JP2008103402A - 上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体および上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、上部電極および下部電極を備えた上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体に関するものである。
【解決手段】本発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、上下電極型発光ダイオードを取り付ける金属基板と、前記金属基板に設けられたマトリクス状に開口されたスリットと、前記それぞれのスリットに対応して取り付けられた反射体とから少なくとも構成されている。前記スリットは、金属基板の上に予め、プレス等によって、マトリクス状に複数個が開口されている。前記スリットは、一列または複数列にすることができる。前記反射体は、前記金属基板上の上下電極型発光ダイオードが配置される位置に取り付けられているとともに、前記スリットの長さより短い幅で、前記それぞれの上下電極型発光ダイオードの光を別々に反射する。
【選択図】図1
【解決手段】本発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、上下電極型発光ダイオードを取り付ける金属基板と、前記金属基板に設けられたマトリクス状に開口されたスリットと、前記それぞれのスリットに対応して取り付けられた反射体とから少なくとも構成されている。前記スリットは、金属基板の上に予め、プレス等によって、マトリクス状に複数個が開口されている。前記スリットは、一列または複数列にすることができる。前記反射体は、前記金属基板上の上下電極型発光ダイオードが配置される位置に取り付けられているとともに、前記スリットの長さより短い幅で、前記それぞれの上下電極型発光ダイオードの光を別々に反射する。
【選択図】図1
Description
本発明は、上部電極および下部電極を備えた上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体および上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体の製造方法に関するものである。特に、本発明は、前記上下電極型発光ダイオード組立体を作製する前のパッケージであり、前記上下電極型発光ダイオード組立体を量産するのに適した上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体および上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体の製造方法に関するものである。また、本発明は、上下電極型発光ダイオードに流す電流容量、大電流で発生した熱の放熱性、パッケージの強度、熱応力、あるいは発光効率の全てを満す上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体および上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体の製造方法に関するものである。
図6(イ)は従来例における発光ダイオード組立体を説明するための概略断面図で、(ロ)は前記従来例における発光ダイオード組立体を説明するための平面図である。図6(イ)および(ロ)において、発光ダイオード組立体60は、印刷配線基板61と、当該印刷配線基板61の上に設けられたサブマウント基板62と、前記サブマウント基板62の周囲を囲むプラスチック製筒体63と、上下電極型発光ダイオード65と、前記上下電極型発光ダイオード65を覆う透明封止樹脂66とから構成される。
前記プラスチック製筒体63は、たとえば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化性樹脂により、リードフレーム64とともに一体成形される。前記印刷配線基板61は、前記上下電極型発光ダイオード65を点滅させるための図示されていない制御回路と接続するためのプリント配線611がエッチング等により所望のパターンで形成されている。前記サブマウント基板62は、上面にエッチングまたはマスクを用いて蒸着パターンを成形する等により一対の配線622が形成されている。
前記プラスチック製筒体63は、リードフレーム64が内部(埋め込み部641)を貫通している。また、前記プラスチック製筒体63は、上下電極型発光ダイオード65の発光を内部周囲により反射する。さらに、前記プラスチック製筒体63は、インジェクション成形の際にリードフレーム64を内部に埋設する、いわゆるインサートまたはアウトサート成形(インジェクション成形)により一体的に作製される。
上下電極型発光ダイオード65は、下部に二つの電極623を備えており、半導体ウエハからなるサブマウント基板62からダイシングにより切り出され、前記電極が前記サブマウント基板62の配線622と接続される。前記透明封止樹脂66は、耐熱性を有し、前記プラスチック製筒体63の内部に充填され、平板状または凸状のレンズを構成する。
特開2001−244508号公報に記載されている発光ダイオード用パッケージは、金属基板の一方に上下電極型発光ダイオードの下部電極を取り付け、前記上下電極型発光ダイオードの上部電極をボンディングワイヤーで他方の絶縁された金属基板に接続している。特開2003−8074号公報に記載されている表面実装型発光装置は、フリップチップ型発光ダイオードを互いに絶縁された金属基板の上に取り付けられている。また、特開2005−19609号公報に記載されている発光ダイオード用パッケージは、フリップチップ型発光ダイオードを半導体基板の収納凹所に載置し、配線により接続を行っている。
特開2001−244508号公報
特開2003−8074号公報
特開2005−19609号公報
前記サブマウントタイプのフリップチップ型発光ダイオードは、上部に電極がないため、発光した光が全て外部に照射されるという利点がある。しかし、上下電極型発光ダイオードは、近年、前記タイプのフリップチップ型発光ダイオードに勝る性能のものが開発されつつある。前記上下電極型発光ダイオードは、電流を多く流すことができ、照度も向上させることができるが、前記サブマウントタイプの構造にすると、熱により配線が断線したり、発光ダイオードの経年変化による破壊等の欠点があった。また、サブマウントタイプは、量産に対する生産性が悪いという問題があった。
前記上下電極型発光ダイオードは、大型で発光効率が良く、照度の高いものが得られるようになって来た。しかし、前記上下電極型発光ダイオードは、照明に使用すると、多くの電流を流すことができるが、放熱および熱応力による歪みで配線が断線するという問題があった。また、スリットを備えた金属基板に取り付けられた発光ダイオードは、透明封止樹脂で封止され、前記透明封止樹脂でスリットを有する金属基板の強度を持たせるために、硬度の高いものが使用されている。しかし、前記硬度の高い絶縁封止樹脂は、発光ダイオードから発生する熱応力が大きいという問題があった。前記熱応力は、発光ダイオードに電力を供給する配線を断線させる恐れがあった。
以上のような課題を解決するために、本発明は、スリットが設けられた金属基板と、前記金属基板に設けられた反射膜を備えた反射体とから少なくとも構成された上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体および上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体の製造方法を提供することを目的とする。本発明は、量産性に優れた形状からなるとともに、強度の高い上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体および上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体の製造方法を提供することを目的とする。
(第1発明)
第1発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、一列または複数列に上下電極型発光ダイオードの取り付け位置を有する金属基板と、前記上下電極型発光ダイオードの取り付け位置に対応するように、一列または複数列に前記金属基板の上に開口されている多数のスリットと、前記スリットを挟んで前記金属基板の上に多数形成されている複数のパッケージ電極と、前記金属基板に取り付けられているとともに、前記スリットに対応して取り付けられ、少なくとも一方の幅が前記スリットの長さより短い反射体と、で構成された上下電極型発光ダイオード用パッケージの集合体を、スリットで分離された複数のパッケージ電極を有するように前記金属基板上の多数のパッケージ電極が前記多数の反射体で保持されていることを特徴とする。
ことを特徴とする。
第1発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、一列または複数列に上下電極型発光ダイオードの取り付け位置を有する金属基板と、前記上下電極型発光ダイオードの取り付け位置に対応するように、一列または複数列に前記金属基板の上に開口されている多数のスリットと、前記スリットを挟んで前記金属基板の上に多数形成されている複数のパッケージ電極と、前記金属基板に取り付けられているとともに、前記スリットに対応して取り付けられ、少なくとも一方の幅が前記スリットの長さより短い反射体と、で構成された上下電極型発光ダイオード用パッケージの集合体を、スリットで分離された複数のパッケージ電極を有するように前記金属基板上の多数のパッケージ電極が前記多数の反射体で保持されていることを特徴とする。
ことを特徴とする。
(第2発明)
第2発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明の反射体がアルミナ系、アルミナおよびガラスの複合系のセラミックからなり、エポキシ樹脂系、ポリイミド樹脂系、ガラス系、ロウ材系の接着剤で前記金属基板に接合されていることを特徴とする。
第2発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明の反射体がアルミナ系、アルミナおよびガラスの複合系のセラミックからなり、エポキシ樹脂系、ポリイミド樹脂系、ガラス系、ロウ材系の接着剤で前記金属基板に接合されていることを特徴とする。
(第3発明)
第3発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明または第2発明の金属基板に設けられた多数のスリット集合体が直線状、曲線状、あるいは十字状、T字状、H字状などのいずれかであることを特徴とする。
第3発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明または第2発明の金属基板に設けられた多数のスリット集合体が直線状、曲線状、あるいは十字状、T字状、H字状などのいずれかであることを特徴とする。
(第4発明)
第4発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明から第3発明のスリットに予め絶縁材料が充填されていることを特徴とする。
第4発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明から第3発明のスリットに予め絶縁材料が充填されていることを特徴とする。
(第5発明)
第5発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明から第4発明の金属基板が銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、鉄または鉄合金から選択された材料であることを特徴とする。
第5発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明から第4発明の金属基板が銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、鉄または鉄合金から選択された材料であることを特徴とする。
(第6発明)
第6発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明から第5発明の金属基板が銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、その表面に、銀メッキ層が形成されていることを特徴とする。
第6発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明から第5発明の金属基板が銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、その表面に、銀メッキ層が形成されていることを特徴とする。
(第7発明)
第7発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明から第6発明の金属基板の一方に凹部または平面が、他方に平面または凸部が形成されていることを特徴とする。
第7発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明から第6発明の金属基板の一方に凹部または平面が、他方に平面または凸部が形成されていることを特徴とする。
(第8発明)
第8発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明から第7発明の銀メッキ層が形成された金属基板の前記上下電極型発光ダイオードを取り付ける位置に金メッキ層が形成されていることを特徴とする。
第8発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明から第7発明の銀メッキ層が形成された金属基板の前記上下電極型発光ダイオードを取り付ける位置に金メッキ層が形成されていることを特徴とする。
(第9発明)
第9発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明から第8発明のスリットまたは十字状スリットが反射体の内部中心から偏心していることを特徴とする。
第9発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明から第8発明のスリットまたは十字状スリットが反射体の内部中心から偏心していることを特徴とする。
(第10発明)
第10発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体の製造方法は、一列または複数列に上下電極型発光ダイオードの取り付け位置を有する金属基板の前記上下電極型発光ダイオードを取り付け位置に対応するように、一列または複数列に前記金属基板の上に開口されている多数のスリットまたは十字状スリット等を形成する工程と、前記金属基板に取り付けられているとともに、前記スリットに対応して取り付けられ、少なくとも一方の幅が前記スリットの長さより短い反射体を取り付ける工程とからなり、スリットで分離された複数のパッケージ電極が前記反射体で保持されていることを特徴とする。
第10発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体の製造方法は、一列または複数列に上下電極型発光ダイオードの取り付け位置を有する金属基板の前記上下電極型発光ダイオードを取り付け位置に対応するように、一列または複数列に前記金属基板の上に開口されている多数のスリットまたは十字状スリット等を形成する工程と、前記金属基板に取り付けられているとともに、前記スリットに対応して取り付けられ、少なくとも一方の幅が前記スリットの長さより短い反射体を取り付ける工程とからなり、スリットで分離された複数のパッケージ電極が前記反射体で保持されていることを特徴とする。
(第11発明)
第11発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体の製造方法は、第10発明の金属基板に設けられたスリットの集合体が直線状、曲線状、あるいは十字状、T字状、H字状などのいずれかであることを特徴とする。
第11発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体の製造方法は、第10発明の金属基板に設けられたスリットの集合体が直線状、曲線状、あるいは十字状、T字状、H字状などのいずれかであることを特徴とする。
本発明によれば、金属基板にスリットまたは十字状スリット等が設けられており、少なくとも一方の幅が前記スリットの長さより短い筒状反射体が前記金属基板に取り付けられているため、前記スリットの周囲を切ることにより、1個の上下電極型発光ダイオード用パッケージを多量に生産することが可能である。
本発明によれば、スリットまたは十字状スリットを多数設けた金属基板に、上方に向けて広がる反射面を有する筒状の反射体を取り付けた上下電極型発光ダイオード用パッケージとしたため、発光装置としての強度を十分に達成でき、量産するに適した上下電極型発光ダイオード用パッケージとなる。
本発明によれば、上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体に流す電流容量を多くすることができ、その際の放熱性、パッケージの強度、あるいは熱応力による歪みに対する改善を向上させることができる。
本発明によれば、前記反射体の内部に発光ダイオードを封止するエラストマー系の透明封止樹脂が充填された上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、上下電極型発光ダイオードを取り付けて、大電流を流しても、前記反射体に充填されたエラストマータイプの透明封止樹脂により、十分に熱応力を吸収することができる。また、本発明によれば、パッケージ集合体の状態で発光ダイオードを取り付け、透明封止樹脂を封止することが可能なので、生産性が向上する。
(第1発明)
第1発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、上下電極型発光ダイオードを取り付ける金属基板と、前記金属基板に設けられた一列または複数列に開口された多数のスリットと、前記スリットに対応して取り付けられた反射体とから少なくとも構成されている。前記スリットは、金属基板の上に予め、プレス等によって、一列または複数列に複数個が開口されている。前記スリットは、縦横同じ数または異なる数にすることができる。前記反射体は、前記金属基板に取り付けられているとともに、少なくとも一方の幅が前記スリットの長さより短く、前記それぞれの上下電極型発光ダイオードの光を別々に反射する。また、前記反射体は、上方に向けて広がる傾斜した反射面を備えた筒体からなる。前記金属基板は、上部に向けて広がった筒体からなる反射体により固定されるため、前記スリットが設けられていても、強度を十分に維持できる。
第1発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、上下電極型発光ダイオードを取り付ける金属基板と、前記金属基板に設けられた一列または複数列に開口された多数のスリットと、前記スリットに対応して取り付けられた反射体とから少なくとも構成されている。前記スリットは、金属基板の上に予め、プレス等によって、一列または複数列に複数個が開口されている。前記スリットは、縦横同じ数または異なる数にすることができる。前記反射体は、前記金属基板に取り付けられているとともに、少なくとも一方の幅が前記スリットの長さより短く、前記それぞれの上下電極型発光ダイオードの光を別々に反射する。また、前記反射体は、上方に向けて広がる傾斜した反射面を備えた筒体からなる。前記金属基板は、上部に向けて広がった筒体からなる反射体により固定されるため、前記スリットが設けられていても、強度を十分に維持できる。
前記上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、少なくとも一方の幅が前記スリットの長さより短いため、前記反射体の周囲を切断することにより、単体または所望の個数連なったものにすることができる。前記反射体の反射面、および前記反射体の内部における金属基板の表面には、銀メッキが形成されて、前記上下電極型発光ダイオードの光を効率的に反射する。前記上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、上下電極型発光ダイオードを取り付けた後、エラストマータイプの透明封止樹脂を封止し、所望の数に切断され、所望の配線が施されている印刷配線基板に取り付けられる。前記上下電極型発光ダイオード用パッケージの集合体は、スリットで分離された複数のパッケージ電極を有するように前記金属基板上の多数のパッケージ電極が前記多数の反射体で保持され、単体に分割されても、上下電極型発光ダイオード用パッケージの強度が維持できる。
(第2発明)
第2発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、反射体がアルミナ系、アルミナおよびガラスの複合系のセラミックからなり、必要に応じて、表面に光を反射する膜がコーティングされている。また、前記反射体は、エポキシ樹脂系、ポリイミド樹脂系、ガラス系、ロウ材系の接着剤で前記金属基板に接合されている。前記膜および接着剤は、たとえば、自動機等によりサイズの小さい部分に塗布することが容易である。
第2発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、反射体がアルミナ系、アルミナおよびガラスの複合系のセラミックからなり、必要に応じて、表面に光を反射する膜がコーティングされている。また、前記反射体は、エポキシ樹脂系、ポリイミド樹脂系、ガラス系、ロウ材系の接着剤で前記金属基板に接合されている。前記膜および接着剤は、たとえば、自動機等によりサイズの小さい部分に塗布することが容易である。
(第3発明)
第3発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明の金属基板上に設けられた多数のスリットがそれぞれ直線状、曲線状、あるいは十字状、T字状、H字状に開口されている。たとえば、2個の上下電極型発光ダイオードは、十字状スリットを挟んで、前記それぞれの反射体の内部に並列に配置される。したがって、前記上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、2個の上下電極型発光ダイオードを並列に取り付けた場合、1個と比較して2倍の光量を得る発光装置とすることができる。
第3発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明の金属基板上に設けられた多数のスリットがそれぞれ直線状、曲線状、あるいは十字状、T字状、H字状に開口されている。たとえば、2個の上下電極型発光ダイオードは、十字状スリットを挟んで、前記それぞれの反射体の内部に並列に配置される。したがって、前記上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、2個の上下電極型発光ダイオードを並列に取り付けた場合、1個と比較して2倍の光量を得る発光装置とすることができる。
(第4発明)
第1発明から第3発明のスリットには、予め絶縁性材料が充填されている。また、前記絶縁性材料は、エポキシ系樹脂、あるいはセラミック系材料が利用できる。前記絶縁性材料は、硬度が低いもの、たとえば、ショアA(ゴムの硬度)15から85、好ましくは20から80を使用することにより、金属基板にかかる熱応力を緩和させることができる。
第1発明から第3発明のスリットには、予め絶縁性材料が充填されている。また、前記絶縁性材料は、エポキシ系樹脂、あるいはセラミック系材料が利用できる。前記絶縁性材料は、硬度が低いもの、たとえば、ショアA(ゴムの硬度)15から85、好ましくは20から80を使用することにより、金属基板にかかる熱応力を緩和させることができる。
(第5発明)
第5発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明から第4発明の金属基板を銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、鉄または鉄合金から選択された材料である。前記金属基板は、製造および経年変化による強度、大電流、たとえば、350mA以上、を流した場合の電気抵抗、放熱性を考慮して、所望の特性の材料を選択することができる。
第5発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明から第4発明の金属基板を銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、鉄または鉄合金から選択された材料である。前記金属基板は、製造および経年変化による強度、大電流、たとえば、350mA以上、を流した場合の電気抵抗、放熱性を考慮して、所望の特性の材料を選択することができる。
(第6発明)
第6発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明から第5発明における銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属基板の表面に、銀メッキ層が形成されている。前記銀メッキ層は、電気抵抗の減少、放熱性、光の反射効率等を向上させることができる。
第6発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明から第5発明における銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属基板の表面に、銀メッキ層が形成されている。前記銀メッキ層は、電気抵抗の減少、放熱性、光の反射効率等を向上させることができる。
(第7発明)
第7発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明から第6発明の金属基板の一方には、凹部が成形され、内部に上下電極型発光ダイオードが収納される。また、金属基板の他方は、平面となっており、前記上下電極型発光ダイオードの上部電極と同じ高さになっている。さらに、前記金属基板の一方は、平面で、他方に凸部が形成されている。この場合も、前記金属基板の上面と、上下電極型発光ダイオードの上部電極の高さは、同じであるため、接続部材を一枚の金属板とすることができる。
第7発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明から第6発明の金属基板の一方には、凹部が成形され、内部に上下電極型発光ダイオードが収納される。また、金属基板の他方は、平面となっており、前記上下電極型発光ダイオードの上部電極と同じ高さになっている。さらに、前記金属基板の一方は、平面で、他方に凸部が形成されている。この場合も、前記金属基板の上面と、上下電極型発光ダイオードの上部電極の高さは、同じであるため、接続部材を一枚の金属板とすることができる。
(第8発明)
第8発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明から第7発明における銀メッキ層が形成された金属基板上で、前記上下電極型発光ダイオードが取り付けられる位置に金メッキ層が形成されている。前記銀メッキ層と上下電極型発光ダイオードの電極との間に形成された金メッキ層は、導電性を良くするだけでなく、共晶ハンダを使用する際に、接着を堅固に行うことができるようになる。
第8発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、第1発明から第7発明における銀メッキ層が形成された金属基板上で、前記上下電極型発光ダイオードが取り付けられる位置に金メッキ層が形成されている。前記銀メッキ層と上下電極型発光ダイオードの電極との間に形成された金メッキ層は、導電性を良くするだけでなく、共晶ハンダを使用する際に、接着を堅固に行うことができるようになる。
(第9発明)
第9発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、前記スリットまたは十字状スリット等が反射体の内部中心から偏心していることにより、上下電極型発光ダイオードの光が反射体のほぼ中心から照射されるような位置になっている。
第9発明の上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、前記スリットまたは十字状スリット等が反射体の内部中心から偏心していることにより、上下電極型発光ダイオードの光が反射体のほぼ中心から照射されるような位置になっている。
(第10発明)
第10発明における上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体の製造方法は、金属基板にスリットを形成する工程と、前記金属基板に反射体を取り付ける工程の二つから構成されている。まず、第1工程は、前記金属基板の上に、一列または複数列に開口される多数のスリットまたは十字状スリット等が形成される。前記スリットまたは十字状スリットは、一列または複数列に上下電極型発光ダイオードが取り付けられる金属基板の位置に対応している。第2工程は、少なくとも一方の幅が前記スリットの長さより短い反射体がそれぞれの前記スリットに対応して前記金属基板に取り付けられる。
第10発明における上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体の製造方法は、金属基板にスリットを形成する工程と、前記金属基板に反射体を取り付ける工程の二つから構成されている。まず、第1工程は、前記金属基板の上に、一列または複数列に開口される多数のスリットまたは十字状スリット等が形成される。前記スリットまたは十字状スリットは、一列または複数列に上下電極型発光ダイオードが取り付けられる金属基板の位置に対応している。第2工程は、少なくとも一方の幅が前記スリットの長さより短い反射体がそれぞれの前記スリットに対応して前記金属基板に取り付けられる。
(第11発明)
第11発明における上下電極型発光ダイオード用パッケージの製造方法は、金属基板に設けられたスリットの形状を、直線状、曲線状、あるいは十字状、T字状、H字状、その他変形などの多数のスリットを設けた上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体とすることができる。大型の金属基板は、多数のスリットを成形した上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体として作製される。
第11発明における上下電極型発光ダイオード用パッケージの製造方法は、金属基板に設けられたスリットの形状を、直線状、曲線状、あるいは十字状、T字状、H字状、その他変形などの多数のスリットを設けた上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体とすることができる。大型の金属基板は、多数のスリットを成形した上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体として作製される。
図1(イ)から(ハ)は本発明の第1実施例で、(イ)はパッケージに上下電極型発光ダイオードを取り付けた状態を示す断面図、(ロ)は(イ)の拡大図、(ハ)はパッケージおよび上下電極型発光ダイオードの平面図である。図1(イ)から(ハ)において、本実施例における上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、金属基板12、14と、前記金属基板12と14との間に設けられているスリットまたは絶縁部材13と、前記金属基板12、14に取り付けられ、反射膜161が形成されている傾斜した反射面を有するとともに、上方に向かって広がるように成形された筒状の反射体16とから少なくとも構成されている。前記金属基板12は、スリットまたは絶縁部材13によって金属基板14と電気的に分離されている。
金属基板12、14は、銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、鉄または鉄合金とすることができる。前記金属基板12、14は、たとえば、銅である場合、亜鉛を微量含有させ、強度を上げている。前記金属基板12、14は、表面に銀メッキ層が形成された後、上下電極型発光ダイオードの電極が配置される位置に金メッキ層が形成されている。前記金属基板12、14が銅基板の場合、前記銅基板は、ニッケルメッキが形成された後、銀メッキが形成され、マスクをして前記上下電極型発光ダイオードが載置される位置に金メッキが形成される。
前記反射体16は、少なくとも一方の幅が前記スリットまたは絶縁部材13の長さより短く、それぞれの前記スリットまたは絶縁部材13に対応して前記金属基板に取り付けられる。前記反射体16は、たとえば、アルミナ系、アルミナおよびガラスの複合系のセラミックからなる。前記反射体16は、エポキシ樹脂系、ポリイミド樹脂系、ガラス系、ロウ材系の接着剤により、前記金属基板12、14に接合される。また、前記スリットは、直線状、曲線状、あるいは十字状、T字状、H字状等任意の形状に変形させることができる。さらに、前記スリットには、予め絶縁材料が充填されてもよい。
前記絶縁部材13は、たとえば、セラミック材料あるいは1液性または2液性のエポキシ系樹脂を主成分とした熱硬化性樹脂、あるいはシリコン系樹脂からなる樹脂を充填できるが、単なる空間として絶縁性を持たせることもできる。前記上部に向かって広がった筒状の反射体16は、前記金属基板12、14と接着剤により接合されているため、前記金属基板12、14の間に前記スリットが入っていても、前記金属基板12、14の強度を維持することができる。また、前記反射体内部の発光ダイオードを封止する透明封止樹脂は、エラストマータイプにすることができる。前記エラストマータイプの硬度は、ショアA(ゴムの硬さ)で15から85、好ましくは20から80のものを使用することが望ましい。特に、前記封止樹脂13は、シリコン系樹脂からなるエラストマーであることが望ましい。
図1(イ)および(ロ)において、前記金属基板12には、上下電極型発光ダイオード11が収納できる収納凹部121が形成されている。前記上下電極型発光ダイオード11は、上部電極111と下部電極112が設けられている。前記金属基板12は、前記上下電極型発光ダイオード11の下部電極112と、たとえば、共晶ハンダにより接合される。前記上下電極型発光ダイオード11の上部電極111は、接続金属板15により、前記金属基板14と、たとえば、共晶ハンダにより接続される。前記上下電極型発光ダイオード11および接続金属板15が存在していない金属基板12、14の表面には、後述する反射体の内部に相当する領域に銀メッキ162、163が施され、上下電極型発光ダイオード11の発光を効率良く反射させる。
図1(ハ)において、上下電極型発光ダイオード11の上部電極111は、目の字状に開口部113を有し、この部分から光を効率良く外部に照射する。前記開口部113は、目の字状以外に、日の字状、ロの字状、コの字状等がある。また、接続金属板15は、たとえば、2本の接続部151を有し、前記上下電極型発光ダイオード11の上部電極111の一部に接続されている。前記接続部151は、その太さを変えたり、あるいは本数を変えることができる。また、前記接続金属板15の金属基板14側は、広い面積を有し、前記金属基板14と接続される。前記接続金属板15は、金属基板12、14と同様に、銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、鉄または鉄合金から選択された材料である。
前記上下電極型発光ダイオード11の側部114から出る光は、前記接続金属板15の開口部を通して外部に照射される。前記接続金属板15は、前記上部電極111および前記金属基板14と、たとえば、共晶ハンダにより接続される。前記共晶ハンダによる接続は、互いに金メッキを施すことにより、接合強度を強くすることができる。前記金属基板14は、配線である金線と比較して、大容量の電流を流すことができるだけでなく、断面および表面の形状により強度および放熱性を向上させることができる。さらに、前記接続金属板15の接続部151の形状および本数は、任意に変えることができる。
図2(イ)は本発明の第2実施例を説明するための断面図で、図2(ロ)および(ハ)は上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体をマトリクス状に配置した例を説明する平面図である。図2(イ)において、実施例1と異なるところは、金属基板22に収納凹部が設けられていない点と、接続金属板25の形状にある。上下電極型発光ダイオード11は、下部電極112が金属基板22上に接続されている。接続金属板25は、ほぼL字状に成形され、長手部分が前記上下電極型発光ダイオード11の上部電極111に、基部が金属基板14の上面にそれぞれ接続されている。第2実施例の発明は、前記接続金属板25の形状を工夫することにより、金属基板22に収納凹部を設ける必要がなくなる。さらに、図2(イ)に示されていないが、金属基板22に収納凹部を設けず、金属基板14に凸部を成形する。前記実施例は、前記凸部の上面と、前記上下電極型発光ダイオードの上部電極の上面を同じ高さにすることで、一枚の平らな接続金属板とすることができる。
図2(ロ)および(ハ)において、マトリクス状に配置された上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、図1(イ)から(ハ)、および図2(イ)に示すように、スリット211の位置が反射体16の中央部から偏心して設けられている。前記配置は、上下電極型発光ダイオード11を前記反射体16(図1(ハ)参照)の中心に配置でき、前記反射体16の反射膜161から効率良く光を外部に照射できる。また、前記上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、上下電極型発光ダイオード(図示されていない)が取り付けられた後、切断線212、213により、それぞれが分離される。前記切断は、カッターで切る場合、あるいは金型でプレスする場合があり、一個一個、列毎、全部同時に切断する場合がある。前記金属基板12、14は、それぞれの上下電極型発光ダイオードの電極および接続金属板25が配置される位置に金メッキ層214、215が形成される。
図3は本発明の第3実施例である金属基板を説明するための平面図である。図3において、金属基板31は、ほぼマトリクス状に十字状スリット311と、位置決め孔312が設けられている。前記十字状スリット311は、たとえば、空間、あるいは絶縁樹脂が予め充填またはインサート成形される。前記絶縁樹脂は、エポキシ系樹脂のように、弾性および接着性の高いものが望ましい。第3実施例における上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体は、十字状スリット311を挟んで、2個の上下電極型発光ダイオードが並列に配置され、照度の高い照明装置等に利用することができる。
図4は本発明の第3実施例における金属基板上に反射体を取り付けた上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体を説明するための平面図である。図4において、金属基板31は、図3に示すような十字状スリット311がマトリクス状に設けられている。反射体16は、前記十字状スリット311がほぼ中心に来るように配置された状態で、たとえば、共晶ハンダにより接続される。また、前記十字状スリット311の長さは、前記反射体16を前記金属基板31に取り付けた際に、前記反射体16の幅より長く、一部が突出部313として突出するように配置される。前記反射体16が取り付けられた金属基板31は、パッケージとして出荷されて、別の工場等に運ばれ、そこで、上下電極型発光ダイオードが接続されるとともに、前記反射体16内に透光性絶縁部材が充填されて、上下電極型発光ダイオード組立体ができる。
前記金属基板31に取り付けられた上下電極型発光ダイオード組立体は、図示の横方向切断線314、315、および縦方向切断線316、317により、一個の上下電極型発光ダイオード組立体ができる。前記切断線による金属基板31の切断は、十字状スリット311の先端突起部313を残すことにより、図1または図2に示す金属基板12および金属基板14を絶縁する絶縁部材13となって、上下電極型発光ダイオードに電流を流すことができる。
図5は本発明の第4実施例で、マトリクス状のパッケージを切断した状態を説明するための図で、(イ)は4個のパッケージが直線状に接続されている例、(ロ)は4個のパッケージが湾曲している例、(ハ)は4個のパッケージが湾曲部と直線部を有する例を説明するためのものである。図5(イ)に示す例は、図4に示された金属基板31を横方向に切断したものである。スリット52は、切断線を越えるようになっている。上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体53は、上下電極型発光ダイオードが取り付けられた場合、これらが直列に4個接続される。4個の上下電極型発光ダイオード組立体は、横長の発光装置として利用することができる。
図5(ロ)に示す例は、前記金属基板を湾曲させたものである。図5(ハ)に示す例は、前記金属基板の左右に任意の曲線からなる湾曲部を設け、中央部を直線状にしたものである。本発明は、前記金属基板の曲率、角度等を任意に変えた変形以外に、前記金属基板を半球状にしたり、あるいは所望の形に変形することができる。
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。本発明の上下電極型発光ダイオードの上下電極、金属基板、接続金属板等の接続は、共晶ハンダ、共晶ハンダペースト、共晶ハンダとフラックス、金−錫共晶ハンダペースト等、公知または周知のものを使用することができる。本発明の反射体の部材および反射膜は、前記同様に、公知または周知のものを使用することができる。本発明の金属基板、接続金属板は、銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、鉄または鉄合金に変えることができる。
11・・・上下電極型発光ダイオード
111・・・上部電極
112・・・下部電極
113・・・開口部
12、14、22・・・金属基板
121・・・収納凹部
13・・・スリットまたは絶縁部材
15、25・・・接続金属板
151・・・接続部
16・・・反射体
161・・・反射膜
162、163・・・銀メッキ
111・・・上部電極
112・・・下部電極
113・・・開口部
12、14、22・・・金属基板
121・・・収納凹部
13・・・スリットまたは絶縁部材
15、25・・・接続金属板
151・・・接続部
16・・・反射体
161・・・反射膜
162、163・・・銀メッキ
Claims (11)
- 一列または複数列に上下電極型発光ダイオードの取り付け位置を有する金属基板と、
前記上下電極型発光ダイオードの取り付け位置に対応するように、一列または複数列に前記金属基板の上に開口されている多数のスリットと、
前記スリットを挟んで前記金属基板の上に多数形成されている複数のパッケージ電極と、
前記金属基板に取り付けられているとともに、前記スリットに対応して取り付けられ、少なくとも一方の幅が前記スリットの長さより短い反射体と、
で構成された上下電極型発光ダイオード用パッケージの集合体を、
スリットで分離された複数のパッケージ電極を有するように前記金属基板上の多数のパッケージ電極が前記多数の反射体で保持されていることを特徴とする上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体。 - 前記反射体は、アルミナ系、アルミナおよびガラスの複合系のセラミックからなり、エポキシ樹脂系、ポリイミド樹脂系、ガラス系、ロウ材系の接着剤で前記金属基板に接合されていることを特徴とする請求項1に記載された上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体。
- 前記金属基板に設けられた多数のスリット集合体は、直線状、曲線状、あるいは十字状、T字状、H字状などのいずれかであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載された上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体。
- 前記スリットには、予め絶縁材料が充填されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載された上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体。
- 前記金属基板は、銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金、鉄または鉄合金から選択された材料であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載された上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体。
- 前記金属基板は、銅または銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、その表面に、銀メッキ層が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載された上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体。
- 前記金属基板は、一方に凹部または平面が、他方に平面または凸部が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載された上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体。
- 前記銀メッキ層が形成された金属基板の前記上下電極型発光ダイオードを取り付ける位置に金メッキ層が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載された上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体。
- 前記スリットまたは十字状スリットは、反射体の内部中心から偏心していることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載された上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体。
- 一列または複数列に上下電極型発光ダイオードの取り付け位置を有する金属基板の前記上下電極型発光ダイオードを取り付け位置に対応するように、一列または複数列に前記金属基板の上に開口されている多数のスリットまたは十字状スリット等を形成する工程と、
前記金属基板に取り付けられているとともに、前記スリットに対応して取り付けられ、少なくとも一方の幅が前記スリットの長さより短い反射体を取り付ける工程と、
からなり、スリットで分離された複数のパッケージ電極が前記反射体で保持されていることを特徴とする上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体の製造方法。 - 前記金属基板に設けられたスリット集合体は、直線状、曲線状、あるいは十字状、T字状、H字状などのいずれかであることを特徴とする請求項10に記載された上下電極型発光ダイオード用パッケージ集合体の製造方法。
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