(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の上面端部に対向する一対の上面電極を設け、該一対の上面電極は、それぞれその裏面に下面電極と、その側面に、前記上面電極及び前記下面電極と連なる側面電極を形成して、前記一方の上面電極にＬＥＤ素子の一方の電極を、他方の上面電極にＬＥＤ素子の他方の電極をそれぞれ接続し、樹脂封止してなるＳＭＤ型ＬＥＤにおいて、前記一対の上面電極の中、少なくともいづれかの上面電極上に導電性部材よりなる放熱板を固着したことを特徴とするＳＭＤ型ＬＥＤ。
【請求項２】
前記一方の上面電極上に放熱板を固着し、該放熱板上にＬＥＤ素子の一方の電極を、他方の上面電極上にＬＥＤ素子の他方の電極をそれぞれ接続したことを特徴とする請求項１記載のＳＭＤ型ＬＥＤ。
【請求項３】
前記一方の上面電極上のダイボンドエリア周辺を含む領域に前記放熱板を固着し、該放熱板上にＬＥＤ素子をダイボンド実装し、他方の上面電極上にボンディングワイヤを接続したことを特徴とする請求項１記載のＳＭＤ型ＬＥＤ。
【請求項４】
前記一方の上面電極上に前記放熱板を固着すると共に、前記ダイボンドエリア周辺を含む上面電極上にＬＥＤ素子をダイボンドし、他方の上面電極上にボンディングワイヤを接続したことを特徴とする請求項１記載のＳＭＤ型ＬＥＤ。
【請求項５】
前記一対の上面電極の中、少なくともいづれかの上面電極上に前記放熱板を固着し、前記一方の上面電極上に直接ＬＥＤ素子の一方の電極を、他方の上面電極上にＬＥＤ素子の他方の電極をそれぞれ接続したことを特徴とする請求項１記載のＳＭＤ型ＬＥＤ。
【請求項６】
前記一対の上面電極上にそれぞれ前記放熱板を固着し、該一方の放熱板上にＬＥＤ素子の一方の電極を、他方の放熱板上にＬＥＤ素子の他方の電極をそれぞれ接続したことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高輝度発光のＳＭＤ型ＬＥＤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器は、高性能化、多機能化とともに小型化、軽量化を追求している。そのため電子部品をプリント基板上に実装し、樹脂封止するものが多い。ＳＭＤ部品の多くは略平行六面体形状をしており、プリント基板上の配線パターンに半田付け等の固着手段で接続される。
【０００３】
前記一般的なＳＭＤ型ＬＥＤの構造について、図面に基づいてその概要を説明する。
【０００４】
図１２は、従来の一般的なＳＭＤ型ＬＥＤの斜視図である。図１２において、絶縁基板１はガラスエポキシ樹脂等よりなる上下両面が銅箔張りの樹脂基板で、絶縁基板１の全表面を無電解メッキにより銅メッキ層を形成し、その上に電解メッキによりニッケルメッキ層を形成し、更に、その上に電解メッキにより金メッキ層を積層し、メッキ層の厚さは、例えば２５μｍ程度形成される。
【０００５】
更に、メッキレジストをラミネートし、露光現像してパターン形成し、絶縁基板１の上面端部に対向する一対の上面電極２と、下面端部に対向する一対の下面電極３及び、前記上面電極２及び前記下面電極３と連なるように側面電極４が形成されている。前記一対の上面電極２の一方の上面電極２ａに、後述するＬＥＤ素子５がダイボンディングされ、他方の上面電極２ｂにＡｕワイヤ等よりなるボンディングワイヤ６で接続されている。７は、前記ＬＥＤ素子５及び接続部の保護と、前記ＬＥＤ素子５の発光を効果的にするために、透光性のエポキシ樹脂等で封止する封止樹脂である。ＳＭＤ型ＬＥＤ８が完成される。
【０００６】
図１４及び図１５は、ＬＥＤ素子の電極構造を示す斜視図及び絶縁基板にＬＥＤ素子をワイヤーボンディング方式で実装した部分拡大断面図である。図１４及び図１５に示すように、ＬＥＤ素子５は、ジャンクション５ａを挟み、Ｎ層５ｂとＰ層５ｃで構成され、ＬＥＤ素子５の一方の電極５ｄ、即ち、Ｎ層５ｂ側の電極（カソード電極）部を、絶縁基板１の一方の電極２ａに導電性接着剤１１等の固着手段で固着する。ＬＥＤ素子５の他方の電極５ｅ、即ち、Ｐ層５ｃ側の電極（アノード電極）部を、絶縁基板１の他方の電極２ｂにボンディングワイヤ６で接続する。
【０００７】
図１６及び図１７は、他のＬＥＤ素子の電極構造を示す斜視図及び絶縁基板にＬＥＤ素子をノンワイヤーボンディング方式で実装した部分拡大断面図である。図１６及び図１７に示すように、ＬＥＤ素子５の一方の電極５ｄ、即ち、Ｎ層５ｂ側の電極（カソード電極）部を、絶縁基板１の一方の電極２ｂに、また、ＬＥＤ素子５の他方の電極５ｅ、即ち、Ｐ層５ｃ側の電極（アノード電極）部を、絶縁基板１の他方の電極２ａに、それぞれ半田１１ａ等の固着手段で固着する。
【０００８】
前記絶縁基板１はガラスエポキシ基板を使用したが、アルミナセラミック基板、ポリエステルやポリイミド等のプラスチックフィルム基板等を使用しても良いことは言うまでもない。
【０００９】
前記ＳＭＤ型ＬＥＤ８は図示しないプリント基板等のマザーボード上の配線パターンに、半田付け等の固着手段により面実装される。
【００１０】
図１３は、一般的なＳＭＤ型ＬＥＤにおいて、電流と放熱（発熱）の関係を示すグラフである。横軸に電流ＩＦ（ｍＡ）、縦軸に発熱Ｔ（°Ｃ）で表すと、流す電流と発熱とは略直線的に変化して、比例関係を示す。直線（ａ）の傾きは、ＳＭＤ型ＬＥＤを構成する部材の熱抵抗係数によって個別に異なる。
【００１１】
図３は、ＳＭＤ型ＬＥＤにおいて、電流と輝度との関係を示すグラフである。横軸に電流ＩＦ（ｍＡ）、縦軸に輝度Ｉｖ（ｍｃｄ）で表すと、一般に、流す電流の大きさが所定の点（Ａ）までは、電流を流すだけＬＥＤの輝度は比例してアップすることが知られている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来のＳＭＤ型ＬＥＤには次のような問題点がある。即ち、図３の輝度曲線（ｂ）に示すように、ＬＥＤは高い輝度を得るために大電流を流す必要があるが、電流値が略３００ｍＡ以上になると、ＬＥＤの発熱の方が大きくなり、輝度がサチレイトして上げることができない。これは発熱による光変換効率の低下が輝度に影響を及ぼすものである。大電流を流すことにより熱量が増大し輝度はダウンしてしまうと言う致命的な問題があった。
【００１３】
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、大電流をＬＥＤに流した場合でも、放熱することによりＬＥＤの発熱を防ぎ、高輝度発光が実現できる。高輝度のＳＭＤ型ＬＥＤを安価に提供するものである。
【００１４】
【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ＳＭＤ型ＬＥＤは、絶縁基板の上面端部に対向する一対の上面電極を設け、該一対の上面電極は、それぞれその裏面に下面電極と、その側面に、前記上面電極及び前記下面電極と連なる側面電極を形成して、前記一方の上面電極にＬＥＤ素子の一方の電極を、他方の上面電極にＬＥＤ素子の他方の電極をそれぞれ接続し、樹脂封止してなるＳＭＤ型ＬＥＤにおいて、前記一対の上面電極の中、少なくともいづれかの上面電極上に導電性部材よりなる放熱板を固着したことを特徴とするものである。
【００１５】
また、前記一方の上面電極上に放熱板を固着し、該放熱板上にＬＥＤ素子の一方の電極を、他方の上面電極上にＬＥＤ素子の他方の電極をそれぞれ接続したことを特徴とするものである。。
【００１６】
また、前記一方の上面電極上のダイボンドエリア周辺を含む領域に前記放熱板を固着し、該放熱板上にＬＥＤ素子をダイボンド実装し、他方の上面電極上にボンディングワイヤを接続したことを特徴とするものである。
【００１７】
また、前記一方の上面電極上に前記放熱板を固着すると共に、前記ダイボンドエリア周辺を含む上面電極上に直接ＬＥＤ素子をダイボンドし、他方の上面電極上にボンディングワイヤを接続したことを特徴とするものである。
【００１８】
また、前記一対の上面電極の中、少なくともいづれかの上面電極上に前記放熱板を固着し、前記一方の上面電極上に直接ＬＥＤ素子の一方の電極を、他方の上面電極上にＬＥＤ素子の他方の電極をそれぞれ接続したことを特徴とするものである。
【００１９】
また、前記一対の上面電極上にそれぞれ放熱板を固着し、該一方の放熱板上にＬＥＤ素子の一方の電極を、他方の放熱板上にＬＥＤ素子の他方の電極をそれぞれ接続したことを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明におけるＳＭＤ型ＬＥＤについて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態であるＳＭＤ型ＬＥＤの斜視図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図、図３は従来と本発明のＳＭＤ型ＬＥＤの電流と輝度との関係を示すグラフである。図において、従来技術と同一部材は同一符号で示す。
【００２１】
図１及び図２において、１は略平行六面体形状の絶縁基板であり、絶縁基板１の上面端部に対向する一対の上面電極２と、下面に下面電極３と、前記上面電極２及び前記下面電極３と連なるように側面電極４を形成することは上述した従来技術と同様である。前記一方の上面電極２ａのダイボンドエリア９の周辺を含む領域に、導電性があり半田濡れ性がある、例えば、ステンレス、銅、アルミ等よりなる放熱板１０を導電性接着剤１１等の固着手段で固着し、該放熱板１０の上に前記ＬＥＤ素子５を実装する。前記他方の上面電極２ｂにはＡｕワイヤ等よりなるボンディングワイヤ６でワイヤボンディングされている。７は、従来と同様に透光性のエポキシ樹脂等の封止樹脂で、放熱板１０の放熱性を効果的にするために、放熱板１０の一部を露出した状態で、ＬＥＤ素子５と接続部を保護するように樹脂封止する。以上によりＳＭＤ型ＬＥＤ１２が完成される。
【００２２】
前記ＳＭＤ型ＬＥＤ１２は図示しないプリント基板等のマザーボード上の配線パターンに、半田付け等の固着手段により面実装が可能である。
【００２３】
図３は、前述した電流と輝度との関係を示すグラフで、曲線（ｂ）は従来のＳＭＤ型ＬＥＤ、曲線（ｃ）は本発明の放熱板を固着したＳＭＤ型ＬＥＤである。図３において、流す電流の大きさが所定の点（Ａ）までは、電流を流すだけＬＥＤの輝度は比例してアップするが、前述したように、曲線（ｂ）は、電流値が略３００ｍＡ以上になると、ＬＥＤの発熱の方が大きくなり、輝度がサチレイトして上げることができない。曲線（ｃ）は、前記電流値が略３００ｍＡ以上になっても、放熱板１０の放熱効果によりＬＥＤの輝度は上昇する。図３に示すように、δＩｖは電流値が３００ｍＡにおける放熱効果による輝度上昇分である。大電流を流しても放熱するため、輝度は極端にダウンせず上昇し続ける。
【００２４】
図４は、本発明の第２の実施の形態であるＳＭＤ型ＬＥＤの断面図である。ＬＥＤ素子５を放熱板１０の上に実装せずに、一方の上面電極２ａ上に放熱板１０を固着し、ダイボンドエリア９の周辺を含む上面電極２ａ上にＬＥＤ素子５をダイボンドし、他方の上面電極２ｂ上にボンディングワイヤ６を接続しても良い。以上によりＳＭＤ型ＬＥＤ１２Ａが完成される。
【００２５】
図５は、本発明の第３の実施の形態であるＳＭＤ型ＬＥＤの斜視図、図６は、図５のＢ−Ｂ線断面図である。絶縁基板１の上面端部に対向する一対の上面電極２と、下面に下面電極３と、前記上面電極２及び前記下面電極３と連なるように側面電極４を形成することは上述した従来技術と同様である。前記絶縁基板１の一方の上面電極２ａ上に、前記放熱板１０を導電性接着剤１１等の固着手段で固着すると共に、一方の上面電極２ａ上に直接ＬＥＤ素子５の一方の電極５ｅ、即ち、Ｐ層５ｃ側の電極（アノード電極）部を、他方の上面電極２ｂ上にＬＥＤ素子５の他方の電極５ｄ、即ち、Ｎ層５ｂ側の電極（カソード電極）部をそれぞれ接続し、封止樹脂７で樹脂封止する。前述と同様に、放熱板１０の樹脂封止部から露出する表面を可能な限り広く確保することにより、放熱板による熱の拡散・放熱を有利にすることは言うまでもない。以上によりＳＭＤ型ＬＥＤ１２Ｂが完成される。
【００２６】
図７は、本発明の第４の実施の形態であるＳＭＤ型ＬＥＤの断面図である。図５では、一方の上面電極２ａ上のみに放熱板１０を固着したが、図７においては、一対の上面電極２ａ、２ｂ上にそれぞれ放熱板１０を固着して、一方の上面電極２ａ上に直接ＬＥＤ素子５の一方の電極５ｅを、他方の上面電極２ｂ上にＬＥＤ素子５の他方の電極５ｄをそれぞれ接続しても良い。以上によりＳＭＤ型ＬＥＤ１２Ｃが完成される。
【００２７】
図８は、本発明の第５の実施の形態であるＳＭＤ型ＬＥＤの断面図である。一対の上面電極２ａ、２ｂ上にそれぞれ放熱板１０を固着して、一方の放熱板１０の端部上にＬＥＤ素子５の一方の電極５ｄを、他方の放熱板１０の端部上にＬＥＤ素子５の他方の電極５ｅをそれぞれ接続してもよい。以上によりＳＭＤ型ＬＥＤ１２Ｄが完成される。
【００２８】
図９及び図１０は、本発明の第６及び第７の実施の形態であるＳＭＤ型ＬＥＤの断面図である。前記一方の上面電極２ａ上に放熱板１０を固着し、該放熱板１０上にＬＥＤ素子５の一方の電極５ｅを、他方の上面電極２ｂ上にＬＥＤ素子５の他方の電極５ｄをそれぞれ接続してＳＭＤ型ＬＥＤ１２Ｅ及び１２Ｆが完成される。
【００２９】
図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、放熱板１０の形状と、上面電極２上に配置した状態の平面図である。上面電極２上に固着する放熱板１０の形状は、図１１（ａ）のように上面電極２の一方の電極２ａのみの両端に分散して配置する。図１１（ｂ）のように、両方の電極２ａ、２ｂの四隅に分散して配置する。図１１（ｃ）のように、両方の電極２ａ、２ｂの両端の対角の位置に分散して配置する。図１１（ｄ）のように、両方の電極２ａ、２ｂに異なる大きさで配置する。図１１は一例であり、設計の都合上様々な形態を採用しても良い。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＳＭＤ型ＬＥＤにおいて、絶縁基板の上面端部に対向する一対の上面電極を設け、該一対の上面電極は、それぞれその裏面に下面電極と、その側面に、前記上面電極及び前記下面電極と連なる側面電極を形成して、一対の上面電極の中、少なくともいづれかの上面電極上に導電性部材よりなる放熱板を固着し、上面電極の上又は放熱板の上にＬＥＤ素子を実装し、樹脂封止する。ＳＭＤ型ＬＥＤに略３００ｍＡ以上の大電流を流しても、ＬＥＤの発熱は、放熱板により拡散・放熱するため、高輝度発光が実現できる。これにより、高輝度ＬＥＤが安価になり、従来使用されていない高輝度ターゲット製品に搭載が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わるＳＭＤ型ＬＥＤの斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】従来及び本発明のＬＥＤの電流と輝度との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係わるＳＭＤ型ＬＥＤの断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係わるＳＭＤ型ＬＥＤの斜視図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係わるＳＭＤ型ＬＥＤの断面図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態に係わるＳＭＤ型ＬＥＤの断面図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態に係わるＳＭＤ型ＬＥＤの断面図である。
【図１０】本発明の第７の実施の形態に係わるＳＭＤ型ＬＥＤの断面図である。
【図１１】本発明に係わる放熱板の配置を示す平面図である。
【図１２】従来のＳＭＤ型ＬＥＤの斜視図である。
【図１３】一般的なＬＥＤの電流と発熱との関係を示すグラフである。
【図１４】ＬＥＤ素子の電極構造を示す斜視図である。
【図１５】図１４のＬＥＤ素子を絶縁基板にワイヤボンディング方式で実装した状態を示す部分拡大断面図である。
【図１６】他のＬＥＤ素子の電極構造を示す斜視図である。
【図１７】図１６のＬＥＤ素子を絶縁基板にノンワイヤボンディング方式で実装した状態を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１  絶縁基板
２  上面電極
２ａ  一方の上面電極
２ｂ  他方の上面電極
３  下面電極
４  側面電極
５  ＬＥＤ素子
５ｄ  ＬＥＤ素子の一方の電極
５ｅ  ＬＥＤ素子の他方の電極
６  ボンディングワイヤ
７  封止樹脂
９  ダイボンドエリア
１０  放熱板
１１  導電性接着剤
１１ａ  半田
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆ  ＳＭＤ型ＬＥＤ
（ｂ）  従来のＳＭＤ型ＬＥＤの輝度曲線
（ｃ）  本発明のＳＭＤ型ＬＥＤの輝度曲線
δＩｖ  放熱効果による輝度上昇分
【図１】
0003856250.tif 000002
【図２】
0003856250.tif 000003
【図３】
0003856250.tif 000004
【図４】
0003856250.tif 000005
【図５】
0003856250.tif 000006
【図６】
0003856250.tif 000007
【図７】
0003856250.tif 000008
【図８】
0003856250.tif 000009
【図９】
0003856250.tif 000010
【図１０】
0003856250.tif 000011
【図１１】
0003856250.tif 000012
【図１２】
0003856250.tif 000013
【図１３】
0003856250.tif 000014
【図１４】
0003856250.tif 000015
【図１５】
0003856250.tif 000016
【図１６】
0003856250.tif 000017
【図１７】
0003856250.tif 000018