JP2003158301A - 発光ダイオード - Google Patents

発光ダイオード

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JP2003158301A
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Megumi Horiuchi
恵 堀内
Shinobu Nakamura
忍 中村
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Citizen Electronics Co Ltd
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Kawaguchiko Seimitsu Co Ltd
Citizen Electronics Co Ltd
Kawaguchiko Seimitsu KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面実装型発光ダイオードの耐リフロー性や
耐温度サイクル性あるいは耐湿度性等の信頼性を向上さ
せる。 【解決手段】 発光ダイオード素子が凹部を有するパッ
ケージの該凹部の底部に実装され、封止されている表面
実装型発光ダイオードにおいて、前記パッケージは導電
パターン１１を有するＭIＤ基板２からなり、前記凹部
４は開口部に透明封止板３と内壁部に光反射面９を備
え、かつ前記凹部４内の光の媒質が空気であると共に、
前記凹部４に前記発光ダイオード素子１０をフリップチ
ップ実装し、更に発光ダイオード素子１０は、バンプ面
を含む少なくとも一面以上が、アンダーフイル樹脂８に
より覆うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面実装型発光ダ
イオードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】発光ダイオードは、携帯端末を始め、家
電、自動販売機用等の表示素子として、広く使われてい
る。このような従来の表面実装型発光ダイオードの構造
について、図面を用いて説明する。
【０００３】図４は、従来の表面実装型発光ダイオード
を示す断面図である。図４において、発光ダイオード１
５は、発光ダイオード素子１６が、リードフレーム１７
と、このリードフレーム上に形成された成形樹脂１８と
で作られる凹部１９の底部に固着され、リード線２０
は、ワイヤーボンデイングにより、リードフレーム１７
と接続されている。凹部１９には，透明樹脂２１が充填
され、発光ダイオード素子１６が封止されている。光反
射面２２は、発光ダイオード素子の光を反射させ、外部
へ放射させるためのものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の表面実装型発光ダイオードにおいては、発
光ダイオード素子１６の封止が、透明樹脂２１を凹部１
９に充填することにより行われていた．このため、透明
樹脂２１が予め吸湿してしまうとリフローはんだ付け時
の熱により、パッケージにクラックが発生することがあ
った。また、周囲温度の変化により透明樹脂２１が収縮
し、これを繰り返すことにより、リード線２０が断線す
る等、信頼性に問題があった。
【０００５】本発明の目的は、上記課題を解決しようと
するもので、従来の表面実装型発光ダイオードに比べ、
信頼性がアップされた発光ダイオードを提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、以下に記した特徴を有する。
【０００７】請求項１の記載に係わる発明の発光ダイオ
ードは、発光ダイオード素子が凹部を有するパッケージ
の該凹部の底部に実装され、封止されている発光ダイオ
ードにおいて、前記パッケージは射出成形プリント回路
部品からなり、前記凹部は開口部に透明封止板と内壁部
に光反射面を備え、かつ前記凹部内の光の媒質が空気で
あると共に、前記凹部に前記発光ダイオード素子がフリ
ップチップ実装若しくはワイヤーボンド接続されている
ことを特徴とするものである。
【０００８】請求項２の記載に係わる発明の発光ダイオ
ードの発光ダイオード素子は、バンプ面を含む少なくと
も一面以上が、樹脂により覆われていることを特徴とす
るものである。
【０００９】請求項３の記載に係わる発明の発光ダイオ
ードの透明封止板は、透明ガラス又は透明樹脂材料から
形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】請求項４の記載に係わる発明の発光ダイオ
ードの透明封止板は、シート状又は平板状であることを
特徴とするものである。
【００１１】請求項５の記載に係わる発明の発光ダイオ
ードの透明封止板は、凸レンズ、凹レンズ、フレネルレ
ンズ、セルフォックレンズ又はホログラムレンズの何れ
かであることを特徴とするものである。
【００１２】請求項６の記載に係わる発明の発光ダイオ
ードの光反射面は、球面の一部であることを特徴とする
ものである。
【００１３】請求項７の記載に係わる発明の発光ダイオ
ードの光反射面は、放物面の一部であることを特徴とす
るもである。
【００１４】請求項８の記載に係わる発明の発光ダイオ
ードの光反射面は、非球面であることを特徴とするもの
である。
【００１５】請求項９の記載に係わる発明の発光ダイオ
ードの光反射面は、円錐状平面であることを特徴とする
ものである。
【００１６】請求項１０の記載に係わる発明の発光ダイ
オードの光反射面は、メッキ又は蒸着等によって光反射
効率を高めるための表面処理がなされていることを特徴
とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。図1，図2及び図3は本発明の実
施の形態例を示す表面実装型発光ダイオードで、図１は
発光ダイオードの第一実施例を示す断面図であり、図2
は発光ダイオードの第二実施例を示す断面図であり、図
3は発光ダイオードの第三実施例を示す断面図である。
【００１８】図1において、発光ダイオード１は、発光
ダイオード素子１０が導電パターン１１を有する射出成
形プリント回路部品（Molded Interconnection Device
以下ＭIＤと記す。）である基板２及び透明封止板３
からなるパッケージの凹部４の底部５に実装された構造
である。
【００１９】ＭIＤは、射出成形により立体形状を作成
し、これに導電回路を付与したものである。成形材料に
は液晶ポリマーやスーパーエンジニアリングプラスチッ
クが用いられる。液晶ポリマーは耐熱性に優れ、線膨張
係数が小さいため、これを用いたパッケージは、リフロ
ーはんだ付け時の熱の影響の低減化あるいは温度サイク
ル性の改善ができる。
【００２０】発光ダイオード素子１０の２つの電極は、
バンプ６，７により、ＭIＤ基板２の導電パターン１１
にフリップチップ実装される。
【００２１】発光ダイオード素子１０のバンプ面を含む
少なくとも一面以上は、アンダーフイル樹脂８により覆
われている。このため、発光ダイオードの耐湿度性、耐
衝撃性、耐振動性等を向上させることができる。尚、こ
の樹脂の屈折率は、1.5程度である。
【００２２】凹部４の内壁部である光反射面９は、球面
や放物面の一部の形状あるいは非球面や円錐状平面に作
られ、銀メッキ又は蒸着等がなされている。これによ
り、光反射面９の光の反射効率を高めることができる。
【００２３】透明封止板３は、透明ガラスや透明樹脂等
の透明材料が用いられ、その形状は、シート状や平板状
である。これにより、発光ダイオード素子１０を保護す
るとともに、光の透過性を確保することができる。
【００２４】図2は、本発明の発光ダイオードの第二実
施例で、発光ダイオード素子１０は、底部５に固着さ
れ、リード線１２は、金線を用いワイヤーボンド接続さ
れたものである。封止は、充填材を使用しないで透明封
止板３により行われる。従ってリード線１２の断線やパ
ッケージのクラックが無くなった。尚、リード線１２を
覆う樹脂１３は、リード線を保護するためのものであ
る。
【００２５】図３は、本発明の発光ダイオードの第三実
施例で、透明封止板１４は、凸レンズ状として、発光ダ
イオードの外部への光の集光性を高めたものである。
尚、透明封止板１４は、凹レンズ、フレネルレンズ、セ
ルフォックレンズ、ホログラムレンズ等を用いても良
い。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、発光
ダイオード素子が凹部を有するパッケージの該凹部の底
部に実装され、封止されている発光ダイオードにおい
て、前記パッケージはＭIＤからなり、前記凹部は開口
部に透明封止板と内壁部に光反射面を備え、かつ凹部内
の光の媒質が空気であると共に、前記凹部に前記発光ダ
イオード素子がフリップチップ実装若しくはワイヤボン
ド接続されていることにより、耐リフロー性や耐温度サ
イクル性を向上させることができる。又、アンダーフイ
ル樹脂により、発光ダイオード素子のバンプ面を含む少
なくとも一面以上を覆うことにより、耐湿度性や耐振動
性、耐衝撃性等も向上させることができる。更に、発光
ダイオード素子が、透明ガラスや透明樹脂材料から形成
される平板状やレンズ状の透明封止板により、凹部内の
光の媒質を空気として、封止されるため、発光ダイオー
ド素子の保護と、光の透過性を確保できると共に、光反
射面を球面や放物面の一部の形状あるいは非球面や円錐
状平面にし、メッキ又は蒸着等がなされているため、光
の反射効率を高めることができる等、本発明の効果は極
めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の表面実装型発光ダイオードの第一実施
例を示す断面図である。
【図２】本発明の表面実装型発光ダイオードの第二実施
例を示す断面図である。
【図3】本発明の表面実装型発光ダイオードの第三実施
例を示す断面図である。
【図４】従来の表面実装型発光ダイオードを示す断面図
である。
【符号の説明】
１ 発光ダイオード ２ ＭIＤ基板 ３、１４ 透明封止板 ４ 凹部 ５ 底部 ６，７バンプ ８ アンダーフイル樹脂 ９ 光反射面 １０ 発光ダイオード素子 １２ リード線 １３ 樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 忍 山梨県南都留郡河口湖町船津6663番地の２ 河口湖精密株式会社内 Ｆターム(参考） 5F041 AA43 DA09 DA19 DA36 DA61 FF01

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発光ダイオード素子が凹部を有するパッ
    ケージの該凹部の底部に実装され、封止されている発光
    ダイオードにおいて、前記パッケージは射出成形プリン
    ト回路部品からなり、前記凹部は開口部に透明封止板と
    内壁部に光反射面を備え、かつ前記凹部内の光の媒質が
    空気であると共に、前記凹部に前記発光ダイオード素子
    がフリップチップ実装若しくはワイヤーボンド接続され
    ていることを特徴とする発光ダイオード。
  2. 【請求項２】 前記発光ダイオード素子は、バンプ面を
    含む少なくとも一面以上が、樹脂により覆われているこ
    とを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード。
  3. 【請求項３】 前記透明封止板は、透明ガラス又は透明
    樹脂材料から形成されていることを特徴とする請求項１
    記載の発光ダイオード。
  4. 【請求項４】 前記透明封止板は、シート状又は平板状
    であることを特徴とする請求項１又は３記載の発光ダイ
    オード。
  5. 【請求項５】 前記透明封止板は、凸レンズ、凹レン
    ズ、フレネルレンズ、セルフォックレンズ又はホログラ
    ムレンズの何れかであることを特徴とする請求項１又は
    ３記載の発光ダイオード。
  6. 【請求項6】 前記光反射面は，球面の一部であること
    を特徴とする請求項1記載の発光ダイオード。
  7. 【請求項７】 前記光反射面は、放物面の一部であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の発光ダイオード。
  8. 【請求項８】 前記光反射面は、非球面であることを特
    徴とする請求項1記載の発光ダイオード。
  9. 【請求項9】 前記光反射面は、円錐状平面であること
    を特徴とする請求項１記載の発光ダイオード。
  10. 【請求項１０】 前記光反射面は、メッキ又は蒸着等に
    よって光反射効率を高めるための表面処理がなされてい
    ることを特徴とする請求項１又は６乃至９記載の発光ダ
    イオード。
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