JPH05347434A

JPH05347434A - 抵抗内蔵型発光装置

Info

Publication number: JPH05347434A
Application number: JP4153269A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Okazaki; 淳岡崎
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-06-12
Filing date: 1992-06-12
Publication date: 1993-12-27
Anticipated expiration: 2013-10-27
Also published as: JP2816629B2

Abstract

(57)【要約】【目的】発光素子と抵抗を直列接続する発光装置にお
いて、小型化し、かつ抵抗の発熱による発光素子の温度
上昇を防ぐ。【構成】パツケージ１１をＭＩＤ法で形成し、この上
面に発光素子１２を搭載し、下面に抵抗１３を搭載し、
各部品をできるだけワンチツプ化して小型化する。発光
素子１２と抵抗１３を搭載する各配線部を非連続にし、
両者間の接続を金属細線３３に限定して、抵抗１３から
の熱が発光素子１２に伝導するのを防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、チップ部品型ＬＥＤ等
の抵抗内蔵型発光装置に関し、例えば、携帯用音響製
品、ＶＴＲカメラ、電話機、テレビジヨン受像機等の各
種携帯機器、民生機器、あるいは産業機器等の操作パネ
ルの照明用等に用いられる抵抗内蔵型発光装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】従来の抵抗内蔵型発光装置は、図４
（Ａ）〜（Ｃ）の如く、ガラスエポキシ製基板１上の同
一電極パターン２上に、発光素子としてのＬＥＤチップ
３と、厚膜印刷抵抗４とが接続されている。

【０００３】この場合、ＬＥＤチップ３を点灯させた場
合に、電流による印刷抵抗４の発熱により、ＬＥＤチッ
プ３の寿命を低下させるおそれが有る。したがって、絶
対最大定格はＬＥＤチップ３の順電流ＩＦの２５ｍＡに
対し、抵抗４の電流ＩＦは２０ｍＡと、抵抗４の電流値
を下げている。また、実際に使用する場合、順電流ＩＦ
＝５〜１０ｍＡが事実上の上限である。

【０００４】なお、図中、５はＬＥＤチップ３を保護す
る透光性封止樹脂である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の抵抗内蔵型発光
装置は、下地となる基板１上に厚膜抵抗４を形成させた
もので、スペースは少なくて済むが、抵抗４とＬＥＤチ
ップ３が隣接しているので、抵抗４の発熱がＬＥＤチッ
プ３に悪影響を与える。このため、抵抗４として抵抗値
の大きなものを使用したり、あるいは電流値を増大して
使用することは困難である。

【０００６】また、同一抵抗であれば一般に体積が小さ
いのものの方が発熱量も大きい。したがって、その小型
化に制限があった。

【０００７】本発明は、上記課題に鑑み、装置を小型化
しながらも、熱による素子の劣化を防ぎ得、かつ低コス
ト化できる抵抗内蔵型発光装置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明請求項１による課
題解決手段は、図１（Ａ）〜（Ｆ）の如く、発光素子１
２と、該発光素子１２の駆動電流制限用抵抗１３とを備
えた抵抗内蔵型発光装置において、パツケージ１１の上
面に発光側凹部１５が形成され、パツケージ１１の下面
に抵抗側凹部１６が形成され、前記発光側凹部１５に薄
膜状の発光側配線部１７が立体的に形成され、該発光側
配線部１７に前記発光素子１２が搭載され、前記抵抗側
凹部１６に薄膜状の抵抗側配線部１８が立体的に形成さ
れ、該抵抗側配線部１８に前記抵抗１３が搭載され、前
記発光側凹部１５と抵抗側凹部１６との間に、前記発光
素子１２と抵抗１３とを直列に接続するための接続配線
部３２が形成され、該接続配線部３２は、発光側凹部１
５と抵抗側凹部１６との間に貫通された貫通孔３１に形
成されたものである。

【０００９】本発明請求項２による課題解決手段は、請
求項１記載の接続配線部３２と発光側配線部１７とは、
電気的絶縁を確保するよう互いに非連続とされ、発光素
子１２のアノード側が発光側配線部１７に接続され、カ
ソード側が金属細線３３を介して前記接続配線部３２に
接続されたものである。

【００１０】

【作用】上記請求項１による課題解決手段において、パ
ツケージ１１に薄膜状の配線部１７，１８，３２を形成
して、これに発光素子１２および抵抗１３を搭載接続す
ることで、抵抗内蔵型発光装置の各部品を可能な限り一
体化する。そうすると、構造の簡略化、小型薄型化、低
コスト化が可能となる。

【００１１】請求項２では、発光素子１２の点灯時に、
抵抗１３が発熱しても、接続配線部３２と発光側配線部
１７とを非連続とし、また接続配線部３２との間に金属
細線３３を介在させているので、発光素子１２に熱が伝
わることがなくなる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す抵抗内蔵型発
光装置であつて、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ
−Ａ断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図、（Ｄ）は
正面図、（Ｅ）は左側面図、（Ｆ）は右側面図である。
図２は抵抗内蔵型発光装置の内部回路構成図である。な
お、図１（Ａ）中、発光側凹部内の透光性封止樹脂は、
便宜上省略している。

【００１３】図示の如く、本実施例の抵抗内蔵型発光装
置は、例えば、携帯用音響製品、ＶＴＲカメラ、電話
機、テレビジヨン受像機等の各種携帯機器、民生機器、
あるいは産業機器等の操作パネルの照明用等に使用され
る。

【００１４】該抵抗内蔵型発光装置は、図１，２の如
く、パツケージ１１と、発光素子としてのＬＥＤチップ
１２と、該ＬＥＤチップ１２の駆動電流制限用抵抗１３
とを備えている。

【００１５】前記パツケージ１１としては、図１（Ａ）
〜（Ｆ）の如く、リードフレームを用いずに、小型、薄
型の一体化した部品を得るためのＭｏｌｄｅｄＩｎｔ
ｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎＤｅｖｉｃｅ法（以下、Ｍ
ＩＤ法と称す）を用いたものである。ここで、ＭＩＤ法
とは、射出成形または押出し成形によつて得られた成形
品に化学めつき等の方法で電気回路を形成したものであ
る。

【００１６】すなわち、該パツケージ１１は、耐熱性の
ある液晶ポリマー、ポリフエニレンサルフアイド（ＰＰ
Ｓ）、あるいはポリエーテルスルフオン（ＰＥＳ）等の
電気的絶縁性を有する遮光性樹脂が使用され、一枚の有
機樹脂基板に数百個のデバイスが規則正しく配列される
よう金型成形され、後に図１（Ａ）〜（Ｆ）のような個
別のデバイスにダイシング分割される。該パツケージ１
１の上面には、前記ＬＥＤチップ１２を収納するための
発光側凹部１５が形成され、パツケージ１１の下面に
は、前記抵抗１３を収納するための抵抗側凹部１６が形
成されている。ここで、両凹部１５，１６を上下に離反
させているのは、抵抗１３で発生した熱がＬＥＤチップ
１２に伝導するのを防止するためである。

【００１７】前記発光側凹部１５には、めつきにて発光
側配線部１７が形成されている。該発光側配線部１７
は、図１（Ａ）（Ｃ）の如く、発光側凹部１５の底部の
一部からパツケージ１１のロ字型の上面１７ａ、さらに
図１（Ｄ）（Ｅ）のようにパツケージ１１の一側面１７
ｂを介して、下面の外部接続電極１７ｃにまで立体的に
引きまわしされている。該発光側配線部１７には、前記
ＬＥＤチップ１２が上向きに搭載される。なお、該発光
側配線部１７は、ＬＥＤチップ１２を搭載するためのみ
ならず、ＬＥＤチップ１２からの照射光を凹部１５の傾
斜壁面で反射させることにより光指向特性を高める機能
を有する。

【００１８】前記抵抗側凹部１６には、図１（Ｃ）の如
く、めつきにて抵抗側配線部１８が前記発光側配線部１
７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃに対して非連続に形成され
ている。該抵抗側配線部１８は、抵抗側凹部１６の底部
からパツケージ１１の下面の外部接続電極１８ａにまで
立体的に引きまわしされ、さらに、放熱性を向上するよ
う、パツケージ１１の一側面１８ｂに延設されて大面積
とされている。

【００１９】そして、発光側凹部１５の底部と抵抗側凹
部１６の底部との間に貫通孔３１（スルーホール）が貫
通形成され、該貫通孔３１の内壁およびその上下両開口
部周囲には、前記ＬＥＤチップ１２と抵抗１３とを直列
に接続するための接続配線部３２がめつき形成されてい
る。該接続配線部３２は、抵抗１３で発生した熱が伝わ
るため、この熱を発光素子１２に伝導させないよう、か
つ電気的絶縁性を保つため、前記発光側配線部１７に対
して非連続とされ、かつＬＥＤチップ１２への接続は金
属細線３３（ボンデイングワイヤ）を介して行われる。

【００２０】前記ＬＥＤチップ１２は、可視光発光ダイ
オードが用いられ、図２の如く、カソード端子が金属細
線３３および接続配線部３２を介して抵抗１３に直列接
続され、裏面のアノード端子が発光側配線部１７にダイ
ボンド接続される。該ＬＥＤチップ１２は、発光側凹部
１５内に搭載後、透光性封止樹脂２８にて封止される。

【００２１】前記抵抗１３は、一般に、同一抵抗値のも
のであれば体積の大きい方が発熱量は少なくて済むた
め、抵抗側凹部１６内に収納できる限度において大型の
ものを使用し、その発熱量を抑える。該抵抗１３は、前
記抵抗側配線部１７および接続配線部３２に導電性ペー
スト３４ａ，３４ｂを介して接続される。なお、接続配
線部３２に接続される導電性ペースト３４ｂは、貫通孔
３１内に充填された透光性封止樹脂２８の下面開口部か
らの洩れを防止する。

【００２２】なお、図１（Ｃ）中、３５はＬＥＤチップ
１２をダイボンドするための導電性ペーストである。

【００２３】上記抵抗内蔵型発光装置は、以下のように
製造される。

【００２４】まず、多数のめつきグレードのパツケージ
１１を、複数デバイス分並置して一体的に射出成形す
る。この際、各デバイス領域の上面に発光側凹部１５を
下面に抵抗側凹部１６を形成するとともに、両凹部１
５，１６の間に貫通孔３１を形成しておく。そして、図
１（Ａ）〜（Ｆ）の如く、各凹部１５，１６および貫通
孔３１に金または銀めつき処理を行い配線部１７，１
８，３２を形成する。

【００２５】次に、導電性ペースト３５を用いてＬＥＤ
チップ１２を発光側配線部１７に搭載し、また、導電性
ペースト３４ａ，３４ｂを用いて抵抗１３を抵抗側配線
部１８および接続配線部３２に搭載する。そして、金属
細線３３を用いてＬＥＤチップ１２と接続配線部３２と
をボンデイング結線する。

【００２６】その後、発光側凹部１５を透光性封止樹脂
２８で封止する。この際、貫通孔３１の下面開口部は導
電性ペースト３４ｂで塞がれているため、透光性封止樹
脂２８が下方へ洩れ出すことはない。

【００２７】しかる後、ダイシングソーで切断してチツ
プ化し、図１（Ａ）〜（Ｆ）に示す抵抗内蔵型発光装置
を完成させる。

【００２８】また、表面実装時には、図１（Ｆ）および
図２の如く、外部接続電極１７ｃ，１８ａに半田付け等
を施して外部接続する。

【００２９】そうすると、メタルリードフレームを用い
ないで、絶縁物としてのパツケージ１１に薄膜状の配線
部１７，１８を形成しているため、ＭＩＤ法の利点、す
なわち、各部品を可能な限り一体化して構造を簡単にで
き、形状を小さくすることが可能であり、コスト低減が
容易であり、また表面実装用部品として使用できる。

【００３０】また、リードフレームとパツケージのモー
ルド樹脂との間の熱膨張係数の差による剥離等の問題も
なく、半田リフロー時の耐熱性の向上、および熱衝撃に
対しても品質の向上が図り得る。

【００３１】さらに、従来のようにリードピンを外部に
突出させなくてもよいので、リードピンの外力による変
形を防止し得る。

【００３２】また、ＬＥＤチップ１２の点灯時には、抵
抗１３が発熱する。そして、ここからの熱がＬＥＤチッ
プ１２に伝導すると、素子劣化の原因となる。

【００３３】しかし、抵抗１３は抵抗側凹部１６に収納
される限度内で可能な限り大容量としているので、その
発熱量はさほど大きくならない。

【００３４】そして、抵抗側配線部１８をパツケージ１
１の一側面まで延設して大面積としていることから、放
熱性が良好となる。もちろん、貫通孔３１の接続配線部
３２も、抵抗１３の放熱に寄与する。したがって、パツ
ケージ１１に熱がこもるのを防止できる。

【００３５】しかも、接続配線部３２を発光側配線部１
７に非連続とし、ＬＥＤチップ１２との接続を金属細線
３３にて行っているので、抵抗１３からの熱が接続配線
部３２を通じてＬＥＤチップ１２に伝導するのを防止で
きる。

【００３６】これらのことから、ＬＥＤチップ１２の寿
命延長に資する。

【００３７】また、一般に、図３の如く、ＬＥＤチップ
１２は周囲温度が一定以上高くなると、順電流を低減す
る必要があるが、本実施例により、熱伝導の防止と外部
への放熱性が向上し、比較的高い電流値で動作できるの
で、明るい発光強度を得ることができる。

【００３８】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。

【００３９】例えば、上記実施例では、各配線部１７，
１８をめつき法にて形成していたが、金属蒸着等の他の
方法で形成してもよい。

【００４０】また、ＬＥＤチップ１２、抵抗１３とも、
複数個使用してもよい。

【００４１】さらに、通常、ＬＥＤチップ１２は、図３
の如く、温度が上がると絶対最大電流値を下げて使用す
る必要があるが、高温での使用を前提とすると、電流値
を下げて設定することとなり、この場合、常温で使用す
ると暗くなるが、抵抗１３として、温度が上がると抵抗
値が上がるサーミスタを用いて、高温下でのＬＥＤ使用
での電流制限を行うことも有効である。例えば、２５°
Ｃ前後で３０ｍＡ、６０°Ｃで約１５ｍＡとなるサーミ
スタを用いれば、常温から高温まで最大効率の電流設定
が可能となる。

【００４２】さらにまた、導電性ペースト３４ａ，３４
ｂ，３５として、高融点半田ペーストを用いてもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明請
求項１によると、ＭＩＤ法を用いてパツケージを形成し
ているので、発光素子および抵抗を簡単な構造で一部品
に組み込むことが可能となり、小型のチップ部品として
小型化できる。しかも抵抗を内蔵しているので、基板に
実装する際、小スペースで行える。したがつて、超高密
度実装基板への実装が可能となり、近年の各種携帯用機
器の小型化の要請に対応できる。

【００４４】本発明請求項２によると、接続配線部と発
光側配線部とを非連続とし、発光素子と接続配線部との
間に金属細線を介在させているので、抵抗の発熱が直接
発光素子に伝導するのを防止できる。そうすると、発光
素子について、低温駆動により比較的高い電流値で動作
できるので、明るい発光強度を得ることができるととも
に、発光素子の耐久性を向上できるといつた優れた効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す抵抗内蔵型発光装置で
あつて、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面
図、（Ｃ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面図、（Ｄ）は正面図、
（Ｅ）は左側面図、（Ｆ）は右側面図

【図２】抵抗内蔵型発光装置の内部回路構成図

【図３】周囲温度と発光素子の順電流との関係を示す図

【図４】従来の抵抗内蔵型発光装置であつて、（Ａ）は
平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図

【符号の説明】

１１パツケージ１２発光素子１３抵抗１５発光側凹部１６抵抗側凹部１７発光側配線部１８抵抗側配線部３１貫通孔３２接続配線部３３金属細線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光素子と、該発光素子の駆動電流制限
用抵抗とを備えた抵抗内蔵型発光装置において、パツケ
ージの上面に発光側凹部が形成され、パツケージの下面
に抵抗側凹部が形成され、前記発光側凹部に薄膜状の発
光側配線部が立体的に形成され、該発光側配線部に前記
発光素子が搭載され、前記抵抗側凹部に薄膜状の抵抗側
配線部が立体的に形成され、該抵抗側配線部に前記抵抗
が搭載され、前記発光側凹部と抵抗側凹部との間に、前
記発光素子と抵抗とを直列に接続するための接続配線部
が形成され、該接続配線部は、発光側凹部と抵抗側凹部
との間に貫通された貫通孔に形成されたことを特徴とす
る抵抗内蔵型発光装置。
【請求項２】請求項１記載の接続配線部と発光側配線
部とは、電気的絶縁を確保するよう互いに非連続とさ
れ、発光素子のアノード側が発光側配線部に接続され、
カソード側が金属細線を介して前記接続配線部に接続さ
れたことを特徴とする抵抗内蔵型発光装置。