JP2004207660A

JP2004207660A - 発光ダイオード

Info

Publication number: JP2004207660A
Application number: JP2002377965A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Suehiro; 好伸末広; Mitsuhiro Inoue; 光宏井上; Hideaki Kato; 英昭加藤; 達哉 ▲高▼島; Tatsuya Takashima
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2004-07-22

Abstract

【課題】発光ダイオードにおいて、封止時にもワイヤが断線せず、高温処理時にも封着材料と基板との界面における剥離やワイヤの断線が起こらないこと。
【解決手段】発光ダイオード１は、セラミックス基板２の上に発光素子３がマウントされ、表面電極は２本の金ワイヤ４でそれぞれ回路パターン７の所定位置にボンディングされている。その上から発光素子３及びワイヤ４の収まる必要最小限の空間と樹脂注入孔９ａが形成されたガラスレンズ５が被せられ、ガラスレンズ５の板状部分の四隅には、封着用ガラス８が４分の１円ずつ塗布されて、ガラスレンズ５の板状部分とセラミックス基板２とが高温（４００℃前後）で強固に封着される。冷却後、樹脂注入孔９ａから粘度が低くワイヤ４の断線の恐れがない透明シリコーン樹脂６が注入され、空間内に充填されて発光素子３及びワイヤ４が封止され、透明シリコーン樹脂６が熱硬化させられて完成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子に対して低熱膨張率で耐熱性の基板とガラスレンズを用いることによって、熱膨張率の差を小さくしてワイヤ断線や界面剥離を防止することができるＳＭＤ（表面実装型）発光ダイオードに関するものである。
【０００２】
なお、本明細書中においては、ＬＥＤチップそのものは「発光素子」と呼び、ＬＥＤチップを搭載したパッケージ樹脂またはレンズ系等の光学装置を含む全体を「発光ダイオード」または「ＬＥＤ」と呼ぶこととする。
【０００３】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平１１−１１２０２５号公報
【特許文献２】特開平１１−１７７１２９号公報
図５に、従来のＳＭＤ発光ダイオードの一例を示す。図５に示されるように、このＬＥＤ３１はガラスエポキシ基板３２に金属（金または銀）メッキで回路パターン３７を設けて、その回路パターン３７の表面側に発光素子３３をマウントし、発光素子３３の表面の電極から２本のワイヤ３４で互いに絶縁された回路パターン３７にそれぞれボンディングして導通をとっている。そして、全体を透明エポキシ樹脂３６で封止して、発光素子３３を保護するとともにレンズの役割を果たさせている。
【０００４】
しかし、ガラスエポキシ基板３２は放熱性が悪いため、発光素子３３が発光の際に発する熱の逃げ場がなく、発光素子３３の温度が高くなって発光効率が低下し、また寿命が短くなる。そこで、かかるプリント基板３２を用いる代わりに、金属製の１対のリード板の一方に発光素子をマウントして、他方のリード板と発光素子をワイヤでボンディングし、全体を透明エポキシ樹脂で封止するタイプのＬＥＤが開発されている。このタイプのＬＥＤにおいては、発光素子をマウントした金属製のリード板から熱が逃げるため、放熱性の問題は解消される。
【０００５】
しかし、全体を封止している透明エポキシ樹脂の熱膨張率は金属の５倍近くも大きいため、表面実装の際に高温（約２００℃〜３００℃）のリフロー炉を通すと、熱膨張率の差による基板との界面における剥離やワイヤの断線という不具合が生じる可能性がある。
【０００６】
また、上記特許文献１に記載の技術においては、基板として熱伝導性が良く熱膨張率が低く耐熱性に優れたセラミックス基板を用いて、基板の両端に端子電極を設け、基板の中央に発光素子をマウントして、表面の２つの電極と２つの端子電極とをそれぞれワイヤで接続して、全体を透明エポキシ樹脂でモールドしてパッケージとしている。このＬＥＤにおいても、セラミックス基板は熱伝導性が良いので放熱性の問題はないが、全体を透明エポキシ樹脂でモールドしているため、基板との界面における剥離やワイヤの断線という不具合が生じ易い点では変わりがない。
【０００７】
そこで、上記特許文献２に記載の技術においては、封止材料として透明エポキシ樹脂の代わりに低融点（≒４００℃）ガラスを用いて、途中に樹脂を挟むことなく直接基板の上にマウントされた発光素子を封止している。これによって、高温のリフロー炉を通過させても、低融点ガラス、セラミックス基板ともに熱膨張率が低いため基板との界面における剥離やワイヤの断線が起こる可能性が低くなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、低融点ガラスは溶融状態においても硬化前の透明エポキシ樹脂等の透明熱硬化性樹脂に比べて遥かに粘度が高いため、封止時にワイヤが断線したり基板や発光素子から剥離したりする可能性が高い。
【０００９】
そこで、本発明は、封止時にもワイヤが断線したりせず、また、リフロー炉等の高温処理時にも封着材料と基板との界面における剥離やワイヤの断線が起こることがない発光ダイオードの提供を課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にかかる発光ダイオードは、熱膨張率が低く耐熱性の高い基板と、前記基板に導電体で形成された回路パターンと、前記基板表面にマウントされた発光素子と、前記発光素子と前記回路パターンの導通をとる金属製部材（ワイヤ）と、前記発光素子及び前記金属製部材の収まる空間と樹脂注入孔のみを残して前記発光素子の周囲を覆うガラスレンズと、前記基板表面と前記ガラスレンズとを封着する封着材料と、前記樹脂注入孔から注入され、前記発光素子と前記金属製部材の収まる空間に充填される光透過性樹脂とを具備するものである。
【００１１】
このように、このＬＥＤは、光透過性樹脂で封止する部分を発光素子と金属製部材の収まる必要最小限の空間とし、この空間と樹脂注入孔を残してガラスレンズで発光素子の周囲を覆っている。また、基板としては低熱膨張率で耐熱性の高い基板を用いているのでガラスレンズとの熱膨張率差も小さく、リフロー炉等の高温処理を行っても基板とガラスレンズが封着材料で強固に封着されて剥離することはない。
【００１２】
ここで、熱膨張率が低く耐熱性の高い基板としては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等のセラミックス基板等がある。
【００１３】
また、ワイヤの周囲のみは粘度の低い光透過性樹脂を樹脂注入孔から注入することによって封止しているので、封止時にワイヤが断線したりする恐れはない。そして、光透過性樹脂で封止する部分を必要最小限の空間としたことによって、リフロー炉等の高温処理を行っても熱膨張率の差によってワイヤにかかる力を最小限に抑えることができるので、ワイヤの断線も防ぐことができる。
【００１４】
このようにして、封止時にもワイヤが断線したりせず、またリフロー炉等の高温処理時にも封着材料と基板との界面における剥離やワイヤの断線が起こることがない発光ダイオードとなる。
【００１５】
請求項２の発明にかかる発光ダイオードは、請求項１の構成において、前記封着材料は前記基板と前記ガラスレンズとの中間の熱膨張率を有するものである。
【００１６】
これによって、元々熱膨張率差の小さい基板とガラスレンズの間に入って封着する封着材料によって、基板と封着材料、封着材料とガラスレンズそれぞれの熱膨張率差がさらに小さくなるので、高温処理時における各界面での剥離が一層起こりにくくなる。
【００１７】
このようにして、リフロー炉等の高温処理時にもガラスレンズと封着材料と基板との界面における剥離がより一層起こりにくくなる発光ダイオードとなる。
【００１８】
請求項３の発明にかかる発光ダイオードは、請求項１または請求項２の構成において、前記封着材料は封着用ガラスであるものである。
【００１９】
封着用ガラスは「フリット」とも呼ばれ、封着用ガラスを構成する成分とその配合比を変えることによって、様々な熱膨張率とすることができる。したがって、基板とガラスレンズとの中間の熱膨張率とすることもでき、基板と封着用ガラス、封着用ガラスとガラスレンズそれぞれの熱膨張率差がさらに小さくなるので、高温処理時における各界面での剥離が一層起こりにくくなる。さらに、フリットは基板とガラスレンズとの間で化学反応を起こして封着するので、通常の接着と異なるより強力な結合力が得られる。
【００２０】
このようにして、リフロー炉等の高温処理時にもガラスレンズと封着材料と基板との界面における剥離がさらに一段と起こりにくくなる発光ダイオードとなる。
【００２１】
請求項４の発明にかかる発光ダイオードは、請求項１乃至請求項３のいずれか１つの構成において、前記光透過性樹脂は透明シリコーン樹脂であるものである。
【００２２】
透明シリコーン樹脂は、熱硬化後も極めて弾性に富む光透過性樹脂であり、したがって基板との間に熱膨張率の差があっても、高温時でもワイヤに張力を与えることなく自らの弾性で吸収してしまうため、ワイヤの断線を防ぐことができる。
【００２３】
このようにして、リフロー炉等の高温処理時にもワイヤの断線がより一層起こりにくくなる発光ダイオードとなる。
【００２４】
請求項５の発明にかかる発光ダイオードは、請求項１乃至請求項４のいずれか１つの構成において、前記樹脂注入孔を前記ガラスレンズに設ける代わりに、前記基板に設けたものである。
【００２５】
これによって、ガラスレンズには発光素子とワイヤの収められる最小限の空間を設けるだけで良いことになり、ガラスレンズの加工が容易になる。また、樹脂注入孔をワイヤの直下を避けて発光素子の近傍に２つ以上設けることによって、１つの樹脂注入孔から光透過性樹脂を注入すると他の樹脂注入孔から空間内の空気が追い出されるため、気泡を残すことなく完全に充填することができる。
【００２６】
このようにして、封止時にもワイヤが断線したりせず、またリフロー炉等の高温処理時にも封着材料と基板との界面における剥離やワイヤの断線が起こることがなく、さらに製造が容易な発光ダイオードとなる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
実施の形態１
まず、本発明の発光ダイオードの実施の形態１について、図１乃至図３を参照して説明する。図１（ａ）は本発明の実施の形態１にかかる発光ダイオードの全体構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２は本発明の実施の形態１にかかる発光ダイオードの全体構成を示す縦断面図であり、図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図３は本発明の実施の形態１にかかる発光ダイオードの量産方法を示す縦断面図である。
【００２９】
図１に示されるように、銀メッキで回路パターン７が形成されたスルーホール（図示省略）のセラミックス基板２は四隅が４分の１円ずつ切り欠かれており、その上に略正方形のガラスレンズ５の周囲の板状部分が載せられている。即ち、図１（ｂ）の対角線方向の縦断面図に示されるように、略正方形の四隅においてガラスレンズ５の板状部分がセラミックス基板２から突出している。セラミックス基板２の上には、発光素子３がマウントされており、この発光素子３の表面に設けられた２つの電極は、２本の金ワイヤ４でそれぞれセラミックス基板２の回路パターン７の所定位置にボンディングされている。
【００３０】
そして、その上から発光素子３及びワイヤ４の収まる必要最小限の空間と樹脂注入孔９ａが形成されたガラスレンズ５が被せられ、ガラスレンズ５の板状部分の四隅には、封着材料としての封着用ガラス８が４分の１円ずつ塗布されて、ガラスレンズ５の板状部分とセラミックス基板２とが高温（４００℃前後）で強固に封着される。なお、マウントされている発光素子３もこの４００℃前後の高温に耐えることができ、発光特性の低下等は全く起こらない。このセラミックス基板２は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）セラミックスからなり、熱膨張率が低く（４．５×１０^-6／℃）、耐熱性が高い。
【００３１】
したがって、同じく熱膨張率が低いガラスレンズ５との熱膨張率の差は小さいが、封着用ガラス８としてＡｌＮ基板２とガラスレンズ５の中間の熱膨張率を有するものを使用しているので、ＡｌＮ基板２と封着用ガラス８、及び封着用ガラス８とガラスレンズ５の熱膨張率の差はさらに小さくなり、リフロー炉（約２００℃〜３００℃）を通す等の高温処理を施してもＡｌＮ基板２と封着用ガラス８及び封着用ガラス８とガラスレンズ５の界面が剥離することはなく、ＡｌＮ基板２とガラスレンズ５は強固に封着されている。
【００３２】
なお、封着用ガラス８をガラスレンズ５の板状部分の四隅に塗布したのは、封着用ガラス８は一般に黒色であるので、発光特性に悪影響を与えないようになるべく発光素子３から遠ざけるためである。白色系の封着用ガラスの場合には、もっと中心部に近いところに塗布しても良い。
【００３３】
次に、光透過性樹脂の注入について、図２を参照して説明する。図２に示されるように、ＡｌＮ基板２と封着されたガラスレンズ５の下面には、発光素子３及びワイヤ４の収まる必要最小限の空間と樹脂注入孔９ａが形成されている。この樹脂注入孔９ａから光透過性樹脂としての透明シリコーン樹脂６が注入され、空間内に充填されて発光素子３及びワイヤ４が封止される。熱硬化前の透明シリコーン樹脂６は粘度が低いので、透明シリコーン樹脂６の注入によってワイヤ４が断線することはない。その後、透明シリコーン樹脂６を熱硬化させることによって、本実施の形態１のＬＥＤ１が完成する。
【００３４】
このように、光透過性樹脂６で封止する体積を必要最小限にしたことによって、高温処理時に熱膨張率差に起因してワイヤ４にかかる張力も最小となり、ワイヤ４の断線を防ぐことができる。さらに、光透過性樹脂として透明シリコーン樹脂６を用いたことによって、透明シリコーン樹脂６は熱硬化後も弾性を有するので、高温処理時に熱膨張率差に起因して生じる張力が透明シリコーン樹脂６自体に吸収されて、より確実にワイヤ４の断線を防ぐことができる。
【００３５】
このようにして、本実施の形態１のＬＥＤ１においては、封止時にもワイヤ４が断線したりせず、またリフロー炉等の高温処理時にも封着材料と基板との界面における剥離やワイヤの断線が起こることがないＬＥＤとなる。
【００３６】
次に、本実施の形態１のＬＥＤ１の量産方法について、図３を参照して説明する。まず、縦横の寸法がＬＥＤ１の何倍もあるセラミックス（ＡｌＮ）基板２を用意し、必要な箇所にスルーホール（図示省略）を開けて回路パターン７を銀メッキ等で形成する。そして、最終的にカットして切り離す位置に、ＡｌＮ基板２の裏面に予め縦横に切り込み２ａを入れておく。それから、ＡｌＮ基板２表面の所定の位置に発光素子３を次々とマウントして行き、マウントされた発光素子３の２つの表面電極にはそれぞれ金ワイヤ４がボンディングされ、金ワイヤ４の他端は回路パターン７の所定の位置にそれぞれボンディングされる。
【００３７】
こうして全ての発光素子３とワイヤ４の装着が完了したら、その上からガラスレンズ５が被せられて封着される。即ち、図３に示されるように、ガラスレンズ５の下面に発光素子３及びワイヤ４の収まる必要最小限の空間９と樹脂注入孔９ａが形成されたものが縦横に繋がって、ＡｌＮ基板２とほぼ同じ大きさになったものが用意される。そして、ＡｌＮ基板２の上面またはガラスレンズ５の下面の所定の位置に封着用ガラスが塗布されて、ＡｌＮ基板２の上から多数のガラスレンズ５が繋がったものが被せられ、封着温度（４００℃前後）において封着される。
【００３８】
冷却後、予め入れておいたＡｌＮ基板２の下面の切り込み２ａを利用してへき開して行くか、あるいはダイシングマシン等で切断するかして、１個ずつのＬＥＤ１（未だ封止樹脂が注入されていないもの）に切り離す。そして、図２で説明したように、樹脂注入孔９ａから透明シリコーン樹脂を注入して空間９を充填し発光素子３とワイヤ４を封止して、透明シリコーン樹脂を熱硬化させる。このようにして、本実施の形態１のＬＥＤ１を量産することができる。
【００３９】
実施の形態２
次に、本発明にかかる発光ダイオードの実施の形態２について、図４を参照して説明する。図４（ａ）は本発明の実施の形態２にかかる発光ダイオードの全体構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【００４０】
図４に示されるように、本実施の形態２にかかるＬＥＤ１１は、実施の形態１と同様に、銀メッキで回路パターン１７が形成されたスルーホール（図示省略）のセラミックス基板１２の四隅が４分の１円ずつ切り欠かれており、その上に略正方形のガラスレンズ１５の周囲の板状部分が載せられている。このセラミックス基板１２も窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなり、ＡｌＮ基板１２の上には、発光素子１３がマウントされており、この発光素子１３の表面に設けられた２つの電極は、２本の金ワイヤ１４でそれぞれＡｌＮ基板１２の回路パターン１７の所定位置にボンディングされている。
【００４１】
そして、その上から発光素子１３及びワイヤ１４の収まる必要最小限の空間が形成されたガラスレンズ１５が被せられ、ガラスレンズ１５の板状部分の四隅には、封着材料としての封着用ガラス１８が４分の１円ずつ塗布されて、ガラスレンズ１５の板状部分とＡｌＮ基板１２とが高温（４００℃前後）で強固に封着される。なお、マウントされている発光素子１３もこの４００℃前後の高温に耐えることができ、発光特性の低下等は全く起こらない。また、ＡｌＮ基板１２は熱膨張率が低く、耐熱性が高い。
【００４２】
したがって、同じく熱膨張率が低いガラスレンズ１５との熱膨張率の差は小さいが、本実施の形態２においても封着用ガラス１８としてＡｌＮ基板１２とガラスレンズ１５の中間の熱膨張率を有するものを使用しているので、ＡｌＮ基板１２と封着用ガラス１８、及び封着用ガラス１８とガラスレンズ１５の熱膨張率の差はさらに小さくなり、リフロー炉（約２００℃〜３００℃）を通す等の高温処理を施してもＡｌＮ基板１２と封着用ガラス１８及び封着用ガラス１８とガラスレンズ１５の界面が剥離することはなく、ＡｌＮ基板１２とガラスレンズ１５は強固に封着されている。
【００４３】
次に、光透過性樹脂の注入について説明する。図４に示されるように、本実施の形態２においては、ＡｌＮ基板１２の、ガラスレンズ１５の下面に設けられた発光素子１３及びワイヤ１４の収まる必要最小限の空間と通ずる位置に、２つの樹脂注入孔１９が穿設されている。これらの樹脂注入孔１９から光透過性樹脂としての透明シリコーン樹脂１６が注入され、空間内に充填されて発光素子１３及びワイヤ１４が封止される。熱硬化前の透明シリコーン樹脂１６は極めて粘度が低いので、透明シリコーン樹脂１６の注入によってワイヤ１４が断線することはない。
【００４４】
ここで、一方の樹脂注入孔１９からのみ透明シリコーン樹脂１６を注入すれば、他方の樹脂注入孔１９から空気が追い出されるので、気泡を残すことなく容易に充填ができる。その後、透明シリコーン樹脂１６を熱硬化させることによって、本実施の形態２のＬＥＤ１１が完成する。
【００４５】
このように、光透過性樹脂１６で封止する体積を必要最小限にしたことによって、高温処理時に熱膨張率差に起因してワイヤ１４にかかる張力も最小となり、ワイヤ１４の断線を防ぐことができる。さらに、光透過性樹脂として透明シリコーン樹脂１６を用いたことによって、透明シリコーン樹脂１６は熱硬化後も弾性を有するので、高温処理時に熱膨張率差に起因して生じる張力が透明シリコーン樹脂１６自体に吸収されて、より確実にワイヤ１４の断線を防ぐことができる。また、ＡｌＮ基板１２に２つの樹脂注入孔１９を穿設したことによって透明シリコーン樹脂１６の注入が容易になるとともに、ガラスレンズ１５の加工も容易になる。
【００４６】
このようにして、本実施の形態２のＬＥＤ１１においては、封止時にもワイヤ１４が断線したりせず、またリフロー炉等の高温処理時にも封着材料と基板との界面における剥離やワイヤの断線が起こることがなく、製造もより容易なＬＥＤとなる。
【００４７】
上記各実施の形態においては、発光素子３，１３として青色発光素子を用いた場合を想定したため、青色の反射率の高い銀メッキで回路パターン７，１７を形成しているが、何色の発光素子を用いても構わない。そして、赤色発光素子を用いた場合には、赤色の反射率の高い金メッキで回路パターンを形成するのが望ましい。
【００４８】
また、上記各実施の形態においては、基板材料としてＡｌＮを用いた場合について説明したが、熱膨張率が低く耐熱性が高い材料であればどのような材料を用いても構わない。但し、熱伝導性の高い材料が望ましく、例えば、Ａｌ₂Ｏ₃等である。
【００４９】
さらに、上記各実施の形態においては、発光素子及びワイヤを封止する光透過性樹脂として透明シリコーン樹脂を用いているが、透明エポキシ樹脂を始めとするその他の樹脂材料を用いても良い。
【００５０】
また、発光素子は、上面に電極が形成され、ワイヤにて電気的接続がされるものに限らず、下面に電極が形成され、バンプ等により電気的接続がされるものであっても構わない。
【００５１】
発光ダイオードのその他の部分の構成、形状、数量、材質、大きさ、接続関係等についても、上記各実施の形態に限定されるものではない。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明にかかる発光ダイオードは、熱膨張率が低く耐熱性の高い基板と、前記基板に導電体で形成された回路パターンと、前記基板表面にマウントされた発光素子と、前記発光素子と前記回路パターンの導通をとる金属製部材（ワイヤ）と、前記発光素子及び前記ワイヤの収まる空間と樹脂注入孔のみを残して前記発光素子の周囲を覆うガラスレンズと、前記基板表面と前記ガラスレンズとを封着する封着材料と、前記樹脂注入孔から注入され、前記発光素子と前記ワイヤの収まる空間に充填される光透過性樹脂とを具備するものである。
【００５３】
このように、このＬＥＤは、光透過性樹脂で封止する部分を発光素子とワイヤの収まる必要最小限の空間とし、この空間と樹脂注入孔を残してガラスレンズで発光素子の周囲を覆っている。また、基板としては低熱膨張率で耐熱性の高い基板を用いているのでガラスレンズとの熱膨張率差も小さく、リフロー炉等の高温処理を行っても基板とガラスレンズが封着材料で強固に封着されて剥離することはない。
【００５４】
また、ワイヤの周囲のみは粘度の低い光透過性樹脂を樹脂注入孔から注入することによって封止しているので、封止時にワイヤが断線したりする恐れはない。そして、光透過性樹脂で封止する部分を必要最小限の空間としたことによって、リフロー炉等の高温処理を行っても熱膨張率の差によってワイヤにかかる力を最小限に抑えることができるので、ワイヤの断線も防ぐことができる。
【００５５】
このようにして、封止時にもワイヤが断線したりせず、またリフロー炉等の高温処理時にも封着材料と基板との界面における剥離やワイヤの断線が起こることがない発光ダイオードとなる。
【００５６】
請求項２の発明にかかる発光ダイオードは、請求項１の構成において、前記封着材料は前記基板と前記ガラスレンズとの中間の熱膨張率を有するものである。
【００５７】
これによって、元々熱膨張率差の小さい基板とガラスレンズの間に入って封着する封着材料によって、基板と封着材料、封着材料とガラスレンズそれぞれの熱膨張率差がさらに小さくなるので、高温処理時における各界面での剥離が一層起こりにくくなる。
【００５８】
このようにして、リフロー炉等の高温処理時にもガラスレンズと封着材料と基板との界面における剥離がより一層起こりにくくなる発光ダイオードとなる。
【００５９】
請求項３の発明にかかる発光ダイオードは、請求項１または請求項２の構成において、前記封着材料は封着用ガラスであるものである。
【００６０】
封着用ガラスは「フリット」とも呼ばれ、封着用ガラスを構成する成分とその配合比を変えることによって、様々な熱膨張率とすることができる。したがって、基板とガラスレンズとの中間の熱膨張率とすることもでき、基板と封着用ガラス、封着用ガラスとガラスレンズそれぞれの熱膨張率差がさらに小さくなるので、高温処理時における各界面での剥離が一層起こりにくくなる。さらに、フリットは基板とガラスレンズとの間で化学反応を起こして封着するので、通常の接着と異なるより強力な結合力が得られる。
【００６１】
このようにして、リフロー炉等の高温処理時にもガラスレンズと封着材料と基板との界面における剥離がさらに一段と起こりにくくなる発光ダイオードとなる。
【００６２】
請求項４の発明にかかる発光ダイオードは、請求項１乃至請求項３のいずれか１つの構成において、前記光透過性樹脂は透明シリコーン樹脂であるものである。
【００６３】
透明シリコーン樹脂は、熱硬化後も極めて弾性に富む光透過性樹脂であり、したがって基板との間に熱膨張率の差があっても、高温時でもワイヤに張力を与えることなく自らの弾性で吸収してしまうため、ワイヤの断線を防ぐことができる。
【００６４】
このようにして、リフロー炉等の高温処理時にもワイヤの断線がより一層起こりにくくなる発光ダイオードとなる。
【００６５】
請求項５の発明にかかる発光ダイオードは、請求項１乃至請求項４のいずれか１つの構成において、前記樹脂注入孔を前記ガラスレンズに設ける代わりに、前記基板に設けたものである。
【００６６】
これによって、ガラスレンズには発光素子とワイヤの収められる最小限の空間を設けるだけで良いことになり、ガラスレンズの加工が容易になる。また、樹脂注入孔をワイヤの直下を避けて発光素子の近傍に２つ以上設けることによって、１つの樹脂注入孔から光透過性樹脂を注入すると他の樹脂注入孔から空間内の空気が追い出されるため、気泡を残すことなく完全に充填することができる。
【００６７】
このようにして、封止時にもワイヤが断線したりせず、またリフロー炉等の高温処理時にも封着材料と基板との界面における剥離やワイヤの断線が起こることがなく、さらに製造が容易な発光ダイオードとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の実施の形態１にかかる発光ダイオードの全体構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態１にかかる発光ダイオードの全体構成を示す縦断面図であり、図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態１にかかる発光ダイオードの量産方法を示す縦断面図である。
【図４】図４（ａ）は本発明の実施の形態２にかかる発光ダイオードの全体構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】図５は従来のＳＭＤ発光ダイオードの一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１，１１発光ダイオード
２，１２基板
３，１３発光素子
４，１４ワイヤ
５，１５ガラスレンズ
６，１６光透過性樹脂
７，１７回路パターン
８，１８封着材料
９空間
９ａ，１９樹脂注入孔

Claims

熱膨張率が低く耐熱性の高い基板と、
前記基板に導電体で形成された回路パターンと、
前記基板表面にマウントされた発光素子と、
前記発光素子と前記回路パターンの導通をとる金属製部材と、
前記発光素子及び前記金属製部材の収まる空間と樹脂注入孔のみを残して前記発光素子の周囲を覆うガラスレンズと、
前記基板表面と前記ガラスレンズとを封着する封着材料と、
前記樹脂注入孔から注入され、前記発光素子と前記金属製部材の収まる空間に充填される光透過性樹脂と
を具備することを特徴とする発光ダイオード。
前記封着材料は、前記基板と前記ガラスレンズとの中間の熱膨張率を有するものであることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
前記封着材料は、封着用ガラスであ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。
前記光透過性樹脂は、透明シリコーン樹脂であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の発光ダイオード。
前記樹脂注入孔を前記ガラスレンズに設ける代わりに、前記基板に設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の発光ダイオード。