(57)【要約】【課題】高輝度高出力の用途で発熱量の増加に伴い、効率、寿命が低下する。【解決手段】ガラエポ樹脂よりなる回路基板２の略中央部に形成された貫通孔２ａにＡｌ、Ｃｕ材などよりなる高放熱部材５を固着し、その上面にＬＥＤチップ６を実装し、ＬＥＤチップ６を覆うように透光性樹脂７で封止する。ＬＥＤチップの温度を高放熱部材を介して、プリント基板側に放熱する。駆動電流を増やしてもＬＥＤチップの発光効率および動作寿命を低下させることなく、また、透光性樹脂の透明度の低下を防ぎ、薄型化された、安価な発光ダイオードを提供することが可能である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板にＬＥＤチップを実装し、該ＬＥＤチップを透光性樹脂で封止した発光ダイオードにおいて、前記回路基板の略中央部に貫通孔を形成し、該貫通孔に高放熱部材を固着し、該高放熱部材の上面にＬＥＤチップを実装し、該ＬＥＤチップを覆うように透光性樹脂で封止したことを特徴とする発光ダイオード。
【請求項２】
回路基板にＬＥＤチップを実装し、該ＬＥＤチップを透光性樹脂で封止した発光ダイオードにおいて、前記回路基板の略中央部に凹部を形成し、該凹部内にＬＥＤチップを実装し、該ＬＥＤチップを覆うように透光性樹脂で封止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、パーソナルコンピューター、プリンター、ＰＤＡ、ファクシミリ、ページャー、携帯電話等の民生機器に使用される発光ダイオードに係わり、更に詳しくは放熱特性に優れた発光ダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から軽薄短小を追求する電子機器向けに提供された表面実装型の発光ダイオードとして、一般的にガラエポ基板の上面に形成された電極パターン上にＬＥＤチップを実装するとともに、前記ＬＥＤチップを覆うように透光性樹脂で封止した構造のものである。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２‐２８０６１４号公報（第２頁、図４）
【０００４】
上記した特許文献１に開示されている発光ダイオード１１は、図３に示すように、ガラスエポキシ樹脂よりなる回路基板１２の上面に、一対の上面電極１３ａ、１３ｂをパターンを形成し、該上面電極１３ａ、１３ｂと一体に形成された下面電極１４ａ、１４ｂをパターン形成し、前記上面電極１３ａ、１３ｂの上に透明接着剤によってＬＥＤチップ１６を固着すると共に、ワイヤボンディング実装する。前記ＬＥＤチップ１６とボンディングワイヤを透明封止樹脂１７によって封止した構造のものである。前記発光ダイオード１１を使用する時には、プリント基板１８の上面に発光ダイオード１６を搭載し、前記下面電極１４ａ、１４ｂをプリント基板１８のプリント配線に半田１９で電気的に固定することによって表面実装を実現するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した発光ダイオードには次ぎのような問題点がある。発光ダイオードを高輝度高出力の用途に使用する場合、放熱対策が問題になる。図４に示すように、（ａ）は放熱が良い場合、（ｂ）は放熱が悪い場合を示すものである。ＬＥＤチップは一定の動作領域まで駆動電流と輝度は略比例関係にあり、高輝度を得るには、駆動電流を増加させる。しかし、駆動電流を増加させるとそれに比例してＬＥＤチップの電力損失が増加し大部分のエネルギーは熱に変換させてＬＥＤチップの温度が上昇し高温となる。ＬＥＤチップが実装されている回路基板の材質がガラスエポキシ樹脂のため熱の伝導率が極めて小さく、上昇した熱は電極パターンのメッキ面を通して放熱を行っているのみで放熱され難く、ＬＥＤチップの温度は下がらない。
【０００６】
ＬＥＤチップは温度が低いほど発光効率、即ち電流−光変換効率が高いので、ＬＥＤチップが高温になると発光輝度は低下するという問題が生じる。また、ＬＥＤチップの動作寿命も高温動作になるほど短くなる。さらに、ＬＥＤチップを封止している透光性封止樹脂が熱により変色で透明度を低下させるなどの問題があり、高輝度高出力用途としては寿命や信頼性に大きな問題があった。
【０００７】
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、放熱特性に優れた、薄型で安価な発光ダイオードを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における発光ダイオードは、回路基板にＬＥＤチップを実装し、該ＬＥＤチップを透光性樹脂で封止した発光ダイオードにおいて、前記回路基板の略中央部に貫通孔を形成し、該貫通孔に高放熱部材を固着し、該高放熱部材の上面にＬＥＤチップを実装し、該ＬＥＤチップを覆うように透光性樹脂で封止したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、回路基板にＬＥＤチップを実装し、該ＬＥＤチップを透光性樹脂で封止した発光ダイオードにおいて、前記回路基板の略中央部に凹部を形成し、該凹部内にＬＥＤチップを実装し、該ＬＥＤチップを覆うように透光性樹脂で封止したことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明における発光ダイオードについて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる発光ダイオードの断面図である。
【００１１】
図１において、１は発光ダイオードであり、その構成は、ガラスエポキシ樹脂などよりなる絶縁性を有する回路基板２の略中央部に貫通穴２ａが形成されている。前記回路基板２の上下面には一対の上面電極３ａ、３ｂと下面電極４ａ、４ｂがパターン形成されている。前記回路基板２に形成された貫通孔２ａにＡｌ材やＣｕ材などよりなる高放熱部材５を固着させる。該高放熱部材５の上面にＬＥＤチップ６を透明接着剤等で固着し、上面電極３ａ、３ｂにワイヤボンディング実装し、該ＬＥＤチッ６を覆うように透光性樹脂７で封止する。前記発光ダイオード１をプリント基板８に形成されたプリント配線に半田９で電気的に固着することにより表面実装を実現するものである。前記ＬＥＤチップ６を実装する高放熱材５の上面を回路基板２の上面より沈めて固着させると、その分薄くすることができる。
【００１２】
上記した発光ダイオードの作用・効果について説明する。前記発光ダイオード１を高輝度高出力の用途に使用する場合に、高輝度を得るために駆動電流を増やしても、ＬＥＤチップ６に発生する熱は高放熱部材５に伝わり、前記プリント基板８が側に逃がすことにより、ＬＥＤチップ６の温度上昇を防ぐことができ、発光効率は低下しない。また、ＬＥＤチップ６を封止している透光性樹脂７が熱による変色で透明度を低下させることもない。
【００１３】
図２は、本発明の第２の実施の形態に係わる発光ダイオードの断面図である。
図２において、上述した第１の実施の形態と異なるところは、高放熱部材を用いることなく、ガラスエポキシ樹脂などよりなる絶縁性を有する回路基板２の略中央部に形成された凹部２ｂ内にＬＥＤチップ６を実装し、該ＬＥＤチッ６を覆うように透光性樹脂７で封止する。前記発光ダイオード１０をプリント基板８に形成されたプリント配線に半田９で電気的に固着することにより表面実装を実現するものである。
【００１４】
上記した発光ダイオードの作用・効果について説明する。前記発光ダイオード１０を高輝度高出力の用途に使用する場合に、高輝度を得るために駆動電流を増やしても、ＬＥＤチップ６に発生する熱は直接プリント基板８が側に逃がし放熱することにより、ＬＥＤチップ６の温度上昇を防ぐことができ、発光効率は低下しない。また、ＬＥＤチップ６を封止している透光性樹脂７が熱による変色で透明度を低下させることもない。また、ＬＥＤチップ６を凹部２ｂ内に実装されるので、薄型にすることができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＬＥＤチップの上昇温度を、ガラスエポキシ樹脂などよりなる回路基板の略中央部に貫通穴を形成し、その内部に固着した高放熱部材を介してプリント基板に放熱するか、または、凹部内で接近させたプリント基板側に放熱することにより、駆動電流を増やしてもＬＥＤチップの発光効率および動作寿命を低下させることなく、また、透光性樹脂の透明度の低下を防ぎ、薄型化された、安価な発光ダイオードを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる発光ダイオードの断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係わる発光ダイオードの断面図である。
【図３】従来の発光ダイオードの断面図である。
【図４】放熱の良否により電流−輝度との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１、１０  発光ダイオード
２  回路基板（ガラエポ基板）
２ａ  貫通孔
２ｂ  凹部
５  高放熱部材（Ａｌ、Ｃｕ）
６  ＬＥＤチップ
７  透光性樹脂
８  プリント基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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