JP2008047916A - 電子要素の実装に使用する装置、システムおよび方法 - Google Patents

電子要素の実装に使用する装置、システムおよび方法 Download PDF

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Abstract

【課題】表面実装デバイスを製造する装置、システム、および方法を提供すること。
【解決手段】ある実施例は、ケーシングの中に形成され、ケーシングの中へ延在する凹部を備えるケーシングと、ケーシングに固定され、凹部の表面の一部を形成する凹部の回りに延在するインサートであって、凹部に沿って露出された反射面を備えるインサートと、凹部を介して部分的に露出される複数のリードとを備える表面実装デバイスを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に、実装された電子要素および／またはデバイスに関し、さらに詳細には、表面実装デバイスに関する。
この数十年間にわたって、回路基板を用いて実装されるデバイスの数およびタイプが劇的に増加している。デバイスおよび／またはチップが回路基板に実装される頻度も、同様に増加している。デバイスの実装を改良することにより、実装されるデバイスを組み込む最終製品を改良することになり、その製品のコストおよび複雑性を大幅に減らすことができる。
デバイスの実装は、はんだ付け、接合、およびその他の同様の方法によって達成可能である。さらに、デバイスは、多くの異なる構成で、および／または多くの異なる向きに実装可能である。いくつかのデバイスは、実装のための１つ以上の向きが可能であるように構成されている。これらのデバイスのいくつかを実装することは困難であることがあり、さらに、これらデバイスのいくつかの実装は、時と共に劣化することがある。結果として、これらの実装されたデバイスを組み込んでいる製品の動作の精度が低下したり、および／または動作不能になったりすることがある。
本発明の実施例は、表面実装可能なデバイスを製造する装置、システムおよび方法を提供することを介して、上記の必要ならびに他の必要に有利に対処する。ある実施例は、ケーシングの中に形成され、ケーシングの中に延在する凹部を備えるケーシングと、ケーシングに固定され、凹部の表面の一部を形成する凹部の回りに延在するインサートであって、凹部に沿って露出される反射面を備えるインサートと、凹部を介して部分的に露出される複数のリード（ｌｅａｄ）とを備えた表面実装デバイスを提供する。
さらなる実施例は、第１表面、およびこの第１表面からケーシングの中へ延在する、ケーシングの中に形成された凹部を備えたケーシングと、凹部からケーシングを介して延在し、ケーシングを出る第１の複数のリードと、複数のリードのうちの少なくとも１つと接続され、凹部を介して少なくとも部分的に露出される電子デバイスと、反射面を備えるインサートであって、凹部の表面の少なくとも一部の回りに延在し、インサートの反射面が凹部を介して露出された状態でケーシングに固定されるインサートとを含む表面実装デバイスを提供する。
さらなる実施例は、表面実装デバイスの製造に使用する方法を提供する。これら方法のいくつかは、複数のリードを配置するステップと、反射面を複数のリードに近接させてリングを配置するステップと、リングの反射面がケーシングの凹部を介して露出された状態で、リングがリードに対して所定の位置に保持されるように、複数のリードおよびリングをケーシングで固定するステップと、電子デバイスを複数のリードのうちの少なくとも１つに固定するステップとを含む。
本発明の原理が用いられる例示的な実施例を説明する、本発明の以下の詳細な説明および添付の図面を参照することにより、本発明の特徴および利点のよりよい理解が得られるであろう。
本発明の上記および他の態様、特徴ならびに利点が、以下の図面と併せて示される以下の本発明のより詳細な説明からより明らかになろう。
複数の図にわたって、対応する符号は対応する構成要素を示す。図中の要素は、簡略化および明瞭さのために例示されているものであり、必ずしも縮尺通りに描かれているものではないことが、当業者には明らかとなろう。例えば、本発明の様々な実施例の理解を改善する助けとするために、図中のいくつかの要素の寸法は、他の要素に対して誇張されていることがある。また、本発明のこれら様々な実施例の図の妨げを少なくすることが容易になるように、商業的に実行可能な実施例において有用または必要である一般的であるが汎用的である要素は、しばしば描かれていないことがある。
本実施例は、電子装置を回路基板上に実装するような、電子要素および／または装置を製造する装置、製造システム、製造方法、ならびに、複数の電子要素および／または装置の実装方法を提供する。特に、いくつかの実施例は、光を受光、発光、散乱および／または偏光させる光電子素子などの電子装置を実装するために用いられる表面実装デバイス（ＳＭＤ）のパッケージに特に適用可能である。光電子素子は、例えば、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）、太陽電池、フォトダイオード、レーザダイオード、およびその他のそのような光電子素子、またはこれら光電子素子の組み合わせを含み得る。いくつかの用途では、ＳＭＤは、ビデオ画像を表示するのに用いる表示装置のような、画像生成において用いられる。
図１は、１つ以上のＬＥＤ、その他の光電子素子、および／またはその他の装置などの電子デバイスを実装するのに使用可能ないくつかの実施例に従った表面実装デバイス（ＳＭＤ）１２０の簡略化した俯瞰平面図である。ＳＭＤ１２０は、ケーシング即ち、ハウジング１２２と、複数のリード１２４〜１２９とを含む。ケーシング１２２は、ケーシングの第１の表面１４０から延在する凹部、即ち、空洞部１３２をさらに含む。いくつかの実施例では、反射インサート、即ち、反射リング１３４が、凹部１３２の周囲または側部の少なくとも一部に沿って位置決めされ、固定される。
リード１２４〜１２９は、ケーシング１２２によって部分的に入れられ、ケーシング１２２の第２の表面１４２および第３の表面１４４のうちの一方を貫通する。図１に示される実施例では、ＳＭＤ１２０は、６つのリード１２４〜１２９を備えた６ピンのＳＭＤであり、３つのリードが第１の表面１４２および第２の表面１４４のそれぞれを貫通する。さらに、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤなどの３つの電子デバイス１５０〜１５２が、６つのリード（例えば、リード１２４、１２７および１２９）のうちの異なる１つにそれぞれ、実装され、電気的に接続される。ＬＥＤまたは他の電子デバイスは、接着、被覆、薄膜、封入、はんだ、ペースト、グリス、および／もしくはその他の同様の適切な方法、またはこれら方法の組み合わせによって、チップセット（ｃｈｉｐｓｅｔ）部と接続可能である。例えば、ＬＥＤは、はんだバンプ１５４〜１５６によりリード１２４、１２７、および１２９に電気的に接続および固定されることができる。
図２〜図４は、図１のＳＭＤ１２０における簡略化された平面図を示し、区別して、図２の前面平面図、図３の側面平面図、および図４の底面平面図と呼ばれる。図２〜４にさらに示されているのは、指定された幅２２２、指定された高さ３２０、および指定された長さ４２０である。上述のように、リード１２４〜１２９は、ケーシングを貫通し、突き出し、即ち、第２の表面１４２および第３の表面１４４からケーシングを出る。ある実装例では、リードは、第２および第３の表面に沿って屈曲され、区別して、下部と称される第４の表面２２０（図２および４を参照）に沿ってさらに屈曲され得る。ケーシング１２２の外側にあるリード１２４〜１２９の寸法は、用いられるＳＭＤ１２０、ＬＥＤ、もしくは、他の電子デバイスの所期の実装、ケーシング１２２の材料、ＳＭＤ１２０のサイズ、および／またはその他の要因、および／または、これら要因の組み合わせに依存することができる。例えば、ある実装においては、ケーシングの外側にあるリードの幅４２２は、厚さ２２４が、約０．１５ｍｍから０．４０ｍｍまでの間（例えば、０．２５ｍｍ＋／−０．０１ｍｍ）で、約０．５０ｍｍから０．７０ｍｍまでの間（例えば、０．６０ｍｍ＋／−０．０５ｍｍ）とすることができる。リードは、ＳＭＤの幅２２２が、約３．３０ｍｍ＋／−０．０５ｍｍで、長さ４２０が、約３．５０ｍｍ＋／−０．０５ｍｍである場合のように、約０．４０ｍｍから０．８０ｍｍまでの間（例えば、０．５５ｍｍ＋／−０．０５ｍｍ）であるリード相互間の距離４２４で離隔可能とされる。
図５は、図１〜図４のＳＭＤ１２０の簡略化され、部分的に透視した斜視図を示す。ある実施例による反射リング１３４が、凹部１３２の周囲に沿って延在し、ＬＥＤ１５０〜１５２の回りに位置付けられているように、よりはっきりと示されている。リング１３４は、第１縁部５２２、第２縁部５２４、および１つ以上のタブまたは拡張部５３０を含む。
図６および図７は、それぞれ、ある実施例によるリング１３４の平面図および斜視図を示す。図５〜図７を参照して、リング１３４は、ＳＭＤ１２０に組み込まれる場合、第１縁部がケーシング１２２の第１表面１４０の近傍に位置付けられ、第２縁部５２４が、凹部１３２の基部およびその凹部の中に露出されるリード１２４〜１２９の一部の近傍に位置付けられた状態で、第１縁部５２２から第２縁部５２４へとテーパーになる略切頭円錐形の形状を有している。ある実装例では、凹部１３２の中に露出されたリングにおける少なくとも外側の露出された表面７２０が、第１縁部５２２の近傍において略円形の形状を有し、第２縁部５２４に対しテーパーを有する。ある実施例では、リングは、第１縁部からテーパーになり、第１縁部５２２でより略円形の形状よりも、第２縁部５２４の近傍においてより略矩形の形状をもたらす４つの近接するおよび／または隣接する部分、即ち、セグメント６２０〜６２３によって画定される。ある実施例では、第１縁部５２２および第２縁部５２４の回りにある４つの部分は、各部分が２つの隣り合う部分と交差するように、第１縁部５２２の近傍の半径８２４よりも大きい、第２縁部の近傍の半径８２２をそれぞれが有する４つの交差する円のセグメントとして形成される。そのリングは、略円形を有する第１縁部から第２縁部まで先細になる。
さらに、第２縁部５２４における対向する部分の相互間（例えば、部分６２１と部分６２３との間）の距離、即ち、直径６３２は、リングが第１縁部５２２から第２縁部５２４に向かって先細になるように第１縁部でリングの距離、即ち、直径６３０未満である。ある場合では、部分６２０〜６２３をリングに組み込むことによって、リングの安定性をある程度高めることをもたらし、光における所望の反射および分散をさらに達成しながらＳＭＤ１２０の堅牢性を改善する。ある実施例では、そのリングは、第１縁部における概ね円形の形状から、概ね円形、概ね矩形、概ね三角形、または他の適切な形状などのその他の適切な形状を有し得る第２縁部に向けて先細になる。
リング１３４は、ある実装例では、第１縁部５２２の外縁部から延在する１つ以上のタブ５３０をさらに含み得る。タブ５３０は、さらに後述されるように、ＳＭＤ１２０の製造時、リングを所望の位置に保持するように接触点をもたらすことができる。さらに、ある実施例では、タブ５３０を備えたリング１３４がＳＭＤ１２０内に位置決めされる場合、タブ５３０は、ケーシングの中に延在し、ケーシングに入れられて、それによって、リング１３４の安定性を高め、リングの位置決めを維持するのを助けることができる。
図１および５を参照して、ある実施例におけるケーシングは、ケーシングの中に延在する開口、即ち、孔１５０をさらに含む。これらの孔１５０は、タブ５３０を位置合わせする。ある実施例では、ケーシング１２２がリング１３４の回りに（例えば射出成形によって、またはリード１２４〜１２９およびリング１３４に固定されて）形成される間、タブは、支持体または構造体によって、リード１２４〜１２９に対する所望の位置に保持され、構造体の回りのケーシング１２２の中にタブ５３０を保持する孔１５０を形成する。孔は、ある例では、成形後に埋められてもよく、または、タブ５３０を保持している構造体が、例えば、下記にさらに説明されるように、ケーシングの第１表面１４０と面一または第１表面１４０よりも低くなるように切削されてもよい。タブ５３０は、ケーシングの中へ延在し、部分的に、リング１３４をケーシング内に固定すること、および／またはケーシング１２２、リード１２４〜１２９、および／またはＬＥＤ１５０〜１５２に対するリングの配置を維持することをさらに助けることができる。
図８〜９は、ある実施例による反射リング１３４の簡略化した俯瞰図を示す。第１縁部５２２および第２縁部５２４の回りのリング１３４の直径６３０および６３２は、それぞれ、上記に紹介され、さらに後述されるように、多くの要因に依存でき、ある実施例では、付加的に、または代替的に、凹部１３２の寸法、および／またはテーパーの勾配に依存できる。例えば、ある実装例では、ＳＭＤ１２０は、約３．３０ｍｍの幅２２２、約３．５０ｍｍの長さ４２０、および、約２．００ｍｍの高さ３２０を有し得るものであり、リング１３４における４つのセグメント６２０〜６２３は、第２縁部５２４の回りにおいて約１．７５ｍｍから２．００ｍｍまでの間（例えば、１．８７ｍｍ＋／−０．０５ｍｍ）の半径８２２を有して構成され得る。セグメント６２０〜６２３は、第１縁部５２２まで延在し、ある例では、第１縁部５２２の回りにおいて約１．３５ｍｍから１．５５ｍｍの間（例えば１．４６ｍｍ＋／−０．０５ｍｍ）の半径８２４までテーパーになる。さらに、セグメント６２０〜６２３は、第２縁部５２４に沿って約１．７０ｍｍから１．９０ｍｍまでの間（例えば１．８０ｍｍ＋／−０．０５ｍｍ）の長さ８３２、および、第１縁部５２２に沿って約１．９０から２．００ｍｍまでの間（例えば、１．９４ｍｍ＋／−０．０５ｍｍ）の長さ８３４を有し得る。
さらにこの例では、リング１３４は、リングの中央から離れる方向に延在する１つ以上のタブ５３０を含むことも可能である。ある実装例では、２つのタブ５３０が対向する部分の交差点の近傍において第１縁部５２２から延在する。例えば、タブ５３０は、対向する部分（例えば、第２部分６２１と第４部分６２３）の中心点を貫通する軸線８４２から約３５度から５０度までの間の角度８４０で位置付けられることができる。ある実施例では、軸線８４２から約４３度＋／−３度であることができる。タブ５３０は、（例えば、約０．１０ｍｍ＋／−０．０５ｍｍの半径９２２を有する）リングの縁部から延在し、約０．５０ｍｍ＋／−０．０５ｍｍの幅９２４を有し、外側縁部に沿って約０．２５ｍｍ＋／−０．０５ｍｍの半径８４６で湾曲され得る。これらのタブ５３０のほぼ中央の相互間の距離９２６は、約３．３５ｍｍから３．５５ｍｍまでの間（例えば、３．４４ｍｍ＋／−０．０５ｍｍ）であり得る。
図１０は、リング１３４の簡略化した側面図を示し、図１１は、リングの簡略化した斜視側面図を示し、図１２は、ある実装例による図９の中心線Ａ−Ａに沿ったリング１３４の簡略化した断面図を示す。リング１３４の高さ１０２２、および幅、即ち、直径９３０は、ＳＭＤのサイズに依存でき、典型的には、凹部１３２の深さ１３２４（図１３を参照）に比例する。そのリングは、リングのテーパーにされた壁から延在するリップ、即ち、出張り１０３０をさらに含み得る。その出張りは、リングの周囲の少なくとも一部の回りに延在し、典型的には、リング１３４の周囲を完全に囲む。出張り１０３０は、リングのテーパーにされた壁から横方向に延在し、ケーシング１２２に取り付けられたときに、リングにさらなる安定性を与えることができる。出張りの寸法は、上記に紹介され、下記にさらに説明されるように、多くの要因に依存することができる。ある実装例では、出張りは、リングの厚さ１２２２にほぼ等しい厚さ１０３２を有し、例えば、約０．１０ｍｍ＋／−０．０５ｍｍであってよい。
図１３〜１５は、図１のＳＭＤ１２０における実施例の簡略化した部分的な斜視図である。詳細に述べると、図１３は、ＳＭＤ１２０の部分的に透視した正面の平面図を示し、図１４は、ＳＭＤ１２０の部分的に透視した側面平面図を示し、図１５は、ＳＭＤ１２０の部分的に透視した破断側面平面図を示す。図１５の部分破断図は、凹部１３２の中、および、ＬＥＤ１５１、１５２の回りに位置付けられたリング１３４の断面図を示す。リング１３４の少なくとも露出された表面７２０の切頭円錐形の形状は、第１縁部５２２から第２縁部５２４までテーパーになっているのが、図１３〜１５にはっきりと分かる。そのリングは、凹部１３２と一体となり、ある実装例では、リング１３４は、凹部と同一平面上にあり、凹部の表面の少なくとも一部を形成する。テーパーの角度１５２０は、ＬＥＤ１５０〜１５２から放射される光の所望の反射、ＳＭＤ１２０の使用意図、ＳＭＤの外側から、凹部の中のリードに実装された光検出器への光の反射、および／または他の適切な効果を達成するように与えられる。ある実装例では、テーパー１５２０の角度は、約１００度から１４０度までの間であり、ある実施例では、１１０度から１３０度までの間、例えば、約１１２度である。
ある実施例では、リング１３４は、リード１２４〜１２９の露出面の上のケーシングの高さ１３２４よりも低い高さ１０２２を有し、この高さは、典型的には、凹部１３２の深さである。リング１３４は、リードの露出面によって一般に画定される面１３３２から第１距離１３３０に配置されることができ、ケーシング１２２の外側第１面１４０から第２距離１３３４にある。リング１３４の上下のケーシング物質は、リング１３２に付加的な支持をもたらすことができ、安定性および耐久性のあるＳＭＤパッケージをもたらすように、リングの位置決めを維持するのを助けることができる。リング１３４は、ある実装例では、リングのテーパーにされた壁から延在し、リングにさらなる支持を与えることのできる出張り１０３０をさらに含み、ケーシング１２２によって収容される。このように、その出張りは、さらなる安定性、構造上の支持をさらにもたらし、リング１３４とＳＭＤ１２０との全体的な一体性を高める。
リングの寸法は、ＳＭＤの所期の実装、ケーシング１２２の材料、ＳＭＤ１２０のサイズ、出張り１０３０および／または、タブ５３０のサイズ、ＬＥＤのサイズ、ならびに／または他の関連する要因に依存することができる。ある実施例では、リング１３４の高さ１０２２は、凹部１３２の深さ１３２４に比例可能とされ、ある例では、リングの高さ１０２２の凹部の深さ１３２４に対する比は、約３対５であってよい。ある実施例では、リングの高さ１０２２は、凹部の深さ１３２４のおよそ５０パーセントから７０パーセントまでの間であり、ある実装例では、凹部の深さの約５５パーセントから６５パーセントまでの間である。例えば、約０．８５ｍｍの深さを有する凹部１３２を備えた約２．００ｍｍの高さ３２０を有するＳＭＤでは、リング１３４は、約０．５０ｍｍの高さを有して構成され得る。さらにこの例では、リングの第１縁部５２２からケーシング１２２の第１表面１４０までの距離１３３４が約０．１５ｍｍであり、リングの第２縁部５２４と、リード１２４〜１２９の露出面によって画定され、典型的には凹部１３２のベース部を画定する面１３３２との間の距離１３３０が約０．２０ｍｍであるように、および／またはＬＥＤ１５０〜１５２もしくはＳＭＤパッケージ１２０に組み込まれる他の電子デバイスの高さに比例するように、そのリングが、凹部内に位置付けられ得る。
第１縁部５２２および第２縁部の回りにおけるリング１３４の直径６３０および６３２は、それぞれ、上記に紹介された多くの要因に同様に依存してよく、ある実施例では、さらに、または代替として、凹部の寸法およびテーパーの傾斜度に依存してよい。例えば、ある実装例では、ＳＭＤ１２０は、約３．３０ｍｍ＋／−０．０５ｍｍの幅２２２、約３．５０ｍｍ＋／−０．０５ｍｍの長さ４２０、および約２．００ｍｍ＋／−０．０５ｍｍの高さ３２０を有し、出張り１０３０を横断する約３．０８ｍｍ＋／−０．０５ｍｍの直径６３４と、第１縁部５２２の回りにおいて約１．４６ｍｍ＋／−０．０５ｍｍの半径８２４、および第２縁部５２４の回りにおいて約１．８７ｍｍ＋／−０．０５ｍｍの半径８２２を有するセグメント６２０〜６２３とを有するリングを備えてよい。
リング１３４、またはリングの少なくとも露出された表面７２０は、ＳＭＤ１２０の実装例および／または構成に依存して、ＬＥＤから放射される光および／または凹部１３２を介して受光される光を反射して、その光がリード１２４〜１２９に接続された光検出器に導かれるように構成される。リング１３４は、反射性金属などの反射性の材料から作製されてよい。さらに、または代替として、リングは、露出面７２０が、所望の反射特性を有する銀または他の適切な材料などの反射性材料で被覆された、金属、プラスチック、セラミック、もしくは他の適切な材料、および／またはこれら材料の組み合わせから作製されてよい。例えば、リング１３４は、リード１２４〜１２９の材料と同様または同じ金属から構成され、反射性金属で被覆されてよい。ある実装例では、リングは、少なくとも露出面７２０を画定する銀被覆を有する銅および／または銅合金で作製される。リング１３４の厚さ１２２２は、ＳＭＤの所期の実装、ＳＭＤに用いられるＬＥＤ、および他の適切な要因に依存してよい。ある実施例では、厚さ１２２２は、リングの高さ１０２２に比例していてよい。例えば、約０．５０ｍｍの高さを有するリング１３４は、厚さが約０．１０ｍｍであってよい。
図１に戻ると、リング１３４は、ＬＥＤから放射される光が、リングの露出された反射面７２０によって反射されるように、ＬＥＤ１５０〜１５２の回りに配置される。リングに反射性があることに少なくともいくらか起因して、ケーシングは実質的に任意の適切な材料から作製されてよい。さらにある実装例では、リング１３４が所望の光反射を与えるため、ケーシングは、材料の反射性能と関係なく、実質的に任意の適切な材料から製作されてよい。例えば、ケーシングは、１つ以上の樹脂、エポキシ、熱可塑性重縮合物（例えばポリフタルアミド（ＰＰＡ））、プラスチック、ガラス、ナイロン、および／もしくは他の同様の適切な材料、ならびに／またはこれら材料の組み合わせから形成されてよい。ある実施例では、ケーシングは、黒色ＰＰＡ材から形成される。黒色ＰＰＡ材は、ビデオ表示装置および／または他の画像生成装置に用いられるＳＭＤなどの画像生成ＳＭＤパッケージでの使用に有利であることがわかっている。ＳＭＤパッケージは、しばしば、白色ＰＰＡ材で製作される。しかしながら、典型的に、画像生成および／またはビデオ表示装置における黒色ＰＰＡ材の使用は、白色ＰＰＡ材に対して改善された画像品質を与える。しかしながら、黒色ＰＰＡ材は、ＳＭＤパッケージから放射される全体的な輝度を減少させることがある。リング１３４は、ＳＭＤパッケージ１２０からの光の放射を高める。このようにして、ケーシング１２２は、例えば、リング１３４がケースの凹部１３２内に埋め込まれた黒色ＰＰＡ材から形成されてよく、所望の輝度および／または光の放射をなお達成しながら、改善された品質を達成する。
多くの画像生成ＳＭＤおよびその他のＳＭＤパッケージは、ＳＭＤに実装され、電力を受けるためにリードに接続された１つ以上のＬＥＤを使用する。図１のＳＭＤパッケージ１２０の実施例では、ＳＭＤは、３つのＬＥＤ（例えば赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、および青色ＬＥＤ）を含む。しかしながらＳＭＤは、より少ないまたはより多いＬＥＤ、あるいは他の電子デバイスで実装されてもよい。さらに、ＳＭＤは、少なくとも部分的にＬＥＤに電力を供給するためにＬＥＤと接続するリード１２４〜１２９を含む。６つのリード１２４〜１２９がある実施例では設けられ、それぞれのＬＥＤが６つのリードのうちの２つと接続する。
ある実施例では、１つ以上のＬＥＤまたはその他の電子デバイス１５０〜１５２は、第１のリードによってそれぞれ支持され、および／または第１リードと接続され、例えば、第１ＬＥＤ１５０は、第１リード１２４と接続され、第２ＬＥＤ１５１は、第４リード１２７と接続され、第３ＬＥＤ１５２は、第６リード１２９に接続される。さらに、各ＬＥＤは、二次リードと接続され、例えば、第１ＬＥＤは、第２リード１２６とさらに接続され、第２ＬＥＤは、第５リード１２８とさらに接続され、第３ＬＥＤは、第３リード１２６とさらに接続される。二次リードへの接続は、例えば、接続部１６０〜１６２（例えば、ボンドワイヤ、ジャンプワイヤ、またはその他の同様の接続）によって行われてよい。ある実施例では、接続部１６０〜１６２は、第２リード１２５、第３リード１２６、および、第５リード１２８に対する付加的な接続部、即ち、第２のジャンプワイヤをさらに含む。
図１６〜図１８は、ある実施例による図１のＳＭＤ１２０に用いられてよいリード構成１６２２の簡略化した俯瞰斜視図および平面図を示す。図１９は、図１６〜１８のリード構成１６２２を示す、図１のＳＭＤ１２０の簡略化した部分的に透視した俯瞰平面図を示す。図１および図１６〜１９を参照して、リード構成１６２２は、リードに接続したＬＥＤ１５０〜１５２などのような電子デバイスを備えた６つのリード１２４〜１２９を含む。各リードの一部は、凹部１３２内に露出され、凹部からケーシング１２２の中へ概ね延在し、ケーシングを介し、３つのリードがそれぞれ第２側部１４２および第３側部１４４を介して出る状態でケーシングを出ている。
リード１２４〜１２９は、典型的に、銅、銅合金、および／または他の適切な材料、あるいは、同様の材料の組み合わせなどの導電性の材料からなる。ある実装例では、リード材料は、また、少なくとも部分的に、ＬＥＤまたはＳＭＤ１２０に組み込まれた他の電子デバイスから熱を奪うのを助けるために熱伝導性である。
３つのリード（例えば、第１リード１２４、第４リード１２７および第６リード１２９）は、凹部の中央（図１９に１９２２と概ね記される）に向かってさらに延在し、チップセット部１６２４〜１６２６を含むように構成される。ＬＥＤまたは他の電子デバイス１５０〜１５２は、第１リード１２４、第４リード１２７、および第６リード１２９のチップセット部の上に実装され、これらチップセット部によって支持される。ある実装例では、第１、第４、および第６リードは、ＬＥＤのカソード部分と接続され、ＳＭＤパッケージ１２０のカソード側リードとして形成されてよい。さらに、第２、第３、および第５リードは、ＬＥＤのアノード部分と接続されてよく、ＳＭＤパッケージ１２０のアノード側リードとして形成されてよい。リードのそれぞれは、１つ以上の絶縁用間隙１６３０によって他のリードから電気的に分離および／または絶縁されている。絶縁用間隙１６３０は、リードを他のリードから少なくとも電気的に絶縁する実質的に任意のサイズであってよい。ある実施例では、絶縁用間隙は、典型的には、０．１０ｍｍより大きく、ある場合では、０．２０より大きく、例えば、０．２５ｍｍである。
チップセット部１６２４〜１６２６は、部分的に、ＬＥＤ１５０〜１５２を支持し、ＬＥＤ１５０〜１５２と電気的に接続するように構成されてよい。ＬＥＤは、接着、被覆、フィルム、封入、はんだ、ペースト、グリス、および／または他の同様の適切な方法、あるいはこれら方法の組み合わせによって、チップセット部と電気的に接続されてよい。例えば、ＬＥＤは、はんだバンプ１５４〜１５６を介してチップセット部１６２４〜１６２６と電気的に接続および固定されてよい（例えば図１を参照）。ある実装例では、この接続によって、ＳＭＤ１２０に組み込まれたＬＥＤ、または、他の電子デバイスからの熱放散を高めるためのさらなる熱的接続を与えることができる。
さらに、各ＬＥＤ１５０〜１５２または他の電子デバイスは、二次リード１２５、１２６、１２８と接続される。例えば、ある実施例では、ＬＥＤは、ワイヤ接続１６０〜１６２を介して、二次リードの頭部または接続部分１６３４〜１６３６に電気的に接続される。代替として、ＬＥＤは、第１リードによって部分的に支持され、第１リードに接続されて、二次リードの頭部と接続するために、リード間の絶縁用間隙の上に延在してよい。
ある実施例では、１つ以上のリード１２４〜１２９は、ＳＭＤパッケージ１２０の安定性、一体性および／または堅牢性をいくぶん改善する、１つもしくは複数の窪み、スルーホールもしくは開口、延長部、テーパー、および／または他の特徴をさらに含む。例えば、第１リード１２４、第３リード１２６、第４リード１２７、および第６リード１２９は、それぞれ、ＳＭＤ１２０の中央に向かって概ね延在し、第１、第３、第４、および第６リードの外側縁部１８２６〜１８２９に沿い、該外側縁部１８２６〜１８２９を画定する窪み１８２０〜１８２３を含有する。付加的な窪み１８３０〜１８３３が、中央１９２２にさらに向かって延在してやはり含まれてよく、ある実装例では、付加的な窪みは概ね半円形である。長くされた窪み１８２０〜１８２３および付加的な半円形の窪み１８３０〜１８３３のサイズは、ＳＭＤ、ＬＥＤ、または使用されるその他の電子デバイスの所期の実装、および／あるいはその他の同様の要因に依存してよい。例えばある実装例では、長くされた窪みは、リードがケーシングを出る際のリードの幅４２２が約０．６０ｍｍであるとき、初めにリードの中に約０．２０ｍｍ窪まされてよく、付加的な半円形の窪みは、約０．１７５ｍｍの半径を有してよい。第１、第３、第４、および第６リードの外側縁部１８２６〜１８２９は、長くされた窪み１８２０〜１８２３および付加的な窪み１８３０〜１８３３に沿う。さらに、この外側縁部は、付加的な半円形の窪みの対向する側にある縁の部分と整列するように延在しなくてもよい。例えば、半円形の窪みのケーシングの第２側部１４２および第３側部１４４に近い側の外側縁部の部分は、０．２０ｍｍ窪んでよく、半円形の窪みの反対側の外側縁部は、０．３０ｍｍ窪んでよい。
第１リード１２４および第４リード１２７は、凹部１３２および／またはＳＭＤの中心１９２２に向かって、さらにテーパーになってよい。ある実装例では、そのテーパーは、チップセット部１６２４および１６２５をそれぞれ部分的に画定する、拡大された漸変部、即ち、段部を有する階段状の移行部、即ち、段部によって実現される。第６リード１２９は、チップセット部１６２６が第１および第４リードのチップセット部１６２４、１６２５の近傍になるように、同様に、中央に向かってテーパーになる。また、第６リードのテーパーは、一連の段または漸変部によって行われることができ、ある実施例では、第１リード１２４および第４リード１２７のチップセット部１６２４〜１６２５よりも凹部の中へさらに延在する。
第３リード１２６は、長くされた窪み１８２１に概ね対向する、内側縁部１８３７に沿った窪み１８３６を含んでよい。窪み１８３６はまた、ある実装例では、約０．１７５ｍｍの半径を有する概ね半円形であってよい。第３リード１２６は、凹部の中央に概ね向かってさらにテーパーになり、ジャンプワイヤ１６２または他の接続部を接続できる接続領域１６３５を形成してよい。
第２リード１２５および第４リード１２８は、それぞれ、膨らみ、または広がり、次に、リードが接続領域１６３４、１６３６を形成する凹部の中央１９２２に向かって延在するにつれて狭くなる。開口またはスルーホール１８４２、１８４４が、それぞれ第２および第４リードにさらに含まれてよい。開口１８４２および１８４４は、膨らんだ部分の近傍に配置されてよく、ある実装例では、リードがケーシングを出るときのリードの幅４２２が約０．６０ｍｍであるとき、例えば約０．３０ｍｍの直径を有する。
ある実施例では、凹部１３２は、少なくとも部分的に充填材によって充填されてよい。充填材は、露出されたリード１２４〜１２９および／またはＬＥＤ１５０〜１５２に対する保護を与えることができる。ある例では、充填材は、ＬＥＤ、凹部を介して露出されるリード１２４〜１２９の部分、および電気接続部１６０〜１６２を覆う。充填材は、また、少なくとも部分的に、絶縁用間隙１６３０、窪み、および／または、窪みによって露出されたケーシングの領域、リード１２４〜１２９のテーパー部および輪郭部に充填されて、充填材がこれらの空隙の中へ延在するようにしてもよい。充填材は、ＬＥＤおよび電子接続部に対して保護を与えることができる。さらに、充填材は、電子デバイスの光の分配および／または検出をいくぶん高めることができる。充填材は、１つ以上の樹脂、エポキシ、熱可塑性重縮合物、プラスチック、ガラス、ナイロン、および／もしくはその他の同様の適切な材料、ならびに／またはこれら材料の組み合わせから形成されてよい。ある実施例では、付加的な材料が充填材に添加され、凹部１３２内に組み込まれた電子デバイスへの、および／もしくはその電子デバイスからの光の放射、吸収、ならびに／または分散を高める。
リード１２４〜１２９における窪み、開口、延長部、輪郭、テーパー、およびその他の特徴は、ＳＭＤパッケージ１２０の構造的安定性および一体性を少なくともいくぶん高めるように、ケーシングおよび／または充填材と協働する。ある実装例では、ケーシング材、充填材、および／または他の材料（例えば、エポキシ、樹脂、接着剤、およびその他の同様の適切な材料）が、１つ以上の絶縁用間隙１６３０、ならびに、リード構成の窪み、開口、およびテーパーによって露出された領域の中へ、ならびに／または１つ以上の絶縁用間隙１６３０、ならびに、リード構成の窪み、開口、およびテーパーを介して少なくとも部分的に延在する。例えば、ケーシング１２２によって収容されたこれらの領域は、ケーシング材、窪み，もしくは，他の空所を貫通する１つ以上のペグ（ｐｅｇ）、および，その他のそのような構成によって、少なくとも部分的に充填されてよい。さらに、リード１２４〜１２９の窪み、開口、延長部、輪郭、テーパー、およびその他の特徴は、絶縁空隙、窪み、開口、テーパー、およびその他の空所によって露出されるリードの下のケーシングを含むリード１２４〜１２９の回りに、リードの上にある、および／または間隙、窪み、開口および空所を介して延在する充填材および／またはケーシング材で接合するための表面接合領域を一部分に与える。
リードを介して、および、リードの回りに与えられた強化された接合によって、ＳＭＤ１２０のケーシングおよび構造的一体性に対するリードの安定性が、少なくとも一部分において高められる。さらに、ケーシング材とケーシング材との間および／またはケーシング材と充填材との間の接合または接着は、典型的に、ケーシングとリードとの間、およびリードと充填材との間に確立される接合または接着よりも強い。ケーシングとケーシングとの間、および充填材とケーシングとの間の、この強化された接着が、ＳＭＤ１２０の構成、構造的一体性、および／または堅牢性を維持するのにさらに貢献する。さらに、ケーシング材および／または充填材を空所の中に組み込むことによって、チップセット部１６２４〜１６２６および／またはＬＥＤ１５０〜１５２またはその他の電子デバイスの相対的な配置がより正確に維持される。ＬＥＤの安定性が高まることによって、さらに性能が改善され、ＳＭＤ１２０の信頼性が増す。
ケーシング１２２は、１つ以上の方法によって形成され、および／または組み立てられることができる。ある実施例では、ケーシングは、リード１２４〜１２９の回りに形成、即ち、鋳込まれる。さらに、または代替として、ケーシングは、例えば、上部および下部といった複数の部分に鋳込まれる。それぞれの部分は、リードをケーシングの部分に部分的に固定するのを容易にする成形を採用してもよい。例えば、上部および下部は、接着材、ペグ、および溝、スナップ嵌合、摩擦嵌合、および／もしくは他の同等の方法、または、これら方法の組み合わせによって、リードの部分を挟んで、共に固定されることができる。他の実施例では、ケーシングのベース部の上にリードを固定する空間を配置してベース部が予備成形され、ケーシングの上部が、リードおよびケーシングのベース部の上に形成、成形、または、鋳込まれてもよい。
例えば、ケーシングの上部は、射出成形、またはリード１２４〜１２９の部分を収容する下部の上にケーシング材を注入することによって形成されてもよい。窪み１８２０〜１８２３、１８３０〜１８３３、１８３６、絶縁空隙１６３０、テーパー、およびリードの他の輪郭によって画定される空所のいくつかまたは一部は、上部を形成する間に、ケーシング材によって覆われ、ケーシング剤で少なくとも部分的に充填される。他の実施例では、ケーシング１２２の下部は、リードの下のケーシング材が１つ以上の空所、絶縁空隙、開口および／または窪みを介して延在して、リードの上のケーシング１２２の上部と嵌合する、または協働するように成形される。ある実装例では、ケーシング１２２は、ペグに対向するケーシングの溝に連結するように、窪み、絶縁空隙、および／または開口を介して延在する１つ以上のペグを含んでよい。ある実施例では、リードの回りでケーシング１２２の部分を共に固定するために、接着剤が、絶縁用空隙、開口、および／または窪みに加えられてよい。さらに、製造のある実施例では、充填材は、ケーシング１２２の凹部１３２に注入される液体または半液体である。充填材は、絶縁空隙１６３０、開口１８４２、１８４４、窪み１８２０〜１８２３、１８３０〜１８３３、１８３６、および／またはその他の空所を介して露出されているリードの回りのケーシング１２２に接着する。
ある製造方法では、ＬＥＤは、リードの回りにケーシング１２２を作製する、および／または組み立てる前に、リード１２４〜１２９に接続される。代替として、ＬＥＤまたは他の電子デバイスは、リードがケーシング１２２内に部分的に収容された後に、リードに接続されてよい。ケーシング１２２は、凹部１３２内にＬＥＤまたはその他の電子デバイスを受け、実装し、電気的に接続するために、少なくともチップセット部１６２４〜１６２６および接続領域１６３４〜１６３６の十分な部分が露出されるように、ケーシングの中に延在する凹部１３２を備えて構成されてもよい。
図２０は、ある実施例に従ったＳＭＤ１２０の製造に使用される工程２０２０の流れ図を示す。ステップ２０２２では、リード１２４〜１２９が形成される。リードの形成は、窪み、開口、テーパー、絶縁空隙などによって画定される空所を備えた所望のリード構成１６２２を達成するように、型打ち、射出成形、切削、エッチング、曲げ加工、もしくは他の方法、および／またはこれら方法の組み合わせによって達成されることができる。例えば、リードは、部分的に型打ち（例えば適切な材料の１枚のシートから同時に型打ち）され、適切に曲げ加工され、最後に完全に分離されるか、またはケーシング１２２の一部またはすべての形成の後に完全に分離されてもよい。ステップ２０２４では、反射リング１３４が形成される。同様に、このリングは、所望のリングを得るように、型打ち、プレス加工、射出成形、切削、エッチング、曲げ加工、もしくは他の方法、および／またはこれら方法の組み合わせによって形成されてよい。ステップ２０２６では、リングの表面上に堆積された銀の層など、リングの表面に反射性の被覆が塗布される。リングが初めから十分に反射性のある材料から形成されている場合では、ステップ２０２６は省いてもよい。
ステップ２０２８では、リードが配置され、リングがリード１２４〜１２９に対して所望の位置に配置される。ある実施例では、ポストまたは他の構造がリングのタブ５３０に固定され、このポストまたは他の構造を用いて、リングがリードに対する位置に保持される。ステップ２０３０では、ケーシング１２２が、リング１３４およびリード１２４〜１２９に形成、および／または固定される。ある実施例では、ケーシングは、リングおよびリードの回りにケーシングを所望の形状に成形する、射出成形工程によって形成される。他の実装例では、ケーシングは、リングおよびリードに合うように成形され、その後、接着、摩擦嵌合、ペグおよび溝、ならびに他の適切な方法によって、リングおよびリードに固定される。ステップ２０３２では、凹部１３２が形成される、ならびに／またはチップセット部分１６２４〜１６２６および／もしくはリング１３４が除去され、露出される。ケーシング１２２が射出成形される実装例では、成形中に凹部が形成されてもよい。しかしながら、チップセット部分および／またはリングは、いくらかの残留したケーシング材および／または他の浮遊の物質を含んでもよい。この残留した、または浮遊の物質は、ステップ２０３２で除去することができる。他の実施例では、凹部は、切削されるか、エッチングされるか、またはそうでなければ、ケーシング１２２の第１表面１４０を介して、リング１３４に沿って形成される。
ある実施例では、工程２０２０は、リードが、支持構造体および／または鋼製シートから分離される、任意選択のステップ２０３４を含む。適切な材料からなるシートからリードが切削、または型打ちされる実装例では、リードは、リードの簡略化した取り扱いができるように、および／または同時に複数のＳＭＤを大量加工することによって生産を増すように、完全に分離されなくてよい。ステップ２０３６では、リングを支持し、タブ５３０に固定されるポストまたは他の支持構造体が、例えば、ポストをケーシング１２２の第１表面１４０と実質的に面一に、または第１表面１４０より下に切断することによって外される。
ステップ２０４０では、ケーシング１２２を出るリード１２４〜１２９の部分が、ケーシングの第２表面１４２および第３表面１４４に沿って、また第４表面２２０に沿って曲げられる。代替実施例では、ケーシングの外側のリードは、他の適切な構成で曲げられるか、または曲げられなくてよい。ステップ２０４２では、ＬＥＤなどに１つ以上の電子デバイスが、リングがその１つ以上の電子デバイスの少なくとも一部の回りに、および／またはその１つ以上の電子デバイスの少なくとも一部を囲んで配置されるように、１つ以上のリードに固定され、および／または電気的に接続される。工程２０２０の１つ以上のステップは、例えば、ＬＥＤがステップ２０３４、２０３６、および２０４０の前にリードに接続されてもよいといった異なる順序、またはその他の同様の変形例で行われてもよい。
プロセス２０２０の変形例が、ある実施例で用いられてもよい。例えば、プロセス２０２０は、ケーシングの上部をリング１３４およびケーシングの下部と共に形成するステップを含んでもよい。ステップ２０３０は、代替として、下部からリードの１つ以上の窪みおよび／または空所を介して延在し、上部の穴または溝と嵌合するペグなどによって、上部および下部をリード１２４〜１２９の回りに共に固定することもできる。他のステップが、追加として、および／または代替として、ある実施例に従った表面実装デバイスの製造に用いられることができる。
本明細書に開示された本発明は、本発明の特定の実施例および用途によって説明されてきたが、特許請求の範囲に述べられた本発明の範囲から逸脱することなく、本発明に対する多くの修正例および変形例が当業者によって行われることができるであろう。
いくつかの実施例に従った表面実装デバイス（ＳＭＤ）の簡略化した俯瞰平面図である。 図１のＳＭＤにおける簡略化された平面図である。 図１のＳＭＤにおける簡略化された平面図である。 図１のＳＭＤにおける簡略化された平面図である。 図１〜４のＳＭＤにおける簡略化され部分的に透視した斜視図である。 図１のＳＭＤに組み込まれた反射リングの平面図である。 図１のＳＭＤに組み込まれた反射リングの斜視図である。 図１の反射リングにおける簡略化された俯瞰図である。 図１の反射リングにおける簡略化された俯瞰図である。 図８〜９のリングにおける簡略化された側面図である。 図８〜９のリングにおける簡略化された斜視側面図である。 ある実装に従った図８〜９のリングの簡略化された断面図である。 図１のＳＭＤの実施例の簡略化された部分透視図である。 図１のＳＭＤの実施例の簡略化された部分透視図である。 図１のＳＭＤの実施例の簡略化された部分透視図である。 図１のＳＭＤに使用可能なリード構成の簡略化された俯瞰図である。 図１のＳＭＤに使用可能なリード構成の簡略化された俯瞰図である。 図１のＳＭＤに使用可能なリード構成の簡略化された平面図である。 図１６〜１８のリード構成を示す図１のＳＭＤの簡略化され、部分的に透視した俯瞰平面図である。 ある実施例に従ってＳＭＤの製造において使用する工程の流れ図である。

Claims (11)

  1. ケーシングであって、該ケーシング内に形成され、該ケーシング内に延在する凹部を含むケーシングと、
    前記ケーシングに固定され、前記凹部の表面の一部を画定する前記凹部の回りに延在するインサートであって、該凹部に沿って露出される反射面を含むインサートと、
    前記凹部の中に部分的に露出される複数のリードと、含む表面実装デバイス。
  2. 前記インサートは、前記凹部の表面の一部の周方向に延在し、前記凹部の表面の一部を画定するリングを含む請求項１に記載の表面実装デバイス。
  3. 前記リングは、前記凹部の高さ未満である高さを有する請求項２に記載の表面実装デバイス。
  4. 前記ケーシングは、黒色ポリフタルアミド材から少なくとも部分的に構成される請求項２に記載の表面実装デバイス。
  5. 前記インサートは、前記ケーシングの表面の近傍に位置付けれた第１縁部と、前記ケーシングの前記表面から末端にある第２縁部とを有し、
    前記インサートは、４つの隣接する部分を含み、前記第１縁部から前記第２縁部へと先細になる請求項２に記載の表面実装デバイス。
  6. 前記４つの部分のそれぞれは、それぞれの部分が２つの隣り合う部分と交差するように、前記第１縁部の近傍の第２半径より大きい、前記第２縁部の近傍の第１半径をそれぞれが有する円の概ね一部分である請求項５に記載の表面実装デバイス。
  7. 前記インサートは、前記反射面から離れるように、前記ケーシングの中へ概ね延在するタブを含む請求項２に記載の表面実装デバイス。
  8. 前記インサートは、前記ケーシングの外面の近傍に位置付けられる第１縁部と、前記ケーシングの前記外面から末端にある第２縁部と、前記反射面から離れるように、前記ケーシングの中へ延在する前記第１縁部の近傍の出張りと、を含む請求項１に記載の表面実装デバイス。
  9. 前記出張りは、前記出張りから前記ケーシングの中へ延在するタブをさらに含む請求項８に記載の表面実装デバイス。
  10. 前記第１の複数のリードのうちの第１リードと接続される電子デバイスをさらに含み、
    前記凹部は、前記電子デバイスの少なくとも一部分を露出させる請求項２に記載の表面実装デバイス。
  11. 第１表面、および、該第１表面からケーシングの中へ延在する前記ケーシングの中に形成された凹部を含むケーシングと、
    前記凹部からケーシングの中に延在し、前記ケーシングを出る第１の複数のリードと、
    前記複数のリードのうちの少なくとも１つと接続され、前記凹部の中に少なくとも部分的に露出される電子デバイスと、
    反射面を含むインサートであって、前記凹部の表面の少なくとも一部の回りに延在し、前記インサートの前記反射面が前記凹部の中に露出された状態で、前記ケーシングに固定されるインサートと、を含む表面実装デバイス。
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