JP5268267B2 - 発光部品およびその製造法 - Google Patents
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Description
発光部品1Aを構成する基板4は、一対の対向する辺に半円形の切り欠き部(この実施の形態では各2つで計4つの切り欠き部)を有する外形が長方形のアルミナセラミックからなる。その一対の辺の長さをy(2.8mm)、その1対の辺とは異なるもう一方の対向する1対の辺の長さをx(3.5mm)とした場合、x/yの比の値が1.25となる。また、基板4の厚みは1.5mmである。なお、基板4には、アルミナセラミック以外のセラミック、たとえば窒化アルミニウム等からなるもの、ガラス繊維混入エポキシ系樹脂成形体等の樹脂系のものを用いることができる。
また、抵抗体膜18を有する抵抗素子3は、後述する発光部品1Dのように1つだけで足りる場合がある(図3(D)、図8および図9を参照)。また、抵抗体膜18を有する抵抗素子3の数を3つ、4つ、または5つ以上と多くしても良い。さらに、厚膜の抵抗体膜18ではなく、チップ型で且つトリミング(抵抗値調整)が可能なトリマブルチップ抵抗器を用いても良い。
次に、この発光部品1Aの構成要素である定電流回路について説明する。
本発明の実施の形態に係る発光部品1Aの製造に当っては、表面に縦横に交差する線状分割部4Bを有し、線状分割部4Bで囲われる単位絶縁基板4Aの各々の、縦横の一方の辺の長さをx、他方の辺の長さをyとした場合、x/yの比の値が1以上1.5以下とした単位絶縁基板4Aを複数有する分割部付き大型絶縁基板4Cを用いる。そして、発光部品1Aの製造法は、この大型絶縁基板4Cの裏面であって、単位絶縁基板4A各々の裏面に抵抗値調整されていない抵抗素子仕掛品3’を配置する抵抗形成工程と、単位絶縁基板4A各々に、LED2と、トランジスタ5が分割部付き大型絶縁基板4Cの表面に配置されるように形成する配置工程と、単位絶縁基板4A毎に、定電流回路6Aを構成するように、抵抗素子仕掛品3’、LED2、トランジスタ5の相互間を接続する導体を配置する導体形成工程と、配置工程および導体形成工程の終了後に、単位絶縁基板4Aに配置される各LED2の光度が所定範囲となるよう各抵抗素子仕掛品3’の抵抗値を調整するトリミング工程と、トリミング工程の終了後に、線状分割部4Bに沿って分割部付き大型絶縁基板4Cを個々の単位絶縁基板4Aへと分割する分割工程と、を有する
まず、アルミナセラミックからなる分割部付き大型絶縁基板4Cを用意する(図10(A))。この分割部付き大型絶縁基板4Cは、表面に縦横に交差する縦横に線状分割部4B(分割用溝)およびスルーホール22を有している。抵抗形成工程は、この分割部付き大型絶縁基板4Cに対して行う。
次にLED2およびLED2と同等以上の背丈の2つのトランジスタ5を分割部付き大型絶縁基板4Cの表面に配置する。その際には図11(D)に示すように、基板4(単位絶縁基板4A)の中央の浮島状の導体15の上にLED2を配置する。そしてLED2の周囲の浮島状の導体15の上にトランジスタ5(具体的には第1、第2のトランジスタ5A,5B)を配置する。これらの配置作業の際には、チップマウンターを用いる。LED2およびトランジスタ5と、分割部付き大型絶縁基板4Cの表面との固着には熱硬化性の導電性樹脂接着剤(ダイボンディングペースト)を用いる。この接着剤は針先に付着させて、その針先を分割部付き大型絶縁基板4Cの表面の中心位置に配置されている浮島状の導体15に接触させることで供給する。また、注射器のようなシリンジを用いてその導電性樹脂接着剤を供給しても良い。なお、この工程によって、トタンジスタ5の底面にあるコレクタ端子と、浮島状の導体15とが電気接続する。
この導体形成工程では、抵抗形成工程および配置工程で形成された導体15、パッド15C、抵抗素子仕掛品3’、LED2およびトランジスタ5が、図3(A)に示す定電流回路6Aを構成するように、6本の金線16を用いたワイヤボンディングを行う(図11(E)参照)。
次に行う固着工程について説明する。まず固着工程後の基板4の平面図を図11(F)に示す。そして、この固着工程の際に用いる大型貫通部材12Dの平面図を図11(G)に示す。大型貫通部材12Dは、多数に分割されることで、複数の貫通部材12を形成するものである。この大型貫通部材12Dは、液晶ポリマー成形体である。大型貫通部材12Dの裏面には、貫通部材用分割線12Eが、線状分割部4Bと同一の間隔で縦横に形成されている。また大型貫通部材12Dには、横方向の貫通部材用分割線12Eが形成されている部分の裏側、すなわち、表面に薄肉部12B(貫通部材12の薄肉部12に対応)が形成されている。さらに大型貫通部材12Dには、図1および図2に示すカソードマーク12Aに相当する部分を有している。
次に行う樹脂封止工程について説明する。凹部13の中のみに透光性樹脂(図示省略)を供給して、金線16、LED2およびトランジスタ5A,5Bを封止する。透光性樹脂にはシリコーン系接着剤を用いている。そして透光性樹脂の供給には、スクリーン印刷法を用いる。その供給後、分割部付き大型絶縁基板4Cを加熱して、透光性樹脂を硬化させる。このように、凹部13の中のみに透光性樹脂を配置することによって、線状分割部4Bに沿った基板領域に透光性樹脂が存在しないこととなる。よって、後述する分割工程において、分割部付き大型絶縁基板4Cの分割を阻害しない。なお、透光性樹脂を凹部13の外に溢れるように形成したり、表面側を凸形状としたり、凹形状としたりしても良いことは前述のとおりである。
次に行うトリミング工程について説明する。トリミング工程では、2つの抵抗素子仕掛品3’の各々に対して、異なる指標(目標値)で抵抗値調整を行う。すなわち、以下のようにトリミング工程を進める。まず図3(A)に示す第2の抵抗素子3Bに係る一方の抵抗素子仕掛品3’(後に図3(A)に示す第2の抵抗素子3Bとなる)について、その両端の電極(図2(A)における外部端子電極15Faと外部端子電極15Fb)にトリミングプローブを接触させ、抵抗素子仕掛品3’の抵抗値を測定しながら、抵抗体膜18をガラス膜19と共にレーザー照射によって局部的に蒸発させて、トリミング溝23を形成する(図10(G)参照)。それによって目的とする抵抗値となるまで抵抗素子仕掛品3’の電流流路を狭める。
この工程では、トリミング工程で形成したトリミング溝23を被覆するように、エポキシ系樹脂ペーストを用いた樹脂膜を形成し、オーバーコート20を配置する。そのためには、先に形成した2つの抵抗素子3のトリミング溝23を両方とも覆うようにスクリーン印刷によって帯状にエポキシ樹脂を配置し、それを熱硬化する(図10(H)参照)。ここで、オーバーコート20は、抵抗体膜18と抵抗用電極15Bの重なり部分にまで及ばないようにしている。その理由は、抵抗体幕18と抵抗用電極15Bの重なり部分まで覆うと、その部分の皮膜がバンプ21の形成部分よりも背丈が高くなってしまい、実装性が良好でなくなることがあるためである。
次に行う分割工程について説明する。まず分割部付き大型絶縁基板4Cの、縦横に交差する線状分割部4B(分割用溝)の縦または横の一方の分割用の溝を開く方向に応力を付与する。この実施の形態では、薄肉部12Bに沿った分割用の溝に沿って応力を与える。すると、アルミナセラミックが線状分割部4Bの線に沿って破壊する。それに伴って、破壊した線状分割部4Bと重なり合う位置にある大型貫通部材12Dの貫通部材用分割線12E(分割用溝)も破壊される。その結果、多数の短冊状の基板4Eを得ることができる(図11(H)参照)。以下、この工程を一次分割工程と記す。図11(H)では、作図の便宜上短冊状の基板4Eを、貫通部材12側についてのみ描き、かつ貫通孔12C内の部品は省略している。
次に、得られた多数の単位絶縁基板4Aの外部端子電極15Fa〜15Fdの表面に、ニッケルめっき、はんだめっきをこの順に行う。これら外部端子電極15Fa〜15Fdの表面に上述したバレルめっき法によってニッケルめっき層およびはんだめっき層を各々形成する。ニッケルめっき層およびはんだめっき層の厚みは、各々3μmから12μmとなるようにめっき時間、めっき浴の温度等のめっき条件を調整して行う。以上でめっき工程が終了する。また、以上で発光部品1Aの製造法が終了する。また、同様にして発光部品1B,1C,1Dが製造される。
2 LED
3,3A.3B,3C 抵抗素子
4 基板
4A 単位絶縁基板
4B 線状分割部
4C 分割部付き大型絶縁基板
5,5A,5B NPN型トランジスタ(トランジスタ)
5C 電界効果型トランジスタ(トランジスタ)
6,6A,6B,6C,6D 定電流回路
7 +入力端子
8 −入力端子
9A 第1の伝送路
9B 第2の伝送路
9C 第3の伝送路
9D 第4の伝送路
10A 第1の接点
10B 第2の接点
11,11A,11B ダイオード
11C ツェナーダイオード
12 貫通部材
12C 貫通孔
12D 大型貫通部材
13 凹部
15,15A 導体
Claims (12)
- 光を発する発光素子に定電流を供給する定電流回路を有する発光部品であって、
上記定電流回路は、抵抗素子とトランジスタを有し、
上記抵抗素子は、上記トランジスタをオンの状態にするための電圧を上記トランジスタに印加するものであり、上記トランジスタが上記オンの状態になることで、上記発光素子へ電流の供給が可能となり、
上記発光素子と上記トランジスタは、基板の表面に配置され、
上記抵抗素子は、上記基板の表面とは反対側の上記基板の裏面に配置され、
上記トランジスタと上記抵抗素子は、上記基板の表面と上記基板の裏面に亘って導通され、上記定電流回路が上記基板の表面と上記基板の裏面に亘って形成されることを特徴とする発光部品。 - 前記基板の対向する辺にそれぞれ2つの外部電極端子を有し、
前記外部電極端子は、前記発光部品の実装に用いられるとともに、前記基板の表面と裏面を導通させ、
前記定電流回路は、+入力端子と−入力端子を有し、前記外部端子電極のうちの2つは、それぞれ上記+入力端子および上記−入力端子に相当し、上記2つ以外の他の外部端子電極は、前記抵抗素子と前記トランジスタとの接続に用いられることを特徴とする請求項1記載の発光部品。 - 前記発光部品は、貫通孔を有する貫通部材の当該貫通孔の開口部が前記基板の表面に対向するように固着され、前記発光素子、前記トランジスタが上記貫通孔の中に収容されていることを特徴とする請求項1または2に記載の発光部品。
- 前記抵抗素子は、対となる厚膜の抵抗用電極の双方に厚膜の抵抗体膜が接触する部分を有し、前記抵抗素子を保護する厚膜のオーバーコート膜が、上記接触する部分を避けて形成されていることを特徴とする請求項1,2または3に記載の発光部品。
- 前記抵抗素子は、前記発光素子または前記トランジスタとの電気接続が、前記基板の端面でなされていることを特徴とする請求項1,2,3または4のいずれか1項に記載の発光部品。
- 前記定電流回路は、+入力端子と−入力端子を有し、
上記+入力端子と上記−入力端子との間には、分岐する第1の伝送路と第2の伝送路とを有し、
上記第1の伝送路には、上記+入力端子側から順に、上記発光素子、前記トランジスタである第1のNPN型トランジスタ、前記抵抗素子とは異なる第1の抵抗素子が接続され、
上記第1のNPN型トランジスタは、そのコレクタよりもエミッタを上記−入力端子側に位置させるように配置され、
上記第2の伝送路には、上記+入力端子側から順に、前記抵抗素子である第2の抵抗素子、前記トランジスタとは異なる第2のNPN型トランジスタが接続され、
上記第2のNPN型トランジスタは、そのエミッタがコレクタよりも上記−入力端子側に位置するように配置され、
上記第2の伝送路の上記第2の抵抗素子と上記第2のNPN型トランジスタの間の第1の接点から第3の伝送路が、上記第1のNPN型トランジスタのベースに接続され、
上記第1の伝送路の上記第1のNPN型トランジスタと上記第1の抵抗素子との間の第2の接点から第4の伝送路が、上記第2のNPN型トランジスタのベースに接続されていることを特徴とする請求項1,2,3,4または5のいずれか1項に記載の発光部品。 - 前記定電流回路は、+入力端子と−入力端子を有し、
上記+入力端子と上記−入力端子との間には、分岐する第1の伝送路と第2の伝送路とを有し、
上記第1の伝送路には、上記+入力端子側から順に、上記発光素子、前記トランジスタであるNPN型トランジスタ、前記抵抗素子とは異なる第1の抵抗素子が接続され、
上記NPN型トランジスタは、そのコレクタよりもエミッタを上記−入力端子側に位置させるように配置され、
上記第2の伝送路には、上記+入力端子側から順に、前記抵抗素子である第2の抵抗素子、ダイオードが配置され、上記ダイオードのアノードからカソードへの方向と上記+入力端子から上記−入力端子への方向とが一致するように配置され、
上記第2の伝送路の上記第2の抵抗素子と上記NPN型トランジスタの間の第1の接点から第3の伝送路が、上記NPN型トランジスタのベースに接続されていることを特徴とする請求項1,2,3,4または5のいずれか1項に記載の発光部品。 - 前記定電流回路は、+入力端子と−入力端子を有し、
上記+入力端子と上記−入力端子との間には、分岐する第1の伝送路と第2の伝送路とを有し、
上記第1の伝送路には、上記+入力端子側から順に、上記発光素子、前記トランジスタであるNPN型トランジスタ、前記抵抗素子とは異なる第1の抵抗素子が接続され、
上記NPN型トランジスタは、そのコレクタよりもエミッタを上記−入力端子側に位置させるように配置され、
上記第2の伝送路には、上記+入力端子側から順に、前記抵抗素子である第2の抵抗素子、ツェナーダイオードが配置され、上記ツェナーダイオードのアノードからカソードへの方向と上記−入力端子から上記+入力端子への方向とが一致するように配置され、
上記第2の伝送路の上記第2の抵抗素子と上記NPN型トランジスタの間の第1の接点から第3の伝送路が、上記NPN型トランジスタのベースに接続されていることを特徴とする請求項1,2,3,4または5のいずれか1項に記載の発光部品。 - 前記定電流回路は、前記抵抗素子とは抵抗値が異なる別の抵抗素子を有することを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の発光部品。
- 前記抵抗素子と前記別の抵抗素子とは、各々の抵抗体の材質が異なることを特徴とする請求項9記載の発光部品。
- 表面に縦横に交差する線状分割部を有し、上記線状分割部で囲われる一単位の絶縁基板(以下、単位絶縁基板という)を複数有する分割部付き大型絶縁基板の裏面であって、上記単位絶縁基板各々の裏面に抵抗値調整されていない抵抗素子仕掛品を配置する抵抗形成工程と、
上記単位絶縁基板各々に、光を発する発光素子とトランジスタが、上記分割部付き大型絶縁基板の上記裏面とは反対側の表面に配置されるように形成する配置工程と、
上記単位絶縁基板毎に、その表面と裏面に亘って上記定電流回路を構成するように、上記抵抗素子仕掛品、上記発光素子、上記トランジスタの相互間を接続する導体を配置する導体形成工程と、
上記配置工程および上記導体形成工程の終了後に、上記単位絶縁基板に配置される上記抵抗素子仕掛品が上記トランジスタをオンの状態にすることで、上記発光素子へ電流の供給を可能とするよう上記抵抗素子仕掛品の抵抗値を調整するトリミング工程と、
上記トリミング工程の終了後に、上記線状分割部に沿って上記分割部付き大型絶縁基板を個々の上記単位絶縁基板へと分割する分割工程と、
を有することを特徴とする発光部品の製造法。 - 前記配置工程以前に、多数の貫通孔を有する大型貫通部材を、前記単位絶縁基板各々の表面に、上記貫通孔の開口部が対向するように前記分割部付き大型絶縁基板の表面に固着する固着工程を設け、
前記分割工程の際に、前記分割部付き大型絶縁基板と共に大型貫通部材を個々の貫通部材へと分割することを特徴とする請求項11記載の発光部品の製造法。
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