(57)【要約】      （修正有）【課題】寿命が長く、生産費用が安く、散熱効果に優れ、従来の生産プロセスが利用できる、単粒の表面粘着型発光ダイオードの製造方法と、その構造を提供する。【解決手段】金属製の材料条片から、刀具で１つの散熱体２と、両電極３と、その延長区域を作成し、両者間を支持構体５で連絡、且つ支持する。散熱体２は外部の散熱装置と連結し、散熱効果を高める。従来の生産プロセスで発光ダイオード１をパッケージした、単粒の表面粘着型発光ダイオードである。【選択図】図１
2008244200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの発光ダイオードと両電極からなる単粒の表面粘着型発光ダイオードの製造方法であって、
金属製の材料条片に、刀具で以て１つの散熱体と両電極を形成し、前記散熱体と両電極周辺に延長区域を残した基本外形を作製する第１ステップと、
前記金属材料条片状に、プラスチックのイジェックト成形法で以て、前記散熱体と両電極の範囲に渡るように、少なくとも１つの支持構体を形成する第２ステップと、
前記金属製材料条片上に形成された前記散熱体と両電極間との連結点を別な刀具で切断して前記散熱体と両電極を前記支持構体で連絡し、前記散熱体と前記金属製材料条片との間に少数の連絡用の結合点のみを残す第３ステップと、
正確な外形に切削された金属製材料条片上で、ダイオード粒の結成と配線をなし、発光ダイオード構体のパッケージを形成する第４ステップと、
前記結合点を切断し、前記完成した発光ダイオード構体のパッケージを前記金属製材料条片から切取る第５ステップとを含む、単粒の表面粘着型発光ダイオードの製造方法。
【請求項２】
単粒の表面粘着型発光ダイオードにおいて、
光源となる発光ダイオードと、
前記発光ダイオードの両側に形成された１対の電極と、
前記発光ダイオードから伸出して、前記１対の電極に各々接続された２本の導線と、
前記発光ダイオードの１端部に支持され、前記発光ダイオードの熱を発散し、その面積や外形が変更可能で、且つ外部の散熱装置と連結して、効率の高い散熱効果を有する１つの散熱体と、
前記散熱体と前記両電極の間に形成され、両者を連結、且つ支持する１つの支持構体を含んだ、単粒の表面粘着型発光ダイオード。
【請求項３】
前記散熱体と前記両電極は同一金属製の材料条片から同時に構成される、請求項２に記載の単粒の表面粘着型発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は単粒の表面粘着型発光ダイオードの製造方法とその構造に関するもので、特に散熱効果が高く、エネルギー損失が低く、製造工程が簡単で、環境汚染の起こらない、ダイオードの製造方法とその構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種の発光素子の中で発光ダイオード（ＬＥＤ，  Ｌｉｇｈｔ，  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）はその体積が小さく、寿命が長く、点灯速度が早く、節電、耐震動、価格が安くて大量生産に向くと云う色々な長所を持っている。開発以来の歴史も長く、広い範囲で応用され、各種の発光素子の中では、最も市場価値が高い。
【０００３】
ＬＥＤは半導体を材料として構成されるものであり、その両電極の端子に電圧を印加して極く小さい電流を流せば電子とホールの結合により、余剰エネルギーは光の形で解放される。これがＬＥＤ発光の基本原理である。一般の白熱灯と異なり、ＬＥＤは冷光源であるので、その消費する電力は小さく寿命が長くなり、ワーミング・アップ（ｗａｒｍｉｎｇ  ｕｐ）の必要もないので、即時の点灯が可能となる。その上体積が小さく、震動に対する抵抗が強く、量産に適し、必要に応じて大から小まで色々な形の配列が可能と云う優れた点がある。通信や各種消費性の電子製品の指示装置、またはディスプレイ装置に広範に応用され、日用生活上、不可欠な光源となってきた。
【０００４】
産品の種類に基づいたダイオードのパッケージで各種のＬＥＤを形成して、現在使用されているランプ型（ｌａｍｐ）、集中光束型、数字のディスプレイ、点マトリックス型や表面粘着型（ＳＭＤ）などに仕上げられる。その中でＳＭＤ型のＬＥＤは他の従来のＬＥＤに比べて小さいので、携帯電話のスクリーンの背光源や押ボタンなどに使われ、需要はきわめて高い。
【０００５】
ＬＥＤの発熱損失は白熱灯の発熱損失に比べて非常に小さく、ＬＥＤの発熱問題は考慮に値しない。したがって、日々需要が高くなってきた高輝度のＬＥＤの発熱問題は無視できなくなった。マトリックス型に至っては尚更である。ここにおいて、現在のＬＥＤの設計には、散熱体の付加が重視されてきた。
【０００６】
米国特許ＵＳ７，１３８，６６０のＳＭＤ型ＬＥＤの散熱体を図４に示す。このＬＥＤの発光ダイは陽極端子に形成され、ここから配線で陽、陰両電極の両端子に接続されている。完成したＬＥＤは余計な光学素子の加入や反射器の取付けを必要とせず、且つ溶接後、光線の通路は各サーキット・ボードと平行になる。このＳＭＤ型ＬＥＤの発生した熱は、陽極端の金属で発散する。
【０００７】
このＬＥＤの構造、またはその他のＬＥＤ装置においては、その散熱装置は概して下記の改善すべき欠点を有している。
（１）散熱能力が不足で温度が上昇するため、ＬＥＤの輝度が低下する。特に８５℃を超えた場合素子の劣化をもたらす。
（２）ＬＥＤのパッケージに使用される蛍光粉は、高温後にスイッチ・オンした場合、水分を吸収して蛍光粉黒化の原因となり、ＬＥＤの発光効率が低下する。
（３）従来のＬＥＤ装置はその熱をＰＣＢ上に導引き、その上の銅箔を利用して発散させるようにしているが、両電極の散熱手段に頼るだけでは効率が低く、到底有効とはいえない。
（４）従来のＬＥＤ装置では発光体のパッケージに臨み、散熱手段を取らないのが普通である。膨大な散熱量を如何に処理すべきかは大きな問題である。
【０００８】
このような事情に鑑み、これを改善するために本願の出願者は長期当業に携さわってきた経験に基づき、長年苦心研鑚の結果、遂に本願を発明した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って本発明では、従来の生産プロセスを適用して、使用寿命の長い生産費用を大幅に増加することなく、散熱のための散熱体を取り付けた単粒のＳＭＤ型発光ダイオードの製造方法を提供することを主な目的とする。
【００１０】
そして、本発明のもう１つの目的は、印刷回路板の散熱手段と結合した散熱体を取り付けた、単粒のＳＭＤ型発光ダイオードの構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明に係る単粒のＳＭＤ型発光ダイオードの製造方法を５つのステップで完成した。即ち、１つの発光ダイオードと両電極からなる単粒の表面粘着型（ＳＭＤ）発光ダイオードにおいて、金属製の材料条片を刀具で１つの散熱体と両電極とその延長区域を形成し、前記散熱体と、前記両電極周辺に延長区域を残した基本外形を作製する第１ステップと、プラスチックのイジェックト成形法で、前記金属材料条片上に１つの少なくとも前記散熱体と、両電極の範囲に渡る支持構体を形成する第２ステップと、前記金属製材料条片上に形成された前記散熱体と、両電極との連結点を別な刀具で切断し、前記散熱体と両電極を前記支持構体で連絡し、前記散熱体と前記金属性材料条片との間に少数の連絡用の結合点のみを残す第３ステップと、正確な外形に裁切された金属製材料条片上で、ダイオード粒の結成と配線をなし、発光ダイオード構体のパッケージを形成する第４ステップと、前記結合点を切断し、前記完成した発光ダイオード構体のパッケージを前記金属製材料条片から切取る第５ステップを含んだ、単粒のＳＭＤ発光ダイオードの製造方法を提供した。
【００１２】
このようなステップで製造した単粒のＳＭＤ発光ダイオードの構造は光源となる発光ダイオードと、前記発光ダイオードの両側に形成された１対の電極と、前記発光ダイオードから伸出して、前記１対の電極に各々接続された２本の導線と、前記発光ダイオードの１端部に支持され、前記発光ダイオードの熱を発散し、その面積や外形が変更可能で、且つ外部の散熱装置と連結して、効率の高い散熱作用を発揮する１つの散熱体と、前記散熱体と前記両電極の間に形成され、両者を連結、且つ支持する１つの支持構体を含むものである。
【００１３】
また、前記散熱体と前記両電極は同一金属製の材料条片から同時に構成されるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る、単粒のＳＭＤＬＥＤの製造プロセスは、従来のを沿用できて、便利であり、その特殊な構造は散熱効果において、遥かに従来品を凌ぐものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
[実施例]
以下順を追って図面を参照しながら、本発明の最良の実施例を説明しよう。
図１は本発明に係る、単粒の表面粘着型発光ダイオード（以下ＳＭＤＬＥＤと呼称）の構成図である。このＳＭＤＬＥＤの発光ダイ（発光素子）１は散熱対２の上に乗置されている。散熱体２の両側には１対の電極３が取り付けられていて、発光ダイ１から伸出した２本の導線４と接続している。散熱体２と両電極３との間は、支持構体５で連絡、且つ支持されている。上述の装置は通常のＬＥＤ装置と同様な手法でパッケージされるのである。
【００１６】
図２は本発明に係るＳＭＤＬＥＤの側面図である。使用に当たり、両電極３を印刷回路板６に表面粘着し、電気が通り次第ＬＥＤは発光する。散熱体２は他の部位に延長しているので、ダイオードの発熱を有効に発散する。散熱体２の散熱を助長する他の散熱装置として例えば、印刷回路板６の散熱手段、即ちその表面に貫設された貫通孔６１の内縁に銅粉のような散熱物質を塗布し、散熱体２をこれに近接させれば、印刷回路板６に導入された熱は貫通孔６１から発散するのである。なお、散熱体２を形成する際貫設した位置決め穴８で、散熱体２を貫通孔６１と位置合せすれば良い散熱効果が得られる。散熱体２本体はどの電極とも接触していなく、無極性状態にあるので、使用に当たり、他の回路に悪い影響を与える心配はない。
【００１７】
なお、散熱体２は必要に応じて色々な形状に作られる。他の散熱装置と接触しやすい形にしたり、散熱空間を良くする形にしたりして、最良な散熱効果をあげるのである。また、散熱体２の面積を広く取れば、散熱効果も向上するのは当然といえよう。
【００１８】
図３から図７は本発明に係る、ＳＭＤＬＥＤの製造方法を示す簡略図である。散熱体２と両電極３は、同一の金属製材料条片７から切取るものである。以下に各ステップを説明しよう。
【００１９】
第１ステップＦ１０を図４に示す。先ず刀具で金属条片７の上からパンチ方式で散熱体２と両電極３外の延長区域７１を含んで切取れば、金属条片７上には散熱構体２と両電極３の基本外形が出来上がる。
【００２０】
第２ステップＦ１１を図５に示す。プラスチックのイジェックト成形法でＬＥＤ構体の必要な範囲で支持構体５を取り出す。この支持構体５は少なくとも散熱体２と１対の電極３の範囲に渡るようにする。
【００２１】
第３ステップＦ１２を図６に示す。別な刀具を使用して、金属製材料条片７上に形成された散熱体２と両電極３間を連結している切取るべき区域７２を除去する。そうすれば散熱体２と両電極３は独立した個体となるが、支持構体５に支持されて、その位置に固持される。散熱体２と金属製条片７との間はただ少数の結合点７３を残すのみとなる。
【００２２】
第４ステップＦ１３を図７に示す。正確な外形に裁切或いは切削された金属製材料条片７上でダイオード粒の結成と配線を実施する。先ず発光ダイ１を散熱体２に乗置し、両電極３と発光ダイ１との間を２本の導線４で接続した後、ＬＥＤ装置のパッケージを実施する。
【００２３】
第５ステップＦ１４では、結合点７３を切断し、包装を完成したＬＥＤ装置を金属製材料条片７から切り離し、本発明に係る、ＳＭＤＬＥＤの製造を完成する。図２が完成品の側視図である。
【００２４】
以上詳細な説明は、本発明の実行可能な実施例についての具体的説明である。但し、これらの実施例は本発明の特許請求範囲を制限するものではなく、凡そ本発明の技術精神を逸脱せずなされた同等効果の実施又は変更は、全て本発明の特許請求範囲内に含まれるものとする。
また、本発明はその形態において、確かに創意性があるのみならず、従来の製品に比べ、上述の幾多の機能を追加できるものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る、単粒のＳＭＤＬＥＤの構造図
【図２】本発明に係る、単粒のＳＭＤＬＥＤの側面図
【図３】本発明に係る、単粒のＳＭＤＬＥＤの製造方法を示す簡略図
【図４】本発明に係る、単粒のＳＭＤＬＥＤの製造方法を示す簡略図
【図５】本発明に係る、単粒のＳＭＤＬＥＤの製造方法を示す簡略図
【図６】本発明に係る、単粒のＳＭＤＬＥＤの製造方法を示す簡略図
【図７】本発明に係る、単粒のＳＭＤＬＥＤの製造方法を示す簡略図
【符号の説明】
【００２６】
１      発光ダイ
２      散熱体
３      電極
４      導線
５      支持構体
６      印刷回路板
６１    貫通孔
７      金属製材料条片
７１    延長区域
７２    切取るべき区域
７３    結合点
８      散熱体成形用位置決め穴
Ｆ１０  第１ステップ
Ｆ１１  第２ステップ
Ｆ１２  第３ステップ
Ｆ１３  第４ステップ
Ｆ１４  第５ステップ
【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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