JP2006073547A - 表面実装型ｌｅｄ - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、ランバーシアン分布の配光特性が得られると共に、ＬＥＤチップの占有面積が大きくなってもレンズ部に応力によるクラック，反り等の歪みが発生しないようにしたＬＥＤを提供することを目的とする。
【解決手段】 ＬＥＤチップ搭載部１１ｂ，接続ランド１１ｃ及び外部電極１１ｄ，１１ｅを含む導電パターン１１ａを備えたシリコン基板１１と、このシリコン基板上に陽極接合された、ランプハウスを画成する貫通孔１２ａを備えたガラス枠体１２と、上記ガラス枠体の貫通孔内にて、シリコン基板上にマウントされるＬＥＤチップ１３と、上記ガラス枠体の貫通孔内に充填されるシリコーン樹脂から成るモールド部１４と、を含むように、ＬＥＤ１０を構成する。
【選択図】 図１
【解決手段】 ＬＥＤチップ搭載部１１ｂ，接続ランド１１ｃ及び外部電極１１ｄ，１１ｅを含む導電パターン１１ａを備えたシリコン基板１１と、このシリコン基板上に陽極接合された、ランプハウスを画成する貫通孔１２ａを備えたガラス枠体１２と、上記ガラス枠体の貫通孔内にて、シリコン基板上にマウントされるＬＥＤチップ１３と、上記ガラス枠体の貫通孔内に充填されるシリコーン樹脂から成るモールド部１４と、を含むように、ＬＥＤ１０を構成する。
【選択図】 図１
Description
本発明は、ＬＥＤチップの周囲を透明樹脂によりモールドしたＬＥＤに関するものである。
従来、このようなＬＥＤは、例えば図９乃至図１１に示すように、構成されている。
即ち、まず図９において、ＬＥＤ１は、リジッド基板２と、このリジッド基板２上にマウントされたＬＥＤチップ３と、このＬＥＤチップ３を包囲するようにリジッド基板２上に形成された樹脂モールド部４と、から構成されている。
上記リジッド基板２は、その表面に所定の回路を構成する導電パターン（図示せず）を備えており、この導電パターンは、リジッド基板２の裏面に回り込んで、外部接続用の電極部２ａ，２ｂ（図９（Ｂ）参照）を構成している。
即ち、まず図９において、ＬＥＤ１は、リジッド基板２と、このリジッド基板２上にマウントされたＬＥＤチップ３と、このＬＥＤチップ３を包囲するようにリジッド基板２上に形成された樹脂モールド部４と、から構成されている。
上記リジッド基板２は、その表面に所定の回路を構成する導電パターン（図示せず）を備えており、この導電パターンは、リジッド基板２の裏面に回り込んで、外部接続用の電極部２ａ，２ｂ（図９（Ｂ）参照）を構成している。
上記ＬＥＤチップ３は、公知の構成のＬＥＤチップであって、上記リジッド基板２のチップ実装部上にダイボンディングされると共に、隣接する接続ランド（図示せず）に対してワイヤボンディング（図示せず）されるようになっている。 また、上記樹脂モールド部４は、例えばエポキシ樹脂等の透明材料から成り、例えばトランスファーモールド等の方法によって、ＬＥＤチップ３を包囲するように、リジッド基板２上に形成されている。
このような構成のＬＥＤ１によれば、外部から電極部２ａ，２ｂを介してＬＥＤチップ３に対して駆動電圧が印加されることにより、ＬＥＤチップ３が駆動されて発光する。そして、ＬＥＤチップ３からの光が、樹脂モールド部４のレンズ効果により外部に対して、所謂ランバーシアン分布の配光特性で、出射するようになっている。
また、図１０においては、ＬＥＤ５は、リードフレーム６がインサート成形されたハウジング７を含んでおり、このハウジング７の表面中央に設けられた凹陥部によりランプハウス７ａが画成されている。
そして、ランプハウス７ａ内に露出する一つのリードフレーム６ａ上にＬＥＤチップ３がマウントされた後、ＬＥＤチップ３が他のリードフレーム６にワイヤボンディングされる。
続いて、ランプハウス７ａ内に、例えばシリコーン樹脂等の透明材料を充填した後、各リードフレームを所謂フォーミングによって、ハウジング７の裏面に回り込む電極部を形成するように折曲することにより、ＬＥＤ５が完成する。
そして、ランプハウス７ａ内に露出する一つのリードフレーム６ａ上にＬＥＤチップ３がマウントされた後、ＬＥＤチップ３が他のリードフレーム６にワイヤボンディングされる。
続いて、ランプハウス７ａ内に、例えばシリコーン樹脂等の透明材料を充填した後、各リードフレームを所謂フォーミングによって、ハウジング７の裏面に回り込む電極部を形成するように折曲することにより、ＬＥＤ５が完成する。
このような構成のＬＥＤ５によれば、同様にして、外部からハウジング７の裏面の電極部を介してＬＥＤチップ３に対して駆動電圧が印加されることにより、ＬＥＤチップ３が駆動されて発光する。そして、ＬＥＤチップ３からの光が、ランプハウス７ａの表面で反射されることより、外部に対して所定の配光特性で出射するようになっている。
さらに、図１１においては、ＬＥＤ８は、同様にリードフレーム６が一体にＭＩＤで成形されたハウジング７を含んでおり、このハウジング７の表面中央に設けられた凹陥部によりランプハウス７ａが画成されている。そして、ランプハウス７ａ内に露出する一つのリードフレーム６ａ上にＬＥＤチップ３がマウントされた後、ＬＥＤチップ３が他のリードフレーム６に対してワイヤボンディングされる。次に、ランプハウス７ａ内に、例えばシリコーン樹脂等の透明材料を充填することにより、ＬＥＤ８が完成する。
このような構成のＬＥＤ８によれば、外部からハウジング７の裏面に露出しているリードフレーム６の一部（電極部）を介してＬＥＤチップ３に対して駆動電離津が印加されることにより、ＬＥＤチップ３が駆動されて発光する。そして、ＬＥＤチップ３からの光が、ランプハウス７ａの表面で反射されることより、外部に対して所定の配光特性で出射するようになっている。
しかしながら、このような構成のＬＥＤ１，５，８においては、以下のような問題がある。
即ち、ＬＥＤ１においては、ランプハウスを備えていないので、所謂ランバーシアン分布を有する光源として構成され得るが、使用するＬＥＤチップ３が大きくなると、またマウントするＬＥＤチップ３が複数個になると、ＬＥＤチップ３の占有面積が増大することになり、樹脂モールド部４を構成するエポキシ樹脂等の透明材料による応力によって、樹脂モールド部４にクラック，反り等の歪みが発生することになり、品質の維持が困難である。
即ち、ＬＥＤ１においては、ランプハウスを備えていないので、所謂ランバーシアン分布を有する光源として構成され得るが、使用するＬＥＤチップ３が大きくなると、またマウントするＬＥＤチップ３が複数個になると、ＬＥＤチップ３の占有面積が増大することになり、樹脂モールド部４を構成するエポキシ樹脂等の透明材料による応力によって、樹脂モールド部４にクラック，反り等の歪みが発生することになり、品質の維持が困難である。
また、リジッド基板２の熱伝導率が比較的低いことから、ＬＥＤチップ３の駆動による発熱を実装基板に逃がしにくく、ＬＥＤチップ３が高温になって、発光効率が低下することになる。
さらに、樹脂モールド部４がエポキシ樹脂により構成されている場合、ＬＥＤチップ３が例えば紫外線等の短波長の光を発生させるとき、フォトンの吸収によって、樹脂モールド部４が劣化してしまう。
さらに、樹脂モールド部４がエポキシ樹脂により構成されている場合、ＬＥＤチップ３が例えば紫外線等の短波長の光を発生させるとき、フォトンの吸収によって、樹脂モールド部４が劣化してしまう。
また、ＬＥＤ５においては、リードフレーム６を介してＬＥＤチップ３の発熱が効率良く実装基板に対して逃がされ得るが、製造工程においてリードフレームのインサート成形，ＬＥＤチップのダイボンディング，ワイヤボンディング等の工程が在ることから、ハウジング７の材料として、高温で使用可能な樹脂が必要とされ、例えばエンジニアリングプラスチックとしてのＬＣＰやＰＰＡ等の耐熱性を備えているが、不透明な樹脂を使用せざるを得なくなるので、ランバーシアン分布の配光特性を得ることが困難であり、場合によっては所定の光学系に合致しないことがある。
さらに、ＬＥＤ８においても、ＭＩＤが可能な樹脂として、上述したＬＣＰやＰＰＡ等が使用されることになり、同様にして場合によっては所定の光学系に合致しないことがある。
本発明は、以上の点から、ランバーシアン分布の配光特性が得られると共に、ＬＥＤチップの占有面積が大きくなってもレンズ部に応力によるクラック，反り等の歪みが発生しないようにしたＬＥＤを提供することを目的としている。
上記目的は、本発明によれば、ＬＥＤチップ搭載部，接続パターン及び外部電極を含む導電パターンを備えたシリコン基板と、このシリコン基板上に陽極接合された、ランプハウスを画成する貫通孔を備えたガラス枠体と、上記ガラス枠体の貫通孔内にて、シリコン基板上にマウントされるＬＥＤチップと、上記ガラス枠体の貫通孔内に充填されるシリコーン樹脂から成るモールド部と、を含んでいることを特徴とする、ＬＥＤにより、達成される。
本発明による表面実装型ＬＥＤは、好ましくは、上記シリコン基板が、その裏面に外部電極を備えている。
本発明による表面実装型ＬＥＤは、好ましくは、上記シリコン基板が、その側面または側方に向いた斜面に外部電極を備えている。
本発明による表面実装型ＬＥＤは、好ましくは、上記シリコン基板が、台形状のダイヤフラム面を備えており、このダイヤフラム面に外部電極を備えている。
本発明による表面実装型ＬＥＤは、好ましくは、上記モールド部を構成するシリコーン樹脂が、ガラス枠体の屈折率に近い屈折率を有している。
本発明による表面実装型ＬＥＤは、好ましくは、上記ガラス枠体が硼珪酸ガラスから構成されている。
本発明による表面実装型ＬＥＤは、好ましくは、上記シリコン基板上に形成された導電パターンが、さらに所定の回路を構成する部分を備えている。
本発明による表面実装型ＬＥＤは、好ましくは、上記モールド部を構成するシリコーン樹脂に、蛍光体が分散して混入されている。
本発明による表面実装型ＬＥＤは、好ましくは、上記モールド部を構成するシリコーン樹脂に、拡散剤が混入されている。
上記構成によれば、ＬＥＤチップに駆動電流が流れることにより、ＬＥＤチップから光が出射する。そして、ＬＥＤチップから出射した光は、ガラス枠体の貫通孔内に充填されたモールド部を介して直接に、あるいはガラス枠体を介して、シリコン基板の表面側の全方向にて外部に出射する。
この場合、ランプハウスが光透過率の高いガラス、好ましくは硼珪酸ガラスにより画成されているので、従来のような耐熱性で且つ不透明な材料を使用する必要がなく、ＬＥＤチップから出射した光が、このガラス枠体を介して側方にも効率良く出射し得るので、所謂ランバーシアン分布の配光特性が得られることになる。
また、上記モールド部がシリコーン樹脂から構成されていることから、シリコーン樹脂による応力が比較的小さく、従って、モールド部におけるクラックや反り等の歪みの発生が低減され得ることになると共に、ＬＥＤチップが例えば紫外線等の短波長の光を発生させる場合であっても、モールド部の劣化が排除され得ることになる。
さらに、基板として比較的熱伝導率の高いシリコン基板が使用されているので、ＬＥＤチップの駆動により発生する熱がシリコン基板を介して例えば実装基板に対して効率良く逃がされることになり、ＬＥＤチップが高温になって、発光効率が低下するようなことがない。
上記シリコン基板が、その裏面に外部電極を備えている場合には、この外部電極が実装基板の表面に形成された接続ランドに接続されることにより、ＬＥＤが表面実装され得ることになる。
上記シリコン基板が、その側面または側方に向いた斜面に外部電極を備えている場合には、この外部電極が上方ではなく側方に向いていることから、シリコン基板そしてＬＥＤが小型に構成されていても、外部電極に対してハンダ付け等により容易に外部との接続を行なうことができる。
上記シリコン基板が、台形状のダイヤフラム面を備えており、このダイヤフラム面に外部電極を備えている場合には、このダイヤフラム面がハンダ付けあるいはシリコン基板自体の座屈力に基づいて実装基板の接続ランドに圧接されることにより、実装基板上に実装され得ることになる。
上記モールド部を構成するシリコーン樹脂が、ガラス枠体の屈折率に近い屈折率を有している場合には、ＬＥＤチップから出射した光が、モールド部を介してガラス枠体に入射したとき、モールド部とガラス枠体との界面にて、反射や屈折を殆ど生ずることなく、ガラス枠体内に透過することになるので、側方への光の取出し効率が向上することになる。
上記シリコン基板上に形成された導電パターンが、さらに所定の回路を構成する部分を備えている場合には、シリコン基板上に不純物拡散により例えばツェナーダイオード等のデバイスを作り込むことが可能となり、特にツェナーダイオードの場合には、外部からの駆動電圧をこのツェナーダイオードを介してＬＥＤチップに印加することにより、ＬＥＤチップに過大な電圧が印加されることを防止することができ、ＬＥＤチップの保護を図ることができる。
上記モールド部を構成するシリコーン樹脂に、蛍光体が分散して混入されている場合には、ＬＥＤチップから出射した光が、モールド部を構成するシリコーン樹脂に分散して混入された蛍光体に入射し、これによって蛍光体が励起され、蛍光体から励起光が出射することになる。従って、ＬＥＤチップからの光と蛍光体からの励起光の混色光が、モールド部から直接にあるいはガラス枠体を介して外部に出射することにより、ＬＥＤチップからの光とは異なる波長の光が出射され、例えば青色光と黄色の励起光との混色によって、白色光が得られることになる。
上記モールド部を構成するシリコーン樹脂に、拡散剤が混入されている場合には、ＬＥＤチップから出射した光が、モールド部を構成するシリコーン樹脂に混入された拡散剤に入射し、拡散される。これにより、ＬＥＤチップ自体の配光特性が全体として均一化されると共に、特に複数個のＬＥＤチップが設けられている場合に、各ＬＥＤチップからの光が上記拡散剤によって拡散されることにより、全体として均一な配光特性が得られることになる。
このようにして、本発明によれば、ランバーシアン分布の配光特性が得られると共に、ＬＥＤチップの占有面積が大きくなってもレンズ部に応力によるクラック，反り等の歪みが発生しないようにしたＬＥＤが構成され得ることになる。
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図８を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
図１及び図２は、本発明によるＬＥＤの第一の実施形態の構成を示している。 図１及び図２において、ＬＥＤ１０は、シリコン基板１１と、シリコン基板１１上に載置されるガラス枠体１２と、ガラス枠体１２の貫通孔１２ａ内にて、シリコン基板１１上にマウントされるＬＥＤチップ１３と、上記ガラス枠体１２の貫通孔内に充填されたモールド部１４と、から構成されている。
上記シリコン基板１１は、板状のＳｉから構成されていると共に、その表面及び裏面には、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、所定パターンの導電層１１ａが形成されている。
この導電層１１ａは、シリコン基板１１の中央付近にて、ＬＥＤチップ搭載部１１ｂ，これに隣接する接続ランド１１ｃと、シリコン基板１１の両端縁から裏面に回り込む電極部１１ｄ，１１ｅを含んでいる。
この導電層１１ａは、シリコン基板１１の中央付近にて、ＬＥＤチップ搭載部１１ｂ，これに隣接する接続ランド１１ｃと、シリコン基板１１の両端縁から裏面に回り込む電極部１１ｄ，１１ｅを含んでいる。
この導電層１１ａは、例えば以下のようにして形成される。
即ち、まず、シリコン基板１１の導電層１１ａを形成すべき領域をエッチングにより除去した後、シリコン基板１１の表面全体に亘って酸化膜を形成する。続いて、シリコン基板１１の表面全体に亘って電鋳によって銅パターンを形成する。次に、この銅パターンのうち、導電層１１ａを形成すべき領域のみを例えばリソグラフィ法等により残して、他の部分を除去し、最後に残った銅パターンの表面全体に対して例えばスパッタリング等によりＡｇ／Ｎｉの薄膜を形成する。これにより、導電層１１ａが形成されることになる。
即ち、まず、シリコン基板１１の導電層１１ａを形成すべき領域をエッチングにより除去した後、シリコン基板１１の表面全体に亘って酸化膜を形成する。続いて、シリコン基板１１の表面全体に亘って電鋳によって銅パターンを形成する。次に、この銅パターンのうち、導電層１１ａを形成すべき領域のみを例えばリソグラフィ法等により残して、他の部分を除去し、最後に残った銅パターンの表面全体に対して例えばスパッタリング等によりＡｇ／Ｎｉの薄膜を形成する。これにより、導電層１１ａが形成されることになる。
上記ガラス枠体１２は、例えば硼珪酸ガラスの板材から構成されており、中央に例えばブラスト加工等により貫通孔１２ａが形成されている。
そして、このガラス枠体１２は、上述したシリコン基板１１上の所定位置に対して、所謂陽極接合等によって一体に保持されている。
そして、このガラス枠体１２は、上述したシリコン基板１１上の所定位置に対して、所謂陽極接合等によって一体に保持されている。
上記ＬＥＤチップ１３は、公知の構成のＬＥＤチップであって、上記ガラス枠体１２の貫通孔１２ａ内にて上記シリコン基板１１上のＬＥＤチップ搭載部１１ｂに対して例えば共晶結合によってダイボンディングされ、その上面が金線１３ａによりシリコン基板１１上の接続ランド１１ｃに対してワイヤボンディングされるようになっている。
上記モールド部１４は、例えばシリコーン樹脂等のガラス枠体１２を構成するガラスの屈折率（硼珪酸ガラスの場合、１．５２）に近い屈折率を有する透明材料から構成されており、ガラス枠体１２の貫通孔１２ａ内に注入され、硬化することにより、ＬＥＤチップ１３を封止するようになっている。
本発明実施形態によるＬＥＤ１０は、以上のように構成されており、製造の際には、以下のようにして製造される。
即ち、まず、シリコン基板１１に対して導電層１１ａが形成される。
他方、ガラス枠体１２に、貫通孔１２ａが加工される。
そして、上記シリコン基板１１上の所定位置に対して、ガラス枠体１２が、所謂陽極接合によって固定される。
続いて、ガラス枠体１２の貫通孔１２ａ内にて、シリコン基板１１のＬＥＤチップ搭載部１１ｂ上に、ＬＥＤチップ１３が共晶接合等によってダイボンディングされると共に、ＬＥＤチップ１３の上面が金線１３ａにより隣接する接続ランド１１ｃに対してワイヤボンディングされる。
最後に、ガラス枠体１２の貫通孔１２ａ内にシリコーン樹脂等の透明材料が注入され、硬化されることによって、モールド部１４によってＬＥＤチップ１３が封止され、ＬＥＤ１０が完成する。
即ち、まず、シリコン基板１１に対して導電層１１ａが形成される。
他方、ガラス枠体１２に、貫通孔１２ａが加工される。
そして、上記シリコン基板１１上の所定位置に対して、ガラス枠体１２が、所謂陽極接合によって固定される。
続いて、ガラス枠体１２の貫通孔１２ａ内にて、シリコン基板１１のＬＥＤチップ搭載部１１ｂ上に、ＬＥＤチップ１３が共晶接合等によってダイボンディングされると共に、ＬＥＤチップ１３の上面が金線１３ａにより隣接する接続ランド１１ｃに対してワイヤボンディングされる。
最後に、ガラス枠体１２の貫通孔１２ａ内にシリコーン樹脂等の透明材料が注入され、硬化されることによって、モールド部１４によってＬＥＤチップ１３が封止され、ＬＥＤ１０が完成する。
このような構成の表面実装型ＬＥＤ１０によれば、シリコン基板１１の双方の電極部１１ｄ，１１ｅからＬＥＤチップ１３に駆動電圧が印加されると、ＬＥＤチップ１３が発光して、光が出射する。
そして、ＬＥＤチップ１３から出射した光が、モールド部１４内を進んで、その一部が直接に外部に出射すると共に、他の一部がガラス枠体１２を通って側方に出射する。
そして、ＬＥＤチップ１３から出射した光が、モールド部１４内を進んで、その一部が直接に外部に出射すると共に、他の一部がガラス枠体１２を通って側方に出射する。
このようにして、本発明実施形態によるＬＥＤ１０によれば、ＬＥＤ１３を包囲するガラス枠体１２が、ＬＥＤチップ１３の接合等の工程における高温に耐え且つ光透過率の高い透明ガラスから構成されていることにより、従来のランプハウスのないＬＥＤと同様にして、ＬＥＤチップ１３から出射した光が、側方に関しても外部に出射することになり、所謂ランバーシアン分布の配光特性を生ずることになる。従って、本ＬＥＤ１０を組み込む各種機器の光学系に対して、適正に合致することになる。
その際、モールド部１４を構成するシリコーン樹脂等の透明材料が、ガラス枠体１２を構成するガラスの屈折率に近い屈折率を有することによって、モールド部１４とガラス枠体１２との界面において、殆ど反射や屈折が発生しない。
その際、モールド部１４を構成するシリコーン樹脂等の透明材料が、ガラス枠体１２を構成するガラスの屈折率に近い屈折率を有することによって、モールド部１４とガラス枠体１２との界面において、殆ど反射や屈折が発生しない。
また、駆動によりＬＥＤチップ１３で発生する熱が、比較的熱伝導率の高いシリコーン基板１２を介して、ＬＥＤ１０の実装基板に対して効率的に逃がされることになるので、ＬＥＤチップ１３が高温になり、発光効率が低下するようなことはない。
さらに、ガラス枠体１２の貫通孔１２ａ内に充填される透明材料が例えばシリコーン樹脂であることから、ＬＥＤチップ１３が大きくなったり、あるいは個数が増えて、ＬＥＤチップ１３の占有面積が大きくなったとしても、モールド部１４を構成するシリコーン樹脂の応力は比較的小さく、モールド部１４にクラック，反り等の歪みが発生することはなく、また従来のエポキシ樹脂による封止の場合のような紫外線等の短波長の光による劣化がないので、ＬＥＤ１０の品質の維持が容易である。
さらに、ガラス枠体１２の貫通孔１２ａ内に充填される透明材料が例えばシリコーン樹脂であることから、ＬＥＤチップ１３が大きくなったり、あるいは個数が増えて、ＬＥＤチップ１３の占有面積が大きくなったとしても、モールド部１４を構成するシリコーン樹脂の応力は比較的小さく、モールド部１４にクラック，反り等の歪みが発生することはなく、また従来のエポキシ樹脂による封止の場合のような紫外線等の短波長の光による劣化がないので、ＬＥＤ１０の品質の維持が容易である。
この場合、ＬＥＤ１０は、そのシリコン基板１１の両端縁の表面及び裏面に電極部１１ｄ，１１ｅが露出しているので、実装基板に対して、例えば上面接合または下面接合の双方の実装方法が可能であると共に、裏面の電極部１１ｄ，１１ｅをコネクタ等の接点部に対して圧接して固定することにより、実装することも可能である。
図５は、本発明によるＬＥＤの第二の実施形態の構成を示している。
図５において、ＬＥＤ２０は、図１及び図２に示したＬＥＤ１０とほぼ同じ構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
上記ＬＥＤ２０は、図１及び図２に示したＬＥＤ１０と比較して、シリコン基板１１の代わりに、シリコン基板２１を備えている点でのみ異なる構成になっている。
図５において、ＬＥＤ２０は、図１及び図２に示したＬＥＤ１０とほぼ同じ構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
上記ＬＥＤ２０は、図１及び図２に示したＬＥＤ１０と比較して、シリコン基板１１の代わりに、シリコン基板２１を備えている点でのみ異なる構成になっている。
ここで、上記シリコン基板２１は、やや肉厚の板状のＳｉから構成されており、両端縁にて表面に外側に向かって低くなるような斜面２１ａ，２１ｂを備えている。
このような斜面２１ａ，２１ｂは、例えばダイシングにより切断加工し、あるいはシリコン基板２１の表面を（１００面）として、例えばＫＯＨ系のアルカリウェットエッチングによって、（１１０面）を斜面とすることにより、形成され得る。
そして、このようなシリコン基板２１に対して、前述したように導電層１１ｂを形成する。尚、この場合、導電層１１ｂのうち、電極部１１ｄ，１１ｅは、シリコン基板２１の斜面２１ａ，２１ｂのみに形成されるようになっている。
このような斜面２１ａ，２１ｂは、例えばダイシングにより切断加工し、あるいはシリコン基板２１の表面を（１００面）として、例えばＫＯＨ系のアルカリウェットエッチングによって、（１１０面）を斜面とすることにより、形成され得る。
そして、このようなシリコン基板２１に対して、前述したように導電層１１ｂを形成する。尚、この場合、導電層１１ｂのうち、電極部１１ｄ，１１ｅは、シリコン基板２１の斜面２１ａ，２１ｂのみに形成されるようになっている。
このような構成のＬＥＤ２０によれば、シリコン基板２１の双方の電極部２１ｄ，２１ｅからＬＥＤチップ１３に駆動電圧が印加されると、ＬＥＤチップ１３が発光して、光が出射する。
そして、ＬＥＤチップ１３から出射した光が、モールド部１４内を進んで、その一部が直接に外部に出射すると共に、他の一部がガラス枠体１２を通って側方に出射する。かくして、ＬＥＤ１０と同様に動作することになる。
この場合、ＬＥＤ２０は、そのシリコン基板２１の両端縁の斜面２１ａ，２１ｂに電極部１１ｄ，１１ｅが露出しているので、実装基板に対して、ハンダ付けや圧接等により、実装基板側の接点部に対して電気的に接続することができる。
そして、ＬＥＤチップ１３から出射した光が、モールド部１４内を進んで、その一部が直接に外部に出射すると共に、他の一部がガラス枠体１２を通って側方に出射する。かくして、ＬＥＤ１０と同様に動作することになる。
この場合、ＬＥＤ２０は、そのシリコン基板２１の両端縁の斜面２１ａ，２１ｂに電極部１１ｄ，１１ｅが露出しているので、実装基板に対して、ハンダ付けや圧接等により、実装基板側の接点部に対して電気的に接続することができる。
図６は、本発明によるＬＥＤの第三の実施形態の構成を示している。
図６において、ＬＥＤ３０は、図１及び図２に示したＬＥＤ１０とほぼ同じ構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
上記ＬＥＤ３０は、図１及び図２に示したＬＥＤ１０と比較して、シリコン基板１１の代わりに、シリコン基板３１を備えている点でのみ異なる構成になっている。
図６において、ＬＥＤ３０は、図１及び図２に示したＬＥＤ１０とほぼ同じ構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
上記ＬＥＤ３０は、図１及び図２に示したＬＥＤ１０と比較して、シリコン基板１１の代わりに、シリコン基板３１を備えている点でのみ異なる構成になっている。
ここで、上記シリコン基板３１は、裏面側に台形状の間隙を備えるようにＳｉから構成されており、裏面中央から両端縁に向かって拡るようなダイヤフラム面３１ａ，３１ｂを備えている。
このようなシリコン基板３１は、図７（Ａ）に示すように、ダイヤフラム面を画成３１ａ，３１ｂ画成する下部３２と、板状の上部３３と、から構成されており、下部３２の上面に対して上部３３を接合することにより作成される。
このようなシリコン基板３１は、図７（Ａ）に示すように、ダイヤフラム面を画成３１ａ，３１ｂ画成する下部３２と、板状の上部３３と、から構成されており、下部３２の上面に対して上部３３を接合することにより作成される。
ここで、上記下部３２は、肉厚のＳｉ板に対して、台形状の凹陥部３２ａを設けることにより、形成されている。この凹陥部３２ａは、例えばダイシングにより切断加工し、あるいはＳｉ板の表面を（１００面）として、例えばＫＯＨ系のアルカリウェットエッチングによって、（１１０面）を斜面とし、この斜面の全面にＡｕをスパッタリングすることにより、ダイヤフラム面３１ａ，３１ｂが形成され得る。
また、上記上部３３は、両端縁付近に貫通孔３３ａ，３３ｂを備えた板状のＳｉから構成されており、上記下部３２に対して、Ａｕ−Ｓｉ接合により取り付けた後、下部３２の双方のダイヤフラム面３１ａ，３１ｂを接続するブリッジ部分３２ｂを例えばブラスト加工等により除去することにより、図７（Ｂ）に示すように、シリコン基板３１が形成されることになる。
そして、このようなシリコン基板３１に対して、前述したように導電層１１ｂを形成する。尚、この場合、導電層１１ｂのうち、電極部１１ｄ，１１ｅは、シリコン基板３１の上部３３の両端縁の表面のみに形成されるが、その際電極部１１ｄ，１１ｅは、貫通孔３３ａ，３３ｂ内にも形成されることにより、下部３２のダイヤフラム面３１ａ，３１ｂと電気的に接続されるようになっている。
このような構成のＬＥＤ３０によれば、シリコン基板３１の双方の電極部１１ｄ，１１ｅからＬＥＤチップ１３に駆動電圧が印加されると、ＬＥＤチップ１３が発光して、光が出射する。
そして、ＬＥＤチップ１３から出射した光が、モールド部１４内を進んで、その一部が直接に外部に出射すると共に、他の一部がガラス枠体１２を通って側方に出射する。かくして、ＬＥＤ１０と同様に動作することになる。
この場合、ＬＥＤ３０は、そのシリコン基板２１の両端縁の表面に電極部１１ｄ，１１ｅが露出していると共に、この電極部１１ｄ，１１ｅに対してダイヤフラム面３１ａ，３１ｂが電気的に接続されているので、実装基板に対して、ハンダ付けやシリコン基板３１の座屈によりダイヤフラム面３１ａ，３１ｂを圧接等により、実装基板側の接点部に対して電気的に接続することができる。
そして、ＬＥＤチップ１３から出射した光が、モールド部１４内を進んで、その一部が直接に外部に出射すると共に、他の一部がガラス枠体１２を通って側方に出射する。かくして、ＬＥＤ１０と同様に動作することになる。
この場合、ＬＥＤ３０は、そのシリコン基板２１の両端縁の表面に電極部１１ｄ，１１ｅが露出していると共に、この電極部１１ｄ，１１ｅに対してダイヤフラム面３１ａ，３１ｂが電気的に接続されているので、実装基板に対して、ハンダ付けやシリコン基板３１の座屈によりダイヤフラム面３１ａ，３１ｂを圧接等により、実装基板側の接点部に対して電気的に接続することができる。
図８は、本発明によるＬＥＤの第四の実施形態の要部の構成を示している。
図８（Ａ）において、ＬＥＤ４０は、図１及び図２に示したＬＥＤ１０とほぼ同じ構成であり、シリコン基板１１上にてツェナーダイオード１５を備えている点でのみ異なる構成になっている。
このツェナーダイオード１５は、シリコン基板１１の表面に、公知の如く、例えば不純物拡散等によって作製されたｐ型及びｎ型の薄膜により作り込まれており、その詳細な構成の説明は省略する。
そして、上記ツェナーダイオード１５は、ＬＥＤチップ搭載部１１ｂ上にＬＥＤチップ１３をダイボンディングしたとき、図８（Ｂ）に示すように、上記ツェナーダイオード１５がＬＥＤチップ１３と並列に接続されるようになっている。
これにより、ＬＥＤチップ１３に印加される駆動電圧がツェナーダイオード１５の作用により所定電圧に保持されて、ＬＥＤチップ１３が保護されるので、ＬＥＤチップ１３に過大な電圧が印加されて、ＬＥＤチップ１３が破壊するようなことがない。
図８（Ａ）において、ＬＥＤ４０は、図１及び図２に示したＬＥＤ１０とほぼ同じ構成であり、シリコン基板１１上にてツェナーダイオード１５を備えている点でのみ異なる構成になっている。
このツェナーダイオード１５は、シリコン基板１１の表面に、公知の如く、例えば不純物拡散等によって作製されたｐ型及びｎ型の薄膜により作り込まれており、その詳細な構成の説明は省略する。
そして、上記ツェナーダイオード１５は、ＬＥＤチップ搭載部１１ｂ上にＬＥＤチップ１３をダイボンディングしたとき、図８（Ｂ）に示すように、上記ツェナーダイオード１５がＬＥＤチップ１３と並列に接続されるようになっている。
これにより、ＬＥＤチップ１３に印加される駆動電圧がツェナーダイオード１５の作用により所定電圧に保持されて、ＬＥＤチップ１３が保護されるので、ＬＥＤチップ１３に過大な電圧が印加されて、ＬＥＤチップ１３が破壊するようなことがない。
上述した実施形態においては、単にＬＥＤチップ１３からの出射光が、モールド部１４及びガラス枠体１２を介して外部に出射するように構成されているが、これに限らず、例えばモールド部１４を構成するシリコーン樹脂に、蛍光体を分散して混入することによって、ＬＥＤチップ１３からの光により蛍光体を励起して、ＬＥＤチップ１３からの光と蛍光体からの励起光の混色光によって、ＬＥＤチップ１３からの出射光の波長を変換し、色温度を変更することも可能である。例えば、ＬＥＤチップ１３として青色ＬＥＤチップを使用し、蛍光体として青色光により黄色光を発生させる蛍光体材料を使用することによって、混色光として白色光を外部に出射させることが可能である。
また、上述した実施形態においては、モールド部１４がシリコーン樹脂のみから構成されているが、これに限らず、モールド部１４を構成するシリコーン樹脂に、拡散剤を混入することも可能である。これにより、ＬＥＤチップからの光がモールド部１４内に混入された拡散剤によって拡散され、モールド部１４及びガラス枠体１２を介して外部に出射することにより、ＬＥＤチップからの出射光が、均一な配光分布となる。従って、例えば複数個のＬＥＤチップを備えている場合に、各ＬＥＤチップからの出射光が拡散剤によって十分に拡散されることにより、一つの光源から出射するような配光分布特性が得られることになる。
さらに、上述した第四の実施形態においては、シリコン基板１１上にツェナーダイオード１５が作り込まれているが、これに限らず、例えば電流抵抗素子（ＣＲＤ）等の他の種類のデバイスやＬＥＤチップ１３の駆動制御回路例えば点滅回路等が作り込まれていてもよいことは明らかである。
このようにして、本発明によれば、ランバーシアン分布の配光特性が得られると共に、ＬＥＤチップの占有面積が大きくなってもレンズ部に応力によるクラック，反り等の歪みが発生しないようにした、極めて優れたＬＥＤが提供され得る。
１０，２０，３０ ＬＥＤ
１１，２１，３１ シリコン基板
１１ａ 導電層
１１ｂ ＬＥＤチップ搭載部
１１ｃ 接続ランド
１１ｄ，１１ｅ 電極部
１２ ガラス枠体
１２ａ 貫通孔
１３ ＬＥＤチップ
１３ａ 金線
１４ モールド部
１５ ツェナーダイオード
２１ａ，２１ｂ 斜面
３１ａ，３１ｂ ダイヤフラム面
３２ 下部
３２ａ 凹陥部
３２ｂ ブリッジ部分
３３ 上部
３３ａ，３３ｂ 貫通孔
１１，２１，３１ シリコン基板
１１ａ 導電層
１１ｂ ＬＥＤチップ搭載部
１１ｃ 接続ランド
１１ｄ，１１ｅ 電極部
１２ ガラス枠体
１２ａ 貫通孔
１３ ＬＥＤチップ
１３ａ 金線
１４ モールド部
１５ ツェナーダイオード
２１ａ，２１ｂ 斜面
３１ａ，３１ｂ ダイヤフラム面
３２ 下部
３２ａ 凹陥部
３２ｂ ブリッジ部分
３３ 上部
３３ａ，３３ｂ 貫通孔
Claims (9)
- ＬＥＤチップ搭載部，接続パターン及び外部電極を含む導電パターンを備えたシリコン基板と、
このシリコン基板上に陽極接合された、ランプハウスを画成する貫通孔を備えたガラス枠体と、
上記ガラス枠体の貫通孔内にて、シリコン基板上にマウントされるＬＥＤチップと、
上記ガラス枠体の貫通孔内に充填されるシリコーン樹脂から成るモールド部と、
を含んでいることを特徴とする、ＬＥＤ。 - 上記シリコン基板が、その裏面に外部電極を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ。
- 上記シリコン基板が、その側面または側方に向いた斜面に外部電極を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ。
- 上記シリコン基板が、台形状のダイヤフラム面を備えており、このダイヤフラム面に外部電極を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ。
- 上記モールド部を構成するシリコーン樹脂が、ガラス枠体の屈折率に近い屈折率を有していることを特徴とする、請求項１から４の何れかに記載のＬＥＤ。
- 上記ガラス枠体が硼珪酸ガラスから構成されていることを特徴とする、請求項１から５の何れかに記載のＬＥＤ。
- 上記シリコン基板上に形成された導電パターンが、さらに所定の回路を構成する部分を備えていることを特徴とする、請求項１から６の何れかに記載のＬＥＤ。
- 上記モールド部を構成するシリコーン樹脂に、蛍光体が分散して混入されていることを特徴とする、請求項１から７の何れかに記載のＬＥＤ。
- 上記モールド部を構成するシリコーン樹脂に、拡散剤が混入されていることを特徴とする、請求項１から７の何れかに記載のＬＥＤ。
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