JP2009188188A - 電子部品及び電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント基板上に発光素子と放熱用の枠体を有する電子部品であって、工程を簡略化して製造できる電子部品を提供する。
【解決手段】本発明の電子部品は、発光素子１１と、発光素子１１が搭載されるプリント基板１２と、発光素子１１が開口１３ａ内に位置するようにプリント基板１２に載置される放熱用の枠体１３と、枠体１３の開口１３ａに入れられて発光素子１１を封止する封止用樹脂１４と、を備える電子部品であって、プリント基板１２と枠体１３とが向かい合う部分においては、プリント基板１２と枠体１３とが接触する接触部と、プリント基板１２と枠体１３とが非接触である非接触部と、が存在し、非接触部には、封止用樹脂１４が入り込んでいる。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子が搭載される電子部品に関し、特に、放熱性を高めるために放熱用の枠体を備える電子部品の構造に関する。また、本発明は、そのような電子部品を製造する方法に関する。

従来、発光素子で発生する熱を効率良く放熱できる電子部品が知られている。このような電子部品として、例えば特許文献１に開示される半導体発光装置が挙げられる。図１２は、従来の半導体発光装置１００の構成を示す概略断面図である。

半導体発光装置１００は、１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）素子１０１と、プリント基板１０２と、金属リフレクター１０３（放熱用の枠体）と、を備える。ＬＥＤ素子１０１は、プリント基板１０２上に装着される。ＬＥＤ素子１０１と、プリント基板１０２上に形成される２つの金属電極１０４ａ、１０４ｂとは、ワイヤ１０５にて接続される。プリント基板１０２と金属リフレクター１０３とは、接着層１０６を介して接着される。

金属リフレクター１０３は、ＬＥＤ素子１０１実装用の凹所１０７を有し、この凹所１０７の周面は逆円錐台形状を呈する反射面１０７ａとされている。凹所１０７内には、封止用樹脂１０８が封入され、ＬＥＤ素子１０１がパッケージされる。また、金属リフレクター１０３は、脚部１０９を有し、半導体発光装置１００を実装基板に実装する際に、この脚部１０９は実装基板に形成される放熱用金属プレートに接着される。これにより、ＬＥＤ素子１０１で発生する熱を、脚部１０９を介して容易に実装基板に放熱できる。
特開２００５−２２９００３号公報

放熱用の枠体をプリント基板上に載置する構成の電子部品は、放熱性に優れるために有用である。しかしながら、従来の半導体発光装置は、プリント基板１０２に金属リフレクター１０３を搭載するために、製造工程が増える傾向にある。このために、できる限り製造工程を簡略化して製造することが望まれる。

また、従来の構成においては、金属リフレクター１０３とプリント基板１０２とを接着剤で接着する構成となっている。この場合、金属リフレクター１０３とプリント基板１０２とを接着する接着剤と封止用樹脂１０８とが異なる素材からなると、硬化阻害が生じる場合があり、樹脂の剥がれが生じ易くなるといった問題がある。

また、前述の接着剤と封止用樹脂１０８とが同一の素材で形成される場合でも、従来の構成においては、金属リフレクター１０３とプリント基板１０２とを一旦接着し、その後、封止用樹脂１０８を注入する必要がある。このため、金属リフレクター１０３とプリント基板１０２とを接着する接着層１０６が既に硬化した状態で、封止用樹脂１０８を注入することになる。この場合、既に硬化した接着層１０６に対する封止用樹脂１０８のくっつきが悪く、樹脂の剥がれが生じることがあった。

以上の点を鑑みて、本発明の目的は、プリント基板上に発光素子と放熱用の枠体を有する電子部品であって、工程を簡略化して製造できる電子部品を提供することである。また、本発明の他の目的は、プリント基板上に発光素子と放熱用の枠体を有する電子部品であって、樹脂剥がれを起こし難い電子部品を提供することである。更に、本発明の他の目的は、そのような電子部品の製造方法を提供することである。

上記目的を達成するために本発明は、発光素子と、前記発光素子が搭載されるプリント基板と、前記発光素子が開口内に位置するように前記プリント基板に載置される放熱用の枠体と、前記枠体の開口に入れられて前記発光素子を封止する封止用樹脂と、を備える電子部品であって、前記プリント基板と前記枠体とが向かい合う部分においては、前記プリント基板と前記枠体とが接触する接触部と、前記プリント基板と前記枠体とが非接触である非接触部と、が存在し、前記非接触部には、前記封止用樹脂が入り込んでいることを特徴としている。

これによれば、プリント基板と放熱用の枠体とが向かい合う部分においては、接触部と非接触部が存在し、非接触部には封止用樹脂が入り込んだ構成となっている。この場合、封止用樹脂を枠体の開口に注入することで、発光素子の封止のみならず、枠体のプリント基板に対する固定と非接触部への樹脂の注入も行うことが可能となる。このため、プリント基板と枠体とを接着剤で接着した後に封止用樹脂を注入する従来の構成に比べ、製造工程を簡略化することが可能となる。

また、封止のために注入される樹脂と、枠体をプリント基板に固定する樹脂とが同一素材のために硬化阻害を防止でき、封止用樹脂の樹脂剥がれを抑制できる。更には、封止用樹脂の注入と枠体をプリント基板に固定する工程とを同時に行えるために、従来の構成で見られた硬化時期のずれに伴う樹脂剥がれも抑制できる。

また、本発明は、上記構成の電子部品において、前記プリント基板及び前記枠体のうちの少なくとも一方には、前記封止用樹脂を前記非接触部に流れ易くするための流路が形成されるのが好ましい。

これによれば、封止用樹脂を枠体の開口に注入すると同時に、流路を用いて非接触部へと封止用樹脂を導けるために、非接触部に封止用樹脂を充填し易い。

また、本発明は、上記構成の電子部品において、前記非接触部には、前記枠体に形成される凹部と前記プリント基板との間にできる空隙部分が含まれることとしてもよい。枠体には、例えばショートを防止する等の狙いで凹部が形成されることがある。このような場合にも、本発明は効果的に適用できる。

また、本発明は、上記構成の電子部品において、前記封止用樹脂は、シリコーン樹脂からなるのが好ましい。シリコーン樹脂は、光を長時間照射した場合でも変色し難い。このために、長時間使用時の光量低下を防止できるために、望ましい樹脂である。

また、本発明は、上記構成の電子部品において、前記枠体は、熱伝導性の良い金属で形成されるのが好ましい。これによれば、放熱性の良い電子部品を形成し易い。

また、本発明は、上記構成の電子部品において、 前記枠体の開口は、外部に向かって放射状に拡がる形状であるのが好ましい。これによれば、発光素子から出射される光を効率良く取り出し易い。

また、本発明は、上記構成の電子部品において前記発光素子は、前記発光素子は、発光ダイオード素子であることとしてもよい。

上記目的を達成するために本発明の電子部品の製造方法は、発光素子を搭載するためのプリント基板を形成する工程と、放熱用の枠体を形成する工程と、前記プリント基板に前記発光素子を接合する工程と、前記プリント基板の前記発光素子が接合された面に、前記枠体を載置する工程と、前記プリント基板に載置された前記枠体の開口に樹脂を注入する工程と、前記樹脂の注入後に真空状態で脱泡する工程と、前記脱泡後に樹脂を硬化する工程と、を具備することを特徴としている。

これによれば、枠体の開口に樹脂を注入することで、発光素子の封止とともに枠体をプリント基板に固定することができる。更に、プリント基板と放熱用の枠体とが向かい合う部分において接触部と非接触部が存在する場合に、封止用樹脂の注入と同時に非接触部に封止用樹脂を注入することが可能となる。したがって、プリント基板と枠体とを接着剤で接着した後に封止用樹脂を注入する従来の構成に比べ、製造工程を簡略化することが可能となる。

また、封止のために注入される樹脂と、枠体をプリント基板に固定する樹脂とを同じ素材とできるために硬化阻害を防止でき、封止用樹脂の樹脂剥がれを抑制できる。更には、封止用樹脂の注入と枠体をプリント基板に固定する工程とを同時に行えるために、従来の構成で見られた硬化時期のずれに伴う樹脂剥がれも抑制できる。

上記目的を達成するために本発明の電子部品の製造方法は、発光素子を搭載するためのプリント基板が複数集合したプリント基板集合体を形成する工程と、放熱用の枠体が複数集合した枠体集合体を形成する工程と、前記プリント基板集合体に前記発光素子を接合する工程と、前記プリント基板集合体の前記発光素子が接合された面に、前記枠体集合体を載置する工程と、前記プリント基板集合体に載置された前記枠体集合体の開口に樹脂を注入する工程と、前記樹脂の注入後に真空状態で脱泡する工程と、前記脱泡後に樹脂を硬化する工程と、前記プリント基板集合体及び前記枠体集合体を切断して複数の電子部品とする工程と、を具備することを特徴としている。

これによれば、先に示した製造方法と同様の効果を得つつ、電子部品の量産が可能となる。

本発明によれば、プリント基板上に発光素子と放熱用の枠体を有する電子部品であって、工程を簡略化して製造できる電子部品を提供できる。また、本発明によれば、プリント基板上に発光素子と放熱用の枠体を有する電子部品であって、樹脂剥がれを起こし難い電子部品を提供できる。更に本発明によれば、以上のような電子部品を製造工程を簡略化して製造する方法を提供できる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、ここでは、電子部品の一種である表面実装型ＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）に、本発明を適用した場合を一例として説明する。
（第１実施形態）
まず、図１から図５を参照して、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤの構成を説明する。なお、図１は、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤの構成を示す概略斜視図である。図２は、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤを上から見た場合の概略平面図である。図３は、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤを下から見た場合の概略平面図である。図４は、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤが備えるプリント基板の構成を示す概略斜視図である。図５は、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤが備える枠体の構成を示す側面図である。

第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１は、図１に示すように、３つの発光ダイオード素子（ＬＥＤ素子）１１と、プリント基板１２と、枠体１３と、封止用樹脂１４と、を備える。第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１においては、ＬＥＤ素子１１として、赤色を発光するＬＥＤ素子１１Ｒ、緑色を発光するＬＥＤ素子１１Ｇ、青色を発光するＬＥＤ素子１１Ｂが搭載される。すなわち、表面実装型ＬＥＤ１は、光の３原色である赤、緑、青の各色の光を発光するＬＥＤ素子を備えている。

なお、３つのＬＥＤ素子１１は、後述する放熱部１２１に搭載されるが、ＬＥＤ素子１１は、接着剤によって放熱部１２１に接着される。ここで、接着に使用する接着剤としては、硬化阻害を防止すること等を考慮して封止用樹脂１４と同一の材料が好ましく、例えばシリコーン樹脂が用いられる。

プリント基板１２は、例えばガラスエポキシやＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer；液晶ポリマー）等の絶縁材の両面にパターンが形成される２層構造となっている。第１実施形態のプリント基板１２は、平面視略正方形（例えば、約３．５ｍｍ×約３．５ｍｍ）に形成されている。図４に示すように、プリント基板１２の上面には、３つのＬＥＤ素子１１が搭載される放熱部１２１と、３つのＬＥＤ素子１１に外部回路（図示せず）から給電するための電極部１２２、１２３と、が形成される。

放熱部１２１は熱伝導性の良い金属の層から成って、３つのＬＥＤ素子１１から発せられる熱を放熱し易くなっている。放熱部１２１は、枠体１３の開口１３ａ内の電極部１２２、１２３以外の領域に形成されるとともに、枠体１３の下面とプリント基板１２を構成する絶縁材との間に配置される。更に詳細には、放熱部１２１は、電極部１２２、１２３、その周囲の絶縁溝、及びプリント基板１２の外周側に設けられる封止用樹脂１４が注入される部分１２ａ（図４参照）を除いて、プリント基板１２のほぼ全面を覆うように広範囲にわたって形成されている。

なお、放熱部１２１は、上述の封止用樹脂１４が注入される部分１２ａにまで広がって形成しても構わない。ただし、絶縁確保等の理由により、本実施形態のように構成するのが好ましい。

外部回路から給電するために形成される電極部１２２、１２３のうち、電極部１２２は正負の一方の極性を有し、電極部１２３は他方の極性を有する。第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１は、３つのＬＥＤ素子１１に対して独立に給電する構成であるために、電極部１２２、１２３は、それぞれ複数の給電用電極から構成されている。すなわち、電極部１２２は、ＬＥＤ素子１１Ｒ用の給電用電極１２２Ｒ、ＬＥＤ素子１１Ｇ用の給電用電極１２２Ｇ、及びＬＥＤ素子１１Ｂ用の給電用電極１２２Ｂから構成される。同様に、電極部１２３は、ＬＥＤ素子１１Ｒ用の給電用電極１２３Ｒ、ＬＥＤ素子１１Ｇ用の給電用電極１２３Ｇ、及びＬＥＤ素子１１Ｂ用の給電用電極１２３Ｂから構成される。

ＬＥＤ素子１１Ｒは、給電用電極１２２Ｒ、１２３Ｒと、例えばＡｕ線、Ａｇ線、Ａｌ線等の金属細線１５によって電気的に接続される。同様に、ＬＥＤ素子１１Ｇは給電用電極１２２Ｇ、１２３Ｇと、ＬＥＤ素子１１Ｂは給電用電極１２２Ｂ、１２３Ｂと、金属細線１５によって電気的に接続される。

プリント基板１２の下面には、図３に示すように、放熱部２２１と電極部２２２、２２３が形成される。放熱部２２１は、詳細には図３に示すように、複数のくぼみ２０が形成される。そして、このくぼみ２０が設けられる部分には、くぼみ２０の形状が反映された貫通孔１６が形成される。貫通孔１６は、図３の紙面に対して垂直な方向に延びるように形成される。貫通孔１６は、その内面に熱伝導性の良い金属膜が形成されたり、熱伝導性の良い部材が充填されたりする。これにより、プリント基板１２の上面に形成される放熱部１２１と、プリント基板１２の下面に形成される放熱部２２１とが、熱伝導性の良い状態で接続されることになる。

なお、くぼみ２０は、ＬＥＤ素子１１で発生した熱の放熱効率を向上するために設けられるもので、場合によっては、くぼみ２０を設けない構成としても構わない。

電極部２２２、２２３は、それぞれ、複数の給電用電極から構成されている。すなわち、電極部２２２は給電用電極２２２Ｒ、２２２Ｇ、２２２Ｂから、電極部２２３は、給電用電極２２３Ｒ、２２３Ｇ、２２３Ｂから構成されている。

プリント基板１２の上面に形成される給電用電極１２２Ｒ、１２２Ｇ、１２２Ｂ、１２３Ｒ、１２３Ｇ、１２３Ｂのそれぞれの下方においては、プリント基板１２を貫通する貫通孔１７（図３参照）が１つずつ形成される。この貫通孔１７は、その内面に金属膜が形成されたり、導電性の部材が充填されたりする。そして、この貫通孔１７を利用して、給電用電極１２２Ｒと給電用電極２２２Ｒとが、給電用電極１２２Ｇと給電用電極２２２Ｇとが、給電用電極１２２Ｂと給電用電極２２２Ｂとが、給電用電極１２３Ｒと給電用電極２２３Ｒとが、給電用電極１２３Ｇと給電用電極２２３Ｇとが、給電用電極１２３Ｂと給電用電極２２３Ｂとが、電気的に接続された状態となっている。

プリント基板１２の下面に形成される給電用電極２２２Ｒ、２２２Ｇ、２２２Ｂ、２２３Ｒ、２２３Ｇ、２２３Ｂは、図３に示すように、端子部分を除いて絶縁膜２１（クロスハッチングを施した部分に絶縁膜２１は形成されている）で被われている。一方、プリント基板１２の下面に形成される放熱部２２１は、絶縁膜２１で被われることなく、全てが露出されている。なお、放熱部２１についても、その一部を絶縁膜２１で被うことも可能である。しかし、放熱性を高めるために、本実施形態のように放熱部２２１は絶縁膜２１で被わないのが好ましい。

放熱部１２１、２２１及び電極部１２２、１２３、２２２、２２３は、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌ、などの導電性及び熱伝導性のよい金属や合金を用いて形成される。また、放熱部１２１、２２１及び電極部１２２、１２３、２２２、２２３の表面には、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｓｎメッキやこれらを複数積層させたメッキを行うのが好ましい。

枠体１３は、熱伝導性の良い材料であるＡｌ（アルミニウム）によって一体的に形成され、その底面の一部が放熱部１２１に接触した状態となっている。なお、本実施形態においては、枠体１３を一体的に形成しているが、これに限らず、複数のブロックからなる構成等としても構わない。また、本実施形態においては、枠体１３の表面は、腐食防止効果等を狙ってアルマイト処理が施されている。更に、枠体１３と放熱部１２１との接触は、単に枠体１３が放熱部１２１に搭載されることによる接触でもよいし、枠体１３と放熱部１２１とが溶接等によって接合された状態による接触でもよい。

枠体１３には、図１及び図２に示すように、平面視略円形状の開口１３ａが形成されている。この開口１３ａは、枠体１３の底面から上面に向かって（すなわち、外部に向かって）放射状に拡がる形状となっている。このために、開口１３ａ内に位置し、プリント基板１２の放熱部１２１に搭載される３つのＬＥＤ素子１１から出射された光を反射して、ＬＥＤ素子１１における発光を効率良く外部に取り出すことができる。

本実施形態の枠体１３は、図５に示すように、その底面外周側を加工して凹部１３ｂを形成している。この凹部１３ｂは、製造時における枠体１３の切断によって形成されるバリ等が原因となって、枠体１３とプリント基板１２に形成されるパターンとがショートすることを防止することを狙ったものである。

なお、枠体１３を構成する熱伝導性の良い材料としては、本実施形態においてはＡｌを用いる構成としたが、この構成に限定される趣旨ではない。すなわち、例えば、Ａｌ以外の金属材料を用いてもよく、Ａｌ合金、Ｍｇ等を用いることもできる。また、金属材料以外でもよく、例えば、樹脂表面やセラミック材料表面を金属材料で被覆した部材や、複数の金属材料やセラミック材料を樹脂や金属などの接着材料で連結した部材、樹脂に金属を分散させた部材なども用いることができる。前記枠体は、ＬＥＤ素子の放熱が少ない場合などのように放熱性よりも枠としての機能が重視される場合は、上記のように金属に比べて放熱性が劣る樹脂やセラミックなどの一般的な枠体を利用することも可能である。

封止用樹脂１４は、透明樹脂で構成され、枠体１３の開口１３ａ内に注入されて、ＬＥＤ素子１１と金属細線１５とが空気や水分等と接触しないように封止するとともに、枠体１３をプリント基板１２に固定する役割も担う。

封止用樹脂１４は、プリント基板１２と枠体１３とが向かい合う部分において存在する非接触部に入り込んだ状態となっている。上述のように、枠体１３は、その底面の一部がプリント基板１２の放熱部１２１に接触した状態で搭載される。しかし、枠体１３の外周側には凹部１３ｂが形成され、更には、放熱部１２１がプリント基板１２の外周まで広がっていない構成（図４参照）であるために、枠体１３とプリント基板１２との間に空隙部分が形成される。すなわち、プリント基板１２と枠体１３とが向かい合う部分においては、接触部と非接触部が存在した状態となっている。そして、本実施形態においては、封止用樹脂１４は、このような非接触部に入り込むように形成されている。この点については、表面実装型ＬＥＤ１の製造工程を説明する部分でも再度説明する。

本実施形態においては、封止用樹脂１４としてシリコーン樹脂を使用している。ただし、本実施形態の構成に限定される趣旨ではなく、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂とエポキシ樹脂とのハイブリッド樹脂等の透明樹脂材料で形成しても構わない。長時間の使用に対して光量低下を起こし難くくすること等を考慮すると、本実施形態にようにシリコーン樹脂を用いるのが好ましい。

次に、図６を参照しながら、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１の製造方法の一例について説明する。図６は、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１の製造方法を示す工程図である。なお、図６は、複数の表面実装型ＬＥＤ１を製造する場合の製造例で、最終的に製造された表面実装型ＬＥＤ１が図２のＹ方向に沿って切った断面となるように、その図を描いている。

図６（ａ）の工程について説明する。上述の放熱部１２１、２２１や電極部１２２、１２３、２２２、２２３が複数形成されたプリント基板集合体１２ＧＲが準備される。プリント基板集合体１２ＧＲの形成にあたっては、穴開け加工やフォトレジスト材料を用いてのパターンニング等、公知の方法を用いればよく、その工程の詳細な説明は省略する。

準備されたプリント基板集合体１２ＧＲの所定の位置に、ＬＥＤ素子１１が搭載される。ＬＥＤ素子１１は、シリコーン樹脂によってプリント基板集合体１２ＧＲに接合される。プリント基板集合体１２ＧＲに接合されたＬＥＤ素子１１は、ワイヤボンディング方式によって、電極部１２２、１２３に接続される。

なお、ＬＥＤ素子１１と金属リードフレーム集合体１２ＧＲとの接合には、本実施形態では、シリコーン樹脂を用いる構成としたが、上述のように封止用樹脂１４と同じ素材であれば良く、例えばエポキシ樹脂やエポキシ樹脂とシリコーン樹脂とのハイブリッド樹脂等を用いることも可能である。

図６（ｂ）の工程について説明する。アルミニウム製の薄板に上下に貫通した複数のすり鉢状の開口１３ａが形成される。なお、開口１３ａはエッチング、ドリル加工、プレス加工等によって形成される。また、プリント基板集合体１２ＧＲと向かい合う面に、上述のショート防止用の凹部１３ｂとなるくぼみ２２が複数形成される。このくぼみ２２の形成は、エッチングやプレス加工等によって行われる。

複数の開口１３ａ及びくぼみ２２が形成された枠体集合体１３ＧＲは、アルマイト処理が行われる。その後、枠体集合体１３ＧＲは、３つの発光素子１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂが開口１３ａの所定の位置となるように位置合わせされて、プリント基板集合体１２ＧＲ上に載置される。枠体集合体１３ＧＲをプリント基板集合体１２ＧＲに載置すると、治具を用いて、枠体集合体１３ＧＲがプリント基板集合体１２ＧＲに対して動かないように固定する。

なお、治具を用いる代わりに、作業性を確保したり、熱的接続を高精度に確保したりする狙いで、溶接や機械的な方法でプリント基板集合体１２ＧＲと枠体集合体１３ＧＲとを接続固定してもよい。

図６（ｃ）の工程について説明する。この工程では、シリコーン樹脂からなる封止用樹脂１４が、枠体集合体１３ＧＲの開口１３ａから注入される。そして、封止用樹脂１４が注入されると、真空脱泡（真空状態での脱泡）が行われる。この真空脱泡により封止用樹脂１４は、枠体集合体１３ＧＲの底面と、プリント基板集合体１２ＧＲに形成される放熱部１２１（複数ある）と、の間に存在する隙間（この隙間は、接触面が有する凹凸や枠体集合体１３ＧＲ載置時に発生する歪み等が原因となってできるものである）を経由して、くぼみ２２へと至る。すなわち、プリント基板集合体１２ＧＲと枠体集合体１３ＧＲとが向かい合う部分に存在する非接触部に封止用樹脂１４が入り込んだ状態となる。なお、真空脱泡が終了すると、封止用樹脂１４を硬化するために硬化処理が行われる。

図６（ｄ）の工程について説明する。この工程は、図６（ｃ）で得られた製造物を、個々の表面実装型ＬＥＤ１に分割する工程である。すなわち、図６（ｃ）で得られた製造物から所定サイズの表面実装型ＬＥＤ１が得られるように、例えばダイシングソーを用いてプリント基板集合体１２ＧＲ及び枠体集合体１３ＧＲを切断する。

以上のように製造される表面実装型ＬＥＤ１は、図示しない実装基板に実装して使用する。この際、実装基板に形成される端子部分に、電極部２２２、２２３の端子部分を、半田等の導電性材料で接合して実装することになる。また、放熱部２２１は、実装基板に形成されるヒートシンク部に半田等によって接合される。

第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１においては、ＬＥＤ素子１１が搭載される放熱部１２１は、貫通孔１６を介して放熱部２２１と放熱効率の向上を図った状態で接続されている。このために、表面実装型ＬＥＤ１を別のプリント基板に実装して使用する場合、ＬＥＤ素子１１における発熱を、別のプリント基板に効率良く放熱できる。また、ＬＥＤ素子１１が搭載される放熱部１２１は、熱伝導性に優れる枠体１３と接触している。このため、ＬＥＤ素子１１における発熱を、枠体１３にも放熱しやすい。すなわち、表面実装型ＬＥＤ１は、ＬＥＤ素子１１で生じる熱を高効率で放熱できる。このために、ＬＥＤ素子１１の温度上昇による発光効率の低下を抑制して、電流量に比例した高い発光光度を得ることが可能となる。

また、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１は、プリント基板１２と枠体１３とが向かい合う部分においては、接触部と非接触部が存在し、非接触部に封止用樹脂１４が入り込んだ構成となっている。この場合、封止用樹脂１４を枠体１３の開口１３ａに注入することで、ＬＥＤ素子１１の封止のみならず、枠体１３のプリント基板１２に対する固定と非接触部への樹脂の注入も行える。このために、プリント基板と枠体とを接着剤で接着した後に封止用樹脂を注入する従来の構成に比べ、製造工程を簡略化することが可能となる。

また、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１においては、ＬＥＤ素子１１を封止するために注入される樹脂と、枠体１３をプリント基板１２に固定する樹脂と、が同一素材のために硬化阻害（異なる素材の樹脂が接することによって生じる場合がある）を防止でき、封止用樹脂１４の剥がれを抑制できる。また、封止用樹脂１４の注入と、枠体１３をプリント基板１２に固定する工程とを同時に行えるために、従来の構成で見られた硬化時期のずれに伴う樹脂剥がれも抑制できる。

なお、ＬＥＤ素子１１とプリント基板１２との接合は、封止用樹脂１４の注入時とは異なるタイミングで行われる。この場合、ＬＥＤ素子１１とプリント基板１２とを接着する接着層と封止用樹脂１４とが接触する部分において、接合が不十分となる。しかしながら、ＬＥＤ素子１１のサイズが非常に小さい（例えば、プリント基板１２のサイズの１/１０程度）。このために、この接合が不十分となる部分の影響は、ほとんど樹脂剥がれの問題を起こさない。したがって、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１は、樹脂剥がれを引き起こし難い。

以上に示した第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１の場合、図６（ｃ）に示す工程でくぼみ２２を封止用樹脂１４で完全に満たすのは容易ではない。その点が改善される第２及び第３実施形態について、以下説明する。
（第２実施形態）
図７は、第２実施形態の表面実装型ＬＥＤの構成を示す概略平面図である。図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ位置で切断した概略断面図である。図７及び図８を参照しながら第２実施形態の表面実装型ＬＥＤ２について説明する。なお、説明にあたって、第１実施形態の構成と同様の部分については同一の符号を付し、特に説明の必要がない場合は、その説明を省略する。この点、以下に説明する第３実施形態の場合も同様である。

第２実施形態の表面実装型ＬＥＤ２は、放熱部１２１の構成が第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１の場合（図４参照）と異なる。すなわち、放熱部１２１に４つの溝３１が設けられた構成となっており、この点で第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１の構成と異なる。溝３１は、プリント基板１２上に枠体１３を載置した状態で、その一方の端部が開口１３ａ内に位置するように形成される。そして、溝３１の他方の端部は、図８に示すようにプリント基板１２の外周側であって封止用樹脂１４が注入される部分１２ａ（図４参照）と繋がった状態となっている。

このために、図６（ｃ）の工程で開口１３ａから注入された封止用樹脂１４は、溝３１を流路としてくぼみ２２まで流れ易くなる。このために、第２実施形態の表面実装型ＬＥＤ２においては、非接触部を封止用樹脂１４で充填された状態としやすい。

なお、第２実施形態の表面実装型ＬＥＤ２においては、溝３１を４つ設ける構成としたが、この構成に限定される趣旨ではなく、その数は適宜変更可能である。また、溝３１を設ける位置についても適宜変更して構わない。更に、第２実施形態の表面実装型ＬＥＤ２においては、溝３１を形成して封止用樹脂１４を流れ易くする流路を設ける構成としたが、これに限定される趣旨ではない。すなわち、例えば溝３１の代わりに孔を設ける構成等としても構わない。
（第３実施形態）
図９は、第３実施形態の表面実装型ＬＥＤが備える枠体を下面側から見た場合の概略平面図である。図１０は、図９に示す枠体の側面図である。図１１は、第３実施形態の表面実装型ＬＥＤの概略断面図である。なお、図１１の断面図は、図２のＸＩ−ＸＩ位置と同じ位置で切断した断面図に相当する。

第３実施形態の表面実装型ＬＥＤ３は、枠体１３の構成が第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１の場合と異なる。すなわち、枠体１３に４つの溝３２が設けられた構成となっており、この点で第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１の場合と異なる。溝３２は、枠体１３の中央側に形成される開口１３ａから枠体１３の外周側に形成される凹部１３ｂまで延びた状態となっている。

このために、図６（ｃ）の工程で開口１３ａから注入された封止用樹脂１４は、溝３２を流路としてくぼみ２２まで流れ易くなる。このために、第３実施形態の表面実装型ＬＥＤ３においては、非接触部を封止用樹脂１４で充填された状態としやすい。

なお、第３実施形態の表面実装型ＬＥＤ３においては、溝３２を４つ設ける構成としたが、この構成に限定される趣旨ではなく、その数は適宜変更可能である。また、溝３２を設ける位置についても適宜変更して構わない。更に、第３実施形態の表面実装型ＬＥＤ３においては、溝３２を形成して封止用樹脂１４を流れ易くする流路を設ける構成としたが、これに限定される趣旨ではない。すなわち、例えば溝３２の代わりに枠体１３に孔を設ける構成等としても構わない。
（その他）
以上に示した３つの実施形態は本発明の例示にすぎず、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、以上に示した実施形態においては、枠体１３の外周側にショート防止用の凹部を設ける構成としたが、この構成に限定される趣旨ではなく、ショート防止用の凹部を設けない構成に対しても本発明は適用可能である。

また、以上に示した第２及び第３実施形態においては、封止用樹脂１４を流れ易くするための流路をプリント基板１２或いは枠体１３のいずれか一方に形成する構成とした。しかし、この構成に限定される趣旨ではなく、プリント基板１２と枠体１３との両方に、封止用樹脂を流れ易くするための流路を形成する構成としても構わない。

また、以上に示した実施形態においては、表面実装型ＬＥＤは３つのＬＥＤ素子１１を有する構成とした。しかし、この構成に限定される趣旨ではなく、ＬＥＤ素子の数は１つでも、２つでも、更には４つ以上でも本発明は適用可能である。また、ＬＥＤ素子が発光する色についても適宜変更可能である。更に、例えば、ＬＥＤ素子について青色を発光するものとし、封止用樹脂に蛍光体（例えばＹＡＧ）を含有させることによって、白色を発光するような構成とする場合にも、勿論本発明は適用可能である。

また、以上に示した実施形態においては、ＬＥＤ素子１１と電極部１２２、１２３とを電気的に接続する際に、金属細線１５を用いてワイヤボンディング方式よって接続する構成とした。しかし、これに限定されず、例えば、ＬＥＤ素子と電極部との電気的な接続を、フリップチップ等のワイヤレスボンディング方式による構成としても構わない。

また、以上に示した実施形態においては、発光素子がＬＥＤ素子である場合を示したが、これに限定される趣旨ではなく、他の発光素子の場合も本発明は適用可能である。

その他、プリント基板、枠体、給電用電極、及び放熱部の形状について、以上に示した実施形態に限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であるのは当然である。

本発明は、例えば、スイッチ内照明、ＬＥＤディスプレイ、バックライト光源、光プリンターヘッド、カメラフラッシュ等の光源として用いられる表面実装型ＬＥＤに好適に利用できる。

は、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤの構成を示す概略斜視図である。 は、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤを上から見た場合の概略平面図である。 は、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤを下から見た場合の概略平面図である。 は、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤが備えるプリント基板の構成を示す概略斜視図である。 は、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤが備える枠体の構成を示す側面図である は、第１実施形態の表面実装型ＬＥＤ１の製造方法を示す工程図である。 は、第２実施形態の表面実装型ＬＥＤの構成を示す概略平面図である。 は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ位置で切断した概略断面図である。 は、第３実施形態の表面実装型ＬＥＤが備える枠体を下面側から見た場合の概略平面図である。 は、図９に示す枠体の側面図である。 は、第３実施形態の表面実装型ＬＥＤの概略断面図である。 は、発光素子を搭載する従来の電子部品の構成を示す概略断面図である。

符号の説明

１、２、３ 表面実装型ＬＥＤ（電子部品）
１１ ＬＥＤ素子（発光素子）
１２ プリント基板
１３ 枠体
１３ａ 開口
１３ｂ 凹部
１４ 封止用樹脂
３１、３２ 溝（流路）
１２ＧＲ プリント基板集合体
１３ＧＲ 枠体集合体

Claims (9)

1. 発光素子と、
   前記発光素子が搭載されるプリント基板と、
   前記発光素子が開口内に位置するように前記プリント基板に載置される放熱用の枠体と、
   前記枠体の開口に入れられて前記発光素子を封止する封止用樹脂と、を備える電子部品であって、
   前記プリント基板と前記枠体とが向かい合う部分においては、前記プリント基板と前記枠体とが接触する接触部と、前記プリント基板と前記枠体とが非接触である非接触部と、が存在し、
   前記非接触部には、前記封止用樹脂が入り込んでいることを特徴とする電子部品。
2. 前記プリント基板及び前記枠体のうちの少なくとも一方には、前記封止用樹脂を前記非接触部に流れ易くするための流路が形成されることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
3. 前記非接触部には、前記枠体に形成される凹部と前記プリント基板との間にできる空隙部分が含まれることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品。
4. 前記封止用樹脂は、シリコーン樹脂からなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電子部品。
5. 前記枠体は、熱伝導性の良い金属で形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電子部品。
6. 前記枠体の開口は、外部に向かって放射状に拡がる形状であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電子部品。
7. 前記発光素子は、発光ダイオード素子であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電子部品。
8. 発光素子を搭載するためのプリント基板を形成する工程と、
   放熱用の枠体を形成する工程と、
   前記プリント基板に前記発光素子を接合する工程と、
   前記プリント基板の前記発光素子が接合された面に、前記枠体を載置する工程と、
   前記プリント基板に載置された前記枠体の開口に樹脂を注入する工程と、
   前記樹脂の注入後に真空状態で脱泡する工程と、
   前記脱泡後に樹脂を硬化する工程と、
   を具備することを特徴とする電子部品の製造方法。
9. 発光素子を搭載するためのプリント基板が複数集合したプリント基板集合体を形成する工程と、
   放熱用の枠体が複数集合した枠体集合体を形成する工程と、
   前記プリント基板集合体に前記発光素子を接合する工程と、
   前記プリント基板集合体の前記発光素子が接合された面に、前記枠体集合体を載置する工程と、
   前記プリント基板集合体に載置された前記枠体集合体の開口に樹脂を注入する工程と、
   前記樹脂の注入後に真空状態で脱泡する工程と、
   前記脱泡後に樹脂を硬化する工程と、
   前記プリント基板集合体及び前記枠体集合体を切断して複数の電子部品とする工程と、
   を具備することを特徴とする電子部品の製造方法。

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