JPH0344080A - 半導体装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ダイオードアレイを備えた半導体装置に係り
、特に、定電圧駆動のダイオードアレイのパターンに関
する。

［従来の技術］ 整流特性を持つダイオードは従来から各種電子機器に使
用され、機器の小型化に寄与している。

近年発光ダイオードが出現し特性の安定化が得られてく
ると、その発光特性を付加したダイオードが更に広く注
目を浴びるようになってきた。例えば、複写機などのプ
リンタ用の光源に発光ダイオード（ＬＥＤ）を多数並へ
て構成したＬＥＤアレイヘッドか用いられるようにもな
ってきた。

一方、情報通信業界においては高精細な画像の伝送に向
けて研究・開発が進められている。これらの最も顕著な
例としてファクシミリが挙げられるが、このファクシミ
リ光源としては従来から輝度の大きい蛍光灯が一般に用
いられ°Ｃいる。

しかし、蛍光灯を用いた場合、輝度バラツキが大きいこ
と、メンテナンスが必要なこと、輝度の変化が大きく、
いわゆる蛍光灯切れなどが起こりやすい等の問題が存在
していた。

このためメンテナンスか不要で、輝度バラツキの少ない
Ｌ　Ｅ　Ｄアレイを光源に使いたいという要求も出てお
り、この要求はさらに拡大される傾向にある。

そこで、原稿読取り用光源にＬ　Ｅ　Ｄアレイを用い、
ＬＥＤアレイから出た光を集束性ロッドレンズアレイで
集光し、イメージセンサで読み取るようにしたものか開
発され、実用化もされ始めている。しかし、Ｌ　Ｅ　Ｄ
アレイについては、未だ業界は統一された電圧基準とい
うものが存在せず、メーカにより使用する電圧か異なる
というのが現状である。

ファクシミリ用電源には何種類もあるが、現在のところ
、１２Ｖ電圧駆動用と２４Ｖ電圧駆動用との２種類のＬ
　Ｅ　Ｄアレイが主流である。通常、これらのＬ　Ｅ　
Ｄアレイパターンは電源電圧に合わせた特定パターンで
基板上に作っているため、使用電源電圧が変わると別個
のパターンを起こす必要があり、従ってファクシミリメ
ーカの要求に対処するためには、Ｌ　Ｅ　Ｄアレイメー
カはプリント基板を２秤類用意しなければならなかった
。

第２図に基板に形成した従来の１２Ｖ用のＬ　ＥＤアレ
イパターンを示す。１はｐ、ｎ両面電極を持つＬ　Ｅ　
Ｄ、２，３．４はバットである。このうち２は中継用の
ホンディングパッド、３はＬＥＤ取付用パッド、そして
パッド４は抵抗接続用の抵抗パットである。５はパッド
４，４間に印刷、半田等によって形成される電流制限抵
抗、６はＬＥＤｌの表面電極とボンディングパノド２間
を結合するホンディング線である。そして７はプラス側
電源端子、８はマイナス側電源端子、１０はプリント配
線である。

ＬＥＤアレイは通常複数のブロックに分けられている。

図示例では６つのブロックに分けられ、直列接続された
ＬＥＤ　１か４個で１ブロツクが形成され、１ブロツク
に１つの電流制限抵抗５が接続される。

因に両電源端子７，８間に］、　２　Ｖ印加すると、１
ブロツクに流れる電流を計測する電流計９には４０ｍＡ
の電流が流れる。このときの抵抗５の値は２００Ωに設
定される。

第３図に同じく２４■用のＬＥＤアレイパターンを示す
。ブロックの数は３つで、各ブロックのＬＥＤ　１の数
は８個である。５０Ωの抵抗５を接続したときの電流値
は４　Ｑ　ｍ　Ａである。

このように使用電圧が異なると、パターンも抵抗値も異
なるため、メーカに合わせるためには２種類の基板を用
意しなければならなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 上述したように、使用電圧か異なるとパターンも抵抗値
も異なるためプリント延板を電源電圧に合わせて別個に
用意しなければならなかった。

本発明の目的は、汎用性のある共通パターンを作ること
によって、」二連した従来技術の欠点を解消して、使用
電圧が異なっても、同一基板を使用することが可能な半
導体装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の半導体装置は、任意数のダイオードを直列接続
して形成した基本ブロックを基板上に複数個並べて構成
したグイオードアレイパターンにおいて、基本ブロック
を一方の電源ラインあるいは隣の基本ブロックに接続要
素を介して選択的に切換接続するための切換用パッドを
備えている。

また、」１記基本ブロックを一方の電源ラインに切換接
続したときは、隣の基本ブロックを接続要素を介して他
方の電源ラインに接続し、上記基本ブロックを隣の基本
ブロックに切換接続したときは、隣の基本ブロックを他
方の電源ラインから断って上記基本ブロックに縦続接続
させるための断続用パッドとを備えている。

そしてこれら切換用パッドと断続用パッドとを備えるこ
とにより、両電源ライン間に印加される電源電圧に応じ
て縦続接続する基本ブロック数を変化させるように構成
したものである。

また、本半導体装置をデータ通信、ファクシミリ通信、
パーソナルコンピュータあるいはワードプロセッサ用の
光源に利用するために、上記ダイオードを発光ダイオー
ドとし、この発光ダイオード駆動電源を１２Ｖまたは２
４Ｖに設定することもできる。

そして、上記発光ダイオードを通信用とするために赤外
発光ダイオードとし、または表示用とするために可視発
光ダイオードとしてもよい。

ここで、接続要素を介する接続は抵抗接続やショート接
続を意味する。

［作用］ 切換用パッドに接続要素が取り付けられて基本ブロック
が一方の電源ラインに切換接続され、また断続用パッド
に接続要素が取り付けられて隣の基本ブロックか他方の
電源ラインに接続されると、本ダイオードアレイは基本
ブロック単位でタイオードに通電される。

一方、切換用パッドを使って基本ブロックが隣の基本ブ
ロックに切換接続され、また断続用パッドを使って隣の
基本ブロックが他方の電源ラインから断たれると、本ダ
イオードは基本ブロックよりも大きな複合化されたブロ
ック単位でダイオードに通電されることになる。

このように接続要素によるパッドの接続の仕方により電
源駆動されるブロックの大きさ、即ち直列接続されるタ
イオードの数が任意に変えられるので、ブロックの大き
さと、接続要素の抵抗値とを電源電圧に合わせて設定す
ると、ブロック内のダイオードが常に定電流駆動される
ことになる。

従って、基本パターンは同じで、パッドに介在させる接
続要素の設置位置を切り換えるだけで、異なる電源電圧
に対応させることが可能となる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図、第４図〜第７図を用
いて説明する。

第１図はＬＥＤアレイを搭載した本発明の半導体装置の
一例を示す。なお、ここでパターンというときは、素子
、パッド、これらを結線する配線等から形成される回路
パターンをいい、ＬＥＤアレイパターンというときは、
ＬＥＤアレイを構成するためのパターンをいう。

第１図はプリント基板に印刷された電源電圧共通のＬＥ
Ｄアレイパターンを示し、基板の中段にパッド３に取り
付けられたＬＥＤ　ｌと、ポンディングパッド２が２列
に並べられている。１２■用のときは上下段に設けた抵
抗パッドＡに、２４Ｖ用のときは下段に設けた抵抗パッ
ドＢにそれぞれ決められた抵抗を接続するようになって
いる。

第４図は１２Ｖ用に２００Ωの抵抗５を抵抗パッドＡに
接続した図を、第５図は２４Ｖ用に５０Ωの抵抗５を抵
抗パッドＢに接続した図である。

さて第１図を詳しく説明する。

プラス側電源配線１０１とマイナス側電源配線１０２と
を共通にして、−列に並べられた基本ブロックＮが６つ
あり、この６つのブロックＮは電源電圧が低いときは、
そのままの単位で扱われ、電源電圧か高いときは基本ブ
ロック２つで一単位となるように、３個のブロックにま
とめられる。

このように電源電圧に応じて共通使用できるようにする
ため、各基本ブロックＮのパターンは全く同一ではなく
、僅かに異ならせて主従の２種類用意してあり、第１図
においてはこれらを主・従と交互に並べである。

左端に配置しである主となる基本ブロックＮは４個のＬ
ＥＤ　ｌを有する。この４個のＬＥＤ　ｌは両面電極を
持ち、プリント基板の中段に適宜間隔を置いて一列に並
んだ４個のＬＥＤ取付用バッド３に、その裏面電極をそ
れぞれろうづけして取り付けられる。

ＬＥＤ取付用パッド３と平行してポンディングパッド２
がパッド３と対応して同数個用意されている。このうち
基本ブロックの前列（左端）にあるポンディングパッド
２はプリント配線１０３を介してプラス側電源配線１０
１に直接接続されている。残りの３個のポンディングパ
ッド２はそれぞれプラス側のＬＥＤ取付用パッド３に配
線接続される。

そして、対応するポンディングパッド２とＬＥＤｌの表
面電極とがボンディング線６で接続され、４個のＬＥＤ
　ｌは直列接続される。

基本ブロックの後列（右端）にあるＬＥＤ取付用パッド
３は、プリント基板の下段に設けた抵抗パッドＡに配線
接続される。則ち、ＬＥＤ取付用パッド３は、マイナス
側電源配線１０２に配線接続された抵抗パッド４１と対
をなす抵抗パッド４２に接続される。

主となる基本ブロックＮと相隣る従となる基本ブロック
Ｎは、ポンディングパッド２およびＬＥＤ取付用パッド
３の数、配列、結線の仕方は前述した基本ブロックと同
じである。異なる点は後列にあるＬＥＤ取付用パッド３
が配線１０４を介して直接マイナス側電源配線１０２（
一方の電源ライン）に接続されている点と、前列のボン
デイン１ グバッド２に上段の抵抗パッドＡおよび下段の抵抗パッ
ドＢか接続されている点である。則ち、ブロック最前列
のポンディングパッド２は、プラス側電源配線１０１（
他方の電源ライン）に配線接続された抵抗パッド４４と
対をなす抵抗パッド４５に接続される。また、同じブロ
ック最前列のポンディングパッド２は、主となる基本ブ
ロックＮの抵抗パッドＡを構成する一方の抵抗パッド４
２を共通にして、これと対をなす抵抗パッド４３に接続
される。

なお、上記した本実施例の抵抗パッド４１，４２．４３
で切換用パッドを構成し、また抵抗パッド４４．４５で
断続用パッドを構成する。

本実施例のパターンは上述した２種類の主従ブロックの
繰返しで構成される。

ところで、主ブロックのプラス側電源配線１０１との接
続部にパッドＡを介設したのは、基本ブロック同士を直
列接続するためには、従属接続される側のブロックをプ
ラス側電源配線１０１から断つ必要があるからである。

また、基本ブロック９ として使用するときに、ここを制限抵抗５の取付は場所
とするためである。制限抵抗５がこの抵抗パッドＡに取
り付けることができるので、従属接続されるこのブロッ
クの最後列のＬＥＤ取付用バッ１！３はプリント配線１
０４で直接マイナス側電源配線１０２に接続しである。

また、従属ブロックの最前列のポンディングパッド２に
抵抗パッドＡおよびＢを接続したのは、従属接続するた
めには主ブロツク後段のＬＥＤ取付用パッド３をマイナ
ス側電源配線１０２から断つと共に、従ブロックに接続
する必要があるからである。則ち、抵抗パッドＡ、Ｈの
共通パッド４２は、丁度、主従単独動作させるか、主従
連結して動作させるかの切替スイッチの中点のように働
く。抵抗パッドＡ間、則ち共通パッド４２と抵抗パッド
４１間に抵抗が接続されれば、基本ブロックは単体で動
作する。また、抵抗バフ１Ｂ間、則ち共通パッド４２と
抵抗パッド４３間に抵抗が接続されれば、主従ブロック
の連結されたブロックとして動作する。

さて、本実施例では上記のようにＬＥＤアレイパターン
を形成しであるので、次に述べるように１２Ｖ用と２４
Ｖ用にパターンを共用できる。

第４図に示すように、１２Ｖ用ＬＥＤアレイとして使用
するときは、各ブロックの抵抗パッドＡに２００Ωの抵
抗５を接続する。抵抗パッドＢには何も接続せず断状態
を保つ。すると、主従の関係は断たれた状態となり、基
本ブロックが一単位となって作動する。その結果、４個
のＬＥＤ　１を持った６個のブロワ゛りが並列に駆動さ
れる。

また、第５図に示すように、２４Ｖ用ＬＥＤアレイとし
て使用するときは、各ブロックの抵抗パッドＢに５０Ω
の抵抗５を接続する。抵抗パッドＡには何も接続せず断
状態を保つ。すると、主従ブロックは連結され、基本ブ
ロックが２個で一単位となって作動する。その結果、８
個のＬＥＤ　］を持った３個のブロックが並列に駆動さ
れる。

以上述べたように本実施例によれば、プリント基板上に
作成した同一パターンを使用して異なる電源電圧で駆動
できるようにしたので、メーカが異なって使用電源電圧
が変わっても、抵抗５の抵抗値と抵抗５の取付はパッド
位置を変更するだけで、電源電圧の違いに対処できるこ
とになる。したがって、使用電圧が異なるとパターンも
抵抗値も異なるためプリント基板を別に用意する必要が
なくなる。従って、量産性に優れる。

また、仮に抵抗を共用した場合に、大きい値の方に抵抗
値を設定しておいて、使用電圧が低いときはトリミング
して抵抗値を合わせるという必要もなくなる。なお、特
にパッドＡ、Ｂに予め抵抗を取り付けておき、電源電圧
に応じて不要な抵抗を取り外すようにすることもできる
。

」−記した実施例では抵抗付けを行う位置をＬＥＤアレ
イの上下段に配列する場合について述べたが、本発明は
これに限定されるものではなく、例えば第６図に示すよ
うに、上段にある従となる基本ブロックＮの抵抗パッド
Ａを、配線を引き伸ばしてに基板の下段にを持って来る
ようにして、片側だけに配列することもできる。このよ
うにすることにより、抵抗の半田付は作業が容易となり
、５ 作業ミスを少なくすることができる。

また、第７図に示すように、全ての基本ブロックＮの前
列にパッドＡ及びパッドＢを、後列にパッドＡを設けて
、基本ブロックＮを全て同じ構成とし、更に自由度を広
げ、電源電圧に応じてブロックの大きさを任意に変更で
きるようにすることも可能である。この場合、抵抗パッ
ドＡまたはＢの一部においては抵抗を取付ないて、ショ
ートする箇所が必要となる。

次に、上記のようなＬＥＤアレイパターンの具体例につ
いて述べる。

発光ピーク波長５５５ｎｍ（純緑色）のＧａＰのＬＥＤ
を用いて原稿Ａ４サイズのファクシミリ用の光源を作成
した。ファクシミリ用の光源としては、定格電圧が１２
Ｖと２４Ｖの２つの仕様が存在することは既述したとお
りである。　このＧａＰＬＥＤ１個の立上がり電圧は１
．８Ｖで、電流４ＱｍＡを流したときの印加電圧は２．
３Ｖであった。このＬ　Ｅ　Ｄ　５個と１００Ωの抵抗
を直列接続して基本ブロックとし、これを第４図のよう
な６ 配置でプリント基板に１２ブロック作威した。長さ２３
０　ｍｍ（Ａ　４判相７当）のＬＥＤ光源として両端子
間に１２Ｖを印加したとろ４　ＱｍＡの電流が流れた。

発光は長さ方向に均一で輝度バラツキは±１０％以内で
あった。

次に電源が２４Ｖであるファクシミリ用光源として用い
るため同しプリント基板で第５図のような配置でＬＥＤ
ＩＯ個および抵抗２０Ωを接続した。これを１ブロツク
として６ブロツクを作成し、両端に２４Ｖを・印加した
。このとき４　ＱｍＡの電流が流れＬＥＤアレイ全体が
均一に光った。このとき光出力のバラツキが小さいため
、従来のファクシミリよりも濃淡のバラツキか少なくな
り、均一性が大幅に向上した。

なお、上記具体例ではＡ４判サイズのファクシミリ用光
源について説明したが、３４判、Ａ３判その他のサイズ
についても当然適用できる。

また、上記実施例ではＬＥＤチップは両面電極を有する
場合について説明したが、ｐ、ｎ両電極が同一面に出る
ようなテパイスを用いることも可能である。

また、発光タイＡ−１・は可視に限定されず赤外ＬＥＤ
についても適用でき、さらには発光タイオードではなく
通常のタイオートアレイにも適用てきる。

また、本発明は実施例のようにファクシミリ読取り光源
に限定されるのもではなく、データ通信パーソナルコン
ピュータないしワードプロセ。

す用のプリント光源にも適用てきる。

［発明の効果］ 本発明によれば次の効果を特徴する 請求項■の半導体装置においては、パターンを共通にし
たので、電源電圧が異なっても、接続要素の取付は位置
を変更するだけで、異なる電源電圧に同一基板で対応で
きる。

請求項２の半導体装置においては、タイオートを発光タ
イオードとし、かつ電源電圧を１２Ｖ用と２４Ｖ用とに
設定したので、１２Ｖ用と２４Ｖ用との発光タイオード
光源に共用できる。

請求項３の半導体装置においては、発光タイオ−ドとし
て赤外発光ダイオードまたは可視発光ダイオードとした
ので、テータ通信、ファクシミリ通信、パーソナルコン
ピュータないしワードプロセッサ用の光源に使用するこ
とかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による半導体装置の一実施例を示すＬＥ
Ｄアレイを搭載したプリント基板の共通パターン構成図
、第２図は電源電圧が１２Ｖ用の従来のプリント基板の
パターン構成図、第３図は電源電圧が２４Ｖ用の従来の
プリント基板のパターン構成図、第４図は第１図のプリ
ント基板の共通パターンを１２Ｖ用に結線したときのパ
ターン構成図、第５図は同じく第１図のプリント基板の
共通パターンを２４Ｖ用に結線したときのパターン構成
図、第６図は抵抗パｙＦを全て下段に設けた第１図の変
形例を示すパターン構成図、第７図は基本ブロックのパ
ターンを全て同一にした第１図の他の変形例を示すパタ
ーン構成図である。 １は発光ダイオード、４１，４２．４３は切換用パッド
、４４．４５は断続用パッド、１０１は他方の電源ライ
ン、 Ｏ２は一方の電源ライン、 Ｎは基本ブロックである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）任意数のダイオードを直列接続して形成した基本
   ブロックを基板上に複数個並べて構成したダイオードア
   レイパターンにおいて、 基本ブロックを一方の電源ラインあるいは隣の基本ブロ
   ックに接続要素を介して選択的に切換接続するための切
   換用パッドと、 上記基本ブロックを一方の電源ラインに切換接続したと
   きは、隣の基本ブロックを接続要素を介して他方の電源
   ラインに接続し、上記基本ブロックを隣の基本ブロック
   に切換接続したときは、隣の基本ブロックを他方の電源
   ラインから断って上記基本ブロックに縦続接続させるた
   めの断続用パッドと を備えて、 両電源ライン間に印加される電源電圧に応じて縦続接続
   する基本ブロック数を変化させるように構成したことを
   を特徴とする半導体装置。
2. （２）上記ダイオードが発光ダイオードであり、発光ダ
   イオード駆動電源電圧が１２Ｖまたは２４Ｖであること
   を特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. （３）上記発光ダイオードが赤外発光ダイオードまたは
   可視発光ダイオードであることを特徴とする請求項２に
   記載の半導体装置。