JP4989867B2 - Surface mount type LED - Google Patents
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Description
本発明は、面実装型としたLEDチップに関するものであり、特に薄型として、携帯電話など小型化された機器の入力用押釦の照明などに適する形状としたものに係る。 The present invention relates to a surface-mount type LED chip, and particularly relates to a thin shape that is suitable for illumination of an input push button of a miniaturized device such as a mobile phone.
従来のこの種の表面実装型LED90の例を示すものが図4であり、例えば、厚さが0.05mm近傍のガラスエポキシ樹脂などでLED素子91をマウントする銅箔などによる導電パターン92aと、ワイヤ93などで配線を行う導電パターン92bとを有する基板92を形成し、前記導電パターン92aにはLED素子91の一方の電極が導電接着剤などによりマウントされる。
FIG. 4 shows an example of a conventional surface
そして、他の一方の電極はワイヤ93などにより導電パターン92bと接続が行われ、このように配線が行われLED素子91にはエポキシ樹脂など透明な樹脂で0.4mm厚程度で封止が行われて、モールド部94の形成が行われ、全体の厚さとしては0.5mm以下とした表面実装型LED90が得られるものとなる。
Then, the other electrode is connected to the
尚、この従来例では、更に加えて、前記基板92の長辺側の両端部で導電パターン92a、92bの裏側に存在する基板92をレーザー加工などにより適宜に切り落として面実装用の電極とすると共に、この段差部分にハンダが入り込み、取付け高さが少しでも低くなるようしている。
しかしながら、上記した従来の表面実装型LED90においては、図4中に波線Dで示したように、比較的に軟質なモールド部94のみの部分が存在し、上方からスイッチ操作のためなどに、繰り返しの応力が加えられると、上記モールド部94の部分にからクラックなどを生じて破損に到るという問題点を生じている。
However, in the above-described conventional
また、破損に到らないまでも、上記モールド部94の部分は応力によりたわみ易く、例えば、LED素子91がマウントされている導電パターン92aの部分とに剥がれを生じて、前記LED素子91に対する防湿作用が不十分となり、結果としてLED素子91に劣化を生じるという問題点も生じ、これらの点の解決が課題とされるものとなっていた。
In addition, the portion of the
本発明は、上記した課題を解決するための具体的手段として、LED素子と、前記LED素子が実装された基板と、前記基板のLED素子が実装された側に形成された、正負両極を備えた表側電極と、前記基板のLED素子が実装されたのと反対側に形成された、正負両極を備え、表側の対応する電極と電気的に接続された裏側電極と、前記LED素子と前記表側電極を電気的に接続するワイヤと、前記LED素子、ワイヤ、表面電極の少なくとも一部を覆うモールド部と、から成る表面実装型LEDであって、前記基板を垂直方向から見た時に前記基板の短辺方向の何れの部分にも少なくとも一部に表側電極或いは裏側電極が存在しており、前記基板は0.06mm以下の厚みとした矩形形状とされ、前記表側電極は、前記LED素子をダイマウントする第一の電極と、前記LED素子に前記ワイヤで配線が行われた第二の電極からなり、前記第一の電極は、LED素子をダイマウントする電極部が前記基板の表側表面の中央部において前記基板の長辺から離間し、且つ、第二の電極に向かって突出して設けられ、更に非ダイマウント電極部が前記基板の長辺および短辺に位置しており、前記第二の電極は、前記第一の電極に向かって凹形状とされ、凹形状の先端部分は前記第一の電極のLED素子をダイマウントする電極部と前記基板の長辺との間に位置しており、前記裏側電極は、離間して配設した裏側第一電極、裏側第二電極および裏側第三電極からなり、前記裏側第三電極は、前記LED素子をダイマウントした電極部に対応する位置であって、前記基板の両方の長辺に達し、且つ、前記第一の電極の非ダイマウント電極部および第二の電極の先端部分の裏面に位置しており、前記裏側第一電極は、矩形形状とされ、且つ、前記基板の短辺に一辺が位置し、他辺が前記基板の長辺および前記LED素子に対応する位置から離れており、前記基板の短辺の側面に設けた接続パターンを介して前記第一の電極と電気的に接続しており、前記裏側第二電極は、矩形形状とされ、且つ、前記基板の短辺に一辺が位置し、他辺が前記基板の長辺および前記LED素子に対応する位置から離れており、前記基板の短辺の側面に設けた接続パターンを介して前記第二の電極と電気的に接続しており、前記モールド部の前記基板の短辺側の辺は、前記裏側第一電極および前記裏側第二電極の上部に位置していることを特徴とする
表面実装型LEDを提供することで、課題を解決するものである。
As specific means for solving the above-described problems, the present invention includes an LED element, a substrate on which the LED element is mounted, and positive and negative electrodes formed on the side of the substrate on which the LED element is mounted. A front-side electrode, a back-side electrode formed on the opposite side of the substrate on which the LED element is mounted, and having a positive and negative electrode, electrically connected to a corresponding electrode on the front side, the LED element and the front side A surface-mount type LED comprising a wire for electrically connecting electrodes, and a mold part that covers at least a part of the LED element, the wire, and the surface electrode, and when the substrate is viewed from a vertical direction, at least a portion to any portion of the short-side direction are present front electrode or rear electrode, wherein the substrate is a rectangular shape with a thickness of less than 0.06 mm, the front electrode, the LED element da A first electrode to be mounted and a second electrode in which the LED element is wired with the wire, and the first electrode has an electrode portion for die mounting the LED element at the center of the front surface of the substrate. At a portion spaced apart from the long side of the substrate and projecting toward the second electrode, and the non-die mount electrode portions are located on the long side and the short side of the substrate, The electrode has a concave shape toward the first electrode, and the concave tip portion is located between the electrode portion for die-mounting the LED element of the first electrode and the long side of the substrate. The back side electrode is composed of a back side first electrode, a back side second electrode and a back side third electrode which are spaced apart from each other, and the back side third electrode is at a position corresponding to an electrode portion where the LED element is die-mounted. On both long sides of the substrate And the non-die-mount electrode portion of the first electrode and the back surface of the tip end portion of the second electrode, the back-side first electrode is rectangular, and the short side of the substrate And the other side is away from the position corresponding to the long side of the substrate and the LED element, and is electrically connected to the first electrode via a connection pattern provided on the side surface of the short side of the substrate. The back-side second electrode has a rectangular shape, and one side is located on the short side of the substrate, and the other side is separated from the position corresponding to the long side of the substrate and the LED element. And is electrically connected to the second electrode through a connection pattern provided on the side surface of the short side of the substrate, and the side of the short side of the substrate of the mold part is the back side first electrode And a table located on the backside second electrode The problem is solved by providing a surface-mounted LED.
本発明により、ガラスエポキシ樹脂などで0.05〜0.06mm厚として形成される基板には、その両面に、導電パターンを形成するための銅箔などが設けられた両面基板とすることで、この銅箔などにより補強して強度を増すと共に、前記基板の両面に形成する導電パターンは表面と裏面とに設けられる導電パターンが、前記基板を挟んで対峙する面積を増やし、基板のみで外部応力に対応する場所を少なくして、変形や剥離を生じないものとするのである。 According to the present invention, a substrate formed with a glass epoxy resin or the like with a thickness of 0.05 to 0.06 mm is a double-sided substrate provided with a copper foil or the like for forming a conductive pattern on both sides thereof. The conductive pattern formed on both sides of the substrate is reinforced with this copper foil to increase the strength, and the conductive pattern provided on the front and back surfaces increases the area facing each other with the substrate sandwiched between them. The number of locations corresponding to the above is reduced so that deformation and peeling do not occur.
特に、本発明においては、外部応力により歪みを生じやすい、基板の短辺方向への断面には、基板のみが存在する場所を生じないようにし、何れの部分も少なくとも表裏の何れかには銅箔が存在するようにして、両部材が強度に関与するものとして、樹脂部分から、破損、剥離が始まるのを防止する。 In particular, in the present invention, in the cross section in the short side direction of the substrate, which is likely to be distorted by external stress, a place where only the substrate exists is not generated, and any part is at least on either the front or back side. As the foil is present, it is possible to prevent breakage and peeling from the resin portion, assuming that both members are involved in strength.
つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図1に符号1で示すものは、本発明に係る表面実装型LED1であり、本発明においても、前記表面実装型LED1の基板2には、ガラスエポキシ樹脂などにより0.05〜0.06mm厚として形成された部材が採用されている点は従来例のものと同様である。
Below, this invention is demonstrated in detail based on embodiment shown in a figure. What is denoted by
そして、前記基板2には導電パターンを形成するための銅箔2a、2bが貼着されており、該銅箔の一方、例えば銅箔2aにはLED素子4が一方の極でダイマウントされ、このLED素子4の他方の極は、銅箔2bにワイヤ5によるワイヤボンドなどの手段により配線が行われているものであり、前記LED素子4にはエポキシ樹脂など透明樹脂によりモールド部6が形成され、全体の厚さが0.4mm程度と極薄型として形成されているものである点は従来例のものと同様である。
And the
しかしながら、従来例のものが表面実装型LEDの薄型化を容易とするために、基板の上面のみに導電パターンを形成するための銅箔が貼着されたものが採用されていたのに対して、本発明では表面実装型LED1の強度を向上させることを主目的として、銅箔は上記にも説明したように、表側電極2a、2bを形成するために基板2の上面に貼着されたものと、裏側電極3a〜3cを形成するために基板2の下面にも貼着されるものとされている。
However, in order to facilitate the thinning of the surface-mounted LED in the conventional example, the one in which the copper foil for forming the conductive pattern was attached only to the upper surface of the substrate was adopted. In the present invention, the copper foil is attached to the upper surface of the
尚、このときには当然に銅箔の1枚分だけ全体の厚みが増すものとなるので、その厚み分だけ薄い基板2、または、モールド部6を採用し調整するなどは自在である。また、このように銅箔を表裏に設けた場合には、無電界メッキによる接続パターン8など、適宜な手段で、前記表側電極2a、2bと、前記裏側電極3a〜3cの対応する部分を電気的に接続するなども、予めに行っておいても良い。
In this case, naturally, the thickness of the entire copper foil is increased by one sheet, so that it is possible to adjust by adopting the
図2は、上記の説明のようにして、基板2に表側電極2a、2bと、裏側電極3a〜3cを形成した状態を示すものであり、この図2では、前記表側電極2a、2bと、前記裏側電極3a〜3cとの相互の位置関係が明確に解るように、基板2を上方から透視する状態で表示してある。また、この種のLED1を生産する際は、基板2は長辺方向が繋がったものとして製作しておき、最終工程でダイシング工程により個別に分離するのが通常であるが、ここでは、理解を容易とするために1つの基板2とした状態で記載し、説明を行う。
2 shows a state in which the
本発明では、以上のように、表側電極2a、2bと、裏側電極3a〜3cとを設け、それぞれの形状を工夫することで、前記基板2の短辺方向には、基板2のみで強度を保持している場所をなくし、何れに部分も、少なくとも一部が、表側電極(2a、2b)或いは裏側電極(3a〜3c)により補強が行われているものとしている。
In the present invention, as described above, the front-
従って、基板2に曲げ応力が加わったときにも、比較的に軟質な樹脂部材のみで応力を受け、その部分に変形が集中することがなくなり、例えば、基板2に変形を生じて、クラック発生の要因となることを防止できる。そして、上記説明のように形成された基板2の表側電極2aには、LED素子4がダイマウントされ、表側電極2bとワイヤ5で配線が行われた後に、エポキシ樹脂など透明樹脂を用いてモールド、ポッティングなどの手段によりモールド部6が形成され、本発明に係る表面実装型LED1(図1も参照されたい)が完成するものとなる。
Therefore, even when a bending stress is applied to the
ここで、この発明を成すための発明者による検討の結果を説明すれば、上記の説明のように基板2とモールド部6との間に挟まれる表側電極2a、2bの面積が増えると、基板2とモールド部6との間の接着力が低下し、両者が剥がれやすくなる傾向が現れることが判明した。
Here, if the result of the study by the inventors for forming the present invention is described, as the area of the
その原因は、基板2と、モールド部6を構成するエポキシ樹脂との接着力が、表側電極2a、2bと、モールド部6を構成するエポキシ樹脂との接着力にやや勝ることであり、即ち、表側電極2a、2bの面積を大きくするほど、基板2、モールド部6の両者間の接着力は低下傾向となるのである。
The cause is that the adhesive force between the
そこで、発明者は、両者間、即ち、基板2に対しても、モールド部6に対しても接着力に優れるレジスト7を、両者間に挟むことで接着強度を向上させるものとしている。また、図3に示すように、前記表側電極2a、2bの表面にレジスト7を被着させておくことで、回路基板などに対し、ハンダリフローにより表面実装型LED1を取付けるときに、表側電極2a、2bの表面にハンダが進入し、モールド部6を浮き上がらせて接着強度を損う現象も防止でき、一層に表面実装型LED1の強度を向上させることが可能となる。
Therefore, the inventor is supposed to improve the adhesive strength by sandwiching a
このときに、前記レジスト7を塗布する面積を、例えば、ワイヤボンドが行える可能な範囲のみを残し、広い範囲に行うものとすれば、基板2とモールド部6との接着強度を一層に向上させる作用、効果が得られる。更に、前記レジスト7に白色またはLED素子4の発光色と近似した色ののものを採用しておけば、前記表面実装型LED1の点灯時には、前記LED素子4からの光のの反射の効率も向上し、一層に明るくなるという効果が得られる。
At this time, if the area to which the
また、図3を参照すると表側電極2aにおいては、左右非対称の部分があり、モールド部6を取付けた状態でも、基板2に表側電極2aが設けられず基板2が直視できる空白部分が形成され、極性マーク21aとされている。これは、本発明により、表側電極2a、2b、および、裏側電極3a〜3cの面積が拡大されたことで、裏面に極性マーク21aを付しても見え難くなったのと、白色LEDが多く使用されるようになり、この場合には、モールド部6内に蛍光体が混合され、不透明化するので、表面側であってもモールド部に覆われる位置では極性マーク21aが確認不可能となるからである。
Further, referring to FIG. 3, the
なお、本発明を実際に実施するに当たっては、前記表側電極2a、2bの必要部分にメッキなどを施すこと、或いは、採用するLED素子4を、シングルワイヤー方式のものに換えてダブルワイヤー方式のものを採用することなどは、自由であり、本発明はこれらを限定するものではない。また、当然に上記したように、LED素子4に青色のものを用い、モールド部6に黄色発光の蛍光体を添加するなどして白色発光の表面実装型LED1とするなども自由である。
In actual implementation of the present invention, the necessary portions of the
以上、説明のように基板2は何れかの部分で銅箔により補強されているように布設パターンが考慮されたことで、外部からの曲げ応力が加わったときにも、基板2およびモールド部6のみで構成され、外部からの応力に対して曲げ強度が弱い部分がなくなり、モールド部6を形成するエポキシ樹脂にクラックを生じ、結果としてLED素子4の湿度による劣化に到るような事態を生じないものとして、この種の表面実装型LED1の信頼性を向上させるものとなる。
As described above, since the laying pattern is considered so that the
1…表面実装型LED
2…基板
2a、2b…表側電極
21a…極性マーク
3a、3b、3c…裏側電極
4…LED素子
5…ワイヤ
6…モールド部
7…レジスト
8…接続パターン
1… Surface mount LED
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記LED素子が実装された基板と、
前記基板のLED素子が実装された側に形成された、正負両極を備えた表側電極と、
前記基板のLED素子が実装されたのと反対側に形成された、正負両極を備え、表側の対応する電極と電気的に接続された裏側電極と、
前記LED素子と前記表側電極を電気的に接続するワイヤと、
前記LED素子、ワイヤ、表面電極の少なくとも一部を覆うモールド部と、
から成る表面実装型LEDであって、
前記基板を垂直方向から見た時に前記基板の短辺方向の何れの部分にも少なくとも一部に表側電極或いは裏側電極が存在しており、
前記基板は0.06mm以下の厚みとした矩形形状とされ、
前記表側電極は、前記LED素子をダイマウントする第一の電極と、前記LED素子に前記ワイヤで配線が行われた第二の電極からなり、
前記第一の電極は、LED素子をダイマウントする電極部が前記基板の表側表面の中央部において前記基板の長辺から離間し、且つ、第二の電極に向かって突出して設けられ、更に非ダイマウント電極部が前記基板の長辺および短辺に位置しており、
前記第二の電極は、前記第一の電極に向かって凹形状とされ、凹形状の先端部分は前記第一の電極のLED素子をダイマウントする電極部と前記基板の長辺との間に位置しており、
前記裏側電極は、離間して配設した裏側第一電極、裏側第二電極および裏側第三電極からなり、
前記裏側第三電極は、前記LED素子をダイマウントした電極部に対応する位置であって、前記基板の両方の長辺に達し、且つ、前記第一の電極の非ダイマウント電極部および第二の電極の先端部分の裏面に位置しており、
前記裏側第一電極は、矩形形状とされ、且つ、前記基板の短辺に一辺が位置し、他辺が前記基板の長辺および前記LED素子に対応する位置から離れており、前記基板の短辺の側面に設けた接続パターンを介して前記第一の電極と電気的に接続しており、
前記裏側第二電極は、矩形形状とされ、且つ、前記基板の短辺に一辺が位置し、他辺が前記基板の長辺および前記LED素子に対応する位置から離れており、前記基板の短辺の側面に設けた接続パターンを介して前記第二の電極と電気的に接続しており、
前記モールド部の前記基板の短辺側の辺は、前記裏側第一電極および前記裏側第二電極の上部に位置していることを特徴とする表面実装型LED。 An LED element;
A substrate on which the LED element is mounted;
A front side electrode having both positive and negative electrodes formed on the side on which the LED element of the substrate is mounted;
A back-side electrode formed on the opposite side of the substrate on which the LED element is mounted, with both positive and negative electrodes and electrically connected to the corresponding electrode on the front side;
A wire for electrically connecting the LED element and the front electrode;
A mold part covering at least a part of the LED element, the wire, and the surface electrode;
A surface mount type LED comprising:
When the substrate is viewed from the vertical direction, at least part of the front side electrode or the back side electrode exists in any part in the short side direction of the substrate ,
The substrate has a rectangular shape with a thickness of 0.06 mm or less,
The front side electrode is composed of a first electrode die-mounted on the LED element and a second electrode wired on the LED element with the wire,
The first electrode is provided such that an electrode portion for die-mounting the LED element is spaced from the long side of the substrate at the central portion of the front surface of the substrate, and protrudes toward the second electrode. The die mount electrode part is located on the long side and the short side of the substrate,
The second electrode has a concave shape toward the first electrode, and the tip portion of the concave shape is between the electrode portion die-mounting the LED element of the first electrode and the long side of the substrate. Located
The back side electrode is composed of a back side first electrode, a back side second electrode and a back side third electrode which are spaced apart,
The back side third electrode is at a position corresponding to the electrode part on which the LED element is die-mounted, reaches both long sides of the substrate, and the non-die-mount electrode part of the first electrode and the second electrode Located on the back of the tip of the electrode,
The back-side first electrode has a rectangular shape, one side is located on the short side of the substrate, and the other side is away from the position corresponding to the long side of the substrate and the LED element. Electrically connected to the first electrode through a connection pattern provided on the side of the side;
The back-side second electrode has a rectangular shape, one side is located on the short side of the substrate, and the other side is away from the position corresponding to the long side of the substrate and the LED element. Electrically connected to the second electrode through a connection pattern provided on the side of the side;
The surface-mount type LED , wherein a side of the mold part on a short side of the substrate is located above the back side first electrode and the back side second electrode .
前記レジストは、前記第二の電極の先端部分の一つおよび前記第一の電極の非ダイマウント電極部を覆い、レジストの上に前記モールド部が当接していることを特徴とする請求項1記載の表面実装型LED。 On the front electrode surface, white or a resist having a color approximate to the emission color of the LED element is applied ,
The resist covers one of the tip portions of the second electrode and the non-die-mount electrode portion of the first electrode, and the mold portion is in contact with the resist. The surface mount LED described.
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