(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ２０〜５０μｍのポリイミドフィルムからなる絶縁基板の上面に一対の電極を設け、一方の電極の表面側に発光ダイオード素子を実装し、該発光ダイオード素子と他方の電極の表面側とを金属細線にてワイヤボンディングし、これらの発光ダイオード素子及び金属細線を透光性樹脂にて封止する一方、上記一対の電極の両端部を幅全体に亘って絶縁基板の各端部より突出させ、該突出させた各電極の裏面側の露出面を直接前記電極の外部接続用端子としたことを特徴とするチップ型発光ダイオード。
【請求項２】
前記電極の裏面側を露出させるため、絶縁基板の両端部に幅全体に亘って切欠部が設けてあることを特徴とする請求項１記載のチップ型発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、携帯電話やポケットベルなど小型の電子機器に搭載される薄型タイプのチップ型発光ダイオードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種のチップ型発光ダイオードは、小さな絶縁基板の上面に一対の電極を設け、一方の電極の表面側に発光ダイオ−ド素子を実装し、該発光ダイオ−ド素子と他方の電極の表面側とを金属細線によってワイヤボンディングしたのち、これらの発光ダイオード素子及び金属細線を透光性樹脂にて封止する一方、絶縁基板の下面側に上記一対の電極の外部接続用端子を設けた構成からなる。
【０００３】
ところで、上記一対の電極に設けられた外部接続用端子の形式としては、従来、例えば図１６及び図１７に示されるようなタイプのもの（実開平６−６０１５７号公報参照）と、図１８に示されるようなタイプ（特開平６−６１５２９号公報参照）の２種類が知られている。
【０００４】
図１６及び図１７に示した前者のチップ型発光ダイオード１は、絶縁基板２の上面に形成される一対の電極３，４と、絶縁基板２の下面に形成される外部接続用端子５，６とが絶縁基板２の側面を回り込むようにコの字状をなしてメッキ配線されたものである。そして、一方の電極３上に発光ダイオード素子７が実装されると共に、この発光ダイオード素子７から他方の電極４の上面に金属細線８がワイヤボンディングされ、さらに発光ダイオード素子７と金属細線８とを覆う形で、電極３，４上を透光性樹脂９が封止している。一方、上記電極３，４がそれぞれ絶縁基板２の側面に回り込んで形成した外部接続用端子５，６は、図示外のプリント基板の導体パターンに半田付け等により接続される。
【０００５】
また、図１８に示した後者のチップ型発光ダイオード１０は、一対の導電性樹脂体１１，１２と、これらの間に介在される絶縁樹脂体１３とを一体的に金型成形（二色成形）し、一対の導電性樹脂体１１，１２の各上面および各下面にそれぞれ金属膜１４，１５，１６，１７を施し、上面側の金属膜１４，１５には発光ダイオ−ド素子１８とボンディングワイヤ１９を形成し、その上を透光性樹脂２０で封止すると共に、下面側の金属膜１６，１７を外部接続用端子として構成したものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のチップ型発光ダイオードにあっては、いずれも絶縁基板又は導電樹脂体を挟むようにして、その上面に電極を下面に外部接続用端子を設けた３層構造となっていたために、発光ダイオードの薄型化には自ずと限界があった。即ち、発光ダイオードの薄型化を達成するためには、絶縁基板、上面の電極及び下面の外部接続用端子の各厚みをそれぞれ薄くする必要がある。ところが、前記各々の厚みを薄くしていくほど発光ダイオードとしての機械的、熱的信頼性が低下してしまうために、薄型化を計る場合にはどうしても構造上の限界があり期待する薄型化が実現できなかったからである。
【０００７】
また、上述した前者のチップ型発光ダイオード１にあっては、絶縁基板２の上面及び下面に電極３，４と外部接続用端子５，６とを形成する両面配線の基板構造としなければならないために、スルーホールを利用したメッキ工程が必要となって基板自体が高価になってしまい、結果的にチップ型発光ダイオードの低価格化の妨げにもなっていた。
【０００８】
一方、後者のチップ型発光ダイオード１０にあっては、導電性樹脂体１１，１２と絶縁樹脂体１３とを二色成形しているために、金型の製作費用が嵩んだり作業工数も掛かってしまい、先の場合と同様にチップ型発光ダイオードの低価格化の妨げになっていた。
【０００９】
そこで、本発明は、チップ型発光ダイオードとして必要とされる機械的および熱的信頼性を具備しながら薄型化を達成し、且つ安価なチップ型発光ダイオードを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るチップ型発光ダイオードは、上記課題を解決するために、厚さ２０〜５０μｍのポリイミドフィルムからなる絶縁基板の上面に一対の電極を設け、一方の電極の表面側に発光ダイオード素子を実装し、該発光ダイオード素子と他方の電極の表面側とを金属細線にてワイヤボンディングし、これらの発光ダイオード素子及び金属細線を透光性樹脂にて封止する一方、上記一対の電極の両端部を幅全体に亘って絶縁基板の各端部より突出させ、該突出させた各電極の裏面側の露出面を直接前記電極の外部接続用端子としたことを特徴とする。
【００１２】
また、前記電極の裏面側を露出させるため、絶縁基板の両端部に幅全体に亘って切欠部が設けてあることを特徴とする。
【００１３】
また、前記絶縁基板に設けた切欠部に金属メッキを施して導体を形成したことを特徴とする。
【００１４】
【作用】
上述の手段によれば、本発明のチップ型発光ダイオードは、絶縁基板の上面に一対の電極を形成し、この電極の裏面側を絶縁基板から露出させて外部接続用端子とした２層構造であり、プリント基板には前記電極の裏面側が直接固着されるため、従来の３層構造のものに比べて発光ダイオードが薄型となる
【００１５】
また、絶縁基板の切欠部や孔部は、エッチング加工やレーザ加工等によって絶縁基板の一部を除去することで形成することができる。
【００１６】
さらに、前記絶縁基板に設けた切欠部又は孔部に金属メッキを施して導体を形成することで、外部接続用端子と絶縁基板下面との間の段差がなくなってフラットとなり、プリント基板に塗布した半田などの接合材に外部接続用端子が密着して接合時の半田濡れ性が更に向上する。
【００１７】
そして、上記絶縁基板に厚さ２０〜５０μｍのポリイミドフィルムを用いることにより、機械的および熱的信頼性を損なうことなく、従来のガラスエポキシ樹脂基板に比べて極めて薄くすることができ、さらに絶縁基板に切欠部又は孔部を形成する際のエッチング又はレーザ加工が容易となる。
【００１８】
【実施例】
以下、添付図面に基づいて本発明に係るチップ型発光ダイオードの実施例を詳細に説明する。
図１及び図２は本発明に係るチップ型発光ダイオード２１の第１実施例を示したものである。この実施例において、基板としての絶縁フィルム２２は２０〜５０μｍ程度の厚みを有するポリイミドフィルムによって構成されている。この程度の厚さは、従来の一般的なガラスエポキシ樹脂基板が２００〜３００μｍ程度の薄さが限界であったのに比べてかなり薄型となっており、またこの程度の厚さがあれば基板としての強度も十分であり、容易に取扱うことができる。このようなポリイミドフィルムによって構成された絶縁フィルム２２の上面側には銅箔などの金属薄膜からなる一対の電極２３，２４が形成されるが、これらの電極２３，２４はその両端が前記絶縁フィルム２２から大きくはみ出し、各電極２３，２４の裏面側の一部が絶縁フィルム２２から露出しており、この露出面を上記電極２３，２４の外部接続用端子２５，２６として構成した構造となっている。なお、電極２３，２４及び外部接続用端子２５，２６は、銅箔の上にニッケルメッキ又は金メッキが施してある。このようにして形成された配線基板には、従来と同様に、上記一方の電極２３上に発光ダイオード素子７が実装され、この発光ダイオード素子７から他方の電極２４の上面に金属細線８がワイヤボンディングされると共に、発光ダイオード素子７及び金属細線８を覆う形で、電極２３，２４上を透光性樹脂９が封止している。
【００１９】
上記電極２３，２４の裏面側を露出させる手段としては、例えば図５及び図６に示したように、集合型配線フィルム（絶縁フィルム２２）を用いて上記チップ型発光ダイオード２１を複数個取りする場合に、先ず片面が銅箔張りされた絶縁フィルム２２の上にエッチング等により電極２３，２４を形成し、次いで絶縁フィルム２２の一部をエッチング加工によって溶かし落とすか又はレーザ加工によって焼き切ることで、電極２３，２４の裏面側が露出する切欠部３３，３４を形成することができる。この実施例では絶縁フィルム２２としてポリイミドフィルムを用いることで、エッチングまたはレーザー加工等によるフィルムの除去を容易に且つ精度良く行うことができる。
【００２０】
このようにして形成した一対の電極２３，２４に対して、図７に示したように一方の電極２３の上に発光ダイオード素子２７を並列させ銀ペースト等の導電性接着剤を用いて接着したのち、発光ダイオード素子２７と他方の電極２４とを金属細線２８でワイヤボンディングする。さらに、発光ダイオード素子２７と金属細線２８を覆うようにして、電極２３，２４上を透光性樹脂２９によって封止する。
【００２１】
次の工程において、図７に示したように、各発光ダイオード素子２７間をダイシングマシン等などを用いて切断し、図１に示したような個々のチップ型発光ダイオード２１に分離する。
【００２２】
次に、上記構成からなるチップ型発光ダイオード２１を、プリント基板上に実装する場合について説明する。図３及び図４において、符号３０は絶縁基材、３１は絶縁基材３０上に配線された導体パターンである。この場合、図３に示したように、導体パターン３１上に予め半田や銀ペースト等の導電性接合材３２を塗布しておき、その上に上記チップ型発光ダイオード２１を載置する。導電性接合材３２上には絶縁フィルム２２の両端が載置され、一対の電極２３，２４の各裏面側に形成された外部接続用端子２５，２６が導体パターン３１と対面する形になる。この時、両者間には絶縁フィルム２２の厚み分だけの隙間ができることになるが、この実施例に係る絶縁フィルム２２はポリイミドフィルムで形成されていて、厚みが５０μｍと非常に薄いため、上記切欠部３３，３４の厚みが半田濡れ性や半田付け安定性を阻害するには至らない。
【００２３】
次に、この状態でプリント基板を加熱炉に入れると、予め導体パターン３１上に塗布してあった導電性接合材３２が軟化し、図４に示したように、上記電極２３，２４の裏面側に濡れ上がって切欠部３３，３４を埋め、外部接続用端子２５，２６に固着する。そのため、外部接続用端子２５，２６は導電性接合材３２を介して導体パターン３１と電気的に接続することになる。
【００２４】
図８及び図９は本発明に係るチップ型発光ダイオードの第２実施例を示したものである。このチップ型発光ダイオード３５は、先の実施例における外部接続用端子２５，２６の切欠部３３，３４に金属メッキ等を施し、導体３６，３７を形成することで絶縁フィルム２２の下面と外部接続用端子２５，２６との間の段差を無くしてフラットにしたものである。即ち、上述の実施例で絶縁フィルム２２の一部をエッチングまたはレーザ加工等により除去し、電極２３，２４の裏面側を露出させたのち、上記切欠部３３，３４全体に金属メッキを施して導体３６，３７を形成し、最後に電極２３，２４及び導体３６，３７にニッケルメッキ、金メッキまたは半田メッキ等を施し、絶縁フィルム２２の下面と段差のないフラットな外部接続用端子２５，２６を形成することができる。
【００２５】
このような構成からなるチップ型発光ダイオード３５を、絶縁基材３０上に実装する場合には、図１０及び図１１に示したように、絶縁基材３０の導体パターン３１上にチップ型発光ダイオード３５を載置したときに、導体パターン３１上に塗布した導電性接合材３２とチップ型発光ダイオード３５の導体３６，３７とを完全に密着させることが可能となり、載置したときの安定性が増すと共に半田の濡れ上がりが更によくなるので、先の実施例よりも一段と半田付け安定性が向上する。
【００２６】
図１２及び図１３は本発明に係るチップ型発光ダイオードの第３実施例を示したものである。この実施例に係るチップ型発光ダイオード４０は絶縁フィルム２２の左右側に各電極２３，２４の裏面に達する一対の孔部４１，４２を設け、これらの孔部４１，４２によって露出した各電極２３，２４の裏面側を外部接続用端子４３，４４として構成したものである。このチップ型発光ダイオード４０は、先の実施例とは異なって絶縁フィルム２２が電極２３，２４と同じ大きさになっているので、基板強度が増して取扱いが容易となる。
【００２７】
図１４及び図１５は、上記構成からなるチップ型発光ダイオード４０を、絶縁基材３０上に実装する場合を示したものである。先ず図１４に示したように、導体パターン３１上に塗布した導電性接合材３２の真上に前記絶縁フィルム２２の孔部４１，４２が位置するように載置する。次いで、この状態で加熱炉に入れ導電性接合材３２を軟化させると、図１５に示したように、導電性接合材３２の一部が孔部４１，４２の内部にまで濡れ上がって各電極２３，２４の裏面側に位置する外部接続用端子４３，４４に固着する。そのため、外部接続用端子４３，４４は導電性接合材３２を介して導体パターン３１と電気的に接続することになる。なお、この実施例においても上記孔部４１，４２内に金属メッキを施して導体を形成してもよい。
【００２８】
なお、上記実施例では絶縁フィルム２２としてポリイミドフィルムを利用した場合について説明したが、本発明では当然これ以外の種類のフィルムを利用することも可能である。また、上記実施例のような絶縁フィルム２２に限られることなく、従来と同様のガラスエポキシ樹脂基板を用いることも可能である。さらに上記実施例では電極２３，２４の裏面側を露出させる手段として、絶縁フィルム２２に切欠部３３，３４や孔部４１，４２を形成した場合について説明したが、本発明ではこれらの手段のみに限られるものではない。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るチップ型発光ダイオードによれば、絶縁基板の上面に一対の電極を形成し、この電極の裏面側を絶縁基板から露出させて外部接続用端子とした２層構造として構成したため、チップ型発光ダイオードに要求される熱的、機械的信頼性を損なうことなく、従来の３層構造のものに比べて薄型を達成することができた。特に、従来のガラスエポキシ樹脂基板に代えて極薄のポリイミドフィルム等を用いた場合には、極めて薄型のチップ型発光ダイオードを作ることができるほか、電極の裏面側を露出させるための絶縁基板の切欠部又は孔部をエッチングやレーザ加工等によって容易に形成することができる。
【００３０】
また、本発明のチップ型発光ダイオードは、片面銅箔張りの絶縁基板を使用しており、従来の両面基板のようなスルーホールへのメッキを必要としないので作業工数も簡易となり、その分安価なチップ型発光ダイオードの製造が可能となった。
【００３１】
さらに、絶縁基板に設けた切欠部等に金属メッキを施し、導体を形成して外部接続用端子と絶縁基板下面との段差を極力なくしたので、プリント基板に塗布した半田などの導電性接合材に外部接続用端子が密着し、接合時の半田濡れ性が更に向上してより一段と安定した半田付け実装が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るチップ型発光ダイオードの第１実施例を示す斜視図である。
【図２】図１に示すチップ型発光ダイオードのＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示すチップ型発光ダイオードをプリント基板に実装する前の断面図である。
【図４】図１に示すチップ型発光ダイオードをプリント基板に実装した後の断面図である。
【図５】図１に示すチップ型発光ダイオードの製造工程における集合型配線基板の途中工程を示す斜視図である。
【図６】図１に示すチップ型発光ダイオードの製造工程における集合型配線基板の完成状態を示す斜視図である。
【図７】図１に示すチップ型発光ダイオードの製造工程における集合型配線基板上に発光ダイオード素子を実装した状態を示す斜視図である。
【図８】本発明に係るチップ型発光ダイオードの第２実施例を示す斜視図である。
【図９】図８に示すチップ型発光ダイオードのＢ−Ｂ線断面図である。
【図１０】図８に示すチップ型発光ダイオードをプリント基板に実装する前の断面図である。
【図１１】図８に示すチップ型発光ダイオードをプリント基板に実装した後の断面図である。
【図１２】本発明に係るチップ型発光ダイオードの第３実施例を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示すチップ型発光ダイオードの断面図である。
【図１４】図１２に示すチップ型発光ダイオードをプリント基板に実装する前の断面図である。
【図１５】図１２に示すチップ型発光ダイオードをプリント基板に実装した後の断面図である。
【図１６】従来におけるチップ型発光ダイオードの一例を示す斜視図である。
【図１７】図１６に示すチップ型発光ダイオードのＣ−Ｃ線断面図である。
【図１８】従来におけるチップ型発光ダイオードの他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
２１  チップ型発光ダイオード
２２  絶縁フィルム（絶縁基板）
２３  電極
２４  電極
２５  外部接続用端子
２６  外部接続用端子
２７  発光ダイオード素子
２８  金属細線
２９  透光性樹脂
３３  切欠部
３４  切欠部
３５  チップ型発光ダイオード
３６  導体
３７  導体
４０  チップ型発光ダイオード
４１  孔部
４２  孔部
４３  外部接続用端子
４４  外部接続用端子
【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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【図１５】
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【図１６】
0003992301.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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