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

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JPH11307820A
JPH11307820A JP10122733A JP12273398A JPH11307820A JP H11307820 A JPH11307820 A JP H11307820A JP 10122733 A JP10122733 A JP 10122733A JP 12273398 A JP12273398 A JP 12273398A JP H11307820 A JPH11307820 A JP H11307820A
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light emitting
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insulating
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 従来の表面実装型LEDでは、プレス加工に
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

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面実装型発光ダ
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。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の表面実装型LEDの製造
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。
【0003】この状態では、プリント基板90の側面お
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。
【0004】次いで、図18に示すように前記プリント
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。
【0005】続いて、図19に示すように前記パット部
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。
【0006】そして、図20に示すように前記プリント
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。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記説
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。
【0008】更に、赤外LEDや車両用灯具等として多
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。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記した問題
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。
【0010】また、前記絶縁部は、反射ホ−ンとして作
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。
【0011】詳細には、平板状導電ブロック部を平行に
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。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について説明す
る。図1〜図7には、第一の実施の形態を示す。
【0013】最初に図1には、平板状の導電性ブロック
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。
【0014】続いて図2に示すように、図1で並べた平
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。
【0015】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。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。
【0016】図7は、図6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。
【0017】次に本発明の第二の実施形態について説明
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。
【0018】続いて図8に示すように、図1で並べた平
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。
【0019】図9は、図8のC−C断面を示した図であ
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。
【0020】続いて図11は、図10の凹部8を透明樹
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。
【0021】図11では、凹部8を越えない高さでモ−
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。
【0022】このように、二つの実施形態から、絶縁部
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。
【0023】第一、第二の実施形態ともに、各1個のL
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。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による表面
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明における表面実装型LEDの製造方法
で平板状の導電性ブロック部を並べる工程。
【図2】 同じく絶縁部材を形成する工程を示す図であ
る。
【図3】 同じく絶縁性部材を形成する工程のB−B断
面図である。
【図4】 同じくLEDチップをダイボンドする工程で
ある。
【図5】 同じく樹脂モ−ルドしてレンズ部を形成する
工程である。
【図6】 同じく複数のLEDチップをダイボンドした
ユニットを破線によって裁断する工程である。
【図7】 図6で裁断された完成品の表面実装型LED
を示す図である。
【図8】 本発明における表面実装型LEDの製造方法
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。
【図9】 同じく絶縁性部材を形成する工程のB−B断
面図である。
【図10】 同じくLEDチップをダイボンドする工程
である。
【図11】 同じく樹脂モ−ルドしてレンズ部を形成す
る工程である。
【図12】 同じく複数のLEDチップをダイボンドし
たユニットを破線によって裁断する工程である。
【図13】 図12で裁断された完成品の表面実装型L
EDを示す図である。
【図14】 基材の上下の面を圧延銅などの導電性物質
にて挟みプリント基板を形成する工程。
【図15】 図14でできたプリント基板を示す図。
【図16】 プリント基板を適宜間隔で表裏面に貫通す
るスロットをプレス加工などにより形成する工程。
【図17】 無電解メッキなどの手段で側面及びスロッ
トの内面に導電性被膜を形成する工程。
【図18】 プリント基板の表面側のスロットには、エ
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。
【図19】 図18の断面図である。
【図20】 複数のLED素子をダイボンドしたプリン
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。
【図21】 面実装型LED素子の完成品を示す図。
【符号の説明】
1 平板状の導電性ブロック部 2,7 絶縁部 3,8 凹部 4,10 LEDチップ 5,11 はんだ 6,12 透明樹脂(レンズ部) 9 傾斜面 81 基材 82 圧延銅 90 プリント基板 91 スロット 92 導電性被膜 93 パット部 94 配線部 95 絶縁部 96 LEDチップ 97 導電性ワイヤ 98 透明樹脂(レンズ部) 99 従来の表面実装型LED

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
  6. 【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。
  7. 【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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