JP4414185B2 - Light emitting diode and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
この発明は発光ダイオード(LED)及びその製造方法に係り、特に、ガラス管の開口部を溶融封止して形成した気密容器内にLEDチップを封入して成る発光ダイオードとその製造方法に関する。 The present invention relates to a light emitting diode (LED) and a method for manufacturing the same, and more particularly to a light emitting diode in which an LED chip is sealed in an airtight container formed by melting and sealing an opening of a glass tube and a method for manufacturing the same.
この種発光ダイオードとして、本出願人である岡谷電機産業株式会社は、先に、特願2002−227803号を提案した。
図8に示すように、この発光ダイオード70は、LEDチップ搭載用の第1のリードフレーム72の先端部72aに、その底面から上方に向かって孔径が徐々に拡大する略漏斗形状の凹部を設けると共に該凹部内面を反射面と成してリフレクタ74を形成し、該リフレクタ74の底面上にLEDチップ76をAgペースト等を介してダイボンドにより接続固定し、以て、上記第1のリードフレーム72と、LEDチップ76底面の一方の電極(図示せず)とを電気的に接続している。また、第2のリードフレーム78の先端部78aと、上記LEDチップ76上面の他方の電極(図示せず)とをボンディングワイヤ80を介して電気的に接続して成る。
As this kind of light emitting diode, Okaya Electric Industrial Co., Ltd., the present applicant, previously proposed Japanese Patent Application No. 2002-227803.
As shown in FIG. 8, the
図8において、82は、先端に略半球面を有すると共に、下端に開口部を有する略ドーム状の透光性を備えたガラス管の開口部を封止して形成した気密容器であり、該ガラス製の気密容器82内に、上記LEDチップ76、第1のリードフレーム72の先端部72a及び端子部72bの上端、第2のリードフレーム78の先端部78a及び端子部78bの上端が封入されている。
また、上記第1のリードフレーム72の端子部72b及び第2のリードフレーム78の端子部78bの下端は、上記気密容器82の封止部82aを貫通して外部へと導出されている。
In FIG. 8, 82 is an airtight container formed by sealing the opening of a glass tube having a substantially dome-like translucency having a substantially hemispherical surface at the tip and an opening at the bottom, A glass
Further, the lower ends of the
而して、上記第1のリードフレーム72及び第2のリードフレーム78を介してLEDチップ76に電圧が印加されると、LEDチップ76が発光して光が放射され、放射された光は、気密容器82を透過し、外部へ放射されるようになっている。
上記LED70にあっては、ガラス製の気密容器82内にLEDチップ76を封入しているので、空気中の水分が、ガラス製の気密容器82表面から浸透してLED70内部へ浸入することがなく、耐湿性に優れている。
Thus, when a voltage is applied to the
In the
上記LED70は、以下の方法により製造される。
先ず、第1のリードフレーム72の先端部72aに形成したリフレクタ74の底面上に、LEDチップ76をAgペースト等を介してダイボンドした後、ボンディングワイヤ80を介して第2のリードフレーム78の先端部78aとLEDチップ76とを接続する。
次に、第1のリードフレーム72及び第2のリードフレーム78の端子部72b,78b中途部に溶融したガラスを付着させてガラスビーズ83を形成する(図9参照)。この結果、第1のリードフレーム72の端子部72bと第2のリードフレーム78の端子部78bとが、ガラスビーズ83によって結束される。
The
First, the
Next, a
次に、図9に示すように、先端に略半球面を有すると共に、下端に開口部を有し、上記気密容器82の元となるガラス管84内に、上記ガラスビーズ83を形成した第1のリードフレーム72及び第2のリードフレーム78を開口部から挿入する。
次に、図9に示すように、ガラス管84表面におけるガラスビーズ83に対応する部分をバーナ86で加熱溶融させ、ガラス管84とガラスビーズ83とを融着させる。この結果、ガラス管84の開口部が気密に封止され、上記気密容器84が形成される。
最後に、ガラス管84、第1のリードフレーム72及び第2のリードフレーム78の端子部72b,78bの余計な部分を切除すれば、上記LED70が完成する。
Next, as shown in FIG. 9, the
Next, as shown in FIG. 9, the portion corresponding to the
Finally, if the unnecessary portions of the
ところで、上記LEDチップ76の耐熱温度は約280℃〜350℃程度であり、約280℃〜350℃以上の温度で数秒〜数分間以上加熱されるとLEDチップ76は熱劣化を生じる可能性が非常に高い。
しかしながら、上記LED70の製造工程において、ガラス管84とガラスビーズ83とを融着させて気密容器82を形成する際の加熱温度は約800℃〜1000℃程度であるため、加熱時間、その他の製造条件の設定如何によっては、第1のリードフレーム72を通じて高熱がLEDチップ76に直接的に伝導し、LEDチップ76の熱劣化を生じることがあった。
By the way, the heat-resistant temperature of the
However, since the heating temperature when forming the
この発明は、従来の上記問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、ガラス管の開口部を溶融封止して気密容器を形成する際の高熱によるLEDチップの熱劣化の発生を防止できる発光ダイオードと、該発光ダイオードの製造方法を実現することにある。 The present invention has been devised in view of the above-described problems of the related art, and the object of the present invention is to provide an LED chip with high heat when an airtight container is formed by melting and sealing an opening of a glass tube. The object is to realize a light emitting diode capable of preventing the occurrence of thermal degradation and a method for manufacturing the light emitting diode.
上記の目的を達成するため、本発明に係る発光ダイオードは、セラミック又はガラスより成る基板上にLEDチップを配置すると共に、該LEDチップとリード端子とを電気的に接続し、さらに、上記LEDチップ、基板、及びリード端子の上端を、ガラス管の開口部を溶融封止して形成した気密容器内に封入したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a light emitting diode according to the present invention has an LED chip disposed on a substrate made of ceramic or glass , and electrically connects the LED chip and a lead terminal. The upper ends of the substrate and the lead terminal are sealed in an airtight container formed by melting and sealing the opening of the glass tube.
また、本発明に係る発光ダイオードの製造方法は、セラミック又はガラスより成る基板上にLEDチップを配置する工程と、上記LEDチップとリード端子とを電気的に接続する工程と、上記LEDチップ、基板、及びリード端子の上端を、開口部を有するガラス管内に配置した後、ガラス管の開口部を溶融封止して気密容器を形成する工程とを少なくとも備えていることを特徴とする。 The method of manufacturing a light emitting diode according to the present invention includes a step of arranging an LED chip on a substrate made of ceramic or glass, a step of electrically connecting the LED chip and a lead terminal, and the LED chip and the substrate. And the step of disposing the upper end of the lead terminal in a glass tube having an opening and then melting and sealing the opening of the glass tube to form an airtight container.
本発明の発光ダイオードにあっては、LEDチップをセラミック又はガラスより成る基板上に配置したので、ガラス管の開口部を溶融封止して気密容器を形成する際の高熱が、リード端子を通じてLEDチップに直接的に伝導することが防止され、その結果、LEDチップの熱劣化の発生を防止することができる In the light emitting diode of the present invention, since the LED chip is disposed on the substrate made of ceramic or glass , the high heat generated when the hermetic container is formed by melting and sealing the opening of the glass tube causes the LED to pass through the lead terminal. Direct conduction to the chip is prevented, and as a result, the occurrence of thermal degradation of the LED chip can be prevented.
以下、図面に基づき、本発明に係るLEDの実施形態を説明する。
図1及び図2は、それぞれ本発明に係るLED10を示す概略断面図、概略平面図であり、このLED10は、熱伝導率の小さいセラミックやガラス等の絶縁性材料より成る略円盤状の基板12を備えており、該基板12に形成した一対の孔14a,14bに、第1のリード端子16、第2のリード端子18を挿通して成る。
上記基板12表面には、相互に絶縁された第1の導体パターン20、第2の導体パターン22が形成されている。これら導体パターン20,22は、金等の導電材料を印刷、メッキ等することにより形成される。
また、上記第1のリード端子16、第2のリード端子18の先端部16a,18aを、上記孔14a,14bから若干突出させると共に略直角方向へ折り曲げ、加重・加熱することにより、第1のリード端子16の先端部16aを第1の導体パターン20に接続し、第2のリード端子18の先端部18aを第2の導体パターン22に接続している。
Hereinafter, embodiments of the LED according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIGS. 1 and 2 are a schematic sectional view and a schematic plan view, respectively, showing an
A
Further, the
さらに、上記基板12の略中央位置の第2の導体パターン22上に、LEDチップ24を、共昌ハンダやAgペースト等の導電性ペーストを介してダイボンドすることにより、LEDチップ24底面の一方の電極(図示せず)と第2の導体パターン22とを電気的に接続している。また、LEDチップ24上面の他方の電極(図示せず)と第1の導体パターン20とを、ボンディングワイヤ26を介して電気的に接続している。
この結果、第2の導体パターン22を介して、LEDチップ24底面の一方の電極と第2のリード端子18との電気的接続が実現されると共に、ボンディングワイヤ26及び第1の導体パターン20を介して、LEDチップ24上面の他方の電極と第1のリード端子16との電気的接続が実現される。
上記LEDチップ22は、窒化ガリウム系半導体結晶等で構成されている。また、上記第1のリード端子16及び第2のリード端子18は、金メッキを施したジュメット線で構成されている。
Further, the
As a result, electrical connection between one electrode on the bottom surface of the
The
図1において、28は、ガラス管の開口部を封止して形成した気密容器であり、該ガラス製の気密容器28内に、上記基板12、LEDチップ24、第1のリード端子16の上端、第2のリード端子18の上端が封入されている。また、上記第1のリード端子16の下端16b及び第2のリード端子18の下端18bは、上記気密容器28の封止部28aを貫通して外部へと導出されている。
上記気密容器28の先端は、略半球状のレンズ部30と成されている。
In FIG. 1,
The tip of the
而して、上記LED10にあっては、第1のリード端子16及び第2のリード端子18を介してLEDチップ24に電圧が印加されると、LEDチップ24が発光して所定波長の光が放射され、放射された光は、気密容器28を透過し、外部へ放射されるようになっている。
Thus, in the
次に、上記LED10の製造方法を、図3乃至図7に基づいて説明する。
先ず、基板12に形成された第2の導体パターン22上に、LEDチップ24をAgペースト等の導電性ペーストを介してダイボンドし(図3参照)、その後、ボンディングワイヤ26を介して、LEDチップ24と第1の導体パターン20とを接続する(図示省略)。
Next, a method for manufacturing the
First, the
また、ジュメット線より成る第1のリード端子16及び第2のリード端子18の中途部に溶融したガラスを付着させてガラスビーズ32を形成する(図4)。この結果、第1のリード端子16と第2のリード端子18とが、ガラスビーズ32によって結束される。
その後、第1のリード端子16及び第2のリード端子18の表面に、金メッキを施す。
Further,
Thereafter, gold plating is applied to the surfaces of the
次に、基板12に形成した一対の孔14a,14bに、第1のリード端子16、第2のリード端子18を挿通し(図5)、第1のリード端子16及び第2のリード端子18の先端部16a,18aを、上記孔14a,14bから若干突出させた状態で略直角方向へ折り曲げ、第1のリード端子16の先端部16aと第1の導体パターン20、第2のリード端子18の先端部18aと第2の導体パターン22とを所定温度で熱圧着する。
Next, the
また、図6に示すように、気密容器28の基となる両端が開口した1本の細長いガラス管34を用意し、該ガラス管34の中途部をバーナ36で加熱溶融しつつ、上記略半球状のレンズ部28が形成されるよう肉厚に封じ切る。この結果、先端に略半球状のレンズ部30を有するガラス管34が形成される(図7参照)。
次に、図7に示すように、ガラス管34内に、上記ガラスビーズ32を形成した第1のリード端子16及び第2のリード端子18をガラス管34の下端開口部から挿入し、上記基板12、LEDチップ24、第1のリード端子16及び第2のリード端子18の上端をガラス管34内の所定位置に配置する。
次に、ガラス管34表面におけるガラスビーズ32に対応する部分をバーナ36で加熱溶融させ、ガラス管34とガラスビーズ32とを融着させる。この結果、ガラス管34の開口部が気密に封止され、上記気密容器28が形成される。
最後に、気密容器28より下方のガラス管34を切除すれば、上記LED10が完成する。
Further, as shown in FIG. 6, one
Next, as shown in FIG. 7, the
Next, the portion corresponding to the
Finally, if the
上記した本発明のLED10にあっては、LEDチップ24を熱伝導率の小さい材料より成る基板12上に配置したので、ガラス管34の開口部を溶融封止して気密容器28を形成する際の高熱が、リード端子16,18を通じてLEDチップ24に直接的に伝導することが防止され、その結果、LEDチップ24の熱劣化の発生を防止することができる
In the
尚、上記リード端子16,18に代えて、上下方向に延びる本体部と、略水平に屈曲させると共に扁平状と成した先端部を有する一対のリード端子を用い、該リード端子の本体部を、基板12の側面に沿って配置すると共に、リード端子の先端部を、基板12上の導体パターン20,22に接続するにしても良い。
この場合には、基板12に上記孔14a,14bを形成する必要がなく、リード端子と基板12上の導体パターン20,22との接続が容易とある。
In place of the
In this case, it is not necessary to form the
10 LED
12 基板
14a,14b 孔
16 第1のリード端子
18 第2のリード端子
20 第1の導体パターン
22 第2の導体パターン
24 LEDチップ
28 気密容器
34 ガラス管
10 LED
12 Board
14a, 14b hole
16 First lead terminal
18 Second lead terminal
20 First conductor pattern
22 Second conductor pattern
24 LED chip
28 Airtight container
34 Glass tube
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