(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に搭載された発光ダイオードチップを樹脂で封止して成るチップ発光ダイオードにおいて、
上記基板は、２枚の層基板が積層された多層構造を有しており、
上記発光ダイオードチップは３個以上であり、その内の少なくとも１つの発光ダイオードチップは、他の発光ダイオードチップとは異なる層基板に搭載されており、
各層基板の表面には、各発光ダイオードチップが載置されて接続される電極パターンが形成されており、
上記他の発光ダイオードチップとは異なる層基板に搭載された発光ダイオードチップは、上記他の発光ダイオードチップに比して発熱量の大きい発光ダイオードチップであり、
上記発熱量の大きい発光ダイオードチップが搭載される層基板の電極パターンの厚みおよび面積のうちの少なくとも一方を、他の層基板の電極パターンよりも大きくして放熱量を向上させた
ことを特徴とするチップ発光ダイオード。
【請求項２】
請求項１に記載のチップ発光ダイオードにおいて、
上記他の発光ダイオードチップとは異なる層基板に搭載された発光ダイオードチップは１つであり、この１つの発光ダイオードチップは上記層基板における中央に搭載されていることを特徴とするチップ発光ダイオード。
【請求項３】
請求項１に記載のチップ発光ダイオードにおいて、
上記２数の層基板のうちの一方は、両腕部を有して略Ｕ字形を成していることを特徴とするチップ発光ダイオード。
【請求項４】
請求項１に記載のチップ発光ダイオードにおいて、
上記他の発光ダイオードチップとは異なる層基板に搭載された発光ダイオードチップは、緑色発光ダイオードチップであることを特徴とするチップ発光ダイオード。
【請求項５】
請求項１に記載のチップ発光ダイオードにおいて、
上記各層基板に形成された電極パターンはカソードパターンであり、
発光側の層基板における発光面には共通アノードパターンが設けられる一方、反発光側の層基板における反発光面には上記夫々の発光ダイオードチップ用のカソードパターンに接続された裏面パターンが設けられており、
上記発光側の層基板における一側面両角には発光面から反発光面に至る切欠きが設けられ、この切欠きの内壁には上記共通アノードパターンに電気的に接続された金属箔が形成されており、
上記反発光側の層基板における上記一側面中央には発光面から反発光面に至る切欠きが設けられ、この切欠きの内壁には上記他の発光ダイオードチップとは異なる層基板に搭載された発光ダイオードチップ用のカソードパターンと上記他の発光ダイオードチップとは異なる層基板に搭載された発光ダイオードチップ用の裏面パターンとを電気的に接続する金属箔が形成されている
ことを特徴とするチップ発光ダイオード。
【請求項６】
請求項１に記載のチップ発光ダイオードにおいて、
上記各層基板に形成された電極パターンはカソードパターンであり、
発光側の層基板における発光面には共通アノードパターンが設けられる一方、反発光側の層基板における反発光面には上記夫々の発光ダイオードチップ用のカソードパターンに接続された裏面パターンが設けられており、
上記２枚の層基板における一側面両角には発光側の層基板の発光面から反発光側の層基板の反発光面に至る切欠きが設けられ、この切欠きの内壁には上記共通アノードパターンに電気的に接続された金属箔が形成されており、
上記反発光側の層基板における上記一側面中央には発光面から反発光面に至る切欠きが設けられ、この切欠きの内壁には上記他の発光ダイオードチップとは異なる層基板に搭載された発光ダイオードチップ用のカソードパターンと上記他の発光ダイオードチップとは異なる層基板に搭載された発光ダイオードチップ用の裏面パターンとを電気的に接続する金属箔が形成されている
ことを特徴とするチップ発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主に携帯機器のキー照明やＬＣＤ(液晶ディスプレイ)のバックライト等に使用されるチップ発光ダイオード(ＬＥＤ)に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、チップＬＥＤは、ガラスエポキシ系基板やＭＩＤ(樹脂成型基板)法等の基材にＬＥＤチップを搭載し、エポキシ系の樹脂を用いてトランスファーモールドまたは注型方法等でパッケージングすることによって形成される。その際に、上記モールド時における樹脂漏れ対策としては、導通用のスルーホール孔の上を銅箔やレジストやシート等で覆うことによって行っている。
【０００３】
また、１パッケージ内に複数個のＬＥＤを実装する場合には、一般にＬＥＤチップを基材の同一層に配置し、パターニングによって回路を分離するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のチップＬＥＤには以下のような問題がある。すなわち、１パッケージ内に複数個のＬＥＤを実装した場合には、パッケージの熱抵抗によってＬＥＤに流せる電流を大きくすることができない。したがって、Ｒ(赤),Ｇ(緑),Ｂ(青)の３色のＬＥＤチップを１パッケージ内に実装して混色発光を行う場合には、定格電流を下げざるをえず、光度を高くできないのである。
【０００５】
その場合、単に上記パッケージを大きくすれば熱抵抗を下げることができるのではあるが、小型化の要求があるため単純にパッケージを大きくすることはできない。
【０００６】
そのために、一定の発光面積を光らせるために必要な光度を得るため、１色当り複数個のＬＥＤを使用しなければならず、価格アップの要因になるという問題がある。さらに、１色当り複数個のＬＥＤチップを使用することによって、同じ色に該当する個々のＬＥＤチップの光度や波長のばらつきを抑える必要が生じ、上記光度や波長を調整するという面倒な操作が必要になる。
【０００７】
また、駆動上の利便さから１パッケージ内に実装される複数のＬＥＤを結線する際にはアノードコモンが必要である。ところが、その場合には、個々のＬＥＤチップのダイエリアを分離することが必要となり、放熱ランドを共通にすることができないという問題がある。さらには、トータルのダイエリア面積が大きくなるためチップギャップが広く、混色時の表示品位が落ちると共にパッケージサイズが大きくなるという問題もある。
【０００８】
以上のごとく、複数個のＬＥＤを内蔵した小型の１パッケージにおいて、熱抵抗を如何に下げるかが大きな課題となっている。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、複数個のＬＥＤチップが実装された熱抵抗の低い小型のチップＬＥＤを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、基板に搭載されたＬＥＤチップを樹脂で封止して成るチップＬＥＤにおいて、上記基板は,２枚の層基板が積層された多層構造を有しており、上記ＬＥＤチップは３個以上であり,その内の少なくとも１つのＬＥＤチップは,他のＬＥＤチップとは異なる層基板に搭載されており、各層基板の表面には各ＬＥＤチップが載置されて接続される電極パターンが形成されており、上記他のＬＥＤチップとは異なる層基板に搭載されたＬＥＤチップは上記他のＬＥＤチップに比して発熱量の大きいＬＥＤチップであり、上記発熱量の大きいＬＥＤチップが搭載される層基板の電極パターンの厚みおよび面積のうちの少なくとも一方を他の層基板の電極パターンよりも大きくして放熱量を向上させたことを特徴としている。
【００１１】
上記構成によれば、基板を２枚の層基板による積層構造に成し、上記他のＬＥＤチップに比して発熱の大きい少なくとも１つのＬＥＤチップを他とは異なる層基板に搭載し、上記少なくとも１つのＬＥＤチップが搭載される層基板の電極パターンの厚みおよび面積のうちの少なくとも一方を他の層基板の電極パターンよりも大きくして放熱量を向上させたので、上記発熱量の大きいＬＥＤチップが搭載される層基板の電極パターンの面積や厚みを他の層基板の電極パターンよりも大きくすることによって、上記発熱量の大きいＬＥＤチップの放熱性が向上されて、熱抵抗の低減が図られる。
【００１２】
また、１実施例では、この発明のチップＬＥＤにおいて、上記他のＬＥＤチップとは異なる層基板に搭載されたＬＥＤチップは１つであり、この１つのＬＥＤチップは上記層基板における中央に搭載されている。
【００１３】
この実施例によれば、上記他とは異なる層基板に搭載された１つのＬＥＤチップは層基板における中央に搭載されているのであるから、例えば、この層基板に積層される上記他の層基板の中央部に上記１つのＬＥＤチップを露出させる溝や切欠きや穴を設け、その溝や切欠きや穴の周囲に他のＬＥＤチップを配置することによって、アノードコモン時に複数のＬＥＤチップのダイエリアを分離しても各ＬＥＤチップのダイピッチを狭くして、混色発光時の品位が向上される。さらに、上記他の層基板の中央部に設けられた溝や切欠きや穴が所謂カップ構造を形成し、その中に配置される上記１つのＬＥＤチップの発光効率の向上が図れる。
【００１４】
また、１実施例では、この発明のチップＬＥＤにおいて、上記２数の層基板のうちの一方は、両腕部を有して略Ｕ字形を成している。
【００１５】
この実施例によれば、上記２数の層基板のうちの一方は、両腕部を有して略Ｕ字形を成している。したがって、上記２枚の層基板のうち上記両腕部を有しない方の層基板上に形成される電極パターンの方の面積を広くして、放熱性を高めることができる。すなわち、上記両腕部を有しない層基板と上記両腕部を有する層基板とを積層することによって、熱抵抗の低下と、小型化と、上記各ＬＥＤチップの搭載ピッチを小さくして表示品位の向上とを図ることができるのである。
【００１６】
また、１実施例では、この発明のチップＬＥＤにおいて、上記他のＬＥＤチップとは異なる層基板に搭載されたＬＥＤチップはＧ色ＬＥＤチップである。
【００１７】
順電圧Ｖfが高いことと、白色発光させる場合の光度比が高くなることとからＧ色ＬＥＤチップの発熱量が一番大きくなる。この実施例によれば、この発熱量が大きいＧ色ＬＥＤチップを他の色のＬＥＤチップとは異なる層基板に搭載している。したがって、発熱量が大きいＧ色ＬＥＤチップ用のカソードパターンの大面積化が実現される。
【００１８】
また、１実施例では、この発明のチップＬＥＤにおいて、上記各層基板に形成された電極パターンはカソードパターンであり、発光側の層基板における発光面には共通アノードパターンが設けられる一方,反発光側の層基板における反発光面には上記夫々のＬＥＤチップ用のカソードパターンに接続された裏面パターンが設けられており、上記発光側の層基板における一側面両角には発光面から反発光面に至る切欠きが設けられ,この切欠きの内壁には上記共通アノードパターンに電気的に接続された金属箔が形成されており、上記反発光側の層基板における上記一側面中央には発光面から反発光面に至る切欠きが設けられ,この切欠きの内壁には上記他の発光ダイオードチップとは異なる層基板に搭載されたＬＥＤチップ用のカソードパターンと上記他の発光ダイオードチップとは異なる層基板に搭載されたＬＥＤチップ用の裏面パターンとを電気的に接続する金属箔が形成されている。
【００１９】
この実施例によれば、実装時において、上記基板を構成する反発光側の層基板における反発光面に設けられた上記各ＬＥＤチップ用の裏面パターンの夫々の一端がマウント面上の対応する実装パターンに接続され、発光側の層基板における一側面両角に設けられて上記共通アノードパターンに電気的に接続された切欠きの金属箔の一端が上記マウント面上の対応する実装パターンに接続される。こうして、上記夫々のＬＥＤチップの発光方向が上記マウント面に対して平行なサイド発光型として実装される。その際に、上記実装パターンとの接続位置には、上記発光側の層基板における一側面両角および反発光側の層基板における上記一側面中央に設けられた切欠きが存在するため、半田付けの際の放熱性が向上される。
【００２０】
さらに、形成時において、隣接する２つのチップＬＥＤで共有されて分割後に上記反発光側の層基板における上記一側面中央の切欠きとなるスルーホールが、積層された上記発光側の層基板によって塞がれて、樹脂封止時に、樹脂が上記スルーホールを通って反発光側に漏れることが防止される。
【００２１】
また、１実施例では、この発明のチップＬＥＤにおいて、上記各層基板に形成された電極パターンはカソードパターンであり、発光側の層基板における発光面には共通アノードパターンが設けられる一方,反発光側の層基板における反発光面には上記夫々のＬＥＤチップ用のカソードパターンに接続された裏面パターンが設けられており、上記２枚の層基板における一側面両角には発光側の層基板の発光面から反発光側の層基板の反発光面に至る切欠きが設けられ,この切欠きの内壁には上記共通アノードパターンに電気的に接続された金属箔が形成されており、反発光側の層基板における上記一側面中央には発光面から反発光面に至る切欠きが設けられ,この切欠きの内壁には上記他の発光ダイオードチップとは異なる層基板に搭載されたＬＥＤチップ用のカソードパターンと上記他の発光ダイオードチップとは異なる層基板に搭載されたＬＥＤチップ用の裏面パターンとを電気的に接続する金属箔が形成されている。
【００２２】
上記構成によれば、実装時において、上記基板を構成する反発光側の層基板における反発光面に設けられた上記夫々のＬＥＤチップ用の裏面パターンの夫々の表面が、マウント面上の対応する実装パターンに接続される。さらに、２枚の層基板における一側面両角に設けられて上記共通アノードパターンに電気的に接続された切欠きの金属箔における反発光側の一端が、上記マウント面上の対応する実装パターンに接続される。こうして、上記夫々のＬＥＤチップの発光方向が上記マウント面に対して垂直なトップ発光型として実装される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。図１は、本実施の形態のチップＬＥＤにおける発光面(表面)側からの斜視図である。図２は、図１に示すチップＬＥＤにおける反発光面(裏面)側からの斜視図である。図３は、図１に示すチップＬＥＤにおける側面図である。また、図４は、図２におけるＡ‐Ａ'矢視断面図である。また、図５は、図１の状態からモールド樹脂２１を除去した状態を示す図である。
【００２４】
本実施の形態におけるチップＬＥＤは、Ｒ,Ｇ,Ｂの３色のＬＥＤチップを実装したチップＬＥＤである。ここで、一般に、ＲにはＧaＡlＩnＰ系のＬＥＤチップが、Ｇ,ＢにはＩnＧaＮ系のＬＥＤチップが使用される。ところが、ＩnＧaＮ系のＬＥＤチップは、順電圧Ｖfが３.５Ｖ程度と高い。また、Ｒ,Ｇ,Ｂの混色によって白色発光させる場合には、光度比としてＲ:Ｇ:Ｂ＝１:７:２程度必要となる。その結果、Ｇ色ＬＥＤチップの発熱量が一番大きくなるのである。
【００２５】
図１〜図４において、溝２を有して概略Ｕ字形を成す第１層基板１と、この第１層基板１が積層される第２層基板３とで、基板を構成している。そして、第１層基板１において、溝２を挟んで両側に延びる腕部にはＲ,Ｂ２色のＬＥＤチップ４,５が搭載される。一方、Ｇ色ＬＥＤチップ６は、第２層基板３における第１層基板１の腕部の間に搭載されている。
【００２６】
ここで、一般に、駆動系の利便さによってアノードコモンが要求されるため、Ｒ,Ｇ,Ｂ各色のＬＥＤチップ４,６,５のアノードラインは共通に、カソードラインは各ＬＥＤチップ４,６,５毎に独立させる必要がある。そこで、第１層基板１にＮＣ(数値制御)法等によって溝２を加工して、Ｒ,Ｂ色ＬＥＤチップ４,５のダイエリアが形成されている。さらに、第１層基板１における反溝２側の基部２２には、図５に示すように、全ＬＥＤチップ４,５,６に共通のＣu箔でなるアノードパターン１０が形成される。そして、第１層基板１は、第２層基板３と積層されて接着されるのである。
【００２７】
上記第１層基板１と第２層基板３との積層構造において、第１層基板１の溝２内における第２層基板３上には、発熱量の大きなＧ色ＬＥＤチップ６が実装される。そして、そのダイボンド部のカソードパターン(Ｃu箔７)は、第１層基板１におけるＲ,Ｂ色ＬＥＤチップ４,５用のダイボンド部のカソードパターン(Ｃu箔８,９)と、第１層基板１によって分離されている。こうするにとによって、第２層基板３の表面に設けられるＧ色ＬＥＤチップ６用のＣu箔７を、第１層基板１の表面に設けられるＲ,Ｂ色ＬＥＤチップ４,５用のＣu箔８,９よりも広い面積に形成することが可能になる。また、Ｇ色ＬＥＤチップ６用のＣu箔７の厚さをＲ,Ｂ色ＬＥＤチップ４,５用のＣu箔８,９の厚さよりも厚く(３５μm〜７０μm)形成することが可能になる。
【００２８】
したがって、上記第２層基板３に実装される発熱量の大きなＧ色ＬＥＤチップ６の放熱性を向上できるのである。それと共に、第１層基板１における腕部によって所謂カップ構造が形成されるため、Ｇ色ＬＥＤチップ６の発光効率を向上できるのである。
【００２９】
実装用の端子への接続は、アノードコモンラインを第１層基板１の１/４スルーホール１１を介して構成することによって行う。すなわち、上記第１層基板１の上記腕部に設けられたカソードパターン８上にＲ色ＬＥＤチップ４が搭載されて、アノードパターン１０とアノード端子とがＡuワイヤ１２で接続される。同様に、カソードパターン９上にＢ色ＬＥＤチップ５が搭載されて、アノードパターン１０とアノード端子とがＡuワイヤ１３で接続される。一方、第２層基板３に設けられたカソードパターン７上にＧ色ＬＥＤチップ６が搭載されて、アノードパターン１０とアノード端子とがＡuワイヤ１４で接続される。ここで、アノードパターン１０の両端部は、図５に示すように、第１層基板１の図中下側の側面両角に設けられた上記切欠きとしての１/４スルーホール１１,１１の内壁面にまで延在している。
【００３０】
こうして、上記各ＬＥＤチップ４,５,６のアノード端子‐Ａuワイヤ１２,１３,１４‐アノードパターン１０‐１/４スルーホール１１を経由するアノードコモンラインが構成されるのである。尚、１/４スルーホール１１は、チップＬＥＤ形成時において、第１層基板１の基板材に穿たれた１つの円形断面のスルーホールを互いに隣接する４個のチップＬＥＤで共有しており、チップＬＥＤが完成した後に個々のチップＬＥＤにダイシングで分割することによって形成される。
【００３１】
一方、上記第１層基板１のカソードパターン８上に搭載されたＲ色ＬＥＤチップ４のカソード端子がカソードパターン８に接続される。そして、カソードパターン８の図中上端角部は、第１層基板１および第２層基板３の図中上側の側面角に共通に設けられた１/４スルーホール１５の内壁面にまで延在している。さらに、１/４スルーホール１５の内壁面には、第２層基板３の裏面(ＬＥＤチップ非搭載面)におけるＲ色ＬＥＤチップ４搭載側に設けられたＣu箔で成る第１裏面パターン１６が接続されている。こうして、Ｒ色ＬＥＤチップ４のカソード端子‐カソードパターン８‐１/４スルーホール１５‐第１裏面パターン１６を経由する第１カソードラインが構成されるのである。尚、１/４スルーホール１５は、チップＬＥＤ形成時において、第１層基板１および第２層基板３夫々の基板材に共通に穿たれた１つの円形断面のスルーホールを互いに隣接する４個のチップＬＥＤで共有しており、チップＬＥＤが完成した後に個々のチップＬＥＤにダイシングで分割することによって形成される。
【００３２】
また、上記第１層基板１のカソードパターン９上に搭載されたＢ色ＬＥＤチップ５のカソード端子がカソードパターン９に接続される。そして、カソードパターン９の図中上端角部は、第１層基板１および第２層基板３の図中上側の側面角に共通に設けられた１/４スルーホール１７の内壁面にまで延在している。さらに、１/４スルーホール１７の内壁面には、第２層基板３の上記裏面におけるＢ色ＬＥＤチップ５搭載側に設けられたＣu箔で成る第２裏面パターン１８が接続されている。こうして、Ｂ色ＬＥＤチップ５のカソード端子‐カソードパターン９‐１/４スルーホール１７‐第２裏面パターン１８を経由する第２カソードラインが構成されるのである。
【００３３】
また、上記第２層基板３のカソードパターン７上に搭載されたＧ色ＬＥＤチップ６のカソード端子が、カソードパターン７に接続される。そして、カソードパターン７の図中下端中央部は、第２層基板３の図中下側の側面中央に設けられた上記切欠きとしての１/２スルーホール１９の内壁面にまで延在している。さらに、１/２スルーホール１９の内壁面には、第２層基板３の上記裏面における中間部に設けられたＣu箔で成る第３裏面パターン２０が接続されている。こうして、Ｇ色ＬＥＤチップ６のカソード端子‐カソードパターン７‐１/２スルーホール１９‐第３裏面パターン２０を経由する第３カソードラインが構成されるのである。尚、１/２スルーホール１９は、チップＬＥＤ形成時において、第２層基板３の基板材に穿たれた１つの円形断面のスルーホールを互いに隣接する２個のチップＬＥＤで共有しており、チップＬＥＤが完成した後に個々のチップＬＥＤにダイシングで分割することによって形成される。
【００３４】
上述のごとく、上記１/４スルーホール１１,１５,１７を１/４分周の穴で構成する一方、１/２スルーホール１９を１/２分周の穴で構成することによって、完全な１つの穴で構成する場合に比して形成すべきスルーホールの数を減らすことができ、コストダウンを図ることができるのである。
【００３５】
上述のようにしてＲ,Ｇ,Ｂ各色のＬＥＤチップ４,６,５が搭載された第１層基板１および第２層基板３の表面(ＬＥＤチップ搭載面)は、モールド樹脂２１によって封止されている。
【００３６】
ここで、図４に示すように、上記第２層基板３の下端中央部に設けられた１/２スルーホール１９の位置には、第１層基板１におけるアノードパターン１０が設けられた基部２２が位置している。つまり、チップＬＥＤ形成時において、隣接する２個のチップＬＥＤで共有される１つのスルーホールは、上記隣接する２個のチップＬＥＤにおける第１層基板１の基板材によって塞がれることになる。したがって、第１層基板１および第２層基板３の積層体の表面にモールド樹脂２１が充填された場合に、１/２スルーホール１９となるスルーホールを通って樹脂が第２層基板３の裏面側に漏れることはない。したがって、上記スルーホールをＣu箔やレジストやシートで塞ぐ工程や材料が不要となり、工程の短縮とコストダウンとを図ることができるのである。
【００３７】
図６は、上記第１層基板１と第２層基板３との積層過程の説明図である。図６(a)は、第１層基板１の基板材１'を示し、１つのチップＬＥＤに相当する部分を実線で示している。同様に、図６(b)は、第２層基板３の基板材３'を示し、１つのチップＬＥＤに相当する部分を実線で示している。
【００３８】
図６(a)において、上記各チップＬＥＤへの分割線の交差位置には、１行置きに交差点を中心とする断面円形のスルーホール１１'が穿たれている。さらに、スルーホール１１'が穿たれていない一方向への分割線２６上には、上記一方向に直交する他方向への分割線２７との交差位置の中間部に、分割線２６を挟んで互いに隣接する２つのチップＬＥＤの溝２を構成する矩形の穴２'が形成されている。そして、矩形の穴２'の上記一方向への両側には、分割後にカソードパターン８,９となるＣu箔８',９'が形成されている。また、スルーホール１１'が穿たれている分割線２５上には、分割線２５を挟んで互いに隣接する２つのチップＬＥＤのアノードパターン１０となるＣu箔１０'が形成されている。さらに、スルーホール１１'の内壁にもＣu箔が形成されており、Ｃu箔１０'に接続されている。
【００３９】
また、図６(b)において、上記一方向への分割線の１行置きに、上記他方向への分割線３０との交差位置の中間部に、分割線２８に中心を有する断面円形のスルーホール１９'が穿たれている。そして、分割線３０を中心とする所定幅の領域を除いて、分割後にカソードパターン７となるＣu箔７'が形成されている。さらに、スルーホール１９'の内壁にもＣu箔が形成されており、Ｃu箔７'に接続されている。また、裏面には、分割後に第１,第２,第３裏面パターン１６,１８,２０となるＣu箔(図示せず)が形成されている。
【００４０】
このように、上記カソードパターン８,９となるＣu箔８',９'とカソードパターン７となるＣu箔７'とを、第１層基板１と第２層基板３との異なる層に形成することによって、カソードパターン７をカソードパターン８,９に対して、面積を広く且つ厚みを厚く形成して放熱性を向上させることが可能になるのである。
【００４１】
図６(a)に示す上記第１層基板１の基板材１'と、図６(b)に示す第２層基板３の基板材３'とを、分割線２５と分割線２８及び分割線２７と分割線３０が重なるように積層して接着する。そうした後、１行置きの分割線２６(２９)と分割線２７(３０)との交差位置に基板材１'と基板材３'とを貫通して後に１/４スルーホール１５,１７となるスルーホール(図示せず)を穿ち、このスルーホールの内壁にＣu箔を施して、Ｃu箔８',９'と第１,第２裏面パターン１６,１８とを電気的に接続する。そして、上述したように、Ｒ,Ｂ色ＬＥＤチップ４,５およびＧ色ＬＥＤチップ６を搭載し、Ａuワイヤ１２,１３,１４によって接続し、モールド樹脂２１によって封止するのである。
【００４２】
その場合、上記スルーホール１９'は、第１層基板１によって塞がれている。したがって、上述したように、スルーホール１９'を通って樹脂が第２層基板３の裏面側に漏れることが防止される。したがって、スルーホール１９'をＣu箔やレジストやシートで塞ぐ必要がなくなるのである。
【００４３】
そうした後、上記各分割線２５,２６,２７,２８,２９,３０で分割することによって、図６(c)に示すような第１層基板１と第２層基板３との積層構造体が得られる。但し、図６(c)においては、各Ｒ,ＢＬＥＤチップ４,５,６、Ａuワイヤ１２,１３,１４、モールド樹脂２１は、省略している。
【００４４】
上述のように構成されたチップＬＥＤは、マウント面に実装される場合には、図７に示すように、実装パターン３１,３１には１/４スルーホール１１,１１の図中下端を当接させ、実装パターン３２には第１裏面パターン１６の図中下端を当接させ、実装パターン３３には第２裏面パターン１８の図中下端を当接させ、実装パターン３４には１/２スルーホール１９および第３裏面パターン２０の図中下端を当接させて、半田付け等によって接続される。
【００４５】
その場合、上記実装パターン３１,３１に１/４スルーホール１１,１１が位置し、実装パターン３４に１/２スルーホール１９が位置することによって、半田付けの際の放熱特性を向上することができる。また、基板を構成する第１層基板１を実装パターン３１に固定し、第２層基板３を実装パターン３２〜３４に固定することによって、上記基板の表面側と裏面側とを固定することができ、従来のごとく基板の一側のみを固定する場合のごとく他側がマウント面から浮き上がることを防止できる。したがって、チップＬＥＤの位置決めに効果を奏することができるのである。
【００４６】
上述したように、本実施の形態においては、上記Ｒ,Ｇ,Ｂ各色のＬＥＤチップ４,６,５が搭載される基板を、両腕部を有して略Ｕ字形を成す第１層基板１と第２層基板３との二層構造に成している。そして、発熱量の少ないＲ,Ｂ色ＬＥＤチップ４,５用のカソードパターン８,９を第１層基板１の腕部に設け、発熱量の多いＧ色ＬＥＤチップ６用のカソードパターン７を第２層基板３の略全面に渡って設けている。このように、発熱量の少ないＬＥＤチップ用のカソードパターンと発熱量の多いＬＥＤチップ用のカソードパターンとを異なる層の基板に設けることによって、発熱量の多いＬＥＤチップ用のカソードパターンの面積を広く且つ厚みを厚くして、放熱性を向上することができるのである。その際に、発熱量の少ないＬＥＤチップ用の面積の小さいカソードパターンを、面積の広い発熱量の多いＬＥＤチップ用のカソードパターンの上に重ねて配置している。したがって、発熱量の多いＬＥＤチップ用のカソードパターンの面積を広くして放熱性を向上させ且つアノードコモン配線を行う場合でも、Ｒ,Ｇ,Ｂ各色のＬＥＤチップ４,６,５の搭載ピッチを小さくして、表示品位が低下しないようにできるのである。
【００４７】
また、上記第２層基板３に搭載されるＧ色ＬＥＤチップ６を、第２層基板３上に積層された第１層基板１の両腕の内側に配置している。したがって、第１層基板１の腕部によって形成された所謂カップ構造のために、Ｇ色ＬＥＤチップ６の発光効率を向上できる。
【００４８】
また、上記Ｇ色ＬＥＤチップ６のカソード端子を第２層基板３の発光面側に設けたカソードパターン７に接続し、このカソードパターン７の下端部を第２層基板３の下端中央部に設けられた１/２スルーホール１９を介して、第２層基板３の上記裏面に設けられた第３裏面パターン２０に接続している。そして、チップＬＥＤ形成時においては、積層される第１層基板１の基板材１'によって、後に１/２スルーホール１９となるスルーホール１９'は塞がれている。したがって、モールド樹脂２１によって封止する際に、樹脂がスルーホール１９'を通って第２層基板３の裏面側に漏れることを防止できる。すなわち、従来のごとく、スルーホール１９'を銅箔やレジストやシートで塞ぐ必要がなく、工程の短縮とコストダウンとを図ることができるのである。
【００４９】
さらには、本チップＬＥＤをマウント面に実装する場合には、第１層基板１を実装パターン３１に接続し、第２層基板３を実装パターン３２〜３３に接続するようにしている。したがって、基板の一側のみをマウント面に実装する場合に比して、半田付け時の位置ずれを防止することができる。また、実装パターン３４の位置に１/２スルーホール１９が存在し、実装パターン３１の位置に１/４スルーホール１１が存在するため、夫々の実装パターン３１,３４に対応する１/４,１/２スルーホール１１,１９のＣu箔を半田付けする場合の放熱特性を向上できる。
【００５０】
尚、上記実施の形態においては、上記第１層基板１に対するＲ,Ｂ色ＬＥＤチップ４,５の搭載位置および第２層基板３に対するＧ色ＬＥＤチップ６の搭載位置は、図１に示す位置に限定するものではない。また、カソードパターン７〜９およびアノードパターン１０の形状は、上記各実施の形態に限定されるものではない。また、第１層基板１と第２層基板３との積層順番が逆転しても同様の効果が得られることは勿論であり、各ＬＥＤチップ４,５,６毎に基板層を分けることも可能である。
【００５１】
また、上記搭載されるＬＥＤチップの色はＲ,Ｇ,Ｂに限定するものではなく、その数も３個に限定するものではない。また、積層される層基板の数も２や３に限定されるものではない。
【００５２】
ところで、本実施の形態においては、以下のような変形例も可能である。すなわち、図８に示すように、第１層基板４１におけるアノードパターン(図示せず：図５参照)を実装パターンに接続するための１/４スルーホール４３を、第１層基板４１と第２層基板４２との図中下側の側面両角に共通に設けてもよい。その場合には、図９に示すように、上面発光型(トップ発光型)のチップＬＥＤとして使用することが可能になるのである。図９において、上記アノードパターンに接続された１/４スルーホール４３,４３のＣu箔は、第２層基板３の裏面側の端部において実装パターン４４,４４に接続されている。尚、４５はＲ色ＬＥＤチップ４８用の実装パターンであり、４６はＢ色ＬＥＤチップ４９用の実装パターンであり、４７はＧ色ＬＥＤチップ５０用の実装パターンである。
【００５３】
また、図１〜図５に示す第１層基板１においては、図中上端中央部に溝２を設けることによって、発熱量の少ないＲ,Ｂ色ＬＥＤチップ４,５の搭載領域の確保と、Ｇ色ＬＥＤチップ６の発光効率を向上させるためのカップ構造の形成を行うようにしている。上述の機能は、図１０に示すように、第１層基板５１の略中央部に穴５２を設けることによっても達成できる。つまり、穴５２の両側に発熱量の少ないＲ,Ｂ色ＬＥＤチップ用のカソードパターン５３,５４を設け、第２層基板に搭載されるＧ色ＬＥＤチップを第１層基板５１の穴５２内に配置するのである。尚、５５はアノードパターンである。
【００５４】
上記実施の形態においては、上記金属箔および各種電極パターンとしてＣu箔を用いているが、この発明はＣuに限定されるものではない。
【００５５】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明のチップＬＥＤは、基板を２枚の層基板が積層された多層構造に成し、３個以上搭載されたＬＥＤチップのうちの他のＬＥＤチップに比して発熱の大きい少なくとも１つを他とは異なる層基板に搭載し、上記少なくとも１つのＬＥＤチップが搭載された層基板の電極パターンの厚みおよび面積のうちの少なくとも一方を他の層基板の電極パターンよりも大きくして放熱量を向上させたので、発熱量の大きいＬＥＤチップの放熱性を向上して、熱抵抗の低減を図ることができるのである。
【００５６】
また、１実施例のチップＬＥＤは、上記他とは異なる層基板に搭載されるＬＥＤチップを１つとし、この１つのＬＥＤチップを上記層基板における中央に搭載したので、例えば、この層基板に積層される上記他の層基板の中央部に上記１つのＬＥＤチップを露出させる溝や切欠きや穴を設け、その溝や切欠きや穴の周囲に他のＬＥＤチップを配置することによって、アノードコモン時に複数のＬＥＤチップのダイエリアを分離しても各ＬＥＤチップのダイピッチを狭くできる。したがって、混色発光時の品位を向上できると共にパッケージの小型化を図ることができる。すなわち、複数個のＬＥＤチップが搭載された熱抵抗の低い小型のチップＬＥＤを提供できるのである。さらに、上記他の層基板の中央部に設けられた溝や切欠きや穴が所謂カップ構造を形成し、その中に配置される上記１つのＬＥＤチップの発光効率が向上する。
【００５７】
また、１実施例のチップＬＥＤは、上記２数の層基板のうちの一方を、両腕部を有して略Ｕ字形を成すように形成している。したがって、上記２枚の層基板のうち上記両腕部を有しない方の層基板上に形成される電極パターンの方の面積を広くして、放熱性を高めることができる。すなわち、上記両腕部を有しない層基板と上記両腕部を有する層基板とを積層し、例えば発熱量の小さいＬＥＤチップを上記両腕部に搭載する一方、発熱量の大きいＬＥＤチップを上記両腕部の間に搭載することによって、熱抵抗の低下と、小型化と、上記各ＬＥＤチップの搭載ピッチを小さくして表示品位の向上とを図ることができるのである。
【００５８】
また、１実施例のチップＬＥＤは、上記他とは異なる層基板に搭載されたＬＥＤチップをＧ色ＬＥＤチップとしたので、発熱量が大きいＧ色ＬＥＤチップを他の色のＬＥＤチップとは異なる層基板に搭載することができる。したがって、発熱量が大きいＧ色ＬＥＤチップ用のカソードパターンの大面積化を実現できる。
【００５９】
さらに、上記夫々のＬＥＤチップをアノードコモンに配線する場合、従来のごとく単一層の基板で実現する場合に比して、各色のＬＥＤチップの間隔を狭くできるので、混色発光時の色混ざりを良くして表示品位を向上できる。
【００６０】
また、１実施例のチップＬＥＤは、上記各層基板に形成された電極パターンをカソードパターンとし、発光側の層基板における発光面には共通アノードパターンを設け、反発光側の層基板における反発光面には上記夫々のＬＥＤチップ用のカソードパターンに接続された裏面パターンを設けると共に、発光側の層基板における一側面両角には発光面から反発光面に至る切欠きを設け、この切欠きの内壁には上記共通アノードパターンに電気的に接続された金属箔を形成し、上記反発光側の層基板における上記一側面中央には発光面から反発光面に至る切欠きを設け、この切欠きの内壁には上記他の発光ダイオードチップとは異なる層基板に搭載されたＬＥＤチップ用のカソードパターンと上記他の発光ダイオードチップとは異なる層基板に搭載されたＬＥＤチップ用の裏面パターンとを電気的に接続する金属箔を形成したので、実装時において、上記反発光側の層基板における反発光面に設けられた各裏面パターンの一端をマウント面上の対応する実装パターンに接続し、上記発光側の層基板に設けられて上記共通アノードパターンに電気的に接続された切欠きの金属箔の一端を上記マウント面上の対応する実装パターンに接続できる。したがって、上記夫々のＬＥＤチップの発光方向が上記マウント面に対して平行なサイド発光型として実装することができるのである。その際に、上記実装パターンの接続位置には、上記発光側の層基板および反発光側の層基板に設けられた切欠きが存在するため、半田付けの際の放熱性を向上できる。さらに、上記発光側の層基板と反発光側の層基板とを上記実装パターンに接続するので、基板の片面側が浮き上がったりすることが無く、確実に位置決めを行うことができる。
【００６１】
さらに、形成時において、隣接する２つのチップＬＥＤで共有されて分割後に上記反発光側の層基板における上記一側面中央の切欠きとなるスルーホールを、積層された上記発光側の層基板によって塞ぐことができ、樹脂封止時に、樹脂が上記スルーホールを通って反発光側に漏れることを防止できる。したがって、従来のように、上記スルーホールを銅箔やレジストで塞ぐ必要がなく、工程の短縮とコストダウンを図ることができる。
【００６２】
また、１実施例のチップＬＥＤは、上記各層基板に形成された電極パターンをカソードパターンとし、発光側の層基板における発光面には共通アノードパターンを設け、反発光側の層基板における反発光面には上記夫々のＬＥＤチップ用のカソードパターンに接続された裏面パターンを設けると共に、上記２枚の層基板における一側面両角には発光側の層基板の発光面から反発光側の層基板の反発光面に至る切欠きを設け、この切欠きの内壁には上記共通アノードパターンに電気的に接続された金属箔を形成し、上記反発光側の層基板における上記一側面中央には発光面から反発光面に至る切欠きを設け、この切欠きの内壁には上記他の発光ダイオードチップとは異なる層基板に搭載されたＬＥＤチップ用のカソードパターンと上記他の発光ダイオードチップとは異なる層基板に搭載されたＬＥＤチップ用の裏面パターンとに電気的に接続された金属箔を形成したので、実装時において、上記反発光側の層基板に設けられた各裏面パターンの夫々の表面を、マウント面上の対応する実装パターンに接続できる。さらに、２枚の層基板に共通に設けられて上記共通アノードパターンに電気的に接続された切欠きの金属箔における反発光側の一端を、上記マウント面上の対応する実装パターンに接続できる。したがって、上記夫々のＬＥＤチップの発光方向が上記マウント面に対して垂直なトップ発光型として実装できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明のチップＬＥＤにおける表面側からの斜視図である。
【図２】  図１に示すチップＬＥＤにおける裏面側からの斜視図である。
【図３】  図１に示すチップＬＥＤにおける側面図である。
【図４】  図２におけるＡ‐Ａ'矢視断面図である。
【図５】  図１に示すチップＬＥＤからモールド樹脂を除去した状態を示す図である。
【図６】  図１における第１層基板と第２層基板との積層過程の説明図である。
【図７】  図１に示すチップＬＥＤのマウント面への実装の説明図である。
【図８】  図１とは異なるチップＬＥＤの斜視図である。
【図９】  図８に示すチップＬＥＤを上面発光型として使用する場合の説明図である。
【図１０】  図１〜図５とは異なる第１層基板の斜視図である。
【符号の説明】
１,４１,５１…第１層基板、
２…溝、
３,４２…第２層基板、
４,４８…Ｒ色ＬＥＤチップ、
５,４９…Ｂ色ＬＥＤチップ、
６,５０…Ｇ色ＬＥＤチップ、
７,８,９,５３,５４…カソードパターン、
１０,５５…アノードパターン、
１１,１５,１７,４３…１/４スルーホール、
１２,１３,１４…Ａuワイヤ、
１６…第１裏面パターン、
１８…第２裏面パターン、
１９…１/２スルーホール、
２０…第３裏面パターン、
２１…モールド樹脂、
２５,２６,２７,２８,２９,３０…分割線、
３１,３２,３３,３４,４４,４５,４６,４７…実装パターン、
５２…穴。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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