JPH0721329Y2 - Ｌｅｄアレ−ヘツド - Google Patents
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- JPH0721329Y2 JPH0721329Y2 JP1986179196U JP17919686U JPH0721329Y2 JP H0721329 Y2 JPH0721329 Y2 JP H0721329Y2 JP 1986179196 U JP1986179196 U JP 1986179196U JP 17919686 U JP17919686 U JP 17919686U JP H0721329 Y2 JPH0721329 Y2 JP H0721329Y2
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- led
- led chip
- array head
- chip
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- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、電子写真方式を用いたLEDプリンタに使用さ
れるLEDアレーヘッドに関する。
れるLEDアレーヘッドに関する。
第２図にLEDアレーヘッドを用いたLEDプリンタの概略説
明図を示す。
明図を示す。
図において、１はその表面が光導電性材料からなる感光
ドラムで図の矢印方向に回転する。このドラム１は帯電
器２で均一に帯電され、次にLEDアレーヘッド３により
被記録画像情報に対応した露光を受け、これにより静電
潜像が形成される。この潜像は現像器４により現像され
トナー像が得られ、更にこのトナー像は転写器５の作用
下で転写紙６に転写される。そしてトナー像が転写され
た転写紙６は定着器７に送られ、ここでトナー像は紙６
に定着される。一方、転写後感光ドラム１はクリーニン
グ器８でクリーニングされ再使用される。
ドラムで図の矢印方向に回転する。このドラム１は帯電
器２で均一に帯電され、次にLEDアレーヘッド３により
被記録画像情報に対応した露光を受け、これにより静電
潜像が形成される。この潜像は現像器４により現像され
トナー像が得られ、更にこのトナー像は転写器５の作用
下で転写紙６に転写される。そしてトナー像が転写され
た転写紙６は定着器７に送られ、ここでトナー像は紙６
に定着される。一方、転写後感光ドラム１はクリーニン
グ器８でクリーニングされ再使用される。
前記LEDアレーヘッド３は、多数とLED（発光ドイオー
ド）チップを印字桁方向に配列したLED素子列と、この
素子列の各LED素子で発光された光を集束して感光ドラ
ム１上へ露光させる自己集束型ロッドレンズアレーとを
備えている。
ド）チップを印字桁方向に配列したLED素子列と、この
素子列の各LED素子で発光された光を集束して感光ドラ
ム１上へ露光させる自己集束型ロッドレンズアレーとを
備えている。
上述のLEDプリンタに用いられる従来のLEDアレーヘッド
にあっては、第３図に示すようにセラミック基板21上に
LEDチップ22をダイボンドし、各LED発光部に対する通電
のために各発光部に対応してワイヤーボンドを行なうと
ともにこのLEDチップを実装したセラミック基板をアル
ミニウム等の放熱板23に取り付け、該放熱板に自己集束
型ロッドレンズアレー24の取付け部材25を支持し、LED
アレーヘッドを構成していた。
にあっては、第３図に示すようにセラミック基板21上に
LEDチップ22をダイボンドし、各LED発光部に対する通電
のために各発光部に対応してワイヤーボンドを行なうと
ともにこのLEDチップを実装したセラミック基板をアル
ミニウム等の放熱板23に取り付け、該放熱板に自己集束
型ロッドレンズアレー24の取付け部材25を支持し、LED
アレーヘッドを構成していた。
上述したようなLEDアレーヘッドにあってはLEDチップを
セラミック基板上に実装するときその直線性等位置決め
精度は±10μｍ程度必要でありチップの幅が0.7〜1mm程
度、ダイボンディング用パッドの幅が1.2〜1.5mm程度と
かなり大きいため、その位置決めはTVカメラ等を使った
光学的な手法が不可決であり、LEDチップのダイボンデ
ィングの効率が低下するばかりでなく実装装置は高価な
物を使用する必要があった。
セラミック基板上に実装するときその直線性等位置決め
精度は±10μｍ程度必要でありチップの幅が0.7〜1mm程
度、ダイボンディング用パッドの幅が1.2〜1.5mm程度と
かなり大きいため、その位置決めはTVカメラ等を使った
光学的な手法が不可決であり、LEDチップのダイボンデ
ィングの効率が低下するばかりでなく実装装置は高価な
物を使用する必要があった。
またワイヤボンディングはLEDの発光部（通常LEDチップ
１個につき64個形成される）１個につき１回行なう必要
がある。一例として通常用いられる集積密度300DPI（約
12ドット/mm）、A4レターサイズ用のLEDアレーヘッドに
おいては2560本のワイヤボンドが必要となり高速のワイ
ヤーボンダーを使用しても40分〜１時間程度かかるとと
もにこの2560本のうち１本でもボンディングにミスがあ
ると、LEDアレーヘッド全体が不良となるため細心の注
意を必要とするものであり、生産効率が悪くコストアッ
プの要因となっていた。
１個につき64個形成される）１個につき１回行なう必要
がある。一例として通常用いられる集積密度300DPI（約
12ドット/mm）、A4レターサイズ用のLEDアレーヘッドに
おいては2560本のワイヤボンドが必要となり高速のワイ
ヤーボンダーを使用しても40分〜１時間程度かかるとと
もにこの2560本のうち１本でもボンディングにミスがあ
ると、LEDアレーヘッド全体が不良となるため細心の注
意を必要とするものであり、生産効率が悪くコストアッ
プの要因となっていた。
更にLEDアレーヘッドのLEDチップのアライメント精度及
び発光部の高さ方向の直線性のバラつきは共にその方向
（A4サイズで216mm）に対して±100μｍと高い精度が必
要とされるため、セラミック基板自体のそりや曲がりが
制限される。そのため、セラミック基板に高精度のもの
を必要とし、全数の選別が必要になる等基板を高価なも
のにしていた。
び発光部の高さ方向の直線性のバラつきは共にその方向
（A4サイズで216mm）に対して±100μｍと高い精度が必
要とされるため、セラミック基板自体のそりや曲がりが
制限される。そのため、セラミック基板に高精度のもの
を必要とし、全数の選別が必要になる等基板を高価なも
のにしていた。
更に、自己保持型ロッドレンズアレーをセラミック基板
を取付けた放熱板に保持するため、これらの寸法の誤差
が累積し必要な精度が得られないという欠点もある。現
状自己集束型ロッドレンズアレーの位置決め精度は全長
にわたり±0.1mmであり、光学的な取り付け位置精度の
確認が不可欠であるとともに、高精度な位置決めを可能
にする機構をLEDアレーヘッドに設ける必要があり、組
立工数、製造設備、部品点数等の点においてもコストア
ップをもたらしていた。
を取付けた放熱板に保持するため、これらの寸法の誤差
が累積し必要な精度が得られないという欠点もある。現
状自己集束型ロッドレンズアレーの位置決め精度は全長
にわたり±0.1mmであり、光学的な取り付け位置精度の
確認が不可欠であるとともに、高精度な位置決めを可能
にする機構をLEDアレーヘッドに設ける必要があり、組
立工数、製造設備、部品点数等の点においてもコストア
ップをもたらしていた。
本考案はこのような問題点に鑑みなされたもので、簡単
な構成で低価格のLEDアレーヘッドを提供することを目
的とする。
な構成で低価格のLEDアレーヘッドを提供することを目
的とする。
上述の目的を達成するために、本考案のLEDアレーヘッ
ドは、少なくともその一部が透明な基板上に複数のLED
チップを配列してなるLEDアレーヘッドにおいて、前記
基板上に形成した電極パターンと、その発光部が前記基
板の前記電極パターンが形成されている側の面と対向し
かつ前記基板の透明部分と対向するように前記基板上に
搭載されるとともに、その電極部が前記基板上に形成し
た電極パターンとハンダバンプを介して接続されたLED
チップと、前記基板上に搭載したLEDチップを密閉する
ように覆うためのシール部材とを有し、前記基板と前記
LEDチップとの間および前記シール部材と前記LEDチップ
との間に空気よりも屈折率の大きい絶縁性の流体物質を
充填したことを特徴とする。
ドは、少なくともその一部が透明な基板上に複数のLED
チップを配列してなるLEDアレーヘッドにおいて、前記
基板上に形成した電極パターンと、その発光部が前記基
板の前記電極パターンが形成されている側の面と対向し
かつ前記基板の透明部分と対向するように前記基板上に
搭載されるとともに、その電極部が前記基板上に形成し
た電極パターンとハンダバンプを介して接続されたLED
チップと、前記基板上に搭載したLEDチップを密閉する
ように覆うためのシール部材とを有し、前記基板と前記
LEDチップとの間および前記シール部材と前記LEDチップ
との間に空気よりも屈折率の大きい絶縁性の流体物質を
充填したことを特徴とする。
また、更に透明基板の前記LEDチップ搭載面とは反対側
の面に、自己集束型のロッドレンズアレーを更に取付け
たことを特徴とする。
の面に、自己集束型のロッドレンズアレーを更に取付け
たことを特徴とする。
上述の手段は以下の様に作用する。
透明基板を用いることにより、LEDチップは発光部を基
板面に対応フリップチップ形式の実装が可能となり、ワ
イヤボンディングが不必要となる。
板面に対応フリップチップ形式の実装が可能となり、ワ
イヤボンディングが不必要となる。
また、LEDチップのハンダバンプ部の実装状況を基板側
より確認できる。
より確認できる。
また、ハンダバンプをリフローする際のセルフアライメ
ント効果によりLEDチップ自体の位置決め精度をより一
層向上させることができる。
ント効果によりLEDチップ自体の位置決め精度をより一
層向上させることができる。
また、基板とLEDチップとの間および前記シール部材と
前記チップとの間に空気よりも屈折率の大きい絶縁性の
物質を充填したことにより、LEDチップの冷却をより一
層効率的に行なうことができる。
前記チップとの間に空気よりも屈折率の大きい絶縁性の
物質を充填したことにより、LEDチップの冷却をより一
層効率的に行なうことができる。
更に基板上に直接自己集束型ロッドレンズアレーを取付
けるため、その厚さ方向の調整機構を簡単にできる。
けるため、その厚さ方向の調整機構を簡単にできる。
以下、本考案の一実施例を図面を用いて説明する。
第１図は本考案のLEDアレーヘッドの構造断面図であ
る。
る。
図において11はガラズ等の透明基板であり、その表面に
は薄膜工程により、所望の微細な導体パターン12が形成
されている。この導電パターン12の上にLEDチップ13が
その発光部13aが基板11に対向するようにハンダバンプ1
2bされている。更にLEDチップ13の背面電極13bはリード
線14によって基板11のアースパターン12aに導通され
る。更にこれらのLEDチップ13およびリード線14はシー
ル材15によって基板11との間に空間をもって密閉され
る。この空間部17には、空気よりも屈折率の大きい絶縁
性の液体18が充たされている。なお、本考案で用いられ
る絶縁性の液体18としては、二硫化炭素、サリチル酸メ
チル、アニソールを好適なものとして挙げることができ
る。基板11の反対面には、スペーサ19を介して自己集束
型ロッドレンズアレー20がLEDチップに対応して保持さ
れる。
は薄膜工程により、所望の微細な導体パターン12が形成
されている。この導電パターン12の上にLEDチップ13が
その発光部13aが基板11に対向するようにハンダバンプ1
2bされている。更にLEDチップ13の背面電極13bはリード
線14によって基板11のアースパターン12aに導通され
る。更にこれらのLEDチップ13およびリード線14はシー
ル材15によって基板11との間に空間をもって密閉され
る。この空間部17には、空気よりも屈折率の大きい絶縁
性の液体18が充たされている。なお、本考案で用いられ
る絶縁性の液体18としては、二硫化炭素、サリチル酸メ
チル、アニソールを好適なものとして挙げることができ
る。基板11の反対面には、スペーサ19を介して自己集束
型ロッドレンズアレー20がLEDチップに対応して保持さ
れる。
このように構成されたLEDアレーヘッドにあっては、第
１図に示すようにLEDチップの発光部より発光された光2
1は液体18中及び基板11を透過し、自己保持型ロッドレ
ンズアレー20によって集束され感光ドラム（図示せず）
の表面に露光される。
１図に示すようにLEDチップの発光部より発光された光2
1は液体18中及び基板11を透過し、自己保持型ロッドレ
ンズアレー20によって集束され感光ドラム（図示せず）
の表面に露光される。
第４図は、基板11とLEDチップ13の発光部13aとの間に空
気より屈折率の大きい絶縁性の液体18を充填したものと
何も充填しないもの、すなわち基板11とLEDチップ13の
発光部13aとの間が空気であるものとにおける光の広が
り方を比較して示した模式的説明図である。
気より屈折率の大きい絶縁性の液体18を充填したものと
何も充填しないもの、すなわち基板11とLEDチップ13の
発光部13aとの間が空気であるものとにおける光の広が
り方を比較して示した模式的説明図である。
LEDチップ13の発光部13aからは、この発光部13aの表面
に対して垂直に近い角度で種々の方向に光が放出される
が、LEDチップ13自体がガリウムヒ素等からなりその屈
折率が大きく（屈折率：約3.5〜4.0程度）、これに対し
て、空気の屈折率は小さい（約1.0）ので、発光部13aか
らLEDチップ13外へ放出された光はその屈折率の差が大
きいことに起因して大きく屈折することになり、図中破
線で示すように大きな角度で広がってしまうことにな
る。
に対して垂直に近い角度で種々の方向に光が放出される
が、LEDチップ13自体がガリウムヒ素等からなりその屈
折率が大きく（屈折率：約3.5〜4.0程度）、これに対し
て、空気の屈折率は小さい（約1.0）ので、発光部13aか
らLEDチップ13外へ放出された光はその屈折率の差が大
きいことに起因して大きく屈折することになり、図中破
線で示すように大きな角度で広がってしまうことにな
る。
これに対して、本実施例のような空気より屈折率の大き
い液体18（例えば、二硫化炭素の屈折率：約1.63）を充
填した場合には、LEDチップ13との屈折率の差を空気の
場合に比べて小さくすることができるので、図中実線で
示すように発光部13aから出た光の広がり角度を空気の
場合に比べて小さい角度に抑えることができ、その結果
として全体的に見れば、LEDチップ13の発光部13aから放
出された光のうち、より多くのものを自己集束型ロッド
レンズアレー20に導くことができる。
い液体18（例えば、二硫化炭素の屈折率：約1.63）を充
填した場合には、LEDチップ13との屈折率の差を空気の
場合に比べて小さくすることができるので、図中実線で
示すように発光部13aから出た光の広がり角度を空気の
場合に比べて小さい角度に抑えることができ、その結果
として全体的に見れば、LEDチップ13の発光部13aから放
出された光のうち、より多くのものを自己集束型ロッド
レンズアレー20に導くことができる。
本考案においては、上述のようにLEDアレーヘッドを構
成したことにより以下の様な効果を提供する。
成したことにより以下の様な効果を提供する。
透明基板を用いLEDチップをフリップチップ形式でこ
の基板に実装したことにより従来ワイヤボンディング工
程を必要としていたが、この工程が不必要となり工程数
の削減がはかれる。
の基板に実装したことにより従来ワイヤボンディング工
程を必要としていたが、この工程が不必要となり工程数
の削減がはかれる。
また、ハンダバンプをリフローする際のセルフアライメ
ント効果によりLEDチップ自体の位置決め精度をより一
層向上させることができる。
ント効果によりLEDチップ自体の位置決め精度をより一
層向上させることができる。
基板としてガラス等の透明基板を用いたことにより、
LEDチップのハンダバンプ部の実装状態を基板の裏面よ
り確認が可能である。
LEDチップのハンダバンプ部の実装状態を基板の裏面よ
り確認が可能である。
特に基板にガラス基板を用いた場合、その表面平滑度
が高いため薄膜工程による微細パターンの形成が容易で
あり、更にそり等のない精度の高い基板が容易に得られ
るためLEDチップの位置決め精度が得易い。
が高いため薄膜工程による微細パターンの形成が容易で
あり、更にそり等のない精度の高い基板が容易に得られ
るためLEDチップの位置決め精度が得易い。
ガラス基板とLEDチップ間に高屈折率の液体を充填し
ているため、LEDチップからの光の取出し効率が向上
し、更にLEDチップの冷却効果も併せて得られる。尚、
この液体を循環させる機構を設ければこの効果はより顕
著となる。
ているため、LEDチップからの光の取出し効率が向上
し、更にLEDチップの冷却効果も併せて得られる。尚、
この液体を循環させる機構を設ければこの効果はより顕
著となる。
透明基板上にスペーサ等を介して直接自己集束型ロッ
ドレンズアレーを取り付けたため、そのスペーサ等の厚
み調整だけで、高さ方向の精度を得ることができ複雑な
調整機構なしでLEDチップの実装位置を確定することが
でき組立効率がupし、低価格化が可能となる。
ドレンズアレーを取り付けたため、そのスペーサ等の厚
み調整だけで、高さ方向の精度を得ることができ複雑な
調整機構なしでLEDチップの実装位置を確定することが
でき組立効率がupし、低価格化が可能となる。
第１図は本考案の一実施例を示すLEDアレーヘッドの構
造断面図、第２図は通常のLEDプリンタの構成を説明す
る概略構成図であり、第３図は従来のLEDアレーヘッド
の構造断面図である。 第４図は本願考案のLEDアレーヘッドの作用を従来のも
のと比較して示した模式的説明図である。 11……透明基板 13……LEDチップ 15……シール材 18……液体 19……スペーサ 20……自己集束型ロッドレンズアレー
造断面図、第２図は通常のLEDプリンタの構成を説明す
る概略構成図であり、第３図は従来のLEDアレーヘッド
の構造断面図である。 第４図は本願考案のLEDアレーヘッドの作用を従来のも
のと比較して示した模式的説明図である。 11……透明基板 13……LEDチップ 15……シール材 18……液体 19……スペーサ 20……自己集束型ロッドレンズアレー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 27/00 Ｇ０３Ｇ 15/04 １１１ 9122−2Ｈ Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｎ
Claims (2)
- 【請求項１】少なくともその一部が透明な基板上に複数
のLEDチップを配列してなるLEDアレーヘッドにおいて、 前記基板上に形成した電極パターンと、 その発光部が前記基板の前記電極パターンが形成されて
いる側の面と対向しかつ前記基板の透明部分と対向する
ように前記基板上に搭載されるとともに、その電極部が
前記基板上に形成した電極パターンとハンダバンプを介
して接続されたLEDチップと、 前記基板上に搭載したLEDチップを密閉するように覆う
ためのシール部材とを有し、 前記基板と前記LEDチップとの間および前記シール部材
と前記LEDチップとの間に空気よりも屈折率の大きい絶
縁性の流体物質を充填したことを特徴とするLEDアレー
ヘッド。 - 【請求項２】前記基板の前記LEDチップ搭載面とは反対
側の面に、自己集束型のロッドレンズアレーを更に取付
けたことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項に
記載のLEDアレーヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986179196U JPH0721329Y2 (ja) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | Ｌｅｄアレ−ヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986179196U JPH0721329Y2 (ja) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | Ｌｅｄアレ−ヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6384352U JPS6384352U (ja) | 1988-06-02 |
| JPH0721329Y2 true JPH0721329Y2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=31122042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986179196U Expired - Lifetime JPH0721329Y2 (ja) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | Ｌｅｄアレ−ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0721329Y2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2805550B2 (ja) * | 1991-05-31 | 1998-09-30 | 京セラ株式会社 | 画像装置 |
| JP3656715B2 (ja) * | 1999-07-23 | 2005-06-08 | 松下電工株式会社 | 光源装置 |
| JP4735794B2 (ja) * | 2003-06-30 | 2011-07-27 | 信越半導体株式会社 | 発光モジュール |
| JP4967693B2 (ja) * | 2007-01-31 | 2012-07-04 | カシオ計算機株式会社 | 発光装置及び印刷装置 |
| JP4905163B2 (ja) * | 2007-01-31 | 2012-03-28 | カシオ計算機株式会社 | 発光装置及び印刷装置 |
| JP6108794B2 (ja) * | 2012-11-29 | 2017-04-05 | シチズン時計株式会社 | 発光装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS598074B2 (ja) * | 1979-01-23 | 1984-02-22 | 沖電気工業株式会社 | 発光素子アレイ装置 |
| JPS60117154U (ja) * | 1984-01-17 | 1985-08-08 | 沖電気工業株式会社 | 光学式記録ヘツド |
| JPS61123555U (ja) * | 1985-01-19 | 1986-08-04 |
-
1986
- 1986-11-21 JP JP1986179196U patent/JPH0721329Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6384352U (ja) | 1988-06-02 |
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