JP4082544B2 - 裏面実装チップ型発光装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は裏面実装チップ型発光装置に関し、特にたとえば、携帯電話機等の電子機器のバックライト等に適用される、裏面実装チップ型発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図7に示す、従来のこの種の裏面実装チップ型発光装置１は、たとえば携帯電話機のキートップ３のバックライトとして用いられる。つまり、裏面実装チップ型発光装置１は、携帯電話機の回路基板２に形成された孔２ａの裏面に半田付け（実装）される。したがって、発光素子チップ１ａから出力された光が、スイッチシート４を介してキートップ３を照射する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この従来技術では、裏面実装チップ型発光装置１から出力された光はほぼ円形の指向性を有するため、裏面実装チップ型発光装置１に近い部分は明るいが、裏面実装チップ型発光装置１から離れている部分は暗くなっていた。つまり、キートップ３のそれぞれの輝度がばらつくという問題点があった。また、キートップ３は裏面実装チップ型発光装置１の直上部には配置されていないため、裏面実装チップ型発光装置１の直上部およびその近傍の領域に出力された光が無駄になっていた。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、側面方向に光を効率よく出力することができる、裏面実装チップ型発光装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、少なくとも上面に接続電極が形成されたチップ基板、接続電極にボンディングされた発光素子チップ、チップ基板の前記上面において発光素子チップを包含するとともに、その平面形状が回路基板に形成された孔の平面形状と同じ矩形である下部樹脂モールド、下部樹脂モールドの上面に形成された上部樹脂モールド、および上部樹脂モールドの上面の中央に窪みを備える、裏面実装チップ型発光装置である。
【０００６】
【作用】
この裏面実装チップ型発光装置では、接続電極が形成されたチップ基板にボンディングされた発光素子チップから光が出力され、発光素子チップを包含する樹脂モールドの上面に入射する。この樹脂モールドの上面の中央には窪みが形成されており、その窪みによって形成された反射面で光が反射され、反射した光は樹脂モールドの側面方向に出力される。したがって、裏面実装チップ型発光装置の真上方向およびその近傍の領域に照射される光を低減することができる。また、下部樹脂モールドの平面形状は、回路基板に設けられた孔の平面形状と同じ矩形になるように形成されている。このため、裏面実装チップ型発光装置を回路基板の裏面側から孔に差し込んで接続電極と回路基板とを半田付けするとき、裏面実装チップ型発光装置が下部樹脂モールドで回路基板に固定されるので、半田付けがしやすくなる。
【０００７】
たとえば、樹脂モールドの窪みの側面を傾斜させ、発光素子チップから出力される光が全反射するようにすれば、反射効率を高くすることができる。つまり、側面方向への発光効率を向上することができる。
【０００８】
【発明の効果】
この発明によれば、発光素子チップから出力された光を樹脂モールドに設けられた窪みによって形成された反射面で反射させるので、樹脂モールドの側面方向に効率よく光を出力することができる。また、下部樹脂モールドの平面形状は、回路基板に設けられた孔の平面形状と同じ矩形になるように形成されている。このため、裏面実装チップ型発光装置を回路基板の裏面側から孔に差し込んで接続電極と回路基板とを半田付けするとき、裏面実装チップ型発光装置が下部樹脂モールドで回路基板に固定されるので、半田付けがしやすくなる。
【０００９】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１０】
【実施例】
図１を参照して、この実施例の裏面実装チップ型発光装置（以下、単に「発光装置」という。）１０はチップ基板１２を含み、チップ基板１２には上面１２ａから側面を介して下面１２ｂまで連続する互いに絶縁された接続電極１４ａおよび１４ｂが形成されている。接続電極１４ａには、半導体発光素子（ＬＥＤチップ）１６が、たとえば銀ペーストなどでダイボンディングされる。また、ＬＥＤチップ１６の上部に設けられたボンディングパッド１６ａと接続電極１４ｂとを接続するための金線などの金属細線（ボンディングワイヤ）１８がワイヤボンディングされる。
【００１１】
樹脂モールド２０は、ほぼ箱状に形成された下部樹脂モールド２２とほぼ円柱形状に形成された上部樹脂モールド２４とを含む。下部樹脂モールド２２は、エポキシ樹脂のような透明樹脂であり、ＬＥＤチップ１６を包含するようにチップ基板１２の上面１２ａに形成される。上部樹脂モールド２４は、同じく透明樹脂であり、下部樹脂モールド２２上に形成され、上部樹脂モールド２４の上面２４ａには窪み２６が形成される。窪み２６は、図１におけるII―II断面図である図２からよく分かるように、その断面が三角形状となる逆円錐形状に形成される。
【００１２】
この発光装置１０では、ＬＥＤチップ１６から出力された光が、下部樹脂モールド２２を透過して、上部樹脂モールド２４の上面（反射面）２４ａに入射される。入射した光は反射面２４ａで全反射され、反射された光（反射光）は上部樹脂モールド２４から発光装置１０の側面方向に出力される。つまり、ＬＥＤチップ１６から出力された光が全反射し、反射光が側面方向に出力されるように、窪み２６の傾斜角θが決定される。したがって、均一な強度の光が、発光装置１０の側面方向に出力される。
【００１３】
発光装置１０は、図３（Ａ）に示すように、たとえば携帯電話機４０のキートップ４２のバックライトとして利用される。発光装置１０は、図３（Ａ）および図３（Ｂ）から分かるように、回路基板４４の裏面４４ｂ側から孔４４ｃに差し込まれる。すると、回路基板４４の裏面４４ｂとチップ基板１２の上面１２ａ（接続電極１４ａおよび１４ｂ）とが当接される。そして、図３（Ｃ）に示すように、上部樹脂モールド２４が回路基板４４に設けられた孔４４ｃを介して回路基板４４の表面４４ａ側に突出した状態で、チップ基板１２が回路基板４４の裏面４４ｂ側に半田付けされる。つまり、発光装置１０は回路基板４４に裏面実装される。
【００１４】
また、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）から分かるように、回路基板４４の表面４４ａは、スイッチシート４６で覆われ、このスイッチシート４６上にキートップ４２のそれぞれが設けられる。キートップ４２は、発光装置１０の周辺に配置されている。
【００１５】
上述のように、ＬＥＤチップ１６から出力された光は、上部樹脂モールド２４の反射面２４ａで反射され、上部樹脂モールド２４の側面から出力される。このため、キートップ４２の輝度を均一にすることができる。
【００１６】
この実施例によれば、ＬＥＤチップ１６から出力された光を上部樹脂モールド２４に設けた窪み２６によって形成された反射面２４ａで全反射させ、均一な強度の反射光を上部樹脂モールド２４の側面に出力することができる。したがって、キートップ４２などを照射するバックライトとして使用する場合に、キートップ４２を均一な輝度で照射することができる。
【００１７】
図４に示す他の実施例の発光装置１０は、上部樹脂モールド２４にアールをつけた以外は、図１実施例と同じであるため、重複した説明は省略する。
【００１８】
この他の実施例の発光装置１０では、図４からわかるように、上部樹脂モールド２４および窪み２６の角を丸めることにより、光のエッジをなくすことができる。したがって、反射光の強度をより均一にすることができる。
【００１９】
図５に示すその他の実施例の発光装置１０は、リフレクタ２６を有する下部樹脂モールド２２を形成した以外は、図１実施例と同じであるため、重複した説明は省略する。
【００２０】
図３（Ｃ）から分かるように、図１実施例の発光装置１０では、下部樹脂モールド２２の側面から出力される光の一部が回路基板４４に照射される。これを有効利用するため、図５に示すような発光装置１０が形成される。発光装置１０では、下部樹脂モールド２２は、液晶ポリマなどの非透光性樹脂２２ａを含み、非透光性樹脂２２ａのほぼ中央に貫通孔２２ｂが形成される。貫通孔２２ｂは、下面から上面に向かって拡径する載頭円錐形状の内周面２２ｃを有し、この内周面２２ｃにたとえば銅およびニッケルを用いたメッキ層２６が形成される。また、内周面２２ｃ内には、透光性樹脂２８が充填されている。つまり、ＬＥＤチップ１６から出力された光は、メッキ層（リフレクタ）２６で反射され、反射光は上部樹脂モールド２４の反射面２４ａに入射される。したがって、発光効率をさらに向上することができる。また、リフレクタ２６もまた、全反射する角度に傾斜させれば、さらに発光効率を向上することができる。
【００２１】
なお、図４で示したアールを備えた上部樹脂モールド２４を用いれば、より強い反射光をより均一に出力することができる。
【００２２】
上述の実施例では、接続電極１４ａおよび１４ｂは、チップ基板１２の上面１２ａから側面を介して下面１２ｂに連続的に延びて形成されるが、図６（Ａ）に示すように、側面の一部（スルーホール）１４ｃを介して連続するようにしてもよい。また、この発光装置１０は、回路基板４４の裏面に実装され、接続電極１４ａおよび１４ｂは基板１２の上面１２ａでのみ回路基板４４と接触するため、図６（Ｂ）に示すように、接続電極１４ａおよび１４ｂを上面１２ａ側にのみに形成すればよい。したがって、発光装置１０の製造コストを削減することができる。
【００２３】
なお、図１，図２， 図４および図５の実施例では、樹脂モールド２０を、下部樹脂モールド２２および上部樹脂モールド２４の２部材で構成するようにしたが、１部材の樹脂モールド２０で形成するようにしてもよい。この場合、樹脂モールド２０をほぼ円柱形状に形成し、その上面に窪み２６を設けるようにすればよい。
【００２４】
また、これらの実施例では、ＬＥＤチップ１６から出力された光を全反射するようにしたが、反射率を調整することにより一部の光を上部樹脂モールド１８ｂの上方に出力し、ほぼ円形の指向性でありかつ広範囲を照射できるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図２】図１実施例の裏面実装チップ型発光装置を示す断面図である。
【図３】図１実施例の裏面実装チップ型発光装置を携帯電話機のキートップのバックライトとして用いた場合を示す図解図である。
【図４】他の実施例の裏面実装チップ型発光装置を示す断面図である。
【図５】その他の実施例の裏面実装チップ型発光装置を示す断面図である。
【図６】図１実施例の裏面実装チップ型発光装置に用いられる接続電極を示す図解図である。
【図７】従来の裏面実装発光素子チップ装置を示す図解図である。
【符号の説明】
１０ …裏面実装チップ発光装置
１２ …チップ基板
１４ａ，１４ｂ …接続電極
１６ …発光素子チップ
１８ …金属細線
２０ …樹脂モールド
２２ …下部樹脂モールド
２４ …上部樹脂モールド
２４ａ …反射面
２６ …窪み
【産業上の利用分野】
この発明は裏面実装チップ型発光装置に関し、特にたとえば、携帯電話機等の電子機器のバックライト等に適用される、裏面実装チップ型発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図7に示す、従来のこの種の裏面実装チップ型発光装置１は、たとえば携帯電話機のキートップ３のバックライトとして用いられる。つまり、裏面実装チップ型発光装置１は、携帯電話機の回路基板２に形成された孔２ａの裏面に半田付け（実装）される。したがって、発光素子チップ１ａから出力された光が、スイッチシート４を介してキートップ３を照射する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この従来技術では、裏面実装チップ型発光装置１から出力された光はほぼ円形の指向性を有するため、裏面実装チップ型発光装置１に近い部分は明るいが、裏面実装チップ型発光装置１から離れている部分は暗くなっていた。つまり、キートップ３のそれぞれの輝度がばらつくという問題点があった。また、キートップ３は裏面実装チップ型発光装置１の直上部には配置されていないため、裏面実装チップ型発光装置１の直上部およびその近傍の領域に出力された光が無駄になっていた。
【０００４】
それゆえに、この発明の主たる目的は、側面方向に光を効率よく出力することができる、裏面実装チップ型発光装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、少なくとも上面に接続電極が形成されたチップ基板、接続電極にボンディングされた発光素子チップ、チップ基板の前記上面において発光素子チップを包含するとともに、その平面形状が回路基板に形成された孔の平面形状と同じ矩形である下部樹脂モールド、下部樹脂モールドの上面に形成された上部樹脂モールド、および上部樹脂モールドの上面の中央に窪みを備える、裏面実装チップ型発光装置である。
【０００６】
【作用】
この裏面実装チップ型発光装置では、接続電極が形成されたチップ基板にボンディングされた発光素子チップから光が出力され、発光素子チップを包含する樹脂モールドの上面に入射する。この樹脂モールドの上面の中央には窪みが形成されており、その窪みによって形成された反射面で光が反射され、反射した光は樹脂モールドの側面方向に出力される。したがって、裏面実装チップ型発光装置の真上方向およびその近傍の領域に照射される光を低減することができる。また、下部樹脂モールドの平面形状は、回路基板に設けられた孔の平面形状と同じ矩形になるように形成されている。このため、裏面実装チップ型発光装置を回路基板の裏面側から孔に差し込んで接続電極と回路基板とを半田付けするとき、裏面実装チップ型発光装置が下部樹脂モールドで回路基板に固定されるので、半田付けがしやすくなる。
【０００７】
たとえば、樹脂モールドの窪みの側面を傾斜させ、発光素子チップから出力される光が全反射するようにすれば、反射効率を高くすることができる。つまり、側面方向への発光効率を向上することができる。
【０００８】
【発明の効果】
この発明によれば、発光素子チップから出力された光を樹脂モールドに設けられた窪みによって形成された反射面で反射させるので、樹脂モールドの側面方向に効率よく光を出力することができる。また、下部樹脂モールドの平面形状は、回路基板に設けられた孔の平面形状と同じ矩形になるように形成されている。このため、裏面実装チップ型発光装置を回路基板の裏面側から孔に差し込んで接続電極と回路基板とを半田付けするとき、裏面実装チップ型発光装置が下部樹脂モールドで回路基板に固定されるので、半田付けがしやすくなる。
【０００９】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【００１０】
【実施例】
図１を参照して、この実施例の裏面実装チップ型発光装置（以下、単に「発光装置」という。）１０はチップ基板１２を含み、チップ基板１２には上面１２ａから側面を介して下面１２ｂまで連続する互いに絶縁された接続電極１４ａおよび１４ｂが形成されている。接続電極１４ａには、半導体発光素子（ＬＥＤチップ）１６が、たとえば銀ペーストなどでダイボンディングされる。また、ＬＥＤチップ１６の上部に設けられたボンディングパッド１６ａと接続電極１４ｂとを接続するための金線などの金属細線（ボンディングワイヤ）１８がワイヤボンディングされる。
【００１１】
樹脂モールド２０は、ほぼ箱状に形成された下部樹脂モールド２２とほぼ円柱形状に形成された上部樹脂モールド２４とを含む。下部樹脂モールド２２は、エポキシ樹脂のような透明樹脂であり、ＬＥＤチップ１６を包含するようにチップ基板１２の上面１２ａに形成される。上部樹脂モールド２４は、同じく透明樹脂であり、下部樹脂モールド２２上に形成され、上部樹脂モールド２４の上面２４ａには窪み２６が形成される。窪み２６は、図１におけるII―II断面図である図２からよく分かるように、その断面が三角形状となる逆円錐形状に形成される。
【００１２】
この発光装置１０では、ＬＥＤチップ１６から出力された光が、下部樹脂モールド２２を透過して、上部樹脂モールド２４の上面（反射面）２４ａに入射される。入射した光は反射面２４ａで全反射され、反射された光（反射光）は上部樹脂モールド２４から発光装置１０の側面方向に出力される。つまり、ＬＥＤチップ１６から出力された光が全反射し、反射光が側面方向に出力されるように、窪み２６の傾斜角θが決定される。したがって、均一な強度の光が、発光装置１０の側面方向に出力される。
【００１３】
発光装置１０は、図３（Ａ）に示すように、たとえば携帯電話機４０のキートップ４２のバックライトとして利用される。発光装置１０は、図３（Ａ）および図３（Ｂ）から分かるように、回路基板４４の裏面４４ｂ側から孔４４ｃに差し込まれる。すると、回路基板４４の裏面４４ｂとチップ基板１２の上面１２ａ（接続電極１４ａおよび１４ｂ）とが当接される。そして、図３（Ｃ）に示すように、上部樹脂モールド２４が回路基板４４に設けられた孔４４ｃを介して回路基板４４の表面４４ａ側に突出した状態で、チップ基板１２が回路基板４４の裏面４４ｂ側に半田付けされる。つまり、発光装置１０は回路基板４４に裏面実装される。
【００１４】
また、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）から分かるように、回路基板４４の表面４４ａは、スイッチシート４６で覆われ、このスイッチシート４６上にキートップ４２のそれぞれが設けられる。キートップ４２は、発光装置１０の周辺に配置されている。
【００１５】
上述のように、ＬＥＤチップ１６から出力された光は、上部樹脂モールド２４の反射面２４ａで反射され、上部樹脂モールド２４の側面から出力される。このため、キートップ４２の輝度を均一にすることができる。
【００１６】
この実施例によれば、ＬＥＤチップ１６から出力された光を上部樹脂モールド２４に設けた窪み２６によって形成された反射面２４ａで全反射させ、均一な強度の反射光を上部樹脂モールド２４の側面に出力することができる。したがって、キートップ４２などを照射するバックライトとして使用する場合に、キートップ４２を均一な輝度で照射することができる。
【００１７】
図４に示す他の実施例の発光装置１０は、上部樹脂モールド２４にアールをつけた以外は、図１実施例と同じであるため、重複した説明は省略する。
【００１８】
この他の実施例の発光装置１０では、図４からわかるように、上部樹脂モールド２４および窪み２６の角を丸めることにより、光のエッジをなくすことができる。したがって、反射光の強度をより均一にすることができる。
【００１９】
図５に示すその他の実施例の発光装置１０は、リフレクタ２６を有する下部樹脂モールド２２を形成した以外は、図１実施例と同じであるため、重複した説明は省略する。
【００２０】
図３（Ｃ）から分かるように、図１実施例の発光装置１０では、下部樹脂モールド２２の側面から出力される光の一部が回路基板４４に照射される。これを有効利用するため、図５に示すような発光装置１０が形成される。発光装置１０では、下部樹脂モールド２２は、液晶ポリマなどの非透光性樹脂２２ａを含み、非透光性樹脂２２ａのほぼ中央に貫通孔２２ｂが形成される。貫通孔２２ｂは、下面から上面に向かって拡径する載頭円錐形状の内周面２２ｃを有し、この内周面２２ｃにたとえば銅およびニッケルを用いたメッキ層２６が形成される。また、内周面２２ｃ内には、透光性樹脂２８が充填されている。つまり、ＬＥＤチップ１６から出力された光は、メッキ層（リフレクタ）２６で反射され、反射光は上部樹脂モールド２４の反射面２４ａに入射される。したがって、発光効率をさらに向上することができる。また、リフレクタ２６もまた、全反射する角度に傾斜させれば、さらに発光効率を向上することができる。
【００２１】
なお、図４で示したアールを備えた上部樹脂モールド２４を用いれば、より強い反射光をより均一に出力することができる。
【００２２】
上述の実施例では、接続電極１４ａおよび１４ｂは、チップ基板１２の上面１２ａから側面を介して下面１２ｂに連続的に延びて形成されるが、図６（Ａ）に示すように、側面の一部（スルーホール）１４ｃを介して連続するようにしてもよい。また、この発光装置１０は、回路基板４４の裏面に実装され、接続電極１４ａおよび１４ｂは基板１２の上面１２ａでのみ回路基板４４と接触するため、図６（Ｂ）に示すように、接続電極１４ａおよび１４ｂを上面１２ａ側にのみに形成すればよい。したがって、発光装置１０の製造コストを削減することができる。
【００２３】
なお、図１，図２， 図４および図５の実施例では、樹脂モールド２０を、下部樹脂モールド２２および上部樹脂モールド２４の２部材で構成するようにしたが、１部材の樹脂モールド２０で形成するようにしてもよい。この場合、樹脂モールド２０をほぼ円柱形状に形成し、その上面に窪み２６を設けるようにすればよい。
【００２４】
また、これらの実施例では、ＬＥＤチップ１６から出力された光を全反射するようにしたが、反射率を調整することにより一部の光を上部樹脂モールド１８ｂの上方に出力し、ほぼ円形の指向性でありかつ広範囲を照射できるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す図解図である。
【図２】図１実施例の裏面実装チップ型発光装置を示す断面図である。
【図３】図１実施例の裏面実装チップ型発光装置を携帯電話機のキートップのバックライトとして用いた場合を示す図解図である。
【図４】他の実施例の裏面実装チップ型発光装置を示す断面図である。
【図５】その他の実施例の裏面実装チップ型発光装置を示す断面図である。
【図６】図１実施例の裏面実装チップ型発光装置に用いられる接続電極を示す図解図である。
【図７】従来の裏面実装発光素子チップ装置を示す図解図である。
【符号の説明】
１０ …裏面実装チップ発光装置
１２ …チップ基板
１４ａ，１４ｂ …接続電極
１６ …発光素子チップ
１８ …金属細線
２０ …樹脂モールド
２２ …下部樹脂モールド
２４ …上部樹脂モールド
２４ａ …反射面
２６ …窪み
Claims (4)
- 少なくとも上面に接続電極が形成されたチップ基板、
前記接続電極にボンディングされた発光素子チップ、
前記チップ基板の前記上面において前記発光素子チップを包含するとともに、その平面形状が回路基板に形成された孔の平面形状と同じ矩形である下部樹脂モールド、
前記下部樹脂モールドの上面に形成された上部樹脂モールド、および
前記上部樹脂モールドの上面の中央に窪みを備える、裏面実装チップ型発光装置。 - 前記窪みは前記発光素子チップから出力された光を全反射させる傾斜面を含む、請求項１記載の裏面実装チップ型発光装置。
- 前記窪みは逆円錐形状である、請求項２記載の裏面実装チップ型発光装置。
- 前記接続電極は、前記チップ基板の上面にのみ形成された、請求項１ないし３のいずれかに記載された裏面実装チップ型発光装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP36593699A JP4082544B2 (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | 裏面実装チップ型発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP36593699A JP4082544B2 (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | 裏面実装チップ型発光装置 |
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| JP36593699A Expired - Fee Related JP4082544B2 (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | 裏面実装チップ型発光装置 |
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