板金
属基板２２を第１電極部２５ａと第２電極部２５ｂとに
電気的に分離している。前記スリット３０は、非導電性
のマスキングテープ３１によって塞がれている。なお、
薄板金属基板２２にメッキを施すことで光反射効率が上
がり、また錆の発生等も防止することができる。メッキ
は、例えば下地にニッケルメッキを用い、その上に銀メ
ッキを施すなど公知の手段で行える。
【００２７】前記凹部２７に配置される発光素子２６は
略立方体形状の微小チップであり、下面と上面にそれぞ
れ下面電極及び上面電極を有する。そして、下面電極を
凹部２７の底面２８に導電性接着剤で接合し、上面電極
をボンディングワイヤ３３によってスリット３０を挟ん
だ反対側の第２電極部２５ｂにワイヤボンドされる。こ
の実施形態における発光素子２６には、窒化ガリウム系
化合物半導体あるいはシリコンカーバイド系化合物半導
体からなる青色発光の素子が用いられる。
略立方体形状の微小チップであり、下面と上面にそれぞ
れ下面電極及び上面電極を有する。そして、下面電極を
凹部２７の底面２８に導電性接着剤で接合し、上面電極
をボンディングワイヤ３３によってスリット３０を挟ん
だ反対側の第２電極部２５ｂにワイヤボンドされる。こ
の実施形態における発光素子２６には、窒化ガリウム系
化合物半導体あるいはシリコンカーバイド系化合物半導
体からなる青色発光の素子が用いられる。
【００２８】また、前記凹部２７内には波長変換用材料
を混入した第１の樹脂３５が充填されており、前記発光
素子２６がこの中に埋設されている。この波長変換用材
料には蛍光染料や蛍光顔料等からなる蛍光物質が用いら
れ、発光素子２６から発した青色光が第１の樹脂３５に
分散されている蛍光物質に当たってこの蛍光物質を励起
し、発光素子２６の元来の発光色とは異なる黄色系の発
光に変換され、青色光と黄色光との混色により白色系の
発光を得ることができる。また、蛍光物質を混入する第
１の樹脂３５にはエポキシ系の透明樹脂が用いられる
が、蛍光物質の混入量を変えることで変換する波長領域
を調整することができる。さらに、第１の樹脂３５の充
填量は、図１及び図２にも示されるように、その上面が
凹部２７の上端縁３６より低い位置であり、少なくとも
凹部２７の上端縁３６より飛び出さないことが望まし
い。これは、複数の発光ダイオード２１を近接配置した
ときに、隣接する他の発光ダイオードの発光を凹部２７
の上端縁３６で遮断することによって混色を防ぐもので
ある。なお、前記蛍光物質として用いられる蛍光染料と
してはフルオレセイン、ローダミン等の有機蛍光体を、
また蛍光顔料としてはタングステン酸カルシウム等の無
機蛍光体を使用することができる。
を混入した第１の樹脂３５が充填されており、前記発光
素子２６がこの中に埋設されている。この波長変換用材
料には蛍光染料や蛍光顔料等からなる蛍光物質が用いら
れ、発光素子２６から発した青色光が第１の樹脂３５に
分散されている蛍光物質に当たってこの蛍光物質を励起
し、発光素子２６の元来の発光色とは異なる黄色系の発
光に変換され、青色光と黄色光との混色により白色系の
発光を得ることができる。また、蛍光物質を混入する第
１の樹脂３５にはエポキシ系の透明樹脂が用いられる
が、蛍光物質の混入量を変えることで変換する波長領域
を調整することができる。さらに、第１の樹脂３５の充
填量は、図１及び図２にも示されるように、その上面が
凹部２７の上端縁３６より低い位置であり、少なくとも
凹部２７の上端縁３６より飛び出さないことが望まし
い。これは、複数の発光ダイオード２１を近接配置した
ときに、隣接する他の発光ダイオードの発光を凹部２７
の上端縁３６で遮断することによって混色を防ぐもので
ある。なお、前記蛍光物質として用いられる蛍光染料と
してはフルオレセイン、ローダミン等の有機蛍光体を、
また蛍光顔料としてはタングステン酸カルシウム等の無
機蛍光体を使用することができる。
【００２９】さらに、前記凹部２７を含む薄板金属基板
２２の上部は、第２の樹脂３７によって封止されてい
る。この第２の樹脂３７もエポキシ系の透明樹脂を主成
分としたものであり、これに第１の樹脂３５で波長変換
された発光色の均一性を良くするための拡散剤や樹脂の
老化を防ぐための紫外線吸収剤等が混入されている。ま
た、第２の樹脂３７は薄板金属基板２２と略同じ外形の
直方体形状をしており、上面中央部には半球状の集光レ
ンズ部３８が一体に突出形成されている。この集光レン
ズ部３８は、凹部２７の上方に位置しており、凹部２７
の第１の樹脂３５で波長変換した発光素子２６からの発
光を集光する凸レンズとしての働きを持つ。即ち、発光
素子２６から発した光は、そのまま上方に直進するもの
と、凹部２７の内周面２９で反射してから上方に向かう
ものに分かれるが、特に、第１の樹脂３５に分散された
波長変換材料によって青色光から変換された黄色光と、
発光素子２６元来の青色光とが混色され、集光レンズ部
３８によって集光されるために高輝度の白色発光が得ら
れることになる。なお、集光レンズ部３８の曲率半径や
形状、屈折率は、集光が得られる範囲では特に限定され
るものではない。また、第２の樹脂３７の上面に上記の
ような集光レンズ部３８を設けず、平面状に形成しても
よい。なお、前述の拡散剤としては酸化アルミニウムや
二酸化ケイ素等を用いることができ、紫外線吸収剤とし
てはサリチル酸誘導体や２−ヒドロキシベンゾフェノン
誘導体等を用いることができる。
２２の上部は、第２の樹脂３７によって封止されてい
る。この第２の樹脂３７もエポキシ系の透明樹脂を主成
分としたものであり、これに第１の樹脂３５で波長変換
された発光色の均一性を良くするための拡散剤や樹脂の
老化を防ぐための紫外線吸収剤等が混入されている。ま
た、第２の樹脂３７は薄板金属基板２２と略同じ外形の
直方体形状をしており、上面中央部には半球状の集光レ
ンズ部３８が一体に突出形成されている。この集光レン
ズ部３８は、凹部２７の上方に位置しており、凹部２７
の第１の樹脂３５で波長変換した発光素子２６からの発
光を集光する凸レンズとしての働きを持つ。即ち、発光
素子２６から発した光は、そのまま上方に直進するもの
と、凹部２７の内周面２９で反射してから上方に向かう
ものに分かれるが、特に、第１の樹脂３５に分散された
波長変換材料によって青色光から変換された黄色光と、
発光素子２６元来の青色光とが混色され、集光レンズ部
３８によって集光されるために高輝度の白色発光が得ら
れることになる。なお、集光レンズ部３８の曲率半径や
形状、屈折率は、集光が得られる範囲では特に限定され
るものではない。また、第２の樹脂３７の上面に上記の
ような集光レンズ部３８を設けず、平面状に形成しても
よい。なお、前述の拡散剤としては酸化アルミニウムや
二酸化ケイ素等を用いることができ、紫外線吸収剤とし
てはサリチル酸誘導体や２−ヒドロキシベンゾフェノン
誘導体等を用いることができる。
【００３０】図２に示したように、上記構成からなる発
光ダイオード２１は、マザーボード４１の上面に直接実
装することができる。即ち、マザーボード４１の上面に
形成されているプリント配線パターン４２ａ，４２ｂ上
に発光ダイオード２１を上向きに載置し、薄板金属基板
２２の左右両側の折り曲げ端部２３ａ，２３ｂを前記各
プリント配線パターン４２ａ，４２ｂに半田で接合する
ことによって高さ寸法を抑えた発光ダイオード２１の実
装が完了する。このようにしてマザーボード４１に実装
された発光ダイオード２１からは、発光素子２６から発
光された元来の青色光と、青色光から波長変換された黄
色光との混色によって生ずる白色光が上方向への指向性
を有しながら発せられる。また、発光素子２６が発光す
る際に生じた熱は、薄板金属基板２２を介してマザーボ
ード４１に伝達されるが、両者とも熱伝導率が非常によ
いので、マザーボード４１に素早く伝わって外部に放熱
される。
光ダイオード２１は、マザーボード４１の上面に直接実
装することができる。即ち、マザーボード４１の上面に
形成されているプリント配線パターン４２ａ，４２ｂ上
に発光ダイオード２１を上向きに載置し、薄板金属基板
２２の左右両側の折り曲げ端部２３ａ，２３ｂを前記各
プリント配線パターン４２ａ，４２ｂに半田で接合する
ことによって高さ寸法を抑えた発光ダイオード２１の実
装が完了する。このようにしてマザーボード４１に実装
された発光ダイオード２１からは、発光素子２６から発
光された元来の青色光と、青色光から波長変換された黄
色光との混色によって生ずる白色光が上方向への指向性
を有しながら発せられる。また、発光素子２６が発光す
る際に生じた熱は、薄板金属基板２２を介してマザーボ
ード４１に伝達されるが、両者とも熱伝導率が非常によ
いので、マザーボード４１に素早く伝わって外部に放熱
される。
【００３１】次に、上記発光ダイオード２１の製造方法
を図３乃至図１０に基づいて説明する。図３は一連の製
造工程の流れを示したもので、次に示す〜は図４乃
至図１０に対応した説明である。 細長長方形状の薄板金属板５１の長手方向に細長の
スリット３０を形成し、このスリット３０上に非導電性
のマスキングテープ３１を接着する（図４）。 薄板金属板５１の第１の折り曲げ線５２ａ，５２ｂ
に沿って下方に９０度折り曲げる。続いて第２の折り曲
げ線５３ａ，５３ｂに沿ってさらに９０度折り曲げてコ
の字状の第１電極部２５ａ及び第２電極部２５ｂを形成
する（図５）。 前記形成された薄板金属板５１に、平坦な底面２８
と傾斜のある内周面２９を有したすり鉢状の凹部２７を
プレス加工機で一定間隔ごとに多数成形する（図６）。 前記凹部２７の底面２８に発光素子２６の下面電極
を導電性接着剤で接合する。そして、発光素子２６の上
面電極と薄板金属板５１の第２電極部２５ｂとをボンデ
ィングワイヤ３３で接続する（図７）。 前記各凹部２７内に蛍光物質が混入された第１の樹
脂３５を流し込み、発光素子２６の上面が隠れる位置ま
で充填する。なお、充填の際には、第１の樹脂３５の上
面が凹部２７の上端縁３６まで達しないように注意す
る。充填後キュア炉に入れて第１の樹脂３５を熱硬化さ
せる（図８）。 前記凹部２７及び薄板金属板５１の上面に金型を用
いて第２の樹脂３７を充填し、半球状の集光レンズ部３
８を形成する。その後、薄板金属板５１をキュア炉に入
れて第２の樹脂３７を熱硬化させて、集合発光ダイオー
ド体５４を形成する（図９）。 次に、キュア炉から取り出した集合発光ダイオード
体５４を切断ライン（Ｘ １，Ｘ２，・・・Ｘｎ）に沿っ
てダイシングを行い、個々の発光ダイオード２１に分割
する（図１０）。このようにして分割された一つ一つの
発光ダイオード２１は、自動マウント機（図示せず）に
よって真空吸着されマザーボード４１上に移送される。
を図３乃至図１０に基づいて説明する。図３は一連の製
造工程の流れを示したもので、次に示す〜は図４乃
至図１０に対応した説明である。 細長長方形状の薄板金属板５１の長手方向に細長の
スリット３０を形成し、このスリット３０上に非導電性
のマスキングテープ３１を接着する（図４）。 薄板金属板５１の第１の折り曲げ線５２ａ，５２ｂ
に沿って下方に９０度折り曲げる。続いて第２の折り曲
げ線５３ａ，５３ｂに沿ってさらに９０度折り曲げてコ
の字状の第１電極部２５ａ及び第２電極部２５ｂを形成
する（図５）。 前記形成された薄板金属板５１に、平坦な底面２８
と傾斜のある内周面２９を有したすり鉢状の凹部２７を
プレス加工機で一定間隔ごとに多数成形する（図６）。 前記凹部２７の底面２８に発光素子２６の下面電極
を導電性接着剤で接合する。そして、発光素子２６の上
面電極と薄板金属板５１の第２電極部２５ｂとをボンデ
ィングワイヤ３３で接続する（図７）。 前記各凹部２７内に蛍光物質が混入された第１の樹
脂３５を流し込み、発光素子２６の上面が隠れる位置ま
で充填する。なお、充填の際には、第１の樹脂３５の上
面が凹部２７の上端縁３６まで達しないように注意す
る。充填後キュア炉に入れて第１の樹脂３５を熱硬化さ
せる（図８）。 前記凹部２７及び薄板金属板５１の上面に金型を用
いて第２の樹脂３７を充填し、半球状の集光レンズ部３
８を形成する。その後、薄板金属板５１をキュア炉に入
れて第２の樹脂３７を熱硬化させて、集合発光ダイオー
ド体５４を形成する（図９）。 次に、キュア炉から取り出した集合発光ダイオード
体５４を切断ライン（Ｘ １，Ｘ２，・・・Ｘｎ）に沿っ
てダイシングを行い、個々の発光ダイオード２１に分割
する（図１０）。このようにして分割された一つ一つの
発光ダイオード２１は、自動マウント機（図示せず）に
よって真空吸着されマザーボード４１上に移送される。
【００３２】なお、上記実施形態では発光素子の一方の
電極をボンディングワイヤ３３で接続した構造の発光ダ
イオードについて説明したが、この発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば半田バンプを用いたフリップ
チップ実装などの接続方法も含まれるものである。
電極をボンディングワイヤ３３で接続した構造の発光ダ
イオードについて説明したが、この発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば半田バンプを用いたフリップ
チップ実装などの接続方法も含まれるものである。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る表面
実装型発光ダイオードによれば、薄板金属板の両端を下
側に折り曲げて第１電極部及び第２電極部をそれぞれ形
成し、その中間に発光素子を埋設する凹部を形成したの
で、前記第１電極部及び第２電極部をそのままマザーボ
ードに実装できる。また、第１電極部及び第２電極部が
薄板金属板の両端を断面略コの字状に折り曲げ形成して
一定の高さを維持しているので、薄板金属基板の下の空
洞部に補強材を入れなくとも発光素子を埋設した凹部の
形状が崩れたり、位置ずれを起こすことがない。さら
に、前記第１電極部，第２電極部及び凹部が一枚の薄い
金属板でできているため、発光素子が発光することによ
る熱を効率よくマザーボード等に放熱することができ
る。また、発光素子が凹部に埋設され、この凹部内に第
１の樹脂を充填したことで、この第１の樹脂による光の
波長変換が効率よく行え、輝度や色調のバラツキが抑え
られると共に、従来薄板金属基板の裏面側に充填されて
いた補強用の樹脂が不要となるので、その分発光ダイオ
ードに要する樹脂の総使用量が低く抑えられる。
実装型発光ダイオードによれば、薄板金属板の両端を下
側に折り曲げて第１電極部及び第２電極部をそれぞれ形
成し、その中間に発光素子を埋設する凹部を形成したの
で、前記第１電極部及び第２電極部をそのままマザーボ
ードに実装できる。また、第１電極部及び第２電極部が
薄板金属板の両端を断面略コの字状に折り曲げ形成して
一定の高さを維持しているので、薄板金属基板の下の空
洞部に補強材を入れなくとも発光素子を埋設した凹部の
形状が崩れたり、位置ずれを起こすことがない。さら
に、前記第１電極部，第２電極部及び凹部が一枚の薄い
金属板でできているため、発光素子が発光することによ
る熱を効率よくマザーボード等に放熱することができ
る。また、発光素子が凹部に埋設され、この凹部内に第
１の樹脂を充填したことで、この第１の樹脂による光の
波長変換が効率よく行え、輝度や色調のバラツキが抑え
られると共に、従来薄板金属基板の裏面側に充填されて
いた補強用の樹脂が不要となるので、その分発光ダイオ
ードに要する樹脂の総使用量が低く抑えられる。
【００３４】また、本発明に係る表面実装型発光ダイオ
ードの製造方法によれば、一枚の薄板金属板から多数の
凹部及び２極に電気的に分離された第１電極部及び第２
電極部を、プレスあるいは折り曲げ加工のみで容易に形
成することができる。このため、製造工数及びコストの
低減化が図られる。また、プレス加工機の型枠を代える
だけで様々な形状や深さの凹部を形成することが可能で
ある。
ードの製造方法によれば、一枚の薄板金属板から多数の
凹部及び２極に電気的に分離された第１電極部及び第２
電極部を、プレスあるいは折り曲げ加工のみで容易に形
成することができる。このため、製造工数及びコストの
低減化が図られる。また、プレス加工機の型枠を代える
だけで様々な形状や深さの凹部を形成することが可能で
ある。
【図１】本発明に係る表面実装型発光ダイオードの斜視
図である。
図である。
【図２】上記図１の表面実装型発光ダイオードをマザー
ボードに実装したときの断面図である。
ボードに実装したときの断面図である。
【図３】本発明に係る表面実装型発光ダイオードの一連
の製造工程を示すフロー図である。
の製造工程を示すフロー図である。
【図４】薄板金属板にスリットを形成し、マスキングテ
ープを被覆する工程図である。
ープを被覆する工程図である。
【図５】上記図４の薄板金属板の両端をコの字状に折り
曲げ形成する工程図である。
曲げ形成する工程図である。
【図６】上記図５の薄板金属板の上面にすり鉢状の凹部
を形成する工程図である。
を形成する工程図である。
【図７】上記図６の凹部内に発光素子の下面電極を接合
し、上面電極を第２電極部にワイヤボンドする工程図で
ある。
し、上面電極を第２電極部にワイヤボンドする工程図で
ある。
【図８】上記図７の凹部内に第１の樹脂を充填する工程
図である。
図である。
【図９】上記図８の凹部及び薄板金属板の上面を第２の
樹脂で封止する工程図である。
樹脂で封止する工程図である。
【図１０】上記図９の集合発光ダイオード体をＸ方向の
切断ラインに沿って分割する工程図である。
切断ラインに沿って分割する工程図である。
【図１１】従来における表面実装型発光ダイオードの断
面図である。
面図である。
２１ 発光ダイオード ２２ 薄板金属基板 ２３ａ，２３ｂ 折り曲げ端部 ２５ａ 第１電極部 ２５ｂ 第２電極部 ２６ 発光素子 ２７ 凹部 ２８ 底面 ２９ 内周面 ３０ スリット ３１ マスキングテープ ３３ ボンディングワイヤ ３５ 第１の樹脂 ３６ 上端縁 ３７ 第２の樹脂 ５１ 薄板金属板
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年４月２６日（２００１．４．２
６）
６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M109 AA02 BA01 CA02 CA21 DB03 EB18 EC11 EE12 GA01 5F041 AA06 AA12 AA33 CA33 CA40 DA12 DA33 DA35 DA36 DA44 DA58 DA77 DA83 5F061 AA02 BA01 CA02 CA21 CB13 FA01
Claims (7)
- 【請求項１】 薄板金属板の両端を下側に折り曲げて断
面略コの字状の第１電極部及び第２電極部をそれぞれ形
成した薄板金属基板と、前記第１電極部の上面に設けた
凹部と、前記第１電極部及び第２電極部を分離する絶縁
部とを備え、前記凹部の底面に発光素子の下面電極を接
合する一方、発光素子の上面電極を前記第２電極部にワ
イヤボンドし、前記凹部内に第１の樹脂を充填すると共
に、凹部及び薄板金属基板の上部を第２の樹脂で封止し
たことを特徴とする表面実装型発光ダイオード。 - 【請求項２】 前記凹部は、その内周面が底面から外部
に向かって広がるように傾斜していることを特徴とする
請求項１記載の表面実装型発光ダイオード。 - 【請求項３】 前記凹部は、その内周面が鏡面加工又は
金メッキ加工されていることを特徴とする請求項１又は
２記載の表面実装型発光ダイオード。 - 【請求項４】 前記充填された第１の樹脂の上面が、凹
部の上端縁より低いことを特徴とする請求項１記載の表
面実装型発光ダイオード。 - 【請求項５】 前記第１の樹脂に、波長変換用の蛍光染
料及び蛍光顔料のうち少なくとも一方が混入されている
ことを特徴とする請求項１記載の表面実装型発光ダイオ
ード。 - 【請求項６】 前記第２の樹脂に、拡散剤及び紫外線吸
収剤のうち少なくとも一方が混入されていることを特徴
とする請求項１記載の表面実装型発光ダイオード。 - 【請求項７】 細長長方形状の薄板金属板の長手方向に
スリットを形成し、このスリットに絶縁部材を被覆形成
する工程と、 前記薄板金属板の両長辺の端部をコの字状に折り曲げ、
第１電極部及び第２電極部を形成する工程と、 発光素子が実装される凹部を前記スリットに沿って薄板
金属板の上面に等間隔にプレス形成する工程と、 前記凹部の底面に発光素子の一方の下面電極を接合し、
他方の上面電極を前記第１電極部あるいは第２電極部に
ワイヤボンドする工程と、 前記凹部内に第１の樹脂を充填する工程と、 前記凹部及び薄板金属板の上面に金型を装着し、この金
型内に第２の樹脂を充填して封止する工程と、 前記第２の樹脂をキュアリングした後、切断ラインに沿
って単個の発光ダイオードごとに薄板金属板を分割する
工程とを備えたことを特徴とする表面実装型発光ダイオ
ードの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001114959A JP2002314148A (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | 表面実装型発光ダイオード及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001114959A JP2002314148A (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | 表面実装型発光ダイオード及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002314148A true JP2002314148A (ja) | 2002-10-25 |
Family
ID=18965934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001114959A Pending JP2002314148A (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | 表面実装型発光ダイオード及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002314148A (ja) |
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| KR100629496B1 (ko) | 2005-08-08 | 2006-09-28 | 삼성전자주식회사 | Ｌｅｄ 패키지 및 그 제조방법 |
| JP2006525679A (ja) * | 2003-05-05 | 2006-11-09 | ラミナ セラミックス インコーポレーテッド | 高温動作用にパッケージ化された発光ダイオード |
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-
2001
- 2001-04-13 JP JP2001114959A patent/JP2002314148A/ja active Pending
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