JP2006229205A - 高出力ｌｅｄハウジング及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】
本発明はＬＥＤハウジング及びその製造方法に関するものである。
【解決手段】
上記ＬＥＤハウジングは、ＬＥＤチップが装着されるチップ装着領域、上記チップ装着領域に対向された熱伝逹領域と上記熱伝逹領域の間に形成された首部を有する熱伝逹部と、上記熱伝逹部を固定するよう一端が上記熱伝達部の具備部と噛合った一対の固定部と、上記熱伝達部のチップ装着領域に隣接配置されたワイヤ連結領域及び上記ワイヤ連結領域と連結された外部電源連結領域を有する電気連結部と、上記電気連結部を上記熱伝逹部から隔離しながら上記熱伝達部、上記固定部及び上記電気連結部を一体で封止するハウジング本体とを含む。
【選択図】
図５

Description

本発明はＬＥＤハウジング及びその製造方法に関するものである。さらに詳しくは、本発明のＬＥＤハウジングは一対の固定部が熱伝達部の首部を両側で固く握り持つことにより、熱伝達部を樹脂からなるハウジング本体に安定的に結合させながら熱伝達部の熱をＬＥＤハウジングの側方に拡散させる機能を行いＬＥＤハウジング内の熱拡散をより円滑にすることが可能である。
発光ダイオード(ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ)は電流が流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で発生される光の色相は主にＬＥＤの半導体を構成する化学成分によって決まる。このようなＬＥＤはフィラメントに基づいた発光素子に比して長い寿命、低い電源、優れた初期駆動特性、高い震動抵抗及び反復的な電源断続に対する高い公差などの多くの長所を有することからその需要が遅速的に増加している。
近年、ＬＥＤは照明装置及び大型ＬＣＤ(Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ)用バックライト(Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ)装置に採用されている。これらは大きな出力を要するのでこのような高出力ＬＥＤには優れた放熱性能を有するパッケージ構造が要求される。
図１Ａ及び図１Ｂは、一般的な高出力ＬＥＤパッケージ及び該高出力ＬＥＤパッケージが回路基板に装着された状態を示す図面である。
先ず、図１Ａを参照すれば、ＬＥＤパッケージ１０はＬＥＤチップ１２を安着させながら熱案内手段の役割を果たす熱伝達部材(hｅａｔ ｓｌｕｇ)１４を具備する。ＬＥＤチップ１２は電源を供給する一対のワイヤ１６及び一対の端子１８を通して外部電源(図示せず)から電気の供給を受ける。ＬＥＤチップ１２を含んで熱伝達部材１４の上部は普通シリコンからなる封止材２０で密封され、該封止材２０にはレンズ２２がかぶらせられる。ハウジング２４が熱伝達部材１４の周に普通成形によって形成され熱伝達部材１４及び端子１８を支持する。
このような図１ＡのＬＥＤパッケージ１０は図１Ｂに示すようにヒートシンクである回路基板３０に装着されてＬＥＤアセンブリ４０を構成する。この際、ソルダのような熱伝導パット３６がＬＥＤパッケージ１０の熱伝達部材１４と回路基板３０の金属放熱基板３２の間に介在されてこれらの間の熱伝導を促進する。また、同じく端子１８もソルダ３８によって回路基板３０の回路パターン３４と安定的に連結される。
このように、図１Ａ及び図１Ｂに示すＬＥＤパッケージ１０及びこれを回路基板３０に装着したＬＥＤアセンブリ４０は熱を良く放出するが、すなわち放熱に焦点が合わせられている。すなわち、ＬＥＤパッケージ１０はＬＥＤチップ１２で発生する熱を吸収し外部へ放出するためにヒートシンク、すなわち熱伝達部材１４が熱伝導パッド３６を通して、あるいは接回路基板３０の放熱基板３２に連結される。このようになると、ＬＥＤチップ１２で発生する熱は大部分伝導によって熱伝達部材１４を介して回路基板３０の放熱基板３２に抜出されるようになり、少量の熱だけがＬＥＤパッケージ１０の表面、すなわちハウジング２４またはレンズ２２などを通して空気中に放出される。
しかし、このような従来技術の放熱構造は複雑なため自動化が難しいだけでなく、多くの部品を組み立てなければならないので、生産原価が高いという短所を有している。
図２Ａ及び図２Ｂは、特許文献１（米国特許出願公開第２００４/００７５１００号）に開示された高出力ＬＥＤのリードフレーム構造を表す。図２Ａ及び図２Ｂにはリードフレーム２と熱伝逹部４を示す。リードフレーム２は二つの電気連結部１２ａ、１２ｂに分離され、電気連結部１２ａ、１２ｂは各々のソルダ接続ストリップ３ａ、３ｂに繋がる。
第１電気連結部１２ａは目形の開口があって、熱伝逹部４が該開口に嵌め込まれる。熱伝逹部４は実質的に回転対称であり、リードフレーム２がハウジング内に固く固定されることができるよう突出部１９を有する。また、熱伝逹部４は中央の凹部が井形態の反射鏡１６を形成し、その底には光放出チップを維持及び支持するためのチップ装着領域１１が備えられる。凹部の側面は反射面で使用される。
第１電気連結部１２ａの目形のリングには切開部１３があって、第２電気連結部１２ｂの舌形のボンディングワイヤ連結領域１０が重なる。ボンディングワイヤ連結領域１０は光を放出する反射鏡１６の縁と異なる高さで配置される。この形状はチップ装着のために反射鏡１６の縁に切開部を形成しなくてもチップとボンディングワイヤ連結領域１０の間の短いワイヤ連結が可能となるようにする。
一方、図面符号２７はメイン光放出方向を表す。
このようなリードフレーム構造は第１電気連結部１２ａを熱伝逹部４に嵌め込んだ状態で樹脂でパッケージ本体を成形することができるので、図１Ａ及び図１Ｂで説明したパッケージ構造に比して製造工程が簡単である。
しかし、第１電気連結部１２ａが熱伝逹部４と直接接触するため電気連結部１２ａと熱伝逹部４が互いに電気的に繋がる構造のみに使用することができる制約がある。すなわち、電気連結部１２ａと熱伝逹部４が互いに絶縁されざるを得ない構造には使用することができない。
また、この文献にはこのような絶縁構造に使用されることができるパッケージ構造の製造方法に対しても開示することができない。
米国特許出願公開第２００４/００７５１００号明細書
従って、本発明は前述した従来技術の問題を解決するために案出されたもので、本発明の目的は一対の固定部が熱伝達部の首部を両側で固く握り持つことにより、熱伝達部を樹脂からなったハウジング本体に安定的に結合させながら熱伝達部の熱をＬＥＤハウジングの側方に拡散させる機能を行いＬＥＤハウジング内の熱拡散をより円滑にすることができるＬＥＤハウジングを提供することである。
本発明のさらに他の目的は、熱伝達部をフレームの一対の固定部に嵌め込んで固定した状態で樹脂成形作業をしハウジング本体を形成し、樹脂が硬化されると、金型から取り出しフレームから分離することにより、ＬＥＤハウジングを容易、かつ安定に製造することができ、ＬＥＤハウジングを固定部と電気連結部を形成した状態でフレームを熱伝達部を固定する固定手段で使用することで製造工程を自動かしてコストを節減し、かつ生産性を向上させることができるＬＥＤハウジング製造方法を提供することである。
前述した本発明の目的を成し遂げるために、本発明はＬＥＤチップが装着されるチップ装着領域、上記チップ装着領域に対向された熱伝逹領域及び上記チップ装着領域と上記熱伝逹領域の間に形成された首部を有する熱伝逹部と、上記熱伝逹部を固定するよう一端が上記熱伝達部の首部と噛み合った一対の固定部と、上記熱伝達部のチップ装着領域に隣接配置されたワイヤ連結領域及び上記ワイヤ連結領域と連結された外部電源連結領域を有する電気連結部と、上記電気連結部を上記熱伝逹部から隔離しながら上記熱伝達部、上記固定部及び上記電気連結部を一体で封止するハウジング本体とを含むＬＥＤハウジングを提供することを特徴とする。
上記ＬＥＤハウジングにおいて、上記固定部の一端は上記首部の周を把持するよう構成されたことを特徴とする。
上記ＬＥＤハウジングにおいて、上記固定部は上記ハウジング本体の一部を収容する穴が形成されたことを特徴とする。
上記ＬＥＤハウジングにおいて、上記固定部は上記熱伝達部の熱を上記ハウジング本体の側方に分散させるよう他端が上記ハウジング本体の側面まで延長されたこと特徴とする。この際、上記ハウジング本体は上記固定部他端を突出させるよう側面の一部が湾入されると良い。
上記ＬＥＤハウジングにおいて、上記ハウジング本体は上記熱伝逹部と上記電気連結部のワイヤ連結領域を露出させるよう形成された凹部を具備することを特徴とする。この際、上記ハウジング本体は上記凹部内で上記熱伝達部のチップ装着領域の周縁に繋がった段差を具備すると良い。
上記ＬＥＤハウジングにおいて、上記ハウジング本体は上記熱伝達部の熱伝達領域の周に繋がった溝を具備することを特徴とする。
また、本発明は(ａ)チップ装着領域と上記チップ装着領域に対向された熱伝達領域の間に形成された首部を有する熱伝逹部を備える段階と、(ｂ)板金を加工して外周部、各々の一端が上記外周部から中心に向かって延長された複数の固定部と一つ以上の電気連結部及び上記外周部に形成された穴を有するフレームを備える段階と、(ｃ)上記固定部の一端が上記熱伝逹部の首部と結合され、上記電気連結部の一端が上記熱伝逹部のチップ装着領域に隣接配置されるよう上記熱伝逹部を上記フレームに装着して熱伝達部-フレーム組立体を得る段階と、(ｄ)上記熱伝逹部-フレーム組立体を金型に装着する段階と、(ｅ)上記金型の中に封止材を射出し上記熱伝逹部を上記電気連結部から隔離させながら上記熱伝逹部、上記熱伝達部に結合された上記固定部及び熱伝達部に隣接配置された上記電気連結部を部分的に露出させながら一体で封止するハウジング本体を形成する段階と、(ｆ)上記固定部及び上記電気連結部を上記フレームから切断する段階とを含むＬＥＤハウジング製造方法を提供することを特徴とする。
さらに、本発明は、(ａ)チップ装着領域と上記チップ装着領域に対向された熱伝達領域の間に形成された首部を有する多数の熱伝逹部を備える段階と、(ｂ)板金を加工して外周部及び各々の一端が上記外周部から中心に向かって延長された複数の固定部と一つ以上の電気連結部を有する多数のフレーム領域からなり、外周部に穴が形成されたフレームアレイシートを備える段階と、(ｃ)上記固定部の一端が上記熱伝逹部の首部と結合され、上記電気連結部の一端が上記熱伝逹部のチップ装着領域に隣接配置されるよう上記熱伝逹部を上記フレームに装着して熱伝達部-フレーム組立体を得る段階と、(ｄ)上記熱伝逹部-フレーム組立体を金型に装着する段階と、(ｅ)上記金型の中に封止材を射出し上記熱伝逹部を上記電気連結部から隔離させながら上記熱伝逹部、上記熱伝達部に結合された上記固定部及び熱伝達部に隣接配置された上記電気連結部を部分的に露出させながら一体で封止するハウジング本体を形成する段階と、(ｆ)上記固定部及び上記電気連結部を上記フレームから切断する段階とを含むＬＥＤハウジング製造方法を提供することを特徴とする。
上記ＬＥＤハウジング製造方法において、上記(ｂ)準備段階はパンチングによって行なわれることを特徴とする。
上記ＬＥＤハウジング製造方法において、上記(ｃ)熱伝達部装着段階は上記熱伝達部を上記チップ装着領域から上記固定部の対向された一端の間に押しいれ上記固定部の対向された一端が上記熱伝達部の首部を握り持つことを特徴とする。
上記ＬＥＤハウジング製造方法において、上記(ｄ)金型装着段階は上記穴に上記金型のガイドピンを差し込んで上記金型を案内することを特徴とする。
上記ＬＥＤハウジング製造方法において、上記(ｅ)ハウジング本体形成段階は上記熱伝達部のチップ装着領域と熱伝逹領域及び上記電気連結部の一端側のワイヤ連結領域を露出させることを特徴とする。
上記ＬＥＤハウジング製造方法において、(ｇ)上記樹脂が硬化されると得た構造体を上記金型から取り出す段階を上記（ｆ）切断段階以前あるいは以降にさらに含むことを特徴とする。
上記(ｇ)構造体を上記金型から取り出す段階以降に上記電気連結部の外部に延長された部分を曲げる段階をさらに含むことを特徴とする。
本発明のＬＥＤハウジングによれば、一対の固定部が熱伝達部の首部を両側で固く把持することにより、熱伝達部を樹脂からなったハウジング本体に安定的に結合させることが可能である。また、固定部は熱伝達部の熱をＬＥＤハウジングの側方に拡散させる機能を行いＬＥＤハウジング内の熱拡散をより円滑にすることが可能である。
さらに、本発明のＬＥＤハウジング製造方法は、熱伝達部をフレームの一対の固定部に嵌め込んで固定した状態で樹脂成形作業をしハウジング本体を形成し、樹脂が硬化されると、金型から取り出してフレームから分離することにより、ＬＥＤハウジングを容易、かつ安定的に製造することが可能である。さらに、フレームに固定部と電気連結部を形成した状態でフレームを熱伝達部を固定する固定手段で使用することで製造工程を自動化してコストを節減し、かつ生産性を向上させることが可能である。
以下、本発明の好ましき実施例を添付図面を参照してより詳しく説明する。
先ず、図３乃至７を参照すれば、本発明のＬＥＤハウジング１００は熱伝逹部１１０、一対の固定部１２０、一対の電気連結部１３０及びハウジング本体１５０を含む。
熱伝逹部１１０は、好ましくは熱伝導率の良い金属の固まりからなり、ＬＥＤチップ（図８参照）が装着されるチップ装着領域１１２、該チップ装着領域１１２の反体側に形成された熱伝達領域１１４及びこれらのチップ装着領域１１２と熱伝達領域１１４の間の幅が狭くなった首部１１６を含む。
固定部１２０は熱伝逹部１１０の首部１１６と噛み合ってこれらを把持するホルダ１２２がハウジング１００内側の一端１２０ａに形成されている。ホルダ１２２は図１４に示すように首部１１６と同一な曲率で形成され両側で首部１１６を握り持って熱伝達部１１０を固定するようになる。また、固定部１２０は一端１２０ａから他端１２０ｂに繋がって熱伝達部１１０の熱を側方に拡散させる機能をする。従って、固定部１２０は熱伝導率の優れた金属で製造されると良い。
他端１２０ｂはハウジング本体１５０の側面に形成された側面凹部１５８を通して外部へ露出される。一端１２０ａと他端１２０ｂの間には穴１２４が形成されてハウジング本体１５０の一部である円筒状固定領域１５４を収容することにより、固定部１２０はハウジング本体１５０に固く固定され、それによって熱伝達部１１０をより確実に固定するようになる。
このように、固定部１２０は一端１２０ａのホルダ１２２が熱伝達部１１０の首部と噛み合い穴１２４と固定領域１５４によってハウジング本体１５０に固く固定されることにより、熱伝逹部１１０を確実に固定するとともに他端１２０ｂがハウジング本体１５０の側面に延長されることにより、熱伝逹部１１０の熱を側方に拡散させるよう構成される。
電気連結部１３０は電気連結のためのストリップ形態のリードからなり、熱伝達部１１０のチップ装着領域１１２に隣接配置された一端１３０ａにはワイヤ連結領域が形成され、ハウジング本体１５０の外側に繋がった他端１３０ｂには外部電源連結領域が形成される。電気連結部１３０の一端１３０ａ側には湾入部１３２が形成されハウジング本体１５０の長方形固定領域１５６を収容することにより、電気連結部１３０はハウジング本体１５０に固く結合される。
ハウジング本体１５０は大体平たい箱状の外観を有するように封止体（ｍｏｌｄｉｎｇ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）で一対で成形される。ハウジング本体１５０は熱伝達部１１０と電気連結部１３０を互いに隔離しながら熱伝達部１１０、固定部１２０及び電気連結部１３０を一対で把持する。
この際、ハウジング本体１５０の上部１５０ａの中央には熱伝逹部１１０のチップ装着領域１１２、固定部１２０の一端１２０ａ側の一部及び電気連結部１３０の一端１３０ａを露出させるように円形の空洞(Ｃ)が形成され、該空洞(Ｃ)を通して前述した固定領域１５４、１５６が上方へ露出される。
また、ハウジング本体１５０の側面には固定部１２０の他端１２０ｂを露出させる側面凹部１５８が形成されており、ハウジング本体の下部１５０ｂには熱伝逹部１１０の熱伝達領域１１４を露出させるように輪状の溝１６０が形成されている。
図８は、本発明のＬＥＤハウジング１００にＬＥＤチップ１０２を装着した状態を示す斜視図である。図８を参照すれば、ＬＥＤチップ１０２は接着剤などによって熱伝逹部１１０のチップ装着領域１１２に装着され、ワイヤ１０４によって電気連結部１３０の一端１３０ａに連結される。電気連結部１３０は他端１３０ｂが外部電源(図示せず)に繋がるので、ＬＥＤチップ１０２は電気連結部１３０とワイヤ１０４を通して電源の供給を受けるようになる。
図９は、前述した本発明のＬＥＤハウジング１００に透明なカバー１７０をかぶせて具現した本発明のＬＥＤパッケージを示す。図９に示す本発明のＬＥＤパッケージは図３に示すものと同一なＬＥＤハウジング１００、該ＬＥＤハウジング１００の上端に取り付けられたカバー１７０及びこのカバー１７０の空洞に埋め込まれた透明密封体１８０を含む。
カバー１７０は透明プラスチックなどで射出成形した透明レンズであり、軸線(Ａ)に対して線対称である。カバー１７０はＬＥＤチップ１０２で発生された光を反射するための反射面１７２、反射された光を外部に放出する上部放出面１７４ 及び上部放出面１７４で下向き延長されてＬＥＤチップ１０２で直接届いた光を外部に放出する下部放出面１７６が形成されている。
カバー１７０とＬＥＤハウジング１００の間には好ましくは弾性樹脂からなった透明密封体１８０が提供される。弾性樹脂はシリコンなどのゼル状の樹脂を言い、黄変(ｙｅｌｌｏｗｉｎｇ)のような短波長の光による変化が大変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、エポキシとは違って、硬化作業以後にもゼルや弾性体(ｅｌａｓｔｏｍｅｒ)状態を維持するので、熱によるストレス、震動及び外部衝撃などからチップ１０２をより安定的に保護することができる。
勿論、上記カバー１７０形態は例示であって、様々な形態のレンズ及びカバーを使用することが可能である。例えば、図１に示すようなドーム形のレンズ２２を採用することが可能である。また、同じく上記弾性樹脂からなった透明密封体１８０も必要に応じて省略及び他の物質で代替可能である。
図１０は本発明によるＬＥＤハウジングの他の実施例を示す。本実施例のＬＥＤハウジング１００-１をよく見ると、ＬＥＤチップ１０２は電気連結部１３０及び熱伝逹部１１０にそれぞれのワイヤ１０４、１０６によって電気的に繋がっている。従って、熱伝逹部１１０自体が端子機能を行うようになる。従って、点線で示す電気連結部１３０を省略するか、線(Ｌｃ)に沿って切断することも可能である。これとは違って、熱伝逹部１１０を一つの端子で使用し、両側の電気連結部１３０を他の端子で使用することが可能である。これらを除いた残り構成は第１実施例のＬＥＤハウジング１００と同一なので該構成要素には同一な図面符号を付与しその説明は省略する。
図１１は、本発明によるＬＥＤハウジングのさらに他の実施例を示す。本実施例のＬＥＤハウジング２００をよく見ると、熱伝逹部２１０はチップ装着領域２１２の外周が上記ＬＥＤチップ２０２を取り囲むように突出して反射鏡２１８を形成する。反射鏡２１８はＬＥＤチップ２０２で発生した光を図面の上方へ反射するように内側が凹鏡型を有する。これらを除いた残り構成は前述したＬＥＤハウジング１００と同一なので該構成要素には２００対の対応する図面符号を付与しその説明は省略する。
図１２は、本発明によるＬＥＤハウジングの他の実施例を示す。本実施例のＬＥＤハウジング３００をよく見ると、ハウジング本体３００は外周が熱伝逹部３１０のチップ装着領域３１２とＬＥＤチップ３０２越しに延長されてこれらの周縁に空洞(Ｃ)を形成する。空洞３３２の縁の内面には傾斜面が形成され、外側には曲面が形成される。
選択的に、ハウジング本体３００を高反射率重合体で形成することが可能である。このようにすると、傾斜面３６２を反射面で使用してＬＥＤチップ３０２で発生した光を上方へ反射することが可能である。
高反射率重合体の例には、大塚化学株式会社の製品名ＮＭ１１４ＷＡ及びＮＭ０４ＷＡなどがある。具体的に、ＮＭ１１４ＷＡは４７０ｎｍ波長に対して初期８８．３％、２時間経過後に７８．０％の反射率を維持する。ＮＭ０４ＷＡは４７０ｎｍ波長に対して初期８９．０％、２時間経過後に８９．０％の反射率を維持する。また、反射率の優れた射出物にはＴｉＯ２を含んだものが公知されている。
これと違って、ハウジング本体３００を低い反射率の重合体または金属から構成し、傾斜面３６２に高反射率材料を膜形で提供することも可能である。この膜は高反射率金属又は前述した高反射率重合体で具現され得る。
一方、図１３は図１２のＬＥＤハウジング３００に透明なカバー３７０をかぶせＬＥＤパッケージを具現したものを表す。
具体的には、ＬＥＤハウジング３００の空洞(Ｃ)内には透明な樹脂からなった透明密封体３８０が形成され、その上面には透明なカバー３７０が取り付けられている。透明密封体３８０の材料にはエポキシ樹脂を使用することができ、好ましくは前述した弾性樹脂を使用することが可能である。
透明カバー３７０は反射面３７２及び反射された光を外部に放出する放出面３７４が形成されている。カバー３７０は軸線(Ａ)に対して線対称、すなわち回転対称である形態を有する。
この際、ハウジング本体３００を透明な樹脂に形成することも可能である。このようにすると、ハウジング本体３００の曲面３６４はＬＥＤチップ３０２で発生した光を側方へ放出する下部放出面の機能を行うようになる。このようにすると、全体ＬＥＤパッケージから得る光放出パターンは図９のＬＥＤパッケージから得たものと実質的に同一である。
以下、図１４乃至２０を参照して、図３乃至７に基づいて前述した本発明のＬＥＤハウジング１００を製造する方法について説明する。
［熱伝逹部及びフレーム準備］
先ず、図１４に示すような熱伝達部１１０とフレームを備える。熱伝達部１１０は金属固まり又は金属棒を、好ましくは、切削加工して備える。備えた熱伝達部１１０は図３乃至７に基づいて説明したＬＥＤハウジング１００の熱伝逹部１１０と同一な形状である。
フレーム１４０は板金または板金から、好ましくはパンチングによって形成する。得られたフレーム１４０は長方形であり、外周部１４２及び該外周部１４２から中心に向かってリード形態で延長された一対の固定部１２０と一対の電気電気連結部１３０を具備する。この際、固定部１２０、電気連結部１３０及び外周部１４２の間には開放領域が形成され、外周部１４２の四つかどにはガイド穴１４４が開いている。
ガイド穴１４４はフレーム１４０の位置を決め維持するためのものである。例えば、ガイド穴１４４は後続する工程において、フレーム１４０を金型(図示せず)に装着する際、金型のガイドピンを差し込むガイド穴の役割を果たすことができる。
各々の固定部１２０は一端１２０ａ側に熱伝逹部１１０の首部１１６の周に噛み合い、これを把持するためのホルダー１２２が形成され、他端１２０ｂがフレーム１４０の外周部１４２に繋がる。ホルダー１２２は好ましくは熱伝逹部１１０の首部１１６と同一な曲率で形成される。この際、両方ホルダー１２２を同一曲率の円弧で連結すれば、首部１１６と同一な円が形成されるように固定部１２０の一端１２０ａの間の距離を決めることが好ましい。一方、首部１１６が角になるように形成された場合であれば、同じくホルダー１２２もそれと同一な形状で角になるように形成される。
［熱伝逹部フレーム装着］
図１４の状態で熱伝逹部１１０を上方へ押しフレーム１４０に装着する。すなわち、熱伝達部１１０を上側に移動させると、チップ装着領域１１２がフレーム１４０の固定部１２０を押しのけて上向き移動し、それによって固定部１２０は上方に曲がった後、弾性によってもとの場所に戻る。この際、固定部１２０のホルダー１２２が熱伝逹部１１０の首部１１６を両側で把持することにより、熱伝逹部１１０がフレーム１４０に装着され、把持状態は図１５乃至１６に示した通りである。
一方、電気連結部１３０は図１７に示すように一端１３０ａが熱伝逹部１１０に隣接して配置される。電気連結部１３０は熱伝逹部１１０の首部１１６とチップ装着領域１１２に隣接して配置されるが、接触せず間隔を維持する。
このようにすると、固定部１２０のホルダー１２２が首部１１６の周に噛み合い熱伝逹部１１０をフレーム１４０に安定的に固定するため、後続する金型装着工程及び樹脂注入工程において熱伝達部１１０がその位置を維持することができる。
［金型装着及び樹脂注入］
次に、フレーム１４０の穴１４４を金型(図示せず)のガイドピンをかけてフレーム１４０を金型に装着する。そのようにした後、金型の中に封止材を射出して熱伝逹部１１０及びこれに隣接したフレーム１４０部分を一体で成形して図１８乃至２０に示すようなハウジング本体１５０を成形する。
これを具体的に説明すると、ハウジング本体１５０は固定部１２０の一端１２０ａ側の領域と電気連結部１３０の一端１３０ａ側の領域を熱伝逹部１１０と共に一体で封止するよう成形される。従って、熱伝逹部１１０はチップ装着領域１１２と熱伝逹領域１１４を除いた部分が封止される。
固定部１２０は、図１９に示すようにホルダー１２２が熱伝逹部１１０と噛み合った状態でハウジング本体１５０によって封止される。また、一端１２０ａ側の上面がハウジング本体１５０の空洞(Ｃ)によって上方へ露出され、一端１２０ａと他端１２０ｂの中間領域がハウジング本体１５０の上下部１５０ａ、１５０ｂの間に挟まれた状態であり、他端１２０ｂの方の領域がハウジング本体１５０の外側に延長されている。この際、固定部１２０の穴１２４にハウジング本体１５０の固定領域１５４が挿入されるため、固定部１２０はハウジング本体１５０に固く結合され熱伝逹部１１０をハウジング本体１５０に安定的に結合するようになる。
一方、図２０に示すように、電気連結部１３０はワイヤ装着領域を形成する一端１３０ａ側の上面がハウジング本体１５０の空洞(Ｃ)を通して上方へ露出され、一端１３０ａと他端１３０ｂの中間領域がハウジング本体１５０の上下部１５０ａ、１５０ｂ の間に挟まれた状態であり、他端１３０ｂ側の領域がハウジング本体１５０の外側に延長されている。また、電気連結部１３０の湾入部１３２にハウジング本体１５０の固定領域１５６が挿入されるため、電気連結部１３０は外力によって抜出されないようハウジング本体１５０に固く結合される。
このように樹脂成形によって得る構造体は固定部１２０と電気連結部１３０がフレーム１４０に連結されており、電気連結部１３０の他端１３０ｂ側が曲がらないことを除けば、図３乃至７で前述したＬＥＤハウジング１００と同一な形態である。
［フレームから分離］
樹脂が硬化されれば、前述した構造体を金型から取り出し、図１９のＬ１ 線に沿って固定部１２０を切断し、図２０のＬ２線に沿って電気連結部１３０を切断して図１８乃至２０の構造体をフレーム１４０から分離する。次に、電気連結部１３０の他端１３０ａ側を図２０の点線のように曲げることにより図３乃至７に示すようなＬＥＤハウジング１００を得る。一方、構造体を金型から取り出す作業を切断及び曲げ作業以後に行うことも可能である。
パッケージング作業
このように得たＬＥＤハウジング１００から、例えば図９に示した形態のＬＥＤパッケージを完成することが可能である。
先ず、チップ装着領域１１２にＬＥＤチップ１０２を接着剤などで付着し、ワイヤ１０４でＬＥＤチップ１０２と電気連結部１３０の間を電気的に連結しても図８の構造体を得る。
次に、この構造体に、例えば図９の透明カバー１７０を取り付ける。この場合、カバー１７０を引っ繰り返してその中にシリコンなどからなった透明密封体１８０を埋め込んだ後ＬＥＤチップ１０２が下になるようにＬＥＤハウジング１００を引っ繰り返してカバー１７０に結合させる。この状態で透明密封体１８０が硬化されれば、図９に示すようなＬＥＤパッケージを得ることが可能である。
フレームアレイシート上の作業
図２１は、多数のフレーム領域１４０´が配列されたフレームアレイシート１４６を示す。各々のフレーム領域１４０´は前述したフレーム１４０と同一な形態を有する。
従って、このフレームアレイシート１４６を利用すれば、前述したものと同様な工程において多数のフレーム領域１４０´に多数のＬＥＤハウジング本体１５０を形成することが可能である。この際、フレームアレイシート１４６の縁に形成された穴(Ｈ)をガイド穴または位置調整穴で使用する。
このようにＬＥＤハウジング１００を形成した後、切断線(Ｌｃ)に沿ってフレームアレイシート１４６を切断し各々の電気連結部１３０の他端１３０ａ側を曲げ多数のＬＥＤハウジング１００を完成することができる。一方、ハウジングを金型から取り出す作業を切断及び曲げ作業以降に行うことも可能である。
このようにすると、一つのフレームアレイシート１４６を使用して多数のＬＥＤハウジング１００を自動で製造することができる。
このようなＬＥＤハウジング及びこれを具備するＬＥＤパッケージ製造工程は第１実施例のＬＥＤハウジング１００のみならず、第２乃至第３実施例のＬＥＤハウジング１００−１、２００を製造するのに同様に適用することができる。
第４実施例の場合には、ＬＥＤハウジング３００の製造工程には同一に適用されるが、ＬＥＤハウジング３００にカバー３７０を取り付ける過程において違いが出る。第４実施例のＬＥＤハウジング３７０の場合には図１３を参照して前述したように、先ず透明密封体３８０を空洞(Ｃ)内に注入した後透明カバー３７０をその上に取り付けるようになる。
上記において、本発明の好ましき実施例を参照し説明したが、当技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明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において本発明を様々に修正及び変更することができることが分かるであろう。
一般的な高出力ＬＥＤパッケージを示す図面である。 図１Ａに示したパッケージが装着された状態を示す図面である。 従来技術による高出力ＬＥＤパッケージのリードフレーム構造を示す図面である。 従来技術による高出力ＬＥＤパッケージのリードフレーム構造を示す図面である。 本発明による高出力ＬＥＤハウジングの実施例を示す斜視図である。 図３に示したＬＥＤハウジングの平面図である。 図４のＶ-Ｖ線に沿って切断した断面図である。 図４のＶＩ-ＶＩ線に沿って切断した断面図である。 図３に示したＬＥＤハウジングの底部斜視図である。 図３に示したＬＥＤハウジングにＬＥＤチップを装着した状態を示す斜視図である。 図３に示すＬＥＤハウジングを具備した本発明による高出力ＬＥＤパッケージの実施例を示す断面図である。 本発明による高出力ＬＥＤハウジングの他の実施例の断面図として、図６に対応する断面を示す。 本発明による高出力ＬＥＤハウジングのさらに他の実施例の断面図として、図５に対応する断面を示す。 本発明による高出力ＬＥＤハウジングのさらに他の実施例の断面図として、図５に対応する断面を示す。 図１２に示すＬＥＤハウジングを具備した本発明による高出力ＬＥＤパッケージの実施例を示す断面図である。 本発明による高出力ＬＥＤハウジング製造方法の実施例を説明するための図面として、熱伝達部及びリードフレームが結合される前の状態を示す分解斜視図である。 図１４の熱伝達部がリードフレームに結合された状態を示す平面図である。 図１５のＸＶＩ-ＸＶＩ線から矢印方法に向かった側面図である 。 図１５のＸＶＩＩ-ＸＶＩＩ線に沿って切断した断面図である。 図１５の構造物に樹脂でハウジング本体を成形した状態を示す平面図である。 図１８のＸＩＸ-ＸＩＸ線に沿って切断した断面図である。 図１８のＸＸ-ＸＸ線に沿って切断した断面図である。 本発明による高出力ＬＥＤハウジング製造方法の他の実施例を説明するための図面として、図１４のリードフレームに対応するフレーム領域が多数形成されたフレームシートを利用する製造方法を示す。
符号の説明
１００、１００−１、２００、３００ ＬＥＤハウジング
１０２、２０２、３０２ ＬＥＤチップ
１１０、２１０、３１０ 熱伝達部
１２０、２２０、３２０ 固定部
１１２、２２２、３２２ ホルダ
１３０、２３０、３３０ 電気連結部
１４０ フレーム
１４６ フレームアレイシート
１５０、２５０、３５０ ハウジング本体

Claims (16)

  1. ＬＥＤチップが装着されるチップ装着領域、上記チップ装着領域に対向された熱伝逹領域及び上記装着領域と上記熱伝逹領域の間に形成された首部を有する熱伝逹部と、
    上記熱伝逹部を固定するよう一端が上記熱伝達部の首部と噛み合った一対の固定部と、
    上記熱伝達部のチップ装着領域に隣接配置されたワイヤ連結領域及び上記ワイヤ連結領域と連結された外部電源連結領域を有する電気連結部と、
    上記電気連結部を上記熱伝逹部から隔離しながら上記熱伝達部、上記固定部及び上記電気連結部を一体で封止するハウジング本体とを含むことを特徴とするＬＥＤハウジング。
  2. 上記固定部の一端は上記首部の周縁を把持するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤハウジング。
  3. 上記固定部は上記ハウジング本体の一部を収容する穴が形成されたことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤハウジング。
  4. 上記固定部は上記熱伝達部の熱を上記ハウジング本体の側方に分散させるよう他端が上記ハウジング本体の側面まで延長されたことをチップ特徴とする請求項１に記載のＬＥＤハウジング。
  5. 上記ハウジング本体は上記固定部他端を突出させるよう側面の一部が湾入することを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤハウジング。
  6. 上記ハウジング本体は上記熱伝逹部のチップ装着領域及び上記電気連結部のワイヤ連結領域を露出させるよう形成された凹部を具備することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤハウジング。
  7. 上記ハウジング本体は上記凹部内で上記熱伝達部のチップ装着領域の周縁に繋がった段差を具備することを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤハウジング。
  8. 上記ハウジング本体は上記熱伝達部の熱伝達領域の周に繋がった溝を具備することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤハウジング。
  9. (ａ)チップ装着領域と上記チップ装着領域に対向された熱伝達領域の間に形成された首部を有する熱伝逹部を備える段階と、
    (ｂ)板金を加工して外周部、各々の一端が上記外周部から中心に向かって延長された一番いの固定部と一つ以上の電気連結部及び上記外周部に形成された穴を有するフレームを備える段階と、
    (ｃ)上記固定部の一端が上記熱伝逹部の首部と結合され、上記電気連結部の一端が上記熱伝逹部のチップ装着領域に隣接配置されるよう上記熱伝逹部を上記フレームに装着して熱伝達部-フレーム組立体を得る段階と、
    (ｄ)上記熱伝逹部-フレーム組立体を金型に装着する段階と、
    (ｅ)上記金型の中に封止材を射出し上記熱伝逹部を上記電気連結部から隔離させながら上記熱伝逹部、上記電気連結部に結合された上記固定部及び熱伝達部に隣接配置された上記電気連結部を部分的に露出させながら一体で封止するハウジング本体を形成する段階と、
    (ｆ)上記固定部及び上記電気連結部を上記フレームから切断する段階とを含むことを特徴とするＬＥＤハウジング製造方法。
  10. (ａ)チップ装着領域と上記チップ装着領域に対向された熱伝達領域の間に形成された首部を有する多数の熱伝逹部を備える段階と、
    (ｂ)板金を加工して外周部及び各々の一端が上記外周部から中心に向かって延長された複数の固定部と一つ以上の電気連結部を有する多数のフレーム領域とフレーム領域を囲み穴が形成された外周領域からなるフレームアレイシートを備える段階と、
    (ｃ)上記固定部の一端が上記熱伝逹部の首部と結合され、上記電気連結部の一端が上記熱伝逹部のチップ装着領域に隣接配置されるよう上記熱伝逹部を上記フレームアレイシートに装着して複数の熱伝達部-フレーム組立体を得る段階と、
    (ｄ)上記熱伝逹部-フレーム組立体を金型に装着する段階と、
    (ｅ)上記金型の中に封止材を射出し上記熱伝逹部を上記電気連結部から隔離させながら上記熱伝逹部、上記熱伝達部に結合された上記固定部及び熱伝達部に隣接配置された上記電気連結部を部分的に露出させながら一体で封止する複数のハウジング本体を形成する段階と、
    (ｆ)上記固定部及び上記電気連結部を上記フレームアレイシートから切断する段階とを含むことを特徴とするＬＥＤハウジング製造方法。
  11. 上記(ｂ)準備段階はパンチングによって行なわれることを特徴とする請求項９又は１０に記載のＬＥＤハウジング製造方法。
  12. 上記(ｃ)熱伝達部装着段階は上記熱伝達部を上記チップ装着領域から上記固定部の対向された一端の間に押しいれ上記固定部の対向された一端が上記熱伝達部の首部を握り持つことを特徴とする請求項９又は１０に記載のＬＥＤハウジング製造方法。
  13. 上記(ｄ)金型装着段階は上記穴に上記金型のガイドピンを差し込み上記金型を案内することを特徴とする請求項９又は１０に記載のＬＥＤハウジング製造方法。
  14. 上記(ｅ)ハウジング本体形成段階は上記熱伝達部のチップ装着領域と熱伝逹領域及び上記電気連結部の一端側のワイヤ連結領域を露出させることを特徴とする請求項９又は１０に記載のＬＥＤハウジング製造方法。
  15. （ｇ）上記樹脂が硬化されると、得た構造体を上記金型から取り出す段階を上記（ｆ）切断段階以前あるいは以降にさらに含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載のＬＥＤハウジング製造方法。
  16. 上記(ｇ)構造体を上記金型から取り出す段階以降に上記電気連結部の外部に延長された部分を曲げる段階をさらに含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載のＬＥＤハウジング製造方法。
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