JPS59107584A - 発光ダイオ−ド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野〕 この発明は、発光ダイオードに関する。 〔発明の背景〕 従来、発光グイメートとしては、例えば第１図あるいは
、第２図に示すように構成さｔｌｔものが知らｈている
。 即ち、第１図に示された発光ダイオードは、１対のリー
ドフ

【／−ムであるアノード１とカソード２とを平行に
立設し、このカソード２の上端にＰ−Ｎ結晶体３を載置
して、Ｐ−Ｎ結晶体３のＮ型電極を上記カソード２に接
続し、甘な、Ｐ型電極をワイヤーボンデング４により、
上記アノード１に接続し、この後、とわらを樹脂５で略
円柱状に封止し、たものであり、一般に樹脂５の外径寸
法は約１〜２■程度になっている。しかし、このような
発光ダイオードにおいては、Ｐ−Ｎ結晶体３のＰ−Ｎ接
合面が樹脂５の外径に対し直交しているので、薄型化に
は、適さないという問題があった。 また、第２図に示さｔた発光グイメートは、アノード６
とカソード７を上下平行に配置し、これらの間に、Ｐ−
Ｎ結晶体８を配置して、Ｐ−Ｎ結晶体８の各電極を直接
的に上記アノード６及びカソード７に接続し、この後、
とわらを樹脂９でマツチ箱状に封止したものであり、こ
ｈら全体の厚さけ、約０．７〜０．９ｒｕｎ程度に形成
２台でいる。しかし、このような発光ダイオードにあっ
ては、Ｐ−Ｎ結晶体８の上下にアノード６及びカソード
７を釉層し、且つ、こわら全体を樹脂９で封止しなけｈ
ばならηいので、薄型化に限界があるという欠点があっ
た。 〔発明の目的〕 この発明け、上記のような＄情を背月になさｈたもので
、全体の厚さが極めて薄い発光ダイオードを提供するこ
とにある。 〔発明の要点〕 この発明は、上鍔【′のような目的を達成するために、
陽極電極及び陰極電極を有する半導体結晶体をシー）Ｋ
形成された貫通孔内に配置し、この半導体結晶体の一方
の電極を上記シートに積層さり。 て上記貫通孔と対応する箇所で２つに分割された導電箔
の一方に直接的に接続し、且つ他方の電極を上記導電箔
の他方にワイヤーボンデングによシ＃続し、上記シート
の貫通孔を樹脂封止したものである。 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を第３図ないし第９図に基づ
いて具体的に駁明する。 第３図は、この発明に係る発光ダイオードの製造過程を
示してネーリ、図中１０はポリイミド樹脂よりなるフィ
ルム状のシートである。この７−ト１０は１３図（Ａｌ
、（Ａ’）に示すように、長方形に形成されており、そ
の下面には接着剤１１が塗布さ力ている。この後、上記
シート１０は、第３図ｆ８１、（Ｂ′）に示すように、
打ち抜き加工さ引、その中央部に貫通孔１２が形成され
る。この場合、連通孔１２の大きさけ、デバイス（後述
するＰ−Ｎ結晶体１５）よυも犬きく形成さハている７
、この仮、上記シート１００下１ｎｉには、第３図（Ｃ
）、ＩＣ’）に示すように、上紀接矯剤１１を介して、
銅等よシなる導電箔１４が貼着さ力、且つラミネートさ
れる。この導電箔１４は、シート１０よυも長く形成さ
ｈ１シート１０の側方へ突出している。そして、上記導
電箔１４は、第３図（Ｄ）、（Ｂ′）に示すように、シ
ー）１００貫通孔１２に対応する箇所の中央部分がエツ
チングによシ取り除かｈ１左右２つに分割さハて、相互
に導通しないように々っている。このように、導電箔１
４が設けら力た上８［１シート］０のｐ通孔Ｊ２内には
、第３図（Ｅ）、（Ｂ′）に示すように、Ｐ−Ｎ結晶体
１５が配置される。このＰ−Ｎ結晶体１５け、第４図に
示すように、Ｎ型層１６上にＰ型層１７を形成し、この
Ｐ型層１７の上面両側に陽極電極１８．１８を設け、上
記Ｎ型Ｍ１６の下面に陰極電極１９を設けたものである
。ｆｆｌち、上鍔ｒ′Ｎ型層１６は、ガリウム・砒素ｆ
ＧａＡｓ　）基板にＮ型不純物を含むガリウム・アルミ
ニウム・砒素（Ｇａ’−χＡｔｘＡｓｌを除冷して成長
させたＮ型のエビタオシャル屑であり、贅た、上ｄ已Ｐ
型層１７は、上記Ｎ型層１６の？−面に鉛（Ｚｎ）を拡
散して得られた層でを・す、これらＮ型ｒｒＪ１６及び
Ｐ型層１７の間には、Ｐ−Ｎ接合面２０か形威さｉ９て
いる。なお、上記Ｎ型層１６のガリウム・砒素基板は取
シ除か力、Ｎ型、Ｐ型の各層１６．１７には、陽極′￥
ｍ＆１９及び陰極電極１８．１８が夫々蒸着さ力ている
。このよう゛に構成されたＰ−Ｎ結晶体１５は、第３図
（Ｅ）、（Ｅ勺に示すように、シート１０の貫通孔１２
内に配置されたときに、２つに分割された上記導電箔１
４の一方、つまり、同図中左側の導電箔１４ａに飽性さ
）１、こわにより、Ｎ型層１６の陰極電極１９が上記導
電箔１４ａに直接接触して接続さｈる。また、Ｐ型層１
７の陽極電極１８は、ワイヤー２１により、２つに分割
さｈた導電、箔１４の他方、つ才り、右側の導電箔１４
ｂにボンデングさかている。この後、第３１１Ｗｌ（Ｆ
ｌ、（Ｆ’）に示すように１、）言１−ＩＰ−Ｎ結晶体
１５が配置されたシート１０のμ通孔】２内に樹脂２２
を充填し７て、十Ｆ　Ｐ　ＬＮ結晶体１５を樹脂封止す
る。こねにより、全体のＪ？官が極めて薄い（約０．４
解程度）発光ダイオードが仲られお。 このようにして得られた発光ダイオード２ａｔ第５図及
び第６図に示すように、回銘麦板２４に取り付けられる
。即ち、上記回路基板２４は、発光ダイオード２３よシ
も却さが薄いフレキシブルシートであり、その上下両面
に、回路パターンが形成さｈている。また、回路基板２
４の所足箇所には、発光ダイオード２３を収納配置する
透孔２５が形成さノアており、この透孔２５の胆縁部に
け発光ダイメート２３の各導電箔１４ａ、１４ｂＫ対応
して、１対の銅箔２６．２６が断面路「コ」字状に形成
さｈている。との銅箔２６は、銅メッキ層、銅ｍ′、解
メッキ層、金メッキ層を順次積層したものであり、銅箔
２６の一部は、回路基板２４の平面を延ひて、回路パタ
ーンに接続はねている。 このように、銅箔２６．２６が形成さハた回路基板２４
の透孔２５内には、第５図に示すように、発光ダイオー
ド２３が遊嵌さｈ１月つ発光ダイオ−）’２３ノ各導電
箔１４ａ、１４ｂは、上記銅箔２６．２６上に配置さす
る。そして、上記発光ダイオード２３の側壁と上記銅箔
２６．２６との間の隙間に幻、半田２７．２７が融着さ
れ、こｆ−によｐ、発光ダイオード２３は回路基板２４
に取シ付けらｈる。ところで、上記半田２７．２７を融
着する場合には、第５図に示すように、発光ダイオード
２３ｆ透孔２５内に配遊嵌した状態で、回路基＠２４を
上下の治具２８．２９間にセットし、発光ダイオード２
３の側壁と銅箔２６．２６との間の隙間に対応する箇所
にイースト半田を塗布する。この後、上記回路基板２４
及び発薯ダイオード２３を治具２８．２９で押えて、ヒ
ータ（！）たけホットエア）３０で加熱する。すると、
ペースト半田が溶けて、銅箔２６．２６に案内官力、上
鍔ｒ″隙間に流引込むと共に、発光ダイオード２３の各
導電箔１４ａ、１４ｂとの間にも流ね込む、この後、冷
却してｄ−スト半田を硬化させ、上下の治具２８．２９
間より、発光ダイオード２３が取り付けられた回路基板
２４を取シ串せけよい２このようにして、発光ダイオー
ド２３が取り月けらｉｆｒ回路基板２４は、前述しｋ　
Ｐ　−Ｎ結晶体１５の各電極１８．１９に接続さｈた各
導電、箔１４ａ、１４ｂか、上記半田２７．２７を介し
て銅箔２６．２６に霜気的に接続される。また、上記回
路基板２４は、半田２７．２７が融着時に上汗の治ｘ　
２＝８．２９で押えらｈて、発光ダイ祠−ド２３の上下
方向に盛り上がることがないので、発光ダイオード２３
の厚さよりも厚くなることがなく、極めて薄く構成され
る。 次に、上記のように、゛発光ダイオード２３が取り付け
られた回路基鈑２４をカード型小型電子式計算機に連用
する場合につき、身）７図汲ひ第９図１を参照して説明
する。 第７図は、カード型小型電子式計ａ機を示し１、こσ）
計算機は全体のＪすさが約０８℃程度の蔓絶て薄いもの
であり、表示部３１、太陽電池部３２、及びキーボード
ｇｉｆ８３４等を備え、第８図及び第９図に示すように
構成ζｐている。即ち、最上部にはキーシート３５が配
置さねている。このキーシート３５は、ポリエステル等
の透明な樹脂フィルムであり、このキーシート３５には
、上記表示部３１と、上記太陽電池部３２とに対応する
箇所に表示窓３５ａ、３５ｂが詐けられており、また、
キー日？−ド部３４に対応する箇所には、キー３５Ｃ・
・・・・・が印刷表示さりている。 上ｉピキーシート３５の下面には、ステ〉ルス製の接点
パネル３６が接着剤３７を介して接着されていると共に
、この接点ノ＋ネル３６の一ト面には、ステンレス製の
金属フレーム３８が接着剤３９を介してｖ％さｔている
。即ち、上記接点・やネル３６及び上記金妨フレーム３
８は、接着剤３９により、ラミネートさ勤て積層さ力て
いる。この場合、上記接点パネル３６には、上記表示窓
３５ａ、３５ｂと対応する箇所に開口３６ａ、３６ｂが
形成さｈていると共に、キー３５ｃ・・・・・・と対応
する箇所［ｏＪ勤接点３６ｃ・・・・・・が形成されて
いる８更に、上布゛接点パネル３６の下面には、後述す
る回路基板２４０発光ダイオード２３、ＬＳＩ４０、チ
ップ部品４１等と対応する箇所に凹部３６ｄ・・・・・
が形成さｈている。なお、上記金属フレーム３８は、接
点パネル３６の下部周囲を囲むものでをる。 上記金嫡フレーム３８内における上記接点）９ネル３６
の下１ｉ１ｉ＋には、ポリエステル等の樹脂フィルムよ
υなるスペーサ４２が接着剤４３により接着され、この
スペーサ４２の下面に口、回路基板２４が接着剤４４で
接着されている。この回路基板２４には、第６図に示す
ように、上下両面に回路パターンが形成されていると共
に、上記接点ノ（ネル３６の可動接め３６ｃ・・・・・
・と′−Ａ応する箇所に１足接点２４ｃ・・・・・・が
形Ｑｌ’、　ｄ　＃ている８オた、上記回路基板２４Ｋ
にｒ、その所定箇所に前述したように、発光ダイオード
２３が取り付けられていると共に、ＬＳＩ４０、チップ
部品４１等も取り付けらかでいる。更に、上記回路基板
２４には、液晶表示装置４５及び太陽電池４６がヒート
シール４５　ａ、　　４６　ａを介して接続さねている
。この場合、上ａ〔各ヒートシール４５ａ、４６ａけ、
一端が回路基板２４Ｋ、細端が液晶表示装置４５もしく
は太陽電池４６に夫々熱圧着さり、ている。また、上記
液晶表示装置４５は、上記接点パネル３６の開口３６ａ
内に配置されて、キーシート３５の表示窓３５ａに対応
しており、また、上記太陽電池４６は、接点パネル３６
の開口３６ｂ内に配置されて、キーシート３５の表示窓
３５ｂに対応している。 切に、上記回路基板２４の下面及びその隙間、並ひに金
木フレーム３８の外周には、充ケ剤４７が充填さｈてい
る。この充填剤４７は、アク＋フル系着′＃は、エポキ
シ系等の接別剤である。この充キ剤４７の下には、？リ
エステル等の樹脂フイ刀ムよりなるパックシート４８ｆ
知ｉｆｌにラミネートカットさ名ている８ このように構成されｔカード型小型電子式引算機により
は、発光ダイオード２３がこｈよりも厚さの薄い回路基
板２４に、上記発光グイオーｉパ２３とはぼ回じ埋さで
強固に取り付けらｒ１且つ、回路基板２４から突出した
発光ダイオード２３及びＬＳＩ４０、チップ部品４１等
がス４−サ４２の厚きを介して、接点）９ネル３６の凹
部３６ｄ・・・・・・内に配置さ負るので、計１４．機
全体の厚さ′ｆ−ｉめて薄くすることができる。因に、
上述したカード型小型匍子式「［算機においては、回路
基板２４の厚さが約０．２〜０．２５簡で、その上部の
犀ネ（キーシート３５、接点〕母ネル３６、スペーサ４
２）が約０．３　ｗｎで、回路基板２４の下部の蜂さく
補強板５０、パックシート４８、及び発光ダイズート９
２３の下へ突出したｆ３！含む）が約０２５〜０．３間
であり、とわら全体の胛さが約０８胴となシ、柘めて湖
い計初４抄が得らｈる。 々お、この発明は上述したようなカード型小型電子式計
算機に限ら戸ることなく、他の小型電子機器にも広く適
用することができる。 〔発明の効果〕 以上詐明したように、この発明に伶る発光ダイオードに
よｆ′１−１陽極電極及び陰極電極を有する半導体結晶
体をシートに形成さｆ−た負通孔内に配置し、この半導
体結晶体の一方の電極を上記シートに積層さ丈２て、上
記貫通孔と対応する箇所で・２つに分割さねた導電箔の
一方に接続し、且つ他方（Ｄ　％、　楡金上Ｑｃ’、導
電箔の他方にワイヤーボンデングによシ接続し、上記シ
ートの貫通孔を樹脂封止した構成であるから、全体の坤
さを極めて薄くすることかでき、例えば、カード型小型
市子式引算機等に用いれは　ｆｆｌ詳機の薄型化を口［
ることカニできる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、従来の発光ダイオードを概略的に
示した各斜視図、第３図ないし第９シ１にこの発明の一
実施例を示し、第３図（Ａｌ、（Ａ’）〜（Ｆ）、（Ｆ
′）は、発光ダイオードの段進過程を示す図、第４図は
、Ｐ−Ｎ結晶体の正面図１、第５図は、発光ダイオード
を回路２１ｉ！＝飯に取り柑け６ときの椴略断面図、第
６図は、発光ダイオードが取り付けらｔまた回路基板の
平前図、第７シ１７いし第９図は、発光ダイオードをカ
ード型小型り子犬計算機に適用した場合を示し１、第７
図１１１　カード型小型電子式計算機の外観斜視図、第
８図は第７図の■−■線断面図、第９図はその分解斜視
図である。 ｌＯ・・・・・・シート、１２・・・・・・ｙ−Ａ孔、
１４．１４ａ、１４ｂ・・・・・・導電箔、１５・・・
・・・Ｐ−Ｎ結晶体、１６・・・・・・Ｎ型層、１７・
・・・・・Ｐ型層、１８・・・・・・陽極電極、１９・
・・・・・陰極ｔ１．極、２１・・・・・・ワイヤーボ
ンデング、２２・・・・・・樹脂。 手続稲正書　（方式） 昭和５８年４月２７日 特許庁長官若杉和夫　殿 ■、小事件表示 昭和５７年特許願第２１６９５６号 ２、発明の名称 発光ダイオード ３　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　東京都新宿区西新宿２丁目６番１号名　称　（
１４４）カシオ計算機株式会社代夛者　　樫　　尾　　
俊゛　雄 ４、代理人 住　所　東京都中央区銀座６丁目７番１６号岩月ビル８
階　　・ 氏名　弁理士（６５４８）山田端彦ノ ５、補正命令の日付 （１）明細書の「発明の詳細な説明」の欄。 （２）明細誓の「図面の簡単な説明」の欄。 （３）図　　面。 ７、　補正の°内容 （１）明細書第４頁第７行目に「（ｋ）、いり」とある
のを「（Ａ１）、（Ａ２）Ｊと訂正する〇 （２）　　同第４頁第１０行目に１（Ｂ）、Ｖ月とある
のを「（Ｂ１）、（Ｂ２）と訂正する。 （３）同第４頁第１５行目に［（Ｃ）、Ｃ月とあるのを
「ｒ（０１）、（０２）Ｊと訂正する。 （４）同第４頁最終行にｒ（Ｄ）、（財）」とあるのを
ｒ（Ｄｌ）、（Ｂ２　）Ｊと訂正する。 （５）同第５頁第５行目及び第６頁第２行目に「（Ｅ）
、（９）」とあるの’！１−ｒ（Ｅｌ）、Ｉ　ＩＤ２　
）Ｊとそれぞれ訂正する。 （６）同第６頁第１１行目に「（Ｆ）、に）」とあるの
を［（Ｆｌ）、ｆ　Ｆ２　）Ｊと訂正する。 （７）同第１４頁第５行及び第６行に「；８３図（Ａ）
、（υ〜（Ｆ）、（ロ）は、」とあるのを［第３図（Ａ
１）、（Ａ２）〜（Ｆｌ）、（Ｆ２）は、」と訂正する
。 （８）図面中、射３図（Ａ１）、（Ａ２）〜（Ｆｌ）、
（Ｆ２）を別紙の通りに１圧する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも１つのＰ層とＮ層を崩し、且つと自ら各層に
   陽極電極及び陰罹電極を有する半導体結晶体と、この半
   導体結晶体を収納する貫通孔ｆｍえたシートと、とのシ
   ートに積層され、上配貝通孔に対応する箇所で２つに分
   割された導電箔とを具備し、上＝ｅレシート貫通孔内に
   配置さｔまた上８１半導体結晶体の一方の霜、極を２つ
   に分割さｈた上記導電箔の一方に接続し、且つ他方の電
   極を上記導電箔の他方にワイヤーボンデングにより接続
   し、上記シートの貫通孔を樹脂封止してなることを特徴
   とする発光ダイオード。