JPH11307820A - 表面実装ledとその製造方法 - Google Patents
表面実装ledとその製造方法Info
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Abstract
よる貫通スロットを作成する工程や、無電解メッキなど
による導電性皮膜を形成する工程が入り、生産コストが
高くなっていた。また、放熱性に問題があった。 【解決手段】 その製造方法は、平板状の導電ブロック
部1を平行に複数枚並べる工程と該平板状導電ブロック
部1によって絶縁部2が挟持されると同時に、略円形若
しくは略楕円形の凹部が、該凹部底面に前記導電ブロッ
ク部に挟持された該絶縁部が露出した状態で形成する工
程と、LEDチップ4を実装する工程と、前記凹部に透
明樹脂をモ−ルドする工程と各々一つずつの表面実装型
発光ダイオ−ドに裁断する工程とからなり、該導電性ブ
ロック部1に発光ダイオ−ドチップ4が電気的に接続さ
れて、前記凹部は透明樹脂にてモ−ルドされレンズ部6
となっている。
Description
イオ−ドの構造及びその製造方法に関するものであり、
特に表面実装型発光ダイオ−ド(以下表面実装型LE
D)のうち、特に高出力で大電流を必要とする場合に熱
的問題が大きくなる用途に用いる時に最適である。詳細
には、赤外LEDや、車両用灯具として多数LEDを使
用した場合に好適である。
方法を工程の順に示すものが図14〜図21であり、先
ず最初の工程としては、図14に示すようにガラスファ
イバ−、不織布などにエポキシなどを含浸させた基材8
1の上下の面を圧延銅82などの導電性物質にて挟みプ
リント基板を形成する。この時、導電性物質は、アンカ
−効果にて接着している。図15は、このようにして出
来たプリント基板90を示す。次に図16に示すように
プリント基板90を適宜間隔で表裏面に貫通するスロッ
ト91をプレス加工などにより形成する。
よび上記で形成されたスロット91の内面には、導電性
皮膜が形成されていないので、図17に示すように、無
電解メッキなどの手段で前記側面及びスロット91の内
面に銅などによる導電性皮膜92を形成し、前記プリン
ト基板90の外面の全てが導電性皮膜92で覆われるも
のとして表裏面を電気的に接続する。
基板90の表面側のスロット91には、エッチングなど
の手段で前記圧延銅82を除去することで、パット部9
3と配線部94とを形成し、同時に裏面側においてもス
ロット91間で略長方形に圧延銅82を除去することで
絶縁部95を形成し、これにより、プリント基板90が
完成する。
93にLEDチップ96を一方の極に例えば導電性接着
剤などによりマウントし、このLEDチップ96の他方
の極と前記配線部94との配線を金線などのワイヤ97
で行ない、更に、図19に示すように前記LEDチップ
96とワイヤ97とを透明樹脂若しくは半透明樹脂でモ
−ルドしレンズ部98を形成する。
基板90を夫々のLEDチップ96の中間の位置となる
切断面Aで切断を行なえば、前記プリント基板90は、
スロット91の部分で個々の素子基板81に分割され、
図21に示すような面実装型LED素子99が複数得ら
れる。
明の製造方法にもあるように上下の導通をとるために、
図17でも示すような無電解メッキなどの手法で全面を
銅などの導電性皮膜で覆う工程が必要である。従って、
コストが高くなるばかりでなく、生産性も著しく低下し
てしまう。また、プリント基板部分の加工の制度から発
生する誤差と、メッキ工程によるメッキ厚みの誤差によ
り、仕上がり寸法の精度が低下してしまう問題も抱えて
いる。
数表面実装型LEDを使用する場合、その他通信機器に
搭載するのにも、熱による劣化の問題があり放熱対策が
求められる。本発明は、これらの点に鑑みて作り出され
たものであり、これらの問題を解決させるためにコスト
パフォ−マンス及び放熱性に優れた表面実装型LEDを
提供することにより課題を解決するものである。
点を解決するための具体的手段として、その構造は、1
対となった導電ブロック部に挟まれた第一の絶縁部と、
該導電ブロック部にまたがって導電的に固定された発光
ダイオ−ドチップと、該発光ダイオ−ドチップを所定の
間隔をもって取り囲むように該導電ブロック部及び第一
の絶縁部上に設けられた第二の絶縁部と、表面を覆う透
明樹脂又は半透明樹脂より形成される表面実装型発光ダ
イオ−ドである。
用し、前記導電ブロック部は、高温はんだであることも
特徴である。更に、第一の絶縁部と第二の絶縁部が、同
一材料であることも特徴としている。製造方法は、従来
の製造方法と比較して工程数が少なくコスト的メリット
がうかがえるものとなっている。
複数枚並べる工程と該平板状導電ブロック部によって絶
縁部が挟持されると同時に、略円形若しくは略楕円形の
凹部が、該凹部底面に前記導電ブロック部に挟持された
該絶縁部が露出した状態で形成する工程と、LEDチッ
プを実装する工程と、前記凹部に透明樹脂をモ−ルドす
る工程と各々一つずつの表面実装型発光ダイオ−ドに裁
断する工程とからなる表面実装型LEDの製造方法によ
って、導電ブロック部に挟まれ且つ該導電ブロック部の
上に略円形若しくは楕円形の絶縁部からなる凹部を形成
し、該凹部底面には、導電ブロック部が絶縁部を挟持し
た状態で露出し、該導電ブロック部に発光ダイオ−ドチ
ップが電気的に接続されて、前記凹部に透明樹脂にてモ
−ルドされている表面実装型発光ダイオ−ドを提供する
ことを目的としたものである。
る。図1〜図7には、第一の実施の形態を示す。
部1を平行に複数枚ならべる工程を示す。この平板状ブ
ロック部1は、使用条件から体積抵抗率が0.07Ω・
m未満、熱伝導率が60W/( m・K) 以上が望まし
い。この数値をクリアする材質に限る。しかしながら、
たいていの金属であればこの数値を満足している。又、
高温はんだでも可能である。
板状の導電性ブロック部1に絶縁部2を一体に成形す
る。この時絶縁部2が平板状導電ブロック部1挟持され
ると同時に、この平板状の導電性ブロック部1、1の上
にまたがるように略楕円形の凹部3が成形される。導電
性ブロック部に挟持される絶縁部2を第一の絶縁部、凹
部を形成する絶縁部2を第二の絶縁部として、異なる材
料で、別々の工程で作成しても良いが、本実施形態では
同一材料で同時に形成されるものとする。この凹部3の
底面に前記平板状導電ブロック部1に絶縁部2が挟持さ
れた状態で露出するような状態に一体成形される工程を
図2に示してある。絶縁部2は、使用条件から光(可視
光、赤外光)の反射率の高いもの、耐熱性に優れるも
の、形成が容易なものが望ましい。
ラ、PPS)などの熱可塑性樹脂、エポキシなどの熱硬
化性樹脂が望ましい。図3は、図2のB−B断面を示し
た図である。図3に示される凹部3は、絶縁部2によっ
て、形成された反射ホ−ンである。図4に図3に示す断
面図にLEDチップ4を導電性接着剤やはんだ等で電気
的に接続する工程を示す。ここでは、はんだ5にて接合
している。続いて図5は、図4の凹部3を透明樹脂若し
くは、半透明樹脂でモ−ルドし、レンズ部6を形成する
工程である。モ−ルドする樹脂として、透明エポキシ樹
脂が最適である。ただし、用途によって拡散剤を添加し
たものを使用する場合もある。図5では、凹部3を越え
る高さでモ−ルドされているが、下回る高さでも特に問
題ない。図6は、図5でできた透明樹脂等をモ−ルドし
レンズ部6を形成した複数のLEDチップが実装された
ユニットが示されており、破線に沿ってダイサ−等で裁
断する工程を示す図である。
型LEDの完成品を示す図である。図7からもわかるよ
うに、通常のプリント基板を使った表面実装型LEDと
比べ導電部1が占める体積が大きいため、放熱性が向上
する。また、体積だけでなく導電部1の占める表面積も
増えるので接触面積の増加に伴い電気的接続をより容易
にすることが予想される。更に、プリント基板を使用し
た表面実装型LEDと比べメッキ等の工程がない為に、
コストダウンも期待できる。
する。図8〜図13である。最初に第一の実施形態同様
に図1のように平板状の導電性ブロック部1を平行に複
数枚ならべる。使用条件は、体積抵抗率が0.07Ω・
m未満,熱伝導率が60W/(m・K) 以上が望まし
い。この数値をクリアする材質に限る。しかしながら、
たいていの金属であればこの数値を満足している。又、
高温はんだでも可能である。
板状ブロック部1、1に絶縁部7を一体に成形する。こ
の時絶縁部7が平板状導電ブロック部1、1に挟持され
ると同時に、この平板状導電ブロック部1の上にまたが
るように略円形の凹部8がテ−パ−を持って成形され
る。この凹部8の底面に前記平板状導電ブロック部1に
絶縁部7が挟持された状態で露出するような状態に一体
成形される工程を図8に示してある。絶縁部7は、使用
条件から光(可視光、赤外光)の反射率の高いもの、耐
熱性に優れるもの、形成が容易なものが望ましい。この
ことから、プラスチック(特にベクトラ、PPS)など
の熱可塑性樹脂、エポキシなどの熱硬化性樹脂が望まし
い。
る。図9に示されるテ−パ−を持った凹部8は、絶縁部
7によって、形成された反射ホ−ンであり傾斜面9を持
つ。図10に図9に示す断面図にLEDチップ10を導
電性接着剤やはんだ等で電気的に接続する工程を示す。
ここでは、はんだ11にて接合している。
脂若しくは、半透明趣旨でモ−ルドし、レンズ部12を
形成する工程である。モ−ルドする樹脂として、透明エ
ポキシ樹脂が最適である。ただし、用途によって拡散剤
を添加したものを使用する場合もある。
ルドしており、これは製品の小型化及び樹脂の節約の為
である。レンズ効果を考え凹部を越えてもかまわない。
図12は、図11でできた透明樹脂等を凹部8にモ−ル
ドしレンズ部12を形成した複数のLEDチップが実装
されたユニットが示されており、破線に沿ってダイサ−
等で裁断する工程を示す図である。図13は、図12か
ら取出した一個の表面実装型LEDの完成品を示す図で
ある。図13を見てもわかるように、通常のプリント基
板を使った表面実装型LEDと比べ導電部1が占める体
積が大きいため、放熱性が向上する。また、体積だけで
なく導電部1の占める表面積も増えるので接触面積の増
加に伴い電気的接続をより容易にすることが予想され
る。更に、プリント基板を使用した表面実装型LEDと
比べメッキ等の工程がない為に、コストダウンも期待で
きる。
に形成される凹部3,8に相当する反射ホ−ンは、必要
な配向に合わせその時必要なな形状に形成される。ま
た、モ−ルド樹脂を凹部3,8にポッティングするとき
も、小型・軽量化で樹脂料が少なくて済みコスト的にメ
リットがあることからも凹部を越えない高さでのレンズ
化が効果を奏する。
EDチップを有するように裁断したが、必要に応じて、
複数のLEDチップを並列又は直列接続となるように裁
断しても良い。又その場合、LEDチップの発光色を変
える等も考えられる。これにより、複数色や混合色のL
ED発光色が得られる。
実装型LEDとその製造方法には、さまざまな効果が挙
げられる。製造方法では、プリント基板を使用したもの
に比べプレス加工によるスロットを形成させる工程やス
ロット内面にプリント基板の上下導通をとる為無電解メ
ッキによる導電性被膜の形成といった工程をなくすこと
により、工程の簡略化をはかり大幅にコストを低減させ
ることができる。また、導電性ブロック部の体積が、従
来品と比べ大幅に増えているので、放熱性も良く従来品
にない放熱効果が期待できる。更に、可視光及び赤外光
の反射率の高いものを絶縁部材として使用し凹部を形成
し、反射ホ−ンとしておりさまざまな形状を作り出すこ
とによって配向を変えることも可能である。以上述べた
ように、従来に比べ工程の大幅減によるコスト削減及び
放熱性の改善及び用途に応じた配向を形成できる表面実
装型LEDを提供している。
で平板状の導電性ブロック部を並べる工程。
る。
面図である。
ある。
工程である。
ユニットを破線によって裁断する工程である。
を示す図である。
で第二の実施形態を示す図で同じく絶縁部材を形成する
工程を示す図である。
面図である。
である。
る工程である。
たユニットを破線によって裁断する工程である。
EDを示す図である。
にて挟みプリント基板を形成する工程。
るスロットをプレス加工などにより形成する工程。
トの内面に導電性被膜を形成する工程。
ッチングなどの手段で圧延銅を除去し、パット部と配線
部とを形成し、同時に裏面側においてもスロット間で略
長方形に圧延銅を除去することで絶縁部を形成しする工
程。
ト基板を夫々のLEDチップの中間の位置となるA−A
断面で切断する工程。
Claims (7)
- 【請求項1】 1対となった導電ブロック部に挟まれた
第一の絶縁部と、該導電ブロック部にまたがって導電的
に固定された発光ダイオ−ドチップと、該発光ダイオ−
ドチップを所定の間隔をもって取り囲むように該導電ブ
ロック部及び第一の絶縁部上に設けられた第二の絶縁部
と、表面を覆う透明樹脂又は半透明樹脂より成る表面実
装型発光ダイオ−ド。 - 【請求項2】 前記絶縁部は、反射ホ−ンとして作用す
ることを特徴とする請求項1記載の表面実装型発光ダイ
オ−ド。 - 【請求項3】 前記導電ブロック部は、高温はんだであ
ることを特徴とする請求項1、2記載の表面実装型発光
ダイオ−ド。 - 【請求項4】 前記電気的接続が、ワイヤレスであるこ
とを特徴とする請求項1、2、3記載の表面実装型発光
ダイオ−ド。 - 【請求項5】 第一の絶縁部と第二の絶縁部が、同一材
料であることを特徴とする請求項1、2、3、4記載の
表面実装型発光ダイオ−ド。 - 【請求項6】 第一の絶縁部と第二の絶縁部が、同時に
形成されることを特徴とする請求項1、2、3、4、5
記載の表面実装型発光ダイオ−ド。 - 【請求項7】 導電ブロック部からなる平板状ブロック
体を平行に複数枚並べる工程と該導電ブロック部によっ
て絶縁部が挟持されると同時に、略円形若しくは略楕円
形の凹部が、該凹部底面に前記導電ブロック部に挟持さ
れた該絶縁部が露出した状態で形成される工程と、発光
ダイオ−ドチップを実装する工程と、前記凹部に透明樹
脂若しくは、半透明樹脂をモ−ルドする工程と個々又は
複数の発光ダイオ−ドチップを有する表面実装型発光ダ
イオ−ドに裁断する工程とを備える表面実装型発光ダイ
オ−ドの製造方法。
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