JP4643843B2 - Light emitting diode - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオードに係り、特にT字状に形成された側面発光タイプの発光ダイオードに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、携帯電話に代表される小型電子機器の液晶表示では、バックライト用の光源としてチップ型の発光ダイオードが利用されることが多い。このチップ型発光ダイオード1は、例えば図10に示したように、ガラスエポキシ基板2(以下、ガラエポ基板という)の上面に一対の電極3,4をパターン形成し、一方の電極3の上に導電性接着剤(図示せず)を用いて発光ダイオード素子6を固着すると共に、発光ダイオード素子6の上面電極と前記他方の電極4とをボンディングワイヤ7で接続し、このボンディングワイヤ7及び発光ダイオード素子6を透明樹脂体8によって封止した構造であり、プリント配線基板(以下PCBという)に表面実装されるタイプである。
【0003】
上記のチップ型発光ダイオード1を液晶表示のバックライト用の光源として利用する場合、例えば図11に示すように、チップ型発光ダイオード1をPCB9の裏面側に配置し、ガラエポ基板2の上記電極3,4を半田10で固定すると共に、PCB9に開設した孔11の中にチップ型発光ダイオード1の透明樹脂体8を差し込む方法が取られている。発光ダイオード素子6から上方向に発光した光は、PCB9の上面側に配置した導光板13の端部の反射面14に当たって略直角方向に屈折され、導光板13内に真っ直ぐ導かれることで、液晶表示の裏面側を照射する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のチップ型発光ダイオード1にあっては、反射面14で直角方向に屈曲した光だけが導光板13内に導かれることから、発光ダイオード素子6で発光しても有効に利用されない光が多く存在すると共に、反射面14でも光の損失が生じてしまうといった問題があった。
【0005】
そこで、本件出願人は、上記の問題を解決するために、特願2000−278087号において、図12及び図13に示すようなT字状の発光ダイオード16を提案した。このT字状の発光ダイオード16は、左右のベース部17a,17bと、このベース部17a,17bの中央から立ち上がる本体部18とで略T字状に形成され、ベース部17a,17bの上面をPCB19の裏面に固定すると共に、本体部18をPCB19に設けた円孔20から上面側に貫通させたものである。このような構成からなる発光ダイオード16では、発光部21がPCB19の上面側で横方向に発光するので、その発光した光をそのまま導光板14の端部に導くことができ、光損失が少なくて済むといった効果がある。
【0006】
ところで、上記提案したT字状の発光ダイオード16にあっては、集合回路基板上に成形した多数の発光ダイオードの集合体をX,Y方向にダイシングする工程で、ベース部17a,17bの上面に形成された外部接続用電極22a,22bの外側部が切断面となることから、該切断面に上方へ向かうバリ23が発生してしまう。そのために、PCB19に発光ダイオード16を実装する際、上記バリ23がベース部17a,17bの上面とPCB19の裏面との間の密着性を低下させてしまい、両者の間に塗布した半田が十分に働かないおそれがある他、発光ダイオード16の直立性も保たれないおそれがあった。
【0007】
そこで、本発明の目的は、T字状の発光ダイオードをPCB上に表面実装する場合に、発光ダイオードのベース部の上面とPCBの裏面との密着性を増し、その間に塗布される半田が確実に働くようにすると共に、PCB上での発光ダイオードの直立性を保つことである。
【0008】
【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、プリント配線基板の裏面に固着され、上面に一対の外部接続用電極が設けられたベース部と、このベース部の略中央部から立ち上がり、前記プリント配線基板に設けられた孔を裏面側から貫通する本体部とで略T字状に形成され、前記本体部には発光部を設けられ、この発光部と前記外部接続用電極とが電気的に接続されると共に発光部が樹脂封止され、且つベース部の上面に形成された外部接続用電極の外側部が切断面からなり、その外側部の切断角部に本体部の前面から後面に向かう凹み部が形成され、前記プリント配線基板の裏面にベース部の上面が密着するようにしたことを特徴とする。
【0009】
この発明によれば、発光ダイオードを略T字状に形成したので、発光ダイオードをPCBの裏面側で固定した場合でも発光ダイオードの発光部を表面側に露出させて側面発光することができる。その結果、液晶表示のバックライト用の光源として使用した場合には、従来のような光の反射を利用することなく発光部で発光した光の多くを導光板内に導けることになる。また、ベース部の上面に形成した外部接続用電極の外側部の角が凹んでいるので、ダイシング工程によって発生するバリの影響を受けずに済む。即ち、集合回路基板上に成形した多数の発光ダイオードの集合体をX,Y方向にダイシングする際、切断面に発生するバリは上記の凹みにできる為に、発光ダイオードのベース部の上面をPCBの裏面に固着する時にバリがPCBの裏面に当たるといったことがなく、ベース部の上面をPCBの裏面に密着させた状態で半田固定することができる。さらに、凹みに半田を溜めることもできるので、発光ダイオードの固着効果が一段と上がることにもなる。
【0010】
【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及び図2に示した発光ダイオードにおいて、図1はPCBとの関係を示す発光ダイオード全体の外観図、図2は前記図1における発光ダイオードの正面図である。
【0011】
図1及び図2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、ガラエポ基板やBTレジン(Bismaleimide Triazine Resin)基板などを材料とし、PCB31の裏面側に固着される横長のベース部32a,32bと、このベース部32a,32bの略中央部分から立ち上がる本体部33とで略T字状に形成される。ベース部32a,32bの上面にはそれぞれの外部接続用電極34,35が全面に形成されているが、この外部接続用電極34,35の外側部の角に湾曲状の凹み部40a,40bが形成されている。この凹み部40a,40bは発光ダイオード30の成形工程の中で形成され、その内面にもメッキが施されて外部接続用電極34,35の一部を構成している。後述するダイシング工程では凹み部40a,40bの外側端で切断されることから、該外側端に上方に向かうバリ41が発生する。しかし、このバリ41の発生する位置は凹み部40a,40bの最下位であることから、バリ41が凹み部40a,40bからはみ出して外部接続用電極34,35の一般面まで突出することはない。なお、一方のベース部32aの前面側及び裏面側には発光ダイオード30の極性を示すカソードマーク42が印刷されている。
【0012】
一方、前記ベース部32a,32bの略中央部分から立ち上がる本体部33は直方体形状をしており、その左右側面には前記外部接続用電極34,35から連続して一体に延びる側面電極36,37が形成されている。また、左右の側面電極36,37からは、本体部33の前面側にカソード電極38とアノード電極39が延びており、結果的にこれらカソード電極38及びアノード電極39が前記側面電極36,37を介して外部接続用電極34,35にそれぞれ接続されることになる。
【0013】
前記本体部33の前面側には先に提案した発光ダイオード(特願2000−278087号)と同様の発光部が形成される。即ち、前記カソード電極38の上面には発光ダイオード素子45が載置され、その下面電極が導電性接着剤(図示せず)を介して固着されている。また、発光ダイオード素子45の上面電極はアノード電極39にボンディングワイヤ46で接続されている。そのため、外部接続用電極34,35からカソード電極38及びアノード電極39を介して発光ダイオード素子45に電流が供給され、発光ダイオード素子45の上面から全方向に向けて発光される。なお、上記発光ダイオード素子45の種類や発光色は何ら限定されるものではない。
【0014】
前記発光ダイオード素子45及びボンディングワイヤ46は、本体部33の前面側に設けられた樹脂封止体47によって被覆されている。この樹脂封止体47は、本体部33の前面側にブロック状に形成されるもので、前述の発光ダイオード素子45及びボンディングワイヤ46の他、カソード電極38及びアノード電極39を被覆している。樹脂封止体47の材料には例えば透光性を有するエポキシ系樹脂が用いられる。
【0015】
上記のように樹脂封止体47によって保護された発光ダイオード30は、図1及び図2に示したように、PCB31に開設された円孔43に本体部33を裏面側から貫通させ、円孔43の裏面周縁にベース部32a,32bの上面を密着させる。この時、ベース部32a,32bの上面に形成された外部接続用電極34,35の外側部には凹み部40a,40bが形成されているので、仮に凹み部40a,40bの外側端に上方に向かうバリ41が発生していたとしても、バリ41が凹み部40a,40bからはみ出して上方に突出することはない。その結果、円孔43の裏面にベース部32a,32bの上面を隙間なくぴったりと密着させることができる。そして、外部接続用電極34,35とPCB31の裏面に形成されたプリント配線49a,49bとの間に塗布した半田(図示せず)による両者の固着が確実となり、両者間で確実な導通が図られる。また、上記接着工程ではベース部32a,32bの外部接続用電極34,35に半田を薄く塗布し、リフロを通す時に半田を溶融させてPCB31の裏面に接着するので、両者は薄い半田膜を介して固着されているだけであるが、半田が溶融する際に凹み部40a,40bに半田を溜めることで、この溜り半田52が両者の接着に寄与して半田による固定が確実となる。
【0016】
上記のようにしてPCB31に固定された発光ダイオード30は、発光ダイオード素子45が横向きの状態でPCB31の表面に露出することになる。それ故、これを液晶表示のバックライト用の光源として利用する場合は、図3に示したように、PCB31の表面側に配設された導光板50の側端面51の近傍に発光ダイオード素子45を設定し、側端面51に対向させる。発光ダイオード素子45からは強い光が横方向に向けて発光されるが、その発光方向と導光板50の導光方向とが略一致するので、導光板50の側端面51に入射された光は屈曲することなく、そのまま水平方向に真っ直ぐに導かれる。このような方法では、導光板50への入射光量が増加すると共に、従来のような反射面を利用した光の屈曲がないので、光の損失が極めて少なくなる。
【0017】
次に、上記構成からなる表面実装型の発光ダイオード30の製造工程を説明する。図4は本発明に係る製造方法の全工程を示したもの、図5〜図9は個々の製造工程を順に示したものである。先ず、図4及び図5に示したように、両面に銅箔が形成されたガラエポ基板53にルーター(図示せず)を用いて四角孔54を開設した後、この四角孔54の短辺側の中央部に前記と同じルーターを用いて半円状の凹み部40を形成する(第1工程)。高圧洗浄によって切り子除去などを行なった後、四角孔54の内周面に銅メッキを施し、ガラエポ基板53の表面側と裏面側のとの導通性を確保する。なお、この時に凹み部40の内周面も一緒に銅メッキが施される(第2工程)。
【0018】
次に、ガラエポ基板53の両面に電極パターンのマスクとなる保護膜を被せ、図6に示すように、エッチングによって前述の外部接続用電極34,35、カソード電極38及びアノード電極39をパターン形成し、多数の発光ダイオードを集合させた集合回路基板55を形成する(第3工程)。電極パターンはエッチング以外に金属蒸着によっても形成することができる。
【0019】
次いで、図4及び図7に示したように、前記形成されたカソード電極38の上に導電性接着剤を介して発光ダイオード素子45を接着固定すると共に、発光ダイオード素子45の上面から延びるボンディングワイヤ46の先端をアノード電極39に接合する(第4工程)。
【0020】
次に、図4及び図8に示したように、前記集合回路基板55の上に金型56を被せる。この金型56は、発光ダイオード素子45及びボンディングワイヤ46の配設部分に対応して凹所57が形成されたものであり、集合回路基板55上に被せた時に外部接続用電極34,35及び四角孔54の上方を被覆する。このようにして被せた金型56の凹所57に無色透明のエポキシ樹脂58を充填し、発光ダイオード素子45及びボンディングワイヤ46を樹脂封止する。充填されたエポキシ樹脂58は硬化処理工程を経て硬化する(第5工程)。
【0021】
最後の工程では、図4及び図9に示したように、先ず前記の金型56を取り外す。この時、先の工程で凹所57に充填したエポキシ樹脂58が硬化してすだれ状の樹脂封止体47を形成し、この樹脂封止体47によって発光ダイオード素子45及びボンディングワイヤ46が封止される。次いで、集合回路基板55上に想定されたX軸(X1,X2,…Xn)とY軸(Y1,Y2,…Yn)方向に沿って集合回路基板55をダイシングし、チップ形状の発光ダイオードごとに分割する(第6工程)。Y軸上の切断面は、上記第1工程で四角孔54の短辺の中央部に形成された半円状の凹み部40の真ん中である。上述した一連の工程を経て、図1に示したようなT字状の発光ダイオード30が完成する。
【0022】
なお、本発明における凹み部40の形状は、上記の実施形態のものに限定されないのは勿論であり、外部接続用電極34,35の外側部の角を凹ませる形状であればよい。また、上記の実施形態では本発明の発光ダイオード30を液晶表示のバックライト用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る。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るT字状の発光ダイオードによれば、ベース部の外側部の角を凹ませ、ダイシング工程の際に発生するバリをこの凹みの中に抑えてしまったので、発光ダイオードをPCBに表面実装する場合に前記のバリによる固着不良等を回避することができる。即ち、発光ダイオードのベース部の上面とPCBの裏面との間にはバリが介在しないので両者間の密着性が増し、その間に塗布された半田が確実に働くようになると共に、発光ダイオードの直立性を保つことができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る発光ダイオードの一実施形態を示す斜視図である。
【図2】上記発光ダイオードをPCB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】上記発光ダイオードの製造工程図である。
【図5】ガラエポ基板に四角孔と凹み部を形成する際の工程図である。
【図6】ガラエポ基板上に電極パターンをエッチングして集合回路基板を形成する際の工程図である。
【図7】集合回路基板上に発光ダイオード素子を搭載する際の工程図である。
【図8】発光ダイオード素子とボンディングワイヤを樹脂封止する際の工程図である。
【図9】樹脂封止された集合回路基板をX,Y軸方向に分割する際の工程図である。
【図10】従来における発光ダイードの断面図である。
【図11】従来の発光ダイオードをバックライト用の光源として利用する場合の断面図である。
【図12】先に提案したT字状発光ダイオードの斜視図である。
【図13】T字状発光ダイオードをPCBに実装したときの正面図である。
【符号の説明】
30 発光ダイオード
31 PCB
32a,32b ベース部
33 本体部
34,35 外部接続用電極
40a,40b 凹み部
41 バリ
45 発光ダイオード素子(発光部)
47 樹脂封止体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light emitting diode, and more particularly to a side light emitting type light emitting diode formed in a T shape.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a liquid crystal display of a small electronic device typified by a mobile phone, a chip-type light emitting diode is often used as a light source for a backlight. For example, as shown in FIG. 10, the chip-type
[0003]
When the above chip type
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described chip-type
[0005]
In order to solve the above problem, the present applicant has proposed a T-shaped
[0006]
By the way, in the T-shaped
[0007]
Accordingly, the object of the present invention is to increase the adhesion between the upper surface of the base portion of the light emitting diode and the back surface of the PCB when the T-shaped light emitting diode is surface-mounted on the PCB, and to ensure that the solder applied between them is ensured. And maintaining the uprightness of the light emitting diode on the PCB.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a light-emitting diode according to
[0009]
According to the present invention, since the light emitting diode is formed in a substantially T shape, even when the light emitting diode is fixed on the back surface side of the PCB, the light emitting portion of the light emitting diode can be exposed to the front surface side to emit side light. As a result, when used as a light source for a backlight of a liquid crystal display, much of the light emitted from the light emitting portion can be guided into the light guide plate without using the conventional light reflection. Further, since the corners of the outer portion of the external connection electrode formed on the upper surface of the base portion are recessed, there is no need to be affected by burrs generated by the dicing process. That is, when dicing an assembly of a large number of light-emitting diodes molded on the collective circuit board in the X and Y directions, the burrs generated on the cut surface can be formed into the above-mentioned dents. The burrs do not hit the back surface of the PCB when it is fixed to the back surface of the PCB, and can be soldered in a state where the upper surface of the base portion is in close contact with the back surface of the PCB. Furthermore, since the solder can be stored in the recess, the fixing effect of the light emitting diode is further increased.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a light emitting diode according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the light-emitting diodes shown in FIGS. 1 and 2, FIG. 1 is an external view of the entire light-emitting diode showing the relationship with the PCB, and FIG. 2 is a front view of the light-emitting diode in FIG.
[0011]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0012]
On the other hand, the
[0013]
On the front side of the
[0014]
The light emitting
[0015]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0016]
The light-emitting
[0017]
Next, a manufacturing process of the surface mount type
[0018]
Next, a protective film serving as an electrode pattern mask is placed on both surfaces of the
[0019]
Next, as shown in FIGS. 4 and 7, the light emitting
[0020]
Next, as shown in FIGS. 4 and 8, a
[0021]
In the last step, as shown in FIGS. 4 and 9, the
[0022]
In addition, the shape of the recessed
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the T-shaped light emitting diode according to the present invention, the corners on the outer side of the base portion are recessed, and burrs generated during the dicing process are suppressed in the recesses. In the case where the light emitting diode is surface-mounted on the PCB, it is possible to avoid the fixing failure caused by the burr. That is, since no burr is interposed between the upper surface of the base portion of the light emitting diode and the back surface of the PCB, the adhesion between the two is increased, and the solder applied between them is surely worked, and the light emitting diode is upright. I was able to keep sex.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a light emitting diode according to the present invention.
FIG. 2 is a front view when the light emitting diode is mounted on a PCB.
3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 4 is a manufacturing process diagram of the light-emitting diode.
FIG. 5 is a process diagram when forming a square hole and a recess in a glass epoxy substrate.
FIG. 6 is a process diagram for forming an aggregate circuit board by etching an electrode pattern on a glass epoxy substrate.
FIG. 7 is a process diagram for mounting a light-emitting diode element on a collective circuit board.
FIG. 8 is a process diagram when resin-sealing a light emitting diode element and a bonding wire.
FIG. 9 is a process diagram when the resin-sealed collective circuit board is divided in the X- and Y-axis directions.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional light emitting diode.
FIG. 11 is a cross-sectional view when a conventional light emitting diode is used as a light source for a backlight.
FIG. 12 is a perspective view of a previously proposed T-shaped light emitting diode.
FIG. 13 is a front view when a T-shaped light emitting diode is mounted on a PCB.
[Explanation of symbols]
30
32a,
47 Resin encapsulant
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