JPH08116094A - 表面実装型発光素子 - Google Patents
表面実装型発光素子Info
- Publication number
- JPH08116094A JPH08116094A JP27563494A JP27563494A JPH08116094A JP H08116094 A JPH08116094 A JP H08116094A JP 27563494 A JP27563494 A JP 27563494A JP 27563494 A JP27563494 A JP 27563494A JP H08116094 A JPH08116094 A JP H08116094A
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- JP
- Japan
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- light emitting
- electrode
- substrate
- diode chip
- emitting diode
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 製品の信頼性を高め、またコストアップを防
ぐことができる表面実装型発光素子を提供することにあ
る。 【構成】 この表面実装型発光素子においては、基板２
２に設けられている第１電極部２６とフレキシブル基板
３２上に設けられている第３電極部３４にそれぞれ発光
ダイオードチップ３０の電極部に接触する接続部が設け
られている。発光ダイオードチップ３０の一方の電極接
続部は第１電極部２６に接続され、また他方の電極接続
部は第３電極部３４を介して第２電極部２８に接続され
る。
ぐことができる表面実装型発光素子を提供することにあ
る。 【構成】 この表面実装型発光素子においては、基板２
２に設けられている第１電極部２６とフレキシブル基板
３２上に設けられている第３電極部３４にそれぞれ発光
ダイオードチップ３０の電極部に接触する接続部が設け
られている。発光ダイオードチップ３０の一方の電極接
続部は第１電極部２６に接続され、また他方の電極接続
部は第３電極部３４を介して第２電極部２８に接続され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種ＡＶ機器、電話
機、その他一般電子機器に広く使用されている表面実装
型発光素子に関するものである。
機、その他一般電子機器に広く使用されている表面実装
型発光素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の表面実装型発光素子としては、図
８及び図９に示すような発光ダイオードやフォトカプラ
があった。この発光ダイオードは、ガラスエポキシ基板
２の表面に対向配置された一対の電極部４、６と、その
一方の電極部４の上にダイボンドされ且つ他方の電極部
６にワイヤーボンドされた発光ダイオードチップ８と、
ワイヤーの保護等を目的として発光ダイオードチップ８
及びその周辺を覆う液状エポキシ樹脂のポッティング又
はトランスファー成形にて形成される封止樹脂１０と、
から構成されていた。また、フォトカプラは、耐熱性樹
脂からなる基板１２と、この基板１２内にインサート成
形された複数のリードフレーム１４と、リードフレーム
１４の所定位置にダイボンド及びワイヤーボンドされた
赤外発光ダイオード１６及びフォトトランジスタ又はフ
ォトダイオードからなる受光素子１８と、それらを覆う
ようにトランスファー成形された封止樹脂２０と、から
構成されていた。
８及び図９に示すような発光ダイオードやフォトカプラ
があった。この発光ダイオードは、ガラスエポキシ基板
２の表面に対向配置された一対の電極部４、６と、その
一方の電極部４の上にダイボンドされ且つ他方の電極部
６にワイヤーボンドされた発光ダイオードチップ８と、
ワイヤーの保護等を目的として発光ダイオードチップ８
及びその周辺を覆う液状エポキシ樹脂のポッティング又
はトランスファー成形にて形成される封止樹脂１０と、
から構成されていた。また、フォトカプラは、耐熱性樹
脂からなる基板１２と、この基板１２内にインサート成
形された複数のリードフレーム１４と、リードフレーム
１４の所定位置にダイボンド及びワイヤーボンドされた
赤外発光ダイオード１６及びフォトトランジスタ又はフ
ォトダイオードからなる受光素子１８と、それらを覆う
ようにトランスファー成形された封止樹脂２０と、から
構成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように表面実装
型発光素子においては、通常、発光ダイオードチップ８
等の化合物半導体素子を用いている。この化合物半導体
素子はもろいものであるため、機械的応力ストレスに弱
く破損する危険性があり、ワイヤーボンド時にボンディ
ング不良が発生したり、また、封止樹脂が硬化する時の
応力ストレスにより破損したり、更に実装する際にリフ
ロー半田付を行うと吸湿したエポキシ樹脂からなる封止
樹脂１０、２０が熱により膨張して応力ストレスが加わ
り破損する等、従来の構造では信頼性が低くなるという
課題があった。
型発光素子においては、通常、発光ダイオードチップ８
等の化合物半導体素子を用いている。この化合物半導体
素子はもろいものであるため、機械的応力ストレスに弱
く破損する危険性があり、ワイヤーボンド時にボンディ
ング不良が発生したり、また、封止樹脂が硬化する時の
応力ストレスにより破損したり、更に実装する際にリフ
ロー半田付を行うと吸湿したエポキシ樹脂からなる封止
樹脂１０、２０が熱により膨張して応力ストレスが加わ
り破損する等、従来の構造では信頼性が低くなるという
課題があった。
【０００４】また、従来の表面実装型発光素子において
は、その構造上、ワイヤーボンダーやトランスファー成
形機等の高価な設備が必要であるという課題もあった。
は、その構造上、ワイヤーボンダーやトランスファー成
形機等の高価な設備が必要であるという課題もあった。
【０００５】本発明は、上記課題に鑑みなされたもの
で、その目的は、発光ダイオードチップに加わる機械的
応力ストレスをなくして発光ダイオードチップの破損や
接触不良等を防ぎ、製品の信頼性を高め、また高価な設
備を必要とする製造工程を削減してコストアップを防ぐ
ことができる表面実装型発光素子を提供することにあ
る。
で、その目的は、発光ダイオードチップに加わる機械的
応力ストレスをなくして発光ダイオードチップの破損や
接触不良等を防ぎ、製品の信頼性を高め、また高価な設
備を必要とする製造工程を削減してコストアップを防ぐ
ことができる表面実装型発光素子を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の表面実装型発光
素子は、表面に凹部が設けられた透光性を有する基板
と、該基板の表面に形成されると共に前記凹部の底部に
設けられた接続部を有する第１電極部と、前記基板の表
面に形成された第２電極部と、表裏面にそれぞれ電極接
続部が設けられその一方の電極接続部が前記第１電極部
の接続部に接触するように前記凹部の底部に固着された
発光ダイオードチップと、柔軟性を有し且つ前記凹部の
開口部を覆うように前記基板の表面に固着されるフレキ
シブル基板と、該フレキシブル基板の前記基板に対向す
る側の面上に設けられ、前記発光ダイオードチップの他
方の電極接続部に接触する接続部が設けられ且つ前記第
２電極部にも接触する第３電極部と、からなるものであ
る。
素子は、表面に凹部が設けられた透光性を有する基板
と、該基板の表面に形成されると共に前記凹部の底部に
設けられた接続部を有する第１電極部と、前記基板の表
面に形成された第２電極部と、表裏面にそれぞれ電極接
続部が設けられその一方の電極接続部が前記第１電極部
の接続部に接触するように前記凹部の底部に固着された
発光ダイオードチップと、柔軟性を有し且つ前記凹部の
開口部を覆うように前記基板の表面に固着されるフレキ
シブル基板と、該フレキシブル基板の前記基板に対向す
る側の面上に設けられ、前記発光ダイオードチップの他
方の電極接続部に接触する接続部が設けられ且つ前記第
２電極部にも接触する第３電極部と、からなるものであ
る。
【０００７】
【作用】本発明の表面実装型発光素子においては、基板
に設けられている第１電極部とフレキシブル基板上に設
けられている第３電極部にそれぞれ発光ダイオードチッ
プの電極部に接触する接続部が設けられている。発光ダ
イオードチップを基板の凹部の底部に固着すると、発光
ダイオードチップの一方の電極接続部と第１電極部の接
続部とが接触し、また、フレキシブル基板を凹部の開口
部を覆うように固着すると、発光ダイオードチップの他
方の電極接続部と第３電極部とが接触し、更にこのとき
に第２電極部と第３電極部とが接触する。この結果、発
光ダイオードチップの一方の電極接続部は第１電極部に
接続され、また他方の電極接続部は第３電極部を介して
第２電極部に接続される。そして、このような構成から
なる表面実装型発光素子を、フレキシブル基板側をマザ
ーボード側に向けてマザーボード上に実装することによ
り、発光ダイオードチップは基板の凹部に収められて保
護されると共にフレキシブル基板とマザーボードとの間
に形成される空気層により熱等から保護される。
に設けられている第１電極部とフレキシブル基板上に設
けられている第３電極部にそれぞれ発光ダイオードチッ
プの電極部に接触する接続部が設けられている。発光ダ
イオードチップを基板の凹部の底部に固着すると、発光
ダイオードチップの一方の電極接続部と第１電極部の接
続部とが接触し、また、フレキシブル基板を凹部の開口
部を覆うように固着すると、発光ダイオードチップの他
方の電極接続部と第３電極部とが接触し、更にこのとき
に第２電極部と第３電極部とが接触する。この結果、発
光ダイオードチップの一方の電極接続部は第１電極部に
接続され、また他方の電極接続部は第３電極部を介して
第２電極部に接続される。そして、このような構成から
なる表面実装型発光素子を、フレキシブル基板側をマザ
ーボード側に向けてマザーボード上に実装することによ
り、発光ダイオードチップは基板の凹部に収められて保
護されると共にフレキシブル基板とマザーボードとの間
に形成される空気層により熱等から保護される。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の一実施例に係る表面実装型発
光素子を示す断面図である。２２は金属メッキが可能な
透光性を有するガラスエポキシ、ガラス等からなる基板
である。この基板２２は、図２にも示すように、比較的
薄い直方体をなすもので、その表面の中央に円形又は楕
円形状の凹部２４が設けられている。この凹部２４に
は、その開口部２４ａよりも径が小さい底部２４ｂと、
開口部２４ａから底部２４ｂに向かって傾斜する周状の
内側面２４ｃとが設けられている。
光素子を示す断面図である。２２は金属メッキが可能な
透光性を有するガラスエポキシ、ガラス等からなる基板
である。この基板２２は、図２にも示すように、比較的
薄い直方体をなすもので、その表面の中央に円形又は楕
円形状の凹部２４が設けられている。この凹部２４に
は、その開口部２４ａよりも径が小さい底部２４ｂと、
開口部２４ａから底部２４ｂに向かって傾斜する周状の
内側面２４ｃとが設けられている。
【０００９】２６、２８はメッキ、印刷等により基板２
２の表面に形成される第１及び第２電極部である。本実
施例における第１及び第２電極部２６、２８は、基板２
２の表面２２ａから側面２２ｂ及び裏面２２ｃにかけて
凹部２４を挟んで相対するように形成されている。ま
た、第１電極部２６は、基板２２の表面２２ａから凹部
２４の内側面２４ｃを通って底部２４ｂ上に延びる接続
部２６ａを有する。この接続部２６ａの端部は、後述す
る発光ダイオードチップの電極接続部の位置に適合する
ように、リングを略半分にしたような形状に形成されて
いる。
２の表面に形成される第１及び第２電極部である。本実
施例における第１及び第２電極部２６、２８は、基板２
２の表面２２ａから側面２２ｂ及び裏面２２ｃにかけて
凹部２４を挟んで相対するように形成されている。ま
た、第１電極部２６は、基板２２の表面２２ａから凹部
２４の内側面２４ｃを通って底部２４ｂ上に延びる接続
部２６ａを有する。この接続部２６ａの端部は、後述す
る発光ダイオードチップの電極接続部の位置に適合する
ように、リングを略半分にしたような形状に形成されて
いる。
【００１０】３０は発光ダイオードチップであり、図３
及び図４にその表側及び裏側の外観を示すように、表側
から順にアノード３０ａ、カソード３０ｂ、サブストレ
ート３０ｃを重ね合わせた構造となっている。また、こ
のアノード３０ａの中央には電極接続部３０ｄが設けら
れており、サブストレート３０ｃの対角線上の２個の角
部にも電極接続部３０ｅが設けられている。この発光ダ
イオードチップ３０は、電極接続部３０ｅが第１電極部
２６の接続部２６ａに接触するように凹部２４の底部２
４ｂに銀ペースト又は高温半田によって固着される。
及び図４にその表側及び裏側の外観を示すように、表側
から順にアノード３０ａ、カソード３０ｂ、サブストレ
ート３０ｃを重ね合わせた構造となっている。また、こ
のアノード３０ａの中央には電極接続部３０ｄが設けら
れており、サブストレート３０ｃの対角線上の２個の角
部にも電極接続部３０ｅが設けられている。この発光ダ
イオードチップ３０は、電極接続部３０ｅが第１電極部
２６の接続部２６ａに接触するように凹部２４の底部２
４ｂに銀ペースト又は高温半田によって固着される。
【００１１】３２は柔軟性を有し金属メッキが可能なフ
レキシブル基板であり、基板２２の表面２２ａに凹部２
４の開口部２４ａを覆うように取り付けられるものであ
る。このフレキシブル基板３２の基板２２に対向する側
の面上には、第１及び第２電極部２６、２８にそれぞれ
銀ペースト又は高温半田により固着されて接続される第
４及び第３電極部３６、３４がメッキ、印刷等により形
成されている。この第３電極部３４には、フレキシブル
基板３２の略中央まで引き出された接続部３４ａが設け
られている。この接続部３４ａはフレキシブル基板３２
を基板２２に固着する際に、銀ペースト又は高温半田に
より発光ダイオードチップ３０の電極接続部３０ｄに固
着される。尚、第４電極部３６は、フレキシブル基板３
２を基板に固着する際に、第１電極部２６との密着性・
固着性を良くするために形成されているものである。
レキシブル基板であり、基板２２の表面２２ａに凹部２
４の開口部２４ａを覆うように取り付けられるものであ
る。このフレキシブル基板３２の基板２２に対向する側
の面上には、第１及び第２電極部２６、２８にそれぞれ
銀ペースト又は高温半田により固着されて接続される第
４及び第３電極部３６、３４がメッキ、印刷等により形
成されている。この第３電極部３４には、フレキシブル
基板３２の略中央まで引き出された接続部３４ａが設け
られている。この接続部３４ａはフレキシブル基板３２
を基板２２に固着する際に、銀ペースト又は高温半田に
より発光ダイオードチップ３０の電極接続部３０ｄに固
着される。尚、第４電極部３６は、フレキシブル基板３
２を基板に固着する際に、第１電極部２６との密着性・
固着性を良くするために形成されているものである。
【００１２】上記構成からなる本実施例の表面実装型発
光素子においては、凹部２４の底部２４ｂ上に固着され
た発光ダイオードチップ３０の表面が、基板２２の表面
２２ａよりも低い所に位置するように設定されている。
また、基板２２はその厚さが１ｍｍ〜数ｍｍに設定され
ており、フレキシブル基板３２の厚さは５０〜１００μ
ｍに設定されている。このため、第３電極部３４の接続
部３４ａを発光ダイオードチップ３０の電極接続部３０
ｄに固着すると、フレキシブル基板３２は、図１に示す
ように、凹部２４の内方に向かってわん曲することにな
る。
光素子においては、凹部２４の底部２４ｂ上に固着され
た発光ダイオードチップ３０の表面が、基板２２の表面
２２ａよりも低い所に位置するように設定されている。
また、基板２２はその厚さが１ｍｍ〜数ｍｍに設定され
ており、フレキシブル基板３２の厚さは５０〜１００μ
ｍに設定されている。このため、第３電極部３４の接続
部３４ａを発光ダイオードチップ３０の電極接続部３０
ｄに固着すると、フレキシブル基板３２は、図１に示す
ように、凹部２４の内方に向かってわん曲することにな
る。
【００１３】この表面実装型発光素子を、図６に示すよ
うに、マザーボード３８にリフロー半田付により実装す
る際には、フレキシブル基板３２側がマザーボード３８
の表面に当接するように固着する。その際に、フレキシ
ブル基板３２の中央は基板２２の凹部２４の内方に向か
ってわん曲しているので、フレキシブル基板３２とマザ
ーボード３８との間には隙間があき、ここに入った空気
により空気層４０が形成される。このようにして形成さ
れた空気層４０は、表面実装型発光素子をリフロー半田
付する際に受ける機械的応力ストレスや熱ストレスから
発光ダイオードチップ３０を保護する役目を果たしてい
る。
うに、マザーボード３８にリフロー半田付により実装す
る際には、フレキシブル基板３２側がマザーボード３８
の表面に当接するように固着する。その際に、フレキシ
ブル基板３２の中央は基板２２の凹部２４の内方に向か
ってわん曲しているので、フレキシブル基板３２とマザ
ーボード３８との間には隙間があき、ここに入った空気
により空気層４０が形成される。このようにして形成さ
れた空気層４０は、表面実装型発光素子をリフロー半田
付する際に受ける機械的応力ストレスや熱ストレスから
発光ダイオードチップ３０を保護する役目を果たしてい
る。
【００１４】上記のように実装された表面実装型発光素
子は、発光ダイオードチップ３０が発する光を基板２２
を介して外部に照射する。このため、基板２２全体が明
るくなり、基板２２が光を集光・拡散する役目を果た
す。
子は、発光ダイオードチップ３０が発する光を基板２２
を介して外部に照射する。このため、基板２２全体が明
るくなり、基板２２が光を集光・拡散する役目を果た
す。
【００１５】尚、ガラスエポキシ、ガラス等からなる基
板２２に光拡散剤を混合させても良い。また、製造時に
は、基板２２を多数集合させた集合基板を用いても良
い。
板２２に光拡散剤を混合させても良い。また、製造時に
は、基板２２を多数集合させた集合基板を用いても良
い。
【００１６】また、発光ダイオードチップ３０の全面
に、透明エポキシ樹脂又は透明シリコン樹脂をコーティ
ングして、光量を増加させても良い。
に、透明エポキシ樹脂又は透明シリコン樹脂をコーティ
ングして、光量を増加させても良い。
【００１７】更に、本実施例における第１電極部２６の
接続部２６ａは、凹部２４の表面２２ａから内側面２４
ｃ上を通って底部２４ｂ上に形成されているが、図７に
示すように、第１電極部２６の基板２２の裏面２２ｃ側
に回り込んで形成されている部分からスルーホール電極
部２６ｂを介して凹部２４の底部２４ｂ上に形成されて
いる接続部２６ａに導通するように形成することもでき
る。
接続部２６ａは、凹部２４の表面２２ａから内側面２４
ｃ上を通って底部２４ｂ上に形成されているが、図７に
示すように、第１電極部２６の基板２２の裏面２２ｃ側
に回り込んで形成されている部分からスルーホール電極
部２６ｂを介して凹部２４の底部２４ｂ上に形成されて
いる接続部２６ａに導通するように形成することもでき
る。
【００１８】また、基板２２に設けられた凹部２４の形
状も、図７に示すもののように、その内側面２４ｃが底
面２４ｂに対して垂直な面となるように形成しても良い
し、更に、その開口部２４ａや底部２４ｂの形状が矩形
であっても良い。
状も、図７に示すもののように、その内側面２４ｃが底
面２４ｂに対して垂直な面となるように形成しても良い
し、更に、その開口部２４ａや底部２４ｂの形状が矩形
であっても良い。
【００１９】
【発明の効果】本発明の表面実装型発光素子によれば、
フレキシブル基板の柔軟性を利用して第３電極部を発光
ダイオードチップに固着しているので、ワイヤーボンド
工程や液状エポキシ樹脂のポッティング又はトランスフ
ァー成形等の工程を削減することができる。従って、こ
れら削減した工程において生じていたワイヤーボンド不
良や発光ダイオードチップの破損等がなくなり、信頼性
を向上させることができる。
フレキシブル基板の柔軟性を利用して第３電極部を発光
ダイオードチップに固着しているので、ワイヤーボンド
工程や液状エポキシ樹脂のポッティング又はトランスフ
ァー成形等の工程を削減することができる。従って、こ
れら削減した工程において生じていたワイヤーボンド不
良や発光ダイオードチップの破損等がなくなり、信頼性
を向上させることができる。
【００２０】また、製造工程の一部を削減し、高価な機
械を使用する必要もなくなるので、製造コストを大幅に
引き下げることができる。
械を使用する必要もなくなるので、製造コストを大幅に
引き下げることができる。
【００２１】更に、フレキシブル基板のわん曲により生
じる空気層により、リフロー半田時における熱ストレス
等から発光ダイオードチップを保護することができ、信
頼性を更に高めることができる。
じる空気層により、リフロー半田時における熱ストレス
等から発光ダイオードチップを保護することができ、信
頼性を更に高めることができる。
【図１】本発明の一実施例に係る表面実装型発光素子を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】図１に示す基板の外観を示す斜視図である。
【図３】図１に示す発光ダイオードチップの表側の外観
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図４】図１に示す発光ダイオードチップの裏側の外観
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図５】図１に示すフレキシブル基板の外観を示す斜視
図である。
図である。
【図６】図１に示す表面実装型発光素子を実装した状態
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図７】第１電極部の一部及び基板の一部変更例を示す
断面図である。
断面図である。
【図８】従来の発光ダイオードの構造を示す斜視図であ
る。
る。
【図９】従来のフォトカプラの構造を示す斜視図であ
る。
る。
２２ 基板 ２４ 凹部 ２６ 第１電極部 ２８ 第２電極部 ３０ 発光ダイオードチップ ３２ フレキシブル基板 ３４ 第３電極部
Claims (1)
- 【請求項１】 表面に凹部が設けられた透光性を有する
基板と、該基板の表面に形成されると共に前記凹部の底
部に設けられた接続部を有する第１電極部と、前記基板
の表面に形成された第２電極部と、表裏面にそれぞれ電
極接続部が設けられその一方の電極接続部が前記第１電
極部の接続部に接触するように前記凹部の底部に固着さ
れた発光ダイオードチップと、柔軟性を有し且つ前記凹
部の開口部を覆うように前記基板の表面に固着されるフ
レキシブル基板と、該フレキシブル基板の前記基板に対
向する側の面上に設けられ、前記発光ダイオードチップ
の他方の電極接続部に接触する接続部が設けられ且つ前
記第２電極部にも接触する第３電極部と、からなること
を特徴とする表面実装型発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27563494A JP3357756B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | 表面実装型発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27563494A JP3357756B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | 表面実装型発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08116094A true JPH08116094A (ja) | 1996-05-07 |
| JP3357756B2 JP3357756B2 (ja) | 2002-12-16 |
Family
ID=17558199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27563494A Expired - Lifetime JP3357756B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | 表面実装型発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3357756B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005202382A (ja) * | 2003-12-18 | 2005-07-28 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 光プリント回路基板、面実装型半導体パッケージ、及びマザーボード |
| WO2005104252A2 (en) * | 2004-03-29 | 2005-11-03 | Cree, Inc. | Semiconductor light emitting devices including flexible film having therein an optical element, and methods of assembling same |
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