(57)【要約】【課題】  ガラス管の開口部を溶融封止して気密容器を形成する際の高熱によるＬＥＤチップの熱劣化の発生を防止できる発光ダイオードの実現。【解決手段】  熱伝導率の小さい材料より成る基板12上にＬＥＤチップ24を配置すると共に、該ＬＥＤチップ24と、第１のリード端子16及び第２のリード端子18とを電気的に接続し、さらに、上記ＬＥＤチップ24、基板12、第１のリード端子16及び第２のリード端子18の上端を、ガラス管34の開口部を溶融封止して形成した気密容器28内に封入した発光ダイオード10。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導率の小さい材料より成る基板上にＬＥＤチップを配置すると共に、該ＬＥＤチップとリード端子とを電気的に接続し、さらに、上記ＬＥＤチップ、基板、及びリード端子の上端を、ガラス管の開口部を溶融封止して形成した気密容器内に封入したことを特徴とする発光ダイオード。
【請求項２】
上記基板が、セラミック又はガラスで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項３】
熱伝導率の小さい材料より成る基板上にＬＥＤチップを配置する工程と、上記ＬＥＤチップとリード端子とを電気的に接続する工程と、上記ＬＥＤチップ、基板、及びリード端子の上端を、開口部を有するガラス管内に配置した後、ガラス管の開口部を溶融封止して気密容器を形成する工程とを少なくとも備えていることを特徴とする発光ダイオードの製造方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は発光ダイオード（ＬＥＤ）及びその製造方法に係り、特に、ガラス管の開口部を溶融封止して形成した気密容器内にＬＥＤチップを封入して成る発光ダイオードとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種発光ダイオードとして、本出願人である岡谷電機産業株式会社は、先に、特願２００２−２２７８０３号を提案した。
図８に示すように、この発光ダイオード70は、ＬＥＤチップ搭載用の第１のリードフレーム72の先端部72ａに、その底面から上方に向かって孔径が徐々に拡大する略漏斗形状の凹部を設けると共に該凹部内面を反射面と成してリフレクタ74を形成し、該リフレクタ74の底面上にＬＥＤチップ76をＡｇペースト等を介してダイボンドにより接続固定し、以て、上記第１のリードフレーム72と、ＬＥＤチップ76底面の一方の電極（図示せず）とを電気的に接続している。また、第２のリードフレーム78の先端部78ａと、上記ＬＥＤチップ76上面の他方の電極（図示せず）とをボンディングワイヤ80を介して電気的に接続して成る。
【０００３】
図８において、82は、先端に略半球面を有すると共に、下端に開口部を有する略ドーム状の透光性を備えたガラス管の開口部を封止して形成した気密容器であり、該ガラス製の気密容器82内に、上記ＬＥＤチップ76、第１のリードフレーム72の先端部72ａ及び端子部72ｂの上端、第２のリードフレーム78の先端部78ａ及び端子部78ｂの上端が封入されている。
また、上記第１のリードフレーム72の端子部72ｂ及び第２のリードフレーム78の端子部78ｂの下端は、上記気密容器82の封止部82ａを貫通して外部へと導出されている。
【０００４】
而して、上記第１のリードフレーム72及び第２のリードフレーム78を介してＬＥＤチップ76に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ76が発光して光が放射され、放射された光は、気密容器82を透過し、外部へ放射されるようになっている。
上記ＬＥＤ70にあっては、ガラス製の気密容器82内にＬＥＤチップ76を封入しているので、空気中の水分が、ガラス製の気密容器82表面から浸透してＬＥＤ70内部へ浸入することがなく、耐湿性に優れている。
【０００５】
上記ＬＥＤ70は、以下の方法により製造される。
先ず、第１のリードフレーム72の先端部72ａに形成したリフレクタ74の底面上に、ＬＥＤチップ76をＡｇペースト等を介してダイボンドした後、ボンディングワイヤ80を介して第２のリードフレーム78の先端部78ａとＬＥＤチップ76とを接続する。
次に、第１のリードフレーム72及び第２のリードフレーム78の端子部72ｂ，78ｂ中途部に溶融したガラスを付着させてガラスビーズ83を形成する（図９参照）。この結果、第１のリードフレーム72の端子部72ｂと第２のリードフレーム78の端子部78ｂとが、ガラスビーズ83によって結束される。
【０００６】
次に、図９に示すように、先端に略半球面を有すると共に、下端に開口部を有し、上記気密容器82の元となるガラス管84内に、上記ガラスビーズ83を形成した第１のリードフレーム72及び第２のリードフレーム78を開口部から挿入する。
次に、図９に示すように、ガラス管84表面におけるガラスビーズ83に対応する部分をバーナ86で加熱溶融させ、ガラス管84とガラスビーズ83とを融着させる。この結果、ガラス管84の開口部が気密に封止され、上記気密容器84が形成される。
最後に、ガラス管84、第１のリードフレーム72及び第２のリードフレーム78の端子部72ｂ，78ｂの余計な部分を切除すれば、上記ＬＥＤ70が完成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記ＬＥＤチップ76の耐熱温度は約２８０℃〜３５０℃程度であり、約２８０℃〜３５０℃以上の温度で数秒〜数分間以上加熱されるとＬＥＤチップ76は熱劣化を生じる可能性が非常に高い。
しかしながら、上記ＬＥＤ70の製造工程において、ガラス管84とガラスビーズ83とを融着させて気密容器82を形成する際の加熱温度は約８００℃〜１０００℃程度であるため、加熱時間、その他の製造条件の設定如何によっては、第１のリードフレーム72を通じて高熱がＬＥＤチップ76に直接的に伝導し、ＬＥＤチップ76の熱劣化を生じることがあった。
【０００８】
この発明は、従来の上記問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、ガラス管の開口部を溶融封止して気密容器を形成する際の高熱によるＬＥＤチップの熱劣化の発生を防止できる発光ダイオードと、該発光ダイオードの製造方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明に係る発光ダイオードは、熱伝導率の小さい材料より成る基板上にＬＥＤチップを配置すると共に、該ＬＥＤチップとリード端子とを電気的に接続し、さらに、上記ＬＥＤチップ、基板、及びリード端子の上端を、ガラス管の開口部を溶融封止して形成した気密容器内に封入したことを特徴とする。
上記基板は、例えばセラミック又はガラスにより構成することができる。
【００１０】
また、本発明に係る発光ダイオードの製造方法は、熱伝導率の小さい材料より成る基板上にＬＥＤチップを配置する工程と、上記ＬＥＤチップとリード端子とを電気的に接続する工程と、上記ＬＥＤチップ、基板、及びリード端子の上端を、開口部を有するガラス管内に配置した後、ガラス管の開口部を溶融封止して気密容器を形成する工程とを少なくとも備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の発光ダイオードにあっては、ＬＥＤチップを熱伝導率の小さい材料より成る基板上に配置したので、ガラス管の開口部を溶融封止して気密容器を形成する際の高熱が、リード端子を通じてＬＥＤチップに直接的に伝導することが防止され、その結果、ＬＥＤチップの熱劣化の発生を防止することができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づき、本発明に係るＬＥＤの実施形態を説明する。
図１及び図２は、それぞれ本発明に係るＬＥＤ10を示す概略断面図、概略平面図であり、このＬＥＤ10は、熱伝導率の小さいセラミックやガラス等の絶縁性材料より成る略円盤状の基板12を備えており、該基板12に形成した一対の孔14ａ，14ｂに、第１のリード端子16、第２のリード端子18を挿通して成る。      
上記基板12表面には、相互に絶縁された第１の導体パターン20、第２の導体パターン22が形成されている。これら導体パターン20，22は、金等の導電材料を印刷、メッキ等することにより形成される。
また、上記第１のリード端子16、第２のリード端子18の先端部16ａ，18ａを、上記孔14ａ，14ｂから若干突出させると共に略直角方向へ折り曲げ、加重・加熱することにより、第１のリード端子16の先端部16ａを第１の導体パターン20に接続し、第２のリード端子18の先端部18ａを第２の導体パターン22に接続している。
【００１３】
さらに、上記基板12の略中央位置の第２の導体パターン22上に、ＬＥＤチップ24を、共昌ハンダやＡｇペースト等の導電性ペーストを介してダイボンドすることにより、ＬＥＤチップ24底面の一方の電極（図示せず）と第２の導体パターン22とを電気的に接続している。また、ＬＥＤチップ24上面の他方の電極（図示せず）と第１の導体パターン20とを、ボンディングワイヤ26を介して電気的に接続している。
この結果、第２の導体パターン22を介して、ＬＥＤチップ24底面の一方の電極と第２のリード端子18との電気的接続が実現されると共に、ボンディングワイヤ26及び第１の導体パターン20を介して、ＬＥＤチップ24上面の他方の電極と第１のリード端子16との電気的接続が実現される。
上記ＬＥＤチップ22は、窒化ガリウム系半導体結晶等で構成されている。また、上記第１のリード端子16及び第２のリード端子18は、金メッキを施したジュメット線で構成されている。
【００１４】
図１において、28は、ガラス管の開口部を封止して形成した気密容器であり、該ガラス製の気密容器28内に、上記基板12、ＬＥＤチップ24、第１のリード端子16の上端、第２のリード端子18の上端が封入されている。また、上記第１のリード端子16の下端16ｂ及び第２のリード端子18の下端18ｂは、上記気密容器28の封止部28ａを貫通して外部へと導出されている。
上記気密容器28の先端は、略半球状のレンズ部30と成されている。
【００１５】
而して、上記ＬＥＤ10にあっては、第１のリード端子16及び第２のリード端子18を介してＬＥＤチップ24に電圧が印加されると、ＬＥＤチップ24が発光して所定波長の光が放射され、放射された光は、気密容器28を透過し、外部へ放射されるようになっている。
【００１６】
次に、上記ＬＥＤ10の製造方法を、図３乃至図７に基づいて説明する。
先ず、基板12に形成された第２の導体パターン22上に、ＬＥＤチップ24をＡｇペースト等の導電性ペーストを介してダイボンドし（図３参照）、その後、ボンディングワイヤ26を介して、ＬＥＤチップ24と第１の導体パターン20とを接続する（図示省略）。
【００１７】
また、ジュメット線より成る第１のリード端子16及び第２のリード端子18の中途部に溶融したガラスを付着させてガラスビーズ32を形成する（図４）。この結果、第１のリード端子16と第２のリード端子18とが、ガラスビーズ32によって結束される。
その後、第１のリード端子16及び第２のリード端子18の表面に、金メッキを施す。
【００１８】
次に、基板12に形成した一対の孔14ａ，14ｂに、第１のリード端子16、第２のリード端子18を挿通し（図５）、第１のリード端子16及び第２のリード端子18の先端部16ａ，18ａを、上記孔14ａ，14ｂから若干突出させた状態で略直角方向へ折り曲げ、第１のリード端子16の先端部16ａと第１の導体パターン20、第２のリード端子18の先端部18ａと第２の導体パターン22とを所定温度で熱圧着する。
【００１９】
また、図６に示すように、気密容器28の基となる両端が開口した１本の細長いガラス管34を用意し、該ガラス管34の中途部をバーナ36で加熱溶融しつつ、上記略半球状のレンズ部28が形成されるよう肉厚に封じ切る。この結果、先端に略半球状のレンズ部30を有するガラス管34が形成される（図７参照）。
次に、図７に示すように、ガラス管34内に、上記ガラスビーズ32を形成した第１のリード端子16及び第２のリード端子18をガラス管34の下端開口部から挿入し、上記基板12、ＬＥＤチップ24、第１のリード端子16及び第２のリード端子18の上端をガラス管34内の所定位置に配置する。
次に、ガラス管34表面におけるガラスビーズ32に対応する部分をバーナ36で加熱溶融させ、ガラス管34とガラスビーズ32とを融着させる。この結果、ガラス管34の開口部が気密に封止され、上記気密容器28が形成される。
最後に、気密容器28より下方のガラス管34を切除すれば、上記ＬＥＤ10が完成する。
【００２０】
上記した本発明のＬＥＤ10にあっては、ＬＥＤチップ24を熱伝導率の小さい材料より成る基板12上に配置したので、ガラス管34の開口部を溶融封止して気密容器28を形成する際の高熱が、リード端子16，18を通じてＬＥＤチップ24に直接的に伝導することが防止され、その結果、ＬＥＤチップ24の熱劣化の発生を防止することができる
【００２１】
尚、上記リード端子16，18に代えて、上下方向に延びる本体部と、略水平に屈曲させると共に扁平状と成した先端部を有する一対のリード端子を用い、該リード端子の本体部を、基板12の側面に沿って配置すると共に、リード端子の先端部を、基板12上の導体パターン20，22に接続するにしても良い。
この場合には、基板12に上記孔14ａ，14ｂを形成する必要がなく、リード端子と基板12上の導体パターン20，22との接続が容易とある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るＬＥＤの概略断面図である。
【図２】本発明に係るＬＥＤの概略平面図である。
【図３】本発明に係るＬＥＤの製造方法を示す説明図である。
【図４】本発明に係るＬＥＤの製造方法を示す説明図である。
【図５】本発明に係るＬＥＤの製造方法を示す説明図である。
【図６】本発明に係るＬＥＤの製造方法を示す説明図である。
【図７】本発明に係るＬＥＤの製造方法を示す説明図である。
【図８】従来のＬＥＤの概略断面図である。
【図９】従来のＬＥＤの製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
10           ＬＥＤ
12           基板
14ａ，14ｂ  孔
16           第１のリード端子
18           第２のリード端子
20           第１の導体パターン
22           第２の導体パターン
24           ＬＥＤチップ
28           気密容器
34           ガラス管
【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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