発光ダイオードパッケージ及びその製造方法
【課題】ＬＥＤパッケージ及びその製造方法。
【解決手段】平らな基部と上記基部の両側方向及び上方向に延長された延長部を有する熱及び電気伝導体からなる第１リードフレームと、平らな基部及び上記基部の両側方向及び上方向に延長された延長部を有し、上記第１リードフレームより小さい幅で予め定められた間隔で配置された熱及び電気伝導体からなる第２リードフレームと、上記第１及び第２リードフレームの基部の底面を露出させつつ、上記第１及び第２リードフレームの延長部の側部を囲んで上記第１及び第２リードフレームを固定する樹脂からなるパッケージ本体と、上記第１リードフレームの基部の上面に配置され上記第１及び第２リードフレームの基部と電気的に連結されたＬＥＤチップと、上記ＬＥＤチップを封止する透明封止部と、を含む。
【解決手段】平らな基部と上記基部の両側方向及び上方向に延長された延長部を有する熱及び電気伝導体からなる第１リードフレームと、平らな基部及び上記基部の両側方向及び上方向に延長された延長部を有し、上記第１リードフレームより小さい幅で予め定められた間隔で配置された熱及び電気伝導体からなる第２リードフレームと、上記第１及び第２リードフレームの基部の底面を露出させつつ、上記第１及び第２リードフレームの延長部の側部を囲んで上記第１及び第２リードフレームを固定する樹脂からなるパッケージ本体と、上記第１リードフレームの基部の上面に配置され上記第１及び第２リードフレームの基部と電気的に連結されたＬＥＤチップと、上記ＬＥＤチップを封止する透明封止部と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードに関するものであって、より具体的には、優れた放熱効率が達成できる簡単な構成のＬＥＤパッケージ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード、即ちＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）は、電流が与えられると様々な色相の光を発生させるための半導体装置である。ＬＥＤから発生する光の色相は、主にＬＥＤの半導体を構成する化学成分により決まる。このようなＬＥＤは、フィラメントに基づいた発光素子に比べて長い寿命、低い電源、優れた初期駆動特性、高い振動抵抗及び反復的な電源断続に対する高い公差などの様々な長所を有するため、その需要が増加し続けている。
【０００３】
最近ＬＥＤは、照明装置及び大型ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）用バックライト（Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ）装置として採用されている。これらは大きい出力が要されるため、このようなＬＥＤには特に優れた放熱性能を有するパッケージ構造が求められる。
【０００４】
図１及び図２は、従来技術によるＬＥＤパッケージ及び該ＬＥＤパッケージが回路基板に装着された状態を示した図面である。
【０００５】
先ず、図１を参照すると、ＬＥＤパッケージ１は、ＬＥＤチップ２を安着させつつ熱案内手段の役割をする熱伝達部材（ｈｅａｔ ｓｌｕｇ）３を設けている。ＬＥＤチップ２は電源を供給する一対のワイヤ７及び一対の端子８を通じて外部電源（図示省略）から電気の供給を受ける。ＬＥＤチップ２を含み熱伝達部材３の上部は普通のシリコンからなる封止部５により密封され、この封止部５にはレンズ６が覆われる。ハウジング４が熱伝達部材３の周りに普通の成形により形成され熱伝達部材３及び端子８を支持する。
【０００６】
このような図１のＬＥＤパッケージ１は、図２に図示した通り、ヒートシンクである回路基板１０に装着されＬＥＤアセンブリーを構成する。この際、ソルダーのような熱伝導パッド９がＬＥＤパッケージ１の熱伝達部材３と回路基板１０の金属放熱基板（図示省略）との間に介在され、これら間の熱伝導を促進する。また、端子８もソルダー（図示省略）により回路基板の回路パターン（図示省略）と安定的に連結される。
【０００７】
このように、図１と図２に図示されたＬＥＤパッケージ１及びこれを回路基板１０に装着したＬＥＤアセンブリーは、熱を上手く放出すること、即ち放熱に焦点を合わせている。即ちＬＥＤパッケージ１は、ＬＥＤチップ２から発生した熱を吸収して外部へ放出するために、ヒートシンク、即ち熱伝達部材３が熱伝導パッド９を通じてまたは直接回路基板１０の放熱基板に連結される。このようになると、ＬＥＤチップ２から発生した熱は殆どが伝導により熱伝達部材３を経て回路基板１０から抜け出ることになり、少量の熱のみＬＥＤパッケージ１の表面、即ちハウジング４またはレンズ６などを通じて空気中に放出される。
【０００８】
ところが、このような従来技術の放熱構造は、複雑で多数の部品を必要とする。従って、ＬＥＤパッケージの製造は自動化が困難であると共に多くの部品を組み立てるべきであるため、生産時間及び生産原価が高いという短所を有している。
【０００９】
図３は、他の従来技術によるＬＥＤパッケージの断面を示した断面図である。
図３に図示したＬＥＤパッケージは、"ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ ＬＩＧＨＴ−ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ"という名称の特許文献１から提案されたものである。上記のＬＥＤ装置またはＬＥＤパッケージは、表面に回路パターン１３、１６が形成された基板１１の一面にコップ部となる反射フレーム１２を設けた後、コップ部内にＬＥＤチップ１４を装着し、これを回路パターン１３と電気的に連結した構成である。一方、図面符号１５はワイヤ、１７は蛍光体、１８は拡散体で、１９は樹脂である。
【００１０】
このような構成のＬＥＤパッケージは、図１のものと比べて少数の部品を必要とし、比較的単純な構成で製造できるという長所がある。ところが、ＬＥＤチップ１４から発生した熱が図示した熱放出経路Ｈに沿って下部の図示省略した回路基板（図２の１０参考）へ伝達されるため、放熱効率が衰えるという短所がある。
【００１１】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／００５７１４４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、前述の従来技術の問題を解決するために成されたものであって、本発明の目的は、優れた放熱効率が達成できる簡単な構成のＬＥＤパッケージを提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、優れた放熱効率が達成できるＬＥＤパッケージを簡単に製造できる製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述の本発明の目的を達成すべく、本発明は、平らな基部と上記基部の両側方向及び上方向に延長された延長部を有する熱及び電気伝導体からなる第１リードフレームと、平らな基部及び上記基部の両側方向及び上方向に延長された延長部を有し、上記第１リードフレームより小さい幅で予め定められた間隔で配置された熱及び電気伝導体からなる第２リードフレームと、上記第１及び第２リードフレームの基部の底面を露出させつつ上記第１及び第２リードフレームの延長部の側部を囲んで上記第１及び第２リードフレームを固定する樹脂からなるパッケージ本体と、上記第１リードフレームの基部の上面に配置され上記第１及び第２リードフレームの基部と電気的に連結されたＬＥＤチップと、上記ＬＥＤチップを封止する透明封止部と、を含むＬＥＤパッケージを提供することを特徴とする。
【００１５】
本発明のＬＥＤパッケージにおいて、上記延長部の末端は、上記パッケージ本体の側面に位置したことを特徴とする。
【００１６】
本発明のＬＥＤパッケージにおいて、上記第１リードフレームの延長部は、上記パッケージ本体の外に延長され端子を形成することを特徴とする。
【００１７】
本発明のＬＥＤパッケージにおいて、上記パッケージ本体は、上記ＬＥＤチップの周りに凹部を形成する構成で、上記凹部の上端に予め定められた幅で突起が形成されたことを特徴とする。この場合、上記透明封止部は、一部が上記凹部を埋め他の一部が上記突起上に一定曲率で突出することが好ましい。
【００１８】
本発明のＬＥＤパッケージにおいて、上記第１及び第２リードフレームの基部及び上記パッケージ本体の底面は、同一平面を形成することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明のＬＥＤパッケージにおいて、上記第１及び第２リードフレームは、相互に並んで配置されたことを特徴とする。
【００２０】
また、前述の本発明の目的を達成すべく、本発明は、
予め定められた厚さの熱及び電気伝導体からなる板を加工して、平らな基部と上記基部の両側方向へ延長された延長部を有する第１リードフレーム部、及び上記第１リードフレーム部より小さい幅で予め定められた間隔を置いて形成された第２リードフレーム部を有するフレーム構造体を形成する段階と、
上記第１リードフレーム部の基部が上記第１リードフレームの延長部より下に位置するよう上記第１リードフレーム部の延長部を折り曲げ、上記第２リードフレーム部を上記第１リードフレーム部と対応する形態に折り曲げて下に位置した基部と両側へ上方向に延長された延長部を形成する折り曲げ段階と、
上記第１及び第２リードフレームに樹脂を射出成形してパッケージ本体を形成するが、上記第１及び第２リードフレーム部の基部の上面の少なくとも一部と底面とを露出させつつ、上記第１及び第２リードフレーム部の延長部の上記基部から遠い方の領域が上記パッケージ本体の側部の外に延長されるよう上記基部に隣接した領域の側部を囲んで上記第１及び第２リードフレームを固定するパッケージ本体形成段階と、
上記第１リードフレーム部の基部の上面の露出された領域にＬＥＤチップを置いて上記第１及び第２リードフレームと電気的に連結する段階と、
上記ＬＥＤチップを透明封止体により封止する段階と、
上記延長部を切断して上記フレーム構造体から分離されたＬＥＤパッケージを得る段階と、を含むＬＥＤパッケージの製造方法を提供することを特徴とする。
【００２１】
本発明のＬＥＤパッケージの製造方法において、上記パッケージ本体は、上記ＬＥＤチップの周りに凹部を形成する構成で、上記凹部の上端に予め定められた幅で突起が形成されたことを特徴とする。この場合、上記封止段階は、上記透明封止体の一部が上記凹部を埋め他の一部が上記突起上に一定曲率で突出するよう上記透明封止体を吐出すると好ましい。
【００２２】
本発明のＬＥＤパッケージの製造方法において、上記第１及び第２リードフレームの基部及び上記パッケージ本体の底面は、同一平面を形成することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明のＬＥＤパッケージの製造方法において、上記第１及び第２リードフレームは相互に並んで配置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、優れた放熱効率が達成できる簡単な構成のＬＥＤパッケージを提供することが出来る。また、本発明は優れた放熱効率が達成できるＬＥＤパッケージを簡単に製造することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施例を添付の図面を参照に詳しく説明する。
本発明によるＬＥＤパッケージの第１実施例が図４乃至８に図示されている。
【００２６】
本実施例のＬＥＤパッケージ１００は、一対の金属製リードフレーム１１０、１２０とこれらを囲う絶縁性パッケージ本体１３０とを含む。
【００２７】
第１リードフレーム１１０は、平らな基部１１２を含み、この基部１１２の両端から一対の延長部１１４が延長される。基部１１２は、後述するヒートシンクである回路基板（図１０参照）とより広い面積で接触できるよう出来るだけ大きい広さで提供されることが好ましい。延長部１１４は基部１１２より小さい幅で形成され、パッケージ本体１３０に囲まれリードフレーム１１０をパッケージ本体１３０に頑固に固定させる役割をする。勿論、延長部１１４を基部１１２と同一幅で形成することも出来るが、これは例えば、後述のパッケージ本体１３０の強度が充分である場合に好ましい。
【００２８】
第２リードフレーム１２０は、第１リードフレーム１１０と予め定められた間隔を置いて並んで形成され、基部１２２と一対の延長部１２４とを含む。上記基部１２２と延長部１２４は同一幅で形成されるが、これに限られない。
【００２９】
ここで、延長部１１４、１２４は、パッケージ本体１３０の外に突出して図示されたが、これに限られない。延長部１１４、１２４の末端は、パッケージ本体１３０の側面と同一または共通平面にすることが出来る。
【００３０】
第１及び第２リードフレーム１１０、１２０の形態は、図１６を参考するとさらに明確に理解できる。即ち本発明の第１及び第２リードフレーム１１０、１２０は、図１６のフレーム構造体１０２ｂから延長部１１４ｂ、１２４ｂを適切な長さに切断して得た形態である。
【００３１】
パッケージ本体１３０は、リードフレーム１１０、１２０の周りに射出成形され、これらリードフレーム１１０、１２０を囲う。この際、パッケージ本体１３０の上部中央には、リードフレーム１１０、１２０の基部１１２、１２２の中央部分を上方へ露出させる凹部またはコップ部１３２が形成され、このコップ部１３２はＬＥＤチップ１４０の装着空間となる。コップ部１３２の上部には輪状の突起１３４が形成され、この突起１３４は一定幅Ｗ以下に形成される。
【００３２】
パッケージ本体１３０は、第１及び第２リードフレーム１１０、１２０の基部１１２、１２２の底面を露出させるよう形成される。即ち図６のように基部１１２、１２２の底面がパッケージ本体１３０の底面を通じて露出されている。
【００３３】
ＬＥＤチップ１４０は、コップ部１３２内で第１リードフレーム１１０の基部１１２の上面に安着され、ワイヤ１４２により第２リードフレーム１２０の基部１２２に電気的に連結される。
【００３４】
図示したＬＥＤチップ１４０はいわゆる垂直構造ＬＥＤチップである。このようなＬＥＤチップは陽極と陰極が上面と底面に形成され、図面において上面が陽極であれば底面は陰極となり、下部の第１リードフレーム１１０の基部１１２と電気的に連結される。これとは異なって、両側電極が一面に形成されたいわゆる平面構造ＬＥＤチップの場合には、図示していない他のワイヤを用いてＬＥＤチップを第１リードフレームの基部１１２と電気的に連結することが出来る。
【００３５】
このように、ＬＥＤチップ１４０が基部１１２に安着され電気的に連結されると、基部１１２はＬＥＤチップ１４０から発生した熱を後述の回路基板（１６０、図１０と図１１参照）へ伝達する機能と共にＬＥＤチップ１４０に電気を供給する電気連結部の機能も有する。
【００３６】
本発明のＬＥＤパッケージ１００は、図９に図示した透明封止部１５０をさらに含む。封止部１５０は、コップ部１３２の中に樹脂を膨らんだ形態に注いで硬化させることによって得られる。即ち封止部１５０は、ＬＥＤチップ１４０とワイヤ１４２などを封止するだけでなく、ＬＥＤチップ１４０から発生した光が外部へ放出される際にこれを所望の指向角に案内するレンズの機能を行う。
【００３７】
この際、封止部１５０のレンズの機能をする部分の高さｈは、突起１３４の幅Ｗと封止部１５０を構成する樹脂の粘性及びその量によって定められる。例えば、突起１３４の幅Ｗと封止部１５０の粘性と量を調節すると、所望の高さｈを有する封止部１５０を一定曲率で形成することが出来る。
【００３８】
封止部１５０の樹脂は、好ましくは、ゲル形態の透明な弾性体、例えばシリコンからなる。シリコンは黄変のような短波長光による変化が非常に少なく屈折率も高いため、優れた光学的特性を有する。また、エポキシとは異なって硬化作業の後にもゲルや弾性体（ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）状態を維持するため、熱によるストレス、振動及び外部衝撃などからＬＥＤチップ１４０をより安定的に保護することが出来る。透明封止部１５０は、弾性体内に分散された波長変換用の蛍光体及び／または拡散剤などを含むことが出来る。
【００３９】
次いで、図１０と図１１を参照して本発明によるＬＥＤパッケージ１００の放熱動作を説明する。
【００４０】
ＬＥＤパッケージ１００は、図１０と図１１に図示したような回路基板１６０に装着される。図示した回路基板１６０は、金属板１６２とその表面の絶縁膜１６４及び絶縁膜１６４表面の導電パターン１６６からなる。このような回路基板１６０に本発明のＬＥＤパッケージ１００を装着する際、第１及び第２リードフレーム１１０、１２０の基部１１２、１２２が導電パターン１６６と相接するようＬＥＤパッケージ１００を配置し、はんだづけ作業によりこれらを結合させる。このようになると、半田１７０が第１及び第２リードフレーム１１０、１２０の基部１１２、１２２と導電パターン１６６とを相互結合させ、表面実装ＬＥＤパッケージ１００が回路基板１６０に装着される。ここで、リードフレームの基部１１２、１２２は、導電パターン１６６を通じて（図示していない）外部電源と連結されることにより、ＬＥＤチップ１４０に電源を伝達することになる。
【００４１】
この状態で電圧が印加されＬＥＤチップ１４０が動作すると、光と共に熱が発生する。図１０を参照した際、発生した熱Ｈは、下部のリードフレームの基部１１２を通じて金属板１６２から放出される。このような熱放出経路は、図２と図３の従来技術と比べた際、その距離が短いため放熱効率が増加することが分かる。
【００４２】
一方、図１１を参照すると、ＬＥＤチップ１４０から発生した熱はリードフレームの基部１１２を通じて拡散及び放出される。先ず、一部熱Ｈ１は直下方へ流れ回路基板１６０に伝達され、一部熱Ｈ２は基部１１２に沿って広がった後に回路基板１６０へ伝達される。一方、また異なる熱Ｈ３は基部１１２に沿って広がりながら延長部１１４側へ伝達される。このように、基部１１２が広い面積で形成されるため、ＬＥＤチップ１４０に発生した熱は広い面積を通じて回路基板１６０へ伝達される。また、延長部１１４により、熱の拡散効率が増加することが分かる。
【００４３】
図１２に図示したＬＥＤパッケージ１００−１は、図１０と図１１の封止部１５０を封止部１５０−１及びレンズ１５４に代えたことを除いては図１０と図１１の構成と同一である。レンズ１５４は、様々な透明材料で構成され、ＬＥＤチップ１４０から発生した光が外部へ放出される時、これを所望の指向角に案内するよう構成される。図１２において、レンズ１５４は、別体で製造された後、接着層１５２により封止部１５０−１と突起１３４に取り付けられた。これとは異なって、転写成形（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｏｌｄｉｎｇ）などにより封止部１５０−１と突起１３４の上面とにレンズを形成することも出来る。
【００４４】
図１３は、本発明によるＬＥＤパッケージの他の実施例を図７に該当する断面に示した図面である。本実施例のＬＥＤパッケージ１００−２は、第１及び第２リードフレーム１１０−２、１２０−２の基部１１２−２、１２２−２の底面の両側が面取りされ、斜面１１３、１２３を形成したことを除いては前述のＬＥＤパッケージ１００、１００−１と同一構成である。
【００４５】
このような斜面１１３、１２３は、外部の異物、水分がチップ１４０まで浸透する経路を長くて複雑にする。また、斜面１１３、１２３をパッケージ本体１３０の樹脂が覆うことにより、リードフレームの基部１１２−２、１２２−２とパッケージ本体１３０との間の結合力と機密性が改善される。
【００４６】
一方、斜面１１３、１２３は必要に応じて第１及び第２リードフレーム１１０−２、１２０−２の基部１１２−２、１２２−２の一側部分、例えばＬＥＤチップ１４０に隣接した側のみ形成することも出来る。
【００４７】
図１４は、本発明によるＬＥＤパッケージのまた異なる実施例を図７に該当する断面に示した図面である。本実施例のＬＥＤパッケージ１００−３は、第１及び第２リードフレーム１１０−３、１２０−３の基部１１２−３、１２２−３の底面両側に段差１１５、１２５が形成されたことを除いては前述のＬＥＤパッケージ１００、１００−１、１００−２と同一構成である。
【００４８】
このような段差１１５、１２５は、図１３の斜面１１３、１２３と同様に外部の異物、水分がチップ１４０まで浸透する経路を長くて複雑にする。また、段差１１５、１２５をパッケージ本体１３０の樹脂が覆うことにより、リードフレームの基部１１２−３、１２２−３とパッケージ本体１３０との間の結合力と機密性が改善される。
【００４９】
一方、段差１１５、１２５は必要に応じて第１及び第２リードフレーム１１０−３、１２０−３の基部１１２−３、１２２−３の一側部分、例えばＬＥＤチップ１４０に隣接した側のみ形成することも出来る。
【００５０】
以下、図１５乃至図１９を参照に本発明によるＬＥＤパッケージ１００の製造方法を段階的に説明する。
【００５１】
先ず、予め定められた厚さの金属板または板金を用意してこれをパンチングまたはブランキングを通じて、図１５に図示した形態のフレーム構造体１０２ａを得る。このフレーム構造体１０２ａは、周りの部分１０４とこの周りの部分１０４の内側に形成された第１リードフレーム部１１０ａ及び第２リードフレーム部１２０ａとを含む。後述の後続作業を行うと、第１リードフレーム部１１０ａは前述の第１リードフレーム１１０となり、第２リードフレーム部１２０ａは前述の第２リードフレーム１２０となる。
【００５２】
第１リードフレーム部１１０ａは、相対的に広い面積の基部１１２及びこの基部１１２の両端から、周りの部分１０４に連結された一対の延長部１１４ａからなる。第２リードフレーム部１２０ａは、第１リードフレーム部１１０ａと予め定められた間隔で形成され、狭いストリップ形態からなり両端が周りの部分１０４に連結されている。
【００５３】
また、フレーム構造体１０２ａの角には孔Ｈが形成されている。孔Ｈはフレーム構造体１０２ａを固定したり案内する役割をする。
【００５４】
このような図１５のフレーム構造体１０２ａをプレスなどを通じて折り曲げ成形し図１６に図示したようなフレーム構造体１０２ｂを得る。
【００５５】
その結果、第１リードフレーム部１１０ｂの延長部１１４ｂは、折り曲げられるが、これは図８に図示した形態と同一である。但し、図１６段階の延長部１１４ｂは依然としてフレーム構造体１０２ｂに連結されている反面、図８の延長部１１４はそれから分離された形態である。
【００５６】
また、第２リードフレーム部１２０ｂは、両端部が折り曲げられ中間の基部１２２とその両側の延長部１２４ｂとを形成することになる。
【００５７】
次いで、図１７に図示したようにフレーム構造体１０２ｂを金型Ｍに装着し、金型Ｍの中に樹脂を射出して、図１８に図示した形態のパッケージ本体１３０を形成する。このパッケージ本体１３０の形態は、図４乃至図８に図示したものと同一である。
【００５８】
続いて、パッケージ本体１３０の凹部１３２の中の第１リードフレーム部１１０ｂの基部１１２にＬＥＤチップ１４０を載せて電気的に連結し、第２リードフレーム部１２０ｂの基部１２２とはワイヤ１４２で電気的に連結する。ＬＥＤチップ１４０は、垂直構造で図示したが平面構造であることも出来る。この場合、ＬＥＤチップはワイヤにより第１リードフレーム部１１０ｂの基部１１２に電気的に連結される。
【００５９】
その後、凹部１３２に樹脂を膨らんだ形態に注いで硬化させ、例えば図９に図示した封止部１５０を得た後、延長部１１４ｂ、１２４ｂを切断線ＬＴに沿って切断してＬＥＤパッケージ１００を完成する。勿論、切断作業を先に行った後に封止部１５０形成作業を行うことも出来る。
【００６０】
このように図１５乃至１９を参照に説明したＬＥＤパッケージの製造方法は、図９に図示したＬＥＤパッケージ１００を得るためである。ところが、これを少し変形するだけで図１２のＬＥＤパッケージ１００−１を得ることが出来る。即ち、凹部１３２に樹脂を平らに注いで硬化させ、平らな封止部１５０−１を形成した後、その上にレンズ１５４を結合させることにより、図１２のＬＥＤパッケージ１００−１を得ることが出来る。
【００６１】
また、フレーム構造体１０２ｂの形態を少し変形するだけで、図１３または図１４に図示したパッケージフレーム１００−２、１００−３を得ることが出来る。
【００６２】
例えば図２０に図示したように、フレーム構造体１０２ｂを用意する際に、基部１２２−２の底面の両側に長さ方向に斜面１２３を形成し、このフレーム構造体１０２ｂで前述の図１７乃至図１９の作業を行うと、図１３に図示したパッケージフレーム１００−２を得ることが出来る。図２０において、便宜上基部１２２−２の底面両側の斜面は図示省略し、その斜面の形態は図１３のものと同一である。
【００６３】
また、斜面１２３の代わりに図１４に図示した形態の段差１１５、１２５を形成することにより、図１４のパッケージフレーム１００−３を得ることが出来る。
【００６４】
前述のＬＥＤパッケージの製造方法は、図２１に図示したフレームアレイシート１００２を使用すると、多数のＬＥＤパッケージを同時に製造することが出来る。
【００６５】
このフレームアレイシート１００２は、一定厚さの金属板または板金をパンチングまたはブランキングして得る。フレームアレイシート１００２には複数のフレーム構造体領域１１０２が形成され、このフレーム構造体領域１１０２は、図１５のフレーム構造体１０２ａに該当する形態である。従って、フレームアレイシート１００２は、図１５のフレーム構造体１０２ａを多数個形成したものと同様である。
【００６６】
フレーム構造体領域１１０２は、フレームアレイシート１００２の周り部１００４と中間部１１０４により区分され、中間部１１０４は省略することも出来る。また、周り部１００４と中間部１１０４には、孔Ｈが形成されフレームアレイシート１００２を固定させたり案内することに使用される。
【００６７】
このようなフレームアレイシート１００２を使用すると、多数のＬＥＤパッケージ１００を同時に製造することが出来るという長所がある。
【００６８】
以下、図２２を参照して本発明によるまた異なるＬＥＤパッケージ１００−４について説明する。
【００６９】
本実施例のＬＥＤパッケージ１００−４は、延長部１１４−４がパッケージ本体１３０の外に延長され、図２に図示した従来技術の端子８で形成されることが出来る。この場合、第１リードフレームの基部１１２は、熱伝達機能のみを行ったり、端子である延長部１１４−４と共に電気連結機能を行うことも出来る。一方、延長部１１４−４は両側ともパッケージ本体１３０の外に延長され端子となることも出来る。
【００７０】
このような形態のＬＥＤパッケージ１００−４も図１５乃至図１９の製造方法により容易に製造することが出来る。
【００７１】
尚、図示してはいないが、図４乃至図８のＬＥＤパッケージ１００において、延長部１２４も上記の形態でパッケージ本体１３０の外に延長させ端子として具現することが出来る。
【００７２】
上記では本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、該当技術分野において通常の知識を有している者であれば、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲内で本発明を多様に修正及び変更できることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】従来技術によるＬＥＤパッケージの断面を示した斜視図である。
【図２】図１のＬＥＤパッケージが装着された状態を示した断面図である。
【図３】他の従来技術によるＬＥＤパッケージの断面を示した断面図である。
【図４】本発明によるＬＥＤパッケージの第１実施例の斜視図である。
【図５】図４のＬＥＤパッケージの平面図である。
【図６】図４のＬＥＤパッケージの底面図である。
【図７】図５のＡ−Ａ線に沿って切った断面図である。
【図８】図５のＢ−Ｂ線に沿って切った断面図である。
【図９】本発明によるＬＥＤパッケージにレンズ兼用封止部を設けて図７に該当する断面に示した図面である。
【図１０】図９のＬＥＤパッケージを回路基板に設けた状態の断面図である。
【図１１】図９のＬＥＤパッケージを回路基板に設けた状態の断面図である。
【図１２】本発明によるＬＥＤパッケージに封止部とレンズを設けて図７に該当する断面に示した図面である。
【図１３】本発明によるＬＥＤパッケージの他の実施例を図７に該当する断面に示した図面である。
【図１４】本発明によるＬＥＤパッケージのまた異なる実施例を図７に該当する断面に示した図面である。
【図１５】本発明によるＬＥＤパッケージの製造方法を段階的に示した図面である。
【図１６】本発明によるＬＥＤパッケージの製造方法を段階的に示した図面である。
【図１７】本発明によるＬＥＤパッケージの製造方法を段階的に示した図面である。
【図１８】本発明によるＬＥＤパッケージの製造方法を段階的に示した図面である。
【図１９】本発明によるＬＥＤパッケージの製造方法を段階的に示した図面である。
【図２０】本発明によるＬＥＤパッケージの製造方法の変形された一段階を示した図面である。
【図２１】本発明によるＬＥＤパッケージの製造方法の他の実施例の一段階を示した斜視図である。
【図２２】本発明によるＬＥＤパッケージのまた異なる実施例を図７に該当する断面に示した図面である。
【符号の説明】
【００７４】
１、１００ ＬＥＤパッケージ、
２、１４ ＬＥＤチップ、
３ 熱伝達部材、
４ ハウジング、
５ 封止部、
６ レンズ、
７、１５ ワイヤ、
８ 端子、
９ 熱伝導パッド、
１０ 回路基板、
１１ 基板、
１２ 反射フレーム、
１３、１６ 回路パターン、
１７ 蛍光体、
１８ 拡散体、
１９ 樹脂、１１０、１２０ リードフレーム
１１２、１２２ 基部
１１４、１２４ 延長部
１３０ パッケージ本体
１３２ 凹部
１３４ 突起
１４０ ＬＥＤチップ
１４２ ワイヤ
１５０ 封止部
１６０ 回路基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードに関するものであって、より具体的には、優れた放熱効率が達成できる簡単な構成のＬＥＤパッケージ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード、即ちＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）は、電流が与えられると様々な色相の光を発生させるための半導体装置である。ＬＥＤから発生する光の色相は、主にＬＥＤの半導体を構成する化学成分により決まる。このようなＬＥＤは、フィラメントに基づいた発光素子に比べて長い寿命、低い電源、優れた初期駆動特性、高い振動抵抗及び反復的な電源断続に対する高い公差などの様々な長所を有するため、その需要が増加し続けている。
【０００３】
最近ＬＥＤは、照明装置及び大型ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）用バックライト（Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ）装置として採用されている。これらは大きい出力が要されるため、このようなＬＥＤには特に優れた放熱性能を有するパッケージ構造が求められる。
【０００４】
図１及び図２は、従来技術によるＬＥＤパッケージ及び該ＬＥＤパッケージが回路基板に装着された状態を示した図面である。
【０００５】
先ず、図１を参照すると、ＬＥＤパッケージ１は、ＬＥＤチップ２を安着させつつ熱案内手段の役割をする熱伝達部材（ｈｅａｔ ｓｌｕｇ）３を設けている。ＬＥＤチップ２は電源を供給する一対のワイヤ７及び一対の端子８を通じて外部電源（図示省略）から電気の供給を受ける。ＬＥＤチップ２を含み熱伝達部材３の上部は普通のシリコンからなる封止部５により密封され、この封止部５にはレンズ６が覆われる。ハウジング４が熱伝達部材３の周りに普通の成形により形成され熱伝達部材３及び端子８を支持する。
【０００６】
このような図１のＬＥＤパッケージ１は、図２に図示した通り、ヒートシンクである回路基板１０に装着されＬＥＤアセンブリーを構成する。この際、ソルダーのような熱伝導パッド９がＬＥＤパッケージ１の熱伝達部材３と回路基板１０の金属放熱基板（図示省略）との間に介在され、これら間の熱伝導を促進する。また、端子８もソルダー（図示省略）により回路基板の回路パターン（図示省略）と安定的に連結される。
【０００７】
このように、図１と図２に図示されたＬＥＤパッケージ１及びこれを回路基板１０に装着したＬＥＤアセンブリーは、熱を上手く放出すること、即ち放熱に焦点を合わせている。即ちＬＥＤパッケージ１は、ＬＥＤチップ２から発生した熱を吸収して外部へ放出するために、ヒートシンク、即ち熱伝達部材３が熱伝導パッド９を通じてまたは直接回路基板１０の放熱基板に連結される。このようになると、ＬＥＤチップ２から発生した熱は殆どが伝導により熱伝達部材３を経て回路基板１０から抜け出ることになり、少量の熱のみＬＥＤパッケージ１の表面、即ちハウジング４またはレンズ６などを通じて空気中に放出される。
【０００８】
ところが、このような従来技術の放熱構造は、複雑で多数の部品を必要とする。従って、ＬＥＤパッケージの製造は自動化が困難であると共に多くの部品を組み立てるべきであるため、生産時間及び生産原価が高いという短所を有している。
【０００９】
図３は、他の従来技術によるＬＥＤパッケージの断面を示した断面図である。
図３に図示したＬＥＤパッケージは、"ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ ＬＩＧＨＴ−ＥＭＩＴＴＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ"という名称の特許文献１から提案されたものである。上記のＬＥＤ装置またはＬＥＤパッケージは、表面に回路パターン１３、１６が形成された基板１１の一面にコップ部となる反射フレーム１２を設けた後、コップ部内にＬＥＤチップ１４を装着し、これを回路パターン１３と電気的に連結した構成である。一方、図面符号１５はワイヤ、１７は蛍光体、１８は拡散体で、１９は樹脂である。
【００１０】
このような構成のＬＥＤパッケージは、図１のものと比べて少数の部品を必要とし、比較的単純な構成で製造できるという長所がある。ところが、ＬＥＤチップ１４から発生した熱が図示した熱放出経路Ｈに沿って下部の図示省略した回路基板（図２の１０参考）へ伝達されるため、放熱効率が衰えるという短所がある。
【００１１】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／００５７１４４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、前述の従来技術の問題を解決するために成されたものであって、本発明の目的は、優れた放熱効率が達成できる簡単な構成のＬＥＤパッケージを提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、優れた放熱効率が達成できるＬＥＤパッケージを簡単に製造できる製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述の本発明の目的を達成すべく、本発明は、平らな基部と上記基部の両側方向及び上方向に延長された延長部を有する熱及び電気伝導体からなる第１リードフレームと、平らな基部及び上記基部の両側方向及び上方向に延長された延長部を有し、上記第１リードフレームより小さい幅で予め定められた間隔で配置された熱及び電気伝導体からなる第２リードフレームと、上記第１及び第２リードフレームの基部の底面を露出させつつ上記第１及び第２リードフレームの延長部の側部を囲んで上記第１及び第２リードフレームを固定する樹脂からなるパッケージ本体と、上記第１リードフレームの基部の上面に配置され上記第１及び第２リードフレームの基部と電気的に連結されたＬＥＤチップと、上記ＬＥＤチップを封止する透明封止部と、を含むＬＥＤパッケージを提供することを特徴とする。
【００１５】
本発明のＬＥＤパッケージにおいて、上記延長部の末端は、上記パッケージ本体の側面に位置したことを特徴とする。
【００１６】
本発明のＬＥＤパッケージにおいて、上記第１リードフレームの延長部は、上記パッケージ本体の外に延長され端子を形成することを特徴とする。
【００１７】
本発明のＬＥＤパッケージにおいて、上記パッケージ本体は、上記ＬＥＤチップの周りに凹部を形成する構成で、上記凹部の上端に予め定められた幅で突起が形成されたことを特徴とする。この場合、上記透明封止部は、一部が上記凹部を埋め他の一部が上記突起上に一定曲率で突出することが好ましい。
【００１８】
本発明のＬＥＤパッケージにおいて、上記第１及び第２リードフレームの基部及び上記パッケージ本体の底面は、同一平面を形成することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明のＬＥＤパッケージにおいて、上記第１及び第２リードフレームは、相互に並んで配置されたことを特徴とする。
【００２０】
また、前述の本発明の目的を達成すべく、本発明は、
予め定められた厚さの熱及び電気伝導体からなる板を加工して、平らな基部と上記基部の両側方向へ延長された延長部を有する第１リードフレーム部、及び上記第１リードフレーム部より小さい幅で予め定められた間隔を置いて形成された第２リードフレーム部を有するフレーム構造体を形成する段階と、
上記第１リードフレーム部の基部が上記第１リードフレームの延長部より下に位置するよう上記第１リードフレーム部の延長部を折り曲げ、上記第２リードフレーム部を上記第１リードフレーム部と対応する形態に折り曲げて下に位置した基部と両側へ上方向に延長された延長部を形成する折り曲げ段階と、
上記第１及び第２リードフレームに樹脂を射出成形してパッケージ本体を形成するが、上記第１及び第２リードフレーム部の基部の上面の少なくとも一部と底面とを露出させつつ、上記第１及び第２リードフレーム部の延長部の上記基部から遠い方の領域が上記パッケージ本体の側部の外に延長されるよう上記基部に隣接した領域の側部を囲んで上記第１及び第２リードフレームを固定するパッケージ本体形成段階と、
上記第１リードフレーム部の基部の上面の露出された領域にＬＥＤチップを置いて上記第１及び第２リードフレームと電気的に連結する段階と、
上記ＬＥＤチップを透明封止体により封止する段階と、
上記延長部を切断して上記フレーム構造体から分離されたＬＥＤパッケージを得る段階と、を含むＬＥＤパッケージの製造方法を提供することを特徴とする。
【００２１】
本発明のＬＥＤパッケージの製造方法において、上記パッケージ本体は、上記ＬＥＤチップの周りに凹部を形成する構成で、上記凹部の上端に予め定められた幅で突起が形成されたことを特徴とする。この場合、上記封止段階は、上記透明封止体の一部が上記凹部を埋め他の一部が上記突起上に一定曲率で突出するよう上記透明封止体を吐出すると好ましい。
【００２２】
本発明のＬＥＤパッケージの製造方法において、上記第１及び第２リードフレームの基部及び上記パッケージ本体の底面は、同一平面を形成することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明のＬＥＤパッケージの製造方法において、上記第１及び第２リードフレームは相互に並んで配置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、優れた放熱効率が達成できる簡単な構成のＬＥＤパッケージを提供することが出来る。また、本発明は優れた放熱効率が達成できるＬＥＤパッケージを簡単に製造することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施例を添付の図面を参照に詳しく説明する。
本発明によるＬＥＤパッケージの第１実施例が図４乃至８に図示されている。
【００２６】
本実施例のＬＥＤパッケージ１００は、一対の金属製リードフレーム１１０、１２０とこれらを囲う絶縁性パッケージ本体１３０とを含む。
【００２７】
第１リードフレーム１１０は、平らな基部１１２を含み、この基部１１２の両端から一対の延長部１１４が延長される。基部１１２は、後述するヒートシンクである回路基板（図１０参照）とより広い面積で接触できるよう出来るだけ大きい広さで提供されることが好ましい。延長部１１４は基部１１２より小さい幅で形成され、パッケージ本体１３０に囲まれリードフレーム１１０をパッケージ本体１３０に頑固に固定させる役割をする。勿論、延長部１１４を基部１１２と同一幅で形成することも出来るが、これは例えば、後述のパッケージ本体１３０の強度が充分である場合に好ましい。
【００２８】
第２リードフレーム１２０は、第１リードフレーム１１０と予め定められた間隔を置いて並んで形成され、基部１２２と一対の延長部１２４とを含む。上記基部１２２と延長部１２４は同一幅で形成されるが、これに限られない。
【００２９】
ここで、延長部１１４、１２４は、パッケージ本体１３０の外に突出して図示されたが、これに限られない。延長部１１４、１２４の末端は、パッケージ本体１３０の側面と同一または共通平面にすることが出来る。
【００３０】
第１及び第２リードフレーム１１０、１２０の形態は、図１６を参考するとさらに明確に理解できる。即ち本発明の第１及び第２リードフレーム１１０、１２０は、図１６のフレーム構造体１０２ｂから延長部１１４ｂ、１２４ｂを適切な長さに切断して得た形態である。
【００３１】
パッケージ本体１３０は、リードフレーム１１０、１２０の周りに射出成形され、これらリードフレーム１１０、１２０を囲う。この際、パッケージ本体１３０の上部中央には、リードフレーム１１０、１２０の基部１１２、１２２の中央部分を上方へ露出させる凹部またはコップ部１３２が形成され、このコップ部１３２はＬＥＤチップ１４０の装着空間となる。コップ部１３２の上部には輪状の突起１３４が形成され、この突起１３４は一定幅Ｗ以下に形成される。
【００３２】
パッケージ本体１３０は、第１及び第２リードフレーム１１０、１２０の基部１１２、１２２の底面を露出させるよう形成される。即ち図６のように基部１１２、１２２の底面がパッケージ本体１３０の底面を通じて露出されている。
【００３３】
ＬＥＤチップ１４０は、コップ部１３２内で第１リードフレーム１１０の基部１１２の上面に安着され、ワイヤ１４２により第２リードフレーム１２０の基部１２２に電気的に連結される。
【００３４】
図示したＬＥＤチップ１４０はいわゆる垂直構造ＬＥＤチップである。このようなＬＥＤチップは陽極と陰極が上面と底面に形成され、図面において上面が陽極であれば底面は陰極となり、下部の第１リードフレーム１１０の基部１１２と電気的に連結される。これとは異なって、両側電極が一面に形成されたいわゆる平面構造ＬＥＤチップの場合には、図示していない他のワイヤを用いてＬＥＤチップを第１リードフレームの基部１１２と電気的に連結することが出来る。
【００３５】
このように、ＬＥＤチップ１４０が基部１１２に安着され電気的に連結されると、基部１１２はＬＥＤチップ１４０から発生した熱を後述の回路基板（１６０、図１０と図１１参照）へ伝達する機能と共にＬＥＤチップ１４０に電気を供給する電気連結部の機能も有する。
【００３６】
本発明のＬＥＤパッケージ１００は、図９に図示した透明封止部１５０をさらに含む。封止部１５０は、コップ部１３２の中に樹脂を膨らんだ形態に注いで硬化させることによって得られる。即ち封止部１５０は、ＬＥＤチップ１４０とワイヤ１４２などを封止するだけでなく、ＬＥＤチップ１４０から発生した光が外部へ放出される際にこれを所望の指向角に案内するレンズの機能を行う。
【００３７】
この際、封止部１５０のレンズの機能をする部分の高さｈは、突起１３４の幅Ｗと封止部１５０を構成する樹脂の粘性及びその量によって定められる。例えば、突起１３４の幅Ｗと封止部１５０の粘性と量を調節すると、所望の高さｈを有する封止部１５０を一定曲率で形成することが出来る。
【００３８】
封止部１５０の樹脂は、好ましくは、ゲル形態の透明な弾性体、例えばシリコンからなる。シリコンは黄変のような短波長光による変化が非常に少なく屈折率も高いため、優れた光学的特性を有する。また、エポキシとは異なって硬化作業の後にもゲルや弾性体（ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）状態を維持するため、熱によるストレス、振動及び外部衝撃などからＬＥＤチップ１４０をより安定的に保護することが出来る。透明封止部１５０は、弾性体内に分散された波長変換用の蛍光体及び／または拡散剤などを含むことが出来る。
【００３９】
次いで、図１０と図１１を参照して本発明によるＬＥＤパッケージ１００の放熱動作を説明する。
【００４０】
ＬＥＤパッケージ１００は、図１０と図１１に図示したような回路基板１６０に装着される。図示した回路基板１６０は、金属板１６２とその表面の絶縁膜１６４及び絶縁膜１６４表面の導電パターン１６６からなる。このような回路基板１６０に本発明のＬＥＤパッケージ１００を装着する際、第１及び第２リードフレーム１１０、１２０の基部１１２、１２２が導電パターン１６６と相接するようＬＥＤパッケージ１００を配置し、はんだづけ作業によりこれらを結合させる。このようになると、半田１７０が第１及び第２リードフレーム１１０、１２０の基部１１２、１２２と導電パターン１６６とを相互結合させ、表面実装ＬＥＤパッケージ１００が回路基板１６０に装着される。ここで、リードフレームの基部１１２、１２２は、導電パターン１６６を通じて（図示していない）外部電源と連結されることにより、ＬＥＤチップ１４０に電源を伝達することになる。
【００４１】
この状態で電圧が印加されＬＥＤチップ１４０が動作すると、光と共に熱が発生する。図１０を参照した際、発生した熱Ｈは、下部のリードフレームの基部１１２を通じて金属板１６２から放出される。このような熱放出経路は、図２と図３の従来技術と比べた際、その距離が短いため放熱効率が増加することが分かる。
【００４２】
一方、図１１を参照すると、ＬＥＤチップ１４０から発生した熱はリードフレームの基部１１２を通じて拡散及び放出される。先ず、一部熱Ｈ１は直下方へ流れ回路基板１６０に伝達され、一部熱Ｈ２は基部１１２に沿って広がった後に回路基板１６０へ伝達される。一方、また異なる熱Ｈ３は基部１１２に沿って広がりながら延長部１１４側へ伝達される。このように、基部１１２が広い面積で形成されるため、ＬＥＤチップ１４０に発生した熱は広い面積を通じて回路基板１６０へ伝達される。また、延長部１１４により、熱の拡散効率が増加することが分かる。
【００４３】
図１２に図示したＬＥＤパッケージ１００−１は、図１０と図１１の封止部１５０を封止部１５０−１及びレンズ１５４に代えたことを除いては図１０と図１１の構成と同一である。レンズ１５４は、様々な透明材料で構成され、ＬＥＤチップ１４０から発生した光が外部へ放出される時、これを所望の指向角に案内するよう構成される。図１２において、レンズ１５４は、別体で製造された後、接着層１５２により封止部１５０−１と突起１３４に取り付けられた。これとは異なって、転写成形（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｏｌｄｉｎｇ）などにより封止部１５０−１と突起１３４の上面とにレンズを形成することも出来る。
【００４４】
図１３は、本発明によるＬＥＤパッケージの他の実施例を図７に該当する断面に示した図面である。本実施例のＬＥＤパッケージ１００−２は、第１及び第２リードフレーム１１０−２、１２０−２の基部１１２−２、１２２−２の底面の両側が面取りされ、斜面１１３、１２３を形成したことを除いては前述のＬＥＤパッケージ１００、１００−１と同一構成である。
【００４５】
このような斜面１１３、１２３は、外部の異物、水分がチップ１４０まで浸透する経路を長くて複雑にする。また、斜面１１３、１２３をパッケージ本体１３０の樹脂が覆うことにより、リードフレームの基部１１２−２、１２２−２とパッケージ本体１３０との間の結合力と機密性が改善される。
【００４６】
一方、斜面１１３、１２３は必要に応じて第１及び第２リードフレーム１１０−２、１２０−２の基部１１２−２、１２２−２の一側部分、例えばＬＥＤチップ１４０に隣接した側のみ形成することも出来る。
【００４７】
図１４は、本発明によるＬＥＤパッケージのまた異なる実施例を図７に該当する断面に示した図面である。本実施例のＬＥＤパッケージ１００−３は、第１及び第２リードフレーム１１０−３、１２０−３の基部１１２−３、１２２−３の底面両側に段差１１５、１２５が形成されたことを除いては前述のＬＥＤパッケージ１００、１００−１、１００−２と同一構成である。
【００４８】
このような段差１１５、１２５は、図１３の斜面１１３、１２３と同様に外部の異物、水分がチップ１４０まで浸透する経路を長くて複雑にする。また、段差１１５、１２５をパッケージ本体１３０の樹脂が覆うことにより、リードフレームの基部１１２−３、１２２−３とパッケージ本体１３０との間の結合力と機密性が改善される。
【００４９】
一方、段差１１５、１２５は必要に応じて第１及び第２リードフレーム１１０−３、１２０−３の基部１１２−３、１２２−３の一側部分、例えばＬＥＤチップ１４０に隣接した側のみ形成することも出来る。
【００５０】
以下、図１５乃至図１９を参照に本発明によるＬＥＤパッケージ１００の製造方法を段階的に説明する。
【００５１】
先ず、予め定められた厚さの金属板または板金を用意してこれをパンチングまたはブランキングを通じて、図１５に図示した形態のフレーム構造体１０２ａを得る。このフレーム構造体１０２ａは、周りの部分１０４とこの周りの部分１０４の内側に形成された第１リードフレーム部１１０ａ及び第２リードフレーム部１２０ａとを含む。後述の後続作業を行うと、第１リードフレーム部１１０ａは前述の第１リードフレーム１１０となり、第２リードフレーム部１２０ａは前述の第２リードフレーム１２０となる。
【００５２】
第１リードフレーム部１１０ａは、相対的に広い面積の基部１１２及びこの基部１１２の両端から、周りの部分１０４に連結された一対の延長部１１４ａからなる。第２リードフレーム部１２０ａは、第１リードフレーム部１１０ａと予め定められた間隔で形成され、狭いストリップ形態からなり両端が周りの部分１０４に連結されている。
【００５３】
また、フレーム構造体１０２ａの角には孔Ｈが形成されている。孔Ｈはフレーム構造体１０２ａを固定したり案内する役割をする。
【００５４】
このような図１５のフレーム構造体１０２ａをプレスなどを通じて折り曲げ成形し図１６に図示したようなフレーム構造体１０２ｂを得る。
【００５５】
その結果、第１リードフレーム部１１０ｂの延長部１１４ｂは、折り曲げられるが、これは図８に図示した形態と同一である。但し、図１６段階の延長部１１４ｂは依然としてフレーム構造体１０２ｂに連結されている反面、図８の延長部１１４はそれから分離された形態である。
【００５６】
また、第２リードフレーム部１２０ｂは、両端部が折り曲げられ中間の基部１２２とその両側の延長部１２４ｂとを形成することになる。
【００５７】
次いで、図１７に図示したようにフレーム構造体１０２ｂを金型Ｍに装着し、金型Ｍの中に樹脂を射出して、図１８に図示した形態のパッケージ本体１３０を形成する。このパッケージ本体１３０の形態は、図４乃至図８に図示したものと同一である。
【００５８】
続いて、パッケージ本体１３０の凹部１３２の中の第１リードフレーム部１１０ｂの基部１１２にＬＥＤチップ１４０を載せて電気的に連結し、第２リードフレーム部１２０ｂの基部１２２とはワイヤ１４２で電気的に連結する。ＬＥＤチップ１４０は、垂直構造で図示したが平面構造であることも出来る。この場合、ＬＥＤチップはワイヤにより第１リードフレーム部１１０ｂの基部１１２に電気的に連結される。
【００５９】
その後、凹部１３２に樹脂を膨らんだ形態に注いで硬化させ、例えば図９に図示した封止部１５０を得た後、延長部１１４ｂ、１２４ｂを切断線ＬＴに沿って切断してＬＥＤパッケージ１００を完成する。勿論、切断作業を先に行った後に封止部１５０形成作業を行うことも出来る。
【００６０】
このように図１５乃至１９を参照に説明したＬＥＤパッケージの製造方法は、図９に図示したＬＥＤパッケージ１００を得るためである。ところが、これを少し変形するだけで図１２のＬＥＤパッケージ１００−１を得ることが出来る。即ち、凹部１３２に樹脂を平らに注いで硬化させ、平らな封止部１５０−１を形成した後、その上にレンズ１５４を結合させることにより、図１２のＬＥＤパッケージ１００−１を得ることが出来る。
【００６１】
また、フレーム構造体１０２ｂの形態を少し変形するだけで、図１３または図１４に図示したパッケージフレーム１００−２、１００−３を得ることが出来る。
【００６２】
例えば図２０に図示したように、フレーム構造体１０２ｂを用意する際に、基部１２２−２の底面の両側に長さ方向に斜面１２３を形成し、このフレーム構造体１０２ｂで前述の図１７乃至図１９の作業を行うと、図１３に図示したパッケージフレーム１００−２を得ることが出来る。図２０において、便宜上基部１２２−２の底面両側の斜面は図示省略し、その斜面の形態は図１３のものと同一である。
【００６３】
また、斜面１２３の代わりに図１４に図示した形態の段差１１５、１２５を形成することにより、図１４のパッケージフレーム１００−３を得ることが出来る。
【００６４】
前述のＬＥＤパッケージの製造方法は、図２１に図示したフレームアレイシート１００２を使用すると、多数のＬＥＤパッケージを同時に製造することが出来る。
【００６５】
このフレームアレイシート１００２は、一定厚さの金属板または板金をパンチングまたはブランキングして得る。フレームアレイシート１００２には複数のフレーム構造体領域１１０２が形成され、このフレーム構造体領域１１０２は、図１５のフレーム構造体１０２ａに該当する形態である。従って、フレームアレイシート１００２は、図１５のフレーム構造体１０２ａを多数個形成したものと同様である。
【００６６】
フレーム構造体領域１１０２は、フレームアレイシート１００２の周り部１００４と中間部１１０４により区分され、中間部１１０４は省略することも出来る。また、周り部１００４と中間部１１０４には、孔Ｈが形成されフレームアレイシート１００２を固定させたり案内することに使用される。
【００６７】
このようなフレームアレイシート１００２を使用すると、多数のＬＥＤパッケージ１００を同時に製造することが出来るという長所がある。
【００６８】
以下、図２２を参照して本発明によるまた異なるＬＥＤパッケージ１００−４について説明する。
【００６９】
本実施例のＬＥＤパッケージ１００−４は、延長部１１４−４がパッケージ本体１３０の外に延長され、図２に図示した従来技術の端子８で形成されることが出来る。この場合、第１リードフレームの基部１１２は、熱伝達機能のみを行ったり、端子である延長部１１４−４と共に電気連結機能を行うことも出来る。一方、延長部１１４−４は両側ともパッケージ本体１３０の外に延長され端子となることも出来る。
【００７０】
このような形態のＬＥＤパッケージ１００−４も図１５乃至図１９の製造方法により容易に製造することが出来る。
【００７１】
尚、図示してはいないが、図４乃至図８のＬＥＤパッケージ１００において、延長部１２４も上記の形態でパッケージ本体１３０の外に延長させ端子として具現することが出来る。
【００７２】
上記では本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、該当技術分野において通常の知識を有している者であれば、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲内で本発明を多様に修正及び変更できることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】従来技術によるＬＥＤパッケージの断面を示した斜視図である。
【図２】図１のＬＥＤパッケージが装着された状態を示した断面図である。
【図３】他の従来技術によるＬＥＤパッケージの断面を示した断面図である。
【図４】本発明によるＬＥＤパッケージの第１実施例の斜視図である。
【図５】図４のＬＥＤパッケージの平面図である。
【図６】図４のＬＥＤパッケージの底面図である。
【図７】図５のＡ−Ａ線に沿って切った断面図である。
【図８】図５のＢ−Ｂ線に沿って切った断面図である。
【図９】本発明によるＬＥＤパッケージにレンズ兼用封止部を設けて図７に該当する断面に示した図面である。
【図１０】図９のＬＥＤパッケージを回路基板に設けた状態の断面図である。
【図１１】図９のＬＥＤパッケージを回路基板に設けた状態の断面図である。
【図１２】本発明によるＬＥＤパッケージに封止部とレンズを設けて図７に該当する断面に示した図面である。
【図１３】本発明によるＬＥＤパッケージの他の実施例を図７に該当する断面に示した図面である。
【図１４】本発明によるＬＥＤパッケージのまた異なる実施例を図７に該当する断面に示した図面である。
【図１５】本発明によるＬＥＤパッケージの製造方法を段階的に示した図面である。
【図１６】本発明によるＬＥＤパッケージの製造方法を段階的に示した図面である。
【図１７】本発明によるＬＥＤパッケージの製造方法を段階的に示した図面である。
【図１８】本発明によるＬＥＤパッケージの製造方法を段階的に示した図面である。
【図１９】本発明によるＬＥＤパッケージの製造方法を段階的に示した図面である。
【図２０】本発明によるＬＥＤパッケージの製造方法の変形された一段階を示した図面である。
【図２１】本発明によるＬＥＤパッケージの製造方法の他の実施例の一段階を示した斜視図である。
【図２２】本発明によるＬＥＤパッケージのまた異なる実施例を図７に該当する断面に示した図面である。
【符号の説明】
【００７４】
１、１００ ＬＥＤパッケージ、
２、１４ ＬＥＤチップ、
３ 熱伝達部材、
４ ハウジング、
５ 封止部、
６ レンズ、
７、１５ ワイヤ、
８ 端子、
９ 熱伝導パッド、
１０ 回路基板、
１１ 基板、
１２ 反射フレーム、
１３、１６ 回路パターン、
１７ 蛍光体、
１８ 拡散体、
１９ 樹脂、１１０、１２０ リードフレーム
１１２、１２２ 基部
１１４、１２４ 延長部
１３０ パッケージ本体
１３２ 凹部
１３４ 突起
１４０ ＬＥＤチップ
１４２ ワイヤ
１５０ 封止部
１６０ 回路基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平らな基部と前記基部の両側方向及び上方向に延長された延長部を有する熱及び電気伝導体からなる第１リードフレームと、
平らな基部及び前記基部の両側方向及び上方向に延長された延長部を有し、前記第１リードフレームより小さい幅で予め定められた間隔で配置された熱及び電気伝導体からなる第２リードフレームと、
前記第１及び第２リードフレームの基部の底面を露出させつつ前記第１及び第２リードフレームの延長部の側部を囲んで前記第１及び第２リードフレームを固定する樹脂からなるパッケージ本体と、
前記第１リードフレームの基部の上面に配置され前記第１及び第２リードフレームの基部と電気的に連結されたＬＥＤチップと、
前記ＬＥＤチップを封止する透明封止部と、を含むことを特徴とするＬＥＤパッケージ。
【請求項２】
前記延長部の末端は、前記パッケージ本体の側面に位置したことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項３】
前記第１リードフレームの延長部は、前記パッケージ本体の外に延長され端子を形成することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項４】
前記パッケージ本体は、前記ＬＥＤチップの周りに凹部を形成する構成で、前記凹部の上端に予め定められた幅で突起が形成されたことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項５】
前記透明封止部は、一部が前記凹部を埋め他の一部が前記突起上に一定曲率で突出したことを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項６】
前記第１及び第２リードフレームの基部及び前記パッケージ本体の底面は、同一平面を形成することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項７】
前記第１及び第２リードフレームは、相互に並んで配置されたことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項８】
予め定められた厚さの熱及び電気伝導体からなる板を加工して、平らな基部と前記基部の両側方向へ延長された延長部を有する第１リードフレーム部、及び前記第１リードフレーム部より小さい幅で予め定められた間隔を置いて形成された第２リードフレーム部を有するフレーム構造体を形成する段階と、
前記第１リードフレーム部の基部が前記第１リードフレームの延長部より下に位置するよう前記第１リードフレーム部の延長部を折り曲げ、前記第２リードフレーム部を前記第１リードフレーム部と対応する形態に折り曲げて下に位置した基部と両側へ上方向に延長された延長部を形成する折り曲げ段階と、
前記第１及び第２リードフレームに樹脂を射出成形してパッケージ本体を形成するが、前記第１及び第２リードフレーム部の基部の上面の少なくとも一部と底面を露出させつつ、前記第１及び第２リードフレーム部の延長部の前記基部から遠い方の領域が前記パッケージ本体の側部の外に延長されるよう前記基部に隣接した領域の側部を囲んで前記第１及び第２リードフレームを固定するパッケージ本体の形成段階と、
前記第１リードフレーム部の基部の上面の露出された領域にＬＥＤチップを置いて前記第１及び第２リードフレームと電気的に連結する段階と、
前記ＬＥＤチップを透明封止体で封止する段階と、
前記延長部を切断して前記フレーム構造体から分離されたＬＥＤパッケージを得る段階と
を含むことを特徴とするＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項９】
前記パッケージ本体は、前記ＬＥＤチップの周りに凹部を形成する構成で、前記凹部の上端に予め定められた幅で突起が形成されたことを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項１０】
前記封止段階は、前記透明封止体の一部が前記凹部を埋め、他の一部が前記突起上に一定曲率で突出するよう前記透明封止体を吐出することを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項１１】
前記第１及び第２リードフレームの基部及び前記パッケージ本体の底面は、同一平面を形成することを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項１２】
前記第１及び第２リードフレームは、相互に並んで配置されたことを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項１】
平らな基部と前記基部の両側方向及び上方向に延長された延長部を有する熱及び電気伝導体からなる第１リードフレームと、
平らな基部及び前記基部の両側方向及び上方向に延長された延長部を有し、前記第１リードフレームより小さい幅で予め定められた間隔で配置された熱及び電気伝導体からなる第２リードフレームと、
前記第１及び第２リードフレームの基部の底面を露出させつつ前記第１及び第２リードフレームの延長部の側部を囲んで前記第１及び第２リードフレームを固定する樹脂からなるパッケージ本体と、
前記第１リードフレームの基部の上面に配置され前記第１及び第２リードフレームの基部と電気的に連結されたＬＥＤチップと、
前記ＬＥＤチップを封止する透明封止部と、を含むことを特徴とするＬＥＤパッケージ。
【請求項２】
前記延長部の末端は、前記パッケージ本体の側面に位置したことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項３】
前記第１リードフレームの延長部は、前記パッケージ本体の外に延長され端子を形成することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項４】
前記パッケージ本体は、前記ＬＥＤチップの周りに凹部を形成する構成で、前記凹部の上端に予め定められた幅で突起が形成されたことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項５】
前記透明封止部は、一部が前記凹部を埋め他の一部が前記突起上に一定曲率で突出したことを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項６】
前記第１及び第２リードフレームの基部及び前記パッケージ本体の底面は、同一平面を形成することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項７】
前記第１及び第２リードフレームは、相互に並んで配置されたことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項８】
予め定められた厚さの熱及び電気伝導体からなる板を加工して、平らな基部と前記基部の両側方向へ延長された延長部を有する第１リードフレーム部、及び前記第１リードフレーム部より小さい幅で予め定められた間隔を置いて形成された第２リードフレーム部を有するフレーム構造体を形成する段階と、
前記第１リードフレーム部の基部が前記第１リードフレームの延長部より下に位置するよう前記第１リードフレーム部の延長部を折り曲げ、前記第２リードフレーム部を前記第１リードフレーム部と対応する形態に折り曲げて下に位置した基部と両側へ上方向に延長された延長部を形成する折り曲げ段階と、
前記第１及び第２リードフレームに樹脂を射出成形してパッケージ本体を形成するが、前記第１及び第２リードフレーム部の基部の上面の少なくとも一部と底面を露出させつつ、前記第１及び第２リードフレーム部の延長部の前記基部から遠い方の領域が前記パッケージ本体の側部の外に延長されるよう前記基部に隣接した領域の側部を囲んで前記第１及び第２リードフレームを固定するパッケージ本体の形成段階と、
前記第１リードフレーム部の基部の上面の露出された領域にＬＥＤチップを置いて前記第１及び第２リードフレームと電気的に連結する段階と、
前記ＬＥＤチップを透明封止体で封止する段階と、
前記延長部を切断して前記フレーム構造体から分離されたＬＥＤパッケージを得る段階と
を含むことを特徴とするＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項９】
前記パッケージ本体は、前記ＬＥＤチップの周りに凹部を形成する構成で、前記凹部の上端に予め定められた幅で突起が形成されたことを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項１０】
前記封止段階は、前記透明封止体の一部が前記凹部を埋め、他の一部が前記突起上に一定曲率で突出するよう前記透明封止体を吐出することを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項１１】
前記第１及び第２リードフレームの基部及び前記パッケージ本体の底面は、同一平面を形成することを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項１２】
前記第１及び第２リードフレームは、相互に並んで配置されたことを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤパッケージの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１１−３９３５（Ｐ２０１１−３９３５Ａ）
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１７８６９（Ｐ２０１０−２１７８６９）
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【分割の表示】特願２００７−１０７６６６（Ｐ２００７−１０７６６６）の分割
【原出願日】平成１９年４月１７日（２００７．４．１７）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【分割の表示】特願２００７−１０７６６６（Ｐ２００７−１０７６６６）の分割
【原出願日】平成１９年４月１７日（２００７．４．１７）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
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