JP2009152228A - 反射型発光ダイオード - Google Patents
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Abstract
【課題】リードの曲げ加工時に透明樹脂を損傷させたり発光素子にダメージを与えたりせず、製品を歩留まり良く製造できる反射型発光ダイオードを提供する。
【解決手段】本発明の反射型発光ダイオード1は、凹状ケース6と、凹状ケースの外側面及び底面に沿うように狭幅の上片7a,8a、広幅の垂直片7b,8b、広幅の下片7c,8cがこの順にコの字状をなすように折り曲げられた1対のリード7,8と、一方のリードの上片の先端部に搭載された発光素子9とを備え、1対のリードそれぞれの広幅の垂直片と広幅の下片との境目に曲げ易くするための穴7e,8e若しくは薄肉部が形成され、凹状ケースの凹部内に透明樹脂13が充填され、当該凹部内に位置するリードの狭幅の上片、発光素子が当該透明樹脂にて固定されている構造を特徴とする。
【選択図】 図3
【解決手段】本発明の反射型発光ダイオード1は、凹状ケース6と、凹状ケースの外側面及び底面に沿うように狭幅の上片7a,8a、広幅の垂直片7b,8b、広幅の下片7c,8cがこの順にコの字状をなすように折り曲げられた1対のリード7,8と、一方のリードの上片の先端部に搭載された発光素子9とを備え、1対のリードそれぞれの広幅の垂直片と広幅の下片との境目に曲げ易くするための穴7e,8e若しくは薄肉部が形成され、凹状ケースの凹部内に透明樹脂13が充填され、当該凹部内に位置するリードの狭幅の上片、発光素子が当該透明樹脂にて固定されている構造を特徴とする。
【選択図】 図3
Description
本発明は、プリント回路基板などの表面に実装される表面実装型反射型発光ダイオードに関するものである。
従来、特許第3982635号公報(特許文献1)に記載されたような表面実装型発光ダイオードが知られている。この従来の表面実装型発光ダイオードは、内部に凹面形状の反射面を有し、周囲の壁部の上部に溝を有する凹状ケースと、凹状ケースの外部に位置する広幅リード部とその先端側の狭幅リード部とから成る一対のリードと、一方のリードの狭幅リード部の先端のマウント部に搭載された発光素子とから成り、リードそれぞれは、狭幅リード部が凹状ケースの溝に嵌合され、凹状ケースの溝の外部でリード構造の狭幅リード部が折り曲げられて、広幅リード部が凹状ケースの外側面に沿い、さらに、凹状ケースの外側面に沿って折り曲げられた広幅リード部の下端部が凹状ケースの底面に沿って内側に向かって折り曲げられ、その折り曲げ部分によって実装用端子を構成するようにした構成である。そして、凹状ケースの凹部には透明エポキシ樹脂もしくは透明シリコン樹脂のような透明樹脂を充填し、狭幅リード部を固定し、また発光素子を固定している。
このような反射型発光ダイオードの製造方法は次の通りである。エッチングまたは金型によって抜かれた一対のリードの一方の先端のマウント部に発光素子を導電性接着剤を用いて接着し、次に、発光素子の他端を他方のリードの狭幅リード部の先端に金線を用いて電気的に接続し、さらに、発光素子を搭載した1対のリードを発光素子が下向きにして凹部中心に位置するようにして凹状ケースに溝を利用して嵌合して位置決めし、この状態で凹状ケースの凹部に透明樹脂を充填して硬化させ、発光素子とリードの狭幅リード部を凹状ケースと一体化する。そしてこの後に、両側のリードそれぞれの所定の部分を曲げ加工して凹状ケースの側面に沿ったコの字状にする。
このような従来の反射型発光ダイオードは、発光素子で発生した熱は凹状ケースの外側に位置する広幅リード部を通じて外部に逃がせるので反射型発光ダイオードの熱抵抗を低減させることができ、結果的に大電流の通電を可能にして反射型発光ダイオードの高出力化が可能な利点がある。
ところが、従来の反射型発光ダイオードでは、上述したように発光素子を搭載した1対のリードを発光素子が下向きにして凹部中心に位置するようにして凹状ケースに嵌合し、その状態で透明樹脂を凹状ケースの凹部に充填して硬化させることで発光素子とリードの狭幅リード部を固定し、その後に、両側のリードそれぞれを曲げ加工して凹状ケースの外側面に沿うようにコの字状にしていたので、この曲げ加工の際にリードの狭幅リード部に上下方向にも左右方向にも力が働くことが避けられず、その力によって狭幅リード部が位置ずれし透明エポキシ樹脂もしくは透明シリコン樹脂の透明樹脂を損傷させたり発光素子にダメージを与えたりすることがあり、不良品を発生させてしまうことがある問題点があった。
特許第3982635号公報
特許第4001347号公報
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、リードの曲げ加工時に透明エポキシ樹脂もしくは透明シリコン樹脂の透明樹脂を損傷させたり発光素子にダメージを与えたりしないで信頼性の高い製品を歩留まり良く製造できる反射型発光ダイオードを提供することを目的とする。
本発明は、内部に凹面形状の反射面を有し、周囲の壁部の上部に溝が形成された凹状ケースと、前記凹状ケースの反射面の上方を横切り、当該凹状ケースの外側面及び底面に沿うように狭幅の上片、広幅の垂直片、広幅の下片がこの順にコの字状をなすように折り曲げられた1対のリードと、前記1対のリードのうちの一方のリードの上片のケース中心側先端部に搭載された発光素子とを備え、前記発光素子と1対のリードのうちの他方のリードの狭幅の上片の先端部との間にワイヤがボンディングされ、前記1対のリードそれぞれの前記広幅の垂直片と広幅の下片との境目に曲げ易くするための穴若しくは薄肉部が形成され、前記凹状ケースの凹部内に透明エポキシ樹脂もしくは透明シリコン樹脂の透明樹脂が充填され、当該凹部内に位置する前記リードの狭幅の上片、発光素子及びワイヤが当該透明樹脂にて固定されている反射型発光ダイオードを特徴とする。
本発明の反射型発光ダイオードによれば、リードの広幅の垂直片と広幅の下片との境目に曲げ易くするための穴若しくは薄肉部を形成することで、特に広幅の垂直片に相当する部分から下片に相当する部分を直角に折り曲げる工程での曲げ抵抗を小さくでき、曲げ加工時にリードの狭幅の上片部分に働く位置ずれさせる力が小さくて透明エポキシ樹脂もしくは透明シリコン樹脂の透明樹脂を損傷させたり発光素子にダメージを与えたりしなくなり、この結果として信頼性の高い製品を歩留まり良く製造できる。
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図1は、本発明の1つの実施の形態の反射型発光ダイオード1を示している。この反射型発光ダイオード1は、上面部に放物曲面形状の反射面2を有し、周囲の壁部3の一辺の上部に溝4が形成され、対向辺の上部に溝5が形成された直方体の凹状ケース6と、この凹状ケース6の反射面2の上方を横切り、当該凹状ケース6の壁側面及び底面に沿うように狭幅の上片7a、広幅の垂直片7b、広幅の下片7cがコの字状に折り曲げられて形成されている素子マウント側リード7と、この素子マウント側リード7と対置され、同様に狭幅の上片8a、広幅の垂直片8b、広幅の下片8cがコの字状に折り曲げられて形成されているワイヤ接続側リード8と、素子マウント側リード7の上片7aのケース中心側先端部に搭載された発光素子9とから構成されている。発光素子9にはワイヤ10の一端が接続され、ワイヤ10の他端はワイヤ接続側リード8の上片8aの先端部に接続されている。
そして、1対のリード7,8それぞれの狭幅の上片7a,8aの折り曲げ基部が凹状ケース6の溝4,5それぞれに嵌合され、凹状ケース6の溝4,5の外部で1対のリード7,8それぞれの広幅の垂直片7b,8bが凹状ケース6の側面に沿い、かつ1対のリードそれぞれの広幅の下片7c,8cが凹状ケース6の底面に接している。また、1対のリード7,8それぞれの上片7a,8aに、その両側縁それぞれから側方に延出する翼片7d,8dが形成されている。
凹状ケース6の溝4,5それぞれにおいて、1対のリード7,8それぞれの上片7a,8aの嵌合部分の上面側から凹状ケース6の上縁面までの段差を塞ぐようにその段差部分に小さなUV硬化性樹脂を詰めて硬化させて堰止め11,12とし、同時にリード7,8それぞれの上片7a,8aの折り曲げ基部を固定している。そして、凹状ケース6の凹部内に、例えば、特許第4001347号公報(特許文献2)に記載されているカチオン重合型透明エポキシ樹脂のような透明エポキシ樹脂もしくは透明シリコン樹脂のような透明樹脂13を凹状ケース6の上縁面に達する深さに充填して硬化させることで、1対のリード7,8の上片7a,8aと翼片7d,8dの部分や発光素子9、ワイヤ10を透明樹脂13の中に埋没させた状態で固定している。
図2に示すように、上記構成の反射型発光ダイオード1は、図示していない基板上にこの反射型ダイオード1を載置し、底部両側のリード7,8の下片7c,8cそれぞれを半田にてプラス端子、マイナス端子に接続して固定する。このマウント状態で、それらのプラス端子、マイナス端子に通電することで発光素子9に両側のリード7,8を通じて通電して発光させる。発光素子9からの光は、図2において矢印線で示すように大部分が下方に出て放物曲面の反射面2にて反射され、ほぼ平行光線となって凹状ケース6の上面からそれに垂直な方向に出光する。このため、この反射型発光ダイオード1では、光の向きが揃い指向性が強い光、したがって光が当たるところでは輝度の高い光を得ることができる。
次に、上記の構造を有する反射型発光ダイオード1の製造方法について、図3〜図6を用いて説明する。大量生産においては、図3に示すような良導電性の材料、例えば、銅(Cu)を主成分として98%〜99%含み、若干の鉄(Fe)、硫黄(S)を含み、さらに2〜6μm厚に銀メッキが施された薄板を材料とし、これにエッチングあるいは打ち抜き加工にて図3に示すように1対の素子マウント側リード7とワイヤ接続側リード8が両側に対向して多数横並びになるように形成されたリードフレーム20を使用する。
素子マウント側リード7の形状は、狭幅の上片7a、広幅の垂直片7b、広幅の下片7cそれぞれになる部分が形成されていて、さらに、上片7aの垂直片7bに近い部位の両側縁それぞれにそこから側方に延出するように翼片7dが形成されている。同様に、ワイヤ接続側リード8の形状は、狭幅の上片8a、広幅の垂直片8b、広幅の下片8cそれぞれになる部分が形成されていて、さらに、上片8aの垂直片8bに近い部位の両側縁それぞれにそこから側方に延出するように翼片8dが形成されている。
リードフレーム20において、素子マウント側リード7とワイヤ接続側リード8それぞれの垂直片7b,8bとなる部分と下片7c,8cとなる部分との境目に相当する部分には曲げ応力を緩和するための応力逃がし穴7e,8eが形成してある。尚、図3において、素子マウント側リード7とワイヤ接続側リード8それぞれの下片7c,8cとなる部分の端部に相当する位置に形成されている扁平楕円形の穴21,22は、破断線23,24にて切断加工する時の切断抵抗を小さくするためのものである。
このようなリードフレーム20において、各1対のリード7,8に対して発光素子9をマウントし、ワイヤボンディングを行う。すなわち、図4に示したように素子マウント側リード7の上片7aの先端部分に発光素子9を銀ペーストにて固着し、続いてこの固着された発光素子9とワイヤ接続側リード8の上片8aの先端部とにワイヤボンディングを行って例えば金線のようなワイヤ10を接続する。
他方、図5に示すように、凹状ケース6は、その上面側に放物凹曲面状の凹部が形成されていて、この凹部底面にアルミニウム若しくは銀蒸着することで反射面2が形成されている。また凹状ケース6の周囲の壁部3の一辺の上縁部に溝4が形成され、対向辺の上縁部に溝5が形成されている。
リードフレーム20の各1対のリード7,8を凹状ケース6それぞれに取り付ける手順は、図6に示してある。すなわち、図6(a)に示すように、発光素子9を搭載し、ワイヤボンディングにてワイヤ10が接続された1対のリード7,8は、上下を逆さまにして狭幅の上片7a,8aに相当する部分それぞれを凹状ケース6の溝4,5に嵌合させる。これにより、凹状ケース6の内部においては狭幅の上片7a,8bに相当する部分が反射面2の上方に位置し、凹状ケース6の外部に広幅の垂直片7b,8b、下片7c,8cそれぞれに相当する部分が位置することになる。
次に、図6(b)に示すように、凹状ケース6の溝4,5それぞれにおいて、1対のリード7,8それぞれの上片7a,8aの嵌合部分の上面側から凹状ケース6の上面までの段差を塞ぐようにその段差部分に小さなUV硬化性樹脂を詰めて硬化させて堰止め11,12を形成する。
続いて、図6(c)に示すように、硬化触媒を含む高粘度の透明エポキシ樹脂や透明シリコン樹脂のような透明樹脂13を凹状ケース6の凹部にその上縁面まで充填し、80〜105℃での雰囲気炉で硬化させて狭幅の上片7a,8aに相当する部分と発光素子9、ワイヤ10を凹状ケース6と一体化する。
このようにして凹状ケース6と1対のリード7,8の上片7a,8aに相当する部分を透明樹脂13にて固定した後、図6(d)に示すように、1対のリード7,8の凹状ケース6より外側に出ている部分に曲げ加工を施す。この曲げ加工では、広幅の垂直片7b,8bに相当する部分を、それに繋がる上片7a,8bの基部を凹状ケース6の側面に沿うように図において下側に折り曲げることで垂直にし、さらに、応力逃がし穴7e,8eの部分で凹状ケース6の底面に下片7c,8cに相当する部分が接するように内側に折り曲げる。こうして、1対のリード7,8それぞれが狭幅の上片7a,8aと広幅の垂直片7b,8bと広幅の下片7c,8cとでコの字状をなすように折り曲げられて曲げ加工が完了する。この曲げ加工が完了すると、図1、図2に示した反射型発光ダイオード1が完成する。尚、この後、必要に応じて、1対のリード7,8それぞれの下片7c,8cは凹状ケース6の底面に対して半田にて固定することがある。
このように本実施の形態の反射型発光ダイオード1では、1対の素子マウント側リード7、ワイヤ接続側リード8のどちらの狭幅の上片7a,8aにもその広幅の垂直片7b,8bに近い部位に側方に延出する翼片7d,8dを設け、また垂直片7b,8bと下片7c,8cとの境目に応力逃がし穴7e,8eを形成しているので、次のような効果がある。すなわち、本実施の形態の反射型発光ダイオード1の製造において透明樹脂13を硬化させて1対のリード7,8それぞれの狭幅の上片7a,8aを凹状ケース6の凹部内に固定した後に、凹状ケース6の外側にて上片7a,8aそれぞれの垂直片7b,8bに相当する部分との接続部分を折り曲げ、さらに垂直片7c,8cから下片7c,8cに相当する部分を応力逃がし穴7e,8eの部分から折り曲げる加工をする際に発生する応力に対して翼片7d,8dが大きな抵抗として働き、硬化している透明樹脂13の中で上片7a,8aがずれ動くのを抑止することができる。また、1対のリード7,8それぞれの広幅の垂直片7c,8cから広幅の下片7c,8cに相当する部分を応力逃がし穴7e,8eの部分から折り曲げる加工をする際にその境目部分の曲げ抵抗が小さく、これにより曲げ加工時に狭幅の上片7a,8aをずらせようとする力が小さくできる。そしてこの結果として、従来ではリード7,8をコの字状に曲げ加工する時に発生していた透明樹脂13のひび割れやワイヤ10の断線を効果的に防止でき、製品の製造歩留まりが向上する。
また、1対のリード7,8それぞれの狭幅の上片7a,8aの側縁に側方に延出する翼片7d,8dによりこの狭幅の上片7a,8aの表面積が拡大し、従来よりも上片7a,8aの部分での放熱性能が高まり、それだけ熱抵抗を小さくでき、従来同様の温度状態で使用する場合にはより大電流を発光素子9に通電することができて高出力化が図れ、逆に従来同様の電流を発光素子9に通電する場合には温度条件が緩和できる。
本発明の発明者らの実験によれば、従来構造の反射型発光ダイオードの場合、素子周囲の温度が60℃を超えないようにするためには40mAの直流電流しか発光素子9に対して流せなかったのに対して、本実施の形態の反射型発光ダイオード1の場合、160mAまで大きな直流電流が流せるようになり、高出力化が可能なことが確認されている。
尚、上記実施の形態では1対のリード7,8の広幅の垂直片7b,8bと広幅の下片7c,8cとの境目相当部分に応力逃がし穴7e,8eを形成することで広幅の垂直片7b,8bから下片7c,8cをさらに直角に曲げ加工する際に容易に曲げ加工できるようにしたが、この曲げ抵抗を小さくするには、該当部分に切り込みを入れるなどによって薄肉部を形成することでも同様の目的が達成できる。
また、上記の実施の形態では1対のリード7,8それぞれの上片7a,8aに翼片7d,8dを側方に延出するように設けているが、これは必要に応じて設ければよいものであり、本発明の場合には、リード7,8の広幅の垂直片7b,8bと広幅の下片7c,8cとの境目相当部分に曲げ抵抗を小さくするための応力逃がし穴7e,8eあるいは薄肉部を形成するだけでもよい。
1 反射型発光ダイオード
2 反射面
3 壁部
4,5 溝
6 凹状ケース
7 素子マウント側リード
8 ワイヤ接続側リード
7a,8a 上片
7b,8b 垂直片
7c,8c 下片
7d,8d 翼片
7e,8e 応力逃がし穴
9 発光素子
10 ワイヤ
2 反射面
3 壁部
4,5 溝
6 凹状ケース
7 素子マウント側リード
8 ワイヤ接続側リード
7a,8a 上片
7b,8b 垂直片
7c,8c 下片
7d,8d 翼片
7e,8e 応力逃がし穴
9 発光素子
10 ワイヤ
Claims (1)
- 内部に凹面形状の反射面を有し、周囲の壁部の上部に溝が形成された凹状ケースと、
前記凹状ケースの反射面の上方を横切り、当該凹状ケースの外側面及び底面に沿うように狭幅の上片、広幅の垂直片、広幅の下片がこの順にコの字状をなすように折り曲げられた1対のリードと、
前記1対のリードのうちの一方のリードの上片のケース中心側先端部に搭載された発光素子とを備え、
前記発光素子と1対のリードのうちの他方のリードの狭幅の上片の先端部との間にワイヤがボンディングされ、
前記1対のリードそれぞれの前記広幅の垂直片と広幅の下片との境目に曲げ易くするための穴若しくは薄肉部が形成され、
前記凹状ケースの凹部内に透明樹脂が充填され、当該凹部内に位置する前記リードの狭幅の上片、発光素子及びワイヤが当該透明樹脂にて固定されていることを特徴とする反射型発光ダイオード。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007326143A JP2009152228A (ja) | 2007-12-18 | 2007-12-18 | 反射型発光ダイオード |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007326143A JP2009152228A (ja) | 2007-12-18 | 2007-12-18 | 反射型発光ダイオード |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009152228A true JP2009152228A (ja) | 2009-07-09 |
Family
ID=40921068
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009152228A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111755406A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-10-09 | 西安微电子技术研究所 | 减少无应力释放器件焊点应力的结构、制作方法及应用 |
-
2007
- 2007-12-18 JP JP2007326143A patent/JP2009152228A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111755406A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-10-09 | 西安微电子技术研究所 | 减少无应力释放器件焊点应力的结构、制作方法及应用 |
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