JPH08272319A

JPH08272319A - 発光装置

Info

Publication number: JPH08272319A
Application number: JP7073732A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Okuyama; 欣宏奥山; Mitsutaka Takemura; 光隆武村; Akimasa Tanaka; 章雅田中; Fumio Yamazaki; 文雄山崎; Kenji Makino; 健二牧野
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1996-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】複数の発光部が基板上に形成される型式の発
光装置において、発光部の耐湿性及び製造効率を向上さ
せることを目的とする。【構成】発光部として複数個のＬＥＤチップ１２が表
面に取り付けられた基板１０と、ＬＥＤチップ１２を覆
うよう基板１０上に接着されたカバープレート１４とを
備える発光装置において、ＬＥＤチップ１２の全てを含
む領域３４を取り囲むように凸条３２を設けると共に、
この領域３４に透光性を有するポッティング樹脂３６を
流し込んで硬化させたことを特徴としている。この構成
では、ポッティング樹脂３６と基板１０との接触面積は
大きくなり、また、ポッティング樹脂３６の厚さも大き
くなる。よって、ＬＥＤチップ１２はポッティング樹脂
３６により水分から有効に保護される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発光ダイオード等の発
光素子から構成された発光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は、複数個の発光ダイオード（以
下、「ＬＥＤ」という）１を備える従来の発光装置を示
す断面図である。この発光装置では、基板２上の電極
（図示せず）に形成された複数の凹形状のマウント部４
のそれぞれにＬＥＤチップ１が１個ずつマウントされて
いる。各ＬＥＤチップ１に対しては金ワイヤ５により電
極取出しのためのワイヤボンディングが施されており、
また、ＬＥＤチップ１の保護のためにマウント部４にポ
ッティングが施されている。

【０００３】また、基板２には透明樹脂から成るカバー
プレート６が取り付けられている。カバープレート６の
基板接合面の四隅には突起７が設けられており、この突
起７を基板２の四隅に設けられた段付き穴８に挿入し、
その先端部を融解して圧潰することで、カバープレート
６は基板２に固定されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
発光装置においては、ポッティングはマウント部４の極
く狭い範囲でのみ行われていた。このために、ポッティ
ング樹脂９と基板２との界面の面積は小さく、ポッティ
ング樹脂９の厚さも薄いのが一般的である。また、カバ
ープレート６はその四隅で基板２に固定されているのみ
で、カバープレート６と基板２との間の接合面が液密に
封止されているわけではない。従って、高湿度の環境下
では、水分がカバープレート６と基板２との間の間隙に
入り込んだ後、ポッティング樹脂９と基板２との界面を
伝わって侵入したり、或いはポッティング樹脂９自体を
浸透したりする可能性があり、ＬＥＤチップ１を劣化さ
せる恐れがあった。

【０００５】また、複数個のＬＥＤチップ１に対して個
々にポッティングを行っていたため、手間がかかり製造
効率が悪いという問題点もある。

【０００６】本発明は、かかる課題に鑑みてなされたも
ので、その目的は、耐湿性に優れ製造効率の良い発光装
置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、表面に複数の発光部が形成された
基板と、前記発光部を覆うよう基板上に固定されたカバ
ープレートとを備える発光装置において、発光部の全て
が含まれる領域を囲む凸条を基板に設けると共に、凸条
により囲まれた領域に、発光部からの光の波長に対して
透光性を有するポッティング樹脂を流入して硬化させた
ことを特徴としている。

【０００８】前記凸条は、内周面と、外周面と、内周面
及び外周面を結ぶ平坦な上面とを有している場合、前記
外周面とポッティング樹脂とのなす角を、凸条の表面材
料とポッティング樹脂とにより定まる接触角よりも小さ
くすることが好適である。

【０００９】また、基板とカバープレートとの間であっ
て前記凸条よりも外側の部分に、シーリング手段を全周
にわたり配置することが有効である。

【００１０】シーリング手段は透湿性の低いシーリング
樹脂とすることができ、その場合、シーリング樹脂を、
基板の凸条よりも外側の部分に全周にわたり形成された
溝内に充填するのがよい。更に、基板に対向する側のカ
バープレートの面に、シーリング樹脂が充填された溝に
所定の間隙をもって嵌合される凸条を形成することが好
ましい。

【００１１】

【作用】上記構成においては、複数個のＬＥＤチップを
含む領域の上にポッティング樹脂の層が形成されるた
め、このポッティング樹脂層と基板との接触面積は大き
く、樹脂層・基板間を通しての水分の侵入が防止され
る。

【００１２】また、基板の凸条はポッティング樹脂の堰
として機能する。従って、ポッティング樹脂層の厚さを
少なくとも凸条の高さと同程度にすることができる。特
に、凸条の外周面とポッティング樹脂とのなす角を、凸
条の表面材料とポッティング樹脂とにより定まる接触角
よりも小さくした場合、ポッティング樹脂を凸条の上面
よりも高い所定位置まで流入させても、ポッティング樹
脂が凸条を越えて溢出することはない。

【００１３】更に、カバープレートと基板との間にシー
リング樹脂等のシーリング手段を配置した場合、外部か
らの水分の侵入がこのシーリング手段により防止される
こととなり、ＬＥＤチップの耐湿性はより向上される。

【００１４】

【実施例】以下、図面と共に本発明の好適な実施例につ
いて詳細に説明する。

【００１５】図１は本発明による発光装置の一実施例を
示す斜視図であり、図２は裏面側からの斜視図、図３は
分解斜視図、図４は縦断面図である。図１〜図４におい
て、符号１０は発光部として複数個のＬＥＤチップ１２
がマウントされた基板を示しており、この基板１０の表
面には、そのほぼ全面を覆うようにして、透明樹脂から
成るカバープレート１４が固定されている。

【００１６】基板１０の表面には、ＬＥＤチップ１２に
電気的な接続を行うために、適当なパターンで電極１６
が形成されている。この電極１６は、図では示さない
が、金メッキ層／ニッケルメッキ層／銅メッキ層という
層構造になっている。この電極１６のメッキを電解メッ
キによって行う場合、基板１０にスルーホール１８を設
けて、電解メッキ用リードを基板１０の裏面側に導ける
ようにするのが好適である。

【００１７】ＬＥＤチップ１２がマウントされる電極１
６上の部分（以下、「マウント部」という）２０は、そ
れぞれ、ＬＥＤチップ１２から横方向に放出される光を
より効率的に前方に向けるためのリフレクタとして機能
するよう、適当な曲率を有する反射面を持った凹形状に
形成されている（図４参照）。ＬＥＤチップ１２はこの
マウント部２０の底部に配置され、ＬＥＤチップ１２の
下側電極はマウント部２０の底部表面に導電性樹脂によ
りダンボンディングされている。また、ＬＥＤチップ１
２の上側電極は隣接の電極１６に金ワイヤ２２により接
続されている。このように取り付けられたＬＥＤチップ
１２は２個一組として縦横に所定の間隔をもって配列さ
れている。

【００１８】基板１０の裏面には、図２に示すように、
同じ高さのプラットホーム２４が複数箇所、図示実施例
では９箇所形成されており、その一部には、表面側の電
極１６に電気的に接続された電極２６が形成されてい
る。このプラットホーム２４上の電極２６は、発光装置
をプリント基板（図示せず）等に表面実装する場合に、
プリント基板上の電極とハンダ付けして電気的接続を得
るために用いるものである。また、電解メッキ用のリー
ドのためのスルーホール１８より延びる配線パターン２
８が、プラットホーム２４よりも低い部分３０に形成さ
れている。これは、発光装置をプリント基板等に表面実
装した場合にハンダがはみ出してメッキ用リードと電極
２６とをショートさせるのを防ぐためのものである。ま
た、本来ならばプリント基板上の配線パターンとなるべ
きものを、部分３０に形成することも可能である。これ
によって、発光装置及びプリント基板双方の配線パター
ンの設計自由度を増すことができる。

【００１９】更に、基板１０の表面には、ＬＥＤチップ
１２の全てを取り囲むように凸条３２が形成されてい
る。この凸条３２は基板１０の各辺に沿って連続的に延
びている。凸条３２は、図４のＡ部の拡大図である図５
から分かるように、内周面３２ａ、外周面３２ｂ及び上
面３２ｃを有し、その断面形状は略台形となっている。
また、凸条３２の上面３２ｃは全体として同一高さの平
坦な面とされている。

【００２０】凸条３２により囲まれた基板１０上の矩形
領域３４には、ＬＥＤチップ１２の発光波長に対して透
光性を有するポッティング樹脂３６が流し込まれ硬化さ
れている。硬化されたポッティング樹脂の層３６は、複
数個のＬＥＤチップ１２及び金ワイヤ２２の全てを覆い
保護している。

【００２１】ポッティング樹脂３６に対して凸条３２は
堰として機能するため、矩形領域３４からポッティング
樹脂３６が溢出するのを防止している。しかし、図示実
施例では、ポッティング樹脂３６は凸条３２の上面３２
ｃを越える所定高さまで充填されている。この場合、ポ
ッティング樹脂３６と基板１０若しくは電極１６の材料
とにより定まる接触角αよりも凸条３２の外周面３２ｂ
とポッティング樹脂とのなす角βが小さくなるように、
外周面３２ｂの傾斜角度が決められていれば、ポッティ
ング樹脂３６が凸条３２を越えて流出することはない。

【００２２】一方、基板１０の表面には透明なカバープ
レート１４が固定されている。このカバープレート１４
の裏面側には、基板１０の凸条３２で囲まれる矩形領域
３４よりも若干大きな矩形の凹部３８が形成されてお
り、カバープレート１４の固定時にポッティング樹脂層
３６の表面との間に間隙が形成されるようになってい
る。また、カバープレート１４には、ＬＥＤチップ１２
から発せられた光線の放射指向特性を調整するための複
数のレンズ４０が一体的に形成されている。これらのレ
ンズ４０は、ＬＥＤチップ１２の各組に対応して配列さ
れている。

【００２３】図５から分かるように、カバープレート１
４の裏面の外周部分には、各辺に沿って連続的に延びる
凸条４２が設けられている。また、基板１０の表面の外
周部分には、カバープレート取付時に凸条４２を受け入
れる溝４４が形成されている。この溝４４の断面積は凸
条４２の断面積よりも大きい。従って、カバープレート
１４を基板１０に対して所定の取付位置に配置し、カバ
ープレート１４の外周部分と基板１０の外周部分とを擦
り合せた場合、凸条４２は間隙をもって溝４４に嵌合さ
れることとなる。図示実施例では、カバープレート１４
の取付前、透湿性の低いシーリング用の接着樹脂４６が
溝４４内に充填されるので、凸条４２を溝４４に嵌合す
ることで、溝４４内の接着樹脂４６によりカバープレー
ト１４は基板１０に接着される。このように凸条４２と
溝４４とを組み合わせる構成とすることで、接着樹脂４
６と基板１０との接触面積及び接着樹脂４６とカバープ
レート１４との接触面積を大きくすることができ、接着
樹脂４６の硬化後には十分な液密性のシーリングが得ら
れる。尚、凸条４２の外周面と溝４４の壁面との間の間
隔は、シーリング効果及び接着効果の両面から適宜定め
られるものである。

【００２４】また、カバープレート１４の基板１０に対
する位置決めを容易化するために、カバープレート１４
の裏面の四隅に先細りテーパ状の突起４８を形成すると
共に、これを受け入れるためのテーパ状の穴５０を基板
１０の表面の四隅に形成するのが好適である。ここで、
突起４８及び穴５０をテーパ状としたのは、突起４８を
穴５０に嵌合する際の作業性を向上させるためである。

【００２５】上述したような構成においては、複数個の
ＬＥＤチップ１２を囲む広い領域３４にポッティング樹
脂層３６が形成されているため、ポッティング樹脂層３
６と基板１０との接触面積は大きく、たとえ水分が樹脂
層・基板間から侵入しても、ＬＥＤチップ１２にまで達
する量は極めて少ないものとなる。しかも、少なくとも
凸条３２の高さまでポッティング樹脂層３６の厚さを確
保することができるので、ポッティング樹脂層４６を浸
透する水分の量も大幅に低減される。更に、この実施例
では、基板１０及びカバープレート１４の外周部分の全
周にわたり、透湿性の低い接着樹脂４６が介在されてい
るので、接着樹脂４６よりも内側、即ちポッティング樹
脂層３６とカバープレート１４との間の間隙に外部の水
分等が侵入することが実質的に防止される。

【００２６】以上、本発明の好適な実施例について述べ
たが、本発明は上記実施例に限定されるものでないこと
は言うまでもない。例えば、上記実施例では接着樹脂４
６がシーリング樹脂を兼ねているが、凸条４２と溝４４
との間に接着力のないシーリング樹脂を配置し、他の部
分でカバープレート１４を基板１０に接着ないしは固定
することとしてもよい。また、凸条４２を設けず、溝４
４内にシーリング樹脂或いはゴムリング等のシーリング
手段を配置してカバープレート１４の裏面に密着させる
構成としても、水分の侵入防止効果を得ることができ
る。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、発
光装置、特にＬＥＤチップに対して耐湿性が向上し、高
温・高湿度の環境下でも発光装置の寿命を大幅に向上さ
せることが可能である。

【００２８】また、ポッティング樹脂をＬＥＤチップ毎
に適用する必要がなくなるので、製造効率が向上すると
いう利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による発光装置の一実施例を示す斜視図
である。

【図２】図１の発光装置を裏面側から見た斜視図であ
る。

【図３】図１の発光装置の分解斜視図である。

【図４】図１の発光装置の縦断面図である。

【図５】図４のＡ部の拡大図である。

【図６】従来の発光装置を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１０…基板、１２…ＬＥＤチップ、１４…カバープレー
ト、１６…電極、１８…スルーホール、２０…マウント
部、２２…金ワイヤ、３２…凸条、３４…矩形領域、３
６…ポッティング樹脂（ポッティング樹脂層）、４２…
凸条、４４…溝、４６…接着樹脂（シーリング樹脂）。

フロントページの続き (72)発明者山崎文雄静岡県浜松市市野町1126番地の１浜松ホトニクス株式会社内 (72)発明者牧野健二静岡県浜松市市野町1126番地の１浜松ホトニクス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に複数の発光部が形成された基板
と、前記発光部を覆うよう前記基板上に固定されたカバ
ープレートとを備える発光装置において、前記発光部の全てが含まれる領域を囲む凸条を前記基板
に設けると共に、前記凸条により囲まれた領域に、前記
発光部からの光の波長に対して透光性を有するポッティ
ング樹脂を流入して硬化させたことを特徴とする発光装
置。
【請求項２】前記凸条は、内周面と、外周面と、前記
内周面及び前記外周面を結ぶ平坦な上面とを有してお
り、前記外周面と前記ポッティング樹脂とのなす角は、
前記凸条の表面材料と前記ポッティング樹脂とにより定
まる接触角よりも小さくなることを特徴とする請求項１
記載の発光装置。
【請求項３】前記基板と前記カバープレートとの間で
あって前記凸条よりも外側の部分に、シーリング手段を
全周にわたり配置したことを特徴とする請求項１又は２
記載の発光装置。
【請求項４】前記シーリング手段は透湿性の低いシー
リング樹脂から成り、前記シーリング樹脂は、前記基板
の前記凸条よりも外側の部分に全周にわたり形成された
溝内に充填されていることを特徴とする請求項３記載の
発光装置。
【請求項５】前記基板に対向する側の前記カバープレ
ートの面には、前記溝に所定の間隙をもって嵌合される
凸条が形成されていることを特徴とする請求項４記載の
発光装置。