JPS61137376A - 発光素子マトリツクス及びその製造方法 - Google Patents

発光素子マトリツクス及びその製造方法

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JPS61137376A JP60273533A JP27353385A JPS61137376A JP S61137376 A JPS61137376 A JP S61137376A JP 60273533 A JP60273533 A JP 60273533A JP 27353385 A JP27353385 A JP 27353385A JP S61137376 A JPS61137376 A JP S61137376A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、発光素子を電気的に相互接続するための導体
トラックを有する絶縁基板上に装着する発光素子マトリ
ックスであって、各発光素子を光学的コリメーション素
子の焦点に配置し、少なくとも数個の前記素子を少なく
とも１個のウェハに配設し、ウェハの下面が絶縁基板の
上面を覆い、かつウェハの下面に併設する円形開口を介
して延設され６発光素子マトリックスに関する。
かかる発光素子マトリックスは米国特許第４２５４４５
３号明＠書から既知であり、これにおいては発光素子は
普通の形式の容器（又は外囲体）におけるダイオードで
あり、かつ放物形状反射空所によって構成したコリメー
ション素子を有している。ダイオードは基板として作用
する挿入板により機械的に保持されている。電気的接続
は片側又は両側印刷回路カードを用いて形成している。
この発光素子マトリックスは素子の数が多くかつ装着過
程が比較的複雑であるという欠点を有しこれらが欠点と
なるのは、印刷回路と、基板を形成する板とを精密に整
列配置する操作と、発光素子のアノード及びカソードの
方向を前以て設定する操作と、各発光素子を基板を形成
する板と印刷回路との２個の整列孔に適切に挿入してそ
の電気出力端子が外側に向って移動するようにする操作
と、印刷回路上のダイオードの電気出力端子をはんだ付
けする操作と、放物形状空所を有するウェハを適切に位
置決めして、ダイオードを外側へ移動してその電気出力
端子の弾性のためウェハと係合状態に維持する操作とを
必要とするからである本発明の目的は、印刷回路板を形
成する特殊なウェハ、及び光学的コリメーション素子を
有するウェハを弾性的に保持するパネルの双方を必要と
しないため上述した従来の発光素子マトリックスに比べ
て簡単になる発光素子マトリックスを提供するにある。
かかる目的を達成するため本発明の発光素子マトリック
スは、各発光素子が、上面及び下面を有するＦ４電ピン
、導電ピンの横上部を囲む絶縁リング、並びに絶縁リン
グを囲むＩＪ’ｍリングで構成した支持部材と、導電ピ
ンの上面との電気接点を形成するよう導電ピンの上面上
に装着する発光部品とを具え、導電ピンが絶縁基板の孔
を横切って導電ピンの下面が絶縁基板の下面の導体トラ
ックと電気的に接触するようにし、導電リングを発光部
品に電気的に接続しかつ絶縁基板の上面の導体トラック
に電気的に接続し、ウェハの少なくとも下面及び円筒開
口を絶縁し、円筒開口を導電リングにおいて小さいクリ
アランスと共に互に係合させるよう構成したことを特徴
とする。
従って絶縁基板はその両表面上に直接導体トラックを有
し、同時に導体トラックは発光素子を所定位置に保持す
るよう作用し、一方、ウェハは絶縁基板と接触させ、か
つ光学的コリメーション素子の延設部を構成する円筒開
口及び対応する導電リングの間の協働と共に小さいクリ
アランスを介して所定位置に保持する。
光学的コリメーション素子は前記米国特許第４２５４４
５３号明Ｉ書に記載された如き放物形状反射空所から選
定するか、又は、例えば、西ドイツ公開特許公報もしく
はヨーロッパ特許出願公開公報に記載された形式の光ダ
クトから選択することができる。
本発明の発光素子マトリックスの好適例では、絶縁基板
の少なくとも一表面の導体トラックをシルクスクリーン
プリンティングによって形成する。
その場合導電ピンの下面を絶縁基板の対応する孔を超え
て若干突出するようにすると有利である。
発光素子マトリックスの発光素子の電気的接続は、絶縁
基板の導体トラックを、絶縁基板の一方の表面上の行及
び絶縁基板の他方表面上の列に従って発光素子を電気的
に接続するという態様で行う。
発光部品は前記部品及び空気の光学的指数に適合する透
明材料の保護ドーム状部によって包むことができる。
絶縁基板は熱を良好に伝達する材料、例えば、陽極酸化
層を被着したアルミニウムで構成すると有利である。ダ
イオードによって放散された熱は主としてｌｌｆピンを
介して絶縁基板に移送されるので、十分な放熱作用が得
られる。
本発明は発光素子マトリックスの製造方法にも関する。
本発明による方法は上述した従来の方法より遥かに容易
に実施できる。
挿入過程は単に、導電ピンを角度方向において規定する
必要無しに絶縁基板の対応する孔に導入し、一方、発光
素子を絶縁基板の導体トラックと合体することにより発
光素子を所定位置に保持するだけである。光学的コリメ
ーション素子を有するウェハの位置決めも、光学的コリ
メーション素子をウェハの円筒部及び導電リングの間に
おける小さいクリアランスとの協働により、かつ絶縁基
板との係合によって位置決めすることによって簡単化さ
れる。
本発明の発光素子マトリックスの製造方法は、（イ）発
光素子を受入れる孔を設けた絶縁基板の、少なくとも１
個の上面に所望形状の導体トラックを形成し、 （ロ）上面及び下面を有する導電ピン、導電ピンの横上
部を囲む絶縁リング、及び絶縁リングを囲む導電リング
を具える発光素子の支持部材を前記孔に挿入し、前記導
体トラックの所望形状を、前記導体トラックが対応する
導電リングと電気的に接触する形状、 （ハ）導電リングを絶縁基板の上面に対応する導体トラ
ックと合体し、 （ニ）絶縁基板の下面が導電ピンの下面と電気的に接触
するよう絶縁基板の下面上に所望形状の導体トラックを
形成し、 （ホ）導電ピンを絶縁基板の下面の対応する導体トラッ
クと合体し、 （へ）ウェハの絶縁下面が絶縁基板と係合するまで小さ
いクリアランスと共に導電リングと係合する絶縁円筒開
口を介して延設される複数の光学的コリメーション素子
を有する少なくとも１個のウェハを絶縁基板上に配設す
る過程を含むことを特徴する。
本発明方法の好適例では、絶縁基板の少なくとも一表面
の導体トラックをシルクスクリーンプリンティング法に
よって形成し、前記合体過程をシルクスクリーンプリン
ティング法によって形成した導体トラックを焼結するこ
とによって行う。
本発明の発光素子マトリックスの構造によれば、導電ピ
ンの上面上への発光部品の装着は、支持部材を絶縁基板
の孔に挿入する以前即ち完全な発光素子を挿入する以前
、又は絶縁基板の前記挿入後に行うことができ、後者の
場合前記過程（ハ）乃至（へ）のいずれか−過程後に発
光素子全体がマトリックス自体の上に完成する。発光部
品は同時に光学的指数適合器としても作動する透明材料
の保護ドーム状部によって包むことができる。
次に図面につき本発明の詳細な説明する。
第１ａ図における如く、上面１５及び下面１６を有する
一般に金Ｂ製の円筒導電ピン１３と、このピンの外径に
対応する内径を有するガラス又は熱可塑性材料の絶縁リ
ング１２と、この絶縁リングの外径に対応する内径を有
する導電リング１１とで支持部材１０を構成する。
第１ｂ図における如く、これら３１［１の素子を適切に
構成配置して、リング１２がピン１３の横上部１９上に
装着され、リング１１及び１２が同一平面に配置され、
かつ導電ピン１３の上面１５が若干突出するようにする
。ピン１３を２個のリングと合体する過程は、リング１
２がガラス製の場合はガラス・金属はんだによって、ま
たリング１２が熱可塑性材料製の場合は簡単な加熱によ
って容易になる。
第１Ｃ図における如く、導電ピン１３の上面１５には導
電性膠により発光部品１７、例えば、ダイオードを膠着
する。発光部品１７及び空気の間の光学的指数の適合を
可能ならしめる透明樹脂のドーム状部１４に起因して光
学的結合を改善できる。このドーム状部はリング１２及
び１１をも覆い、これにより支持部材１０の機械的安定
度が改善される。ダイオード１７の７ノードははんだ付
けしたワイヤ１８により導電リング１１に電気的に接続
する。
第２〜４図では発光素子トマリックスであるダイオード
マトリックスは、このマトリックスの網を構成する行及
び列に配列した孔２１を有する絶縁基板３０を具える。
基板３０は本例では、上面３５及び下面３６を３２にお
いて覆いかつ孔３３の縁部を３４において覆う陽極処理
層を被着したアルミニウム３１で作製する。
完成したダイオードマトリックス（第４図）では導電ピ
ン１３を小さなりリアランスと共に孔３３内に配設し、
リング１１及び１２を基板３０の上面３５上に配設した
金属被覆２２（Ｘ軸）と係合させる。ピン１３の下面１
６は基板３Ｇの下面３６の金属被覆２４と接触させる。
シルクスクリーンプリンティングによって形成するを可
とする金属被ｖ！２２を行方向に配設し、かつシルクス
クリーンプリンティングによって形成するを可とする金
属被Ｍ２４ＣＹ軸ンを列方向に配設して、マトリックス
における普通の相互接続を得るようにする。ピン１３の
下部１６を基板３０の下面３６を超えて突出させかつシ
ルクスクリーンプリンティングによって得られる金属被
覆２４を被着するのが有利であり、これによりその機械
的及び電気的接続が改善される。金属被覆２２の軸は対
応する孔３３の軸と交さする。孔３３の上面ではリング
１１の内径にほぼ等しい直径を有する円２５において金
属被覆２２を除去する。
ウェハ２０は放物形状空所２１を有し、これら空所は円
形開口４１を介して前記ウェハの下面２３へ延設され、
円形開口の外径は小さいクリアランスを除き導電リング
１１の外径に対応する。開口４１は素子１と同じ網目状
に従って配設する。ウェハ２０を適切に配設して、この
ウェハが基板３０の上面３５と係合するようにする。特
に、各空所２１は比較的薄い壁を有する半殻部４０で構
成し、区域４３においてこれら半殻部の周縁を互に合体
する。半殻部４０の下面２３は開口４１を囲みかつ基板
３０の上面３５と係合する中央区域２６を有する。
前記ウェハ２０は成形プラスチック材料で構成すること
ができ、かつ半殻部の下面２７上に金属被覆を施すこと
ができる。
いずれにせよ中央区域２６及び開口４１は絶縁状態に維
持する必要がある。
変形例ではウェハ２０は前記西ドイツ公開特許公報及び
ヨーロッパ特許出願公開公報に記載された如く少なくと
も１個の光ダクトを具える。かかるダクトは半球状空所
を有し、かつこの空所は対応する導電リング１１と小さ
いクリアランスを介してｌＩｇ働する円筒部によって延
設すれば十分である。
マトリックスは以下に述べる態様で装着する。
発光部品１ｒを装着したか又は装着しない支持部材１０
を基板３０の孔３３に導入する。次いで金属被覆２２及
び導電リング１１を合体する。金属被１Ｋ２２をシルク
スクリーンプリンティングによって形成する場合には、
シルクスクリーンプリンティングによって形成したトラ
ックを焼結すれば十分である。
プリント回路形式の金属被覆に対しては、自動ステーシ
ョンにはんだ付は区域を設ければ十分である。
次いで基板３０の下面３６上に金属被覆２４を形成する
。この操作は基板３０を戻して行うと好適である好適な
解決策はシルクスクリーンプリンティング法であり、こ
れによればこれに引き続いて、支持部材の電気的及び機
械的位置決めを終了させる焼結過程を行うことができる
。ピン１３の下面１６は基板３０の下面３６を超えて突
出させると有利である。
発光部品１１を位置決めする過程及びドーム状部１４に
よって包む過程はいずれも任意の時点において行うこと
ができるが、これらはシルクスクリーンプリンティング
によって形成したトラックの焼結過程俊に行うのが最も
好適である。
マトリックスの組立過程は放物形状空所２１を有するウ
ェハ２０を配設することによって終了する。
なお薄い壁を有する半殻部４０の形状によればその僅か
な弾性のためリング１１を開口４１へ導入するのが容易
になる。
本発明は上述した実施例に限定されず、マトリックスの
ダイオードの間を、基板を差し込むコネクタへの適切な
接続により、又は支持部材１０と同一形状を有しかつ適
切な態様で選定した孔３３に配設する全体導電部によっ
て直列接続することもできる。
【図面の簡単な説明】
第１ａ図は装着前の支持部材を示す斜視図、第１ｂ図は
装着後の支持部材を示す断面図、第１Ｃ図はあらかじめ
組立てられた発光素子を示す側面図、 第２図は放物形状空所を有するウェハの平面図、第３ａ
図は本発明における絶縁基板の断面図、第３ｂ図は第３
ａ図の絶縁基板の上面の金属被覆を示す平面図、 第４＠は本発明によるマトリックスを詳細に示す断面図
である。 １・・・素子　　　　　　１０・・・支持部材１１・・
・導電リング　　　１２・・・絶縁リング１３・・・円
筒導電ピン　　１４・・・ドーム状部１５・・・ピン１
３の上面　　１６・・・ピン１３の下面１７・・・発光
部品　　　　１８・・・はんだ付けしたワイヤ１９・・
・ピン１３の横上部　２０・・・ウェハ２１・・・放物
形状空所　　２２・・・金属被覆２３・・・ウェハ２０
の下面　２４・・・金属被覆２６・・・中央区域　　　
　３０・・・絶縁基板３３・・・孔　　　　　　　３５
・・・絶縁基板３０の上面３６・・・絶縁基板３０の下
面

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、発光素子を電気的に相互接続するための導体トラッ
    クを有する絶縁基板上に装着する発光素子マトリックス
    であって、各発光素子を光学的コリメーション素子の焦
    点に配置し、少なくとも数個の前記素子を少なくとも１
    個のウェハに配設し、ウェハの下面が絶縁基板の上面を
    覆い、かつウェハの下面に併設する円形開口を介して延
    設される発光素子マトリックスにおいて、各発光素子が
    、上面及び下面を有する導電ピン、導電ピンの横上部を
    囲む絶縁リング、並びに絶縁リングを囲む導電リングで
    構成した支持部材と、導電ピンの上面との電気接点を形
    成するよう導電ピンの上面上に装着する発光部品とを具
    え、導電ピンが絶縁基板の孔を横切って導電ピンの下面
    が絶縁基板の下面の導体トラックと電気的に接触するよ
    うにし、導電リングを発光部品に電気的に接続しかつ絶
    縁基板の上面の導体トラックに電気的に接続し、ウェハ
    の少なくとも下面及び円筒開口を絶縁し、円筒開口を導
    電リングにおいて小さいクリアランスと共に互に係合さ
    せるよう構成したことを特徴とする発光素子マトリック
    ス。 ２、少なくとも１個の光学的コリメーション素子を、薄
    い壁を有する放物形状反射空所で構成する特許請求の範
    囲第１項記載の発光素子マトリックス。 ３、絶縁基板の少なくとも一表面の導体トラックをシル
    クスクリーンプリンテイングによつて形成する特許請求
    の範囲第１又は２項記載の発光素子マトリックス。 ４、導電ピンの下面を絶縁基板の対応する孔を超えて若
    干突出する特許請求の範囲第１乃至３項中のいずれか一
    項記載の発光素子マトリックス。 ５、絶縁基板の導体トラックを、絶縁基板の一方の表面
    上の行及び絶縁基板の他方表面上の列に従つて発光素子
    を電気的に接続するよう配設する特許請求の範囲第１乃
    至４項中のいずれか一項記載の発光素子マトリックス。 ６、少なくとも１個の発光部品を、前記部品及び空気の
    光学的指数に適合する透明材料の保護ドーム状部によっ
    て包む特許請求の範囲第１乃至５項中のいずれか一項記
    載の発光素子マトリックス。 ７、絶縁基板を良好に熱を伝導する材料で構成する特許
    請求の範囲第１乃至６項中のいずれか一項記載の発光素
    子マトリックス。 ８、前記材料を、陽極酸化層を被着したアルミニウムと
    する特許請求の範囲第７項記載の発光素子マトリックス
    。 ９、絶縁基板の孔に配設した支持部材と同一形状を有し
    かつ発光素子マトリックスの少なくとも所定数のダイオ
    ードの直列接続を形成する少なくとも１個の導電部を具
    える特許請求の範囲第７又は８項記載の発光素子マトリ
    ックス。 １０、（イ）発光素子を受入れる孔を設けた絶縁基板の
    少なくとも１個の上面に所望形状の導体トラックを形成
    し、 （ロ）上面及び下面を有する導電ピン、導電ピンの横上
    部を囲む絶縁リング、及び絶縁リ ングを囲む導電リングを具える発光素子の 支持部材を前記孔に挿入し、前記導体トラ ックの所望形状を、前記導体トラックが対 応する導電リングと電気的に接触する形状 とし、 （ハ）導電リングを絶縁基板の上面に対応する導体トラ
    ックと合体し、 （ニ）絶縁基板の下面が導電ピンの下面と電気的に接触
    するよう絶縁基板の下面上に所望 形状の導体トラックを形成し、 （ホ）導電ピンを絶縁基板の下面の対応する導体トラッ
    クと合体し、 （ヘ）ウェハの絶縁下面が絶縁基板と係合するまで小さ
    いクリアランスと共に導電リング と係合する絶縁円筒開口を介して延設され る複数の光学的コリメーション素子を有す る少なくとも１個のウェハを絶縁基板上に 配設する 過程を含むことを特徴する発光素子マトリックスの製造
    方法。 １１、絶縁基板の少なくとも一表面の導体トラックをシ
    ルクスクリーンプリンティング法によって形成し、前記
    合体過程（ホ）をシルクスクリーンプリンティング法に
    よって形成した導体トラックを焼結することによって行
    う特許請求の範囲第１０項記載の製造方法。 １２、支持部材を絶縁基板の孔に挿入する以前に発光部
    品を導電ピンの上面上に装着する特許請求の範囲第１０
    又は１１項記載の製造方法。 １３、前記過程（ハ）乃至（ヘ）のいずれか一過程後に
    発光部品を導電ピンの上面上に装着する特許請求の範囲
    第１０又は１１項記載の製造方法。 １４、発光部品を透明材料の保護ドーム状部によって包
    む特許請求の範囲第１２又は１３項記載の製造方法。
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