(57)【要約】【課題】  本発明は、簡単な構成により、ＬＥＤチップからの熱が効率的に放熱され得るようにした表面実装型ＬＥＤを提供することを目的とする。【解決手段】  チップ基板１１と、このチップ基板の上面にて互いに対向すると共に、チップ基板の裏面まで回り込んで表面実装用端子１１ｃ，１１ｄを画成する導電パターンから成る一対の電極部材と、一方の電極部材の先端に設けられたチップ実装部上に接合されるＬＥＤチップ１２と、を含む表面実装型ＬＥＤ１０であって、上記チップ基板が多層基板として構成されており、上記チップ基板の最上層の基板表面に形成された第一の導電層１５ａが、チップ実装部及び接続部が構成していると共に、最下層の基板裏面に形成された第二の導電層１６ｂが、表面実装用端子を構成していて、上記チップ基板の最上層の基板裏面，最下層の基板表面そして中間層の基板両面に形成された比較的大面積の他の導電層１５ｂ，１６ａが、互いに各層を介して熱伝導を行なうことを特徴とする、表面実装型ＬＥＤ１０を構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ基板と、このチップ基板の上面にて互いに対向するように形成されると共に、チップ基板の裏面まで回り込んで表面実装用端子を画成する導電パターンから成る一対の電極部材と、一方の電極部材の先端に設けられたチップ実装部上に接合されると共に、他方の電極部材の接続部に対して電気的に接続されたＬＥＤチップと、を含んでいる表面実装型ＬＥＤであって、
上記チップ基板が多層基板として構成されており、
上記チップ基板の最上層の基板表面に形成された第一の導電層が、チップ実装部及び接続部が構成していると共に、最下層の基板裏面に形成された第二の導電層が、表面実装用端子を構成していて、
上記チップ基板の最上層の基板裏面，最下層の基板表面そして中間層の基板両面に形成された比較的大面積の他の導電層が、各層を介して、熱伝導を行なうことを特徴とする、表面実装型ＬＥＤ。
【請求項２】
上記最上層の基板ができるだけ薄く形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の表面実装型ＬＥＤ。
【請求項３】
上記最上層の基板のチップ実装部が、実装されるＬＥＤチップの底面積と比較して十分に大きく形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の表面実装型ＬＥＤ。
【請求項４】
上記最上層の基板のチップ実装部が、この最上層の基板の裏面の導電層と導通していることを特徴とする、請求項１から３の何れかに記載の表面実装型ＬＥＤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ基板から成る表面実装型ＬＥＤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、表面実装型ＬＥＤ１は、例えば図１１に示すように、構成されている。  図１１において、表面実装型ＬＥＤ１は、チップ基板２と、チップ基板２上に搭載されたＬＥＤチップ３と、ＬＥＤチップ３を包囲するようにチップ基板２上に形成された枠状部材４と、枠状部材４の凹陥部４ａ内に充填されたモールド樹脂５と、から構成されている。
【０００３】
上記チップ基板２は、平坦な銅張り配線基板として耐熱性樹脂から構成されており、その表面にチップ実装ランド２ａ，接続ランド２ｂと、これらから両端縁を介して下面に回り込む表面実装用端子部２ｃ，２ｄと、を備えている。
そして、チップ基板２のチップ実装ランド２ａ上に、ＬＥＤチップ３が接合されると共に、隣接する接続ランド２ｂに対してワイヤボンディングにより電気的に接続されるようになっている。
【０００４】
上記枠状部材４は、同様に耐熱性樹脂によりチップ基板２上に形成されると共に、ＬＥＤチップ３の周りを包囲するように逆円錐台状の凹陥部４ａを備えている。尚、この凹陥部４ａの内面は、好ましくは反射面として構成されている。
【０００５】
このような構成の表面実装型ＬＥＤ１によれば、表面実装用端子２ｃ，２ｄを介してＬＥＤチップ３に駆動電圧が印加されると、ＬＥＤチップ３が発光し、この光が直接にまたは凹陥部４ａの内面で反射されて上方から外部に出射されることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような構成の表面実装型ＬＥＤ１においては、以下のような問題がある。
即ち、表面実装型ＬＥＤ１においては、図１２に示すように、チップ基板２の表面に、第一の導電層として、チップ実装ランド２ａ及び接続ランド２ｂが形成されていると共に、図１３に示すように、チップ基板２の裏面に、第二の導電層として、表面実装用端子２ｃ，２ｄが形成されている。
そして、表面実装型ＬＥＤ１の駆動発光時に、ＬＥＤチップ３で発生する熱は、チップ実装ランド２ａからチップ基板２の側面から裏面に回り込む表面実装用端子２ｃを介して、第二の導電層に放熱されるようになっている。
【０００７】
これは、チップ基板２自体が樹脂等から構成されており、導電層を構成する金属、例えば銅（熱伝導率約３９０Ｗ／ｍＫ）と比較して、熱伝導率が大幅に低い（例えば熱伝導率約０．２Ｗ／ｍＫ）ために、ＬＥＤチップ３からの熱が上記チップ実装ランド２ａから隣接する狭い連結部分２ｅを通って表面実装用端子２ｃに対して放熱されることになるためである。
このため、ＬＥＤチップ３の放熱が十分に行なわれないことがあり、ＬＥＤチップ３の温度が上昇すると、ＬＥＤチップ３の発光効率が低下し、信頼性が低下することになる。
【０００８】
本発明は、以上の点から、簡単な構成により、ＬＥＤチップからの熱が効率的に放熱され得るようにした表面実装型ＬＥＤを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、本発明によれば、チップ基板と、このチップ基板の上面にて互いに対向するように形成されると共に、チップ基板の裏面まで回り込んで表面実装用端子を画成する導電パターンから成る一対の電極部材と、一方の電極部材の先端に設けられたチップ実装部上に接合されると共に、他方の電極部材の接続部に対して電気的に接続されたＬＥＤチップと、を含んでいる表面実装型ＬＥＤであって、上記チップ基板が多層基板として構成されており、上記チップ基板の最上層の基板表面に形成された第一の導電層が、チップ実装部及び接続部が構成していると共に、最下層の基板裏面に形成された第二の導電層が、表面実装用端子を構成していて、上記チップ基板の最上層の基板裏面，最下層の基板表面そして中間層の基板両面に形成された比較的大面積の他の導電層が、各層を介して、熱伝導を行なうことを特徴とする、表面実装型ＬＥＤにより、達成される。
【００１０】
本発明による表面実装型ＬＥＤは、好ましくは、上記最上層の基板ができるだけ薄く形成されている。
【００１１】
本発明による表面実装型ＬＥＤは、好ましくは、上記最上層の基板のチップ実装部が、実装されるＬＥＤチップの底面積と比較して十分に大きく形成されている。
【００１２】
本発明による表面実装型ＬＥＤは、好ましくは、上記最上層の基板のチップ実装部が、この最上層の基板の裏面の導電層と導通している。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成によれば、一対の電極部材を介してＬＥＤチップに駆動電圧が印加されることにより、ＬＥＤチップが光を出射する。
この場合、チップ基板が多層基板として構成されており、各基板の間にて、互いに対向する個々の基板の双方に形成された比較的断面積の導電層が互いに接触することになる。これにより、ＬＥＤチップからの熱が第一の導電層により吸収され、個々の基板を介してその下に位置する基板境界の導電層に順次に伝達され、最下層の基板の裏面に形成された第二の導電層まで伝達され、実装基板に対して放熱され得ることになる。
【００１４】
ここで、個々の基板の間の両面に形成された導電層が比較的断面積であると共に、個々の基板の厚さは従来のチップ基板と比較して薄いことから、個々の基板を構成する樹脂等の熱伝導率が比較的低くても、最上層の基板から中間の基板を介して最下層の基板まで、それらの間に配置された比較的大面積の導電層を介して、熱が効率良く伝達され得ることになる。
従って、ＬＥＤチップからの熱が効率良く放熱されることになり、ＬＥＤチップの温度上昇が効果的に抑制されるので、発光効率が低下するようなことはなく、信頼性が向上する。
また、ＬＥＤチップに対してより大きな電流を流すことが可能になるため、高輝度化を図ることも可能となる。
【００１５】
上記最上層の基板ができるだけ薄く形成されている場合には、ＬＥＤチップから第一の導電層に伝達された熱が、最上層の基板を介して効率良くその裏面に形成された導電層に伝達され得ることになる。
【００１６】
上記最上層の基板のチップ実装部が、実装されるＬＥＤチップの底面積と比較して十分に大きく形成されている場合には、ＬＥＤチップからの熱がチップ実装部を介して効率良く第一の導電層に伝達され得ることになる。
【００１７】
上記最上層の基板のチップ実装部が、この最上層の基板の裏面の導電層と導通している場合には、ＬＥＤチップからの熱が、最上層の基板表面の第一の導電層から直接にその裏面の導電層に効率良く伝達され得ることになる。
【００１８】
このようにして、本発明によれば、チップ基板を多層基板として、個々の基板の間に比較的大面積の放熱効果を有する導電層を形成することにより、最上層の基板上に形成された第一の導電層のチップ実装部に実装されたＬＥＤチップから駆動の際に発生する熱が、個々の基板を介して各導電層を順次に伝達される。これにより、ＬＥＤチップからの熱が、効率良く放熱されることになり、ＬＥＤチップの温度上昇が抑制され、ＬＥＤチップの発光効率の低下が抑制され得ることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の好適な実施形態を図１乃至図１０を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明による表面実装型ＬＥＤの第一の実施形態の構成を示している。
図１において、表面実装型ＬＥＤ１０は、チップ基板１１と、チップ基板１１上に搭載されたＬＥＤチップ１２と、ＬＥＤチップ１２を包囲するようにチップ基板１１上に形成された枠状部材１３と、枠状部材１３の凹陥部１３ａ内に充填されたモールド樹脂１４と、から構成されている。
【００２１】
上記チップ基板１１は、平坦な銅張り配線基板として耐熱性樹脂から構成されており、その表面にチップ実装ランド１１ａ，接続ランド１１ｂと、これらから両端縁を介して下面に回り込む表面実装用端子部１１ｃ，１１ｄと、を備えている。
そして、チップ基板１１のチップ実装ランド１１ａ上に、ＬＥＤチップ１２が接合されると共に、隣接する接続ランド１１ｂに対してワイヤボンディングにより電気的に接続されるようになっている。
【００２２】
上記枠状部材１３は、同様に耐熱性樹脂によりチップ基板１１上に形成されると共に、ＬＥＤチップ１２の周りを包囲するように逆円錐台状の凹陥部１３ａを備えている。尚、この凹陥部１３ａの内面は、好ましくは反射面として構成されている。
【００２３】
以上の構成は、図１１に示した従来の表面実装型ＬＥＤ１と同様の構成であるが、本発明実施形態による表面実装型ＬＥＤ１０においては、さらに以下のように構成されている点で異なる構成になっている。
即ち、上記チップ基板１１は、この場合、二層構造として、上方基板１５及び下方基板１６から構成されている。
【００２４】
そして、上記上方基板１５は、その表面に、図２に示すように、前述したチップ実装ランド１１ａ及び隣接する接続ランド１１ｂを画成する第一の導電層１５ａを備えていると共に、その裏面には、図３に示すように、比較的大面積の導電層１５ｂをほぼ全面に亘って備えている。
ここで、上記チップ実装ランド１１ａは、図２に示すように、その面積がＬＥＤチップ１２の底面積と比較して十分に大きく選定されており、ＬＥＤチップ１２からの熱がチップ実装ランド１１ａに効率良く放熱され得るようになっている。
【００２５】
また、上記下方基板１６は、その表面に、図４に示すように、上記導電層１５ｂと同様に、表面全体に亘って形成された比較的大面積の導電層１６ａを備えていると共に、その裏面には、図５に示すように、前述した表面実装用端子１１ｃ，１１ｄを画成する第二の導電層１６ｂを備えている。
そして、上記上方基板１５及び下方基板１６が互いに重ね合わされることによって、上記導電層１５ｂ，１６ａが互いに密着される。
【００２６】
本発明実施形態によるＬＥＤ１０は、以上のように構成されており、表面実装用端子１１ｃ，１１ｄを介してＬＥＤチップ１２に駆動電圧が印加されると、ＬＥＤチップ１２が発光し、この光が直接にまたは凹陥部１３ａの内面で反射されて上方から外部に出射されることになる。
この場合、チップ基板１１が二層基板として構成されており、各基板１５，１６の間にて、互いに対向する個々の基板の双方に形成された比較的断面積の導電層１５ｂ，１６ａが互いに接触することになる。これにより、ＬＥＤチップ１２からの熱が上方基板１５の第一の導電層１５ａにより吸収され、この上方基板１５を介して、その裏面の導電層１５ｂそして導電層１６ａに伝達され、さらに下方基板１６を介して、その裏面に形成された第二の導電層１６ｂもしくは実装基板まで伝達されることになる。
これにより、ＬＥＤチップ１２からの熱が、効率良く第二の導電層１６ｂまで伝達され、実装基板に対して放熱され得ることになる。従って、ＬＥＤチップ１２の温度上昇が抑制されることになり、ＬＥＤチップ１２の発光効率が低下することはなく、表面実装型ＬＥＤ１０の信頼性が向上することになる。
【００２７】
発明者等による検討によると、実装ランド１１ａの面積をＳ（ｍｍ２、図２参照）、実装ランドを画成する第一の導電層１５ａと、それに最も近い導電層の導電層１５ｂとの間の法線方向の距離をＬ（ｍｍ）としたとき、Ｌ／Ｓが０．２（／ｍｍ）以下のときに良好な放熱特性が得られた。これよりも大きい場合には熱抵抗が大きく放熱の効率が悪い。特に熱抵抗がおおよそ１０００Ｋ／Ｗを超えると、放熱効果が乏しかった。なお、実装ランドの面積とは、配線部１５ｂも含むＬＥＤを搭載している導電層の基板表面における面積をいう。
具体的には、総面積Ｓを０．８ｍｍ２以上とし、距離Ｓを０．３ｍｍ以内とするとよい。本実施例の場合には熱抵抗が４５０Ｋ／Ｗであり、背景技術にて説明した従来例に比べておおよそ８０％熱抵抗が優れていた。
【実施例２】
【００２８】
図６は、本発明による表面実装型ＬＥＤの第二の実施形態の構成を示している。
図６において、表面実装型ＬＥＤ２０は、チップ基板２１と、チップ基板２１上に搭載されたＬＥＤチップ２２と、ＬＥＤチップ２２を包囲するようにチップ基板２１上に形成された枠状部材２３と、枠状部材２３の凹陥部２３ａ内に充填されたモールド樹脂部２４と、から構成されている。
【００２９】
尚、上記ＬＥＤチップ２２，枠状部材２３及びモールド樹脂部２４は、図１に示したＬＥＤ１０におけるＬＥＤチップ１２，枠状部材１３及びモールド樹脂部２４と同じ構成であるので、その説明を省略する。
【００３０】
上記チップ基板２１は、この場合、三層構造として、上方基板２５，中間基板２６及び下方基板２７から構成されている。
【００３１】
そして、上記上方基板２５は、その表面に、図７に示すように、前述したチップ実装ランド２１ａ及び隣接する接続ランド２１ｂを画成する第一の導電層２５ａを備えていると共に、その裏面には、図８に示すように、比較的大面積の導電層２５ｂをほぼ全面に亘って備えている。この導電層２５ｂは、表面実装用端子２２ｃと接続されている。
【００３２】
ここで、上記接続ランド２１ｂは、図７に示すように、その面積がチップ実装ランド２１ａを除く領域にて十分に大きく選定されており、上記導電層２５ｂから上方基板２５を介して効率良く放熱され得るようになっている。
さらに、上記上方基板２５は、チップ実装ランド２１ａから上方基板２５を上下に貫通して導電層２５ｂに導通する導電パターン２５ｃを備えており、ＬＥＤチップ２２からの熱が、チップ実装ランド２１ａから導電パターン２５ｃを介して直接に導電層２５ｂに伝達されるようになっている。
【００３３】
また、中間基板２６は、その裏面に、図９に示すように、比較的大面積の導電層２６ａをほぼ全面に亘って備えている。この導電層２６ａは、表面実装用端子２２ｄと接続されている。
さらに、上記下方基板２７は、その裏面には、図１０に示すように、前述した表面実装用端子２１ｃ，２１ｄを画成する第二の導電層２７ａを備えている。
【００３４】
このような構成のＬＥＤ２０によれば、表面実装用端子２１ｃ，２１ｄを介してＬＥＤチップ２２に駆動電圧が印加されると、ＬＥＤチップ２２が発光し、この光が直接にまたは凹陥部２３ａの内面で反射されて上方から外部に出射されることになる。
【００３５】
この場合、チップ基板２１が三層基板として構成されており、各基板２５，２６，２７の間にて、比較的断面積の導電層２５ｂ，２６ａが配置されることになる。これにより、ＬＥＤチップ２２からの熱が導電パターン２５ｃを介して導電層２５ｂに伝達され、この導電層２５ｂから上方基板２５，中間基板２６を介して、それぞれ第一の導電層２５ａ及び導電層２６ａに吸収される。
そして、第一の導電層２５ａ及び導電層２６ａで吸収された熱は、それぞれ表面実装用端子２１ｃ及び２１ｄを介して、外部の実装基板に放熱されることになる。
これにより、ＬＥＤチップ２２からの熱が、効率良く第二の導電層２７ａまで伝達され、実装基板に放熱され得るので、ＬＥＤチップ２２の温度上昇が抑制されることになり、ＬＥＤチップ２２の発光効率が低下することはなく、表面実装型ＬＥＤ２０の信頼性が向上することになる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
上述した実施形態においては、チップ基板１２，２２は、二層または三層に構成されているが、これに限らず、四層以上の多層基板であってもよいことは明らかである。
また、上述した第二の実施形態においては、上方基板２５に導電パターン２５ｃが備えられているが、これに限らず、導電パターン２５ｃは省略されてもよい。この場合、ＬＥＤチップ２２からの熱は、表面実装用端子２２ｃを介して導電層２５ｂに伝達され得る。
さらに、上述した実施形態においては、チップ基板１１，２１上に枠状部材１４，２４が形成されているが、これに限らず、枠状部材が省略され、その代わりに、モールド樹脂部が形成されていてもよいことは明らかである。
【００３７】
このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、ＬＥＤチップからの熱が効率的に放熱され得るようにした表面実装型ＬＥＤが提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による表面実装型ＬＥＤの第一の実施形態の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１のＬＥＤにおける上方基板の表面を示す概略平面図である。
【図３】図１のＬＥＤにおける上方基板の裏面を示す概略平面図である。
【図４】図１のＬＥＤにおける下方基板の表面を示す概略平面図である。
【図５】図１のＬＥＤにおける下方基板の裏面を示す概略平面図である。
【図６】本発明によるＬＥＤの第二の実施形態の構成を示す概略断面図である。
【図７】図６の表面実装型ＬＥＤにおける上方基板の表面を示す概略平面図である。
【図８】図６のＬＥＤにおける上方基板の裏面を示す概略平面図である。
【図９】図６のＬＥＤにおける中間基板の裏面を示す概略平面図である。
【図１０】図６のＬＥＤにおける下方基板の裏面を示す概略平面図である。
【図１１】従来の表面実装型ＬＥＤの一例の構成を示す概略断面図である。
【図１２】図１１のＬＥＤにおけるチップ基板の表面を示す概略平面図である。
【図１３】図１１のＬＥＤにおけるチップ基板の裏面を示す概略平面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０    表面実装型ＬＥＤ
１１    チップ基板
１１ａ  チップ実装ランド
１１ｂ  接続ランド
１１ｃ，１１ｄ  表面実装用端子部
１２    ＬＥＤチップ
１３    枠状部材
１３ａ  凹陥部
１４    モールド樹脂
１５    上方基板
１５ａ  第一の導電層
１５ｂ  導電層
１６    下方基板
１６ａ  導電層
１６ｂ  第二の導電層
２０    表面実装型ＬＥＤ
２１    チップ基板
２１ａ  チップ実装ランド
２１ｂ  接続ランド
２１ｃ，２１ｄ  表面実装用端子部
２２    ＬＥＤチップ
２３    枠状部材
２３ａ  凹陥部
２４    モールド樹脂
２５    上方基板
２５ａ  第一の導電層
２５ｂ  導電層
２５ｃ  導電パターン
２６    中間基板
２６ａ  導電層
２７    下方基板
２７ａ  第二の導電層
【図１】
2006147889.tif 000003
【図２】
2006147889.tif 000004
【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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【図１１】
2006147889.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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