JPH0416462Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案はチツプ部品型LED（発光ダイオード）、
詳述するなら、チツプ抵抗、チツプコンデンサと
同等の超小型・角形で、チツプ基板下面の外部接
続用電極を、プリント基板（以下PCBと称す）
等の接続パターン上に直付け可能したチツプ部品
型LEDに関する。

〔考案の背景〕

PCBへの実装密度の向上、電子部品の自動マ
ウント技術の普及によつて、PCB上に搭載され
る部品にはチツプ化の要求が大きく、LEDもこ
の例外ではない。チツプ部品としては、チツプ基
板の表面上に抵抗体を印刷・形成してなるチツプ
抵抗が最もポピユラーであり、このチツプ抵抗と
して最近では、縦1.6mm、横3.2mm、厚み１mm未満
程度の超小型のものが出現しており、部品実装密
度の向上に貢献している。従つて、PCBのパタ
ーン設計時の容易性向上、高密度化を企るため、
チツプ部品化されたLEDも、上述の如き超小型
のチツプ抵抗と略同等の超小型にすることが望ま
れている。

〔従来技術およびその問題点〕

LEDチツプ（LED素子）単体として、最近で
は0.3mm角或いは0.35mm角程度の微細で、且つ比
較的輝度のあるものが容易に入手可能である。第
６図は斯るLED素子を用いた従来のチツプ基板
搭載型の部品を示している。

図において、１は、セラミツク等よりなる起小
型・角型の基板（所謂チツプ基板）で、その上面
には、チツプ状のLED２の電極を接続するため
のLED接続用電極３Ａ，３Ｂが形成されており、
該電極３Ａ，３ＢにLED２の電極が一方は直付
けされ、他方はワイヤボンデイングによつて接続
されている。１ａ，１ａは、前記基板１の長手方
向両端に設けた凹みで、母材基板（各基板１……
をカツテイングする前の原材となる板材）をカツ
テイングして各基板１に細分化する時点で、円形
の透孔を略縦半分にカツトすることによつて形成
される。前記基板１の下面には、図示していない
が、PCBの接続パターン上に載置・接続される
ための外部接続用電極が１対形成されており、こ
の両外部接続用電極に、前記凹み１ａ，１ａに形
成した上下接続用電極４Ａ，４Ｂを介して、対応
する前記LED接続用電極３Ａ，３Ｂが接続・導
通している。そして、必要に応じ、前記LED２
およびワイヤボンデイング部をエポキシ系樹脂等
で覆つて、この部分の保護と取扱いの容易さを企
つている。

上記構成においては、母材基板の上下面に電極
をスクリーン印刷する際に、前記透孔内面に上下
面接続用電極４Ａ，４Ｂも同時に被着されるの
で、基板１の端面に電極を別工程で被着する必要
がなくこの点では有利である。

しかしながら、この構成においては、 (a) 基板１の表面側が平坦ではないので、真空吸
着式の最もポピユラーな自動マウント技術を採
用出来ず、従つて他のチツプ部品マウント用の
自動実装機との汎用性がない。

(b) 基板１の機械的強度を保証するため、基板１
は一定の厚みを必要とするが、板厚が大きいと
スクリーン印刷での前記透孔（凹み１ａ）内壁
への導電パターンの被着が不充分となり、上下
面の導通信頼性が劣下する。

(c) 前述したLED２およびワイヤボンデイング
部への保護用接着樹脂がない場合、ワイヤ断線
の虞れがある上、PCBへの半田付けの際、前
記凹み１ａから上面へのフラツクスの沿面遡上
が問題となる。また、保護用接着樹脂を被着す
ると、LED２からの発光効率が低下する上、
製造が煩雑となる。

という欠点を有するものであつた。

〔考案の効果〕

従つて本考案の目的とするところは、上述の従
来欠点を解消し、真空吸着による自動マウントが
可能なチツプ部品型LEDを提供するにある。

本考案の他の目的とするところは、スクリーン
印刷による透孔内壁への導電ペーストの被着が確
実に行ない得、且つ全体としての基板の機械的強
度も充分保証可能であるチツプ部品型LEDを提
供するにある。

本考案の更に他の目的とするところは、LED
（素子）の保護が行なえ、且つ発光効率を低下さ
せることなく、フラツクス侵入の虞れもないチツ
プ部品型LEDを提供するにある。

〔問題点を解消するための手段〕

本考案の上記目的は、LEDをその上面に載置
するための第１の基板と、該第１の基板の上面に
被着された前記LEDの電極に接続されるLED接
続用電極と、前記第１の基板の下面に被着された
外部接続用電極と、前記LED接続用電極と外部
接続用電極とを接続するために、前記第１の基板
の端面において透孔を略縦半分に切断することに
よつて形成された凹みの壁面に被着された上下面
接続用電極と、前記第１の基板上に密着・固定さ
れ且つ前記LEDを外部に臨ませるための窓を形
成した第２の基板とを、具備したチツプ部品
LEDによつて概略達成される。

〔考案の実施例〕

以下本考案を、第１図〜第５図に示した１実施
例によつて説明する。第１図はチツプ部品型
LEDを上方より見た斜視図、第２図は同裏側か
ら見た斜視図、第３図は同分解斜視図、第４図は
第１の基板を形成するための母材基板を示し、同
図ａはその上面図、同図ｂはその底面図、第５図
は第２の基板を形成するための母材基板の上面図
である。

第１，２図において示された該実施例に係るチ
ツプ部品型LEDは、全体として縦1.6mm、横3.2
mm、厚み1.0〜1.2mm程度の超小型の角形とされ、
0.3mm角又は0.35mm角のLED（LEDチツプ）１０を
載置したセラミツク製の第１の基板１１と、該第
１の基板１１に密着・固定されたセラミツク製の
第２の基板１２とからなる２層基板構造となつて
いる。

上記第１の基板１１の上面には、第３図に明瞭
に示すように、LED接続用電極１３Ａ，１３Ｂ
が形成されており、前記LED１０の下面側電極
が、上記一方のLED接続用電極１３ＡにAg系等
の導電性接着剤によつて直付けされ、LED１０
の上面側電極が、他方のLED接続用電極１３Ｂ
に25〜30μ径程度のAu線によつてワイヤボンデイ
ングされている。１１ａ，１１ａは、第１の基板
１１の長手方向両端に設けた凹みで、後述する如
く母材基板をカツテイングする際に円形の透孔を
略縦半分にカツトすることによつて形成される。
１４Ａ，１４Ｂは上記凹み１１ａ，１１ａの壁面
に被着した上下面接続用電極で、対応する前記
LED接続用電極１３Ａ，１３Ｂと連続して形成
されている。また、第１の基板１１の下面には、
第２図に明瞭に示すように、PCBの接続パター
ン等に直付けするための外部接続用電極１５Ａ，
１５Ｂが被着されており、対応する上下面接続用
電極１４Ａ，１４Ｂとそれぞれ連続して形成され
ている。

前記第２の基板１２は、第１の基板１１の上面
に、絶縁性の接着剤、例えば実施例では低融点ガ
ラスペーストによつて密着・固定されている。１
２ａは、第２の基板１２に設けた窓で、該窓１２
ａから前記LED１０を外部に臨ませるようにな
つている。１２ｂは、上記窓１２ａの４辺に設け
た反射用の傾斜面で、LED１０からの光を効率
良く上方に反射するようになつている。

上記構成のチツプ部品型LEDは以下の如くし
て製作される。

まず、第１の基板１１の母材基板MB１には、
第４図ａ，ｂに示すように、円形の透孔１６……
が等間隔にプレス加工によつて穿設される。同図
ａ，ｂの２点鎖線は、第１の基板１１に細分化す
るための仮想切断線（切断予定線）を示してお
り、該仮想切断線から明らかなように、前記透孔
１６は図示横方向には第１の基板１１の長手方向
長さL₁に見合つた間隔で形成され、図示縦方向
には第１の基板１１の短手方向長さL₂に見合つ
た間隔で形成される。

次に、母材基板MB１の上面には、スクリーン
印刷によつて第４図(a)に示すように、各LED接
続用電極１３Ａ，１３Ｂが被着され、長手方向に
隣接する仮想の第１の基板１１同志において、
LED接続用電極１３Ａ，１３Ｂは透孔１６を横
切つて連続して形成される。この工程において透
孔１６内壁には前記上下面接続用電極１４Ａ，１
４Ｂが被着される。この母材基板MB１の上面に
導電ペーストを印刷・乾燥する工程後、母材基板
MB１の下面には、同様にスクリーン印刷によつ
て、各外部接続用電極１５Ａ，１５Ｂが被着さ
れ、この工程においても透孔１６内壁には上下面
接続用電極１４Ａ，１４Ｂが被着される。この外
部接続用電極１５Ａ，１５ABは第１の基板１１
の短手方向長さL₂全体に亘つて形成されるため、
母材基板MB１の下面には、図示上下・左右の仮
想の第１基板１１同志で連続して形成された縦ジ
マ様のものとなる。そして、母材基板MB１の上
下面にスクリーン印刷で所定形状に導電ペースト
を被着・乾燥後、焼成して前記各電極１３Ａ，１
３Ｂ，１４Ａ，１４Ｂ，１５Ａ，１５Ｂが形成さ
れることになる。

上記導電ペーストとしては適宜のものが選択可
能で、例えば、Au系厚膜ペースト、AgーPb系厚
膜ペースト等が用いられる。なお、上記母材基板
MB1の厚みは、0.5〜0.6mmの比較的薄い板厚であ
るので、母材基板MB１の表裏へのスクリーン印
刷によつて、前記各透孔１６の内壁には充分に導
電ペーストが被着されるが、前述したように本考
案のチツプ部品型LEDは、第１と第２の基板１
１，１２の２層構造となつているので、第１の基
板１１の厚みは0.5mm未満より薄い板厚とするこ
とが可能で、この場合透孔１６内壁への導電ペー
ストの被着信頼性はより一層向上する。

上述のように母材基板MB１に各電極が形成さ
れると、その上面の各LED接続用電極１３Ａ…
…の少くとも前記LED１０の載置予定部位には、
適宜手段（印刷等）によつてAg系の導電性ペー
スト（接着剤）が選択的に被着され、然る後、真
空ピツクアツプ式の自動マウント装置によつて、
LED１０……がLED接続用電極１３Ａ上に順次
載置される。そして、上記導電性ペースト（接着
剤）を150℃程度で加熱硬化させて、LED１０の
下側電極と一方のLED接続用電極１３Ａとを接
続・固着した後、ワイヤボンダーによつて、各
LED１０の上側電極と対応するいま一方の各
LED接続用電極１３Ｂとがそれぞれ接続される。

このようにLED１０……が載置・接続された
第１の基板１１用の母材基板MB１には、第２の
基板１２用の母座板基板MB２が載置・固着され
る。該母材基板MB２は粉体成形によつて形成さ
れ、第５図に示したように２点鎖線図示の仮想切
断線で区切られた仮想の第２の基板１２の中央部
には、それぞれ略長方形の窓１２ａ……が予め形
成されていると共に、各窓１２ａの４辺には反射
用の傾斜面１２ｂが設けられている。この母材基
板MB２の厚みは0.5〜0.6mmとされているが、前
述したように第１の基板１１の厚みを薄くした場
合これ以上の板厚とすることが可能で（勿論チツ
プ部品型LEDの厚みを１〜1.2mm以上とする場合
はこれ以上の板厚とできるが）、こうした場合、
前記傾斜面１２ｂの深さを大きくできて、反射効
率のアツプにつながる。

母材基板MB２の上面には、第５図示のように
後述する切断工程の前にLED１０の極性判別用
のペイント１７を予め施こしておくことが望まし
く、こうして作成された母材基板MB２の下面に
は、接着用の低融点ガラスペーストが塗布され
る。然る後、母材基板MB２は他方の母材基板
MB１上に、前述した両者MB１，MB２の図示
した仮想切断線が完全に一致するように重ね合わ
せて圧着された後、低融点ガラスを加熱・硬化し
て両母材基板MB１，MB２を一体化する。この
状態において、各LED１０は前記窓１２内に位
置し、且つLED１０およびワイヤボンデイング
部は、母材基板MB２の上面よりも下方位置にあ
り、窓１２ａの寸法が微細なことによつて略完全
に保護されることになる。

上記のように重ね合わされた両母材基板MB
１，MB２は、前述の仮想切断線に沿つて、例え
ばダイシング等の機械的カツテイング手段、或い
はレーザカツテイングによつて切断・細分化さ
れ、第１、第２図に示したようなチツプ部品型
LEDが得られることになる。なお、このカツテ
イングの際、および前記両母材基板MB１，MB
２の重ね合わせの際に、透孔１６および窓１２ａ
が位置合せ、カツト位置の目印となり、極めて好
都合である。

以上の如く製作されたチツプ部品型LEDは、
その上面が平坦であるため、真空吸着型の自動マ
ウント装置によつて、PCB上に容易に実装可能
となり、チツプ抵抗等の他のチツプ部品マウント
用の自動機を転用可能となる。また、第１の基板
１１と第２の基板１２とが密着・固定されている
ので、PCBとの半田付けに際してフラツクスが
LED１０部分に侵入する虞れもなく、且つLED
１０の上部が開放されているので発光効率を損な
うこともない。

〔考案の効果〕

以上詳述したように本考案によれば、真空吸着
による自動マウントが可能で、且つLED（素子）
の保護が確実で発光効率を損うことのないチツプ
型LEDを提供できる。また、スクリーン印刷に
よる透孔内壁への導電ペースト被着が確実となる
板厚に第１の基板を設定可能でありながら、機械
的強度は第２の基板との２層構造によつて充分保
証でき、また、フラツクスの不要の侵入の虞れも
ない等の幾多の利点のあるチツプ型LEDを提供
でき、その実用的価値は顕著である。

なお、実施例のように、第２の基板の窓に反射
用の傾斜面を設ければ、発光（上面への反射）効
率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本考案の一実施例に係り、第
１図はチツプ部品型LEDを上方より見た斜視図、
第２図は同裏側から見た斜視図、第３図は同上方
より見た分解斜視図、第４図は第１の基板用の母
材基板を示し、同図ａはその要部上面図、同図ｂ
はその底面図、第５図は第２の基板用の母材基板
の要部上面図、第６図は従来例を示す斜視図であ
る。 １０……LED、１１……第１の基板、１１ａ
……凹み、１２……第２の基板、 ２ａ……窓、
１２ｂ……傾斜面、１３Ａ，１３Ｂ……LED接
続用電極、１４Ａ，１４Ｂ……上下面接続用電
極、１５Ａ，１５Ｂ……外部接続用電極、１６…
…透孔、１７……ペイント、MB１……第１の基
板用の母材基板、MB２……第２の基板用の母材
基板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. LEDをその上面に載置するための第１の基板
   と、該第１の基板の上面に被着された前記LED
   の電極に接続されるLED接続用電極と、前記第
   １の基板の下面に被着された外部接続用電極と、
   前記LED接続用電極と外部接続用電極とを接続
   するために、前記第１の基板の端面において透孔
   を略縦半分に切断することによつて形成された凹
   みの壁面に被着された上下面接続用電極と、前記
   第１の基板上に密着・固定され且つ前記LEDを
   外部に臨ませるための窓を形成した第２の基板と
   を、具備したことを特徴とするチツプ部品型
   LED。