JP2006303526A - 発光ダイオード - Google Patents

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Abstract

【課題】 表面実装型発光ダイオードの耐リフロー性や耐温度サイクル性あるいは耐湿度性等の信頼性を向上させる。
【解決手段】 発光ダイオード素子が凹部を有するパッケージの該凹部の底部に実装され、封止されている表面実装型発光ダイオードにおいて、前記パッケージは導電パターン１１を有するＭIＤ基板２からなり、前記凹部４は開口部に透明封止板３と内壁部に光反射面９を備え、かつ前記凹部４内の光の媒質が空気であると共に、前記凹部４に前記発光ダイオード素子１０をフリップチップ実装し、更に発光ダイオード素子１０は、バンプ面を含む少なくとも一面以上が、アンダーフイル樹脂８により覆うようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、表面実装型発光ダイオードに関するものである。
発光ダイオードは、携帯端末を始め、家電、自動販売機用等の表示素子として、広く使われている。このような従来の表面実装型発光ダイオードの構造について、図面を用いて説明する。
図４は、従来の表面実装型発光ダイオードを示す断面図である。図４において、発光ダイオード１５は、発光ダイオード素子１６が、リードフレーム１７と、このリードフレーム上に形成された成形樹脂１８とで作られる凹部１９の底部に固着され、リード線２０は、ワイヤーボンデイングにより、リードフレーム１７と接続されている。凹部１９には，透明樹脂２１が充填され、発光ダイオード素子１６が封止されている。光反射面２２は、発光ダイオード素子の光を反射させ、外部へ放射させるためのものである。
しかしながら、上記のような従来の表面実装型発光ダイオードにおいては、発光ダイオード素子１６の封止が、透明樹脂２１を凹部１９に充填することにより行われていた．このため、透明樹脂２１が予め吸湿してしまうとリフローはんだ付け時の熱により、パッケージにクラックが発生することがあった。また、周囲温度の変化により透明樹脂２１が収縮し、これを繰り返すことにより、リード線２０が断線する等、信頼性に問題があった。
本発明の目的は、上記課題を解決しようとするもので、従来の表面実装型発光ダイオードに比べ、信頼性がアップされた発光ダイオードを提供することにある。
上記目的を達成するための本発明の構成は、以下に記した特徴を有する。
本発明による発光ダイオードは、発光ダイオード素子が凹部を有するパッケージの該凹部の底部に実装され、封止されている発光ダイオードにおいて、前記パッケージは射出成形プリント回路部品からなり、前記凹部は開口部に透明封止板と内壁部に光反射面を備え、かつ前記凹部内の光の媒質が空気であると共に、前記凹部に前記発光ダイオード素子がフリップチップ実装され、かつ素子のバンプ面側に発光部があり、前記発光ダイオード素子は、バンプ面を含む少なくとも一面以上が、屈折率が略１.5のアンダーフィル樹脂により覆われており、かつ素子の側面に断面が略三角形をなすようにアンダーフィル樹脂が形成されていることを特徴とする。
また本発明による発光ダイオードは、発光ダイオード素子が凹部を有するパッケージの該凹部の底部に実装され、封止されている発光ダイオードにおいて、前記パッケージは射出成形プリント回路部品からなり、前記凹部は開口部に透明封止板と内壁部に光反射面を備え、かつ前記凹部内の光の媒質が空気であると共に、前記凹部に前記発光ダイオード素子がフリップチップ実装若しくはワイヤーボンド接続されていることを特徴とする。
また本発明による発光ダイオードは、発光ダイオード素子のバンプ面を含む少なくとも一面以上が、樹脂により覆われていることを特徴とするものである。
また本発明による発光ダイオードは、発光ダイオードの透明封止板が透明ガラス又は透明樹脂材料から形成されていることを特徴とするものである。
また本発明による発光ダイオードは、発光ダイオードの透明封止板がシート状又は平板状であることを特徴とするものである。
また本発明による発光ダイオードは、発光ダイオードの透明封止板が凸レンズ、凹レンズ、フレネルレンズ、セルフォックレンズ又はホログラムレンズの何れかであることを特徴とするものである。
また本発明による発光ダイオードは、発光ダイオードの光反射面が球面の一部であることを特徴とするものである。
また本発明による発光ダイオードは、発光ダイオードの光反射面が放物面の一部であることを特徴とするもである。
また本発明による発光ダイオードは、発光ダイオードの光反射面が非球面であることを特徴とするものである。
また本発明による発光ダイオードは、発光ダイオードの光反射面が円錐状平面であることを特徴とするものである。
また本発明による発光ダイオードは、発光ダイオードの光反射面がメッキ又は蒸着等によって光反射効率を高めるための表面処理がなされていることを特徴とするものである。
本発明によれば、発光ダイオード素子が凹部を有するパッケージの該凹部の底部に実装され、封止されている発光ダイオードにおいて、前記パッケージはＭIＤからなり、前記凹部は開口部に透明封止板と内壁部に光反射面を備え、かつ凹部内の光の媒質が空気であると共に、前記凹部に前記発光ダイオード素子がフリップチップ実装若しくはワイヤボンド接続されていることにより、耐リフロー性や耐温度サイクル性を向上させることができる。
又、アンダーフイル樹脂により、発光ダイオード素子のバンプ面を含む少なくとも一面以上を覆うことにより、耐湿度性や耐振動性、耐衝撃性等も向上させることができる。更に、発光ダイオード素子が、透明ガラスや透明樹脂材料から形成される平板状やレンズ状の透明封止板により、凹部内の光の媒質を空気として、封止されるため、発光ダイオード素子の保護と、光の透過性を確保できると共に、光反射面を球面や放物面の一部の形状あるいは非球面や円錐状平面にし、メッキ又は蒸着等がなされているため、光の反射効率を高めることができる等、本発明の効果は極めて大きい。
発光ダイオード素子が凹部を有するパッケージの該凹部の底部に実装され、封止されている発光ダイオードにおいて、前記パッケージは射出成形プリント回路部品からなり、前記凹部は開口部に透明封止板と内壁部に光反射面を備え、かつ前記凹部内の光の媒質が空気であると共に、前記凹部に前記発光ダイオード素子がフリップチップ実装され、かつ素子のバンプ面側に発光部があり、前記発光ダイオード素子は、バンプ面を含む少なくとも一面以上が、屈折率が略１.5のアンダーフィル樹脂により覆われており、かつ素子の側面に断面が略三角形をなすようにアンダーフィル樹脂が形成されている。
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。図１，図２及び図３は本発明の実施の形態例を示す表面実装型発光ダイオードで、図１は発光ダイオードの第一実施例を示す断面図であり、図2は発光ダイオードの第二実施例を示す断面図であり、図3は発光ダイオードの第三実施例を示す断面図である。
図1において、発光ダイオード１は、発光ダイオード素子１０が導電パターン１１を有する射出成形プリント回路部品（Molded Interconnection Device 以下ＭIＤと記す。）である基板２及び透明封止板３からなるパッケージの凹部４の底部５に実装された構造である。
ＭIＤは、射出成形により立体形状を作成し、これに導電回路を付与したものである。成形材料には液晶ポリマーやスーパーエンジニアリングプラスチックが用いられる。液晶ポリマーは耐熱性に優れ、線膨張係数が小さいため、これを用いたパッケージは、リフローはんだ付け時の熱の影響の低減化あるいは温度サイクル性の改善ができる。
発光ダイオード素子１０の２つの電極は、バンプ６，７により、ＭIＤ基板２の導電パターン１１にフリップチップ実装される。
発光ダイオード素子１０のバンプ面を含む少なくとも一面以上は、アンダーフイル樹脂８により覆われている。このため、発光ダイオードの耐湿度性、耐衝撃性、耐振動性等を向上させることができる。尚、この樹脂の屈折率は、1.5程度である。
凹部４の内壁部である光反射面９は、球面や放物面の一部の形状あるいは非球面や円錐状平面に作られ、銀メッキ又は蒸着等がなされている。これにより、光反射面９の光の反射効率を高めることができる。
透明封止板３は、透明ガラスや透明樹脂等の透明材料が用いられ、その形状は、シート状や平板状である。これにより、発光ダイオード素子１０を保護するとともに、光の透過性を確保することができる。
図２は、本発明の発光ダイオードの第二実施例で、発光ダイオード素子１０は、底部５に固着され、リード線１２は、金線を用いワイヤーボンド接続されたものである。封止は、充填材を使用しないで透明封止板３により行われる。従ってリード線１２の断線やパッケージのクラックが無くなった。尚、リード線１２を覆う樹脂１３は、リード線を保護するためのものである。
図３は、本発明の発光ダイオードの第三実施例で、透明封止板１４は、凸レンズ状として、発光ダイオードの外部への光の集光性を高めたものである。尚、透明封止板１４は、凹レンズ、フレネルレンズ、セルフォックレンズ、ホログラムレンズ等を用いても良い。
以上述べたように本発明によれば、発光ダイオード素子が凹部を有するパッケージの該凹部の底部に実装され、封止されている発光ダイオードにおいて、前記パッケージはＭIＤからなり、前記凹部は開口部に透明封止板と内壁部に光反射面を備え、かつ凹部内の光の媒質が空気であると共に、前記凹部に前記発光ダイオード素子がフリップチップ実装若しくはワイヤボンド接続されていることにより、耐リフロー性や耐温度サイクル性を向上させることができる。
又、アンダーフイル樹脂により、発光ダイオード素子のバンプ面を含む少なくとも一面以上を覆うことにより、耐湿度性や耐振動性、耐衝撃性等も向上させることができる。更に、発光ダイオード素子が、透明ガラスや透明樹脂材料から形成される平板状やレンズ状の透明封止板により、凹部内の光の媒質を空気として、封止されるため、発光ダイオード素子の保護と、光の透過性を確保できると共に、光反射面を球面や放物面の一部の形状あるいは非球面や円錐状平面にし、メッキ又は蒸着等がなされているため、光の反射効率を高めることができる等、本発明の効果は極めて大きい。
本発明の表面実装型発光ダイオードの第一実施例を示す断面図である。 本発明の表面実装型発光ダイオードの第二実施例を示す断面図である。 本発明の表面実装型発光ダイオードの第三実施例を示す断面図である。 従来の表面実装型発光ダイオードを示す断面図である。
符号の説明
１ 発光ダイオード
２ ＭIＤ基板
３、１４ 透明封止板
４ 凹部
５ 底部
６，７バンプ
８ アンダーフイル樹脂
９ 光反射面
１０ 発光ダイオード素子
１２ リード線
１３ 樹脂

Claims (1)

  1. 発光ダイオード素子が凹部を有するパッケージの該凹部の底部に実
    装され、封止されている発光ダイオードにおいて、前記パッケージは射出成形
    プリント回路部品からなり、前記凹部は開口部に透明封止板と内壁部に光反射面
    を備え、かつ前記凹部内の光の媒質が空気であると共に、前記凹部に前記発光ダ
    イオード素子がフリップチップ実装され、かつ素子のバンプ面側に発光部があり、
    前記発光ダイオード素子は、バンプ面を含む少なくとも一面以上が、屈折率が略
    １.5のアンダーフィル樹脂により覆われており、かつ素子の側面に断面が略三角
    形をなすようにアンダーフィル樹脂が形成されていることを特徴とする発光ダイ
    オード。
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