JP2007059837A - 表面実装型ｌｅｄ - Google Patents

Abstract

【課題】 従来のこの種の表面実装型ＬＥＤでは、繰り返し加わる外部応力により樹脂基板に銅箔がなく曲がりやすい部分のモールド部にクラックを生じ、耐湿性が低下してＬＥＤ素子に劣化を生じ易いという問題点があった。
【解決手段】 本発明により、特に樹脂基板を短辺方向に横切る方向においては、樹脂基板の表裏面に設ける表側電極と裏側電極とが、可能な限り両面に存在する形状とし、樹脂基板のみでモールド部を支えている面積を少なくすることで、外部応力を表裏電極で受けるものとして、モールド部に加わる応力を減少させ、クラックなどを生じることがないものとして、課題を解決する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、面実装型としたＬＥＤチップに関するものであり、特に薄型として、携帯電話など小型化された機器の入力用押釦の照明などに適する形状としたものに係る。

従来のこの種の表面実装型ＬＥＤ９０の例を示すものが図４であり、例えば、厚さが０．０５mm近傍のガラスエポキシ樹脂などでＬＥＤ素子９１をマウントする銅箔などによる導電パターン９２ａと、ワイヤ９３などで配線を行う導電パターン９２ｂとを有する基板９２を形成し、前記導電パターン９２ａにはＬＥＤ素子９１の一方の電極が導電接着剤などによりマウントされる。

そして、他の一方の電極はワイヤ９３などにより導電パターン９２ｂと接続が行われ、このように配線が行われＬＥＤ素子９１にはエポキシ樹脂など透明な樹脂で０．４mm厚程度で封止が行われて、モールド部９４の形成が行われ、全体の厚さとしては０．５mm以下とした表面実装型ＬＥＤ９０が得られるものとなる。

尚、この従来例では、更に加えて、前記基板９２の長辺側の両端部で導電パターン９２ａ、９２ｂの裏側に存在する基板９２をレーザー加工などにより適宜に切り落として面実装用の電極とすると共に、この段差部分にハンダが入り込み、取付け高さが少しでも低くなるようしている。
特開平 ８−２９８３４５号公報

しかしながら、上記した従来の表面実装型ＬＥＤ９０においては、図４中に波線Ｄで示したように、比較的に軟質なモールド部９４のみの部分が存在し、上方からスイッチ操作のためなどに、繰り返しの応力が加えられると、上記モールド部９４の部分にからクラックなどを生じて破損に到るという問題点を生じている。

また、破損に到らないまでも、上記モールド部９４の部分は応力によりたわみ易く、例えば、ＬＥＤ素子９１がマウントされている導電パターン９２ａの部分とに剥がれを生じて、前記ＬＥＤ素子９１に対する防湿作用が不十分となり、結果としてＬＥＤ素子９１に劣化を生じるという問題点も生じ、これらの点の解決が課題とされるものとなっていた。

本発明は、上記した課題を解決するための具体的手段として、ＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子が実装された基板と、前記基板のＬＥＤ素子が実装された側に形成された、正負両極を備えた表側電極と、前記基板のＬＥＤ素子が実装されたのと反対側に形成された、正負両極を備え、表側の対応する電極と電気的に接続された裏側電極と、前記ＬＥＤ素子と前記表側電極を電気的に接続するワイヤと、前記ＬＥＤ素子、ワイヤ、表面電極の少なくとも一部を覆うモールド部と、から成る表面実装型ＬＥＤであって、前記表側電極の正負の境界線と、前記裏側電極の正負の境界線とが、前記基板に対して垂直方向から見たときに実質的に重なっていないことを特徴とする表面実装型ＬＥＤを提供することで、課題を解決するものである。

本発明により、ガラスエポキシ樹脂などで０．０５〜０．０６mm厚として形成される基板には、その両面に、導電パターンを形成するための銅箔などが設けられた両面基板とすることで、この銅箔などにより補強して強度を増すと共に、前記基板の両面に形成する導電パターンは表面と裏面とに設けられる導電パターンが、前記基板を挟んで対峙する面積を増やし、基板のみで外部応力に対応する場所を少なくして、変形や剥離を生じないものとするのである。

特に、本発明においては、外部応力により歪みを生じやすい、基板の短辺方向への断面には、基板のみが存在する場所を生じないようにし、何れの部分も少なくとも表裏の何れかには銅箔が存在するようにして、両部材が強度に関与するものとして、樹脂部分から、破損、剥離が始まるのを防止する。

つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１に符号１で示すものは、本発明に係る表面実装型ＬＥＤ１であり、本発明においても、前記表面実装型ＬＥＤ１の基板２には、ガラスエポキシ樹脂などにより０．０５〜０．０６mm厚として形成された部材が採用されている点は従来例のものと同様である。

そして、前記基板２には導電パターンを形成するための銅箔２ａ、２ｂが貼着されており、該銅箔の一方、例えば銅箔２ａにはＬＥＤ素子４が一方の極でダイマウントされ、このＬＥＤ素子４の他方の極は、銅箔２ｂにワイヤ５によるワイヤボンドなどの手段により配線が行われているものであり、前記ＬＥＤ素子４にはエポキシ樹脂など透明樹脂によりモールド部６が形成され、全体の厚さが０．４mm程度と極薄型として形成されているものである点は従来例のものと同様である。

しかしながら、従来例のものが表面実装型ＬＥＤの薄型化を容易とするために、基板の上面のみに導電パターンを形成するための銅箔が貼着されたものが採用されていたのに対して、本発明では表面実装型ＬＥＤ１の強度を向上させることを主目的として、銅箔は上記にも説明したように、表側電極２ａ、２ｂを形成するために基板２の上面に貼着されたものと、裏側電極３ａ〜３ｃを形成するために基板２の下面にも貼着されるものとされている。

尚、このときには当然に銅箔の１枚分だけ全体の厚みが増すものとなるので、その厚み分だけ薄い基板２、または、モールド部６を採用し調整するなどは自在である。また、このように銅箔を表裏に設けた場合には、無電界メッキによる接続パターン８など、適宜な手段で、前記表側電極２ａ、２ｂと、前記裏側電極３ａ〜３ｃの対応する部分を電気的に接続するなども、予めに行っておいても良い。

図２は、上記の説明のようにして、基板２に表側電極２ａ、２ｂと、裏側電極３ａ〜３ｃを形成した状態を示すものであり、この図２では、前記表側電極２ａ、２ｂと、前記裏側電極３ａ〜３ｃとの相互の位置関係が明確に解るように、基板２を上方から透視する状態で表示してある。また、この種のＬＥＤ１を生産する際は、基板２は長辺方向が繋がったものとして製作しておき、最終工程でダイシング工程により個別に分離するのが通常であるが、ここでは、理解を容易とするために１つの基板２とした状態で記載し、説明を行う。

本発明では、以上のように、表側電極２ａ、２ｂと、裏側電極３ａ〜３ｃとを設け、それぞれの形状を工夫することで、前記基板２の短辺方向には、基板２のみで強度を保持している場所をなくし、何れに部分も、少なくとも一部が、表側電極（２ａ、２ｂ）或いは裏側電極（３ａ〜３ｃ）により補強が行われているものとしている。

従って、基板２に曲げ応力が加わったときにも、比較的に軟質な樹脂部材のみで応力を受け、その部分に変形が集中することがなくなり、例えば、基板２に変形を生じて、クラック発生の要因となることを防止できる。そして、上記説明のように形成された基板２の表側電極２ａには、ＬＥＤ素子４がダイマウントされ、表側電極２ｂとワイヤ５で配線が行われた後に、エポキシ樹脂など透明樹脂を用いてモールド、ポッティングなどの手段によりモールド部６が形成され、本発明に係る表面実装型ＬＥＤ１（図１も参照されたい）が完成するものとなる。

ここで、この発明を成すための発明者による検討の結果を説明すれば、上記の説明のように基板２とモールド部６との間に挟まれる表側電極２ａ、２ｂの面積が増えると、基板２とモールド部６との間の接着力が低下し、両者が剥がれやすくなる傾向が現れることが判明した。

その原因は、基板２と、モールド部６を構成するエポキシ樹脂との接着力が、表側電極２ａ、２ｂと、モールド部６を構成するエポキシ樹脂との接着力にやや勝ることであり、即ち、表側電極２ａ、２ｂの面積を大きくするほど、基板２、モールド部６の両者間の接着力は低下傾向となるのである。

そこで、発明者は、両者間、即ち、基板２に対しても、モールド部６に対しても接着力に優れるレジスト７を、両者間に挟むことで接着強度を向上させるものとしている。また、図３に示すように、前記表側電極２ａ、２ｂの表面にレジスト７を被着させておくことで、回路基板などに対し、ハンダリフローにより表面実装型ＬＥＤ１を取付けるときに、表側電極２ａ、２ｂの表面にハンダが進入し、モールド部６を浮き上がらせて接着強度を損う現象も防止でき、一層に表面実装型ＬＥＤ１の強度を向上させることが可能となる。

このときに、前記レジスト７を塗布する面積を、例えば、ワイヤボンドが行える可能な範囲のみを残し、広い範囲に行うものとすれば、基板２とモールド部６との接着強度を一層に向上させる作用、効果が得られる。更に、前記レジスト７に白色またはＬＥＤ素子４の発光色と近似した色ののものを採用しておけば、前記表面実装型ＬＥＤ１の点灯時には、前記ＬＥＤ素子４からの光のの反射の効率も向上し、一層に明るくなるという効果が得られる。

また、図３を参照すると表側電極２ａにおいては、左右非対称の部分があり、モールド部６を取付けた状態でも、基板２に表側電極２ａが設けられず基板２が直視できる空白部分が形成され、極性マーク２１ａとされている。これは、本発明により、表側電極２ａ、２ｂ、および、裏側電極３ａ〜３ｃの面積が拡大されたことで、裏面に極性マーク２１ａを付しても見え難くなったのと、白色ＬＥＤが多く使用されるようになり、この場合には、モールド部６内に蛍光体が混合され、不透明化するので、表面側であってもモールド部に覆われる位置では極性マーク２１ａが確認不可能となるからである。

なお、本発明を実際に実施するに当たっては、前記表側電極２ａ、２ｂの必要部分にメッキなどを施すこと、或いは、採用するＬＥＤ素子４を、シングルワイヤー方式のものに換えてダブルワイヤー方式のものを採用することなどは、自由であり、本発明はこれらを限定するものではない。また、当然に上記したように、ＬＥＤ素子４に青色のものを用い、モールド部６に黄色発光の蛍光体を添加するなどして白色発光の表面実装型ＬＥＤ１とするなども自由である。

以上、説明のように基板２は何れかの部分で銅箔により補強されているように布設パターンが考慮されたことで、外部からの曲げ応力が加わったときにも、基板２およびモールド部６のみで構成され、外部からの応力に対して曲げ強度が弱い部分がなくなり、モールド部６を形成するエポキシ樹脂にクラックを生じ、結果としてＬＥＤ素子４の湿度による劣化に到るような事態を生じないものとして、この種の表面実装型ＬＥＤ１の信頼性を向上させるものとなる。

本発明に係る表面実装型ＬＥＤの実施形態を示す断面図である。 本発明に係る表面実装型ＬＥＤの表側電極と裏側電極との布設の状態を示す説明図である。 同じく表面実装型ＬＥＤの表側電極とモールド部との間に布設するレジストの形状の例を示す説明図である。 従来例を示す断面図である。

符号の説明

１…表面実装型ＬＥＤ
２…基板
２ａ、２ｂ…表側電極
２１ａ…極性マーク
３ａ、３ｂ、３ｃ…裏側電極
４…ＬＥＤ素子
５…ワイヤ
６…モールド部
７…レジスト
８…接続パターン

Claims (3)

1. ＬＥＤ素子と、
   前記ＬＥＤ素子が実装された基板と、
   前記基板のＬＥＤ素子が実装された側に形成された、正負両極を備えた表側電極と、
   前記基板のＬＥＤ素子が実装されたのと反対側に形成された、正負両極を備え、表側の対応する電極と電気的に接続された裏側電極と、
   前記ＬＥＤ素子と前記表側電極を電気的に接続するワイヤと、
   前記ＬＥＤ素子、ワイヤ、表面電極の少なくとも一部を覆うモールド部と、
   から成る表面実装型ＬＥＤであって、
   前記表側電極の正負の境界線と、前記裏側電極の正負の境界線とが、前記基板に対して垂直方向から見たときに実質的に重なっていないこと
   を特徴とする表面実装型ＬＥＤ。
2. 前記表側電極表面に、白色または前記ＬＥＤ素子の発光色と近似した色のレジストが塗布されていること
   を特徴とする請求項１記載の表面実装型ＬＥＤ。
3. 前記表側電極のうち前記モールド部で覆われていない部分は、前記基板に対して垂直方向から見たときに非対称形状となっていること
   を特徴とする請求項１、または、請求項２記載の表面実装型ＬＥＤ。
   

Images