(57)【要約】【課題】実装工程及び使用環境における温度変化に対して電気的及び光学的特性が安定した発光装置を提供する。【解決手段】フレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の第１の主面上に設けられた第１の導電部と、前記第１の導電部の上にマウントされ、かつ電気的に接続された発光素子と、前記第１の主面上に前記第１の導電部から離間して設けられ、前記発光素子と電気的に接続された第２の導電部と、前記発光素子と、前記第１の導電部の一部と、前記第２の導電部の一部と、前記フレキシブル基板の一方の端部と、を覆い、凸部を前記発光素子の上方に有する透明樹脂成型体と、を備えたことを特徴とする発光装置が提供される。【選択図】図１
2008205085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板の第１の主面上に設けられた第１の導電部と、
前記第１の導電部の上にマウントされ、かつ電気的に接続された発光素子と、
前記第１の主面上に前記第１の導電部から離間して設けられ、前記発光素子と電気的に接続された第２の導電部と、
前記発光素子と、前記第１の導電部の一部と、前記第２の導電部の一部と、前記フレキシブル基板の一方の端部と、を覆い、凸部を前記発光素子の上方に有する透明樹脂成型体と、
を備えたことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
フレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板の第１の主面上に設けられた第１の導電部と、
前記第１の導電部の上にマウントされた発光素子と、
前記第１の主面上に前記第１の導電部から離間して設けられ、前記発光素子と電気的に接続された第２の導電部と、
前記第１の主面上に前記第１の導電部を挟んで前記第２の導電部とは反対の側に、前記第１の導電部から離間して設けられ、前記発光素子と電気的に接続された第３の導電部と、
前記発光素子と、前記第１の導電部と、前記第２の導電部の一部と、前記第３の導電部の一部部と、前記フレキシブル基板の一方の端部と、を覆い、凸部を前記発光素子の上方に有する透明樹脂成型体と、
を備えたことを特徴とする発光装置。
【請求項３】
前記フレキシブル基板は、前記透明樹脂成型体と実質的に同一の線膨張係数を有することを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記フレキシブル基板の前記透明樹脂成型体により覆われた部分には、アンカーホールが設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光装置。
【請求項５】
前記透明樹脂成型体の重心は、前記凸部の中に設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外光を用いたオートフォーカス手段を備えたカメラは広く使用されている。従来カメラ本体に内蔵されたフラッシュの到達距離は３ｍ前後であり、オートフォーカス補助光はこのフラッシュ到達距離においてカメラ光軸を中心に被写体を照射するように設計されている。
近年、ディジタルスチールカメラなどにおいてより遠くの被写体を撮影したいとの要求が強まって来た。このために、例えば発光素子からの放射光をレンズにより狭角化し、オートフォーカス補助光の照射距離を長くする。放射光を狭角化するにはレンズ頂点と発光素子との距離を長くするが、これにより発光素子のチップがマウントされるリード上部の透明樹脂成型体の容積が大きくなる。
他方、発光装置を実装する工程において、鉛フリー化要求から半田付け温度は２６０℃以上と高くなる。この場合、透明樹脂成型体の容積が大きいと透明樹脂成型体とリードとの間、透明樹脂成型体とチップとの間において、膨張及び収縮により剥離を生じやすくなる。なお、放射光の狭角化により高輝度とすることはオートフォーカス以外の照明用途においても重要である。
耐温度変化性のある発光ダイオードに関する技術開示例がある（特許文献１）。この開示例では、電気的接続部分を光透過性弾性材料で覆い、高温環境下において熱応力を緩和し、電気的接続部分にかかる引っ張り力を抑制している。
【特許文献１】特開２００２−１９８５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、実装工程及び使用環境における温度変化に対して電気的及び光学的特性が安定した発光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様によれば、フレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の第１の主面上に設けられた第１の導電部と、前記第１の導電部の上にマウントされ、かつ電気的に接続された発光素子と、前記第１の主面上に前記第１の導電部から離間して設けられ、前記発光素子と電気的に接続された第２の導電部と、前記発光素子と、前記第１の導電部の一部と、前記第２の導電部の一部と、前記フレキシブル基板の一方の端部と、を覆い、凸部を前記発光素子の上方に有する透明樹脂成型体と、を備えたことを特徴とする発光装置が提供される。
【０００５】
また、本発明の他の一態様によれば、フレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の第１の主面上に設けられた第１の導電部と、前記第１の導電部の上にマウントされた発光素子と、前記第１の主面上に前記第１の導電部から離間して設けられ、前記発光素子と電気的に接続された第２の導電部と、前記第１の主面上に前記第１の導電部を挟んで前記第２の導電部とは反対の側に、前記第１の導電部から離間して設けられ、前記発光素子と電気的に接続された第３の導電部と、前記発光素子と、前記第１の導電部と、前記第２の導電部の一部と、前記第３の導電部の一部部と、前記フレキシブル基板の一方の端部と、を覆い、凸部を前記発光素子の上方に有する透明樹脂成型体と、を備えたことを特徴とする発光装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、実装工程及び使用環境における温度変化に対して電気的及び光学的特性が安定した発光装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態にかかる発光装置を表し、図１（ａ）は模式平面図、図１（ｂ）はＡ―Ａ線に沿った模式断面図である。  フレキシブル基板の第１の主面３１には、第１の導電部１４、第２の導電部１０が印刷などにより形成されている。発光素子１６は第１の導電部１４の上にＡｇペースト、半田材などで接着されており、ボンディングワイヤ１８により第２の導電部１０と電気的に接続されている。なお、本明細書では第１及び第２の導電部１４，１０を含む導電部が形成されたフレキシブル基板をフレキシブルプリント基板３０と呼ぶことにする。
【０００８】
フレキシブルプリント基板３０の厚みは、例えば４０〜２００μｍとすることができる。第１及び第２の導電部１４、１０は、例えば２０μｍの銅の上に略５μｍのＡｇメッキが施されたものとする。また、発光素子１６がマウントされる第１の導電部１４、ワイヤボンディング領域、透明樹脂成型体２０から突出し実装基板への半田付け領域となる第１及び第２の導電部１４、１０の端部以外には、略１５μｍのカバーレイを被覆し表面が保護することが好ましい。
【０００９】
発光素子１６、フレキシブルプリント基板３０の一方の端部、ボンディングワイヤ１８を覆うようにトランスファーモールド法により透明樹脂成型体２０が形成されている。この透明樹脂成型体２０の上部は凸部２２とされ、発光素子１６の放射光を集光し外部に放出するレンズ作用を有する。フレキシブルプリント基板３０の他方の端部は透明樹脂成型体２０の外部に突出しており、第１及び第２の導電部１４、１０は、Ａ−Ａ線に略平行かつ同一方向に引き出される。また、透明樹脂成型体２０には基準面２３が設けられ、ＡＦ補助光の光軸合わせを容易にする。
【００１０】
フレキシブル基板の線膨張係数を透明樹脂の線膨張係数と実質的に同一とすると両者の密着性を良好にでき、剥離を抑制できる。例えば、エポキシ樹脂などの同一材料により両者を形成するとさらに好ましい。放射光は凸部２２から外部に放射されるので、フレキシブル基板は必ずしも透光性でなくともよい。
【００１１】
発光装置６は、実装基板へリフロー工程などを経て半田により固定されることが多い。この場合、環境保全のためにＡｇＳｎ系など鉛フリー半田を使用するので、少なくとも２６０℃前後のリフロー工程が必要である。従って発光装置６は、２６０℃前後への昇温、半田が十分なじむ高温保持（例えば５〜１０秒間）、室温への急冷の温度変化に対して電気的及び光学的特性が変化しないことが要求される。
【００１２】
この場合、２６０℃からの急冷時の応力が特に大きく、これに対処することが重要である。図３は、これを説明するための比較例を表し、図３（ａ）は模式平面図、図３（ｂ）はＣ−Ｃ線に沿った模式断面図である。比較例においては、第１のリード１１０に発光素子１６が接着されている。リフロー温度である２６０℃近傍から急冷されると図３（ｂ）のように透明樹脂成型体１２０の重心１２４に向かって収縮応力１２２が作用する。
【００１３】
この収縮応力１２２は発光素子１６及びこれが接着された第１のリード１１０を上方に引き上げる方向に作用するが、リード１１０は透明樹脂成型体１２０の外部にまで連続しており、弾性率が高いために変位量は小さい。他方、透明樹脂の線膨張率は大きく、収縮応力１２２による透明樹脂成型体１２０の変位量は重心１２４から離れる程大きくなる。この収縮応力１２２が透明樹脂成型体１２０と発光素子１６との間の密着力より大きくなり、透明樹脂成型体１２０と発光素子１６との界面に剥離を生じやすくなる。この剥離のために光取り出し効率が低下し、光度が低下する。
【００１４】
これに対して、本実施形態においては、第１及び第２の導電部１４、１０は柔軟なフレキシブルプリント基板３０の第１の主面３１上に設けられた導電パターンであり、収縮応力２１に応じてフレキシブルプリント基板３０の一方の端部が透明樹脂成型体２０とともに透明樹脂体２０の重心２４に向かって変位する。このために透明樹脂成型体２０の容積が大きくても発光素子１６との間での剥離を抑制しつつ、光度が最大値の５０％となる半値全角（２θ１／２）を例えば約６度のように狭角化でき、高輝度にできる。すなわち、鉛フリー半田を用いた実装工程における急激な温度変化に対しても電気的及び光学的特性の劣化が抑制される。
【００１５】
また図１において、透明樹脂成型体２０により覆われているフレキシブルプリント基板３０の表面には、金属などからなるスパイク３２が設けられている。図４は、スパイク３２の形成工程の一例を表す工程断面図である。図４（ａ）に表したように、フレキシブルプリント基板３０の第１の主面３１の上の全面に導電層３６を形成し、フォトレジスト３８のパターニングを行う。さらに電解メッキまたは無電解メッキによりスパイク３２を形成する（図４（ｂ））。
【００１６】
続いて、フォトレジスト３８を剥離し（図４（ｃ））、スパイク３２以外の導電層３６を除去する（図４（ｄ））。この場合、無電解メッキにおいて導電層３６の形成を省略し工程を簡素化することができる。スパイク３２の高さは、例えば４０〜２００μｍなどとする。
【００１７】
このようにすると、図１の凸部２２の透明樹脂成型体２０が大きな容積を有し、重心２４に向かう収縮応力２１が大きくなってもフレキシブルプリント基板３０との密着性が高められ、第１の導電部１４及び発光素子１６がフレキシブルプリント基板３０と一体となって変位でき、発光素子１６及び透明樹脂成型体２０間の剥離が抑制できるのでより好ましい。なお、図４においてスパイク３２はマッシュルーム形状であるがこれに限定されず、矩形断面などであってもよい。
【００１８】
図２は、第１の実施形態の変形例を表す模式図であり、図２（ａ）は模式平面図、図２（ｂ）はＡ−Ａ線に沿った模式断面図である。本変形例において、発光素子がマウントされる第１の導電部１４は、第２の導電部１０及び第３の導電部１２の間に挟まれ、かついずれとも離間している。発光素子１６はボンディングワイヤ１９により第３の導電部１２とさらに電気的に接続される。本変形例では、第１の導電部１４は発光素子１６がマウントできる程度の面積であり小さいためにフレキシブルプリント基板３０とともに変位することがより容易となる。
【００１９】
図５は、本発明の第２の実施形態にかかる発光装置６を表し、図５（ａ）は模式平面図、図５（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿った模式断面図、図５（ｃ）はＣ−Ｃ線に沿った模式断面図である。フレキシブルプリント基板３０にはアンカーホール３４が設けられており、フレキシブルプリント基板３０の上下における透明樹脂成型体２０の連結を強固にできる。
【００２０】
また、第１の実施形態のようにフレキシブルプリント基板３０の表面にスパイク３２を設けてもよい。このような第２の実施形態において、フレキシブルプリント基板３０の上下において透明樹脂成型体２０の連結を強固に保ちつつ、発光素子１６及び透明樹脂成型体２０の間の剥離がより防止できる。
【００２１】
次に、発光装置の使用例について説明する。図６は、オートフォーカス（ＡＦ）補助光として発光装置６をカメラ筐体７４に取り付けた状態を表す部分模式断面図である。発光装置６は、ホルダー７０にはめ込まれる。この場合、発光装置６の基準面２３をホルダー７０の内部の面と合致させ放射光を所定の角度方向に向ける。発光装置６の放射光は調整レンズ６８により集光されて所定の照射距離とできる。
【００２２】
他方、金属リードを有する比較例にかかる発光装置であると、例えばプリント基板などにリフローなどによりリードを半田付けし、さらにプリント基板と実装基板７２とを電気的に接続することが必要であり実装工程が複雑となる。
【００２３】
これに対して、本実施形態ではフレキシブルプリント基板３０の第１及び第２の導電部１０、１２が外部に延在しており、実装基板７２の配線パターンとの接続を容易にでき、かつリフロー工程の省略も可能となる。リフロー工程が省略できると樹脂剥離を抑制でき、信頼性がより高まる。
【００２４】
図７は、ＡＦ補助光の作用を説明する模式図である。図６における調整レンズ６８との光軸合わせが行われ、ＡＦ補助光５８がカメラ５０の光軸５６と正確に交差し測距が可能となる。液晶モニタ６２で被写体６６を撮影フレーム内におさめシャッター６０を半押しすると、発光装置６に２０〜４０ｍＡの電流が供給されＡＦ補助光５８が被写体６６を照射する。
【００２５】
被写体６６のコントラスト情報がカメラ光軸５６上の撮像素子６４により検出され、コントラストが最大となるようにカメラレンズ５４が前後に移動する。合焦点でカメラレンズ５４は停止し、液晶モニタ６２にジャストフォーカスのサインが表示され、シャッター６０をさらに押し込んで映像が記録される。
【００２６】
本実施形態にかかる発光装置６において、鉛フリー半田を用いた実装工程における急激な温度変化及び使用環境において繰り返される温度変化に対しても光度などの光学的特性及び電気的特性の劣化が抑制される。
【００２７】
このために安定した高輝度ＡＦ補助光をより遠くまで放射でき、より離れた被写体のフォーカスイングが可能となり、かつ暗所低コントラストであっても高いフォーカス精度を得ることができる。このような高輝度発光装置はＡＦ補助光に限定されることはなく、スポット照明、ヘッドランプなどを含む広い照明へも適用することができる。
【００２８】
また、第２及び第３の導電部１０、１２が形成されたされたフレキシブルプリント基板３０はカメラ内などにおいて実装基板７２との接続が容易であり、発光装置６の実装基板へのリフローによる半田付けを省略することもできる。
【００２９】
以上、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらに限定されない。発光装置を構成する発光素子、フレキシブルプリント基板、導電部、スパイク、アンカーホール、透明樹脂、成型体などの形状、材質、サイズ、配置などに関して当業者が設計変更を行ったものであっても、本発明の主旨を逸脱しない限り本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１の実施形態にかかる発光装置の模式図。
【図２】第１の実施形態の変形例にかかる発光装置の模式図。
【図３】比較例にかかる発光装置の模式図。
【図４】スパイクの形成工程の模式断面図。
【図５】第２の実施形態にかかる発光装置の模式図。
【図６】発光装置のカメラへの取り付け構造を表す模式断面図。
【図７】ＡＦ補助光の作用を説明する模式図。
【符号の説明】
【００３１】
６  発光装置、１０  第２の導電部、１２  第３の導電部、１４  第１の導電部、１６  発光素子、２０  透明樹脂成型体、２２  凸部、２４  重心、３０  フレキシブルプリント基板、３１  第１の主面、３２  スパイク、３４  アンカーホール
【図１】
2008205085.tif 000003
【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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