(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装基板に実装される表面実装型発光ダイオードであって、表面に一対の電極を有する基板と、基板上に搭載され各電極と電気的に接続された発光ダイオード素子とを備え、基板は、絶縁層とその絶縁層に埋設されて基板の側面と直交する端面に露出し実装基板の回路にそれぞれ半田付けされる２つの放熱用金属層を備え、２つの放熱用金属層は、基板の両側面の近傍に離間して配置された側面発光型の表面実装型発光ダイオード。
【請求項２】
放熱用金属層はその厚さが１００〜４００μｍである請求項１に記載の側面発光型の表面実装型発光ダイオード。
【請求項３】
基板は、絶縁層を形成するための２枚の絶縁シートで放熱用金属層を形成するための金属薄板を挟み、これらを熱時圧着することにより形成されてなる請求項１又は２に記載の側面発光型の表面実装型発光ダイオード。
【請求項４】
絶縁シートが熱硬化性樹脂を含浸させた繊維シートからなる請求項３に記載の側面発光型の表面実装型発光ダイオード。
【請求項５】
絶縁シートは、一方が熱硬化性樹脂を含浸させた繊維シートからなり、他方が熱硬化性樹脂を硬化させた樹脂シートからなる請求項３に記載の側面発光型の表面実装型発光ダイオード。
【請求項６】
絶縁層は、光反射性の材料を含む請求項１〜５に記載の側面発光型の表面実装型発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、側面発光型の表面実装型発光ダイオードに関し、詳しくは、携帯情報端末等の液晶ディスプレイのバックライトおよび各種インジゲータ等に用いられる側面発光型の表面実装型発光ダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の表面実装型発光ダイオード１０１は、例えば、図１０および図１１に示されるような構造を有している。
ガラスエポキシからなるプリント基板１０２は、その表面から裏面にかけて形成された一対の端子電極部１０７ａ、１０７ｂと、それら端子電極部１０７ａ、１０７ｂからプリント基板１０２の表面中央へそれぞれ延びた金属パッド部１０８ａ、１０８ｂを備えている。
【０００３】
発光ダイオード素子１０４は、金属パッド部１０８ａ上へ導電性ペースト１０９を介して搭載され、金属パッド部１０８ｂとは金線１１０によって電気的に接続されている。
発光ダイオード素子１０４と金線１１０は、透光性樹脂からなるほぼ直方体状の樹脂封止部１１１によって覆われている。
【０００４】
実際の製造において従来の表面実装型発光ダイオード１０１は、図１２に示されるように、前記基板１０２を一列につないだ構成を有する製造用基板１３１上に作り込まれる。
製造用基板１３１上の各金属パッド部１０８ａ上に複数の発光ダイオード素子（図示せず）をそれぞれ搭載し、複数の金線（図示せず）をそれぞれワイヤボンディングし、各発光ダイオード素子と各金線を覆うように細長い畝状の樹脂封止部１１１を形成した後、ダイサー１００により個々の表面実装型発光ダイオード１０１に切断する。
【０００５】
図１３および図１４に示される従来の発光ダイオード素子２０１は、上述の従来の表面実装型発光ダイオード１０１と同様の構造を有するが、基板２０２の厚さＴ４が表面実装型発光ダイオード１０１（図１０参照）の基板１０２の厚さＴ３よりも厚くなっている。
これは、基板２０２の端面２０２ａ（すなわち切断面）が実装基板２６１の表面２６１ａと対向するように実装することにより、側面発光型の表面実装型発光ダイオード２０１として用いるためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
発光ダイオード素子のうち、近年新しく開発された青色発光ダイオード素子などは、順方向電圧が従来の発光ダイオード素子よりも１Ｖ以上高くなっている。また、高輝度化を図るために、従来の数十倍の印加電流が流されることもある。
【０００７】
このような事情により、発光ダイオード素子の発熱量は増大する傾向にあり、発熱による素子の劣化が問題となっている。
このため、表面実装型発光ダイオードの設計にあたっては、放熱性を考慮した設計を行うことが重要になっている。
【０００８】
特に側面発光型の発光ダイオードとして用いる場合（図１４参照）には、実装基板の表面と接触する金属部分の面積が小さくなるため、より一層熱的に厳しくなる。
また、実装基板と接触する金属部分の面積が小さくなることにより、実装時に位置ズレを起こす可能性が増大する。
【０００９】
この発明は以上のような事情を考慮してなされたものであり、放熱性を向上させると共に実装時の位置ズレを防止できる構造を有する側面発光型の表面実装型発光ダイオードを提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、実装基板に実装される表面実装型発光ダイオードであって、表面に一対の電極を有する基板と、基板上に搭載され各電極と電気的に接続された発光ダイオード素子とを備え、基板は、絶縁層とその絶縁層に埋設されて基板の側面と直交する端面に露出し実装基板の回路にそれぞれ半田付けされる２つの放熱用金属層を備え、２つの放熱用金属層は、基板の両側面の近傍に離間して配置された側面発光型の表面実装型発光ダイオードを提供するものである。
【００１１】
つまり、この発明による側面発光型の表面実装型発光ダイオードは、基板が絶縁層とその絶縁層に埋設されて基板の端面に露出し実装基板の回路に半田付けされる放熱用金属層を備えるので、実装基板の表面と接触する金属部分の面積が大きくなり、結果として発光ダイオード素子の放熱性を向上させることができ、実装時の位置ズレも防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明による側面発光型の表面実装型発光ダイオードにおいて、発光ダイオード素子としては、公知の発光ダイオード素子を用いることができ、特に限定されるものではないが、例えば、ガリウムヒ素を材料とした赤外色発光素子、ガリウム・アルミニウムヒ素を材料とした赤色発光素子、ガリウムヒ素燐を材料とした橙色又は黄色発光素子、ガリウム燐に窒素をドープした黄緑色発光素子、窒化ガリウム系化合物を材料とした青色又は青紫色発光素子などを用いることができる。
【００１３】
また、この発明による側面発光型の表面実装型発光ダイオードにおいて、放熱用金属層の最適な厚みは製品の大きさによって変化するため特に限定されるものではないが、例えば、約１００〜４００μｍとすることができる。
【００１４】
また、この発明による側面発光型の表面実装型発光ダイオードにおいて、基板は絶縁層を形成するための２枚の絶縁シートで放熱用金属層を形成するための金属薄板を挟み、これらを熱時圧着することにより形成されていてもよい。なおこの明細書において、熱時圧着とは、加熱しながら圧着することを意味する。
【００１５】
ここで、上記絶縁シートは、２枚とも熱硬化性樹脂を含浸させた繊維シートからなっていてもよいし、一方が熱硬化性樹脂を含浸させた繊維シートからなり、他方が熱硬化性樹脂を硬化させた樹脂シートからなっていてもよい。
【００１６】
つまり、この発明による側面発光型の表面実装型発光ダイオードの基板は、上述のように、放熱用金属層が絶縁層中に埋設されてなるので、絶縁層となる絶縁シートで放熱用金属層となる金属薄板を挟み、熱時圧着することにより基板を製造するとすれば、前記絶縁シートは基板の形状に倣って硬化させられる必要がある。
そこで、金属薄板を挟み込む上記絶縁シートとして、少なくとも一方については熱硬化性樹脂を含浸させた繊維シートを用い、熱時圧着すれば、前記繊維シートを金属薄板の形状に倣わせた状態で硬化させることができ、結果として絶縁層中に金属薄板が埋設された基板を製造することができる。
なお、金属薄板の厚みが比較的厚い場合は、絶縁シートとして２枚とも熱硬化性樹脂を含浸させた繊維シートを用いることが、金属薄板の形状に倣わせ易くする観点から好ましい。
【００１７】
熱硬化性樹脂を含浸させた繊維シートとしては、例えば、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維又はその他の繊維からなる織物状のシートにプリント基板の材料として用いられる公知の熱硬化性樹脂、例えば、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂などを含浸させたものを用いることができる。
【００１８】
また、熱硬化性樹脂を硬化させた樹脂シートとしては、例えば、プリント基板に用いられている公知の絶縁基材を用いることができ、特に限定されるものではないが、例えば、ガラスエポキシ系絶縁基材を用いることができる。
【００１９】
また、金属薄板としては、特に限定されるものではないが、例えば、アルミや銅などの熱伝導性のよい金属からなるものを用いることができる。
また、熱時圧着を行う手段としては、特に限定されるものではないが、例えば、加熱が可能なプレス装置などを用いることができる。
【００２０】
また、この発明による側面発光型の表面実装型発光ダイオードにおいて、絶縁層は、光反射性の材料を含んでいてもよい。
このように構成すると、基板の表面に光反射性をもたせることができ、発光ダイオード素子から発せられた光のうち、基板側へ出射された光を反射させ外部へ効率良く取り出すことができる。
なお、具体的な光反射性の材料としては、例えば、チタン箔などを用いることができる。
【００２１】
【実施例】
以下に図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する。なお、この実施例によってこの発明が限定されるものではない。また、以下に説明する複数の実施例において共通する部材には同じ符号を用いて説明する。
【００２２】
実施例１
この発明の実施例１による表面実装型発光ダイオードについて図１〜６に基づいて説明する。図１は実施例１による表面実装型発光ダイオードを示す斜視図、図２は図１に示される表面実装型発光ダイオードの平面図、図３は実施例１による表面実装型発光ダイオードの製造用基板の材料として用いられる金属板を示す斜視図、図４は図３に示される金属板を加工した金属層用金属板を示す斜視図、図５は実施例１による表面実装型発光ダイオードの製造用基板の製造工程を示す工程図、図６は図５に示される製造工程によって製造された製造用基板を平面的にみた透視図である。
【００２３】
図１および図２に示されるように、この発明の実施例１による表面実装型発光ダイオード１は、表面に一対の電極３ａ、３ｂを有する基板２と、基板２上に搭載され各電極３ａ、３ｂと電気的に接続された発光ダイオード素子４とを備え、基板２は絶縁層５ａ、５ｂとそれら絶縁層５ａ、５ｂに埋設され基板２の端面に露出する放熱用金属層６とから構成されている。
【００２４】
図２に示されるように、電極３ａは、基板２の表面から裏面にかけて形成された端子電極部７ａと、端子電極部７ａから基板２の表面中央へ延びた円形状の金属パッド部８ａで構成されている。
一方、電極３ｂは、基板２の表面から裏面にかけて形成された端子電極部７ｂと、端子電極部７ｂから基板２の表面中央へ延びたほぼＬ字形の金属パッド部８ｂで構成されている。
【００２５】
発光ダイオード素子４は、金属パッド部８ａ上へ導電性ペースト９を介して搭載され、金属パッド部８ｂとは金線１０によって電気的に接続されている。
図１に示されるように、発光ダイオード素子４と金線１０は、透光性樹脂からなるほぼ直方体状の樹脂封止部１１によって覆われている。
【００２６】
つまり、この発明の実施例１による表面実装型発光ダイオード１において、基板２を除くその他の構成は従来の表面実装型発光ダイオード１０１（図１０および図１１参照）と同じである。
また、実際の製造において、複数の基板２がつながった製造用基板に作り込まれた後、最後にダイサー（図１２参照）によって個々の表面実装型発光ダイオード１に切断される点についても従来と同じである。
【００２７】
以上のような、実施例１による表面実装型発光ダイオード１は、基板２の端面２ａに放熱用金属層６が露出しているので、従来の表面実装型発光ダイオード１０１よりも外部に露出する金属部分の面積が増大している。
従って、発光ダイオード素子４から発せられた熱が外部へ放熱され易くなり、従来の表面実装型発光ダイオード１０１よりも放熱性が向上している。
【００２８】
以下に実施例１による表面実装型発光ダイオードの製造用基板の製造方法について図３〜６に基づいて説明する。
【００２９】
まず、図３に示されるような金属薄板２３を用意し、この金属薄板２３をエッチングやプレスによる打ち抜きなどの手法によって図４に示されるような形状に加工し金属層用金属薄板２３ａを作製する。
【００３０】
次に、図５（ａ）に示されるように、裏面用銅箔２１ｂ、熱硬化性樹脂含浸繊維シート２２、金属層用金属薄板２３ａ、熱硬化性樹脂系接着シート２４、表面用銅箔２１ａが予め形成されたガラスエポキシ系絶縁基材（樹脂シート）２５の順で重ね合わせる。
【００３１】
次に、図５（ｂ）に示されるように、重ね合わされた積層体を加熱が可能なプレス装置２６を用いて熱時圧着する。
この後、プリント基板を完成させる上で必要となる金属メッキやエッチングなどの工程を従来と同様に行い、図５（ｃ）に示される製造用基板３１を完成させる。
【００３２】
以上のようにして製造された製造用基板３１を平面的に見た透視図を図６に示す。図６は製造用基板３１表面の電極パターン３２と金属層用金属薄板２３ａとの位置関係を示している。
つまり、金属層用金属薄板２３ａの各短冊状部分の上方に端子電極部７ａ、７ｂ（図１および図２参照）となる端子電極部用電極パターン３２ａが位置している。
また、各端子電極部用電極パターン３２ａから金属パッド部８ａ、８ｂ（図２参照）となる金属パッド部用電極パターン３２ｂが延び、各金属パッド部用電極パターン３２ｂの下方には金属層用金属薄板２３ａが存在しない。
【００３３】
なお、ガラスエポキシ系絶縁基材２５には、例えば、チタン箔などの光反射性の材料を含浸させておいてもよい。光反射性の材料を含浸させておくと、基板２の表面に光反射性をもたせることができ、表面実装型発光ダイオード１の光度を向上させることができる。
【００３４】
実施例２
この発明の実施例２について図７に基づいて説明する。実施例２は、製造用基板の製造方法について説明する実施例であり、上述の実施例１で説明した製造用基板の製造方法とは異なった方法で製造用基板を製造する。図７は実施例２による製造用基板の製造方法を示す工程図である。
【００３５】
実施例２による製造用基板の製造方法は、金属層用金属薄板２３ａを２枚の熱硬化性樹脂含浸繊維シート２２ａ、２２ｂで挟んでいる点が上述の実施例１による製造用基板の製造方法と異なっている。
【００３６】
詳しくは、図７（ａ）に示されるように、裏面用銅箔２１ｂ、熱硬化性樹脂含浸繊維シート２２ｂ、金属層用金属薄板２３ａ、熱硬化性樹脂含浸繊維シート２２ａ、表面用銅箔２１ａの順で重ね合わせる。
次に、図７（ｂ）に示されるように、重ね合わされた積層体を加熱が可能なプレス装置２６を用いて熱時圧着し、図７（ｃ）に示される製造用基板４１を完成させる。
実施例２による製造用基板の製造方法は、以上のように２枚の熱硬化性樹脂含浸繊維シート２２ａ、２２ｂで金属層用金属薄板２３ａを挟むので、金属層用金属薄板２３ａの厚みが比較的厚い場合に好ましい方法である。
【００３７】
なお、表面実装型発光ダイオード１の光度を向上させるために、熱硬化性樹脂含浸繊維シート２２ａには、例えば、チタン箔などの光反射性の材料を含浸させておいてもよい。
【００３８】
実施例３
この発明の実施例３による表面実装型発光ダイオードについて図８および図９に基づいて説明する。図８は実施例３による表面実装型発光ダイオードの斜視図、図９は実施例３による表面実装型発光ダイオードを実装基板上に実装した状態を示す斜視図である。
【００３９】
図８に示されるように、実施例３による表面実装型発光ダイオード５１は、基板５２の厚さＴ２が、実施例１による表面実装型発光ダイオード１（図１参照）の基板２の厚さＴ１よりも厚くされている。
これは、図９に示されるように、基板５２の端面５２ａが実装基板６１の表面６１ａと対向するように実装して側面発光型の表面実装型発光ダイオード５１として用いる際に、実装基板６１に対する安定性を高めるためである。
【００４０】
また、図９に示されるように、側面発光型として実装基板６１上に実装される際には、基板５２の端面５２ａに露出した放熱用金属層５６が実装基板６１の回路６２に半田付けされる。
従って、側面発光型として用いられた従来の表面実装型発光ダイオード２０１（図１４参照）よりも実装基板６１の回路６２と接触する面積が大きくなり、実装時の位置ズレが防止される。
また、実装基板６１の回路６２と接触する面積が大きくなることにより、発光ダイオード素子４から発せられた熱を放熱用金属層５６を介して実装基板６１の回路６２へ放熱し易くなる。
【００４１】
【発明の効果】
この発明によれば、基板が絶縁層とその絶縁層に埋設されて基板の側面と直交する端面に露出し実装基板の回路にそれぞれ半田付けされる２つの放熱用金属層を備え、２つの放熱用金属層は基板の両側面の近傍に配置されるので、実装基板の表面と接触する金属部分の面積が大きくなり、結果として発光ダイオード素子の放熱性を向上させることができ、実装時の位置ズレも防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１による表面実装型発光ダイオードを示す斜視図である。
【図２】図１に示される表面実装型発光ダイオードの平面図である。
【図３】この発明の実施例１による表面実装型発光ダイオードの製造用基板の材料として用いられる金属板を示す斜視図である。
【図４】図３に示される金属板を加工した金属層用金属板を示す斜視図である。
【図５】この発明の実施例１による表面実装型発光ダイオードの製造用基板の製造工程を示す工程図である。
【図６】図５に示される製造工程によって製造された製造用基板を平面的にみた透視図である。
【図７】この発明の実施例２による表面実装型発光ダイオードの製造用基板の製造工程を示す工程図である。
【図８】この発明の実施例３による表面実装型発光ダイオードを示す斜視図である。
【図９】図８に示される表面実装型発光ダイオードを側面発光型として実装基板上に実装した状態を示す斜視図である。
【図１０】従来の表面実装型発光ダイオードを示す斜視図である。
【図１１】図１０に示される従来の表面実装型発光ダイオードの平面図である。
【図１２】図１０に示される従来の表面実装型発光ダイオードの製造工程において、製造用基板上に作り込まれた複数の表面実装型発光ダイオードをダイサーによって個々の表面実装型発光ダイオードに切断する工程を示す斜視図である。
【図１３】従来の表面実装型発光ダイオードを示す斜視図である。
【図１４】図１３に示される従来の表面実装型発光ダイオードを側面発光型として実装基板上に実装した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１・・・表面実装型発光ダイオード
２・・・基板
２ａ・・・端面
３ａ，３ｂ・・・電極
５ａ，５ｂ・・・絶縁層
６・・・放熱用金属層
７ａ，７ｂ・・・端子電極部
【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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【図１４】
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