JP4082544B2 - 裏面実装チップ型発光装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は裏面実装チップ型発光装置に関し、特にたとえば、携帯電話機等の電子機器のバックライト等に適用される、裏面実装チップ型発光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図7に示す、従来のこの種の裏面実装チップ型発光装置1は、たとえば携帯電話機のキートップ3のバックライトとして用いられる。つまり、裏面実装チップ型発光装置1は、携帯電話機の回路基板2に形成された孔2aの裏面に半田付け(実装)される。したがって、発光素子チップ1aから出力された光が、スイッチシート4を介してキートップ3を照射する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
この従来技術では、裏面実装チップ型発光装置1から出力された光はほぼ円形の指向性を有するため、裏面実装チップ型発光装置1に近い部分は明るいが、裏面実装チップ型発光装置1から離れている部分は暗くなっていた。つまり、キートップ3のそれぞれの輝度がばらつくという問題点があった。また、キートップ3は裏面実装チップ型発光装置1の直上部には配置されていないため、裏面実装チップ型発光装置1の直上部およびその近傍の領域に出力された光が無駄になっていた。
【0004】
それゆえに、この発明の主たる目的は、側面方向に光を効率よく出力することができる、裏面実装チップ型発光装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明は、少なくとも上面に接続電極が形成されたチップ基板、接続電極にボンディングされた発光素子チップ、チップ基板の前記上面において発光素子チップを包含するとともに、その平面形状が回路基板に形成された孔の平面形状と同じ矩形である下部樹脂モールド、下部樹脂モールドの上面に形成された上部樹脂モールド、および上部樹脂モールドの上面の中央に窪みを備える、裏面実装チップ型発光装置である。
【0006】
【作用】
この裏面実装チップ型発光装置では、接続電極が形成されたチップ基板にボンディングされた発光素子チップから光が出力され、発光素子チップを包含する樹脂モールドの上面に入射する。この樹脂モールドの上面の中央には窪みが形成されており、その窪みによって形成された反射面で光が反射され、反射した光は樹脂モールドの側面方向に出力される。したがって、裏面実装チップ型発光装置の真上方向およびその近傍の領域に照射される光を低減することができる。また、下部樹脂モールドの平面形状は、回路基板に設けられた孔の平面形状と同じ矩形になるように形成されている。このため、裏面実装チップ型発光装置を回路基板の裏面側から孔に差し込んで接続電極と回路基板とを半田付けするとき、裏面実装チップ型発光装置が下部樹脂モールドで回路基板に固定されるので、半田付けがしやすくなる。
【0007】
たとえば、樹脂モールドの窪みの側面を傾斜させ、発光素子チップから出力される光が全反射するようにすれば、反射効率を高くすることができる。つまり、側面方向への発光効率を向上することができる。
【0008】
【発明の効果】
この発明によれば、発光素子チップから出力された光を樹脂モールドに設けられた窪みによって形成された反射面で反射させるので、樹脂モールドの側面方向に効率よく光を出力することができる。また、下部樹脂モールドの平面形状は、回路基板に設けられた孔の平面形状と同じ矩形になるように形成されている。このため、裏面実装チップ型発光装置を回路基板の裏面側から孔に差し込んで接続電極と回路基板とを半田付けするとき、裏面実装チップ型発光装置が下部樹脂モールドで回路基板に固定されるので、半田付けがしやすくなる。
【0009】
この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【0010】
【実施例】
図1を参照して、この実施例の裏面実装チップ型発光装置(以下、単に「発光装置」という。)10はチップ基板12を含み、チップ基板12には上面12aから側面を介して下面12bまで連続する互いに絶縁された接続電極14aおよび14bが形成されている。接続電極14aには、半導体発光素子(LEDチップ)16が、たとえば銀ペーストなどでダイボンディングされる。また、LEDチップ16の上部に設けられたボンディングパッド16aと接続電極14bとを接続するための金線などの金属細線(ボンディングワイヤ)18がワイヤボンディングされる。
【0011】
樹脂モールド20は、ほぼ箱状に形成された下部樹脂モールド22とほぼ円柱形状に形成された上部樹脂モールド24とを含む。下部樹脂モールド22は、エポキシ樹脂のような透明樹脂であり、LEDチップ16を包含するようにチップ基板12の上面12aに形成される。上部樹脂モールド24は、同じく透明樹脂であり、下部樹脂モールド22上に形成され、上部樹脂モールド24の上面24aには窪み26が形成される。窪み26は、図1におけるII―II断面図である図2からよく分かるように、その断面が三角形状となる逆円錐形状に形成される。
【0012】
この発光装置10では、LEDチップ16から出力された光が、下部樹脂モールド22を透過して、上部樹脂モールド24の上面(反射面)24aに入射される。入射した光は反射面24aで全反射され、反射された光(反射光)は上部樹脂モールド24から発光装置10の側面方向に出力される。つまり、LEDチップ16から出力された光が全反射し、反射光が側面方向に出力されるように、窪み26の傾斜角θが決定される。したがって、均一な強度の光が、発光装置10の側面方向に出力される。
【0013】
発光装置10は、図3(A)に示すように、たとえば携帯電話機40のキートップ42のバックライトとして利用される。発光装置10は、図3(A)および図3(B)から分かるように、回路基板44の裏面44b側から孔44cに差し込まれる。すると、回路基板44の裏面44bとチップ基板12の上面12a(接続電極14aおよび14b)とが当接される。そして、図3(C)に示すように、上部樹脂モールド24が回路基板44に設けられた孔44cを介して回路基板44の表面44a側に突出した状態で、チップ基板12が回路基板44の裏面44b側に半田付けされる。つまり、発光装置10は回路基板44に裏面実装される。
【0014】
また、図3(A)〜図3(C)から分かるように、回路基板44の表面44aは、スイッチシート46で覆われ、このスイッチシート46上にキートップ42のそれぞれが設けられる。キートップ42は、発光装置10の周辺に配置されている。
【0015】
上述のように、LEDチップ16から出力された光は、上部樹脂モールド24の反射面24aで反射され、上部樹脂モールド24の側面から出力される。このため、キートップ42の輝度を均一にすることができる。
【0016】
この実施例によれば、LEDチップ16から出力された光を上部樹脂モールド24に設けた窪み26によって形成された反射面24aで全反射させ、均一な強度の反射光を上部樹脂モールド24の側面に出力することができる。したがって、キートップ42などを照射するバックライトとして使用する場合に、キートップ42を均一な輝度で照射することができる。
【0017】
図4に示す他の実施例の発光装置10は、上部樹脂モールド24にアールをつけた以外は、図1実施例と同じであるため、重複した説明は省略する。
【0018】
この他の実施例の発光装置10では、図4からわかるように、上部樹脂モールド24および窪み26の角を丸めることにより、光のエッジをなくすことができる。したがって、反射光の強度をより均一にすることができる。
【0019】
図5に示すその他の実施例の発光装置10は、リフレクタ26を有する下部樹脂モールド22を形成した以外は、図1実施例と同じであるため、重複した説明は省略する。
【0020】
図3(C)から分かるように、図1実施例の発光装置10では、下部樹脂モールド22の側面から出力される光の一部が回路基板44に照射される。これを有効利用するため、図5に示すような発光装置10が形成される。発光装置10では、下部樹脂モールド22は、液晶ポリマなどの非透光性樹脂22aを含み、非透光性樹脂22aのほぼ中央に貫通孔22bが形成される。貫通孔22bは、下面から上面に向かって拡径する載頭円錐形状の内周面22cを有し、この内周面22cにたとえば銅およびニッケルを用いたメッキ層26が形成される。また、内周面22c内には、透光性樹脂28が充填されている。つまり、LEDチップ16から出力された光は、メッキ層(リフレクタ)26で反射され、反射光は上部樹脂モールド24の反射面24aに入射される。したがって、発光効率をさらに向上することができる。また、リフレクタ26もまた、全反射する角度に傾斜させれば、さらに発光効率を向上することができる。
【0021】
なお、図4で示したアールを備えた上部樹脂モールド24を用いれば、より強い反射光をより均一に出力することができる。
【0022】
上述の実施例では、接続電極14aおよび14bは、チップ基板12の上面12aから側面を介して下面12bに連続的に延びて形成されるが、図6(A)に示すように、側面の一部(スルーホール)14cを介して連続するようにしてもよい。また、この発光装置10は、回路基板44の裏面に実装され、接続電極14aおよび14bは基板12の上面12aでのみ回路基板44と接触するため、図6(B)に示すように、接続電極14aおよび14bを上面12a側にのみに形成すればよい。したがって、発光装置10の製造コストを削減することができる。
【0023】
なお、図1,図2, 図4および図5の実施例では、樹脂モールド20を、下部樹脂モールド22および上部樹脂モールド24の2部材で構成するようにしたが、1部材の樹脂モールド20で形成するようにしてもよい。この場合、樹脂モールド20をほぼ円柱形状に形成し、その上面に窪み26を設けるようにすればよい。
【0024】
また、これらの実施例では、LEDチップ16から出力された光を全反射するようにしたが、反射率を調整することにより一部の光を上部樹脂モールド18bの上方に出力し、ほぼ円形の指向性でありかつ広範囲を照射できるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図2】図1実施例の裏面実装チップ型発光装置を示す断面図である。
【図3】図1実施例の裏面実装チップ型発光装置を携帯電話機のキートップのバックライトとして用いた場合を示す図解図である。
【図4】他の実施例の裏面実装チップ型発光装置を示す断面図である。
【図5】その他の実施例の裏面実装チップ型発光装置を示す断面図である。
【図6】図1実施例の裏面実装チップ型発光装置に用いられる接続電極を示す図解図である。
【図7】従来の裏面実装発光素子チップ装置を示す図解図である。
【符号の説明】
10 …裏面実装チップ発光装置
12 …チップ基板
14a,14b …接続電極
16 …発光素子チップ
18 …金属細線
20 …樹脂モールド
22 …下部樹脂モールド
24 …上部樹脂モールド
24a …反射面
26 …窪み

Claims (4)

  1. 少なくとも上面に接続電極が形成されたチップ基板、
    前記接続電極にボンディングされた発光素子チップ、
    前記チップ基板の前記上面において前記発光素子チップを包含するとともに、その平面形状が回路基板に形成された孔の平面形状と同じ矩形である下部樹脂モールド、
    前記下部樹脂モールドの上面に形成された上部樹脂モールド、および
    前記上部樹脂モールドの上面の中央に窪みを備える、裏面実装チップ型発光装置。
  2. 前記窪みは前記発光素子チップから出力された光を全反射させる傾斜面を含む、請求項1記載の裏面実装チップ型発光装置。
  3. 前記窪みは逆円錐形状である、請求項2記載の裏面実装チップ型発光装置。
  4. 前記接続電極は、前記チップ基板の上面にのみ形成された、請求項1ないしのいずれかに記載された裏面実装チップ型発光装置。
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