(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２リードフレームと、第１リードフレーム上に搭載され第１リードフレームと第２リードフレームに電気的に接続されたＬＥＤ素子と、第１及び第２リードフレームを保持すると共にＬＥＤ素子を内部に収容する筒状の容器とを備え、ＬＥＤ素子は容器の上端開口と下端開口との間に位置し、容器の内壁面はＬＥＤ素子の出射光を上端開口側へ反射するように形成され、容器は上端開口から下端開口まで透光性樹脂が充填され、前記容器はほぼ円筒形の内壁面を有し、その内壁面は上端開口と下端開口とのほぼ中間部分の内径が上端開口及び下端開口の各内径よりも小さく、かつ、中間部分から上端開口及び下端開口へ向かうに従って次第に内径が大きくなるように形成されており、前記ＬＥＤ素子は青色光または青紫色光を出射するＬＥＤ素子であり、容器の上端開口付近には蛍光体が混ぜられた透光性樹脂を容器の下端開口から滴下することにより形成された蛍光体層が設けられているチップ部品型ＬＥＤ。
【請求項２】
第１及び第２リードフレームと、第１リードフレームに設けられる鉢状のカップと、カップ内に収容されると共に第１リードフレームと第２リードフレームに電気的に接続されて青色光または青紫色光を出射するＬＥＤ素子と、第１及び第２リードフレームを保持すると共にカップを内部に収容する筒状の容器と、容器の上端開口を封止する透光部材とを備え、カップはその開口が容器の上端開口へ向くように設けられて前記素子の出射光を上端開口側へ反射でき、透光部材の前記素子側表面には蛍光体が混ぜられた透光性樹脂を容器の下端開口から滴下することにより形成された蛍光体層が設けられ、蛍光体層と前記素子との間には中空部が形成され青色光または青紫色光は蛍光体層に入射してから透光部材に入射するチップ部品型ＬＥＤ。
【請求項３】
容器の上端開口上に透光性樹脂からなる凸レンズが更に形成されてなる請求項１又は２に記載のチップ部品型ＬＥＤ。
【請求項４】
表面から裏面まで貫通する貫通孔が形成された板状の絶縁基板と、絶縁基板の裏面に設けられて貫通孔の基板裏面側開口に一部がそれぞれ延出する一対の第１及び第２配線パターンと、前記開口に延出した第１配線パターン上に搭載されて貫通孔内に収容されると共に第１配線パターンと第２配線パターンに電気的に接続されたＬＥＤ素子と、絶縁基板の裏面から第１及び第２配線パターンおよび前記開口を覆う絶縁膜と、ＬＥＤ素子を基板表面側から覆う透光部材とを備え、絶縁膜には貫通孔へ通ずる孔が形成され、前記ＬＥＤ素子は青色光または青紫色光を出射するＬＥＤ素子であり、透光部材は基板表面側開口付近に設けられた蛍光体層であって、蛍光体層は蛍光体が混ぜられた透光性樹脂を前記絶縁膜の孔から滴下することにより形成されてなるチップ部品型ＬＥＤ。
【請求項５】
絶縁基板の基板表面側開口上に透光性樹脂からなる凸レンズが更に形成されてなる請求項４に記載のチップ部品型ＬＥＤ。
【請求項６】
請求項１または２に記載のチップ部品型ＬＥＤを製造する方法であって、粘着性を有するテープにＬＥＤ素子が組み込まれた容器を上端開口と前記テープが対向するように密着させる工程と、蛍光体が混ぜられた透光性樹脂を下端開口から滴下して上端開口付近に蛍光体層を形成する工程とを備えるチップ部品型ＬＥＤの製造方法。
【請求項７】
請求項３に記載のチップ部品型ＬＥＤを製造する方法であって、凸レンズの形状に対応した凹部を有する金型にＬＥＤ素子が組み込まれた容器を上端開口と前記凹部が対向するように密着させる工程と、下端開口から透光性樹脂を所定量滴下して凸レンズを形成し、その後さらに蛍光体が混ぜられた透光性樹脂を下端開口から滴下して上端開口付近に蛍光体層を形成する工程とを備えるチップ部品型ＬＥＤの製造方法。
【請求項８】
請求項４に記載のチップ部品型ＬＥＤを製造する方法であって、粘着性を有するテープにＬＥＤ素子が組み込まれた絶縁基板を絶縁基板の表面と前記テープが対向するように密着させる工程と、蛍光体が混ぜられた透光性樹脂を絶縁膜の孔から滴下して基板表面側開口付近に蛍光体層を形成する工程とを備えるチップ部品型ＬＥＤの製造方法。
【請求項９】
請求項５に記載のチップ部品型ＬＥＤを製造する方法であって、凸レンズの形状に対応した凹部を有する金型にＬＥＤ素子が組み込まれた絶縁基板を基板表面側開口と前記凹部が対向するように密着させる工程と、絶縁膜の孔から透光性樹脂を所定量滴下して凸レンズを形成し、その後さらに蛍光体が混ぜられた透光性樹脂を絶縁膜の孔から滴下して基板表面側開口付近に蛍光体層を形成する工程とを備えるチップ部品型ＬＥＤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はチップ部品型ＬＥＤ及びその製造方法に関し、詳しくは、各種表示パネルの光源、液晶表示器のバックライト用光源などに用いられるチップ部品型ＬＥＤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のチップ部品型ＬＥＤとしては、成型部材の凹部の底に一対のリードフレームをそれぞれ延出させ、凹部の底に延出したリードフレーム上にＬＥＤ素子を搭載し、さらに凹部内を透光性樹脂で封止したものが知られている。
このようなチップ部品型ＬＥＤのなかには、ＬＥＤ素子に青色光や青紫色光を出射するものを用い、さらに透光性樹脂に蛍光体を含ませることによって青色光や青紫色光の一部を黄色光に変換、混色して白色光を出射するものもある（例えば、特許第２９２７２７９号公報参照）。
【０００３】
上述のようなチップ部品型ＬＥＤの成型部材は、一対のリードフレームを金型内に保持しつつ樹脂注入を行うインサート成型によって成型され、一般的には変性ポリイミド樹脂が材料として用いられる。
また、透光性樹脂としては、一般的にはんだ耐熱性のある透光性のエポキシ樹脂が用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のチップ部品型ＬＥＤでは、はんだ付けなどによって外的な熱が加えられた際に透光性樹脂が膨張し、成型部材と透光性樹脂との接合部、ＬＥＤ素子及びＬＥＤ素子とリードフレームを接続する金線などに熱応力が加わることがあった。
この結果、場合によっては、透光性樹脂が成型部材から剥離したり、金線が切断されたりすることがあった。
【０００５】
この原因としては、凹部封止用の透光性樹脂として用いられるエポキシ樹脂と、成型部材の材料として用いられる変性ポリイミド樹脂との膨張係数の差が挙げられる。
一般的に、エポキシ樹脂の膨張係数は、
５〜８×１０−５／℃
であり、一方、変性ポリイミド樹脂の膨張係数は、
２〜６×１０−５／℃
である。
【０００６】
また、白色光を出射させるために蛍光体を混ぜたエポキシ樹脂で凹部内を封止した場合、無機材料である蛍光体は有機材料であるエポキシ樹脂よりも比重が重いため、たとえ、液状で十分に混ぜ合わせても時間の経過とともに蛍光体が凹部の底に沈降する。
このように蛍光体が凹部の底に沈降すると、凹部内の上部では蛍光体濃度が初期設定値よりも薄くなり、一方、凹部の下部では蛍光体濃度が初期設定値よりも濃くなる。
【０００７】
このため、ＬＥＤ素子の上面から出射される光と側面から出射される光とのあいだには蛍光体を通過する距離について差があり、青色光又は青紫色光から黄色光へ変換される程度に差が生まれてしまう。
この結果、凹部の開口を上方から見た場合、開口中に青色光の強い部分と黄色光の強い部分が生まれて色ムラを引き起こしていた。
【０００８】
なお、仮に、透光性樹脂中の蛍光体濃度が均一であったとしても、ＬＥＤ素子の上面からの出射光と側面からの出射光とのあいだには透光性樹脂を通過する距離自体に差があるため、色ムラを完全に無くすことは困難であった。
【０００９】
また、ＬＥＤ素子に青紫色光などの紫外光を出射するものを用いた場合、エポキシ樹脂などの透光性樹脂が紫外光で分解されて黄変又は黒変することにより輝度が低下し、使用不能となることもあった。
【００１０】
この発明は以上のような事情を考慮してなされたものであり、外的な熱応力に対して強く、白色光を出射する場合でも色ムラが生じにくく、さらには紫外光を出射するＬＥＤ素子を用いても透光性樹脂が分解されることのないチップ部品型ＬＥＤとその製造方法を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、第１及び第２リードフレームと、第１リードフレーム上に搭載され第１リードフレームと第２リードフレームに電気的に接続されたＬＥＤ素子と、第１及び第２リードフレームを保持すると共にＬＥＤ素子を内部に収容する筒状の容器とを備え、ＬＥＤ素子は容器の上端開口と下端開口との間に位置し、容器の内壁面はＬＥＤ素子の出射光を上端開口側へ反射するように形成され、容器は上端開口から下端開口まで透光性樹脂が充填され、前記容器はほぼ円筒形の内壁面を有し、その内壁面は上端開口と下端開口とのほぼ中間部分の内径が上端開口及び下端開口の各内径よりも小さく、かつ、中間部分から上端開口及び下端開口へ向かうに従って次第に内径が大きくなるように形成されており、前記ＬＥＤ素子は青色光または青紫色光を出射するＬＥＤ素子であり、容器の上端開口付近には蛍光体が混ぜられた透光性樹脂を容器の下端開口から滴下することにより形成された蛍光体層が設けられているチップ部品型ＬＥＤを提供するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明において第１及び第２リードフレームは、例えば、鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅、銅メッキを施したアルミニウム、銅メッキを施した鉄、銅メッキを施した銅、金メッキを施したアルミニウム、金メッキを施した鉄、金メッキを施した銅、銀メッキを施したアルミニウム、銀メッキを施した鉄、銀メッキを施した銅などからなる平板状のものを用いることができる。
【００１３】
また、この発明においてＬＥＤ素子は、例えば、ガリウムヒ素を材料とした赤外色発光素子、ガリウム・アルミニウムヒ素を材料とした赤色発光素子、ガリウムヒ素燐を材料とした橙色又は黄色発光素子、ガリウム燐に窒素をドープした黄緑色発光素子、窒化ガリウム系化合物を材料とした青色又は青紫色発光素子などを用いることができる。
なお、後述するように、青紫色光を出射するＬＥＤ素子を用いる場合は青紫色光で透光性樹脂が分解されるのを防ぐために、青紫色光が蛍光体層で波長変換されてから透光性樹脂に到達するような構成とすることが好ましい。
【００１４】
また、この発明においてＬＥＤ素子を第１リードフレームと第２リードフレームに電気的に接続する方法としては、例えば、金、銅、白金、アウミニウムなどの金属からなる導電性ワイヤーをＬＥＤ素子の各電極と各リードフレームにそれぞれワイヤボンディングすることによって接続する方法などを用いることができる。
【００１５】
また、この発明において筒状の容器は、例えば、ポリイミド樹脂、変性ポリイミド樹脂、強化材を用いたポリエーテルエーテルケトン、強化材を用いたポリフェニレンスルフィドなどの耐熱性プラスチックからなるものを用いることができる。
【００１６】
また、この発明において透光性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂などの耐候性に優れた透明樹脂を用いることができる。
【００１７】
また、この発明によるチップ部品型ＬＥＤは、ＬＥＤ素子が青色光または青紫色光を出射するＬＥＤ素子であって、容器上端開口の近傍に蛍光体層を備える。
なお、ここで蛍光体層とは、蛍光体が混ぜられた透光性樹脂を硬化させて形成した層のことをいう。
また、具体的な蛍光体としては、例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系の蛍光体を用いることができる。
イットリウム・アルミニウム・ガーネット系の蛍光体の他には、基体として、亜鉛、カドミウム、マグネシウム、シリコン、イットリウム等の稀土類元素等の酸化物、硫化物、珪酸塩、バナジン酸塩等の無機蛍光物質、またはフルオレセイン、エオシン、油類（鉱物油）等の有機蛍光物質から選択し、付活体として、銀、銅、マンガン、クロム、ユウロビウム、亜鉛、アルミニウム、鉛、リン、砒素、金などから選択し、融剤として、塩化ナトリウム、塩化カリウム、炭酸マグネシウム、塩化バリウムなどから選択したものを用いることができる。
【００１８】
また、この発明によるチップ部品型ＬＥＤは、容器がほぼ円筒形の内壁面を有し、その内壁面は上端開口と下端開口とのほぼ中間部分の内径が上端開口及び下端開口の各内径よりも小さく、かつ、中間部分から上端開口及び下端開口へ向かうに従って次第に内径が大きくなるように形成される。
このように形成すると、容器の内壁面がＬＥＤ素子の出射光を効果的に上端開口側へ反射できる。
また、容器に充填される透光性樹脂が上端開口及び下端開口のいずれの方向にも抜け止めされるので、透光性樹脂が外的な熱を受けて膨張しても容器から剥離しにくくなる。
【００１９】
さらには、内径の小さな中間部分に充填される透光性樹脂の量が少なくなるので、透光性樹脂が外的な熱を受けて膨張しても樹脂量の少ない中間部分にかかる熱応力は他の部分よりも比較的小さくなる。
このため、容器の上端開口と下端開口とのほぼ中間部分に第１及び第２リードフレームの各先端、ＬＥＤ素子及び導電性ワイヤーを配置すれば、熱応力によるこれらの部材の破損をより効果的に防止できるようになる。
【００２０】
また、この発明によるチップ部品型ＬＥＤは、透光性樹脂が上端開口側に突出して凸レンズ形状を有していてもよい。
また、この発明によるチップ部品型ＬＥＤは、容器が上端開口付近にフレネルレンズ又はインナーレンズを備えていてもよい。
また、この発明によるチップ部品型ＬＥＤは、蛍光体層が蛍光体を混ぜた透光性樹脂で成型された成型板であってもよい。
【００２１】
また、この発明によるチップ部品型ＬＥＤは、成型板の蛍光体濃度が成型板の箇所によって異なっていてもよい。
具体的には、チップ部品型ＬＥＤから出射される発光色の波長が発光部位によって約１０ｎｍ以上異なるように蛍光体濃度に差を設ける。このようにすると、１つのＬＥＤ製品で発光部の色合いを変えることができる。
【００２２】
このように１つの成型板中で蛍光体濃度に差を設ける他にも、蛍光体層を蛍光体を混ぜた透光性樹脂で成型された複数の成型板で構成し、これら各成型板の蛍光体濃度が互いに異なるようにしても同様の効果が得られる。
【００２３】
また、この発明は、第１及び第２リードフレームと、第１リードフレームに設けられる鉢状のカップと、カップ内に収容されると共に第１リードフレームと第２リードフレームに電気的に接続されて青色光または青紫色光を出射するＬＥＤ素子と、第１及び第２リードフレームを保持すると共にカップを内部に収容する筒状の容器と、容器の上端開口を封止する透光部材とを備え、カップはその開口が容器の上端開口へ向くように設けられて前記素子の出射光を上端開口側へ反射でき、透光部材の前記素子側表面には蛍光体が混ぜられた透光性樹脂を容器の下端開口から滴下することにより形成された蛍光体層が設けられ、蛍光体層と前記素子との間には中空部が形成され青色光または青紫色光は蛍光体層に入射してから透光部材に入射するチップ部品型ＬＥＤを提供するものでもある。
【００２４】
このように構成すると、ＬＥＤ素子の周囲は中空となり、ＬＥＤ素子から出射された青紫色光は全て蛍光体層に入射してから透光部材に入射するので透光部材の黄変又は黒変が防止される。
なお、用途によっては容器の下端開口は開口のままでもよいが、ＬＥＤ素子を保護するために、ＬＥＤ素子周囲の中空部分を窒素などで置換して容器の下端開口をテープや樹脂板などで封止してもよい。
【００２５】
また、この発明は、表面から裏面まで貫通する貫通孔が形成された板状の絶縁基板と、絶縁基板の裏面に設けられて貫通孔の基板裏面側開口に一部がそれぞれ延出する一対の第１及び第２配線パターンと、前記開口に延出した第１配線パターン上に搭載されて貫通孔内に収容されると共に第１配線パターンと第２配線パターンに電気的に接続されたＬＥＤ素子と、絶縁基板の裏面から第１及び第２配線パターンおよび前記開口を覆う絶縁膜と、ＬＥＤ素子を基板表面側から覆う透光部材とを備え、絶縁膜には貫通孔へ通ずる孔が形成され、前記ＬＥＤ素子は青色光または青紫色光を出射するＬＥＤ素子であり、透光部材は基板表面側開口付近に設けられた蛍光体層であって、蛍光体層は蛍光体が混ぜられた透光性樹脂を前記絶縁膜の孔から滴下することにより形成されてなるチップ部品型ＬＥＤを提供するものでもある。
【００２６】
つまり、これは容器とリードフレームの代わりに、立体的な配線パターンが設けられた絶縁基板を用いることにより、チップ部品型ＬＥＤの厚さを薄くするものである。
なお、薄型化がそれほど重要でない場合は絶縁膜の代わりに絶縁基板を用いた２層基板構造としてもよい。
【００２７】
また、上述の絶縁基板を用いたチップ部品型ＬＥＤは、一対の第１及び第２配線パターンが複数組設けられ、ＬＥＤ素子は各第１配線パターン上にそれぞれ搭載され、各第１配線パターンと各第２配線パターンにそれぞれ電気的に接続されてもよい。
また、上述の絶縁基板を用いたチップ部品型ＬＥＤは、ＬＥＤ素子が青色光または青紫色光を出射するＬＥＤ素子であり、透光部材が蛍光体層であって、貫通孔は内壁面に前記素子の出射光を蛍光体層へ反射する反射層を備えていてもよい。
【００２８】
また、この発明によるチップ部品型ＬＥＤにおいて、青色光又は青紫色光を出射するＬＥＤ素子を用いる場合は、ツェナーダイオードを更に備え、ツェナーダイオードが容器内で第１リードフレームのＬＥＤ素子の近傍に備えられてもよい。
また、ツェナーダイオードは容器内で第２リードフレームに備えられてもよい。
これは、青色又は青紫色光を出射する窒化ガリウム系のＬＥＤ素子は、一般的に静電耐圧が１００Ｖ以下と低いため、サージなどの外部ノイズからＬＥＤ素子を保護することが望ましいためである。
【００２９】
また、この発明による、第１及び第２リードフレームと、第１リードフレーム上に搭載され第１リードフレームと第２リードフレームに電気的に接続されたＬＥＤ素子と、第１及び第２リードフレームを保持すると共にＬＥＤ素子を内部に収容する筒状の容器とを備え、ＬＥＤ素子は容器の上端開口と下端開口との間に位置し、容器の内壁面はＬＥＤ素子の出射光を上端開口側へ反射するように形成され、容器は上端開口から下端開口まで透光性樹脂が充填されてなるチップ部品型ＬＥＤの製造方法は、粘着性を有するテープに第１及び第２リードフレームとＬＥＤ素子が組み込まれた容器を上端開口と前記テープが対向するように密着させる工程と、下端開口から透光性樹脂を滴下する工程とを備えていてもよい。
このような製造方法によれば、必ず上端開口と同じ高さまで透光性樹脂が充填されるので、チップ部品型ＬＥＤを上方から見た場合に透光性樹脂の充填不足などがなくなる。
【００３０】
また、容器の上端開口付近に蛍光体層を備える場合の製造方法は、粘着性を有するテープに第１及び第２リードフレームとＬＥＤ素子が組み込まれた容器を上端開口と前記テープが対向するように密着させる工程と、下端開口から蛍光体が混ぜられた透光性樹脂を所定量滴下して容器の上端開口付近に蛍光体層を形成し、その後さらに下端開口から透光性樹脂を滴下する工程とを備えていてもよい。
なお、蛍光体が混ぜられた透光性樹脂が硬化してから下端開口まで透光性樹脂を滴下してもよいし、硬化する前に下端開口まで透光性樹脂を充填してもよい。
というのは、蛍光体は無機物で比重が重いため、硬化する前でも後から滴下された透光性樹脂とは混ざりにくいからである。
さらには、蛍光体が混ぜられた透光性樹脂を下端開口まで１回で充填し、その後、蛍光体を上端開口付近に自然沈降させることによって蛍光体層を形成してもよい。
このような製造方法によれば、上端開口付近のみに均一な厚さで蛍光体層を形成できるので、ＬＥＤ素子の出射光が蛍光体層を通過する距離がほぼ一定となって製品から出射される発光色の色ムラが無くなる。
【００３１】
また、透光性樹脂が上端開口側へ突出した凸レンズ形状とする場合の製造方法は、レンズ形状に対応する凹部を有する金型の上に、第１及び第２リードフレームとＬＥＤ素子が組み込まれた容器を上端開口と前記凹部が対向するように密着させる工程と、下端開口から透光性樹脂を滴下する工程とを備えていてもよい。
このような製造方法によれば、上端開口部上に凸レンズを備えたチップ部品型ＬＥＤを容易に製造することができる。
なお、レンズの形状は、上記凸レンズ形状の他にもドーム形状やインナーレンズ形状など、金型を変更することによって様々な形状のものを形成できる。
【００３２】
また、容器の上端開口付近にフレネルレンズやインナーレンズなどを備える場合の製造方法は、予め形成されたフレネルレンズ又はインナーレンズを粘着性を有するテープの上に貼りつける工程と、前記テープに第１及び第２リードフレームとＬＥＤ素子が組み込まれた容器を上端開口と前記フレネルレンズ又はインナーレンズが対向するように密着させる工程と、下端開口から透光性樹脂を滴下する工程とを備えていてもよい。
【００３３】
また、容器の上端開口付近に蛍光体層を備え、その蛍光体層が蛍光体が混ぜられた透光性樹脂で予め成型された成型板である場合の製造方法は、蛍光体を混ぜた透光性の樹脂で予め形成された成型板を粘着性を有するテープの上に貼りつける工程と、前記テープに第１及び第２リードフレームとＬＥＤ素子が組み込まれた容器を上端開口と前記成型板が対向するように密着させる工程と、下端開口から透光性樹脂を滴下する工程とを備えていてもよい。
このような製造方法によれば、透光性樹脂の滴下作業を１回で済ますことができ、製造工程を簡略化することができる。
なお、この製造方法は、成型板の箇所によって蛍光体濃度が異なる成型板や、互いに蛍光体濃度が異なる複数の成型板を上端開口付近に設ける場合にも利用できる。
【００３４】
また、この発明による、第１及び第２リードフレームと、第１リードフレームに設けられる鉢状のカップと、カップ内に収容されると共に第１リードフレームと第２リードフレームに電気的に接続されて青色光または青紫色光を出射するＬＥＤ素子と、第１及び第２リードフレームを保持すると共にカップを内部に収容する筒状の容器と、容器の上端開口を封止する透光部材とを備え、カップはその開口が容器の上端開口へ向くように設けられて前記素子の出射光を上端開口側へ反射でき、透光部材の前記素子側表面には蛍光体層が設けられているチップ部品型ＬＥＤの製造方法は、粘着性を有するテープにカップが設けられた第１リードフレーム、第２リードフレーム及びＬＥＤ素子が組み込まれた容器を上端開口と前記テープが対向するように密着させる工程と、下端開口から蛍光体が混ぜられた透光性樹脂を所定量滴下して容器の上端開口付近に蛍光体層を形成する工程を備えていてもよい。
【００３５】
このような製造方法によっても、上端開口付近のみに均一な厚さで蛍光体層を形成できるので、ＬＥＤ素子の出射光が蛍光体層を通過する距離がほぼ一定となって製品から出射される発光色の色ムラが無くなる。
【００３６】
また、この発明による、表面から裏面まで貫通する貫通孔が形成された板状の絶縁基板と、絶縁基板の裏面に設けられて貫通孔の基板裏面側開口に一部がそれぞれ延出する一対の第１及び第２配線パターンと、前記開口に延出した第１配線パターン上に搭載されて貫通孔内に収容されると共に第１配線パターンと第２配線パターンに電気的に接続されたＬＥＤ素子と、絶縁基板の裏面から第１及び第２配線パターンおよび前記開口を覆う絶縁膜と、ＬＥＤ素子を基板表面側から覆う透光部材とを備え、絶縁膜には貫通孔へ通ずる孔が形成されているチップ部品型ＬＥＤの製造方法は、粘着性を有するテープに第１及び第２配線パターンとＬＥＤ素子が組み込まれた絶縁基板を絶縁基板の表面と前記テープが対向するように密着させる工程と、絶縁膜の孔から透光性樹脂を滴下する工程とを備えていてもよい。
【００３７】
また、ＬＥＤ素子が青色光または青紫色光を出射するＬＥＤ素子であり、透光部材が蛍光体層であって、貫通孔は内壁面に前記素子の出射光を蛍光体層へ反射する反射層を備える場合の製造方法は、粘着性を有するテープに第１配線パターン、第２配線パターン、ＬＥＤ素子及び反射層が組み込まれた絶縁基板を絶縁基板の表面と前記テープが対向するように密着させる工程と、絶縁膜の孔から蛍光体が混ぜられた透光性樹脂を所定量滴下する工程とを備えていてもよい。
【００３８】
なお、絶縁基板を用いたチップ部品型ＬＥＤにおいても、上述の筒状の容器を用いたチップ部品型ＬＥＤの製造方法を応用することによって、レンズや予め成型された蛍光体層などを設けることができる。
【００３９】
【実施例】
以下に図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する。なお、この実施例によってこの発明が限定されるものではない。
【００４０】
実施例１
この発明の実施例１に係るチップ部品型ＬＥＤについて図１〜図４に基づいて説明する。図１はこの発明の実施例１に係るチップ部品型ＬＥＤの平面図、図２は図１の正面図、図３は図１のＡ−Ａ断面図である。また、図４はこの発明の実施例１に係るチップ部品型ＬＥＤの製造工程を示す工程図である。
【００４１】
図１〜３に示されるように、この発明の実施例１に係るチップ部品型ＬＥＤ１０１は、第１及び第２リードフレーム３ａ、３ｂと、第１リードフレーム３ａ上に搭載され第１リードフレーム３ａと第２リードフレーム３ｂに電気的に接続されたＬＥＤ素子１と、第１及び第２リードフレーム３ａ、３ｂを保持すると共にＬＥＤ素子１を内部に収容する筒状の容器４とを備え、ＬＥＤ素子１は容器４の上端開口９と下端開口１０との間に位置し、容器４の内壁面５はＬＥＤ素子１の出射光を上端開口９側へ反射するように形成され、容器４は上端開口９から下端開口１０まで透光性樹脂７が充填されている。
【００４２】
詳しくは、図１〜３に示されるように、筒状の容器４は変成ポリイミド樹脂からなり、インサート成型で成型されることによって銀メッキされた銅からなる第１及び第２リードフレーム３ａ、３ｂを一体に保持している。
第１、第２リードフレーム３ａ、３ｂの各先端は容器４の内壁面５にそれぞれ突出し、第１リードフレーム３ａの内壁面５に突出した部分には青色光を出射するＬＥＤ素子１が搭載されている。
また、ＬＥＤ素子１と第１、第２リードフレーム３ａ、３ｂとは金線２をワイヤボンディングすることによってそれぞれ電気的に接続されている。
【００４３】
容器４の上端開口９付近には青色光を黄色光に変換する蛍光体層８が設けられ、蛍光体層８からさらに下端開口１０側にかけては透明なエポキシ樹脂からなる透光性樹脂７が充填されている。ここで、蛍光体層８の形成方法及び透光性樹脂７の充填方法について図４に基づいて説明する。
図４（ａ）に示すように、粘着性のあるガラスクロステープ１１に第１及び第２リードフレーム３ａ、３ｂ、ＬＥＤ素子１及び金線２が組み込まれた状態の容器４を密着させる。その際、容器４の上端開口９とガラスクロステープ１１が対向するようにして密着させる。なお、ガラスクロステープ１１は固定治具１２の上に載置されている。
【００４４】
その後、図４（ｂ）に示すように、容器４の下端開口１０から蛍光体が混ぜられた透光性樹脂を所定量滴下する。蛍光体が混ぜられた透光性樹脂が硬化して蛍光体層８が形成された後、容器４の下端開口１０から透光性樹脂７を充填する。充填した透光性樹脂７が硬化した後、容器４からガラスクロステープ１１を剥がすと図１〜３に示されるチップ部品型ＬＥＤ１０１が完成する。
この方法によって、容器４の上端開口９付近のみに均一な厚さの蛍光体層８を設けることが可能となる。
【００４５】
なお、図示は行わないが、蛍光体に混ぜられた透光性樹脂で予め成型された成型板をガラスクロステープ１１に貼り付け、その成型板と容器４の上端開口９が対向するように容器４をガラスクロステープ１１に密着させてから透光性樹脂７を充填してもよい。
また、その成型板は成型板の箇所によって蛍光体の濃度が異なっていてもよいし、互いに蛍光体濃度が異なる複数の成型板の組み合わせであってもよい。
また、レンズ（図５参照）や蛍光体層８を設けなくてもよい場合は、容器４の上端開口９及び下端開口１０のどちらから透光性樹脂７を充填してもよい。
【００４６】
実施例２
次に、この発明の実施例２に係るチップ部品型ＬＥＤについて、図５〜８に基づいて説明する。図５はこの発明の実施例２に係るチップ部品型ＬＥＤの平面図、図６は図５の正面図、図７は図５のＢ−Ｂ断面図である。また図８はこの発明の実施例２に係るチップ部品型ＬＥＤの製造工程を示す工程図である。
なお、上述の実施例１に係るチップ部品型ＬＥＤと同じ名称の部材には同じ符号を用いて説明する。
【００４７】
図５〜７に示されるようにこの発明の実施例２に係るチップ部品型ＬＥＤ２０１は、透光性樹脂７の上端開口９側が凸レンズ形状に形成されている。その他の構成は上述の実施例１に係るチップ部品型ＬＥＤ１０１と同じである。
【００４８】
チップ部品型ＬＥＤ２０１における蛍光体層８の形成方法及び透光性樹脂７の充填方法について図８に基づいて説明する。
図８（ａ）に示すように、凸レンズ形状に対応した凹部１３を有する金型１４の上に第１及び第２リードフレーム３ａ、３ｂ、ＬＥＤ素子１及び金線２が組み込まれた状態の容器４を密着させる。その際、容器４の上端開口９と金型の凹部１３が対向するように密着させる。
【００４９】
その後、図８（ｂ）に示すように、容器４の下端開口１０から透光性樹脂７を所定量滴下する。滴下した透光性樹脂７が硬化した後、蛍光体が混ぜられた透光性樹脂を所定量滴下する。蛍光体が混ぜられた透光性樹脂が硬化して蛍光体層８が形成された後、容器４の下端開口１０から透光性樹脂７を充填する。充填した透光性樹脂７が硬化した後、金型１４を取り外すと図５〜７に示されるチップ部品型ＬＥＤ２０１が完成する。
この方法によって、透光性樹脂７の上端開口９側を凸レンズ形状に形成すると共に上端開口９付近のみに均一な厚さの蛍光体層８を設けることが可能となる。
【００５０】
実施例３
次に、この発明の実施例３に係るチップ部品型ＬＥＤについて、図９〜１１に基づいて説明する。図９はこの発明の実施例３に係るチップ部品型ＬＥＤの平面図、図１０は図９の正面図、図１１は図９のＣ−Ｃ断面図である。
なお、上述の実施例１及び２に係るチップ部品型ＬＥＤと同じ名称の部材には同じ符号を用いて説明する。
【００５１】
図９〜１１に示されるようにこの発明の実施例３に係るチップ部品型ＬＥＤ３０１は、第１及び第２リードフレーム３ａ、３ｂと、第１リードフレーム３ａに設けられる鉢状のカップ１５と、カップ１５内に収容されると共に第１リードフレーム３ａと第２リードフレーム３ｂに電気的に接続されて青紫色光を出射するＬＥＤ素子１と、第１及び第２リードフレーム３ａ、３ｂを保持すると共にカップ１５を内部に収容する筒状の容器４と、容器４の上端開口９を封止する透光性樹脂７とを備え、カップ１５はその開口が容器４の上端開口９へ向くように設けられてＬＥＤ素子１の出射光を上端開口９側へ反射でき、透光性樹脂７のＬＥＤ素子１側表面には青紫色光を黄色光に変換する蛍光体層８が設けられている。
【００５２】
詳しくは、図９〜１１に示されるように、透光性樹脂７の上端開口９側は凸レンズ形状に形成されると共に上端開口９付近のみに青紫色光を黄色光に変換する均一な厚さの蛍光体層８が設けられている。
第１リードフレーム３ａには、ＬＥＤ素子１が出射する青紫色光を全て蛍光体層８に入射させるために、金属からなる鉢状のカップ１５が設けられている。
ＬＥＤ素子１はカップ１５内に搭載された上で第１、第２リードフレーム３ａ、３ｂと金線２で電気的に接続されている。
【００５３】
なお、カップ１５は第１リードフレーム３ａと一体に形成されていてもよいし、別体に形成されていてもよい。
蛍光体層８から下端開口１０までは透光性樹脂７が充填されずに中空とされ、その中空部分１６を窒素で置換した上で封止板１７が下端開口１０に貼り付けられている。その他の構成は上述の実施例１に係るチップ部品型ＬＥＤと同じである。
【００５４】
透光性樹脂７の充填方法及び蛍光体層８の形成方法については基本的に上述の実施例２と同じであるが、蛍光体層８を形成した後、窒素を充填しつつ封止板１７で下端開口１０を封止する点のみが実施例２と異なっている。
【００５５】
実施例４
次に、この発明の実施例４に係るチップ部品型ＬＥＤについて、図１２及び図１３に基づいて説明する。図１２はこの発明の実施例４に係るチップ部品型ＬＥＤの平面図、図１３は図１２のＤ−Ｄ断面図である。
なお、上述の実施例１〜３と同じ名称の部材には同じ符号を用いて説明する。
【００５６】
図１２及び図１３に示されるようにこの発明の実施例４に係るチップ部品型ＬＥＤ４０１は、表面から裏面まで貫通する貫通孔１９が形成された板状の絶縁基板１８と、絶縁基板１８の裏面に設けられて貫通孔１９の基板裏面側開口２１に一部がそれぞれ延出する一対の第１及び第２配線パターン２２ａ、２２ｂと、基板裏面側開口２１に延出した第１配線パターン２２ａ上に搭載されて貫通孔１９内に収容されると共に第１配線パターン２２ａと第２配線パターン２２ｂに電気的に接続されたＬＥＤ素子１と、絶縁基板１８の裏面から第１及び第２配線パターン２２ａ、２２ｂと基板裏面側開口２１を覆う絶縁膜２３と、ＬＥＤ素子１を基板表面側から覆う透光性樹脂７とを備え、絶縁膜２３には貫通孔１９へ通ずる孔２４が形成されている。
【００５７】
詳しくは、図１２及び図１３に示されるように、第１配線パターン２２ａの基板裏面側開口２１に延出した部分に青色光を出射するＬＥＤ素子１が搭載され、ＬＥＤ素子１と第１、第２配線パターン２２ａ、２２ｂとは金線２をワイヤボンディングすることによってそれぞれ電気的に接続されている。
貫通孔１９の基板表面側開口２０付近には青色光を黄色光に変換する均一な厚さの蛍光体層８が設けられ、蛍光体層８から基板裏面側開口２１までは透明なエポキシ樹脂からなる透光性樹脂７が充填されている。
【００５８】
蛍光体層８の形成方法及び透光性樹脂７の充填方法は基本的に実施例１と同じであるが、絶縁膜２３の孔２４から樹脂の滴下及び充填を行う点のみが実施例１と異なっている。
この方法によって、絶縁基板１８の基板表面側開口２０付近のみに均一な厚さの蛍光体層８を備えた基板タイプのチップ部品型ＬＥＤ４０１が製造できる。
【００５９】
実施例５
次に、この発明の実施例５に係るチップ部品型ＬＥＤについて図１４及び図１５に基づいて説明する。図１４はこの発明の実施例５に係るチップ部品型ＬＥＤの平面図、図１５は図１４のＥ−Ｅ断面図である。
なお、上述の実施例１〜４と同じ名称の部材には同じ符号を用いて説明する。
【００６０】
図１４及び図１５に示されるようにこの発明の実施例５に係るチップ部品型ＬＥＤは、同じ絶縁基板１８に複数組の第１、第２配線パターン２２ａ、２２ｂをそれぞれ設け、各第１配線パターン２２ａにＬＥＤ素子１をそれぞれ搭載したものである。
そして、絶縁膜２３の両端には透光性樹脂注入用の孔２４が設けられている。その他の構成は上述の実施例４に係るチップ部品型ＬＥＤ４０１と同じである。また、蛍光体層８の形成方法及び透光性樹脂７の充填方法も上述の実施例４と同じである。
【００６１】
実施例６
次に、この発明の実施例６に係るチップ部品型ＬＥＤについて図１６及び図１７に基づいて説明する。図１６はこの発明の実施例６に係るチップ部品型ＬＥＤの平面図、図１７は図１６のＦ−Ｆ断面図である。
なお、上述の実施例１〜５と同じ名称の部材には同じ符号を用いて説明する。
【００６２】
図１６及び図１７に示されるように、この発明の実施例６に係るチップ部品型ＬＥＤ６０１は、貫通孔１９の基板裏面側開口２１に第１、第２配線パターン２２ａ、２２ｂがそれぞれ延出し、延出した各部分にＬＥＤ素子１の各電極（図示せず）がフリップチップ実装されることにより、ＬＥＤ素子１と第１、第２配線パターン２２ａ、２２ｂが電気的に接続されている。なお、ＬＥＤ素子１は青紫色光を出射するものである。
【００６３】
絶縁基板１８の表面側には枠状部材２５が設けられ、枠状部材２５の上端開口９付近にのみ青紫色光を黄色光に変換する均一な厚さの蛍光体層８を設けている。貫通孔１９は内壁面が、基板裏面側開口２１から基板表面側開口２０に向かうに従って次第に貫通孔１９の内径が大きくなるような傾斜面となっている。
【００６４】
貫通孔１９の内壁面には金属製の反射層２６が設けられ、ＬＥＤ素子１の出射する青紫色光が全て蛍光体層８へ入射するようになっている。また、蛍光体層８から基板裏面側開口２１までは透光性樹脂が充填されていない中空部分１６である。中空部分１６には窒素が充填され、絶縁膜２３の孔２４は封止板（図示せず）で封止されている。その他の構成は、上述の実施例４に係るチップ部品型ＬＥＤ４０１と同じである。
【００６５】
蛍光体層８の形成方法は、基本的に上述の実施例１と同じであるが、絶縁膜２３の孔２４から樹脂の滴下を行う点と、蛍光体層８を形成した後に窒素を充填しつつ孔２４を封止板で封止する点が実施例１と異なっている。
なお、図示は行わないが、実施例５と同様に複数組の第１及び第２配線パターン２２ａ、２２ｂを同じ絶縁基板１８に設け、各第１配線パターン２２ａにＬＥＤ素子１をそれぞれ搭載してもよいし、樹脂注入用の孔２４を大きくしたい場合は、絶縁膜２３と絶縁基板１８の両方を貫通する孔２４を設けてもよい。
【００６６】
実施例７
次に、この発明の実施例７に係るチップ部品型ＬＥＤについて図１８及び図１９に基づいて説明する。図１８はこの発明の実施例１８に係るチップ部品型ＬＥＤの平面図、図１９は図１８のＧ−Ｇ断面図である。
なお、上述の実施例１〜６と同じ名称の部材には同じ符号を用いて説明する。
【００６７】
図１８及び図１９に示されるようにこの発明の実施例７に係るチップ部品型ＬＥＤ７０１は、透光性樹脂７の基板表面側が凸レンズ形状に形成されている。その他の構成は上述の実施例４に係るチップ部品型ＬＥＤ４０１と同じである。
【００６８】
透光性樹脂７の充填方法及び蛍光体層８の形成方法については、基本的に上述の実施例２と同じであるが、絶縁膜２３の孔２４から樹脂の滴下及び充填を行う点のみが実施例２と異なっている。
【００６９】
【発明の効果】
この発明によれば、筒状の容器の上端開口と下端開口との間にＬＥＤ素子が位置し、容器は上端開口から下端開口まで透光性樹脂が充填されてなるので、外的な熱応力に対して強いチップ部品型ＬＥＤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１に係るチップ部品型ＬＥＤの平面図である。
【図２】図１に示されるチップ部品型ＬＥＤの正面図である。
【図３】図１に示されるチップ部品型ＬＥＤのＡ−Ａ断面図である。
【図４】この発明の実施例１に係るチップ部品型ＬＥＤの製造工程を示す工程図である。
【図５】この発明の実施例２に係るチップ部品型ＬＥＤの平面図である。
【図６】図５に示されるチップ部品型ＬＥＤの正面図である。
【図７】図５に示されるチップ部品型ＬＥＤのＢ−Ｂ断面図である。
【図８】この発明の実施例２に係るチップ部品型ＬＥＤの製造工程を示す工程図である。
【図９】この発明の実施例３に係るチップ部品型ＬＥＤの平面図である。
【図１０】図９に示されるチップ部品型ＬＥＤの正面図である。
【図１１】図９に示されるチップ部品型ＬＥＤのＣ−Ｃ断面図である。
【図１２】この発明の実施例４に係るチップ部品型ＬＥＤの平面図である。
【図１３】図１２に示されるチップ部品型ＬＥＤのＤ−Ｄ断面図である。
【図１４】この発明の実施例５に係るチップ部品型ＬＥＤの平面図である。
【図１５】図１４に示されるチップ部品型ＬＥＤのＥ−Ｅ断面図である。
【図１６】この発明の実施例６に係るチップ部品型ＬＥＤの平面図である。
【図１７】図１６に示されるチップ部品型ＬＥＤのＦ−Ｆ断面図である。
【図１８】この発明の実施例７に係るチップ部品型ＬＥＤの平面図である。
【図１９】図１８に示されるチップ部品型ＬＥＤのＧ−Ｇ断面図である。
【符号の説明】
１・・・ＬＥＤ素子
２・・・金線
３ａ・・・第１リードフレーム
３ｂ・・・第２リードフレーム
４・・・容器
５・・・内壁面
７・・・透光性樹脂
８・・・蛍光体層
９・・・上端開口
１０・・・下端開口
【図１】
0003614776.tif 000002
【図２】
0003614776.tif 000003
【図３】
0003614776.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003614776.tif 000006
【図６】
0003614776.tif 000007
【図７】
0003614776.tif 000008
【図８】
0003614776.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003614776.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003614776.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003614776.tif 000017
【図１７】
0003614776.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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