JP2011003814A - 発光装置、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【目的】放熱性の良い発光装置を提供すること。
【構成】第１ＬＥＤパッケージ、第２ＬＥＤパッケージ及びリードフレームを備える発光装置であって、前記リードフレームは前記第１ＬＥＤパッケージに埋設される第１インナーリード部と、前記第２ＬＥＤパッケージに埋設される第２インナーリード部と、前記第１及び第２ＬＥＤパッケージから表出して前記第１インナーリード部と前記第２インナーリード部とを連結する連結部とを有し、前記第１及び前記第２インナーリード部と前記連結部とが一体物であり、前記リードフレームは前記第１及び前記第２ＬＥＤパッケージに対する回路を構成する、ことを特徴とする発光装置
とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置の改良に関する。

従来、ＬＥＤチップ、リードフレーム、及びリードフレームを保持する樹脂ケースからなり、樹脂ケースに設けられた凹部内にＬＥＤチップを配置してなる発光装置がある。このような発光装置は次のように製造される。即ち、まず、金属板を切り出して、複数のリードフレームとこれらを連結する連結部とからなり、当該複数のリードフレームが一体となったリードフレーム基板を形成する。当該リードフレーム基板に対して、所定のリードフレームがインサートされるように複数の樹脂ケースを形成し、個々の樹脂ケースにそれぞれＬＥＤチップを設けて封止する。その後、連結部を切断して各樹脂ケースを個片化する。これにより、複数の発光装置が同時に製造できる。このような発光装置の例が、特許文献１及び２に開示される。
一方、共通のプリント基板に複数のＬＥＤチップを設けて一括して樹脂で封止し、封止樹脂とともにプリント基板を個々のＬＥＤチップ毎に切断して個片化する発光装置の製造方法が特許文献３に開示される。

特開２００８−９８２１８号公報 特開２００８−１７２１５２号公報 特開平９−３２１３４５号公報

特許文献１、２及び３の発光装置は単独で使用するほか、発光態様に応じて複数の発光装置を隣接して配置して使用する。これらの発光装置を複数個隣接して配置する場合、発光装置は個片化されており、互いのリードフレームが一体物ではないため、リードフレームを介した熱引きが悪く、装置全体として放熱性が低い。また、製造工程において個片化する前の状態では一体物である発光装置を、一旦個片化して再度隣接して配置することは製造工程の簡略化や取り付け作業の効率化を妨げていた。
そこで本発明は、放熱性の良い発光装置を提供することを目的の一つとする。また、製造工程の簡略化及び取り付け作業の効率化を促す発光装置を提供することを目的の一つとする。

上記目的の少なくとも一つを達成するため、本発明は以下の構成からなる。即ち、
第１ＬＥＤパッケージ、第２ＬＥＤパッケージ及びリードフレームを備える発光装置であって、
前記リードフレームは前記第１ＬＥＤパッケージに埋設される第１インナーリード部と、前記第２ＬＥＤパッケージに埋設される第２インナーリード部と、前記第１及び第２ＬＥＤパッケージから表出して前記第１インナーリード部と前記第２インナーリード部とを連結する連結部とを有し、前記第１及び前記第２インナーリード部と前記連結部とが一体物であり、前記リードフレームは前記第１及び前記第２ＬＥＤパッケージに対する回路を構成する、ことを特徴とする発光装置である。

本発明の発光装置によれば、第１ＬＥＤパッケージと第２ＬＥＤパッケージとがリードフレームにより一体的に形成されるとともに、それぞれの回路が形成されているため、第１及び第２ＬＥＤパッケージは一体の状態で点灯可能となっている。これにより、個片化されている場合に比べて、リードフレームを介した熱引きが良く、放熱性に優れる。さらに、従来の個片化された発光装置を２つ使用する場合は個別に設置する必要があるが、本発明の発光装置は一度の設置作業で第１及び第２ＬＥＤパッケージを設置することができ、取り付け作業性が良い。また、本発明の発光装置は第１及び第２ＬＥＤパッケージ毎の個片化が不要であるため、製造工程が簡略化できる。

本発明の実施例である発光装置１の斜視図である。 発光装置１の製造方法を示すフロー図である。 発光装置１の製造方法を説明する図である。 本発明の変形例である発光装置１００を示す図である。

本発明の第１局面である発光装置は第１及び第２ＬＥＤパッケージとリードフレームを備える。リードフレームは第１及び第２ＬＥＤパッケージに埋設されるインサート部分と、第１及び第２ＬＥＤパッケージから表出する連結部とを有する。インサート部分と連結部とは一体物であり、リードフレームは後述の第１及び第２ＬＥＤパッケージに対する回路を構成する。リードフレームは、プレス加工等により一枚の金属板を切り抜いて形成することができる。本明細書において、「回路を構成する」及び「回路を形成する」とは、本発明の発光装置に加えて、電源、コンデンサ、ツェナーダイオード、各種スイッチなどの他の電子部品とともに使用して、第１及び第２ＬＥＤパッケージが点灯可能となることをいう。

第１ＬＥＤパッケージは、ＬＥＤチップと樹脂ケースとを備える。樹脂ケースはリードフレームのインサート部分を内包するインサート成形されるとともに凹部が設けられる。当該凹部の底面にはリードフレームのインサート部分の一部が露出して、ＬＥＤチップが配置される。第１ＬＥＤパッケージの発光色は特に限定されず、所望の発光色のＬＥＤパッケージとすることができる。樹脂ケースの凹部内面は反射面となってＬＥＤチップの光を当該凹部の開口側に反射する。当該凹部内面は平滑面としたり、樹脂ケースを白色樹脂からなることとして凹部内面を白色とすることが好ましい。凹部内面の反射率が向上するからである。また、樹脂ケースを白色樹脂からなることとし、凹部内面を白色とすることが好ましい。

第２ＬＥＤパッケージも第１ＬＥＤパッケージと同様に形成される。第２ＬＥＤパッケージの発光色は第１ＬＥＤパッケージの発光色と同一であっても良いことはもちろん、第１ＬＥＤパッケージの発光色と異なっていてもよい。第１及び第２ＬＥＤパッケージの発光色は任意の組み合わせとすることができる。

本発明の発光装置は、第１及び第２ＬＥＤパッケージと同様に構成される第３ＬＥＤパッケージ、第４ＬＥＤパッケージなど、３個以上のＬＥＤパッケージを備えていても良い。３個以上のＬＥＤパッケージを備える場合、第１、第２及び第３ＬＥＤパッケージを含む複数のＬＥＤパッケージは、直線状、マトリクス状など、任意の配置態様とすることができる。

第１及び第２ＬＥＤパッケージはその底面（発光面と反対側の面）を平面とし、リードフレームの連結部を第１及び第２パッケージの側面から取り出して表出させ、連結部をパッケージの表面に沿って底面側へ屈曲させずに使用することが好ましい。発光装置が薄型となるからである。また、本発明の発光装置は、第１及び第２ＬＥＤパッケージがリードフレームの連結部で連結され、かつ回路が形成された状態であるため、実装基板に実装することなく、使用することができる。即ち、リードフレームが形成する回路の電極に直接電力を供給することにより、実装基板が不要となる。これにより、本発明の発光装置を利用する製品等の軽量化、小型化に寄与する。

発光装置が過剰に大きくならない範囲で、連結部を大型に形成することが好ましい。リードフレームの表出面積が増して放熱性が一層高まるからである。例えば、平面視において、連結部の面積を第１及び第２インナーリード部の面積の約０．５倍〜約１０倍、好ましくは、約１．０倍〜約５．０倍、更に好ましくは約１．０倍〜約３．０倍とすることができる。このようにすれば、発光装置が過剰に大きくならず、かつ十分な放熱性を奏するからである。

本発明の第２局面である発光装置の製造方法は、フレーム部、第１インナーリード部、第２インナーリード部、及びフレーム部と第１及び第２インナーリード部とを連結する連結部を備えるリードフレーム基板を準備するステップ（以下、リードフレーム基板準備ステップともいう）と、リードフレーム基板の第１インナーリード部を樹脂材料で被覆して第１ＬＥＤパッケージを形成し、第２インナーリード部を樹脂材料で被覆して第２ＬＥＤパッケージを形成するステップ（以下、ＬＥＤパッケージ形成ステップともいう）と、第１及び第２ＬＥＤパッケージが相互に連結され、かつ第１及び第２ＬＥＤパッケージに対する回路を構成するように、フレーム部から連結部を切り離すステップ（以下、切断ステップともいう）と、を含む発光装置の製造方法である。

リードフレーム基板準備ステップでは、リードフレームとなる一枚の金属板にプレスカッター等で切り抜き加工を行う。ＬＥＤパッケージ形成ステップでは、凹部を有する樹脂材料により樹脂ケースを形成し、当該凹部の底面にインナーリードの一部を露出させ、当該凹部にＬＥＤチップを配置する。さらに、封止部材でＬＥＤチップを封止する。

切断ステップでは、任意の方法でフレーム部から連結部を切り離すことができる。第１及び第２ＬＥＤパッケージに加え、第３及び第４ＬＥＤパッケージを備える等、３個以上のＬＥＤパッケージを備えることとしても良い。例えば、第１、第２、第３及び第４ＬＥＤパッケージを備える場合、第１〜第４ＬＥＤパッケージの全てが連結され、かつ単一の回路を構成するようにフレーム部から連結部を切り離すことができる。一方、第１〜第４ＬＥＤパッケージの内、任意の組み合わせで回路を構成するように切り離すこととしても良い。例えば、第１及び第２ＬＥＤパッケージが連結され、かつ第１の回路を構成するようにフレーム部から連結部を切り離して第１の発光装置を形成するとともに、第３及び第４ＬＥＤパッケージが第２の回路を構成するようにフレーム部から連結部を切り離して第１の発光装置の発光装置を形成することとしても良い。もちろん、使用するＬＥＤパッケージの数を更に増やして、任意の組み合わせで第３の回路を構成する第３の発光装置、第４の回路を構成する第４の発光装置を形成することもできる。

本発明の発光装置は、一旦、フレーム部から連結部を切り離す前の状態（切断ステップの直前の状態）まで形成し、その後、本発明の発光装置を取り付ける際に切断ステップを実行することとしても良い。上述のように、例えば４個のＬＥＤパッケージを備える場合に、発光装置を取り付ける相手側の装置等に応じて、第１〜第４ＬＥＤパッケージを任意の組み合わせで回路を形成するようにフレーム部から連結部を切り離すことができる。これにより、汎用性が増して製造コストの低減に寄与する。
以下本発明の実施例について、より詳細に説明する。

本発明の実施例である発光装置１の斜視図を図１に示す。発光装置１は第１、第２、第３及び第４ＬＥＤパッケージ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとリードフレーム２０とからなる。第１〜第４ＬＥＤパッケージ１０ａ〜ｄはそれぞれ凹部を備える樹脂ケース１１と、当該凹部に配置されるＬＥＤチップ１２とを備える。樹脂ケース１１は白色樹脂からなる。ＬＥＤチップ１２は青色発光ＬＥＤチップである。ＬＥＤチップ１２は黄色蛍光体を含有する封止部材により封止されており、第１〜第４ＬＥＤパッケージ１０ａ〜ｄの発光色は白色となっている。

リードフレーム２０は、第１ＬＥＤパッケージ１０ａに埋設される第１インナーリード部２１ａ、第２ＬＥＤパッケージ１０ｂに埋設される第２インナーリード部２１ｂ、第３ＬＥＤパッケージ１０ｃに埋設される第３インナーリード部２１ｃ、第４ＬＥＤパッケージ１０ｄに埋設される第４インナーリード部２１ｄ、及び各ＬＥＤパッケージ１０ａ〜ｄの側面から表出して各インナーリード部２１ａ〜ｄとを連結する連結部２２を２個備える。連結部２２は直線部２２ａと、各ＬＥＤパッケージ１０ａ〜ｄの側面から表出された枝部２２ｂとからなる。連結部２２は第１〜第４ＬＥＤパッケージ１０ａ〜ｄを挟むように設けられ、第１〜第４ＬＥＤパッケージ１０ａ〜ｄは、リードフレーム２０の連結部２２で連結されて、連結部２２の直線部２２ａに沿って直線状に配列している。
平面視において、リードフレーム２０の連結部２２の面積は、第１〜第４インナーリード部２１ａ〜ｄの約２．０倍となっている。連結部２２の先端部は接続端子２３ａ、２３ｂとなっている。リードフレーム２０により、第１〜第４ＬＥＤパッケージ１０ａ〜ｄは並列に接続された回路を構成するように連結されている。

発光装置１は、電源、コンデンサ、ツェナーダイオード、各種スイッチなど（いずれも図示せず）の他の電子部品とともに、発光装置１の第１〜第４ＬＥＤパッケージ１０ａ〜ｄが点灯可能なように実装基板（図示せず）に実装して使用できる。また、第１〜第４ＬＥＤパッケージ１０ａ〜ｄが回路を形成するように構成されているため、実装基板に実装することなく、接続端子２３ａ、２３ｂと電源を直接接続してもよい。これにより、実装基板を要せず本発明の発光装置１を利用する製品等の軽量化、小型化できる。

次に発光装置１の製造方法について述べる。発光装置１の製造方法を示すフロー図を図２に示し、発光装置１の製造方法を説明する図を図３Ａ〜Ｄに示す。まず、図３Ａに示すように、リードフレーム２０の基材となる金属板２６を準備する。そして、図３Ｂに示すように、金属板２６をプレスカッターにより切り抜いて、フレーム部２４、第１〜第４インナーリード部２１ａ〜ｄ、及びフレーム部２４と第１〜第４インナーリード部２１ａ〜ｄとを連結する連結部２２を備えるリードフレーム基板２５を形成する（リードフレーム準備ステップ、図２におけるステップ１）。

ステップ１の後に、図３Ｃに示すように、リードフレーム基板の第１〜第４インナーリード部２１ａ〜ｄを樹脂材料で被覆して第１〜第４ＬＥＤパッケージ１０ａ〜ｄをそれぞれ形成する（ＬＥＤパッケージ形成ステップ、図２におけるステップ２）。そして、第１〜第４インナーリード部２１ａ〜ｄが相互に連結され、かつ第１〜第４インナーリード部２１ａ〜ｄに対する回路を構成するように、図３Ｃにおいて破線で示すＰ位置及びＱ位置で切断して、フレーム部２４から連結部２２を切り離す（切断ステップ、図２におけるステップ３）。これにより、複数の発光装置１が製造される。

このように製造される発光装置１によれば、第１〜第４ＬＥＤパッケージ１０ａ〜ｄとがリードフレーム２０により一体的に形成されるとともに、それぞれの回路が形成されているため、第１〜第４ＬＥＤパッケージ１０ａ〜ｄは一体の状態で使用可能である。これにより、個片化されている場合に比べて、リードフレーム２０を介した熱引きが良く、放熱性に優れる。さらに、発光装置１は一度の設置作業で第１〜第４ＬＥＤパッケージ１０ａ〜ｄを設置することができるため、取り付け作業性が良い。また、第１〜第４ＬＥＤパッケージ１０ａ〜ｄ毎の個片化が不要であるため、製造工程が簡略化できる。

さらに、平面視において、リードフレーム２０の連結部２２の面積が第１〜第４インナーリード部２１ａ〜ｄの約２．０倍となっているため、連結部２２が十分大きく確保されるとともに、発光装置１は過剰に大きくならず、かつ十分な放熱性を奏する。

本実施例では発光装置１の製造方法における切断ステップ（図２におけるステップ３）において、４個のＬＥＤパッケージ１０ａ〜ｄが連結され、かつ回路が形成されるように切断したが、これに限定されず、発光装置の使用態様に応じて、３個のＬＥＤパッケージ、又は２個のＬＥＤパッケージが連結され、回路が形成されるように切断することとしてもよい。このように任意の組み合わせで回路を形成するように切断することができるため、汎用性が増して製造コストの低減に寄与する。

本発明の実施例である発光装置１では第１〜第４ＬＥＤパッケージ１０ａ〜ｄが線状に配列することとしたが、これに限定されない。本発明の変形例である発光装置１００を図４に示す。発光装置１００では第１〜第４ＬＥＤパッケージ１０ａ〜ｄはマトリクス状に配置して連結され、回路が形成された状態でフレーム部から切り離される。発光装置１００においても発光装置１と同等の効果を奏する。

本発明の発光装置は、様々な装置の光源として利用することができる。

１、１００ 発光装置
１０ａ 第１ＬＥＤパッケージ
１０ｂ 第２ＬＥＤパッケージ
１０ｃ 第３ＬＥＤパッケージ
１０ｄ 第４ＬＥＤパッケージ
１１ 封止樹脂
１２ ＬＥＤチップ
２０ リードフレーム
２１ａ 第１インナーフレーム
２１ｂ 第２インナーフレーム
２１ｃ 第３インナーフレーム
２１ｄ 第４インナーフレーム
２２ 連結部
２３ 接続端子
２４ フレーム部
２５ リードフレーム基板

Claims (3)

1. 第１ＬＥＤパッケージ、第２ＬＥＤパッケージ及びリードフレームを備える発光装置であって、
   前記リードフレームは前記第１ＬＥＤパッケージに埋設される第１インナーリード部と、前記第２ＬＥＤパッケージに埋設される第２インナーリード部と、前記第１及び第２ＬＥＤパッケージから表出して前記第１インナーリード部と前記第２インナーリード部とを連結する連結部とを有し、前記第１及び前記第２インナーリード部と前記連結部とが一体物であり、前記リードフレームは前記第１及び前記第２ＬＥＤパッケージに対する回路を構成する、ことを特徴とする発光装置。
2. 第３ＬＥＤパッケージを更に備え、
   前記リードフレームは、前記第３ＬＥＤパッケージに埋設される第３インナーリード部を有し、前記連結部は前記第１又は前記第２インナーリード部と前記第３インナーリード部とを連結し、前記リードフレームは前記第３ＬＥＤパッケージに対する回路を更に構成する、ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. フレーム部、第１インナーリード部、第２インナーリード部、及び前記フレーム部と前記第１及び前記第２インナーリード部とを連結する連結部を備えるリードフレーム基板を準備するステップと、
   前記リードフレーム基板の前記第１インナーリード部を樹脂材料で被覆して第１ＬＥＤパッケージを形成し、前記第２インナーリード部を樹脂材料で被覆して第２ＬＥＤパッケージを形成するステップと、
   前記第１及び前記第２ＬＥＤパッケージが相互に連結され、かつ前記第１及び前記第２ＬＥＤパッケージに対する回路を構成するように、前記フレーム部から前記連結部を切り離すステップと、を含む発光装置の製造方法。

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