JPH0951124A - チップマウントｌｅｄ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のこの種のチップマウントＬＥＤ素子に
おいては、平坦な素子基板上にＬＥＤチップをマウント
するものであったので、水平方向にも光が放射されて観
視方向に達する光が少なく、暗いものとなる問題点を生
じていた。 【解決手段】 本発明により、素子基板２の上面には、
ＬＥＤチップ３の側面３ｃと同寸の設置面２１ａと、こ
の設置面２１ａの側面３ｃに対応する辺から梯形状に拡
がる一対の反射面２１ｂと、Ｐ極面３ａ及びＮ極面３ｂ
に対応する辺の夫々から梯形状に拡がり導電処理が施さ
れて端子部４に電気的接続が行われた配線面２１ｃとで
平頭四角錐状の凹部２１を形成し、設置面２１ａにはＬ
ＥＤチップ３が載置されてＰ極面３ａ及びＮ極面３ｂと
配線面２１ｃとで接続が行われた後に凹部３に透明樹脂
が充填されて成るチップマウントＬＥＤ素子１としたこ
とで、ＬＥＤチップ３からの光を反射面２１ｂで観視方
向Ｚに反射し、必要とされる方向への光の取り出し効率
を向上させて課題を解決するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板などに取
付けるときに、チップマウントと称されて前記回路基板
に取付穴を設けることなく、平面での取付けを可能な構
成としたＬＥＤ素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のチップマウントＬＥＤ素
子９０の構成の例を示すのが図６及び図７であり、例え
ばプリント回路基板で形成される基板９１には上面にパ
ット部９１ａと配線部９１ｂとが設けられると共に、両
端部には側面から底面に到る端子部９１ｃが設けられ、
一方の端子部９１ｃはパット部９１ａに接続され、他方
の端子部９１ｃは配線部９１ｂに接続されている。

【０００３】そして、前記基板９１の前記パット部９１
ａにはＬＥＤチップ９２の例えばＮ極面９２ａが導電性
接着剤などでダイボンドされ、更に反対側のＰ極面９２
ｂが金ワイヤー９３で配線部９１ｂとの配線が行われた
後に、エポキシ樹脂などによる透明樹脂で前記ＬＥＤチ
ップ９２と金ワイヤー９３とを封止するカバー９４を設
けることでチップマウントＬＥＤ素子９０が完成され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来のチップマウントＬＥＤ素子９０において、前記
ＬＥＤチップ９２はＰＮ接合９２ｃで発光するものであ
るので、このＰＮ接合９２ｃが露出する側面９２ｄ方向
にも相当量の光が放射されるものとなり、図中にＺで示
すチップマウントＬＥＤ素子９０の観視方向に全光量が
達せず、暗いチップマウントＬＥＤ素子９０となる問題
点を生じている。

【０００５】このときに、前記Ｐ極面９２ｂには前記し
たように金ワイヤー９３による配線が行われるので、こ
の金ワイヤー９３に遮られて、ますます観視方向Ｚへの
光が減少すると共に、前記金ワイヤー９３は応力による
断線を生じないように適宜の引き回し代が要求されるも
のであるので、前記金ワイヤー９３を含み封止するカバ
ー９４が大型化し、チップマウントＬＥＤ素子９０が大
型化する問題点も生じ、これらの点の解決が課題とされ
るものとなっている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記した従来の
課題を解決するための具体的な手段として、直方体状と
した素子基板の対峙する二面の側面及びその近傍には回
路基板に取付けを行うための端子部が夫々に設けられ、
前記素子基板には前記端子部にＰ極面とＮ極面とが夫々
に接続されるＬＥＤチップが搭載されて成るチップマウ
ントＬＥＤ素子において、前記素子基板の上面には、前
記ＬＥＤチップのＰＮ接合が露出する側面と同寸の設置
面と、この設置面の前記側面に対応する辺から梯形状に
拡がる一対の反射面と、前記Ｐ極面及びＮ極面に対応す
る辺の夫々から梯形状に拡がり導電処理が施されて前記
端子部に電気的接続が行われた配線面とで略四角錐状の
凹部を形成し、前記凹部の前記設置面には前記ＬＥＤチ
ップが載置されて前記Ｐ極面及びＮ極面と配線面とで電
気的接続が行われた後に前記凹部に透明樹脂が充填され
て成ることを特徴とするチップマウントＬＥＤ素子を提
供することで課題を解決するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明を図に示す実施形
態に基づいて詳細に説明する。図１及び図２に符号１で
示すものは本発明に係るチップマウントＬＥＤ素子であ
り、このチップマウントＬＥＤ素子１は、例えば樹脂、
セラミックなど絶縁性部材で形成され略直方体状とされ
た素子基板２にＬＥＤチップ３が搭載されて構成される
ものである点は従来例のものと同様である。

【０００８】また、前記素子基板２には、例えば短辺側
の二辺の側面２ａとその近傍である底面２ｂとに端子部
４が樹脂メッキなどの手段で設けられ、回路基板（図示
は省略する）へのチップマウント方式による取付けを可
能としている点も従来例のものと同様である。

【０００９】ここで、本発明においては、前記素子基板
２の上面に凹部２１を形成するものであり、前記凹部２
１は、前記ＬＥＤチップ３を設置するための設置面２１
ａと、ＬＥＤチップ３からの光を観視方向Ｚに向かい反
射させるための反射面２１ｂと、前記ＬＥＤチップ３に
給電を行うための配線面２１ｃとで、凹の平頭四角錐状
として形成されている。

【００１０】このときに、前記設置面２１ａはＬＥＤチ
ップ３を基準として寸法が設定されるものであり、仮に
ＬＥＤチップ３のＰ極面３ａとＮ極面３ｂとが共に０．
４mm角であり、厚みが０．６mmであるとすれば、前記設
置面２１ａはＬＥＤチップ３の側面３ｃと同一の寸法、
即ち、０．４×０．６mmの矩形として形成される。尚、
前記側面３ｃとはＰＮ接合３ｄが露出する面である。

【００１１】加えて、前記設置面２１ａは前記素子基板
２内の適宜な深さとなる位置に設けられ、この設置面２
１ａに取付けられたＬＥＤチップ３の上端が後にも説明
する透明樹脂８の凹部２１への注入で覆われるもの、即
ち、ＬＥＤチップ３の上端が素子基板２の上面よりも適
宜寸法だけ下方となるようにされている。

【００１２】また、前記反射面２１ｂは、前記設置面２
１ａの側面３ｃ側の寸法、即ち、ＬＥＤチップ３の厚み
に対応する辺を上底とする梯形状に形成されるものであ
り、このときに、前記反射面２１ｂの下底側は素子基板
２の上面に一致され、これにより、前記反射面２１ｂは
上底側を下方とし、下底側を上方とした傾斜面として形
成されるものとなる。

【００１３】そして、前記設置面２１ａにはＬＥＤチッ
プ３の厚みに対応する辺が平行な二辺として存在するも
のであるので、二辺の夫々に対して反射面２１ｂが形成
され、反射面２１ｂは線対称の二面として形成される。
また、この反射面２１ｂは上記したようにＬＥＤチップ
３からの光を反射することを目的とするものであるの
で、前記素子基板２には白色部材など反射効率の高い色
彩が選択される。

【００１４】また、前記配線面２１ｃは、前記設置面２
１ａのＰ極面３ａ及びＮ極面３ｂに対応する辺を上底と
する梯形状に形成されるものであり、反射面２１ｂと同
様に下底側が素子基板２の上面と一致され、下底側を上
方とした傾斜面として形成されるものとなる。

【００１５】加えて、前記配線面２１ｃには、例えば
銅、銀など導電性を有し、且つ、ハンダとの親和性の良
い部材により配線膜５が敷設されている。このとき、前
記設置面２１ａのＰ極面３ａ及びＮ極面３ｂに対応する
辺は、素子基板２の端子部４が設けられた辺と平行する
ように設けられているので、前記配線膜５の一端は端子
部４と接続されるものとなる。

【００１６】このように形成された凹部２１の設置面２
１ａにはＬＥＤチップ３が接着剤６で接着され、そし
て、Ｐ極面３ａとＮ極面３ｂとが配線膜５とハンダ７で
接合された後に、前記凹部２１に透明樹脂８が注入され
て、本発明のチップマウントＬＥＤ素子１が構成されて
いる。

【００１７】図３は、素子基板２にＬＥＤチップ３を搭
載するときの手順を説明するものであり、第一の工程と
して設置面２１ａに絶縁性の接着剤６を用いてＬＥＤチ
ップ３を側面３ｃの一面で接着する。このときに前記Ｌ
ＥＤチップ３の側面３ｃと前記設置面２１ａとは同一の
寸法とされているので、ＬＥＤチップ３は凹部２１の所
定位置に正確に位置するものとなる。

【００１８】ここで、前記接着剤６を白色など反射効率
の高い色彩としておけば、接着面に達した光を接着剤６
で反射させ、透明なＬＥＤチップ３内を透過させ観視方
向Ｚ（図２参照）に向かわせることが可能となり、観視
方向Ｚ（図２参照）に対する光の取り出し効率を向上さ
せる。また、前記ＬＥＤチップ３は後に説明するハンダ
７による取付工程で確実に固定されるものとなるので、
前記接着剤６はそれ迄の固定が行えれば良いものとな
る。

【００１９】続いて、前記ＬＥＤチップ３が設置面２１
ａに固定された凹部２１の配線面２１ｃにはボール状と
したハンダ７が投入され、このハンダ７は配線面２１ｃ
の傾斜により転がり落ちて、Ｐ極面３ａ及びＮ極面３ｂ
に当接した状態で停止し、この状態でリフロー炉などに
よる加熱を行えば、ＬＥＤチップ３のＰ極面３ａ及びＮ
極面３ｂは配線膜５を介して端子部４に接続されるもの
となる。

【００２０】尚、ここで、配線面２１ｃは上記のＰ極面
３ａ（Ｎ極面３ｂ）と端子部４との接続を行うのみでな
く、前記ＬＥＤチップ３からこの方向に放射される光に
対しては、この光を観視方向Ｚに反射する反射面として
の作用も期待できるので、前記配線膜５は反射効率を高
めるように金属の光沢面などとして形成しておくことが
好ましい。

【００２１】また、上記ボール状としたハンダ７は様々
な直径としたものが市場に供給されているので、それら
の内から前記配線面２１ｃとＰ極面３ａ（Ｎ極面３ｂ）
とを接合するのに過不足のない量のものを選択すれば良
い。また、投入されたときに配線面２１ｃの傾斜を転が
り落ちれば良いものであるので必ずしもボール状を限定
するものではない。

【００２２】更には、このときに投入されたハンダ７
が、加熱を行う前の状態で振動などによりＬＥＤチップ
３の側面３ｃに移動する恐れを生じるのであれば、図３
中に示すように反射面２１ｂと配線面２１ｃとが交わる
稜線に沿いリブ２１ｄを突出させ、このリブ２１ｄによ
り上記ハンダ７が溶着される前の移動を阻止するものと
すれば良い。

【００２３】次いで、上記の構成とした本発明のチップ
マウントＬＥＤ素子１の作用及び効果について説明を行
えば、第一には、ＬＥＤチップ３が凹部２１の設置面２
１ａに側面３ｃを反射面２１ｂを対峙させて設置された
ことで、この側面３ｃから放射される光の大部分が反射
され観視方向Ｚに向かうものとなり、観視方向Ｚに対す
る光の取り出し効率が向上して明るいチップマウントＬ
ＥＤ素子１の提供を可能とする。

【００２４】また第二には、ＬＥＤチップ３に対する配
線工程が凹部２１の所定位置にハンダ７を投入し加熱す
るのみで行えるものとなるので、従来例で行われていた
金ワイヤによる煩雑な配線工程は不要となり、工程の簡
素化が可能となると共に、金ワイヤのための引き回し代
も不要となりチップマウントＬＥＤ素子１の小型化も可
能となる。

【００２５】図４に示すものは本発明の別の実施形態で
あり、前の実施形態では反射面２１ｂを傾斜する平面状
として形成していたが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、例えば前記ＬＥＤチップ３の中心を焦点とす
る放物面として形成しても良い。

【００２６】このときには、前記ＬＥＤチップ３から放
射される光の前記反射面２１ｂに達するものは、その反
射方向が観視方向Ｚに向かうように収束されるものとな
り、観視方向Ｚから見たときの明るさを一層に向上させ
ることが可能となる。また、上記の放物面化は配線面２
１ｃに対して実施しても良い。

【００２７】図５に示すものは本発明の更に別の実施形
態であり、前の何れの実施形態も配線面２１ｃには配線
膜５を設けるものとしていたが、この実施形態では金属
板などで端子部９ａと配線部９ｂとが一体化された配線
金具９を予めに形成しておき、素子基板２を成形する際
に前記配線金具９のインサート成形を行うことにより一
体化したものである。

【００２８】このようにすることで、素子基板２を形成
する時点で前の実施形態における端子部及び配線膜が同
時に形成されているものとなり、形成のための工程数が
格段に減少するものとなって、チップマウントＬＥＤ素
子１のコストダウンが可能となる。尚、上記以外の作
用、効果は前の実施形態と同様であるので、ここでの詳
細な説明は省略する。

【００２９】

【発明の効果】以上に説明したように本発明により、素
子基板の上面には、ＬＥＤチップのＰＮ接合が露出する
側面と同寸の設置面と、この設置面の前記側面に対応す
る辺から梯形状に拡がる一対の反射面と、Ｐ極面及びＮ
極面に対応する辺の夫々から梯形状に拡がり導電処理が
施されて端子部に電気的接続が行われた配線面とで平頭
四角錐状の凹部を形成し、前記凹部の前記設置面には前
記ＬＥＤチップが載置されて前記Ｐ極面及びＮ極面と配
線面とで電気的接続が行われた後に前記凹部に透明樹脂
が充填されて成るチップマウントＬＥＤ素子としたこと
で、第一には、ＬＥＤチップからの光を反射面で観視方
向に反射し、必要とされる方向への光の取り出し効率を
向上させて明るいチップマウントＬＥＤ素子とし、性能
向上に極めて優れた効果を奏するものである。

【００３０】また第二には、上記の構成とすることで、
配線工程が凹部の所定位置にハンダを投入し加熱するの
みで行えるものとなり、従来例で行われていた金ワイヤ
による煩雑な配線工程は不要として工程を簡素化し、こ
の種のチップマウントＬＥＤ素子のコストダウンにも優
れた効果を奏すると共に、金ワイヤのための引き回し代
も不要となりチップマウントＬＥＤ素子の小型化も可能
とする効果も併せて奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るチップマウントＬＥＤ素子の一
実施形態を一部を省略した状態で示す斜視図である。

【図２】 図１のＡ―Ａ線に沿う断面図である。

【図３】 同じ実施形態の組立行程を示す説明図であ
る。

【図４】 同じく本発明に係るチップマウントＬＥＤ素
子の別の実施形態を示す断面図である。

【図５】 同じく本発明に係るチップマウントＬＥＤ素
子の更に別の実施形態を示す断面図である。

【図６】 従来例を示す斜視図である。

【図７】 図６のＢ―Ｂ線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１……チップマウントＬＥＤ素子 ２……素子基板 ２１……凹部 ２１ａ……設置面 ２１ｂ……反射面 ２１ｃ……配線面 ２１ｄ……リブ ３……ＬＥＤチップ ３ａ……Ｐ極面 ３ｂ……Ｎ極面 ３ｃ……側面 ３ｄ……ＰＮ接合 ４……端子部 ５……配線膜 ６……接着剤 ７……ハンダ ８……透明樹脂 ９……配線金具 ９ａ……端子部 ９ｂ……配線部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直方体状とした素子基板の対峙する二面
   の側面及びその近傍には回路基板に取付けを行うための
   端子部が夫々に設けられ、前記素子基板には前記端子部
   にＰ極面とＮ極面とが夫々に接続されるＬＥＤチップが
   搭載されて成るチップマウントＬＥＤ素子において、前
   記素子基板の上面には、前記ＬＥＤチップのＰＮ接合が
   露出する側面と同寸の設置面と、この設置面の前記側面
   に対応する辺から梯形状に拡がる一対の反射面と、前記
   Ｐ極面及びＮ極面に対応する辺の夫々から梯形状に拡が
   り導電処理が施されて前記端子部に電気的接続が行われ
   た配線面とで略四角錐状の凹部を形成し、前記凹部の前
   記設置面には前記ＬＥＤチップが載置されて前記Ｐ極面
   及びＮ極面と配線面とで電気的接続が行われた後に前記
   凹部に透明樹脂が充填されて成ることを特徴とするチッ
   プマウントＬＥＤ素子。
2. 【請求項２】 前記反射面と配線面との、少なくとも反
   射面の側が前記ＬＥＤチップからの光に対し収束作用を
   有する曲面で構成されていることを特徴とする請求項１
   記載のチップマウントＬＥＤ素子。