JPH08272320A - Ｌｅｄモジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高輝度でしかも奥行き方向の寸法が小さい薄
型のＬＥＤモジュールと、そのようなＬＥＤモジュール
を良好な生産性で製造することのできる方法を提供す
る。 【構成】 基板１の表面上でチップ実装位置のパッド１
１ａ及び配線の接続パッド１１ｂを除く部分に白色のレ
ジスト層５を積層し、その基板１の表面側の少なくとも
周縁部にリフレクタ３をインサート成形法等により一体
的に成形し、基板１上にＬＥＤチップ２・・２をボンディ
ング（表面実装）する。そして、リフレクタ３によって
囲われる基板表面上の空間に透明樹脂６をモールドす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、集合表示灯あるいは照
光式押釦スイッチの表示部などに使用されるＬＥＤモジ
ュールとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】集合表示装置に用いられるＬＥＤモジュ
ールとしては、例えば図７に示すように、複数個のＬＥ
Ｄランプ１０２・・１０２及びダイオード等の各部品を基
板１０１上に実装し、この基板１０１をリフレクタ１０
３内に嵌め込んだ構造のものがある。また、このような
構造のＬＥＤモジュールｍには、電源供給用のリード１
２１を備えたリードモジュール１２０が組み込まれ、そ
の組立品が、集合表示灯のフレーム（表示窓）に装着す
るＬＥＤ表示ユニットとして使用される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図７に示し
た構造のＬＥＤモジュールｍでは、ＬＥＤランプ１０２
の先端とモジュール前面側に配置する色板との間に、あ
る程度の距離を確保する必要がある。すなわち、図７に
示す形状に樹脂モールドされたＬＥＤランプ１０２は出
力光に指向性があるため、ＬＥＤランプ１０２をモジュ
ール前面に近い配置とすると、色板の全体を均一に照光
するための充分な光の拡散を得ることができない。この
ため、モジュールの奥行き方向の寸法（幅寸法）がどう
しても大きくなるという問題がある。

【０００４】さらに、図７のＬＥＤモジュールｍによれ
ば、上記した拡散距離の確保のためＬＥＤランプ１０２
の先端がモジュール前面から遠くなること、また、リフ
レクタ１０３に設けたランプ貫通用のスリット孔からの
光の逃げ量が多いこと等の要因により、色板に対する照
光効率が低いという輝度面における問題もある。

【０００５】また、図７に示した構造によると、ＬＥＤ
ランプ１０２やダイオードの実装時にはんだ付け作業が
伴う点、さらに、実装後の基板１０１をリフレクタ１０
３の裏面側に嵌め込みにより装着する必要があること等
の理由により、製造プロセスの自動化を達成することが
難しい。また、自動化を実現できたとしも設備が非常に
複雑となりコストが高くつく。

【０００６】本発明はそのような事情に鑑みてなされた
もので、高輝度でしかも奥行き方向の寸法が小さい薄型
のＬＥＤモジュールと、そのようなＬＥＤモジュールを
良好な生産性で製造することのできる方法の提供を目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のＬＥＤモジュールは、実施例に対応する図
１及び図２に示すように、配線パターンが形成された基
板１と、この基板上に表面実装されたＬＥＤチップ２・・
２と、基板１の表面でチップ実装位置及びその接続パッ
ドを除く部分に積層された白色のレジスト層５（図５参
照）と、基板１の表面側の少なくとも周縁部に一体的に
形成されたリフレクタ３を備え、そのリフレクタ３は基
板表面に沿って一様高さで延びる白色の壁体で、基板１
上のＬＥＤチップ２からの光を基板前面側に向けて反射
する傾斜面が形成されているとともに、このリフレクタ
３によって囲われる基板表面上の空間に透明樹脂６がモ
ールドされていることによって特徴づけられる。

【０００８】また、本発明の製造方法は、実施例に対応
する図３〜図５に示すように、基板１に配線パターン１
１を形成し、その基板表面上でチップ実装位置のパッド
１１ａ及び配線の接続パッド１１ｂを除く部分に白色の
レジスト層５を積層し、次いで、それらのパッド１１
ａ，１１ｂの表面に金メッキを施した後、基板１の表面
側の少なくとも周縁部にリフレクタ３を一体的に成形
し、次いで、基板１上にＬＥＤチップ２・・２を表面実装
するとともにチップの配線接続を行い、この後、リフレ
クタ３によって囲われる基板表面上の空間に透明樹脂６
をモールドすることによって特徴づけられる。

【０００９】

【作用】本発明のＬＥＤモジュールによると、基板１に
実装したＬＥＤチップ２の背面側と側方周辺は、基板表
面のレジスト層５とリフレクタ３で形成される白色の反
射面によって覆われるので、ＬＥＤチップ２からチップ
側方及び背面側に向けて出射した光も、その殆どがモジ
ュール前面側へと反射される。しかも、リフレクタ３に
よって囲われる空間つまり基板表面側のほぼ全面が透明
樹脂６によって覆われているのでモジュール全体が面発
光体となり、これにより光拡散のための距離が短くて済
む結果、ＬＥＤチップ２をモジュール前面に近づけて配
置することができる。

【００１０】一方、本発明の製造方法では、ＬＥＤチッ
プ２を表面実装法により基板１に搭載するので、その実
装にはんだ付け作業を無くすことができ、しかも、リフ
レクタ３はインサート成形等により基板１に直接成形す
るので、従来のＬＥＤランプ１０２にエポキシ樹脂等で
充填する必要がある場合には、基板１０１とリフレクタ
１０３との隙間からのエポキシ樹脂の洩れ防止のための
接着作業を省くことができる等、基板１とリフレクタ３
との組立て作業も省くことができる。

【００１１】

【実施例】図１及び図２はそれぞれ本発明のＬＥＤモジ
ュールの実施例の構成図である。なお、図２において
(B) 及び(C) は、それぞれ(A) のＸ−Ｘ及びＹ−Ｙ矢視
断面を示している。

【００１２】まず、この例のＬＥＤモジュールＭは、基
板１の表面側を後述するリフレクタ３，３ａによって四
つの領域に区画し、その各矩形領域にそれぞれ４個のＬ
ＥＤチップ２・・２と１個のダイオードチップ８をダイボ
ンディング（表面実装）した構造のもので、図２(B) に
示すように、リードモジュール２０が組み込まれ全体と
してＬＥＤ表示ユニットが構築される。

【００１３】なお、そのリードモジュール２０には、Ｌ
ＥＤモジュールＭの各ＬＥＤチップ２への電源供給用の
一対のリード２１とその各リードばね２２及びこれらを
保持するリードホルダ２３によって構成されている。

【００１４】さて、本発明実施例において注目すべきと
ころは、基板１の表面側でチップ２及び８の実装位置及
びその接続パッド形成部を除く部分に、白色のレジスト
層５を積層している点と、リフレクタ３及び３ａを、イ
ンサート成形により基板１に直接成形した点にある。

【００１５】そのリフレクタ３，３ａは白色の樹脂製部
材で、基板１の背面側の支持枠４が一体形成されてい
る。また、これらのリフレクタ３，３ａの各反射面は、
各ＬＥＤチップ２に対し側方に広がる形状の傾斜面とな
っており、その各反射面で囲われる空間に透明樹脂６が
モールドされている。

【００１６】そして、以上の構造により、基板１上の各
ＬＥＤチップ２の出力光のうち、チップ側方及び背面側
へと進行する光も、その殆どが白色のリフレクタ３，３
ａ及び白色のレジスト層５によってモジュールＭの前面
側へと効率よく反射される。また、基板１の表面側のほ
ぼ全面に透明樹脂６がモールドされているのでモジュー
ルＭ全体が面発光体となり、これにより見た目にも美し
い品位のある表示が可能となる。

【００１７】次に、以上の構造のＬＥＤモジュールＭを
作製する手順を、以下、図３に示す(1) 〜(6) の工程及
び図４，図５を参照して説明する。 (1) まず、基板１として両面に銅箔が形成された銅張積
層板（両面スルーホール）を使用し、その表裏両面の銅
箔をエッチングによりパターニングして配線パターン１
１，１２を形成する。なお、基板表面側の配線パターン
１１は、例えば図４に示すようなパターンで、チップ実
装用のパッド１１ａ、チップ電極への接続パッド１１ｂ
及び配線ライン１１ｃが形成されている。

【００１８】(2) 基板１の表面上で、チップ実装用のパ
ッド１１ａ及び接続パッド１１ｂを除く部分に白色のレ
ジスト層５を積層する（図５参照）。このレジスト層５
の積層には、例えばスクリーン印刷法を採用し、その膜
厚を例えば２０μｍ程度とする。また、レジスト材とし
ては、一般に使用されている有機系のレジストで、例え
ば山栄化学株式会社製；ＳＳＲ−６７１Ｗを使用する。
なお、この工程(2) において、基板１の裏面側にもレジ
スト層１３により被覆しておくが、そのレジスト層１３
は特に白色である必要はない。

【００１９】(3) 配線パターン１１を電流通路とする電
解メッキを行って、基板１の表面側に露出しているパッ
ド１１ａ，１１ｂ（図５参照）の表面に金メッキ層１４
を形成する。

【００２０】(4) 図１及び図２に示した形状のリフレク
タ３，３ａと支持枠４の成形用のキャビティが形成され
た金型内に、上記の(1) 〜(3) までの工程を終えた基板
１を配置し、インサート成形により基板１にリフレクタ
３，３ａ及び支持枠４を一体成形する。

【００２１】(5) 基板１をインサート成形金型から取り
出した後、ＬＥＤチップ２及びダイオードチップ８をパ
ッド１１ａ上にダイボンディングするとともに、その各
チップの電極を接続パッド１１ｂにワイヤボンディング
により接続する。

【００２２】(6) 基板１の表面上でリフレクタ３，３ａ
によって囲われる空間に透明樹脂（エポキシ樹脂）６を
モールドする。この後、基板１の裏面側に電流制限用の
抵抗器７をはんだ付けすることによって図１，図２に示
した構造のＬＥＤモジュールＭが完成する。

【００２３】ここで、以上の工程(1) 〜(6) には、はん
だ付け作業や枠体の組み込み工程などの自動化に不向き
な工程がなく、しかも、基板１を利用したインサート成
形工程もインラインに組み込みこと可能であるので、こ
れらの一連の製造プロセスを自動化ラインによって実施
することができる。

【００２４】また、以上の実施例では、１個のＬＥＤモ
ジュールＭを製造するプロセスについて説明したが、量
産をはかる場合には、複数枚の基板について図３の工程
(1)〜(6) を同時に実施するといったバッチ処理を行う
ことも可能である。

【００２５】すなわち、図６(A) に示すように、複数枚
の基板１′・・１′が一方向に配列され、かつ、その各基
板１′が互いに連結された形状のものを製作し、この基
板群を、製造ラインに流して各基板１′について図３の
工程(1) 〜(6) の各処理を施して、図６(B) に示すよう
な構造を得た後、各基板の連結部Ｌを切断して各モジュ
ールＭ′をそれぞれ分割する、といったプロセスを採用
することにより、複数個のＬＥＤモジュールをバッチ処
理により製造することができる。

【００２６】なお、以上の本発明実施例では、基板１の
表面側を四つの領域に区画した構造の例について説明し
たが、その区画数は任意でモジュールの照光面の大きさ
応じて適宜に設定する。また、モジュールの照光面の面
積が小さくてＬＥＤチップの光を一様に拡散できるので
あれば、図１に示したような区画用のリフレクタ３ａは
省いてもよい。さらに、一つのモジュールに実装するＬ
ＥＤチップの個数は特に限定はなく、モジュールの照光
面の面積と輝度を考慮して適宜に設定する。

【００２７】また、以上の構成に加えて、基板１の表面
にモールドする透明樹脂６に、ＬＥＤチップ２の発光色
と同系色で淡い着色を施しておけば、表示の品位を高め
ることができる。

【００２８】さらに、以上の構造ではリフレクタ３，３
ａの反射面の形状をフラットな斜面としているが、段付
きの傾斜面あるいは曲面などＬＥＤチップ２からの光を
モジュール前面側に反射できる面であれば、その形状は
特に限定されない。

【００２９】なお、以上の実施例では、集合表示灯に用
いるＬＥＤモジュールに本発明を適用した例を示した
が、このほか照光式押釦スイッチの表示部など、ＬＥＤ
を利用した各種の表示に利用される発光モジュールにも
適用できる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＬＥＤモ
ジュールによれば、基板にＬＥＤチップを表面実装し、
この基板表面に白色のレジスト層を積層するとともに、
基板の周縁部にリフレクタを一体的に成形し、さらに基
板表面側のほぼ全面を透明樹脂でモールドした構造とし
たので、ＬＥＤチップの出力光の利用効率が高く、しか
もＬＥＤチップをモジュールの前面の近くに配置するこ
とが可能となる結果、高輝度の表示が可能になる。ま
た、モジュールの薄型化をはかることができる。

【００３１】一方、本発明の製造方法によると、ＬＥＤ
チップを表面実装法により基板に搭載するので、その実
装にはんだ付け作業を無くすことができ、しかも、リフ
レクタはインサート成形等により基板に直接成形するの
で、このリフレクタ成形工程もインラインに組み込むこ
とができる。これにより、一連の製造プロセスの自動化
を達成できる結果、製造コストの低減化並びに生産性の
向上をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＬＥＤモジュールの実施例の構造を示
す斜視図

【図２】同じく実施例の構造を示す図

【図３】本発明の製造方法の実施例の手順を説明する図

【図４】本発明実施例で使用する基板１の配線パターン
の例を示す図

【図５】本発明実施例で使用する白色のレジスト層５の
積層パターンの例を示す図

【図６】バッチ処理に基板形状の例を示す図

【図７】従来のＬＥＤモジュールの構造例を示す図

【符号の説明】

１ 基板 １１，１２ 配線パターン １１ａ，１１ｂ パッド １４ 金メッキ層 ２・・２ ＬＥＤチップ ３，３ａ リフレクタ ５ レジスト層（白色） ６ 透明樹脂 ７ 抵抗器 ８ ダイオードチップ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配線パターンが形成された基板と、この
   基板上に表面実装されたＬＥＤチップと、基板表面上で
   チップ実装位置及びその接続パッドを除く部分に積層さ
   れた白色のレジスト層と、基板表面側の少なくとも周縁
   部に一体的に形成されたリフレクタを備え、そのリフレ
   クタは、基板表面に沿って一様高さで延びる白色の壁体
   で、基板上のＬＥＤチップからの光を基板前面側に向け
   て反射する傾斜面が形成されているとともに、このリフ
   レクタによって囲われる基板表面上の空間に透明樹脂が
   モールドされてなるＬＥＤモジュール。
2. 【請求項２】 基板上にＬＥＤチップが搭載されたＬＥ
   Ｄモジュールを作製する方法であって、基板に配線パタ
   ーンを形成し、その基板表面上でチップ実装位置のパッ
   ド及び配線の接続パッドを除く部分に白色のレジスト層
   を積層し、次いで、それらのパッドの表面に金メッキを
   施した後、基板表面側の少なくとも周縁部にリフレクタ
   を一体的に成形し、次いで、基板上にＬＥＤチップを表
   面実装するとともにそのチップの配線接続を行い、この
   後、上記リフレクタによって囲われる基板表面上の空間
   に透明樹脂をモールドすることを特徴とするＬＥＤモジ
   ュールの製造方法。