JP4185352B2 - 発光ダイオード及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオード及びその製造方法に係り、特に側面発光に適した発光ダイオードに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
携帯電話、その他の小型電子機器には、従来から表面実装型の発光ダイオードが多く使用されており、例えば図9に示したような形状のものが一般に知られている。この発光ダイオード1は、ガラスエポキシ基板2の上面に一対の基板電極3,4をパターン形成し、一方の基板電極3の上に導電性接着剤(図示せず)によって発光ダイオード素子5を固着すると共に、発光ダイオード素子5の上面電極と他方の基板電極4とをボンディングワイヤ6で接続し、このボンディングワイヤ6及び発光ダイオード素子5を透明のエポキシ樹脂からなる封止体7によって保護した構造のものである。
【0003】
上述の発光ダイオード1は、一般にはマザーボードの表面側に実装され上方に向けて発光させることが多いが、最近では携帯電話の液晶表示面を照明するバックライトの光源として利用されることも多い。その場合には例えば図10に示したように、マザーボード8に開設した孔9の中に発光ダイオード1を裏面側から挿入し、マザーボード8の裏面側で発光ダイオード1の基板電極3,4をマザーボード8のプリント配線10に半田11で固定し、上方に向けて発光させた照射光をマザーボード8上に配置した導光板13の傾斜端面14で直角方向に反射させてから導光板13内に導き入れるようにしている。
【0004】
しかしながら、このような反射光を利用する方法では光の損失が見込まれる他、導光板13が薄いために傾斜端面14の角度や発光ダイオード素子5から照射される光の反射角度の微妙な調整を余儀なくされる。
【0005】
そこで、本件出願人は発光ダイオードの照射方向と導光板の入射方向とを一致させる側面発光タイプの発光ダイオードとして、図11に示したような略T字形状の発光ダイオードを既に提案している(特開2002−164583)。この発光ダイオード15は、左右に延びるベース部16a,16bと、このベース部16a,16bの略中央部から立ち上がる直立部17と、この直立部17の前面に張出す突起部18とで形成されるものである。突起部18には凹部が形成され、その中に発光ダイオード素子19が配置されると共に、凹部内に充填された透明樹脂によって封止体20が形成されている。このように構成された発光ダイオード15を前述のマザーボード8に実装する場合には、マザーボード8の孔9に裏面側から挿入し、ベース部16a,16bの上面を孔9の周縁に載置すると共に、ベース部16a,16bの基板電極21a,21bとマザーボード8のプリント配線とを半田によって固定して導通を図っている。このようにすることで、発光ダイオード15をマザーボード8の表面側で側面発光させることができ、発光ダイオード素子19から水平方向に照射した光を導光板13の端部に直接入射させることができるといった利点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したT字形の発光ダイオード15にあっては、直立部17の前面に突起部18を張り出した構成となっているために重心が前側に片寄り、マザーボード8に設けた孔9の周縁にベース部16a,16bの両端を載置した時に、バランスを崩して傾いてしまうなど姿勢が安定しないなどの問題があった。
【0007】
そこで、本発明の目的は、発光ダイオードをマザーボードの開口部の周縁に載置した時に、少なくとも3点で支持するようにして姿勢の安定性を図るようにした発光ダイオードを提供することである。
【0008】
また、本発明の他の目的は発光ダイオードを簡易な製造工程で提供できるようにすることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に係る発光ダイオードは、マザーボードに開設された開口部の周縁に両端が載置されるベース部および、このベース部から立ち上がって前記開口部に挿通される直立部を有する略T字形の本体部と、該本体部の前面に突出形成される樹脂成形部とで構成され、前記樹脂成形部が非透光性の枠体と、この枠体よりさらに前方に突出してマザーボードの開口部の周縁に載置される張出部とを備えると共に、該張出部には前記ベース部の載置面と同じ高さ位置の載置面が形成され、前記枠体に設けられた凹部内に発光ダイオード素子が実装されると共に、発光ダイオード素子を封止するための透光性樹脂が充填されていることを特徴とする。
【0010】
この発明によれば、マザーボードの開口部の周縁にベース部の両端および張出部の少なくとも3点で発光ダイオードを支持できるので、マザーボ−ドに実装する時の姿勢が安定して半田付け性の向上が図られる。
【0011】
また、本発明の張出部は、前記ベース部の載置面と同じ高さ位置の載置面を有するので、マザーボードに対して発光ダイオードを直立させた状態で実装することができる。また、前記載置面の裏面側に吸着面を備えるので、発光ダイオードを移送する際の吸着搬送が容易となる。
【0012】
さらに、前記枠体が白色系の非透光性樹脂によって形成されることで、発光ダイオード素子から発光する光が枠体の内周面に反射して集光すると共に、反射効率がよいので前方を明るく照射することができる。
【0013】
本発明の請求項5に係る発光ダイオードの製造方法は、ベース部および直立部を有する本体部の前面にトランスファ成形によって前記ベース部の載置面と同じ高さ位置の載置面を有する張出部を設けた樹脂成形部を突出形成し、この樹脂成形部の枠体に設けられた凹部内に発光ダイオード素子を配置したのち、該凹部に透光性樹脂を充填して前記発光ダイオード素子を封止したことを特徴とする。
【0014】
この発明によれば、樹脂成形部をトランスファ成形によって簡易に形成することができると共に、発光ダイオード素子を配置する時の位置決めにトランスファ成形された枠体を利用することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明に係る発光ダイオードの実施形態を詳細に説明する。図1乃至図8は本発明の実施形態に係る発光ダイオードを示している。ここで、図1は完成された発光ダイオードの外観形状を示す斜視図、図2は発光ダイオードをマザーボードに実装した時の正面図、図3は発光ダイオードをマザーボードに実装した時の前記図2におけるA−A断面図である。また、図4は発光ダイオードの製造工程図、図5乃至図8は製造工程の途中の発光ダイオードを示す斜視図である。
【0016】
図1乃至図3に示されるように、この実施形態に係る発光ダイオード30は、ガラスエポキシ基板によって略T字形状に形成された本体部36と、その前面にトランスファ成形によって突出形成された樹脂成形部37とが一体となったものである。本体部36は、左右に延びるベース部31a,31bと、このベース部31a,31bの略中央から上方に延びる直立部32とで形成され、これらベース部31a,31b及び直立部32の表面には左右一対の基板電極33a,33bが形成される。また、前記直立部32の前面では一方の基板電極33aの上に発光ダイオード素子34が接着固定され、この発光ダイオード素子34から延びるボンディングワイヤ35の先端が他方の基板電極33bに接着されている。
【0017】
一方、樹脂成形部37は、前記直立部32の前面を覆う略かまぼこ状の枠体40と、この枠体40と一体に成形されベース部31a,31bの略中央部で前方に大きく張り出す平板状の張出部41とで形成される。この張出部41は台形状の外形をしており、その上面中央部に矩形状の載置部42が突出形成される。なお、この載置部42は前記ベース部31a,31bの上面と同一高さに設定されている。また、この実施形態では張出部41の裏面は前記ベース部31a,31bの下面と同一平面をなす平滑な大きな吸着面43を形成しており、発光ダイオード30を移送する際の吸着搬送を容易にしている。
【0018】
一方、上記枠体40は、図6及び図7に示したように、半円柱状の中央部分に細長い凹部44を設けた形状をしている。前記凹部44の上端は開放される一方、下端は湾曲状に形成され、そのまま張出部41につながっている。樹脂成形部37をトランスファ成形した後に枠体40の凹部44内に発光ダイオード素子34を配置し、その後エポキシ系の透明樹脂を凹部44内に充填することによって封止体45が形成される。枠体40を先にトランスファ成形し、その後から発光ダイオード素子34を配置することになるので、発光ダイオード素子34を配置する際の位置決めに枠体40を利用することができる。また、発光ダイオード素子34の両側及び下側を枠体40によって遮り、前方と上方のみを開放させた構造となっているので、発光ダイオード素子34からの発光を前方と上方に集光させることができる。なお、樹脂成形部37の成形材料として白色系の非透明樹脂が望ましく、発光ダイオード素子34からの発光を効果的に反射して前方への照射効率を上げることができる。
【0019】
図2及び図3は、上記構成からなる発光ダイオード30をマザーボード50に実装したときの取付状態を示したものである。マザーボード50には装着用の円孔51が開設されている。先ず、前記円孔51に直立部32を差し込み、円孔51の周縁に左右のベース部31a,31bの上面を載置すると同時に、張出部41の載置面42を載置する。こうすることで、マザーボード50に対して発光ダイオード30を正しい姿勢で載置することができる。その上で、ベース部31a,31bの基板電極33a,33bとマザーボード50にプリント配線された回路電極52a,52bとを半田53で固定し、発光ダイオード30を確実に固定する。なお、実装時には発光ダイオード30とマザーボード50を上下逆にした状態で行なう。
【0020】
この時、発光ダイオード30の直立部32及び枠体40は、前記マザーボード50の裏面側から表面側に円孔51を貫通して突出する。そして、直立部32に配置した発光ダイオード素子34が前方に向かった状態でマザーボード50の表面から露出する。発光ダイオード素子34の両側部及び下部が枠体40によって遮られているので、発光ダイオード素子34からの発光は、両側方及び下側への光拡散が防止されることになる。したがって、これを液晶バックライトの導光板の光源用として利用する時には、図3に仮想線で示した導光板55の導光端面56に向かって発光ダイオード素子34からの発光が直接入射され、そのまま導光板55内を真っ直ぐに進む。また、発光ダイオード素子34を取り囲む枠体40の拡散防止作用によって導光板55への入射光量が増加するので、導光板55をより一層明るくすることができる。
【0021】
次に、上記構成からなる発光ダイオード30の製造方法を図4乃至図8に基づいて説明する。先ず、図5に示したような本体部36から形成する。形成手段としては、例えば一枚の集合回路基板から同一形状の本体部36を多数同時に製造する方法が採られることが多い。集合回路基板には表面に薄い銅板が張られたエポキシ基板が用いられる。このエポキシ基板にベース部31a,31bや直立部32をT字形状に形成したのち、基板電極31a,31bやスルーホールなどをエッチングや蒸着によって形成する(第1製造工程)。
【0022】
次いで、前記本体部36が形成された集合回路基板の上に金型を被せ、トランスファ成形によって樹脂成形部37を形成する(第2製造工程)。この樹脂成形部37は、図6に示すように直立部32の前面に突出する枠体40と、ベース部31a,31bの前面に突出する張出部41とで構成される。
【0023】
次の工程では、図7に示すように、直立部32の前面に形成された枠体40の凹部44内に発光ダイオード素子34を配置し、一方側の基板電極33aに発光ダイオード素子34の下面を接着固定すると共に、上面から延びるボンディングワイヤ35の先端を他方側の基板電極33bに接着して導通を図る(第3製造工程)。
【0024】
次に、図1に示したように、前記枠体40の凹部44内に無色透明のエポキシ樹脂を充填して封止体45を形成し、発光ダイオード素子34及びボンディングワイヤ35を樹脂封止する。充填されたエポキシ樹脂は硬化処理工程を経て硬化される(第4製造工程)。
【0025】
図8は、上記の製造工程を経て集合回路基板上に配列された多数の発光ダイオード30を示したものである。最終の第5製造工程では、前記集合回路基板をX軸方向には切断線X1,X2に沿って切断し、Y軸方向には切断線Y1に沿って切断することによって、図1に示したような完成された単一の発光ダイオード30ごとに分割形成する。図8に示されるように、集合回路基板上ではY軸方向の2つの発光ダイオード30が互いに向かい合って形成されるために、枠体40の凹部44(図7で示した)内に透明樹脂を1回充填することで、2つの発光ダイオード30の封止体45を同時に形成することができる。その結果、切断線X2に沿って枠体40を2つに分割したときには、それぞれの枠体40の上端部で透明樹脂が露出した形状となる。
【0026】
なお、上記の実施形態では発光ダイオード30を液晶バックライトの導光板55の光源として利用した場合について説明したが、これ以外にも利用できることは勿論であり、例えば携帯電話やPDA(Personal Digital Assistance)などのインジケータとしての利用も可能である。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る発光ダイオードによれば、マザーボードに設けた開口部の周縁にベース部の両端および張出部の少なくとも3点で発光ダイオードを支持できるので、マザーボ−ドに実装する時の姿勢が安定して半田付け性の向上が図られる。
【0028】
また、本発明に係る発光ダイオードの製造方法によれば、ベース部および直立部を有する本体部の前面にトランスファ成形によって前面突出部を形成し、この前面突出部の枠体に設けられた凹部内に発光ダイオード素子を配置したのち、該凹部に透光性樹脂を充填して前記発光ダイオード素子を封止するようにしたので、発光ダイオードの製造工程が簡素化されると共に、発光ダイオード素子を配置する時の位置決めにトランスファ成形された枠体を利用することができる。さらに、この製造方法では一枚の集合回路基板から同一形状の発光ダイオードを多数個取りすることができるので、製造コストの低減化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る発光ダイオードの完成後の外観形状を示す斜視図である。
【図2】上記発光ダイオードをマザーボードに実装した時の正面図である。
【図3】上記図2におけるA−A線に沿った断面図である。
【図4】発光ダイオードの製造工程図である。
【図5】第1製造工程で形成された発光ダイオードを示す斜視図である。
【図6】第2製造工程で形成された発光ダイオードを示す斜視図である。
【図7】第3製造工程で形成された発光ダイオードを示す斜視図である。
【図8】集合回路基板上に形成された第4製造工程での発光ダイオードを示す平面図である。
【図9】従来の発光ダイオードの一例を示す断面図である。
【図10】上記従来の発光ダイオードをマザーボードに実装した時の断面図である。
【図11】従来のT字形発光ダイオードの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
30 発光ダイオード
31a,31b ベース部
32 直立部
34 発光ダイオード素子
36 本体部
37 樹脂成形部
40 枠体
41 張出部
42 載置部
43 吸着面
44 凹部
45 封止体
50 マザーボード
51 円孔(開口部)
X1,X2 X軸方向の切断線
Y1 Y軸方向の切断線
Claims (5)
- マザーボードに開設された開口部の周縁に両端が載置されるベース部および、このベース部から立ち上がって前記開口部に挿通される直立部を有する略T字形の本体部と、該本体部の前面に突出形成される樹脂成形部とで構成され、
前記樹脂成形部が非透光性の枠体と、この枠体よりさらに前方に突出してマザーボードの開口部の周縁に載置される張出部とを備えると共に、該張出部には前記ベース部の載置面と同じ高さ位置の載置面が形成され、
前記枠体に設けられた凹部内に発光ダイオード素子が実装されると共に、発光ダイオード素子を封止するための透光性樹脂が充填されていることを特徴とする発光ダイオード。 - 前記樹脂成形部がトランスファ成形によって一体に形成されてなる請求項1記載の発光ダイオード。
- 前記載置面の裏面側に吸着面を備えてなる請求項1記載の発光ダイオード。
- 前記枠体が白色系の非透光性樹脂によって形成されてなる請求項1記載の発光ダイオード。
- ベース部および直立部を有する本体部の前面にトランスファ成形によって前記ベース部の載置面と同じ高さ位置の載置面を有する張出部を設けた樹脂成形部を突出形成し、この樹脂成形部の枠体に設けられた凹部内に発光ダイオード素子を配置したのち、該凹部に透光性樹脂を充填して前記発光ダイオード素子を封止したことを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
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