JPH1146018A - 表面実装型発光ダイオード - Google Patents
表面実装型発光ダイオードInfo
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Abstract
発熱を効率よく放出することで、発光ダイオード素子の
発光領域の温度上昇や発光効率の低下を防ぎ、電流量に
比例した高輝度の表面実装型発光ダイオードを得るこ
と。 【解決手段】 絶縁基板16の上面に形成されたダイボ
ンド電極パターン17とセカンド電極パターン18のう
ち、発光ダイオード素子23が固着されるダイボンド電
極パターン17のダイボンドエリア17aを厚肉に形成
し、前記発光ダイオード素子23に発生する熱を該ダイ
ボンドエリア17aを通じて放出する。
Description
面に直接実装されるタイプの表面実装型発光ダイオード
に関する。
ドとして、図8乃至図10に示したものが知られてい
る。この表面実装型発光ダイオードは、矩形状の絶縁基
板2の上面2aから側面2bを回り込んで下面2cに至
るダイボンド電極パターン3及びセカンド電極パターン
4を立体的に形成し、ダイボンド電極パターン3のダイ
ボンドエリア3aに導電性接着剤5を介して発光ダイオ
ード素子6を固着し、この発光ダイオード素子6とセカ
ンド電極パターン4とをボンディングワイヤ7によって
接続し、発光ダイオード素子6とボンディングワイヤ7
とを透光性樹脂体8を用いて樹脂封止したものである。
ダイボンド電極パターン3及びセカンド電極パターン4
は、図10に示したように、絶縁基板2の表面に銅箔9
を無電解メッキし、この銅箔9の上にニッケルメッキ1
0及び金メッキ11を積層形成したものである。これら
電極パターンの厚みは、銅箔9、ニッケルメッキ10及
び金メッキ11がそれぞれ30μm、10μm、0.3
〜0.4μm程度に設定されている。
イオード1では、ダイボンド電極パターン3とセカンド
電極パターン4との間に25mA程度の微電流を流すこ
とで発光ダイオード素子6を発光させて所望の輝度を得
ていた。
ード素子6は、流す電流の量に比例して輝度がアップす
るため、高い輝度を得るためには電流を増加させる必要
がある。しかしながら、電流を増加させると発光ダイオ
ード素子6固有の熱抵抗によって、発光ダイオード素子
6の発光領域の温度が上昇し、逆に発光効率が低下して
しまうという問題があるため、電流を増加させても電流
量に比例した輝度が得られなくなっていた。図9は、上
記従来の発光ダイオード素子6から発生する熱hの放熱
経路を模式的に示したものであり、熱hは主にダイボン
ド電極パターン3のダイボンドエリア3a及び透光性樹
脂体8を通じて放出される。しかしながら、発光ダイオ
ード素子6を覆う透光性樹脂体8は熱伝導率が小さいた
め、発光ダイオード素子6から発生する熱hを充分に逃
すことができず、また、熱伝導率の高いダイボンド電極
パターン3は40μmと薄く形成されているため、ダイ
ボンド電極パターン3側へ熱hを充分に逃すことができ
なかった。その結果、大電流を流したときに、発光ダイ
オード素子6の発光領域の温度が上昇し、発光効率が低
下してしまい、電流に比例した輝度を得られなくなって
いた。一般に、表面実装型発光ダイオード1の場合、こ
の現象は200mA以上の電流を流したときに発生し、
300mA以上の電流では発光ダイオード6の輝度は飽
和し、電流を上げても輝度をアップすることができなく
なっていた。
も発光ダイオード素子の輝度をアップすることができる
高輝度の表面実装型発光ダイオードを提供することを目
的とする。
決するために、請求項1に係る表面実装型発光ダイオー
ドが、基板の上面に一対の電極パターンを形成し、一方
の電極パターンの上に導電性接着剤によって発光ダイオ
ード素子を固着すると共に、発光ダイオード素子と他方
の電極パターンとをボンディングワイヤによって接続
し、発光ダイオード素子及びボンディングワイヤを樹脂
封止してなる表面実装型発光ダイオードにおいて、前記
一対の電極パターンのうち、少なくとも発光ダイオード
素子が固着される電極パターンのダイボンドエリアを厚
肉に形成し、前記発光ダイオード素子に発生する熱を該
ダイボンドエリアを通じて放出することを特徴とする。
オードが、基板の両側に上面から側面を回り込んで下面
に至る電極パターンをそれぞれ形成し、一方の電極パタ
ーンの上面に導電性接着剤によって発光ダイオード素子
を固着すると共に、発光ダイオード素子と他方の電極パ
ターンの上面とをボンディングワイヤによって接続し、
発光ダイオード素子及びボンディングワイヤを樹脂封止
してなる表面実装型発光ダイオードにおいて、前記一対
の電極パターンのうち少なくとも発光ダイオード素子が
固着される側の電極パターンの上面あるいは上面及び側
面、もしくは上面、側面及び下面を厚肉に形成し、前記
発光ダイオード素子に発生する熱を該電極パターンを通
じて放出することを特徴とする。
オードが、前記電極パターンの厚肉部に銅系合金を用い
たことを特徴とする。
オードが、前記電極パターンの厚肉部を略80μm以上
の厚さにしたことを特徴とする。
オードが、前記基板にガラスエポキシ板、アルミニウム
板、又はアルミニウム系合金板のいずれかを用いたこと
を特徴とする。
に係る表面実装型発光ダイオードの第1実施例を詳細に
説明する。図1乃至図3は本発明に係る表面実装型発光
ダイオードの第1実施例を示したものである。この実施
例において、表面実装型発光ダイオード15は、従来例
と同様に、ガラスエポキシ板からなる矩形状の絶縁基板
16の両側に上面16aから側面16bを回り込んで下
面16cに至るダイボンド電極パターン17とセカンド
電極パターン18をそれぞれ形成している。ダイボンド
電極パターン17は、絶縁基板16の上面16aに発光
ダイオード素子23を載置するためのダイボンドエリア
17aを有するが、このダイボンドエリア17aは、他
の側面及び下面部分とは異なって厚肉状に形成されてい
る。
されたダイボンドエリア17aの断面構造を示したもの
である。この図に示したように、ダイボンドエリア17
aは、絶縁基板16の表面に銅箔19を無電解メッキ
し、さらにこの銅箔19の上にニッケルメッキ20、金
メッキ21を形成したものであるが、それぞれの厚み
は、銅箔19、ニッケルメッキ20及び金メッキ21の
順にそれぞれ70μm、10μm、0.3〜0.4μm
に設定されている。従って、ダイボンドエリア17aの
厚み寸法Wは、従来のダイボンド電極パターン3の厚み
40μmに比べて略2倍の80μmと厚く形成されてい
る。ダイボンドエリア17aは、必ずしも80μm以上
である必要はなく、概ね従来の約1.5倍である60μ
m以上の厚みから放熱効果を期待することができるの
で、発光ダイオードの輝度と流す電流値等との関係から
必要に応じて設計上、厚みを任意に設定すればよい。な
お、ダイボンドエリア17aの上面には、従来例と同様
に、銀ペーストからなる導電性接着剤22を介して発光
ダイオード素子23がダイボンドされる。また、発光ダ
イオード素子23とセカンド電極パターン18とはボン
ディングワイヤ24によって接続され、この発光ダイオ
ード素子23及びボンディングワイヤ24が透光性樹脂
体25で封止されている。
ダイオード15に電流を流した場合に、発光ダイオード
素子23に発生する熱hの放熱経路を模式的に示したも
のである。この図に示すように、発光ダイオード素子2
3から発生する熱hは、熱伝導率の大きい導電性接着剤
22を介してダイボンド電極パターン17のダイボンド
エリア17a内を伝わり、空気中に放出されると共に、
広い範囲で絶縁基板16及び透光性樹脂体25にも放出
される。即ち、ダイボンドエリア17aを厚肉状に形成
してあるため、発光ダイオード素子23に大電流を流し
たとしても、発光ダイオード素子23内での発熱分をダ
イボンドエリア17aに十分に逃がすことができる。こ
のため、発光ダイオード素子23の発光領域の温度上昇
が抑えられ、発光ダイオード素子23に流す電流量に比
例した輝度が得られる。
流の量と輝度との関係を示したグラフである。図中の
曲線は、絶縁基板16の上面16aに形成されるダイボ
ンドエリア17aの厚みを40μmにした場合を示し、
図中の曲線は、ダイボンドエリア17aの厚みを80
μmの場合を示したものである。この図に示すように、
200mA以下の電流では、ダイボンドエリア17aの
厚みに関係なく電流量にほぼ比例した輝度が得られる
が、200mAを越えると、厚みが40μmの場合には
輝度が極端に低下してくるのに対して、厚みが80μm
の場合には低下の度合いが緩やかで前記200mAまで
の直線上に近い値の輝度を得ることが出来る。これは、
放熱量が多い分だけ発光効率の低下を防ぐことができる
からである。この輝度の差は、最大電流300mAの電
流を流した場合にδIvの差を生じる。このため、従来
の発光ダイオードよりも高輝度の発光ダイオード15が
得られ、室外用としても用いることが可能となる。
合金を用いてダイボンド電極パターン17の銅箔19を
厚く形成しているので、熱伝導率の低いニッケルメッキ
20を厚くする場合に比べ、より放熱効果を上げること
ができ、また金メッキ21を厚くする場合に比べてコス
トの上昇を抑えることができる。さらに、放熱効果を上
げるためには、導電性接着剤22には熱伝導率の大きい
銀ペーストを用い、透光性樹脂体25、絶縁基板16等
のその他の構成材料にも熱伝導率の大きい材料を用いる
のが望ましい。
パターン17及びセカンド電極パターン18の形成方法
を示したものである。基板27毎にダイシングライン2
8が想定される集合基板29の上面に長孔スルーホール
30を設ける。次に、集合基板29の上面に無電解銅メ
ッキを集合基板29のダイボンド電極パターン部31及
びセカンド電極パターン部32にそれぞれ所定の厚みに
施し、マスクを使った露光処理後、エッチング処理やレ
ジスト剥離を行うことにより所定の電極パターンの形状
を得る。その後銅箔19にニッケル20、金21を電解
メッキし、電極パターンを完成する。
ード15の第2実施例を示したものである。この実施例
におけるダイボンド電極パターン17は、絶縁基板16
の上面16aに形成されるダイボンドエリア17aのみ
ならず、側面電極17bも同じ80μmの厚さで形成さ
れている。この実施例では、第1実施例と同様に、発光
ダイオード素子23から発生する熱hは、まず熱伝導率
の大きい導電性接着剤22を介してダイボンド電極パタ
ーン17のダイボンドエリア17a内を伝わり、広い面
積で空気中や絶縁基板16、透光性樹脂体25に放出さ
れるが、本実施例ではさらに、ダイボンドエリア17a
から側面電極17bにも伝わって、マザーボード33の
配線パターン34に伝わる。その結果、マザーボード3
3の配線パターン34からも空気中に放出されることに
なり、第1実施例よりもさらに大きな放熱効果が得られ
ることになる。
オードの第3実施例を示したものである。この実施例で
は、ダイボンド電極パターン17の厚肉部がダイボンド
エリア17aのみならず、側面電極17b及び下面電極
17cにも同じ厚さで形成される。また、セカンド電極
パターン18も全体がダイボンド電極パターン17と同
じ厚みで形成されている。この実施例では、マザーボー
ド33の配線パターン34に接するダイボンド電極パタ
ーン17の下面電極17cが厚肉に形成されているた
め、より一層マザーボード33の配線パターン34を通
じて放熱させることができる。また、セカンド電極パタ
ーン18を厚肉にすることで絶縁基板下面16cの高さ
を揃えることができ、マザーボード33上での高さの不
揃いを防ぐことができると共に、図4で示した集合基板
29上での電極パターンの形成が容易となる。
ポキシ板などの絶縁基板16を用いた場合について説明
したが、本発明ではこれに限定されるものではなく、例
えばアルミニウム板やアルミニウム系合金を基板として
用いることで、基板からの放熱効果を一層期待すること
ができる。
実装型発光ダイオードによれば、発光ダイオード素子が
固着される電極パターンのダイボンドエリアを厚肉に形
成することで、発光ダイオード素子に発生する熱をダイ
ボンドエリアを通じて効率的に放出することができる。
そのため、大電流を流しても、発光ダイオード素子の発
光領域の温度上昇や発光効率の低下を防ぐことができ、
電流量に比例して輝度をアップさせた高輝度の発光ダイ
オードを得ることができる。
側面側あるいは側面及び下面側にも延長したことで、発
光ダイオード素子からの発熱をマザーボードの配線パタ
ーンに効率よく伝えることができ、該配線パターンから
空気中に放熱させることで、より一層発光ダイオード素
子に発生する熱を放出することができる。
用いたため、電極パターンの熱伝導率を大きくすること
ができ、電極パターンに熱を放出し易くすることができ
る。
以上の厚みにしたため、表面実装型発光ダイオードに2
00mA以上の大電流を流した場合でも、それに比例し
て輝度をアップすることができ、高輝度の表面実装型発
光ダイオードを得ることができる。
載置する基板にアルミニウム板やアルミニウム系合金を
用いることで、基板からの放熱効果を一層期待すること
ができる。
例を示す斜視図である。
て、発光ダイオード素子に流す電流量と輝度との関係を
示すグラフである。
す図である。
実施例を示す断面図である。
実施例を示す断面図である。
である。
Claims (5)
- 【請求項1】 基板の上面に一対の電極パターンを形成
し、一方の電極パターンの上に導電性接着剤によって発
光ダイオード素子を固着すると共に、発光ダイオード素
子と他方の電極パターンとをボンディングワイヤによっ
て接続し、発光ダイオード素子及びボンディングワイヤ
を樹脂封止してなる表面実装型発光ダイオードにおい
て、 前記一対の電極パターンのうち、少なくとも発光ダイオ
ード素子が固着される電極パターンのダイボンドエリア
を厚肉に形成し、前記発光ダイオード素子に発生する熱
を該ダイボンドエリアを通じて放出することを特徴とす
る表面実装型発光ダイオード。 - 【請求項2】 基板の両側に上面から側面を回り込んで
下面に至る一対の電極パターンをそれぞれ形成し、一方
の電極パターンの上面に導電性接着剤によって発光ダイ
オード素子を固着すると共に、発光ダイオード素子と他
方の電極パターンの上面とをボンディングワイヤによっ
て接続し、発光ダイオード素子及びボンディングワイヤ
を樹脂封止してなる表面実装型発光ダイオードにおい
て、 前記一対の電極パターンのうち少なくとも発光ダイオー
ド素子が固着される側の電極パターンの上面あるいは上
面及び側面、もしくは上面、側面及び下面を厚肉に形成
し、前記発光ダイオード素子に発生する熱を該電極パタ
ーンを通じて放出することを特徴とする表面実装型発光
ダイオード。 - 【請求項3】 前記電極パターンの厚肉部には、銅系合
金が用いられることを特徴とする請求項1又は2記載の
表面実装型発光ダイオード。 - 【請求項4】 前記電極パターンの厚肉部を略80μm
以上の厚さにしたことを特徴とする請求項1乃至3に記
載の表面実装型発光ダイオード。 - 【請求項5】 前記基板には、ガラスエポキシ板、アル
ミニウム板、又はアルミニウム系合金板のいずれかが用
いられることを特徴とする請求項1又は2記載の表面実
装型発光ダイオード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9201247A JPH1146018A (ja) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | 表面実装型発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP9201247A JPH1146018A (ja) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | 表面実装型発光ダイオード |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH1146018A true JPH1146018A (ja) | 1999-02-16 |
Family
ID=16437784
Family Applications (1)
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JP9201247A Pending JPH1146018A (ja) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | 表面実装型発光ダイオード |
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JP (1) | JPH1146018A (ja) |
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