JP2009206529A - ヒートシンク支持リングを有するリードフレーム、それを使用した発光ダイオードパッケージ製造方法及びそれを用いて製造した発光ダイオードパッケージ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】リードフレームは、ヒートシンクを支持するための支持リングを備える。外部フレームが支持リングと離隔しており、支持リングを取り囲む。少なくとも一つの支持リードが支持リングと外部フレームとを接続する。また、少なくとも一つの分離リードが外部フレームから支持リングに向って延在している。分離リードは、支持リングと離隔している。これにより、リードフレームにヒートシンクを取り入れた後、インサートモールディング技術を用いてパッケージ本体を形成することができ、構造的に安定し、優れた放熱特性を有する発光ダイオードパッケージを提供できる。
【選択図】 図1
Description
また、本発明は、ヒートシンクがパッケージ本体から外れることを防止できるLEDパッケージ及びそれを製造する方法を提供することを他の目的とする。
また、本発明は、優れた放熱特性及び構造的に安定したLEDパッケージを簡単に製造できるリードフレームを提供することをさらに他の目的とする。
本発明の一態様によるリードフレームは、ヒートシンクを支持するためのヒートシンク支持リングを備えている。外部フレームがこの支持リングと離隔しており、支持リングを取り囲む。少なくとも一つの支持リード(supporting lead)が支持リングと外部フレームとを接続し、支持リングを支持する。また、少なくとも一つの分離リード(separated lead)が外部フレームから支持リングに向って延在している。分離リードは、前記支持リングと離隔している。これにより、リードフレームにヒートシンクを取り入れた後、インサートモールディング技術を用いてパッケージ本体を形成することができ、構造的に安定したLEDパッケージを簡単に製造することが可能となる。
一方、少なくとも二つの支持リードが支持リングと外部フレームとを接続しても良い。複数の支持リードは、支持リングの対向する両側にそれぞれ一つ以上配置されており、支持リングを外部フレームに安定して支持する。
また、少なくとも二つの分離リードが外部フレームから支持リングに向って延在していても良い。少なくとも二つの分離リードは、支持リングと離隔している。複数の分離リードは、支持リングの対向する他の両側にそれぞれ一つ以上配置しても良い。
ここで、「支持リード」とは、リードフレームで外部フレームと支持リングとを接続し、支持リングを外部フレームに支持するリードを意味する。また、「分離リード」とは、外部フレームから支持リングに向って延びているが、支持リングと離隔しているリードを意味する。さらに、「接続リード」とは、発光ダイオードパッケージにおいて、外部回路に電気的に接続されるリードを意味する。支持リード及び分離リードを発光ダイオードパッケージの接続リードとすることができる。
一方、ヒートシンク支持リングは、一部が切り欠かれたC型リングであっても良い。このとき、支持リングと離隔している複数の接続リードのいずれか一つは、支持リングの切り欠き部まで延在していても良い。これにより、接続リードをヒートシンクの近くに配置することができる。
ヒートシンクは、突出部の側面に支持リングに締結するための支持リング収容溝をさらに備えても良い。支持リング収容溝は、螺旋溝であっても良い。支持リングは、収容溝に取り付けられ、ヒートシンクを強く固定させる。
パッケージ本体は、上端部から開口部に延びている複数のノッチをさらに備えても良い。複数の切り欠きは、互いに対向する上端部から開口部に延びていても良い。
パッケージ本体は、その上部面に外周辺部に沿って形成されたレンズ収容溝をさらに備えても良い。レンズ収容溝は、レンズが接するパッケージ本体の表面積を増やして、レンズがパッケージ本体から外れることを防止する。
一方、蛍光体が発光ダイオードダイの上部に位置しており、発光ダイオードダイから放出された光を波長変換することができる。蛍光体は、封止材内に含有しても良い。
図1は、本発明の一実施例によるリードフレーム10を説明するための斜視図である。
図1を参照して、リードフレーム10は、内部にヒートシンクを取り入れ可能なヒートシンク支持リング13を備えている。支持リング13は、図示のように、円形環状であっても良いが、これに限定されるものではなく、多角形環状であっても良い。
一方、外部フレーム11が支持リング13を取り囲む。外部フレーム11は、支持リング13と離隔して位置する。外部フレーム11は、図示のように、正四角形であっても良いが、これに限定されるものではなく、円形または他の多角形であっても良い。
一方、図1に六つの分離リードを示しているが、さらに少ない数の分離リードを配置しても良いし、さらなる分離リードを追加して配置しても良い。
図2を参照して、図1を参照して説明したようなリードフレーム10を準備する(S01)。リードフレーム10は、前述したように、燐青銅板をプレス加工することで製造することができ、複数のリードフレーム10を同じ燐青銅板に製造し整列しても良い。
また、ヒートシンク20は、支持リング13に締結するための支持リング収容溝23aを備えても良い。さらに、支持リング収容溝23aは、支持リング13に容易に取り入れるために、螺旋溝を設けても良い。
パッケージ本体30は、ヒートシンク20の周辺に形成され、支持リング13、支持リード15a、15b、分離リード17a、17b、17c、19a、19b、19c及びヒートシンク20を支持する。パッケージ本体は、ヒートシンク及び各リードに取り付けられる。支持リード及び分離リードの一部は、パッケージ本体30の外部に突出している。また、パッケージ本体30は、ヒートシンク20の上端部及び各リードを露出させる開口部を備える。
また、ヒートシンク20の下部面は、外部に露出している。これに加えて、基底部21の側面も露出していても良い。これにより、ヒートシンク20を介して熱放出を促進することができる。
ヒートシンク20をリードフレーム10に取り付けた後、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を射出成型してパッケージ本体30を形成するため、ヒートシンク20とパッケージ本体30とが強固に取り付けられる。
また、分離リードと発光ダイオードダイとを接続する方式も様々に選択することができ、複数の発光ダイオードダイを直列、並列または直並列に接続することができる。
以下、本発明の一実施例による発光ダイオードパッケージを図14及び図15を参照して詳細に説明する。
支持リング13に図3を参照して説明したようなヒートシンク20を取り入れて位置させる。
これに加えて、パッケージ本体30がヒートシンク20及び各接続リードをモールディングして支持する。パッケージ本体30は、上部にヒートシンク20の上部面及び各接続リードの一部分を露出させる開口部を備える。ところで、各接続リードは、パッケージ本体30の側壁を貫通して外部に突出している。
一方、ヒートシンク20の上部面に発光ダイオードダイ41、43、45が搭載されて位置する。図14に示す発光ダイオードダイは、2ボンドダイを示すが、これに限定されるものではなく、発光ダイオードダイは、1ボンドダイであっても良いし、1ボンドダイと2ボンドダイとの組み合わせであっても良い。
発光ダイオードダイと接続リードとを接続する方式は様々であり、要求される発光ダイオードパッケージの特性に合わせて選択することができる。
一方、以上説明した発光ダイオードパッケージは、接続リード17a、17b、17c、19a、19b、19cが支持リング13と離隔している。しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、複数の接続リードのいずれか一つが支持リング13に接続されても良い。以下では、本発明の他の実施例による複数の接続リードのいずれか一つが支持リングに接続された発光ダイオードパッケージを説明する。
ヒートシンク支持リング53は、図19に示すように、一部分が切り欠かれたC型リングであっても良いが、これに限定されるものではなく、図20に示す支持リング83のように、閉じた環状であっても良い。
パッケージ本体70は、ヒートシンク60及び接続リード55、57に取り付けられ、それらを支持する。パッケージ本体70は、ヒートシンク60を支持リング53に取り入れた後、熱可塑性または熱硬化性樹脂をインサートモルディングして形成される。よって、パッケージ本体70は、ヒートシンク60の係合溝を充填し、ヒートシンク60と接続リード55、57とに取り付けられ、これらを結合させる。
一方、封止材をレンズ形状に成型しても良いし、これにより、封止材とレンズ75とを一体に形成しても良い。この場合、封止材は、パッケージ本体70の開口部及びレンズ収容溝70hを充填する。
11 外部フレーム
13、53、83 ヒートシンク支持リング
15a、15b、55a 支持リード
16a、16b 切断された支持リード
17a、17b、17c、19a、19b、19c、57a 分離リード
20、60 ヒートシンク
21 基底部
23 突出部
23a、60a 支持リング収容溝
30、30a、70 パッケージ本体
30n、70n 切り欠き
40、41、41a、43、45、71 発光ダイオードダイ
50 発光ダイオードパッケージ
55、57 接続リード
57c 貫通孔
60b 基底部側面
70h レンズ収容溝
73 ボンディングワイヤ
75 レンズ
Claims (19)
- 開口部を有するヒートシンク支持リングと、
前記支持リングの前記開口部に取り入れられたとき、前記支持リングの上面から上方に突出する上部面を有するヒートシンクと、
前記ヒートシンクの前記上部面に載置された発光ダイオードと、
前記ヒートシンクと前記支持リングとを支持するよう取り付けられ、前記ヒートシンクの前記上部面を露出させる開口部を有するパッケージ本体と、
前記パッケージ本体の第1の側辺から外向きに延在するよう配置された第1組のリードであって、前記第1組の各リードは前記支持リングに近接する近接端を有し、各近接端同士は互いに離隔しており、かつ前記支持リングとも離隔している第1組のリードと、
前記パッケージ本体の第2の側辺から外向きに延在するよう配置された第2組のリードであって、前記第2組の各リードは前記支持リングに近接する近接端を有し、各近接端同士は互いに離隔しており、かつ前記支持リングとも離隔している第2組のリードとを備え、
前記ヒートシンクの前記上部面は少なくとも一部が前記パッケージ本体の上部面から上方に突出し、その結果、前記ヒートシンクの前記上部面に載置された前記発光ダイオードは、少なくとも一部が、前記パッケージ本体の前記上部面の上方に位置することを特徴とする発光ダイオードパッケージ。 - 前記支持リングに接続され前記パッケージ本体の一側辺に向かって延在する第1の支持リードと、
前記支持リングに接続され前記パッケージ本体の他側辺を向かって延在する第2の支持リードと、をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオードパッケージ。 - 前記第1組の各リードは、前記ヒートシンクに載置された異なる発光ダイオードに電気的に接続されることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオードパッケージ。
- 前記支持リングは、一部が切り欠かれたC型リングであることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオードパッケージ。
- 前記ヒートシンクは、基底部及び前記基底部の中央部分から上向きに突出している突出部を備え、前記突出部が前記支持リングに挿入されていることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオードパッケージ。
- 前記突出部は、上面に前記発光ダイオードを受容するように構成されていることを特徴とする請求項5に記載の発光ダイオードパッケージ。
- 前記ヒートシンクは、前記突出部の側面に前記支持リングに締結するための支持リング収容溝をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の発光ダイオードパッケージ。
- 前記支持リング収容溝は、螺旋溝であることを特徴とする請求項7に記載の発光ダイオードパッケージ。
- 前記パッケージ本体は、前記ヒートシンクを前記支持リングに取り入れた後、樹脂を射出成型して形成されたプラスチックからなることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオードパッケージ。
- 前記パッケージ本体は、互いに対向する前記パッケージ本体の上端部から前記開口部に延在する複数のノッチをさらに備えることを特徴とする請求項9に記載の発光ダイオードパッケージ。
- 前記パッケージ本体は、その上部面に外周辺部に沿って形成されたレンズ収容溝をさらに備えることを特徴とする請求項9に記載の発光ダイオードパッケージ。
- 発光ダイオードダイの上部を覆う封止剤をさらに備え、
前記ヒートシンクを前記支持リングに取り入れた後で前記パッケージ本体を形成することにより前記パッケージ本体を前記支持リング及び前記ヒートシンクに接続し、その結果、前記ヒートシンク及び前記支持リングが前記パッケージ本体に確実に保持されることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオードパッケージ。 - 前記封止剤は、ジュロメーターショア値が10A〜70Dの範囲内の硬さを有することを特徴とする請求項12に記載の発光ダイオードパッケージ。
- 前記発光ダイオードダイの上部に位置し、前記発光ダイオードダイから放出された光を波長変換させる蛍光体をさらに備えることを特徴とする請求項12に記載の発光ダイオードパッケージ。
- 開口部を有するヒートシンク支持リングと、前記支持リングと離隔しており、前記支持リングを取り囲む外部フレームと、前記支持リングと前記外部フレームとを接続する少なくとも1つの支持リードと、前記外部フレームの第1の側辺から前記支持リングに向って延在するよう配置された第1組の分離リードであって、前記第1組の各分離リードは前記支持リングに近接する近接端を有し、前記近接端同士は互いに離隔しており、かつ前記支持リングとも離隔している第1組の分離リードと、前記外部フレームの第2の側辺から前記支持リングに向って延在するよう配置された第2組の分離リードであって、前記第2組の各分離リードは前記支持リングに近接する近接端を有し、前記近接端同士は互いに離隔しており、かつ前記支持リングとも離隔している第2組の分離リードとを備えるリードフレームを提供するステップと、
ヒートシンクを前記支持リングの開口部に取り入れるステップと、
前記ヒートシンクを前記支持リングに取り入れた後、前記ヒートシンクの第1面と第2面とを露出させるパッケージ本体を形成し、その結果、前記ヒートシンク及び前記支持リングがパッケージ本体によって確実に保持されるようにするステップと、
前記ヒートシンクの第1面上に少なくとも一つの発光ダイオードダイを搭載するステップとを含むことを特徴とする発光ダイオードパッケージ製造方法。 - 支持リード及び分離リードを外部フレームから切断するステップをさらに含み、
第1面及び第2面はそれぞれ上部面及び下部面であることを特徴とする請求項15に記載の方法。 - 発光ダイオードダイを覆う封止剤を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 開口部を有するヒートシンク支持リングと、
前記ヒートシンク支持リングの前記開口部に取り入れられたヒートシンクであって、上部面である略平面を備え、前記ヒートシンクの前記上部面は前記ヒートシンクが前記支持リングに取り入れられたとき前記支持リングの上方に突出するヒートシンクと、
前記ヒートシンクの前記上部面に載置された発光ダイオードと、
前記ヒートシンクと前記支持リングとを支持するよう取り付けられ、前記ヒートシンクの前記上部面の上方に開口部を有するパッケージ本体と、
前記パッケージ本体の第1の側辺から外向きに延在し、前記支持リングに近接する近接端を有し、前記近接端は前記支持リングと離隔している第1リードと、
前記パッケージ本体の第2の側辺から外向きに延在し、前記支持リングに近接する近接端を有する第2リードとを備えることを特徴とする発光ダイオードパッケージ。 - 前記ヒートシンクの上側部材が提供され、前記発光ダイオードが前記パッケージ本体の上側部材より高くなるよう配置されることを特徴とする請求項18に記載の発光ダイオードパッケージ。
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