(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板上に表面実装されたＬＥＤの発光面にシリコーン樹脂を塗布し、シリコーン樹脂にてＬＥＤの発光面が覆われた表面実装型ＬＥＤランプを製造する方法において、
ＬＥＤを表面実装した配線基板を加熱した状態でＬＥＤの表面にシリコーン樹脂を塗布することを特徴とするＬＥＤランプの製造方法。
【請求項２】
塗布されるシリコーン樹脂の温度を５０℃以上にすべく前記配線基板を加熱することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＥＤランプ、特に白色光を発光する表面実装型ＬＥＤランプの製造方法、及び該製造方法によって製造されたＬＥＤランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面実装型ＬＥＤランプとは、電極を有する基板にＬＥＤ（発光ダイオード）を表面実装させたＬＥＤランプである。図５は従来の表面実装型ＬＥＤランプの例を示す斜視図である。図中２は平面視で矩形に生成された基板であり、基板２の表面には、両短辺から中央にかけて金属被膜による電極２１，２１が互いに離隔して形成されている。電極２１，２１の一方には、ＬＥＤ１が載設されており、ＬＥＤ１の一方の端子が電極２１，２１の一方に接続され、ＬＥＤ１の他方の端子が導電性のワイヤ１１を介して電極２１，２１の他方に接続されている。基板２の表面は、両短辺の付近に形成されている電極２１，２１を除き、光透過性樹脂にて形成された、ＬＥＤ１及びワイヤ１１が完全に隠れる大きさのモールド４によって覆われている。モールド４を形成する光透過性樹脂には、エポキシ樹脂が主に用いられている。このような表面実装型ＬＥＤランプは、電極２１，２１を他の回路に接続する陰極および陽極とし、表示器などに組み込まれるＬＥＤとして用いられる。また、基板２を用いず、電極を兼ねたリードフレーム上にＬＥＤ１が実装された表面実装型ＬＥＤランプも用いられている。
【０００３】
ＬＥＤ１として青色光を発光する青色ＬＥＤを用いた場合、エポキシ樹脂は青色光によって黄変する特性があるため、エポキシ樹脂を用いてモールド４を形成している表面実装型ＬＥＤランプは、長期間の使用により明るさが劣化する。このため、青色光による変色を起こさないシリコーン樹脂を用いてモールド４を形成した表面実装型ＬＥＤランプが使用されている。図６は、モールド４にシリコーン樹脂を用いた表面実装型ＬＥＤランプの例を示す断面図である。基板２には、升状に形成された樹脂ケース５が備えられており、樹脂ケース５の内側にＬＥＤ１が備えられ、ＬＥＤ１を覆うように樹脂ケース５の内側にモールド４が形成されている。シリコーン樹脂は、エポキシ樹脂よりも軟らかいために、モールド４を形成するためには、より硬い樹脂で形成された樹脂ケース５が必要となる。
【０００４】
また、シリコーン樹脂にてＬＥＤ１を覆い、更にシリコーン樹脂をエポキシ樹脂にて覆うことにより形成されたモールド４を備えた表面実装型ＬＥＤランプも使用されている。軟らかく耐久性に欠けるシリコーン樹脂を硬いエポキシ樹脂で覆うことで、表面実装型ＬＥＤランプの耐久性を向上させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
樹脂ケース５を用いて表面実装型ＬＥＤランプを作成した場合は、樹脂ケース５のために小型化が困難であり、製造の際には樹脂ケース５を基板２に備える行程のためにコストが上昇するという問題がある。
【０００６】
ＬＥＤ１をシリコーン樹脂で覆って更にエポキシ樹脂で覆ったモールドを備えた表面実装型ＬＥＤランプは、樹脂ケース５が不必要であるため、小型化が可能である。しかし、シリコーン樹脂はチクソ性が小さいため、製造の際に必要な部位から流出し、ＬＥＤを充分に覆うことができない、又は電極を覆って接続不良の原因となる等、樹脂ケース５なしで安定した形でモールドを形成することが困難であり、作成した表面実装型ＬＥＤランプが信頼性に欠けるという問題がある。
【０００７】
本発明は、以上の問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ＬＥＤランプを製造する際に、ＬＥＤを搭載した基板またはリードフレームを加熱しながらシリコーン樹脂を塗布することによって、ＬＥＤを覆うシリコーン樹脂を効果的に硬化させてＬＥＤランプの信頼性を向上させ、また、ＬＥＤランプを小型化することができるＬＥＤランプの製造方法、及び該製造方法によって製造されたＬＥＤランプを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係るＬＥＤランプの製造方法は、配線基板上に表面実装されたＬＥＤの発光面にシリコーン樹脂を塗布し、シリコーン樹脂にてＬＥＤの発光面が覆われた表面実装型ＬＥＤランプを製造する方法において、ＬＥＤを表面実装した配線基板を加熱した状態でＬＥＤの表面にシリコーン樹脂を塗布することを特徴とする。
【０００９】
第２発明に係るＬＥＤランプの製造方法は、塗布されるシリコーン樹脂の温度を５０℃以上にすべく前記配線基板を加熱することを特徴とする。
【００１１】
第１発明及び第２発明においては、ＬＥＤを実装した基板を加熱しながら、ＬＥＤにシリコーン樹脂を塗布する。シリコーン樹脂の温度を５０℃以上にすべく加熱することにより、シリコーン樹脂は、塗布された位置で硬化するため、シリコーン樹脂が必要な部位から流出せず、信頼性が向上したＬＥＤランプを製造することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。本実施の形態においては、本発明のＬＥＤランプの例として表面実装型ＬＥＤランプの形態を示す。
図１は、本発明に係る表面実装型ＬＥＤランプを示す平面図であり、図２は、本発明に係る表面実装型ＬＥＤランプを示す正面図である。図中２は、エポキシ等の絶縁材にて形成された基板であり、矩形に形成されている。基板２の表面には、両短辺から基板２の中央にかけて金属被膜による電極２１，２１が互いに離隔して形成されており、電極２１，２１の一方には、ＬＥＤ１が載設されている。ＬＥＤ１は、青色光を発光する青色ＬＥＤであり、発光面上に一対の接続端子を備えている。ＬＥＤ１の一対の接続端子の一方は、金線またはアルミニウム線などを用いたワイヤ１１にて、ＬＥＤ１が載設されている電極２１，２１の一方に接続されており、ＬＥＤ１の一対の接続端子の他方は、他のワイヤ１１にて電極２１，２１の他方に接続されている。ＬＥＤ１及びＬＥＤ１とワイヤ１１，１１との接続部分は、シリコーン樹脂にて形成されたシリコーン樹脂部３にて覆われている。シリコーン樹脂部３は、ＬＥＤ１を搭載した電極２１上で凸レンズの形状に形成されており、ＬＥＤ１全体を覆っている。また、シリコーン樹脂部３は、ＬＥＤ１からの青色光を吸収してより長波長の光を発光する蛍光体を含んでいる。基板２の表面は、電極２１，２１の基板２の両短辺付近に形成されている部分を除き、ＬＥＤ１、ワイヤ１１，１１及びシリコーン樹脂部３が完全に隠れる大きさの台状に形成されたモールド４によって覆われており、モールド４は光透過性のエポキシ樹脂にて形成されている。電極２１，２１間に外部から電力が供給されることにより、ＬＥＤ１に電流が流れてＬＥＤ１は青色光を発光し、シリコーン樹脂部３に含まれる蛍光体が青色光を吸収してより長波長の光を発光し、本発明のＬＥＤランプは、ＬＥＤ１からの光と蛍光体からの光が混合した白色光を発光する。
【００１４】
図３は、本発明に係る表面実装型ＬＥＤランプの製造方法を説明するための側面図である。図中２０はエポキシ等の絶縁材にて形成された板状の原材であり、短辺が基板２の長辺と同じ長さの長尺の矩形に形成されており、図中に破線にて示した切断線にて切断されて複数の基板２，２，…が形成される。原材２０の表面には、銅またはアルミニウムなどの金属被膜により、電極２１，２１のパターンが形成され、図３（ａ）に示すごとく、電極２１，２１の一方にＬＥＤ１，１，…が載設され、ＬＥＤ１，１，…の一対の接続端子の夫々と電極２１，２１の一方または他方とがワイヤ１１，１１，…により接続される。次に、図３（ｂ）に示すごとく、基板２となる原材２０を５０℃以上に加熱し、加熱した状態のままで、ＬＥＤ１の表面に蛍光体を含ませたシリコーン樹脂を塗布する。シリコーン樹脂は、熱によって硬化し、ＬＥＤ１を覆ってシリコーン樹脂部３が形成される。シリコーン樹脂は、塗布された位置から流出せずに、塗布された位置で硬化する。シリコーン樹脂は５０℃以上で硬化し、基板２がエポキシ基板である場合には、切断されて基板２となる原材２０が１５０℃程度まで耐えられるため、塗布されるシリコーン樹脂の温度が５０℃以上となり、原材２０の温度が１５０℃以下となる条件で加熱が行われる。次に、全体を硬化炉にて１５０℃で１時間処理し、シリコーン樹脂を完全に硬化させる。
【００１５】
次に、トランスファー成形により、図３（ｃ）に示すごとく、電極２１，２１の端部を除いて原材２０の上面を覆うモールド４をエポキシ樹脂を用いて成形する。ＬＥＤ１及びシリコーン樹脂部３はモールド４に完全に覆われる。次に、モールド４ごと原材２０を切断線に沿って切断し、個々の表面実装型ＬＥＤランプを分離して完成させる。
【００１６】
本発明の製造方法は、加熱を行わずにシリコーン樹脂部３を形成する従来の方法に比べて、シリコーン樹脂が塗布した部位から流出して電極を覆って接続不良を起こすことがなく、また、ＬＥＤ１がシリコーン樹脂にて確実に覆われるため、表面実装型ＬＥＤランプの信頼性が向上する。また、表面実装型ＬＥＤランプの製造の歩留まりが向上する。更に、シリコーン樹脂部３に含まれる蛍光体がＬＥＤ１の近傍に集中し、特に発光面上に位置する蛍光体が多いため、ＬＥＤ１からの光を吸収して発光する蛍光体の割合が増大し、蛍光体の利用効率が向上する。
【００１７】
図４は、本発明に係る表面実装型ＬＥＤランプの他の例を示した正面図である。図に示した例では、ＬＥＤ１の発光面上にシリコーン樹脂部３が形成されており、平面視でのシリコーン樹脂部３の面積のうち少なくとも１／２以上が、ＬＥＤ１の発光面を覆っている面積となっている。本発明の製造方法を用いることにより、シリコーン樹脂が塗布された位置で硬化するため、ＬＥＤ１の発光面上でシリコーン樹脂を硬化させて、シリコーン樹脂のほぼ全てがＬＥＤ１の発光面上に集中したシリコーン樹脂部３を形成することが可能となる。ＬＥＤ１の発光面上にシリコーン樹脂部３が形成されているため、蛍光体の利用効率が更に増大され、蛍光体の量を節約することができ、表面実装型ＬＥＤランプの製造コストが抑制される。
【００１８】
以上詳述した如く、本発明においては、蛍光体を含んだシリコーン樹脂にてＬＥＤ１の発光面を覆った表面実装型ＬＥＤランプを安定して製造することができるため、樹脂ケースを用いた従来の表面実装型ＬＥＤランプに比べて、表面実装型ＬＥＤランプの小型化が可能であり、また、製造コストを抑制することができる。特に、白色光を発光する表面実装型ＬＥＤランプの小型化を促進することができる。
【００１９】
本実施の形態においては、ＬＥＤ１は青色ＬＥＤであり、シリコーン樹脂部３は蛍光体を含むこととしたが、これに限るものではなく、蛍光体を用いずにＬＥＤ１として青色以外の光を発光するＬＥＤを用いても良い。また、本実施の形態においては、本発明のＬＥＤランプとして、基板２上にＬＥＤ１が実装された表面実装型ＬＥＤランプを示したが、これに限るものではなく、基板２ではなく、金属製のリードフレームにＬＥＤ１を実装して製造したＬＥＤランプであってもよい。この場合は、リードフレームは基板２に比べてより高温に耐えられるため、リードフレームが１５０℃以上になる温度で処理を行うことができる。また、本発明のＬＥＤランプは、表面実装型ＬＥＤランプではなく、金属製の電極に接続されたＬＥＤ１を砲弾型のモールド４が覆っている砲弾型のＬＥＤランプであってもよい。この場合においても、電極となるリードフレームにＬＥＤ１を搭載して加熱することで、凸レンズ状のシリコーン樹脂部３を効果的に形成することができ、信頼性のあるＬＥＤランプを製造することができる。
【００２０】
【発明の効果】
第１発明及び第２発明においては、ＬＥＤを実装した基板を加熱しながら、ＬＥＤにシリコーン樹脂を塗布することにより、シリコーン樹脂は、塗布された位置で硬化するため、シリコーン樹脂が必要な部位から流出せず、信頼性が向上したＬＥＤランプを製造することができる。また、樹脂ケースを用いないために、製造コストが抑制され、更に、ＬＥＤランプの小型化を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る表面実装型ＬＥＤランプを示す平面図である。
【図２】本発明に係る表面実装型ＬＥＤランプを示す正面図である。
【図３】本発明に係る表面実装型ＬＥＤランプの製造方法を説明するための側面図である。
【図４】本発明に係る表面実装型ＬＥＤランプの他の例を示した正面図である。
【図５】従来の表面実装型ＬＥＤランプの例を示す斜視図である。
【図６】モールドにシリコーン樹脂を用いた表面実装型ＬＥＤランプの例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ＬＥＤ
２  基板
２０  原材
３  シリコーン樹脂部
４  モールド
【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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