JP5585013B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
特許文献1の発光装置の構成では、冗長リフローパッドの形状が素子の電極部分よりも大きく形成されていることで、セルフアライメントを行うための形状に適していないため、リフロー時に実装する発光素子の位置が適切にならず、セルフアライメントが適切に行われない問題が発生した。
かかる構成によれば、発光装置は、素子が第1基板電極あるいは第2基板電極に対してより有効なセルフアライメントを行い、かつ、ハンダボールの抑制をより有効に行うことが可能となる。
かかる構成によれば、発光装置は、第1延出部が中央に一箇所あるいは2箇所以上であっても、素子の一辺の中央に対して対称となる位置に配置されるので、加熱溶融接続材の塗布されたときの状態が、表面張力により上から見たときに素子の一辺の中央に出っ張っている場合が多いことから、リフロー時に加熱溶融接続材をバランスよく第1延出部により導いてハンダボールの発生をより効率的に抑制する。
かかる構成によれば、発光装置は、例えば、加熱溶融接続材の塗布量が多くなり、第1基板電極の角部側まで覆うような場合に、第3延出部に沿って加熱溶融接続材が流れて付着することになり、加熱溶融接続材の塗布量が多い場合であっても、第1基板電極及び第2基板電極に実装される素子の高さ位置を他の素子の高さと揃えることができる。
また、前記発光装置において、前記第2基板電極は、その第1延出部が、対面する前記第2素子電極より接続面積を大きく形成して前記素子の外側周縁より外側に延出した部分である構成としてもよい。また、前記発光装置において、前記第2基板電極は、前記第1基板電極の切欠凹部に対する配置を前記第2素子電極に対面する配置から外側にして前記素子の外側周縁より外側に延出した部分である構成としてもよい。さらに、前記発光装置において、前記第2延出部の幅は、前記第1延出部の幅よりも小さい構成としてもよい。そして、前記発光装置において、前記第2基板電極の第1延出部の幅は、前記第1基板電極の第1延出部の幅よりも大きい構成としてもよい。
発光装置は、第1延出部及び第2延出部を備えることで、加熱溶融接続材がリフロー時にハンダボールを発生させることを抑制すると共に、セルフアライメント性も確保されるので、量産時の組み立てを行うときの位置のばらつきの影響が少なく高品質な製品になる。
発光装置は、特に、第2延出部を第1延出部に沿って備えることで、加熱溶融接続材のリフロー時の第2基板電極側に集中して流れることを防ぎ、第1基板電極と第1素子電極との接続状態を良好とする。
発光装置は、第1基板電極に第3延出部をさらに備えることで、加熱溶融接続材で接続される素子のリフロー後の高さをより揃えることができる。
発光装置は、第1延出部があることで、加熱溶融接続材がリフロー時にハンダボールの発生することを抑制すると共に、セルフアライメント性も確保される。
図1及び図2に示すように、発光装置1は、中央が凹状に形成された実装基板20と、この実装基板20の中央の凹状部分に実装されるLEDチップ等の発光素子(素子)10とを備えている。なお、発光装置1は、例えば、実装基板20の中央の凹状に形成した部分の回りをケースCとし、中央の発光素子10の実装位置となる基板の上面20aに配線パターンHpが形成されており、その配線パターンHpに連続する基板電極(第1基板電極2、基板第2電極3等)にハンダペースト等の加熱溶融接続材khを塗布して電気的に発光素子10と接続し、その発光素子10を覆うように充填された樹脂Pを介して光を照射するように構成されている。また、発光装置1は、必要に応じて発光素子10を安定して動作させる保護素子(例えばツェナーダイオード)Zdが実装基板20に実装される構成として使用される。
なお、発光素子10は、これらの構成に限定されるものではなく、他の半導体材料を用いて構成するようにしてもよく、適宜保護層や反射層(図示せず)などを備えるように構成してもよい。
なお、発光素子10の発光部11は、光を照射することができればその発光色あるいは構造を、ここでは、特に限定されるものではない。
そして、第1素子電極12は、対向する一方の両辺が直線状に形成され、さらに、対向する他方の両辺に内側に凹状に切欠かれた切欠凹部12c,12cが形成されている。
また、第2素子電極13は、第1素子電極12の切欠凹部12cに沿って離間した位置に形成されている。第2素子電極13は、切欠凹部12cの曲線に沿った形状の曲線とその曲線の両端をつなぐ直線とで囲まれたD字形状に形成されている。そして、第2素子電極13は、外側周縁の直線部分が第1素子電極の外側周縁の直線部分と同一線上になるように配置されている。なお、第1素子電極12及び第2素子電極13の材質は、素子電極として使用されるものであれば、特に限定されるものではない。
また、第1延出部2bは、発光素子10の外側周縁gsから延出されている端部は直線状として、その部分の形状が長方形となるように形成されているが、一定幅で延出された後の形状について特に限定されるものではない。
なお、このほか樹脂Pの光取り出し面は、半球面、球面から扁形された凸曲面、砲弾型、凹曲面などの所望の形状とし、光を集光、拡散させるレンズとして機能させることもできる。樹脂Pは、透明な樹脂、ガラスなどからなる。樹脂Pとしては、例えば、硬質シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などを用いることができる。
図5(a)、(b)に示すように、電極形成工程において、実装基板20に第1基板電極2及び第2基板電極3が形成されている。第1基板電極2及び第2基板電極3は、露光作業等により実装基板20に他の回路と一緒に形成される。
図5(c)、(d)に示すように、塗布工程において、実装基板20の第1基板電極2及び第2基板電極3にハンダペースト等の加熱溶融接続材khを塗布する。
図5(e)、(f)に示すように、素子載置工程において、発光素子10を加熱溶融接続材kh上に載置する。このとき、図5(f)に示すように、加熱溶融接続材khは、発光素子10から外側にはみ出した状態となっている。
実装基板20に発光素子10あるいはその他の必要な素子(保護素子Zd等)が実装されると、その後、ケースCの凹部分、つまり、発光素子10が実装されている部分に封止部材としての樹脂Pが充填されて発光装置1が製造される。
したがって、発光装置1は、製造工程において、第1延出部2b,3b及び第2延出部2dにより、ハンダボールを発生させることがなく、量産時の組み立てを行うときのばらつきの影響が少なく高品質な製品になる。
第1基板電極2と第2基板電極3とは、間隔Spをあけて離間している。そのため、リフロー時に加熱溶融接続材khが第2基板電極3側に集まり易くなっている。したがって、加熱溶融接続材khが必要以上に、第2基板電極3に集まらないように、ここでは、第2延出部2dを第1延出部3bの切欠凹部2cの縁となる両側に沿って形成している。第2延出部2d,2dは、第1基板電極2の直線部分から曲線部分の区切りとなる位置(直線部分の第2基板電極3側となる端部)に形成されている。
第1素子電極12Aは、外側周縁より内側となる面の全体が電極となっており、かつ、電極凹部12A1が所定間隔で複数形成されている。そして、第1素子電極12Aは、対向する一方の両辺A1,A2は直線で形成され、対向する他方の両辺A3,A4に内側に切り欠いて切欠凹部12c1が形成されている。切欠凹部12c1は、半円弧凹部12c11と、この半円弧凹部12c11から連続して、対向あるいは隣接する辺側に延びる凹溝部12c12、12c13、12c14とから構成されている。
第1延出部2b1,2b1は、すでに説明した第1延出部2b,2bと同じ構成であるので説明を省略する。
このように、実装基板20(図1参照)では、第1基板電極2A及び第2基板電極3Aに第1延出部2b1を形成していると共に、対向する一方の第1延出部2b1,2b1に沿って第2延出部2d1,2d1をそれぞれ幅が特定の範囲(一辺における幅の割合)となるように形成しているので、セルフアライメントを維持しながら、加熱溶融接続材khが第2基板電極3A側に集中することを防ぐと共に、加熱溶融接続材khのハンダボールとなることを防ぐことができる。
すなわち、図8(a)に示すように、発光素子10Bの第1素子電極12Bは、長方形の長辺の一方に内側に切り欠いた切欠凹部12c2が形成され、その切欠凹部12c2に沿って半円弧形状の第2素子電極13Bが形成されている。
第2基板電極3Bは、長方形の一端側となる短辺を円弧状にした形状に形成されている。この第2基板電極3Bは、接続部3a2から連続して、発光素子10Bの外側周縁gsより外側になるように形成した第1延出部3b2を形成している。
このように、発光素子10Bの電極構成により第2基板電極3Bが第1基板電極2Bの一方の辺にしか配置されない構成であっても、すでに説明した構成と同様に発明の効果を達成することができる。
図9(a)に示すように、第1基板電極2は、その4つの角部に第3延出部102aを形成している。この第3延出部102aは、発光素子10の外側周縁gsよりも外側となるように形成されている。また、この第3延出部102aは、第1延出部2bの幅、又は、第1延出部2b及び第2延出部2dとの合計の幅が、第1基板電極の一辺を直線としたときの50%を超えることがないように形成されている。また、第3延出部102aの形状は、図面では、角部に長方形を接続した形状として示しているが、その外側となる先端側は、円弧形状であっても構わない。
図9(a)、(b)に示すように、第3延出部102aを第1基板電極2,2Aが備えることで、加熱溶融接続材kh(図4、図5参照)の塗布量が多くなり厚く塗られていても、リフロー時にその加熱溶融接続材khが第3延出部102a側に沿うように流れるので、発光素子10を実装したときの高さを揃えることが可能となる。なお、加熱溶融接続材khの塗布量が多い場合には、第1基板電極2,2Aの角部分を覆うように加熱溶融接続材khが塗布されることから、塗布量が多いときのみに、第3延出部102aに沿って加熱溶融接続材khを流すことができ、塗布量が適量であるときには、第3延出部102aは機能しないことになる。
2 第1基板電極
2a 電極体
2b 第1延出部
2c 凹部
2d 第2延出部
3 第2基板電極
3a 接続部
3b 第1延出部
10 発光素子(素子)
11 発光部
12 第1素子電極
12c 凹部
13 第2素子電極
20 実装基板
20a 上面
20b 側面
C ケース
Hp 配線パターン
P 樹脂
Sp 所定間隔
Sp 間隔
Zd 保護素子
gs 外側周縁
kh 加熱溶融接続材
Claims (9)
- 矩形状の素子の外側周縁より内側に形成された第1素子電極及び第2素子電極に対面するように実装基板上に形成された第1基板電極及び第2基板電極に、加熱溶融接続材を介して前記素子を実装する発光装置において、
前記第1基板電極及び前記第2基板電極は、前記第1素子電極及び第2素子電極における外側周縁の少なくとも一部に一致する形状に形成され、
前記第1基板電極は、当該第1基板電極の外側周縁から内側に凹状に切欠かれて形成された切欠凹部を備え、
前記第2基板電極は、前記第1基板電極の切欠凹部に沿って離間した位置に形成され、
前記第1基板電極及び前記第2基板電極は、その外側周縁の一部が、前記素子の外側周縁より外側に延出する第1延出部を備え、
前記第1延出部は、矩形状の前記素子の外側周縁における各辺に対して少なくとも一箇所以上形成され、
前記第1基板電極は、前記切欠凹部の両側の縁の少なくとも一方に前記第2基板電極の第1延出部に沿って形成した第2延出部を備え、前記第2延出部は、前記素子の外側周縁より外側に延出することを特徴とする発光装置。 - 前記第2延出部は、前記第1延出部の幅と同等以下に形成されると共に、前記第1延出部及び前記第2延出部の合計の幅が、前記第1基板電極の一端から他端までを直線としたときの一辺の長さに対して10〜50%の範囲で形成されたことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記第1延出部は、前記第1基板電極の一辺の中央に対して対称となるように配置されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の発光装置。
- 前記第1基板電極は、その角部に対角線方向に延びる第3延出部をさらに備え、前記第3延出部は、前記素子の外側周縁より外側に延出することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の発光装置。
- 前記第2基板電極は、その第1延出部が、対面する前記第2素子電極より接続面積を大きく形成して前記素子の外側周縁より外側に延出した部分である請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第2基板電極は、前記第1基板電極の切欠凹部に対する配置を前記第2素子電極に対面する配置から外側にして前記素子の外側周縁より外側に延出した部分である請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第2延出部の幅は、前記第1延出部の幅よりも小さい請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記第2基板電極の第1延出部の幅は、前記第1基板電極の第1延出部の幅よりも大きい請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の発光装置。
- 矩形状の素子の外側周縁より内側に形成された第1素子電極及び第2素子電極に対面するように実装基板上に形成された第1基板電極及び第2基板電極に、加熱溶融接続材を介して前記素子を実装する発光装置において、
前記第1基板電極及び前記第2基板電極は、前記第1素子電極及び第2素子電極における外側周縁の少なくとも一部に一致する形状に形成され、
前記第1基板電極は、前記素子の外側周縁よりも内側に略矩形状に形成されると共に、当該第1基板電極の外側周縁から内側に凹状に切欠かれて形成された切欠凹部を備え、
前記第2基板電極は、前記第1基板電極の切欠凹部に沿って離間した位置に形成され、
前記第1基板電極及び前記第2基板電極は、その外側周縁の一部が、前記素子の外側周縁より外側に、前記素子の外側周縁よりも内側となる当該基板電極の辺側から延出する第1延出部を備え、
前記第1延出部は、矩形状の前記素子の外側周縁における各辺に対して少なくとも一箇所以上形成され、
前記第2基板電極は、その第1延出部が、対面する前記第2素子電極より接続面積を大きく形成して前記素子の外側周縁より外側に延出した部分であること、又は、前記第1基板電極の切欠凹部に対する配置を前記第2素子電極に対面する配置から外側にして前記素子の外側周縁より外側に延出した部分であることを特徴とする発光装置。
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