JP4831958B2 - 表面実装型led - Google Patents
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Description
図7において、表面実装型LED1は、チップ基板2と、チップ基板2上に搭載されたLEDチップ3と、LEDチップ3を包囲するようにチップ基板2上に形成された枠状部材4と、枠状部材4の凹陥部4a内に充填されたモールド樹脂5と、から構成されている。
そして、チップ基板2のチップ実装ランド2a上に、LEDチップ3がダイボンディングにより接合されると共に、隣接する接続ランド2bに対してワイヤボンディングにより電気的に接続されるようになっている。
図9において、表面実装型LED6は、上述した表面実装型LED1にて枠状部材4及びモールド樹脂5の代わりに、上方に向かって凸状のレンズ部7を備えている点でのみ異なる構成になっている。
このような構成の表面実装型LED6においては、上記レンズ部7は、上記LEDチップ3が実装されたチップ基板2の表面に、透明樹脂を使用してトランスファー成形によって一体に形成されるようになっている。
そして、表面実装用端子2c,2dを介してLEDチップ3に駆動電圧が印加されると、LEDチップ3が発光し、この光がレンズ部7を介して集光されて、上方から外部に出射されることになる。
特許文献1には、チップタイプ光半導体素子において、ワイヤボンディングパットがハンダリフロー時に熱を受けやすく、金ワイヤの外れなどが生じやすくなり信頼性が低下することを改良したチップタイプ光半導体素子が開示されている。
即ち、表面実装型LED1,6においては、チップ基板2の表面にてチップ実装ランド2a及び接続ランド2bから電極部材2e,2fが引き回されていることから、電極部材2e,2fのパターン領域が比較的多くなっている。特に複数個のLEDチップ3が搭載されるような場合には、上記パターン領域が増大すると共に、複雑な形状になってしまう。
このため、LEDチップ3の放熱が十分に行なわれないことがあり、LEDチップ3の温度が上昇すると、LEDチップ3の発光効率が低下し、信頼性が低下することになる。
この場合、チップ基板が多層基板として構成されており、最上層の基板の表面には、チップ実装部及び接続部のみが形成されていることから、この基板表面における導電パターンの面積が比較的小さくなる。
従って、チップ基板表面において導電パターンにより覆われない領域の面積が比較的大きくなるので、LEDチップからの光のチップ基板表面における反射効率が向上し、表面実装型LEDの光の取出し効率が向上することになる。
また、導電パターンにより覆われない領域の面積が比較的大きくなるので、透明樹脂からなるレンズ部との密着性が向上し信頼性が向上することになる。
従って、例えばランプハウスやレンズ部をチップ基板表面に配置する場合に、これらのランプハウスやレンズ部がチップ基板表面に対して良好に密着して取り付けられることになる。これにより、これらのランプハウスやレンズ部の接着性が向上する。
ここで、密着性の向上によって、LEDチップから出てチップ基板表面で反射された光が、レンズ部の底面で反射されることがなく、レンズ部を透過して上方に出射されるので、光の取出し効率が向上することになる。
従って、LEDチップからの熱が効率良く放熱されることになり、LEDチップの温度上昇が効果的に抑制されるので、発光効率が低下するようなことはなく、信頼性が向上する。
また、LEDチップに対してより大きな電流を流すことが可能になるため、高輝度化を図ることも可能となる。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
図1において、表面実装型LED10は、チップ基板11と、チップ基板11上に搭載されたLEDチップ12と、LEDチップ12を包囲するようにチップ基板11上に形成された枠状部材13と、枠状部材13の凹陥部13a内に充填されたモールド樹脂14と、から構成されている。
そして、チップ基板11のチップ実装ランド11a上に、LEDチップ12が接合されると共に、隣接する接続ランド11bに対してワイヤボンディングにより電気的に接続されるようになっている。
なお、上記枠状部材13は、図3に示すチップ基板11の表面の電極部材の形成されない領域、すなわち、チップ実装ランド11a,接続ランド11bと、基板表面の両端縁の表面実装用端子部11c,11dの間の領域に、枠状部材13の凹陥部13aの底が位置するように貼り付けられている。
即ち、上記チップ基板11は、この場合、例えばAny Layer AGSP工法による二層構造として、上方基板15及び下方基板16から構成されている。
さらに、上記下方基板16は、その裏面の中央付近の比較的大きい領域に絶縁材料からなる薄いレジスト16fが塗布されている。レジスト16fは、その形状を非対象形状に形成しており、これにより表面実装型LED1の極性を示すマークとなる。なお、16fはレジストに限らず、熱伝導性の高い絶縁材料、例えばシリコーン系の有機材料などが良い。
その際、上記チップ実装ランド11aを形成する導電部15aは、上述のように導電パターン16aを介して導電部16cに導通する。そしてレジスト16fを介して熱的にも接続されることになる。
この場合、チップ基板11が二層基板として構成されており、各基板15,16の間に配置された導電部15a,15b,15c,15dそして導電パターン16a,16b及び導電部16d,16eを介して、LEDチップ12への給電が行なわれることになる。
従って、チップ基板11の表面に枠状部材13を貼付けたとき、この枠状部材13の底面、そして枠状部材13の凹陥部13a内に充填されたモールド樹脂14が、チップ基板11の表面に良好に密着することになる。
特にチップ基板表面において導電パターンにより覆われない領域の面積が比較的大きくなるので、モールド樹脂14とチップ基板11表面との密着性を高めることになる。
具体的には、本発明実施形態の表面実装型LED10は、例えば図5にて符号Aで示すように、点灯開始から100秒後に、約310℃/Wの熱抵抗となり、従来の通常のチップ基板を使用した表面実装型LEDの場合に点灯開始から100秒後の約680℃/Wの熱抵抗と比較して、半分以下の値になる。
従って、LEDチップ12に対してより多くの電流を流すことが可能となり、発光光量が増大し、輝度が向上することが可能になる。
図6において、表面実装型LED20は、図1に示した第一の実施形態による表面実装型LED10にて、枠状部材13及びモールド樹脂14の代わりに、上方に向かって凸状のレンズ部21を備えている点でのみ異なる構成になっている。
そして、レンズ部21のトランスファー成形の際に、エポキシ樹脂等の透明樹脂材料の注入の際に、チップ基板11上でのチップ実装ランド11a及び接続ランド11bの段差がないことから、段差における気泡発生が抑制され得ることになる。
また、上述した実施形態においては、チップ基板11上に枠状部材14またはモールド樹脂部17が形成されているが、これらは省略されてもよいことは明らかである。
11 チップ基板
11a チップ実装ランド
11b 接続ランド
11c,11d 表面実装用端子部
11e,11f 電極部材
12 LEDチップ
13 枠状部材
13a 凹陥部
14 モールド樹脂
15 上方基板
15a 導電部(チップ実装ランド)
15b 導電部(接続ランド)
15c,15d 導電部
16 下方基板
16a,16b 導電パターン
16c,16d,16e 導電部
16f レジスト
20 表面実装型LED
21 レンズ部
Claims (4)
- チップ基板と、このチップ基板上面の中央部に形成されたチップ実装ランドと、接続ランドと、それぞれチップ基板の上面から裏面にまで回り込んで表面実装用端子を画成する導電パターンから成る一対の電極部材と、上記チップ実装ランド上に接合されると共に上記接続ランドに対してワイヤボンディングにより電気的に接続されたLEDチップと、を含んでいる表面実装型LEDであって、
上記チップ基板が多層基板として構成されており、
上記チップ基板の最上層表面には上記LEDチップに対して電気的接続部となる上記チップ実装ランド及び接続ランドのみ露出し、上記チップ実装ランド及び接続ランドが、上記チップ基板の最上層の基板を貫通するように形成され、それぞれ最上層の基板の裏面に形成された一対の導電パターンと導通しており、上記チップ基板の両端付近の領域には多層基板を構成する各個別基板を上下に貫通する第一の導電部が形成され、上記一対の導電パターンが、それぞれ上記第一の導電部を介して上記一対の電極部材に接続されていることを特徴とする、表面実装型LED。 - 上記チップ基板の表面の電極部材の形成されない領域に、透明樹脂から成り、上記LEDチップの発光を集光する上方に向かって凸状のレンズ部がトランスファー成形により形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の表面実装型LED。
- 上記チップ基板の表面の電極部材の形成されない領域に、中央に上記LEDチップを包囲するように上方に向かって広がる凹陥部を備えた枠状部材が貼付けられ、この凹陥部内に透明樹脂が充填されることにより透明樹脂部が形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の表面実装型LED。
- 上記チップ基板の上記チップ実装ランドが形成された領域には、多層基板を構成する各個別基板を順次上下に貫通する第二の導電部と、最下層の基板裏面に形成された熱伝導性の高い絶縁材料とが設けられ、上記チップ実装ランドが上記最上層の基板の裏面に形成された導電パターンと上記第二の導電部とを介して上記最下層の基板裏面に形成された熱伝導性の高い絶縁材料に熱的に接続していることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか1に記載の表面実装型LED。
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