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JP4651008B2 - 発光ダイオード - Google Patents

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Description

本発明は、波長変換型の発光ダイオードに関し、特にカメラ付き携帯型電子機器のカメラ撮影用の照明に使用される白色発光ダイオードに関する。
携帯型電子機器としての携帯電話機は、近年多機能化が進み、特に、デジタルカメラを搭載したものが普及している。さらに、最近は、写真撮影用のフラッシュ光を出力するストロボ部を搭載したものも提案されている(例えば、特許文献1参照)。このストロボ部の従来例を図19に示す。図19に示すようにストロボ発光部105は携帯電話機の上側筐体103に設けられ、プリント配線基板107上に搭載された白色光を発光する白色発光ダイオード111と、ストロボ発光用レンズ112と、ストロボ発光用レンズ112を位置決めされた状態で保持すると共に白色発光ダイオード111から放射された光を洩れることなくストロボ発光用レンズ112へ導くための遮光ホルダ113とを有している。
ここで、光源としての白色発光ダイオードには、青色発光を白色に変換するタイプで表面実装型の発光ダイオードが用いられる。(例えば、特許文献2参照)。図20に示すように、この白色発光ダイオード11は、基材となる矩形状のガラスエポキシ基板(以下、ガラエポ基板という)12に一対の電極(カソード電極13とアノード電極14)をパターン形成し、赤外線および熱風を用いたリフロー装置内で240℃程度に加熱され、電極13、14の下面側をマザーボード15上のプリント配線16、17に半田18で固定することによって表面実装されている。
ガラエポ基板12の上面中央部には発光ダイオード素子20が搭載され、その裏面側に塗布された蛍光材含有層21によってガラエポ基板12に固定されている。この発光ダイオード素子20は窒化ガリウム系化合物半導体からなる青色発光素子であり、この青色発光素子が備える電極が、ガラエポ基板12に設けられたカソード電極13及びアノード電極14にボンディングワイヤ27、28によって接続されることで青色発光する。
一方、発光ダイオード素子20の裏面側に設けられた蛍光材含有層21は、接着剤をベースとした中に適当量の蛍光材を均一に分散させたものである。この接着剤を加熱固化することで、発光ダイオード素子20の裏面がガラエポ基板12の上面に固定される。
前記蛍光材は、発光ダイオード素子20からの発光エネルギによって励起され短波長の可視光を長波長の可視光に変換するものであり、例えばイットリウム化合物等の蛍光物質が用いられる。
このような発光ダイオード素子20からの発光は、上方、側方及び下方へ青色光として発光するが、特に下方側へ発光した青色光は蛍光材含有層21の中に分散されている蛍光材に当たって励起され、黄色光に波長変換されて四方八方に発光する。そして、この黄色光が前記発光ダイオード素子20の上方及び側方へ発光した青色光31と混色し、発光ダイオード11を見た時に白色発光が得られることになる。また、発光ダイオード素子20の上方は、直方体形状の透光性封止樹脂19によって保護されている。
特開2004−317891号公報(第3頁、図12) 特開2001−7405号公報(第3−4頁、図2)
しかしながら、前述のような表面実装型の発光ダイオードは、携帯電話等の搭載される筐体デザイン(特に厚み)により、その大きさが限定される。そのため、その用途に応じて種々の大きさのものが製造され、場合によっては、スペーサ等の追加部品を用意する必要があり、作業が煩雑になると共に、コストが大幅に高くなるという問題があった。
また、表面実装型の発光ダイオードは、リフロー装置内で加熱され、マザーボードに半田で固定され実装されため、発光ダイオード自体の耐熱性が要求され、使用する部材が耐熱性の部材に限定されるという問題があった。さらに、表面実装の際に高温のリフロー装置内を通すと、基板と透光性封止樹脂との熱膨張係数の違いに起因して、基板と透光性封止樹脂との界面における剥離やワイヤの断線が発生し易くなり、信頼性や安定性等の特性が劣化するという問題があった。
(発明の目的)
本発明の目的は上記従来技術における課題を解決して発光ダイオードが携帯電話等の補助光源として搭載される場合に、筐体デザイン(特に厚み)に柔軟に対応し、簡単な構成により、容易に且つ低コストで実装できる発光ダイオードを提供することにある。また、実装工程において、高温のリフロー工程を無くすことで、透光性封止樹脂と基板との界面剥離を防止し、信頼性や、長期安定性を向上させた発光ダイオードを提供することにある。
上記目的を達成するための本発明の発光ダイオードは、一対の端子電極を有する基板と、該基板上に実装された発光ダイオード素子と、該発光ダイオード素子を被覆する透光性封止樹脂と、前記基板上に形成された枠体とを有し、マザーボードに実装される発光ダイオードにおいて、
前記基板の一対の端子電極のそれぞれの近傍に設ける貫通穴と、前記枠体の前記貫通穴に対応する位置に設ける凹部と、該凹部と前記基板との間に配置され圧縮保持されている導電性の第1のコイルバネと、前記第1のコイルバネの内側及び前記貫通穴に挿通配置される導電性の第2のコイルバネとを有し、前記第1のコイルバネと前記第2のコイルバネとは別体に形成され、前記第1のコイルバネはその一端が前記枠体の凹部の底部に当接され、他端が前記基板の端子電極と当接し電気的に接続され、前記第2のコイルバネは渦巻き状に形成された一端が前記第1のコイルバネの渦巻き状に形成された一端に当接され、前記第2のコイルバネと前記第1のコイルバネとが電気的に接続されると共に、前記第2のコイルバネの他端が前記貫通穴の外側に突出して配置されていることを特徴とする。
また、前記第2のコイルバネの弾性を利用して前記第2のコイルバネの他端を前記マザーボード上のプリント配線に押圧することによって、前記第2のコイルバネの他端と前記マザーボード上のプリント配線とが電気的に接続されると共に、所定の筐体に保持、固定されてなることを特徴とする。
また、前記第1のコイルバネの外径は、前記基板に設ける貫通穴の内径より大きく、前記枠体に設ける凹部の内径より小さい値に設定されていることを特徴とする。
また、基板に設ける貫通穴の内径は、枠体に設ける凹部の内径と比較して小さい値に設定されていることを特徴とする。
また、枠体と基板とは接着剤または接着シーで固定されていることを特徴とする。
また、枠体が発光ダイオード素子から発光された光を反射する反射枠であることを特徴とする。
以上のように本発明の発光ダイオードは、携帯電話等の搭載される筐体デザイン(特に厚み)に対して柔軟に対応し、簡単な構成により、容易に且つ低コストで実装できる。また、実装工程において、高温のリフロー工程を無くすことで、透光性封止樹脂と基板との界面剥離を防止し、信頼性や、長期安定性を向上させた発光ダイオードを得ることができる。
また、導電性弾性部材における径大部と径小部とを別体とし、それぞれ独立した部材とすることによって、発光ダイオードを組立後に径小部を基板の貫通穴から挿入することができ、搭載される筐体デザイン(特に厚み)に合わせてその長さを自由に設定することができる。
以下、図1から図13に基づいて本発明の白色発光ダイオードの具体的な実施例について説明する。図1から図5は実施例1における白色発光ダイオードを説明するための図であり、図6から図13は実施例2における白色発光ダイオードを説明するための図である。実施例における白色発光ダイオードは、基板上の端子電極とマザーボード上のプリント配線との電気的接続に導電性弾性部材として導電性のコイルバネを採用して実装した点に特徴がある。
この構成を採用することにより、白色発光ダイオードが携帯電話等の補助光源として搭載される場合に、白色発光ダイオードを導電性弾性部材の弾性を利用して携帯電話等の筐体に組み込むことが可能となり、筐体デザイン(特に厚み)に柔軟に対応することができる。また、実装工程において高温のリフロー工程を必要とせず、透光性封止樹脂と基板との界面剥離の発生を防止し、信頼性や、長期安定性を向上させることができる。なお、実施例における白色発光ダイオードの基本的な構成は従来技術の白色発光ダイオードと類似している。したがって従来技術と同じ構成要素は同一番号を付与し説明は省略する。
以下、図1から図5に基づいて実施例1における白色発光ダイオードについて説明する。図1は本実施例における白色発光ダイオードを示す断面図、図2は図1におけるA部の拡大断面図、図3は図1におけるA部の分解拡大断面図である。また、図4、図5は本実施例における白色発光ダイオードをカメラ付き携帯機器の補助光源として搭載した例を示し、図4はその分解断面図、図5は、搭載後の断面図である。本実施例における白色発光ダイオードは、基板上の端子電極とマザーボード上のプリント配線との電気的接続に用いられる導電性弾性部材としての導電性のコイルバネが径大部と、径小部とからなり、径大部と径小部とが一体に形成されている点に特徴がある。
図1に示すように本実施例における白色発光ダイオード30を構成する基板22は、基材となる矩形状のガラスエポキシ樹脂からなり、導通部として一対の端子電極(カソード電極23とアノード電極24)がパターン形成されている。このカソード電極23とアノード電極24とには金、銀、またはアルミニウムメッキされた銅電極を用いる。この基板22の上面中央部には発光ダイオード素子20が搭載され、その裏面側に塗布された蛍光材含有層21によって基板22に固定されている。
この発光ダイオード素子20は窒化ガリウム系化合物半導体からなる青色発光素子であり、この青色発光素子の上部に備える電極と、基板22に設けられたカソード電極23及びアノード電極24とをワイヤボンディング機器を用いてボンディングワイヤ27、28でワイヤボンドさせ電気的に接続することで青色発光する。このような基板22の材料としては耐熱性や絶縁性を有する材料が好ましく、ガラスエポキシ樹脂の他に、ビスマレイミドトリアジン(BTレジン)、セラミックス、液晶ポリマーやポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT樹脂)等が利用できる。
一方、発光ダイオード素子20の裏面側に設けられた蛍光材含有層21は、接着剤をベースとした中に適当量の蛍光材を均一に分散させたものである。この接着剤を加熱固化することで、発光ダイオード素子20の裏面が基板22の上面に固定される。この基板22の上面における発光ダイオード素子20の周囲には、発光ダイオード素子20から発光された光を反射する枠体である反射枠25が形成されている。反射枠25は円筒状で内周壁が上方に向かって内径が拡大するテーパ面になっていて発光ダイオード素子20から発光された光を内周壁で反射させて上方向へ集光させるものである。
さらに、反射枠25の内側には発光ダイオード素子20およびボンディングワイヤ27、28を被覆して保護する透光性封止樹脂26が設けられている。この透光性封止樹脂26は透光性のエポキシ樹脂からなり基板22の表面側に設けられ、発光ダイオード素子20からの光を効率よく外部に透過させると共に外力、塵芥などから発光ダイオード素子20やボンディングワイヤ27、28などを保護するものである。このような透光性封止材2としてはエポキシ樹脂の他にアクリル樹脂、ポリカーボネット樹脂、ポリイミド樹脂等が用いられる。
このような発光ダイオード素子20からの発光は、上方、側方及び下方へ青色光として発光するが、特に下方側へ発光した青色光は蛍光材含有層21の中に分散されている蛍光材に当たって励起され、黄色光に波長変換されて四方八方に発光する。そして、この黄色光が発光ダイオード素子20の上方及び側方へ発光した青色光と混色し、発光ダイオード30を見た時に白色発光が得られることになる。
前述の基板22には、一対の端子電極であるカソード電極23とアノード電極24とのそれぞれの近傍に貫通穴33、34が設けられている。一方、反射枠25には基板22と当接する面に貫通穴33、34に対応する位置にそれぞれ凹部31、32が設けられている。この基板22に設ける貫通穴33、34の内径は、反射枠25に設ける凹部の内径31、32と比較して小さい値に設定されている。
導電性弾性部材51、52は、それぞれ径大部を形成する導電性の第1のコイルバネ35、36と径小部を形成する導電性の第2のコイルバネ37、38とからなり、この第1のコイルバネ35、36と第2のコイルバネ37、38とは、それぞれ一体に形成されており、電気的にも接続された2段巻きバネ構造となっている。この径大部を形成する導電性の第1のコイルバネ35、36は、それぞれ凹部31、32の底部と基板22との間に圧縮された状態で配置されている。また、径小部を形成する導電性の第2のコイルバネ37、38は、それぞれ基板22の貫通穴33、34に挿入配置されている。
第1のコイルバネ35は図2、図3に示すように、反射枠25の凹部31の内部に配置され、導電性弾性部材51の径大部側の端部、即ち、第1のコイルバネ35の一端35aが凹部31の底部に当接されている。この第1のコイルバネ35の外径は、反射枠25の凹部31の内径より小さく、基板22の貫通穴33の内径より大きい値に設定されており、他端35bが基板22の端子電極であるカソード電極23に当接し電気的に接続されるようになっている。
一方、第2のコイルバネ37はその一端37aが第1のコイルバネ35の他端35bと接続され第1のコイルバネ35と一体に形成されており電気的にも接続されている。この第2のコイルバネ37の外径は第1のコイルバネ35の外径に比べて小さい値に設定されており、導電性弾性部材51の径小部側の端部、即ち、第2のコイルバネ37の他端37bが基板22の貫通穴33の外側に突出するように配置されており、外部への接続端子となっている。このように、第1のコイルバネ35と第2のコイルバネ37とが一体に形成されている導電性弾性部材51は機械的収縮に安定性のある2段巻きバネ構造となっている。
前述の導電性弾性部材51を組み込む場合は図3に示すように、導電性弾性部材51の径小部である第2のコイルバネ37を基板22の貫通穴33にカソード電極23が配置されている側から挿入し、径大部である第1のコイルバネ35の他端35bをカソード電極23に当接する。この時、第2のコイルバネ37の他端37bが貫通穴33の外側に突出し、外部への接続端子となる。次に径大部である第1のコイルバネ35を反射枠25の凹部31に収納し、凹部31の底部に第1のコイルバネ35の一端35aを当接する。次に反射枠25を基板22に押圧する。この時、基板22と反射枠25とが、互いに当接する部分で接着材39によって接着され固定される。尚、接着剤39の代わりに接着シートを用いることもできる。これによって、図2に示すように、第1のコイルバネ35が圧縮され、その他端35bが基板22の端子電極であるカソード電極23に当接し、押圧され機械的接触により電気的に接続される。
第1のコイルバネ36は第1のコイルバネ35と同様に反射枠25の凹部32の内部に配置され、導電性弾性部材52の径大部側の端部、即ち、第1のコイルバネ36の一端が凹部32の底部に当接される。この第1のコイルバネ36の外径は、反射枠25の凹部32の内径より小さく、基板22の貫通穴34の内径より大きい値に設定されており、他端が基板22の端子電極であるアノード電極24に当接し電気的に接続されるようになっている。
また、第2のコイルバネ38はその一端が第1のコイルバネ36の他端と接続され第1のコイルバネ36と一体に形成されており電気的にも接続されている。この第2のコイルバネ38の外径は第1のコイルバネ36の外径に比べて小さい値に設定されており、導電性弾性部材52の径小部側の端部、即ち、第2のコイルバネ38の他端38bが基板22の貫通穴34の外側に突出するように配置されており、外部への接続端子となっている。このように、第1のコイルバネ36と第2のコイルバネ38とが一体に形成されている導電性弾性部材52は導電性弾性部材51と同様に機械的収縮に安定性のある2段巻きバネ構造となっている。
また、導電性弾性部材52は、導電性弾性部材51と同時に同様の方法で組み込まれ、第1のコイルバネ36が圧縮されると共に、その他端が基板22の端子電極であるアノード電極24に当接し、押圧され機械的接触により電気的に接続される。尚、詳細については、導電性弾性部材51と同様であるため説明を省略する。
次に、本実施例における白色発光ダイオード30をカメラ付き携帯電話のストロボ部40の補助光源として搭載した例について図4、図5を用いて説明する。図4に示すよう、カメラ付き携帯電話のストロボ部40における補助カバー46は、その先端部が上側筐体45に形成された開口部に嵌め込まれ、さらに下面周縁部に突設されたフランジ部の上面が開口部の縁部に係止されることによって、先端面を開口部から露出させた状態で位置決めされて固定されている。
一方、補助光源として搭載される白色発光ダイオード30の発光側である反射枠25の上端を上側筐体45に固定されている補助カバー46に当接し、導電性弾性部材51、52の径小部である第2のコイルバネ37、38の他端37b、38bをマザーボード42上のプリント配線43、44とにそれぞれ当接させた状態でマザーボード42の下面側を下側筐体41に当接するようにしてストロボ部40に白色発光ダイオード30を組み込む。
これによって、図5に示すように、導電性弾性部材51、52がそれぞれ反射枠25の凹部31、32の底部とマザーボード42とによって圧縮され、導電性弾性部材51、52の弾性を利用して、導電性弾性部材51、52の径小部である第2のコイルバネ37、38の他端がマザーボード42上のプリント配線43、44にそれぞれ押圧され、機械的接触により電気的に接続される。また、導電性弾性部材51、52の弾性を利用して白色発光ダイオード30が上側筐体45と下側筐体41とによってマザーボード42を介して狭持され、カメラ付き携帯電話の筐体に保持、固定される。
以上のように本実施例における白色発光ダイオード30は、携帯電話等の搭載される筐体デザインに対して柔軟に対応し、簡単な構成により、容易に且つ低コストで実装できる。さらに、白色発光ダイオードの大きさ(特に厚み)の標準化が可能となり、コストを低減することができる。また、白色発光ダイオード30とマザーボード42上のプリント配線43、44との電気的に接続が導電性弾性部材51、52の弾性を利用して機械的接触により実現されるため、実装工程において、高温のリフロー工程を無くすことができ、透光性封止樹脂と基板との界面剥離を防止し、信頼性や、長期安定性を得ることができる。また、白色発光ダイオードの構成部品として耐熱性の材料を使用する必要がないため、コストの低減が可能となる。
次に、図6から図13に基づいて実施例2における白色発光ダイオードについて説明する。図6は実施例2における白色発光ダイオードを示す断面図、図7は図6におけるB部の拡大断面図、図8は図6におけるB部の組立前を示す分解拡大断面図、図9は白色発光ダイオード実装時の導電性弾性部材を示す部分拡大断面図である。また、図10、図11は実施例2における白色発光ダイオードをカメラ付き携帯機器の補助光源として搭載した例を示し、図10は搭載前の分解断面図、図11は、搭載後の断面図である。また、図12は、導電性弾性部材の径大部としての第1のコイルバネを示し、図13は、導電性弾性部材の径小部としての第2のコイルバネを示す。本実施例における白色発光ダイオードは、導電性弾性部材の径大部としての第1のコイルバネと径小部としての第2のコイルバネとを別体とした点が実施例1と異なる点であり、基本構成は実施例1と同様である。したがって実施例1と同様の構成要素については同一番号を付与し説明を省略する。
図6、図7に示すように、本実施例における白色発光ダイオード30の導電性弾性部材は、径大部を形成する導電性の第1のコイルバネ55、56と径小部を形成する導電性の第2のコイルバネ57、58とからなり、この径大部である第1のコイルバネ55と径小部である第2のコイルバネ57とは別体に形成されており、それぞれ独立した部材からなる。第1のコイルバネ55、56は、それぞれ基板22の凹部31、32の底部と基板22との間に圧縮された状態で白色発光ダイオード30に予め組み込まれるが、第2のコイルバネ57、58は、マザーボードに実装する時に基板22の貫通穴33、34に挿入し、第1のコイルバネ55、56と第2のコイルバネ57、58とをそれぞれ電気的に接続する。このように、本実施例における導電性弾性部材は2ストローク、2段巻きバネ構造となっている。
第1のコイルバネ55は図7に示すように、反射枠25の凹部31の内部に配置され、その一端55aが凹部31の底部に当接される。この第1のコイルバネ55の外径は、反射枠25の凹部31の内径より小さく、基板22の貫通穴33の内径より大きい値に設定されており、他端55bが基板22の端子電極であるカソード電極23に当接し電気的に接続されるようになっている。
この径大部である第1のコイルバネ55を組み込む場合は図8に示すように、第1のコイルバネ55を反射枠25の凹部31に収納し、凹部31の底部に第1のコイルバネ55の一端55aを当接する。次に反射枠25を基板22に押圧し、基板22と反射枠25とが互いに当接する部分で接着材39によって接着し固定する。これによって、図7に示すように、第1のコイルバネ55が圧縮され、その他端55bが基板22の端子電極であるカソード電極23に当接し、押圧され機械的接触により電気的に接続される。
また、第1のコイルバネ56についても第1のコイルバネ55と同様の方法で同時に組み込まれる。第1のコイルバネ56は、反射枠25の凹部32の内部に配置され、その一端が凹部32の底部に当接され、他端が基板22の端子電極であるアノード電極24に当接し電気的に接続される。この第1のコイルバネ56の外径は、反射枠25の凹部32の内径より小さく、基板22の貫通穴34の内径より大きい値に設定されている。このように、基板22と反射枠25とを互いに当接する部分で接着材39によって接着し固定することによって、第1のコイルバネ55、56が圧縮され、その他端55b、56bが基板22の端子電極であるカソード電極23、アノード電極24にそれぞれに当接し、押圧され機械的接触により電気的に接続される。
径小部である第2のコイルバネ57は、その外径が基板22の貫通穴34の内径、及び第1のコイルバネ55の内径より小さい値に設定されており、白色発光ダイオードをマザーボードに実装する時に組み込まれ、基板22の貫通穴33に挿入され、さらに径大部である第1のコイルバネ55の内側に挿入される。この時、径小部である第2のコイルバネ57は図9に示すようにその一端57aが径大部である第1のコイルバネ55の一端55aに当接され電気的に接続されると共に、第1のコイルバネ55の一端55aを介して反射枠25の凹部31の底部に当接される。一方、他端57bが基板22の貫通穴33の外側に突出するように配置され外部への接続端子となっている。
第1のコイルバネ55の一端55aは、図12に示すように、例えば巻き状に端末処理し、第2のコイルバネ57の一端57aとの接触面を大きくしておくと電気的な接続を確実にすることができ好ましい。さらに、図13に示すように、第2のコイルバネ57の一端57aも同様に巻き状に端末処理し、接触面を大きくしておいても良い。
また、第2のコイルバネ58も第2のコイルバネ57と同様に、基板22の貫通穴34に挿入される。この時、第2のコイルバネ58はその一端58aが径大部である第1のコイルバネ56の一端56aに当接され電気的に接続されると共に、第1のコイルバネ56の一端56aを介して反射枠25の凹部32の底部に当接される。他端57bが基板22の貫通穴33の外側に突出するように配置され外部への接続端子となっている。
また、図示していないが、第1のコイルバネ56についも第1のコイルバネ55と同様に端末処理し接触面を大きくしておくことが好ましく、第2のコイルバネ58についも同様に端末処理しておいても良い。
次に、白色発光ダイオード30をカメラ付き携帯電話のストロボ部40の補助光源として搭載する場合について説明する。図10に示すよう、ストロボ部40における補助カバー46は、その先端部が上側筐体45に形成された開口部に嵌め込まれ、さらに下面周縁部に突設されたフランジ部の上面が開口部の縁部に係止されることによって、先端面を開口部から露出させた状態で位置決めされて固定されている。
一方、補助光源として搭載される白色発光ダイオード30の発光側である反射枠25の上端を上側筐体45に固定されている補助カバー46に当接する。次に第2のコイルバネ57、58を基板22の貫通穴33、34にそれぞれ挿入し、その一端57a、58aを第1のコイルバネ55、56の一端55a、56aにそれぞれ当接し電気的に接続する。この時、第2のコイルバネ57、58の他端57b、58bは基板22の貫通穴33の外側に突出しマザーボード42上のプリント配線43、44との接続端子となる。
次に、第2のコイルバネ57、58の他端57b、58bをマザーボード42上のプリント配線43、44とにそれぞれ当接させた状態でマザーボード42の下面側を下側筐体41に当接するようにしてストロボ部40に白色発光ダイオード30を組み込む。これによって、図11に示すように、第2のコイルバネ57、58が反射枠25の凹部31、32の底部とマザーボード42とによって圧縮され、この第2のコイルバネ57、58の弾性を利用して、第2のコイルバネ57、58の一端57a、58aを第1のコイルバネ55、56の一端55a、56aを当接し電気的に接続すると共に、第2のコイルバネ57、58の他端57b、58bをマザーボード42上のプリント配線43、44にそれぞれ押圧し、機械的接触により電気的に接続する。また、第2のコイルバネ57、58の弾性を利用して白色発光ダイオード30が上側筐体45と下側筐体41とによってマザーボード42を介して狭持され、カメラ付き携帯電話の筐体に保持、固定される。
以上のように本実施例における白色発光ダイオードは、導電性弾性部材の径大部である第1のコイルバネ55と径小部である第2のコイルバネ57とを別体に形成し、それぞれ独立した部材とし、第1のコイルバネ55、56のみ白色発光ダイオード30に予め組み込んでおく。これによって、白色発光ダイオード30をマザーボードに実装する時に組立後の発光ダイオードの基板22の貫通穴33、34に径小部である第2のコイルバネ57、58を挿入することができ、携帯電話等の搭載される筐体デザイン(特に厚み)に合わせてその長さを自由に設定でき、筐体デザインに対して柔軟に対応することが可能となる。
また、径大部である第1のコイルバネ55、56と径小部である第2のコイルバネ57、58とが別体に形成されているため、それぞれの接点における電気的接続をより安定したものとすることができ、信頼性を向上させることができる。尚、本実施例においても実施例1と同様の効果を得ることができる。
次に、図14から図18に基づいて実施例3における白色発光ダイオードについて説明する。図14は実施例3における白色発光ダイオードを示す断面図、図15は図14におけるC部の拡大断面図、図16は図14におけるC部の組立前を示す分解拡大断面図である。また、図17、図18は実施例3における白色発光ダイオードをカメラ付き携帯機器の補助光源として搭載した例を示し、図17は搭載前の分解断面図、図18は、搭載後の断面図である。本実施例における白色発光ダイオードは、導電性弾性部材としての導電性のコイルバネが径大部と、径小部とからなり、径大部と径小部とが一体に形成されている点は実施例1と同様であるが、導電性弾性部材の径大部の内側に径小部の一部を配置し、互いの一端を機械的、電気的に接続して一体に形成した点が異なっている。その他の基本構成は実施例1と同様である。したがって実施例1と同様の構成要素については同一番号を付与し説明を省略する。
図14に示すように、本実施例における白色発光ダイオード30の導電性弾性部材71、72は、それぞれ径大部を形成する導電性の第1のコイルバネ65、66と径小部を形成する導電性の第2のコイルバネ67、68とからなる。導電性弾性部材71を構成する第1のコイルバネ65は図15、図16に示すように、反射枠25の凹部31の内部に配置され、導電性弾性部材71の径大部側の端部、即ち、第1のコイルバネ65の一端65aが凹部31の底部に当接されている。この第1のコイルバネ65の外径は、反射枠25の凹部31の内径より小さく、基板22の貫通穴33の内径より大きい値に設定されており、他端65bが基板22の端子電極であるカソード電極23に当接し電気的に接続されるようになっている。
一方、第2のコイルバネ67はその一端67a側の一部が第1のコイルバネ65の内側に配置され、その一端67aが第1のコイルバネ65の一端65aと接続され第1のコイルバネ65と一体に形成されており、機械的、且つ電気的に接続されている。これによって、第2のコイルバネ67の一端67aは第1のコイルバネ65の一端65aと共に反射枠25の凹部31の底部に当接される。この第2のコイルバネ67の外径は第1のコイルバネ65の内径、及び基板22の貫通穴33の内径に比べて小さい値に設定されており、第2のコイルバネ67の他端67b側が基板22の貫通穴33に挿通配置され、他端67bが基板22の貫通穴33の外側に突出するように配置されており、外部への接続端子となっている。このように、第1のコイルバネ65と第2のコイルバネ67とが一体に形成されている導電性弾性部材71は機械的収縮に安定性のある2段巻きバネ構造となっている。
前述の導電性弾性部材71を組み込む場合は図16に示すように、導電性弾性部材71の径小部である第2のコイルバネ67を基板22の貫通穴33にカソード電極23が配置されている側から挿入し、径大部である第1のコイルバネ65の他端65bをカソード電極23に当接する。この時、第2のコイルバネ67の他端67bが貫通穴33の外側に突出し、外部への接続端子となる。次に径大部である第1のコイルバネ65を反射枠25の凹部31に収納し、凹部31の底部に第1のコイルバネ65の一端65aを当接する。この時第2のコイルバネ67の一端67aも凹部31の底部に当接される。
次に反射枠25を基板22に押圧する。この時、基板22と反射枠25とが、互いに当接する部分で接着材39によって接着され固定される。これによって、図15に示すように、第1のコイルバネ65が圧縮され、その他端65bが基板22の端子電極であるカソード電極23に当接し、押圧され機械的接触により電気的に接続される。
導電性弾性部材72は、前述の導電性弾性部材71と同じ構成であるが簡単に説明する。導電性弾性部材72を構成する第1のコイルバネ66は第1のコイルバネ65と同様の手順で反射枠25の凹部32の内部に配置され、第1のコイルバネ66の一端が凹部32の底部に当接され、他端が基板22の端子電極であるアノード電極24に当接し電気的に接続されるようになっている。
また、第2のコイルバネ68は第2のコイルバネ66と同様に、その一端68a側の一部が第1のコイルバネ66の内側に配置され、その一端が第1のコイルバネ66の一端と接続され第1のコイルバネ66と一体に形成されており、機械的、且つ電気的に接続されている。これによって、第2のコイルバネ68の一端は第1のコイルバネ66の一端と共に反射枠25の凹部31の底部に当接される。第2のコイルバネ68の他端側が基板22の貫通穴33に挿通配置され、他端が基板22の貫通穴33の外側に突出するように配置されており、外部への接続端子となっている。このように、第1のコイルバネ66と第2のコイルバネ68とが一体に形成され導電性弾性部材72となっている。
また、導電性弾性部材72は、導電性弾性部材71と同時に同様の方法で組み込まれ、第1のコイルバネ76が圧縮されると共に、その他端が基板22の端子電極であるアノード電極24に当接し、押圧され機械的接触により電気的に接続される。尚、詳細については、導電性弾性部材71と同様であるため説明を省略する。
前述のように、本実施例における白色発光ダイオード30に組み込まれる導電性弾性部材71、72は、図14、図15に示すように、それぞれ径大部を形成する導電性の第1のコイルバネ65、66と径小部を形成する導電性の第2のコイルバネ67、68とからなり、この第1のコイルバネ65、66と第2のコイルバネ67、68とは、それぞれ一体に形成されており、機械的、且つ電気的に接続された2段巻きバネ構造となっている。この径大部を形成する導電性の第1のコイルバネ65、66は、それぞれ凹部31、32の底部と基板22との間に圧縮された状態で配置されている。この時、第2のコイルバネ67、68の一端は第1のコイルバネ65、66の一端と共に反射枠25の凹部31の底部に当接される。また、径小部を形成する導電性の第2のコイルバネ67、68は、それそれの一端がそれぞれ基板22の貫通穴33、34に挿入配置されており、他端67b、68bが基板22の貫通穴33の外側に突出するように配置される。
尚、本実施例における白色発光ダイオード30をカメラ付き携帯電話のストロボ部40の補助光源として搭載する例については実施例1と類似している。したがって、同一構成要素については、説明を省略し、白色発光ダイオード30をマザーボードに実装する例について簡単に説明する。
図17に示すように、補助光源として搭載される白色発光ダイオード30の発光側である反射枠25の上端を上側筐体45に固定されている補助カバー46に当接し、導電性弾性部材の径小部である第2のコイルバネ67、68の他端67b、68bをマザーボード42上のプリント配線43、44とにそれぞれ当接させた状態でマザーボード42の下面側を下側筐体41に当接するようにしてストロボ部40に白色発光ダイオード30を組み込む。
これによって、図18に示すように、導電性弾性部材の径小部である第2のコイルバネ67、68がそれぞれ反射枠25の凹部31、32の底部とマザーボード42とによって圧縮され、径小部である第2のコイルバネ67、68の弾性を利用して、第2のコイルバネ67、68の他端67b、68bがマザーボード42上のプリント配線43、44にそれぞれ押圧され、機械的接触により電気的に接続される。また、第2のコイルバネ67、68の弾性を利用して白色発光ダイオード30が上側筐体45と下側筐体41とによってマザーボード42を介して狭持され、カメラ付き携帯電話の筐体に保持、固定される。
以上のように本実施例における白色発光ダイオード30は、導電性弾性部材71、72の径大部である第1のコイルバネ65、66と径小部である第2のコイルバネ67、68とが一体に形成されているが、径大部である第1のコイルバネ65、66は、それぞれ反射枠の凹部31、32の底部と基板22との間に圧縮された状態で配置されている。また、第2のコイルバネ67、68は反射枠の凹部31、32の底部とマザーボード42とによって圧縮される。このように、径大部である第1のコイルバネ65、66と径小部である第2のコイルバネ67、68とは、それぞれ独立した弾性部材として作用するため、互いに干渉されることがない。このため、第1のコイルバネ65、66と第2のコイルバネ67、68とはそれぞれの接点における電気的接続をより安定したものとすることができ、信頼性を向上させることができる。また、本実施例においても実施例1と同様の効果を得ることができる。
なお、各実施例においては、白色発光ダイオードを例として説明したが、その他の表面実装型発光ダイオードについても適応可能であり、同様の効果を得ることができる。
また、各実施例においては導電性弾性部材として導電性のコイルバネを例として説明したが、導電性の板バネでも良い。
本発明の実施例1における白色発光ダイオードを示す概略断面図である。 図1におけるA部の拡大断面図である。 図1におけるA部の分解拡大断面図である。 本発明の実施例1における白色発光ダイオードをカメラ付き携帯機器の補助光源として搭載した例を示す分解断面図である。 本発明の実施例1における白色発光ダイオードをカメラ付き携帯機器の補助光源として搭載した例を示す断面図である。 本発明の実施例2における白色発光ダイオードを示す概略断面図である。 図6におけるB部の拡大断面図である。 図6におけるB部の分解拡大断面図である。 本発明の実施例2における白色発光ダイオード実装時の導電性弾性部材を示す部分拡大断面図である。 本発明の実施例2における白色発光ダイオードをカメラ付き携帯機器の補助光源として搭載した例を示す分解断面図である。 本発明の実施例2における白色発光ダイオードをカメラ付き携帯機器の補助光源として搭載した例を示す断面図である。 本発明の実施例2における導電性弾性部材である第1のコイルバネを示す図である。 本発明の実施例2における導電性弾性部材である第2のコイルバネを示す図である。 本発明の実施例3における白色発光ダイオードを示す概略断面図である。 図14おけるC部の拡大断面図である。 図14におけるC部の分解拡大断面図である。 本発明の実施例3における白色発光ダイオードをカメラ付き携帯機器の補助光源として搭載した例を示す分解断面図である。 本発明の実施例3における白色発光ダイオードをカメラ付き携帯機器の補助光源として搭載した例を示す断面図である。 従来例のカメラ付き携帯電話機のストロボ部を示す概略断面図である。 従来例の白色発光ダイオードを示す概略断面図である。
符号の説明
11 白色発光ダイオード
12 ガラエポ基板
13 カソード電極
14 アノード電極
15 マザーボード
16 17 プリント配線
18 半田
19 透光性封止樹脂
20 発光ダイオード素子
21 蛍光材含有層
22 基板
23 カソード電極
24 アノード電極
25 反射枠
26 透光性封止樹脂
27、28 ボンディングワイヤ
30 白色発光ダイオード
31、32 反射枠の凹部
33、34 基板の貫通穴
35、3 第1のコイルバネ
、38 第2のコイルバネ
39 接着剤
40 ストロボ部
41 下側筐体
42 マザーボード
43、44 プリント配線
45 上側筐体
46 補助カバー
51、52、71、72 導電性弾性部材
55、5、65、6 第1のコイルバネ
、58、6、68 第2のコイルバネ

Claims (6)

  1. 一対の端子電極を有する基板と、該基板上に実装された発光ダイオード素子と、該発光ダイオード素子を被覆する透光性封止樹脂と、前記基板上に形成された枠体とを有し、マザーボードに実装される発光ダイオードにおいて、
    前記基板の一対の端子電極のそれぞれの近傍に設ける貫通穴と、前記枠体の前記貫通穴に対応する位置に設ける凹部と、該凹部と前記基板との間に配置され圧縮保持されている導電性の第1のコイルバネと、前記第1のコイルバネの内側及び前記貫通穴に挿通配置される導電性の第2のコイルバネとを有し、前記第1のコイルバネと前記第2のコイルバネとは別体に形成され、前記第1のコイルバネはその一端が前記枠体の凹部の底部に当接され、他端が前記基板の端子電極と当接し電気的に接続され、前記第2のコイルバネは渦巻き状に形成された一端が前記第1のコイルバネの渦巻き状に形成された一端に当接され、前記第2のコイルバネと前記第1のコイルバネとが電気的に接続されると共に、前記第2のコイルバネの他端が前記貫通穴の外側に突出して配置されていることを特徴とする発光ダイオード。
  2. 前記第2のコイルバネの弾性を利用して前記第2のコイルバネの他端を前記マザーボード上のプリント配線に押圧することによって、前記第2のコイルバネの他端と前記マザーボード上のプリント配線とが電気的に接続されると共に、所定の筐体に保持、固定されてなることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオード。
  3. 前記第1のコイルバネの外径は、前記基板に設ける貫通穴の内径より大きく、前記枠体に設ける凹部の内径より小さい値に設定されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の発光ダイオード。
  4. 前記基板に設ける貫通穴の内径は、前記枠体に設ける凹部の内径と比較して小さい値に設定されていることを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載の発光ダイオード。
  5. 前記枠体と前記基板とは接着剤または接着シーで固定されていることを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載の発光ダイオード。
  6. 前記枠体が前記発光ダイオード素子から発光された光を反射する反射枠であることを特徴とする請求項1から請求項のいずれか1項に記載の発光ダイオード。
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