(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対称形状をした２つのメタルコアを、断面形状が逆台形の凹部になるように絶縁性部材で固着して略立体形状のメタルコア基板を形成し、該メタルコア基板の凹部底面に発光ダイオード素子を実装し、該発光ダイオード素子を覆うように封止樹脂で封止してなる表面実装型発光ダイオードにおいて、前記発光ダイオード素子と前記メタルコア基板の間にサブマウント基板を介在させると共に、該サブマウント基板の熱膨張係数を前記発光ダイオード素子の熱膨張係数と前記メタルコア基板の熱膨張係数の中間と成したことを特徴とする表面実装型発光ダイオード。
【請求項２】
前記サブマウント基板は、ガラスエポキシ樹脂などよりなる絶縁基板に所定の電極パターンを形成した配線基板であることを特徴とする請求項１記載の表面実装型発光ダイオード。
【請求項３】
前記メタルコア基板の少なくとも前記凹部斜面には反射膜が形成されていることを特徴とする請求項１記載の表面実装型発光ダイオード。
【請求項４】
前記電極パターンには、金メッキまたは銀メッキにより表面処理が施されていることを特徴とする請求項２記載の表面実装型発光ダイオード。
【請求項５】
前記反射膜は、光沢銀メッキであることを特徴とする請求項３記載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】
本発明は、表面実装型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の代表的な従来構造として、例えば、図３に示す発光ダイオード（ＬＥＤ）が知られている。以下その概要について説明する。
【０００３】
図３において、１０は表面実装型ＬＥＤである。１１は、熱伝導性の高いＭｇ系、Ａｌ系、Ｃｕ系等のメタルコア材料を、射出成形あるいはプレス成形によって、略立方体形状に成形したメタルコア基板である。該メタルコア基板１１は、断面形状が逆台形の凹部１２になるように成形される。該凹部１２の底面１２ａ及び斜面１２ｂは、光沢銀メッキ等の反射膜１３が施されている。
【０００４】
前記メタルコア基板１１を２分割するようにスリット１２ｃが形成されていて、該スリット１２ｃ内に電気絶縁性の接着剤１４が充填されている。対称形状をした２つのメタルコアを接着剤１４で一体化した状態である。前記電気絶縁性の接着剤１４は、一般的なエポキシ系の接着剤の熱膨張係数は４０〜８０ｐｐｍ／°Ｃ程度であるが、基本的には、例えば、エポキシ系の接着剤で、熱膨張係数は２０ｐｐｍ／°Ｃ程度の低膨張タイプの接着剤が好ましい。
【０００５】
前記メタルコア基板１１には、電気絶縁性の接着剤１４において２分割される一対の電極パターンが形成されている。そして、発光ダイオード１５（ＬＥＤ素子）を実装する凹部１２の底面１２ａ、およびメタルコア基板１１の下面１１ａの外部接続端子部には、それぞれ防錆とボンィングとに必要な金メッキ等の表面処理が施されている。
【０００６】
前記メタルコア基板１１の凹部１２の底面１２ａにおいて、前記電気絶縁性の接着剤１４を跨いで両電極面に、予めＬＥＤ素子１５に半田バンプ１６を形成したバンプ付きのＬＥＤ素子１５をフリップチップ実装して接合されている。そして、前記ＬＥＤ素子１５を覆うように透明樹脂からなる封止樹脂１７で封止することにより、表面実装型ＬＥＤ１０が完成される。
【０００７】
前記表面実装型ＬＥＤ１０を使用する時には、メタルコア基板１１の下面１１ａの外部接続端子部を、図示しないマザーボードのプリント配線に半田等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。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した表面実装型発光ダイオードは、例えば、−４０°Ｃ×３０ｍｉｎ→＋１００°Ｃ×３０ｍｉｎの１時間を１０００サイクルまたはそれ以上行った後に動作保証するヒートサイクルなどの環境試験下で、低膨張タイプの電気絶縁性の接着剤を使用しても、接着剤、ＬＥＤ素子、メタルコア基板などの熱膨張率の差による応力が発生し、ＬＥＤ素子部の半田のクラック、バンプ剥がれなどの不良が起こる危険があり、表面実装型発光ダイオードの寿命が短縮する。
【０００９】
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、放熱性に優れ、熱膨張による発生応力の少ない、信頼性の高い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】
上記目的を達成するために、本発明における表面実装型発光ダイオードは、対称形状をした２つのメタルコアを、断面形状が逆台形の凹部になるように絶縁性部材で固着して略立体形状のメタルコア基板を形成し、該メタルコア基板の凹部底面に発光ダイオード素子を実装し、該発光ダイオード素子を覆うように封止樹脂で封止してなる表面実装型発光ダイオードにおいて、前記発光ダイオード素子と前記メタルコア基板の間にサブマウント基板を介在させると共に、該サブマウント基板の熱膨張係数を前記発光ダイオード素子の熱膨張係数と前記メタルコア基板の熱膨張係数の中間と成したことを特徴とするものである。
【００１１】
また、前記サブマウント基板は、ガラスエポキシ樹脂などよりなる絶縁基板に所定の電極パターンを形成した配線基板であることを特徴とするものである。
【００１２】
また、前記メタルコア基板の少なくとも凹部斜面には反射膜が形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、前記電極パターンには、金メッキまたは銀メッキにより表面処理が施されていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、前記反射膜は、光沢銀メッキであることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明における表面実装型ＬＥＤ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表面実装型ＬＥＤの断面図、図２は、図１のサブマウントの断面図である。
【００１６】
図１において、表面実装型ＬＥＤ１の構成は、サブマウント基板３にＬＥＤ素子１５を実装したサブマウント２をメタルコア基板１１の凹部の半田５で電気的に固着したものである。前記メタルコア基板１１は、従来技術で説明したものと同様であり、対称形状をした２つのメタルコアを、断面形状が逆台形の凹部１２を形成するように電気絶縁性の接着剤１４で接着して略略立体形状の形成したものである。前記メタルコア基板１１には、電気絶縁性の接着剤１４において２分割される一対の電極パターンが形成されて、凹部１２の底面１２ａ、およびメタルコア基板１１の下面１１ａの外部接続端子部には、それぞれ防錆とボンィングとに必要な金メッキ等の表面処理が施されている。そして、前記凹部１２の底面１２ａ及び斜面１２ｂは、光沢銀メッキ等の反射膜１３が施されている。
【００１７】
図２により、前記メタルコア基板の凹部の底面に搭載するサブマウントについて説明する。図２はサブマウントの断面図である。図２において、３はガラスエポキシ樹脂などよりなる絶縁基板に所定の配線パターンを形成したサブマウント基板（配線基板）である。該サブマウント基板３は絶縁基板の両面銅箔部にメッキレジストをラミネートし、露光現像して所定の配線パターンを形成し、さらにその上に金メッキまたは銀メッキなどの表面処理を施している。前記配線パターンは、一対の上面電極４ａ、５ａと下面電極４ｃ、５ｃと上下電極を接続する側面電極４ｂ、５ｂとで構成される。
【００１８】
そして、前記サブマウント基板３の上面において、前記上面電極４ａ、５ａを跨いで両電極面に、予めＬＥＤ素子１５に半田バンプ１６を形成したバンプ付きのＬＥＤ素子１５をフリップチップ実装して接合されている。そして、前記ＬＥＤ素子１５を覆うように透明樹脂からなる封止樹脂１７で封止することにより、サブマウント２が完成される。
【００１９】
前記メタルコア基板１１の凹部１２の底面１２ａにおいて、前記電気絶縁性の接着剤１４を跨いで両電極面に、上記したサブマウント２を搭載し銀ペーストによりダイボンドし半田５により半田付けして電気的に接続する。
【００２０】
上記したサブマウント基板３の熱膨張係数は略１０ｐｐｍ／°Ｃであり、ＬＥＤ素子の熱膨張係数は略５．３ｐｐｍ／°Ｃと、メタルコア基板の熱膨張係数は略２０ｐｐｍ／°Ｃの中間にある。
【００２１】
上述した構成による表面実装型ＬＥＤの作用効果について説明する。前述したヒートサイクルなどの厳しい環境試験下にあっても、サブマウント基板の熱膨張係数がＬＥＤ素子とメタルコア基板の略中間にあるので、温度により発生する応力が緩和されるので、ＬＥＤ素子部の半田のクラック、バンプ剥がれなど致命的な不良が減少される。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、パッケージを構成するメタルコア基板は放熱性に優れ、ＬＥＤ素子とメタルコア基板との間にサブマウント基板を介在させた構造にすることにより、放熱性に優れ、熱膨張による発生応力の少ない、車載用ＬＥＤなどには最適なものであり、信頼性の高い表面実装型発光ダイオードを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる表面実装型発光ダイオードの断面図である。
【図２】図１のサブマウントの断面図である。
【図３】従来の表面実装型発光ダイオードの断面図である。
【符号の説明】
１  表面実装型ＬＥＤ
２  サブマウント
３  サブマウント基板
４ａ、５ａ  上面電極
４ｂ、５ｂ  側面電極
４ｃ、５ｃ  下面電極
５  半田
１１  メタルコア基板
１２  凹部
１２ａ  底面
１２ｂ  斜面
１３  反射膜
１４  電気絶縁性の接着剤
１５  ＬＥＤ素子
１６  半田バンプ
１７  封止樹脂
【図１】
0004023723.tif 000002
【図２】
0004023723.tif 000003
【図３】
0004023723.tif 000004