JP2004207369A

JP2004207369A - 表面実装型白色ｌｅｄ

Info

Publication number: JP2004207369A
Application number: JP2002372471A
Authority: JP
Inventors: Maki Kuriyama; 真樹栗山; Hiroyuki Takayama; 弘幸高山; Naohito Hamada; 直仁浜田
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2004-07-22
Also published as: CN1510766A

Abstract

【課題】本発明は、簡単な構成により、容易に且つ低コストで製造され得ると共に、種々の配光特性を備え得るようにした表面実装型白色ＬＥＤを提供することを目的とする。
【解決手段】少なくとも一対の表面実装用端子部１１ｃ，１１ｄを有するチップ基板１１と、このチップ基板上に実装された青色ＬＥＤチップ１２と、このチップ基板上にて青色ＬＥＤチップの周りに形成された枠状部材１３と、この枠状部材の内側に充填され、青色ＬＥＤチップをチップ基板上に固定する、蛍光体を混入した接着剤層１４と、チップ基板上にて青色ＬＥＤチップ，枠状部材及び接着剤層を包囲するように、透光性樹脂により形成されたレンズ部１５と、を含むように、表面実装型白色ＬＥＤ１０を構成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば各種照明等に使用するための表面実装型白色ＬＥＤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような表面実装型白色ＬＥＤは、例えば図３に示すように構成されている。
即ち、図３において、表面実装型白色ＬＥＤ１は、チップ基板２と、チップ基板２上に搭載された青色ＬＥＤチップ３と、青色ＬＥＤチップ３そしてチップ基板２の表面全体を覆うように形成されたレンズ部４と、から構成されている。
【０００３】
上記チップ基板２は、平坦な銅張り配線基板として構成されており、使用時には実装基板に対して水平に載置した状態で実装されるようになっている。
そして、チップ基板２は、その表面の中央付近に青色ＬＥＤチップ３が銀ペースト５によりダイボンディングされる。
上記青色ＬＥＤチップ３は、駆動電圧が印加されたとき青色光を出射するように構成されており、その上面に備えられた二つの電極部が、それぞれ青色ＬＥＤチップ３に隣接してチップ基板２上に形成された二つの表面実装用端子部（図示せず）に対してボンディングワイヤ３ａ，３ｂにより接続されるようになっている。
【０００４】
上記レンズ部４は、微粒子状の蛍光体４ａを混入した透明エポキシ樹脂から構成されており、トランスファーモールド工法により成形される。
このレンズ部４は、青色ＬＥＤチップ３からの青色光が入射することにより、蛍光体が励起され、蛍光体から白色光を発生させて外部に出射するようになっている。
【０００５】
このような構成の表面実装型白色ＬＥＤ１は、チップ基板２が実装基板に対して水平な状態で載置され実装される。
そして、チップ基板２に設けられた表面実装用端子部から青色ＬＥＤチップ３に駆動電圧が印加されると、青色ＬＥＤチップ３が発光し、この光がレンズ部４に混入された蛍光体に入射することにより、蛍光体が励起されて白色光を発生させる。
このようにして、表面実装型白色ＬＥＤ１は、蛍光体からの励起光として白色光を取り出して、外部に出射させるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような構成の表面実装型白色ＬＥＤ１においては、青色ＬＥＤチップ３からの青色光を白色光に変換するために、レンズ部４に混入された蛍光体を使用しており、青色光を蛍光体に照射することにより、蛍光体を励起して、その励起光である白色光を取り出すようにしている。
このため、外部に出射する白色光は、レンズ部４に混入された蛍光体の量に依存することになる。
【０００７】
しかしながら、表面実装型白色ＬＥＤ１は、その用途に応じて種々の大きさのものが製造されることになるため、レンズ部４の大きさも種々のものが用意される。
ここで、レンズ部４の大きさが異なると、その体積も異なることになるので、同じ光量の白色光を取り出すためには、レンズ部４に混入する蛍光体の量、すなわち濃度を適宜に変更する必要がある。
【０００８】
従って、種々の大きさの表面実装型白色ＬＥＤ１を製造するためには、それぞれ大きさに応じて蛍光体の濃度の異なるレンズ部４を製造する必要がある。このため、種々の大きさのレンズ部４を製造する場合に、同じ蛍光体濃度の樹脂材料を使用することができなくなってしまう。これにより、種々の大きさのレンズ部４の製造工程毎に、対応した蛍光体濃度の樹脂材料を用意する必要があり、作業が煩雑になると共に、コストが大幅に高くなってしまう。
【０００９】
また、青色ＬＥＤチップ３からの青色光がレンズ部４全体に入射して、白色光に変換されるようになっているため、例えば全周発光型等の配光特性に特徴のあるＬＥＤを構成することが困難である。
【００１０】
本発明は、以上の点から、簡単な構成により、容易に且つ低コストで製造され得ると共に、種々の配光特性を備え得るようにした表面実装型白色ＬＥＤを提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明によれば、少なくとも一対の表面実装用端子部を有するチップ基板と、このチップ基板上に実装された青色ＬＥＤチップと、このチップ基板上にて青色ＬＥＤチップの周りに形成された枠状部材と、この枠状部材の内側に充填され、青色ＬＥＤチップをチップ基板上に固定する、蛍光体を混入した接着剤層と、チップ基板上にて青色ＬＥＤチップ，枠状部材及び接着剤層を包囲するように、透光性樹脂により形成されたレンズ部と、を含んでいることを特徴とする、表面実装型白色ＬＥＤにより、達成される。
【００１２】
本発明による表面実装型白色ＬＥＤは、好ましくは、上記枠状部材が、ソルダーレジストにより形成されている。
【００１３】
本発明による表面実装型白色ＬＥＤは、好ましくは、上記レンズ部が、透明エポキシ樹脂から形成されている。
【００１４】
本発明による表面実装型白色ＬＥＤは、好ましくは、上記青色ＬＥＤチップの上面の各電極が、それぞれボンディングワイヤによりそれぞれ対応する表面実装用端子に接続されている。
【００１５】
上記構成によれば、青色ＬＥＤチップの周りにて、枠状部材の内側に蛍光体を混入した接着剤層が設けられているので、青色ＬＥＤチップから下方に向かって出射した光は、この枠状部材内にて接着剤層に進み、この接着剤層に混入された蛍光体に入射する。これにより、蛍光体が青色光の入射により励起されて、励起光として白色光を発生させる。そして、この白色光が、接着剤層から上方に向かって進んで、レンズ部を介して外部に出射する。その際、白色光は、レンズ部の作用により付与される光学特性に基づいて、所望の配光特性で外部に出射することになる。
従って、青色ＬＥＤチップからの青色光は、青色ＬＥＤチップの周りに位置する接着剤層内にて、接着剤層に混入された蛍光体の励起により、白色光に変換され、外部に出射することになる。そして、外部に出射する際には、レンズ部の形状に基づいて、所定の配光特性を付与されることになる。
【００１６】
これにより、種々の大きさの異なる白色ＬＥＤを製造する際に、同じ大きさの枠状部材を使用することにより、同じ蛍光体濃度の接着剤層を形成すればよい。このため、大きさの異なる白色ＬＥＤを製造する場合であっても、チップ基板及びレンズ部の大きさを適宜に選定すると共に、枠状部材及び接着剤層を常に同じ大きさに選定することによって、同じ発光強度の白色光を取り出すことが可能である。従って、種々の大きさの白色ＬＥＤを製造する場合に、一種類の蛍光体濃度の接着剤を用意しておけばよいので、作業が簡略化され、容易に且つ低コストで製造され得ることになる。
【００１７】
また、接着剤層からの白色光は、レンズ部の形状に基づいて、任意の配光特性を付与され得るので、レンズ部を適宜の形状に形成することによって、全周発光型等の配光特性に特徴のある白色ＬＥＤも容易に構成することができる。
【００１８】
さらに、蛍光体を混入した接着剤層が、チップ基板上に形成された枠状部材の内側に充填されることから、接着剤層が少量で済むと共に、接着剤層がチップ基板上に滲み，ダレ等により不用意に広がってしまうようなことがない。
【００１９】
上記枠状部材が、ソルダーレジストにより形成されている場合には、個々のチップ基板に対して、レジストマスクを使用することにより、同じ大きさの枠状部材が容易に形成され得る。
【００２０】
上記レンズ部が、透明エポキシ樹脂から形成されている場合には、任意の形状のレンズ部が容易に形成され得ることになる。
【００２１】
上記青色ＬＥＤチップの上面の各電極が、それぞれボンディングワイヤによりそれぞれ対応する表面実装用端子に接続されている場合には、青色ＬＥＤチップが表面側で配線処理され得ることになり、接着剤層によるチップ基板への固定を妨げるようなことがない。
【００２２】
このようにして、本発明によれば、青色ＬＥＤチップから出射した光が、チップ基板上にて青色ＬＥＤチップの下方に形成された接着剤層に進んで、接着剤層に混入された蛍光体に入射して、蛍光体が入射する青色光により励起され、励起光として白色光を発生させる。そして、白色光が接着剤層そしてレンズ部を介して外部に出射すると共に、この白色光は、レンズ部の形状に基づいて、所定の配光特性を付与されることになる。
従って、種々の大きさの白色ＬＥＤを製造する場合にも、接着剤層を形成するために、同じ蛍光体濃度の接着剤を用意しておけばよく、また配光特性は、蛍光体を混入しないレンズ部により付与されるので、白色光の発光強度に影響を与えることなく、レンズ部を所望の形状に形成することが可能である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態を図１乃至図２を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００２４】
図１及び図２は、本発明による表面実装型白色ＬＥＤの一実施形態の構成を示している。
図１及び図２において、表面実装型白色ＬＥＤ１０は、チップ基板１１と、チップ基板１１上に実装された青色ＬＥＤチップ１２と、チップ基板１１上にて青色ＬＥＤチップ１２の周りに形成された枠状部材１３と、枠状部材１３内に充填された接着剤層１４と、チップ基板１１の表面全体を覆うように形成されたレンズ部１５と、から構成されている。
【００２５】
上記チップ基板１１は、平坦な銅張り配線基板として構成されており、図２に示すように、その表面にチップ実装ランド１１ａ，電極ランド１１ｂそして両端縁に表面実装用端子部１１ｃ，１１ｄを備えている。
ここで、端子部１１ｃ，１１ｄは、図１に示すように、チップ基板１１の両側縁から下面にまで回り込んで、実装の際に、実装基板上に対向するようになっている。
そして、チップ基板１１は、そのチップ実装ランド１１ａ上に青色ＬＥＤチップ１２が接着剤層１６（後述）により接着固定されると共に、チップ実装ランド１１ａ及び隣接する電極ランド１１ｂに対してボンディングワイヤ１２ａ，１２ｂにより電気的に接続されるようになっている。
【００２６】
上記枠状部材１３は、図２に示すように、青色ＬＥＤチップ１２の周りを包囲するようにチップ基板１１の上面中央付近に、図示の場合チップ実装ランド１１ａ上に円環状に形成されており、例えばソルダーレジストにより容易に構成されている。
尚、枠状部材１３は、図１に示すように、その高さが青色ＬＥＤチップ１２より低く選定されている。
【００２７】
上記接着剤層１４は、透明材料、例えば熱硬化性エポキシ樹脂に、微粒子状の蛍光体を混入した接着剤から構成されており、図１に示すように、上記枠状部材１３の内側に充填され、硬化されている。これにより、青色ＬＥＤチップ１２がチップ基板１１上に接着固定されるようになっている。
このとき、接着剤層１４は、枠状部材１３内に充填されることにより、使用量が少量で済むと共に、チップ基板１１上に滲み，ダレ等により不用意に広がってしまうことはない。
【００２８】
上記レンズ部１５は、透明材料、例えば熱硬化性エポキシ樹脂から構成されており、トランスファーモールド工法により成形される。
このレンズ部１５は、その形状が、出射光に対して所望の配光特性を付与するように形成されている。
【００２９】
本発明実施形態による表面実装型白色ＬＥＤ１０は、以上のように構成されており、チップ基板１１が実装基板（図示せず）に対して水平な状態で載置され実装される。
そして、チップ基板１１に設けられた端子部１１ｃ，１１ｄからチップ実装ランド１１ａ，電極ランド１１ｂそしてボンディングワイヤ１２ａ，１２ｂを介して青色ＬＥＤチップ１２に駆動電圧が印加されることにより、青色ＬＥＤチップ１２が駆動され、青色ＬＥＤチップ１２から下方に向かって青色光が出射し、接着剤層１４内に進む。
【００３０】
これにより、接着剤層１４に混入された蛍光体は、青色ＬＥＤチップ１２からの青色光によって励起され、励起光として白色光を発生する。
この白色光は、接着剤層１４そしてレンズ部１５を通って外部に出射すると共に、その際レンズ部１５の形状に基づいて、所定の配光特性を付与され、この配光特性で照射されることになる。
【００３１】
このようにして、本発明実施形態による表面実装型白色ＬＥＤ１０によれば、青色ＬＥＤチップ１２からの青色光は、青色ＬＥＤチップの周りに位置する接着剤層１４内にて、接着剤層に混入された蛍光体の励起により、白色光に変換され、外部に出射することになる。そして、外部に出射する際には、レンズ部１５の形状に基づいて、所定の配光特性を付与されることになる。
【００３２】
従って、種々の大きさの異なる白色ＬＥＤ１０を製造する際に、同じ大きさの枠状部材１３を使用することにより、同じ蛍光体濃度の接着剤層１４を形成すればよい。これにより、種々の大きさの白色ＬＥＤを製造する場合に、一種類の蛍光体濃度の接着剤を用意しておけばよいので、作業が簡略化され、容易に且つ低コストで製造され得ることになる。
【００３３】
また、接着剤層１４からの白色光は、レンズ部１５の形状に基づいて、任意の配光特性を付与され得るので、レンズ部１５を適宜の形状に形成することによって、蛍光体による励起光である白色光の発光強度に影響を与えることなく、全周発光型等の配光特性に特徴のある白色ＬＥＤも容易に構成することができる。
【００３４】
上述した実施形態においては、レンズ部１５は、その上面の中央付近に凹部を備えているが、これに限らず、要求される配光特性に従って任意の形状に形成さまた、上述した実施形態においては、枠状部材１３はソルダーレジストにより形成されているが、これに限らず、他の材料から構成されていてもよい。
さらに、上述した実施形態においては、接着剤層１４及びレンズ部１５は、透明材料として熱硬化性エポキシ樹脂から構成されているが、これに限らず、透光性を備えていれば、他の材料から構成されていてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、青色ＬＥＤチップから出射した光が、チップ基板上にて青色ＬＥＤチップの下方に形成された接着剤層に進んで、接着剤層に混入された蛍光体に入射して、蛍光体が入射する青色光により励起され、励起光として白色光を発生させる。そして、白色光が接着剤層そしてレンズ部を介して外部に出射すると共に、この白色光は、レンズ部の形状に基づいて、所定の配光特性を付与されることになる。
従って、種々の大きさの白色ＬＥＤを製造する場合にも、接着剤層を形成するために、同じ蛍光体濃度の接着剤を用意しておけばよく、また配光特性は、蛍光体を混入しないレンズ部により付与されるので、白色光の発光強度に影響を与えることなく、レンズ部を所望の形状に形成することが可能である。
このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、容易に且つ低コストで製造され得ると共に、種々の配光特性を備え得るようにした、極めて優れた表面実装型白色ＬＥＤが提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による表面実装型白色ＬＥＤの一実施形態を示す（Ａ）平面図及び（Ｂ）側面図である。
【図２】図１の表面実装型白色ＬＥＤを示す斜視図である。
【図３】従来の表面実装型白色ＬＥＤの一例の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０表面実装型白色ＬＥＤ
１１チップ基板
１１ａチップ実装ランド
１１ｂ電極ランド
１１ｃ，１１ｄ表面実装用端子部
１２青色ＬＥＤチップ
１２ａ，１２ｂボンディングワイヤ
１３枠状部材
１４蛍光体を混入した接着剤層
１５レンズ部

Claims

少なくとも一対の表面実装用端子部を有するチップ基板と、
このチップ基板上に実装された青色ＬＥＤチップと、
このチップ基板上にて青色ＬＥＤチップの周りに形成された枠状部材と、
この枠状部材の内側に充填され、青色ＬＥＤチップをチップ基板上に固定する、蛍光体を混入した接着剤層と、
チップ基板上にて青色ＬＥＤチップ，枠状部材及び接着剤層を包囲するように、透光性樹脂により形成されたレンズ部と、
を含んでいる
ことを特徴とする、表面実装型白色ＬＥＤ。
上記枠状部材が、ソルダーレジストにより形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の表面実装型白色ＬＥＤ。
上記レンズ部が、透明エポキシ樹脂から形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の表面実装型白色ＬＥＤ。
上記青色ＬＥＤチップの上面の各電極が、それぞれボンディングワイヤによりそれぞれ対応する表面実装用端子に接続されていることを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載の表面実装型白色ＬＥＤ。