(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線基板の裏面に固着され、上面に一対の外部接続用電極が設けられたベース部と、このベース部の略中央部から立ち上がり、前記プリント配線基板に設けられた孔を裏面側から貫通する本体部とで略Ｔ字状に形成され、前記本体部には発光部を設けられ、この発光部と前記外部接続用電極とが電気的に接続されると共に発光部が樹脂封止され、且つベース部の上面に形成された外部接続用電極の外側部が切断面からなり、その外側部の切断角部に本体部の前面から後面に向かう凹み部が形成され、前記プリント配線基板の裏面にベース部の上面が密着するようにしたことを特徴とする発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオードに係り、特にＴ字状に形成された側面発光タイプの発光ダイオードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話に代表される小型電子機器の液晶表示では、バックライト用の光源としてチップ型の発光ダイオードが利用されることが多い。このチップ型発光ダイオード１は、例えば図１０に示したように、ガラスエポキシ基板２（以下、ガラエポ基板という）の上面に一対の電極３，４をパターン形成し、一方の電極３の上に導電性接着剤（図示せず）を用いて発光ダイオード素子６を固着すると共に、発光ダイオード素子６の上面電極と前記他方の電極４とをボンディングワイヤ７で接続し、このボンディングワイヤ７及び発光ダイオード素子６を透明樹脂体８によって封止した構造であり、プリント配線基板（以下ＰＣＢという）に表面実装されるタイプである。
【０００３】
上記のチップ型発光ダイオード１を液晶表示のバックライト用の光源として利用する場合、例えば図１１に示すように、チップ型発光ダイオード１をＰＣＢ９の裏面側に配置し、ガラエポ基板２の上記電極３，４を半田１０で固定すると共に、ＰＣＢ９に開設した孔１１の中にチップ型発光ダイオード１の透明樹脂体８を差し込む方法が取られている。発光ダイオード素子６から上方向に発光した光は、ＰＣＢ９の上面側に配置した導光板１３の端部の反射面１４に当たって略直角方向に屈折され、導光板１３内に真っ直ぐ導かれることで、液晶表示の裏面側を照射する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のチップ型発光ダイオード１にあっては、反射面１４で直角方向に屈曲した光だけが導光板１３内に導かれることから、発光ダイオード素子６で発光しても有効に利用されない光が多く存在すると共に、反射面１４でも光の損失が生じてしまうといった問題があった。
【０００５】
そこで、本件出願人は、上記の問題を解決するために、特願２０００−２７８０８７号において、図１２及び図１３に示すようなＴ字状の発光ダイオード１６を提案した。このＴ字状の発光ダイオード１６は、左右のベース部１７ａ，１７ｂと、このベース部１７ａ，１７ｂの中央から立ち上がる本体部１８とで略Ｔ字状に形成され、ベース部１７ａ，１７ｂの上面をＰＣＢ１９の裏面に固定すると共に、本体部１８をＰＣＢ１９に設けた円孔２０から上面側に貫通させたものである。このような構成からなる発光ダイオード１６では、発光部２１がＰＣＢ１９の上面側で横方向に発光するので、その発光した光をそのまま導光板１４の端部に導くことができ、光損失が少なくて済むといった効果がある。
【０００６】
ところで、上記提案したＴ字状の発光ダイオード１６にあっては、集合回路基板上に成形した多数の発光ダイオードの集合体をＸ，Ｙ方向にダイシングする工程で、ベース部１７ａ，１７ｂの上面に形成された外部接続用電極２２ａ，２２ｂの外側部が切断面となることから、該切断面に上方へ向かうバリ２３が発生してしまう。そのために、ＰＣＢ１９に発光ダイオード１６を実装する際、上記バリ２３がベース部１７ａ，１７ｂの上面とＰＣＢ１９の裏面との間の密着性を低下させてしまい、両者の間に塗布した半田が十分に働かないおそれがある他、発光ダイオード１６の直立性も保たれないおそれがあった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、Ｔ字状の発光ダイオードをＰＣＢ上に表面実装する場合に、発光ダイオードのベース部の上面とＰＣＢの裏面との密着性を増し、その間に塗布される半田が確実に働くようにすると共に、ＰＣＢ上での発光ダイオードの直立性を保つことである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る発光ダイオードは、プリント配線基板の裏面に固着され、上面に一対の外部接続用電極が設けられたベース部と、このベース部の略中央部から立ち上がり、前記プリント配線基板に設けられた孔を裏面側から貫通する本体部とで略Ｔ字状に形成され、前記本体部には発光部を設けられ、この発光部と前記外部接続用電極とが電気的に接続されると共に発光部が樹脂封止され、且つベース部の上面に形成された外部接続用電極の外側部が切断面からなり、その外側部の切断角部に本体部の前面から後面に向かう凹み部が形成され、前記プリント配線基板の裏面にベース部の上面が密着するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、発光ダイオードを略Ｔ字状に形成したので、発光ダイオードをＰＣＢの裏面側で固定した場合でも発光ダイオードの発光部を表面側に露出させて側面発光することができる。その結果、液晶表示のバックライト用の光源として使用した場合には、従来のような光の反射を利用することなく発光部で発光した光の多くを導光板内に導けることになる。また、ベース部の上面に形成した外部接続用電極の外側部の角が凹んでいるので、ダイシング工程によって発生するバリの影響を受けずに済む。即ち、集合回路基板上に成形した多数の発光ダイオードの集合体をＸ，Ｙ方向にダイシングする際、切断面に発生するバリは上記の凹みにできる為に、発光ダイオードのベース部の上面をＰＣＢの裏面に固着する時にバリがＰＣＢの裏面に当たるといったことがなく、ベース部の上面をＰＣＢの裏面に密着させた状態で半田固定することができる。さらに、凹みに半田を溜めることもできるので、発光ダイオードの固着効果が一段と上がることにもなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明に係る発光ダイオードの実施形態を詳細に説明する。図１及び図２に示した発光ダイオードにおいて、図１はＰＣＢとの関係を示す発光ダイオード全体の外観図、図２は前記図１における発光ダイオードの正面図である。
【００１１】
図１及び図２に示されるように、この実施形態に係る発光ダイオード３０は、ガラエポ基板やＢＴレジン（Bismaleimide Triazine Resin）基板などを材料とし、ＰＣＢ３１の裏面側に固着される横長のベース部３２ａ，３２ｂと、このベース部３２ａ，３２ｂの略中央部分から立ち上がる本体部３３とで略Ｔ字状に形成される。ベース部３２ａ，３２ｂの上面にはそれぞれの外部接続用電極３４，３５が全面に形成されているが、この外部接続用電極３４，３５の外側部の角に湾曲状の凹み部４０ａ，４０ｂが形成されている。この凹み部４０ａ，４０ｂは発光ダイオード３０の成形工程の中で形成され、その内面にもメッキが施されて外部接続用電極３４，３５の一部を構成している。後述するダイシング工程では凹み部４０ａ，４０ｂの外側端で切断されることから、該外側端に上方に向かうバリ４１が発生する。しかし、このバリ４１の発生する位置は凹み部４０ａ，４０ｂの最下位であることから、バリ４１が凹み部４０ａ，４０ｂからはみ出して外部接続用電極３４，３５の一般面まで突出することはない。なお、一方のベース部３２ａの前面側及び裏面側には発光ダイオード３０の極性を示すカソードマーク４２が印刷されている。
【００１２】
一方、前記ベース部３２ａ，３２ｂの略中央部分から立ち上がる本体部３３は直方体形状をしており、その左右側面には前記外部接続用電極３４，３５から連続して一体に延びる側面電極３６，３７が形成されている。また、左右の側面電極３６，３７からは、本体部３３の前面側にカソード電極３８とアノード電極３９が延びており、結果的にこれらカソード電極３８及びアノード電極３９が前記側面電極３６，３７を介して外部接続用電極３４，３５にそれぞれ接続されることになる。
【００１３】
前記本体部３３の前面側には先に提案した発光ダイオード（特願２０００−２７８０８７号）と同様の発光部が形成される。即ち、前記カソード電極３８の上面には発光ダイオード素子４５が載置され、その下面電極が導電性接着剤（図示せず）を介して固着されている。また、発光ダイオード素子４５の上面電極はアノード電極３９にボンディングワイヤ４６で接続されている。そのため、外部接続用電極３４，３５からカソード電極３８及びアノード電極３９を介して発光ダイオード素子４５に電流が供給され、発光ダイオード素子４５の上面から全方向に向けて発光される。なお、上記発光ダイオード素子４５の種類や発光色は何ら限定されるものではない。
【００１４】
前記発光ダイオード素子４５及びボンディングワイヤ４６は、本体部３３の前面側に設けられた樹脂封止体４７によって被覆されている。この樹脂封止体４７は、本体部３３の前面側にブロック状に形成されるもので、前述の発光ダイオード素子４５及びボンディングワイヤ４６の他、カソード電極３８及びアノード電極３９を被覆している。樹脂封止体４７の材料には例えば透光性を有するエポキシ系樹脂が用いられる。
【００１５】
上記のように樹脂封止体４７によって保護された発光ダイオード３０は、図１及び図２に示したように、ＰＣＢ３１に開設された円孔４３に本体部３３を裏面側から貫通させ、円孔４３の裏面周縁にベース部３２ａ，３２ｂの上面を密着させる。この時、ベース部３２ａ，３２ｂの上面に形成された外部接続用電極３４，３５の外側部には凹み部４０ａ，４０ｂが形成されているので、仮に凹み部４０ａ，４０ｂの外側端に上方に向かうバリ４１が発生していたとしても、バリ４１が凹み部４０ａ，４０ｂからはみ出して上方に突出することはない。その結果、円孔４３の裏面にベース部３２ａ，３２ｂの上面を隙間なくぴったりと密着させることができる。そして、外部接続用電極３４，３５とＰＣＢ３１の裏面に形成されたプリント配線４９ａ，４９ｂとの間に塗布した半田（図示せず）による両者の固着が確実となり、両者間で確実な導通が図られる。また、上記接着工程ではベース部３２ａ，３２ｂの外部接続用電極３４，３５に半田を薄く塗布し、リフロを通す時に半田を溶融させてＰＣＢ３１の裏面に接着するので、両者は薄い半田膜を介して固着されているだけであるが、半田が溶融する際に凹み部４０ａ，４０ｂに半田を溜めることで、この溜り半田５２が両者の接着に寄与して半田による固定が確実となる。
【００１６】
上記のようにしてＰＣＢ３１に固定された発光ダイオード３０は、発光ダイオード素子４５が横向きの状態でＰＣＢ３１の表面に露出することになる。それ故、これを液晶表示のバックライト用の光源として利用する場合は、図３に示したように、ＰＣＢ３１の表面側に配設された導光板５０の側端面５１の近傍に発光ダイオード素子４５を設定し、側端面５１に対向させる。発光ダイオード素子４５からは強い光が横方向に向けて発光されるが、その発光方向と導光板５０の導光方向とが略一致するので、導光板５０の側端面５１に入射された光は屈曲することなく、そのまま水平方向に真っ直ぐに導かれる。このような方法では、導光板５０への入射光量が増加すると共に、従来のような反射面を利用した光の屈曲がないので、光の損失が極めて少なくなる。
【００１７】
次に、上記構成からなる表面実装型の発光ダイオード３０の製造工程を説明する。図４は本発明に係る製造方法の全工程を示したもの、図５〜図９は個々の製造工程を順に示したものである。先ず、図４及び図５に示したように、両面に銅箔が形成されたガラエポ基板５３にルーター（図示せず）を用いて四角孔５４を開設した後、この四角孔５４の短辺側の中央部に前記と同じルーターを用いて半円状の凹み部４０を形成する（第１工程）。高圧洗浄によって切り子除去などを行なった後、四角孔５４の内周面に銅メッキを施し、ガラエポ基板５３の表面側と裏面側のとの導通性を確保する。なお、この時に凹み部４０の内周面も一緒に銅メッキが施される（第２工程）。
【００１８】
次に、ガラエポ基板５３の両面に電極パターンのマスクとなる保護膜を被せ、図６に示すように、エッチングによって前述の外部接続用電極３４，３５、カソード電極３８及びアノード電極３９をパターン形成し、多数の発光ダイオードを集合させた集合回路基板５５を形成する（第３工程）。電極パターンはエッチング以外に金属蒸着によっても形成することができる。
【００１９】
次いで、図４及び図７に示したように、前記形成されたカソード電極３８の上に導電性接着剤を介して発光ダイオード素子４５を接着固定すると共に、発光ダイオード素子４５の上面から延びるボンディングワイヤ４６の先端をアノード電極３９に接合する（第４工程）。
【００２０】
次に、図４及び図８に示したように、前記集合回路基板５５の上に金型５６を被せる。この金型５６は、発光ダイオード素子４５及びボンディングワイヤ４６の配設部分に対応して凹所５７が形成されたものであり、集合回路基板５５上に被せた時に外部接続用電極３４，３５及び四角孔５４の上方を被覆する。このようにして被せた金型５６の凹所５７に無色透明のエポキシ樹脂５８を充填し、発光ダイオード素子４５及びボンディングワイヤ４６を樹脂封止する。充填されたエポキシ樹脂５８は硬化処理工程を経て硬化する（第５工程）。
【００２１】
最後の工程では、図４及び図９に示したように、先ず前記の金型５６を取り外す。この時、先の工程で凹所５７に充填したエポキシ樹脂５８が硬化してすだれ状の樹脂封止体４７を形成し、この樹脂封止体４７によって発光ダイオード素子４５及びボンディングワイヤ４６が封止される。次いで、集合回路基板５５上に想定されたＸ軸（Ｘ１，Ｘ２，…Ｘｎ）とＹ軸（Ｙ１，Ｙ２，…Ｙｎ）方向に沿って集合回路基板５５をダイシングし、チップ形状の発光ダイオードごとに分割する（第６工程）。Ｙ軸上の切断面は、上記第１工程で四角孔５４の短辺の中央部に形成された半円状の凹み部４０の真ん中である。上述した一連の工程を経て、図１に示したようなＴ字状の発光ダイオード３０が完成する。
【００２２】
なお、本発明における凹み部４０の形状は、上記の実施形態のものに限定されないのは勿論であり、外部接続用電極３４，３５の外側部の角を凹ませる形状であればよい。また、上記の実施形態では本発明の発光ダイオード３０を液晶表示のバックライト用の光源として利用した場合について説明したが、これ以外にも利用できることは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るＴ字状の発光ダイオードによれば、ベース部の外側部の角を凹ませ、ダイシング工程の際に発生するバリをこの凹みの中に抑えてしまったので、発光ダイオードをＰＣＢに表面実装する場合に前記のバリによる固着不良等を回避することができる。即ち、発光ダイオードのベース部の上面とＰＣＢの裏面との間にはバリが介在しないので両者間の密着性が増し、その間に塗布された半田が確実に働くようになると共に、発光ダイオードの直立性を保つことができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る発光ダイオードの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】上記発光ダイオードをＰＣＢに実装した時の正面図である。
【図３】上記図２におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】上記発光ダイオードの製造工程図である。
【図５】ガラエポ基板に四角孔と凹み部を形成する際の工程図である。
【図６】ガラエポ基板上に電極パターンをエッチングして集合回路基板を形成する際の工程図である。
【図７】集合回路基板上に発光ダイオード素子を搭載する際の工程図である。
【図８】発光ダイオード素子とボンディングワイヤを樹脂封止する際の工程図である。
【図９】樹脂封止された集合回路基板をＸ，Ｙ軸方向に分割する際の工程図である。
【図１０】従来における発光ダイードの断面図である。
【図１１】従来の発光ダイオードをバックライト用の光源として利用する場合の断面図である。
【図１２】先に提案したＴ字状発光ダイオードの斜視図である。
【図１３】Ｔ字状発光ダイオードをＰＣＢに実装したときの正面図である。
【符号の説明】
３０  発光ダイオード
３１  ＰＣＢ
３２ａ，３２ｂ  ベース部
３３  本体部
３４，３５  外部接続用電極
４０ａ，４０ｂ  凹み部
４１  バリ
４５  発光ダイオード素子（発光部）
４７  樹脂封止体
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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