JPS58194383A - 連続組立発光ダイオ−ド - Google Patents

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】 この発明は連続組立発光ダイオードに関する。

発光ダイオードは、従来、２本の端子を有する単体の素
子として組立てられることが多い。このため、自動組立
、スクリーニングなどが難しがった。

第１０図は、従来例に係る発光ダイオードの縦断面図で
ある。

これは、樹脂モールド型発光ダイオード４０を示す。発
光ダイオード４０は、竪２本の端子４１．４２を用い、
一方の端子の上に発光ダイオードチップ４３をグイボン
ディングし、この電極と他の端子とをワイヤボンディン
グして接続している。そして、透明の樹脂によってモー
ルドしたものである。モールド部４５は端子４１．４２
を固定し、チップ、ワイヤを保護する作用及び集光作用
などがある。

このような発光ダイオードは、スクリーニング工程を意
識した電極構造が考慮されていない為、スクリーニング
工程が煩労になる。

第１１図は、従来例に係る他の発光ダイオードの縦断分
解図である。

これは、金属ケース人発光ダイオード４６を示す。

竪方向の端子４７を持つ金属製ヘッダ４８の上に、発光
ダイオードチップ４９をボンディングし、チップ４９の
電極ともう一本の端子（ヘッダにつながっていない）と
をワイヤボンディング５０　Ｌ、さらにガラス窓付金属
キャップ５１をヘッダ４８に蓋せ、融着しである。

このような発光ダイオードは、単体のまま組立てるので
、組立を自動化するのが難しいし、スクリーニング工程
も煩労になる。

スクリーニングというのは、素子その他の製品を通電状
態のまま数日〜数週間試験し、不良品か生じると、これ
を除去する工程をいう。

素子その他の製品は、製造された時点で所望の性能条件
を満足していても、使用によって故障する。ある製品が
、故障する確率は、その寿命にわたって常に一定である
わけではない。故障率の高いのは、製造された後、数日
〜数週間であることが多い。これを初期不良という。内
在的に、もともと故障−の原因を持っており、これが通
電試験により早く外へ現われたものである。

初期不良の現われた発光ダイオードは除かなければなら
ない。これがスクリーニングである。

第１０図、第１１図のような発光ダイオードは各素子が
スクリーニング前の工程では個々が電気的に分離されて
おり、スクリーニングのため、各素子ことに通電しなけ
ればならない。専用の治具や試験器具を多数必要とし、
手数もかかり、煩労な作業である。

本発明は、これらの欠点を克服し、組立作業の自動化、
スクリーニング作業の簡略化に最適で、しかも放熱効果
の優れた連続組立発光ダイオードを与える事を目的とす
る。

以下、実施例を示す図面によって、本発明の構成、作用
及び効果を説明する。

第１図は厚膜印刷基板の上に、行列状の発光ダイオード
集合を製作するための導体パターンを印刷したものの平
面図である。

本発明は、金属製のハーメチックヘッダ・キャップ構造
や、樹脂モールド構造をとらない。まず厚膜印刷基板１
の上に、電極パターン２を厚膜印刷する。

厚膜印刷基板１は上下二層構造の板で、下は金属、上は
絶縁体とする。例えは下はアルミニウム　　　　１板、
上はアルミナ板の二層構造でも良い。また、下は鉄で、
上はホーロー質とすることもできる。

下に金属板を設けるのは、熱伝導を良くし、熱放散を促
進するためである。発光ダイオードはかなりの電流が流
れ、ジュール熱発生が著しい場合も多い。このため、熱
伝導の良い金属板を用いる。

電極パターン２は、同じ単位形状が、左右前後に繰返す
周期的パターンてあ・る。つまり行列状である。左右前
後の１周期分、行列要素が、ひとつの単位発光ダイオー
ド３に対応する。

この例では５行６列の単位発光ダイオードを図示してい
る。一般に、ｍ行ｎ列の行列状に、単位発光ダイオード
を、−挙にあるいは連続的に加工してゆく。

電極パターンの印刷は、通常の厚膜印刷技術により行う
。所望のパターンに対応する部分を切抜いた薄い金属製
スクリーンを基板に当て、上から銀パラジウムなどの導
体ぺ、−ストをローラで塗布する。これを適当な温度で
乾燥、焼成して、電極パターンができる。

アノード電極４．カソード電極５か、単位発光ダイオー
ド３の端部に並んで設けられる。中央には、発光ダイオ
ードチップをボンディングするためのチップ座６がある
。

カソード電極５、チップ座６と、隣接単位発光ダイオー
ドのアノード電極４が、連絡パターン部７により、ひと
つづきに連絡される。

単位発光ダイオード３を分ける境界線８は破線で示しで
ある。境界線８に対応し、厚膜印刷基板１の裏面には、
金属板部に深く切込まれた分割用溝９が設けである。

隣接発光ダイオード間のカソード電極５とアノード電極
４が連続している、というのは重要な特徴である。

ｍ行ｎ列の繰返しパターンのチップ座６へ、発光ダイオ
ードチップ１０を連続的にボンディングしてゆく。左右
前後へのピッチは定っているので、ボンディング工程は
、容易に自動化することができる。

次に、アノード電極４につづく連絡パターン７と、発光
ダイオードチップ１０のＰ型置極部とをワイヤボンディ
ング１１する。ワイヤボンディングも自動化できる。

第２図はこのような工程後の状態の発光ダイオード群の
１行分だけの斜視図である。

この例では、厚膜印刷基板１の両側に、アノード側附加
領域１２、及びカソード側附加領域１３が設けられ、そ
れぞれ各行ごとに、スクリーニング用電極１４　、１５
が余分に印刷されている。スクリーニング用電極は行の
数ｍだけ分離して設けられているが、これを全て統合し
てひとつにしても良い。

スクリーニング用電極１４　、１５は、隣接発光ダイオ
ードのアノード、カソードにつながっている。

第２図に示すように、チップ座６に発光ダイオードチッ
プ１０を設け、これとアノード側パターンをワイヤボン
ディング１１すると、各行のｍ個の単位発光ダイオード
３は、互に直列接続される事になる。カソード電極５、
チップ座６と隣接単位発光ダイオードのアノード電極４
はひと続きのパターンでできているからである。スクリ
ーニング用電極１４　、１５は、発光ダイオード群の直
列体の始端、終端となる。

第３図は単位発光ダイオードの拡大平面図である。

アノード電極４の側の連絡パターン７の一部は絶縁ガラ
スパターン１６によって覆われている。ガラスの厚膜印
刷は、電極パターン２の印刷に続いて予め行っておく。

この上へ、さらに金属キャップを取付ける。

第４図は金属キャップを取付けた単位発光ダイオードの
拡大平面図、第５図は第４図中のＶ−■断面図、第６図
は単位発光ダイオードの正面図である。

金属キャップ１７は皿型断面で、中央にガラス窓１８を
有する。金属キャップ１７は、ハンダ又は導電性接着剤
で厚膜印刷基板１に固着される。金属キャップ１７はカ
ソード電極５と電気的に接続される。

金属キャップ１７の取付も、第１図のような行列状態の
ままで行う。これも自動化工程で行うと良い。　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　：１ｍｍ
行列の発光ダイオードマトリックスが、このようにして
、−挙に、あるいは連続的に作製される。

行列状態で、或は第２図のように、行ことに割った状態
でスクリーニングする。

発光ダイオード群は直列に接続されているから、両端の
スクリーニング用電極１４　、１５間に適当な電源を接
続すると、発光ダイオード群の全てに同一電流を流すこ
とができる。

通電状態で、数日〜数週間保ち、電流、電圧、輝度特性
などを試験する。初期不良の現われたものは除く。境界
線８に沿って、厚膜印刷基板１をスクライブし、単位発
光ダイオードに分割する。

分割用溝９は分割作業を助ける作用がある。分割方法は
ミゾ以外にミゾなしで、シャーリングによる切断又はミ
シン穴でもよい。

既に述べたように、厚膜印刷基板１は、下方に金属層１
９、上方に絶縁体層２ｏを設けた２層構造を有する。

第７図は単位発光タイオードの底面図であるが、裏面は
一様な金属層１９となっている。

分割した単位発光ダイオードは、第４図〜第７図に示す
ように、薄い矩形状である。このまま、ハイブリッドＩ
Ｃの上へチップ部品として実装する事ができる。

単にチップ部品としてでなく、プリント基板などに実装
したい場合は、第８図、第９図に示すように、電極４，
５からリード２３を延長して設けても良い。

この例では、窓つきの金属キャップ１７によって、発光
ダイオードの内部空間を被覆している。金属キャップは
堅牢で、耐熱性に優れるか、比較的コスト高である。本
発明に於ては、金属キャップのかわりにプラスチックキ
ャップを用いても良いし、透明のプラスチック素材でモ
ールドすることとしても良い。

厚膜印刷基板１は、金属層としてアルミ、絶縁体層とし
てアルミナで構成できる。また鉄とホーローとを二層構
造としてもよい。

効果を述べる。

（１）厚膜印刷基板上に、多数の単位発光ダイオードを
行列状に組立てる事としたので、発光ダイオードチップ
の取付、ワイヤボンディング、キャップの取付などの組
立作業を自動化する事ができる。能率的である。

（２）隣接する単位発光ダイオードのカソード、アノー
ド電極が連続する電極パターンを印刷し、組立が終ると
、発光ダイオードは直列に接続されるようになる。この
状態で、複数個の発光ダイオード群に通電できる。スク
リーニング工程を簡便にする事ができる。

（３）熱伝導の良い金属を厚膜印刷基板の素材として利
用するから、熱放散に優れる。発光ダイオードはジュー
ル熱により熱せられ、特性が変動する場合があるが、積
極的に熱を放散するから、安定した駆動が可能になる。

このように有用な発明である。

この発明の用途は、 ｆａｔ　　光データリンク、光ワイヤレスリモコン（テ
レビ等の）などの光送信部 ＋ｂ＞　　パネル表示などの表示部 （Ｃ１光利用の近接スイッチ など、広い用途が拡っている。

【図面の簡単な説明】

第１図は厚膜印刷基板の上に、発光ダイオード集合を行
列状に製作するための導体電極パターンを印刷したもの
の平面図。 第２図は電極パターンの上に発光ダイオードチップをボ
ンドし、ワイヤボンディングした発光ダイオード集合の
１行分のみの斜視図。 第３図は金属キャップを取付ける前の単位発光ダイオー
ドの拡大平面図。 第４図は金属キャップを取付けた状態の単位発光ダイオ
ードの拡大平面図。 第５図は第４図中のＶ−■断面図。 第６図は単位発光ダイオードの正面図。 第７図は単位発光ダイオードの底面図。 第８図はリードを取付けた単位発光ダイオードの平面図
。 第９図は同じものの縦断面図。 第１０図は従来例に係る樹脂モールド型発光ダイオード
の縦断面図。 第１１図は従来例に係る金属ケース人発光ダイオードの
分解正面図。 １・・・・・・厚膜印刷基板 ２・・・・・・電極パターン ３・・・・・・単位発光ダイオード ４・・・・・・アノード電極 ５・・・・・・カソード電極 ６・・・・・・チップ座 ７・・・・・・連絡パターン部 ８・・・・・・境　界　線 ９・・・・・・分割用溝 １０・・・・・・発光ダイオードチップ１１・・・・・
・ワイヤボンディング １２　、１３・・・・・・附加領域 １４　、１５・・・・・・スクリーニング用電極１６・
・・・・・絶縁ガラスパターン １７・・・・・・金属キャップ １８・・・・・・ガラス窓 １９・・・・・・金　属　層 ２０・・・・絶縁体層 ２３・・・・・・リード 発　　明　　者　　　　　　　　坂　　本　　福　　馬
戸　　１）　敏　　宏 西　　沢　　秀　　明 手続補正書ｍ発） 特許庁長官　島　１）春　樹　殿 ”ＩＦ　（’ｔ′（Ｄ　′７］Ｅ　　特願昭５７−７７
０２９２発明の名称　連続組立発光ダイオード３補正を
する者 事件との関係　　特許出願人 居　所大阪市東区北浜５丁目１５番地 名　称　（２１３）住友電気工業株式会社代表者社長　
亀　井　正　夫 ４、代　理　人 弓５３７ 住　所　大阪市東成区中道３丁目１５番１６号「特許請
求の範囲」の欄及び （１）　　明細書第８頁第１３行目 「ハンダ」とあるのを１一般接着剤」と訂日 正する。 （２）　　同書第８頁第１４行目〜１５行目「厚膜印刷
基板１に固着される。」と「金属キャップ１７・・・・
・・」の間に「導電性接着剤で固着した場合」を挿入す
る。 （３）同書第８頁第１４目と１６行目の間に「また、パ
ターン形状によっては金属キャップをハンダ付けしても
よい。」を挿入する。 （４）　　同書第８頁第１４目「このまま、・・・」か
ら第４行目「単にチップ部品としてでなく、」までを削
除する。 （５）特許請求の範囲については別紙のとおり特許請求
の範囲 カソード電極、アノード電極及びチップ座よシなる単位
発光ダイオードパターンが行列状に或は二ａ匹繰返す電
極パターンを印刷した厚膜印刷基板と、チップ座の上に
固着被覆されカソード電極とアノード電極に接稗された
発光ダイオードチップとよシ成シ、隣接する単位発光ダ
イオードのカソード電極とアノード電極とが連続してお
り、かつ厚膜印刷基板は金属層と絶縁体層よシなる二層
構造である事を特徴とする連続組立発光ダイオード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カソード電極、アノード電極及びチップ座よりなる単位
   発光ダイオードパターンが行列状に繰返す電極パターン
   を印刷した厚膜印刷基板と、チップ座の上に固着被覆さ
   れカソード電極とアノード電極に接続された発光ダイオ
   ードチップとより成り、隣接する単位発光ダイオードの
   カソード電極とアノード電極とが連続しており、かっ厚
   膜印刷基板は金属層と絶縁体層よりなる二層構造である
   事を特徴とする連続組立発光ダイオード。