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JP3065509B2 - 表面実装型発光ダイオード - Google Patents

表面実装型発光ダイオード

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JP3065509B2
JP3065509B2 JP7158810A JP15881095A JP3065509B2 JP 3065509 B2 JP3065509 B2 JP 3065509B2 JP 7158810 A JP7158810 A JP 7158810A JP 15881095 A JP15881095 A JP 15881095A JP 3065509 B2 JP3065509 B2 JP 3065509B2
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solder resist
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light emitting
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は発光ダイオードの構成に
関するものであり、詳細にはプリント回路基板などに取
付用の孔を設けることなく、直接に表面への実装を可能
とした表面実装型の発光ダイオードの構成に係るもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の表面実装型発光ダイオー
ド９０の構成の例を示すものが図６および図７であり、
例えばガラスエポキシプリント回路板を利用して形成さ
れた基板９１上には導電パターン９２が設けられるもの
であり、この導電パターン９２は長方形とされた基板９
１の短辺側の二辺に設けられる端子部９２ａと、一方の
前記端子部９２ａに接続し前記基板９１の中央に向かい
延設されるパット部９２ｂと、他の一方の端子部９２ａ
に接続し前記基板９１の中央に向かい延設される配線部
９２ｃとで構成されている。
【０００３】そして、前記導電パターン９２は、通常に
は金メッキが施されて前記マウント部９２ａにＬＥＤチ
ップ９３がマウントされ、金ワイヤ９４で配線部９２ｃ
との配線が行われ、その後に透明エポキシ樹脂などで前
記ＬＥＤチップ９３と金ワイヤ９４とを覆う略直方体状
のモールド部９５が形成されて表面実装型発光ダイオー
ド９０とされるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の構成の表面実装型発光ダイオード９０において
は、第一に、前記モールド部９５を形成するためのモー
ルド工程で、図８に示すように基板９１が金型８１、８
２で挟まれるものとなるので、このときの圧力で基板９
１が圧縮されて変形し、導電パターン９２の端子部９２
ａなどに割れ、剥がれなどを生じて導通不良となるなど
の問題点を生じている。
【０００５】また、第二には、前記導電パターン９２と
モールド部９５とが熱膨張係数の差が大きいものである
ので、例えばプリント回路板に取付けるためのハンダリ
フロー時など高温となる雰囲気に曝された場合に、導電
パターン９２とモールド部９５とに剥離を生じ、この剥
離部分からハンダ、フラックスなどの不純物、あるいは
湿度が侵入するなどして表面実装型発光ダイオード９０
の寿命を短縮する問題点も生じ、これらの点の解決が課
題とされていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は前記した従来の
課題を解決するための具体的な手段として、短辺側の二
辺には端子部が形成され上面には前記端子部と夫々が接
続するマウント部と配線部とが導電パターンで形成され
た長方形の基板の上面中央部に略直方体状としたモール
ド部を設けて成る表面実装型発光ダイオードにおいて、
前記基板の上面であり、且つ、少なくとも前記モールド
部の前記端子部と平行する二辺が基板と接する接合線を
含む部分はハンダレジスト膜で覆われていることを特徴
とする表面実装型発光ダイオードを提供することで、端
子部の割れ、モールド部の剥離を共に生じないものとし
て課題を解決するものである。
【０００７】
【実施例】つぎに、本発明を図に示す一実施例に基づい
て詳細に説明する。図１および図２に符号１で示すもの
は本発明に係る表面実装型発光ダイオード（以下に発光
ダイオード１と略称する）であり、この発光ダイオード
１は、端子部３ａ、マウント部３ｂ、配線部３ｃで成る
導電パターン３が形成された基板２にＬＥＤチップ４が
マウントされ、金ワイヤ５で配線が行われた後に透明樹
脂によるモールド部６が形成されるものである点は従来
例のものと同様である。
【０００８】ここで、本発明では前記基板２の上面２ａ
にハンダレジスト膜７を設けるものであり、上記ハンダ
レジスト膜７が設けられる位置は、端子部３ａが設けら
れている基板２の短辺２ｂに平行するモールド部６の二
辺が基板２と接する接合線６ａを少なくとも含むものと
されている。
【０００９】即ち、前記基板２は前記接合線６ａを境界
として、一方では基板２の上面２ａが前記端子部３ａ若
しくはマウント部３ｂ、配線部３ｃを含み露出し、他方
では基板２の上面２ａが前記端子部３ａ若しくはマウン
ト部３ｂ、配線部３ｃを含みモールド部６に覆われるも
のとなっているが、前記ハンダレジスト膜７は露出側と
覆われる側との双方にわたるようにして基板２の上面２
ａに設けられるのである。
【００１０】尚、実際の発光ダイオード１の製造工程に
おいては、前記基板２を作成する際の導電パターン３が
エッチングなど適宜な手段で形成が行われた後の時点
で、例えばスクリーン印刷などにより所定位置にハンダ
レジスト膜７を予めに印刷しておけば良いものである。
【００１１】次いで、上記の構成とした本発明の発光ダ
イオード１の作用および効果について説明を行う。先
ず、上記の構成としたことで、図３に示すようにモール
ド部６を形成するために基板２を金型１１、１２で挾ん
だ場合にも前記導電パターン３の端子部３ａに生じる割
れ、剥がれの発生は皆無となった。
【００１２】これは、前記ハンダレジスト膜７が前記基
板２および導電パターン３が形成された部材に比較して
軟質であるので、上記のように金型１１、１２に挟まれ
て圧縮されたときには、このハンダレジスト膜７の部分
のみで変形を生じるものとなり、基板２に変形を生じる
ことがなく、従って、割れ、剥がれは発生しなく成るの
である。
【００１３】また、図４は環境温度の変化に対する基板
２とモールド部６との剥離発生の度合いを従来例（図６
および図７を参照）との比較で示すものであり、図中に
符号Ｔで示す曲線は本発明に係る発光ダイオード１の剥
離の発生頻度曲線であり、同じ図中に符号Ｃで示す曲線
は従来例の発光ダイオードの剥離の発生頻度曲線であ
る。
【００１４】このときの条件は、回路基板などに発光ダ
イオード１を取付けるときのリフロー炉の温度条件であ
る、前加熱（１５０℃、２分）と本加熱（２４０℃、５
秒）との組合せを１サイクルとして５サイクルを印加
し、各サイクルの終了時毎に剥離の発生を観察してい
る。
【００１５】上記試験の結果では、従来例の発光ダイオ
ードは発生頻度曲線Ｃで示すように、最初の１サイクル
で１０％強のものに剥離を生じ、２サイクルでは６０％
強、３サイクルでは８２％、４サイクルでは９０％弱と
サイクルを重ねるごとに剥離の発生の度合いは進行し、
５サイクル終了時点では９５％とほぼ全てのものに剥離
を発生するものとなっている。
【００１６】これに対して、本発明の構成とした発光ダ
イオード１では５サイクルの終了時点でも全くに剥離の
発生は認められず格段に耐久性に優れるものであり、こ
れは、前記導電パターン３を含む基板２とモールド部６
との間に介在する比較的に軟質なハンダレジスト膜７が
変形して、上記両者２、６の熱膨張係数の差により生じ
た寸法差を吸収するからである。
【００１７】また、前記金型１１、１２に挟まれると
き、および、環境温度が変化したときの緩衝材としてハ
ンダレジスト膜７を選択したのは、上記したようにリフ
ロー炉を通過させるときに万一に剥離を生じた場合、ハ
ンダおよびフラックスが導電パターン３上を流れてＬＥ
Ｄチップ４に達するのを防止するためである。
【００１８】尚、発明者によるこの発明を成すための実
験の結果では、前記モールド部６に側方からの力を加え
て基板２と離脱させるときには、従来例のものが略１．
７Kgであったのに対して、本発明の構成とした発光ダイ
オード１では略２Kgと略１８％向上したものとなり、前
記ハンダレジスト膜７を介在させることで接着強度も向
上することが確認されている。
【００１９】加えて、この実施例においては端子部３ａ
寄りの２個所にハンダレジスト膜７が設けられるもので
あるので、例えば、ＬＥＤチップ４のアノードに接続さ
れる端子部３ａ側のハンダレジスト膜７と、ＬＥＤチッ
プ４のカソードに接続される端子部３ａ側のハンダレジ
スト膜７とを色彩を異なるものとすれば発光ダイオード
１の極性を表示することが可能となる、
【００２０】ここで、前記基板２の寸法は０．８mm×
１．６mm程度と極めて小さいものであり、現実に回路基
板などに発光ダイオード１を組付けるとき、あるいは検
査をするときの極性の判断は、極めて困難な作業となっ
ている、従って、上記のように色彩など判断を容易とす
る手段が設けられることで、組立工程、検査工程におい
て格段の作業効率の向上が期待できるものとなる。
【００２１】更には、前記ＬＥＤチップ４の発光色が赤
色である場合には、アノード側の端子部３ａ側のハンダ
レジスト膜７を赤色とし、発光色が緑色である場合には
アノード側のハンダレジスト膜７を緑色とするなどＬＥ
Ｄチップ４の発光色とアノード側のハンダレジスト膜７
の色彩を関連させ、カソード側のハンダレジスト膜７を
黒色などとすれば、上記の極性表示と共に発光色の表示
も可能となる。
【００２２】図５に示すものは本発明の別な実施例であ
り、前の実施例が二本の接合線６ａの近傍にハンダレジ
スト膜７を形成するものとしていたが、本発明はこれを
限定するものでなく、図示のように基板２のマウント部
３ｂと配線部３ｃとを除く上面２ａの全面にハンダレジ
スト膜８を形成しても良く、要は少なくとも前記接合線
６ａを含むようにハンダレジスト膜８が形成されれば良
いものである。
【００２３】このように形成したことでハンダレジスト
膜８はマウント部３ｂにマウントされるＬＥＤチップ４
の全周を取囲むものとなり、このときに前記ハンダレジ
スト膜８を白色として形成しておくことで反射膜を兼ね
るものとすることができ、点灯を行った際の発光ダイオ
ード１の明るさを、より一層に向上させることが可能と
なる。
【００２４】また、この実施例においても前記ハンダレ
ジスト膜８をＬＥＤチップ４の発光色と同一のものとし
ておけば、非点灯時に発光ダイオード１の発光色を表示
可能とするものとなることは、前の実施例と同様であ
る。尚、上記した以外の作用、効果については前の実施
例と全くに同様であるので、ここでの詳細な説明は省略
する。
【００２５】
【発明の効果】以上に説明したように本発明により、基
板の上面であり、且つ、少なくともモールド部の端子部
と平行する二辺が基板と接する接合線を含む部分はハン
ダレジスト膜で覆われている表面実装型発光ダイオード
としたことで、第一には、モールド部を形成するための
金型による挟み込み時にも、基板の上面に設けたハンダ
レジスト膜がその柔軟性で圧力を吸収して基板の変形に
よる端子部の割れ、剥がれを防止し、導通不良を生じな
いものとして、この種の表面実装型発光ダイオードの信
頼性の向上に極めて優れた効果を奏するものである。
【００２６】また、第二には、導電パターンを含む基板
の面とモールド部との間にハンダレジスト膜を介在させ
たことで、リフロー炉の通過時など環境温度が変化した
場合においても、基板とモールド部との熱膨張係数の差
により生じる寸法差を前記ハンダレジスト膜の柔軟性で
吸収するものとし、両者間に剥離を生じることをなくし
て不純物、湿度のＬＥＤチップへの侵入を防止し、劣化
を生じないものとして、この点においても表面実装型発
光ダイオードの信頼性の向上に極めて優れた効果を奏す
るものである。
【００２７】更に、ハンダレジスト膜を夫々の端子部側
で色彩の異なるものとすることで、この種の超小型で、
且つ、対称的な形状とされて極性あるいは発光色の判断
が困難な表面実装型発光ダイオードにおいても、それら
を容易に判定できる手段を提供し、組立、検査などの工
程の効率向上にも優れた効果を奏するものとなる。
【００２８】加えて、ハンダレジスト膜をマウント部と
配線部とを除く基板の上面の全面に設け、且つ、その色
彩を白色あるいはＬＥＤチップの発光色とすることで、
前記ハンダレジスト膜がＬＥＤチップに対して反射膜と
しても機能するものとして、この種の表面実装型発光ダ
イオードの明るさを向上させて、性能向上にも優れた効
果を奏するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る表面実装型発光ダイオードの一
実施例を示す斜視図である。
【図２】 同じ実施例のハンダレジスト膜の敷設の状態
を示す説明図である。
【図３】 同じ実施例のモールド部を形成するときの状
態を示す説明図である。
【図４】 同じ実施例の加熱試験の結果を従来例の加熱
試験の結果との比較で示すグラフである。
【図５】 同じく本発明に係る表面実装型発光ダイオー
ドの別の実施例をハンダレジスト膜の敷設の状態で示す
説明図である。
【図６】 従来例を示す斜視図である。
【図７】 従来例の導電パターンの敷設の状態を示す説
明図である。
【図８】 従来例のモールド部を形成するときの状態を
示す説明図である。
【符号の説明】
１……表面実装型発光ダイオード ２……基板 ２ａ……上面 ２ｂ……短辺 ３……導電パターン ３ａ……端子部 ３ｂ……マウント部 ３ｃ……配線部 ４……ＬＥＤチップ ５……金ワイヤ ６……モールド部 ６ａ……接合線 ７、８……ハンダレジスト膜 １１、１２……金型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−211245（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−67698（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−5926（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−202271（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−102378（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−171055（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 33/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 短辺側の二辺には端子部が形成され上面
    には前記端子部と夫々が接続するマウント部と配線部と
    が導電パターンで形成された長方形の基板の上面中央部
    に略直方体状としたモールド部を設けて成る表面実装型
    発光ダイオードにおいて、前記基板の上面であり、且
    つ、少なくとも前記モールド部の前記端子部と平行する
    二辺が基板と接する接合線を含む部分はハンダレジスト
    膜で覆われていることを特徴とする表面実装型発光ダイ
    オード。
  2. 【請求項２】 前記ハンダレジスト膜は夫々の端子部側
    で色彩の異なるものと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。
  3. 【請求項３】 前記ハンダレジスト膜は前記マウント部
    と配線部とを除く前記基板の上面の全面に設けられ、且
    つ、その色彩を白色、若しくは、ＬＥＤチップの発光色
    と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。
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