JP2019134061A - Led数字表示器 - Google Patents

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敏規 金澤
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Abstract

【課題】 実装時において発生する不具合を回避することが可能なLED数字表示器を提供する。【解決手段】 主面を有する複数のリード10と、いずれかの前記主面に電気的に接合された複数のLEDチップ20と、複数のLEDチップ20に一端が個別に接続された複数のワイヤ30と、複数のLEDチップ20、および複数のワイヤ30の一端を個別に覆う複数の被覆体40と、厚さ方向に貫通し、かつ複数の被覆体40を個別に収容する複数の貫通部52を有するケース50と、複数の被覆体40に接して複数の貫通部52に個別に収容された複数の封止樹脂と、を備え、複数の貫通部52の各々は、リード10に通じる第1貫通領域521、および第2貫通領域522を有し、厚さ方向視において、第1貫通領域521の周縁521Aが囲む領域の面積は、第1貫通領域521と第2貫通領域522との境界面522Aの面積よりも大である。【選択図】 図2

Description

本発明は、7セグメントディスプレイなどのLED数字表示器に関する。
特許文献1には、光源に複数のLEDチップを用いたLED数字表示器の一例(図8参照)が開示されている。LED数字表示器は、ランプハウス(ケース)の背面から注入された透光樹脂を備える。透光樹脂は、複数のLEDチップを覆っている。LED数字表示器は、複数のLEDチップに電圧が選択的に印加され、かつランプハウスから露出した透光樹脂が発光することにより、0から9までの数字を表示させる。
LED数字表示器を配線基板に実装する際、リフロー炉からの熱により、透光樹脂およびランプハウスに熱ひずみが生じる。これにより、透光樹脂には、LED数字表示器の光の出射方向が主な作用方向である熱応力が発生する。当該熱応力は、リードと複数のLEDチップとの間に介在するダイボンディング材(Agペーストなど)に集中しやすく、これにより複数のLEDチップがリードから剥がれることがある。
こうした事情から、LED数字表示器の実装の際、ダイボンディング材に熱応力が集中することを抑制するために、複数のLEDチップを個別に覆い、かつ透光樹脂よりもヤング率が低い複数の被覆体をリードに設けることがある。複数の被覆体は、透光性を有する。しかし、ランプハウスが複数の被覆体の一部に接触した状態のままLED数字表示器が製造された場合、当該LED数字表示器の実装の際、複数のLEDチップに個別に接続された複数のワイヤにおいて、複数の被覆体と透光樹脂との境界付近に熱応力が集中する。これにより、複数のワイヤが破断することがある。
特開2003−31854号公報
本発明は上述の事情に鑑み、実装時において発生する不具合を回避することが可能なLED数字表示器を提供することをその課題とする。
本発明によれば、厚さ方向を向く主面を有する複数のリードと、前記厚さ方向において前記主面が向く側を向く表面に設けられた表面電極、および前記主面に対向する裏面電極を有し、かつ前記裏面電極が複数の前記リードのいずれかの前記主面に電気的に接合された複数のLEDチップと、複数の前記表面電極に一端が個別に接続された複数のワイヤと、透光性を有するとともに、複数の前記LEDチップ、および前記表面電極に接続された複数の前記ワイヤの一端を個別に覆う複数の被覆体と、前記厚さ方向に貫通し、かつ複数の前記被覆体の少なくともいずれかを個別に収容する複数の貫通部を有するとともに、複数の前記リードの前記主面の一部が接合されたケースと、透光性を有するとともに、複数の前記被覆体に接して複数の前記貫通部に個別に収容された複数の封止樹脂と、を備え、複数の前記貫通部の各々は、前記リードに通じる第1貫通領域と、前記第1貫通領域に通じ、かつ前記厚さ方向において前記第1貫通領域に対して前記リードとは反対側に位置する第2貫通領域と、を有し、厚さ方向視において、前記第1貫通領域の周縁が囲む領域の面積は、前記第1貫通領域と前記第2貫通領域との境界面の面積よりも大であることを特徴とするLED数字表示器が提供される。
本発明の実施において好ましくは、前記ケースは、複数の前記リードの前記主面の一部が接合された底面と、前記底面につながり、かつ複数の前記第1貫通領域を個別に囲む複数の第1内周面と、複数の前記第1内周面の各々につながり、かつ複数の前記第2貫通領域を個別に囲む複数の第2内周面と、を有し、前記厚さ方向視において、前記底面と前記第1内周面との境界の少なくとも一部が、前記第1内周面と前記第2内周面との境界よりも外側に位置する。
本発明の実施において好ましくは、複数の前記貫通部は、いずれも前記厚さ方向視において前記ワイヤに沿って延びる帯状であり、複数の前記第1内周面の各々は、前記厚さ方向視において、複数の前記貫通部の各々が延びる方向に沿った一対の拡張領域を有し、前記厚さ方向視において、前記底面と前記拡張領域との境界が、前記拡張領域と前記第2内周面との境界よりも外側に位置する。
本発明の実施において好ましくは、一対の前記拡張領域の各々は、少なくとも一部が前記底面に対して傾斜している。
本発明の実施において好ましくは、一対の前記拡張領域の各々は、前記底面につながり、かつ前記厚さ方向に沿った起立部と、前記起立部および前記第2内周面の双方につながる連結部と、を有し、前記連結部が前記底面に対して傾斜している。
本発明の実施において好ましくは、一対の前記拡張領域の各々には、前記厚さ方向において前記底面に対して段差が形成されている。
本発明の実施において好ましくは、一対の前記拡張領域の各々は、前記ケースの内側に向けて凹む曲面である。
本発明の実施において好ましくは、前記厚さ方向視において、複数の前記被覆体の少なくともいずれかの周縁の一部が、一対の前記拡張領域に重なっている。
本発明の実施において好ましくは、複数の前記LEDチップの前記裏面電極が接合された複数の前記リードのいずれかの前記主面には、前記主面から凹み、かつ複数の前記LEDチップを個別に囲む複数の周溝が形成されている。
本発明の実施において好ましくは、前記厚さ方向視において、複数の前記周溝は、いずれも一対の前記拡張領域と前記第2内周面との境界の間に位置している。
本発明の実施において好ましくは、複数の前記周溝の各々は、前記周溝の外周縁に位置する外周突起と、前記周溝の内周縁に位置する内周突起と、を有し、前記外周突起および前記内周突起は、前記主面から前記厚さ方向に突出している。
本発明の実施において好ましくは、前記厚さ方向視において、複数の前記被覆体の周縁が、複数の前記内周突起に個別に接している。
本発明の実施において好ましくは、複数の前記被覆体が、複数の前記内周突起および複数の前記外周突起のそれぞれ個別に接している。
本発明の実施において好ましくは、前記厚さ方向視において、複数の前記被覆体の周縁の少なくとも一部が、前記外周突起よりも外側に位置している。
本発明の実施において好ましくは、複数の前記リードは、共通パッド部と、複数の個別パッド部と、を有し、複数の前記LEDチップの前記裏面電極は、複数の個別パッド部に個別かつ電気的に接合され、複数の前記ワイヤの他端は、いずれも前記共通パッド部に接続されている。
本発明の実施において好ましくは、複数の前記リードは、共通パッド部と、複数の個別パッド部と、を有し、複数の前記LEDチップの前記裏面電極は、いずれも前記共通パッド部に電気的に接合され、複数の前記ワイヤの他端は、複数の前記個別パッド部に個別に接続されている。
本発明にかかるLED数字表示器によれば、実装時において発生する不具合を回避することが可能となる。
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面に基づき以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
本発明の第1実施形態にかかるLED数字表示器の斜視図である。 図1に示すLED数字表示器の平面図(複数の封止樹脂を透過)である。 図2に対して、複数の被覆体、ケースおよび複数の封止樹脂の図示を省略した平面図である。 図1に示すLED数字表示器の底面図である。 図4に対して、アンダーフィルの図示を省略した底面図である。 図1に示すLED数字表示器のケースの底面図である。 図2のVII−VII線に沿う断面図である。 図2のVIII−VIII線に沿う断面図である。 図8の部分拡大図(LEDチップ付近)である。 図8の部分拡大図(LEDチップ付近)である。 図7の部分拡大図(LEDチップ付近)である。 図2の部分拡大図(LEDチップ付近)である。 図2の部分拡大図(LEDチップ付近)である。 本発明の第1実施形態の第1変形例にかかるLED数字表示器の部分断面拡大図(LEDチップ付近)である。 本発明の第1実施形態の第2変形例にかかるLED数字表示器の部分断面拡大図(LEDチップ付近)である。 本発明の第1実施形態の第3変形例にかかるLED数字表示器の部分断面拡大図(LEDチップ付近)である。 本発明の第2実施形態にかかるLED数字表示器の平面図(複数の封止樹脂を透過)である。 図17に対して、複数の被覆体、ケースおよび複数の封止樹脂の図示を省略した平面図である。 本発明の第3実施形態にかかるLED数字表示器の平面図(複数の封止樹脂を透過)である。 図19に対して、複数の被覆体、ケースおよび複数の封止樹脂の図示を省略した平面図である。 図19に示すLED数字表示器の部分拡大断面図(LEDチップ付近)である。 図21の部分拡大図(周溝付近)である。 図19の部分拡大図(LEDチップ付近)である。 本発明の第3実施形態の第1変形例にかかるLED数字表示器の部分拡大断面図(周溝付近)である。 本発明の第3実施形態の第2変形例にかかるLED数字表示器の部分拡大断面図(周溝付近)である。 本発明の第4実施形態にかかるLED数字表示器の平面図(複数の封止樹脂を透過)である。 図26に対して、複数の被覆体、ケースおよび複数の封止樹脂の図示を省略した平面図である。 図26に示すLED数字表示器の部分拡大断面図(LEDチップ付近)である。 図28の部分拡大図(周溝付近)である。
本発明を実施するための形態(以下「実施形態」という。)について、添付図面に基づいて説明する。
〔第1実施形態〕
図1〜図13に基づき、本発明の第1実施形態にかかるLED数字表示器A10について説明する。LED数字表示器A10は、配線基板に表面実装されるものである。図1に示すように、LED数字表示器A10は、0から9までの1桁の数字を表示させる形式であるが、複数桁の数字を表示させる形式をとってもよい。LED数字表示器A10は、複数のリード10、複数のLEDチップ20、複数のワイヤ30、複数の被覆体40、ケース50、複数の封止樹脂60、およびアンダーフィル69を備える。なお、図2は、理解の便宜上、複数の封止樹脂60を透過している。図7は、一点鎖線に沿う断面図である。
本発明にかかる特許請求の範囲に記載の「厚さ方向」とは、複数のリード10の厚さ方向zを指す。本発明にかかる特許請求の範囲に記載の「厚さ方向視」とは、厚さ方向zに沿った視点の状態を指す。なお、以降の説明においては、「厚さ方向視」を「厚さ方向z視」と呼ぶ。また、厚さ方向zに対して直交する方向を、「第1方向x」と呼ぶ。厚さ方向zおよび第1方向xの双方に対して直交する方向を、「第2方向y」と呼ぶ。図1に示すように、LED数字表示器A10は、厚さ方向z視において、第2方向yを長手方向とする矩形状である。
複数のリード10は、図2および図3に示すように、複数のLEDチップ20に個別に電力を供給するための導電部材である。複数のリード10は、厚さ方向zに対して板状である。複数のリード10の構成材料は、銅(Cu)または銅合金である。複数のリード10は、共通パッド部111および複数の個別パッド部112を有する。共通パッド部111が占める領域は、複数の個別パッド部112の各々が占める領域よりも大である。LED数字表示器A10では、共通パッド部111に複数のワイヤ30が接続されている。共通パッド部111は、第2方向yに互いに離間した一対の延出部111Aを有する。一対の延出部111Aは、第2方向yに延びている。
図3に示すように、複数の個別パッド部112は、共通パッド部111から離間している。LED数字表示器A10では、複数の個別パッド部112に複数のLEDチップ20が個別かつ電気的に接合されている。また、LED数字表示器A10では、複数の個別パッド部112の数は8つである。複数の個別パッド部112は、一対の延出部111Aのそれぞれに対して、第1方向xにおける延出部111Aの両側に、それぞれ2つずつ配列されている。
図3および図7に示すように、共通パッド部111および複数の個別パッド部112の各々は、主面10Aを有する。主面10Aは、厚さ方向zにおいて複数のLEDチップ20が位置する側を向く。主面10Aには、たとえば銀(Ag)めっき層を施してもよい。
図3に示すように、複数のリード10の各々は、複数の端子部12を有する。複数の端子部12は、共通パッド部111の一対の延出部111Aと、複数の個別パッド部112とに個別に連結されている。複数の端子部12は、第2方向yに延びている。複数の端子部12は、LED数字表示器A10を配線基板に実装させる際に利用される。LED数字表示器A10では、複数の端子部12の数は10であり、これらのうち2つの端子部12が共通パッド部111の一対の延出部111Aに連結され、8つの端子部12が8つの個別パッド部112に個別に連結されている。複数の端子部12には、たとえば錫(Sn)を含む合金めっき層を施してもよい。
複数のLEDチップ20は、図2および図3に示すように、LED数字表示器A10では、複数のリード10のうち複数の個別パッド部112の主面10Aに、個別かつ電気的に接合されている。複数のLEDチップ20は、LED数字表示器A10の光源である。複数のLEDチップ20は、厚さ方向zにおいて複数の個別パッド部112の主面10Aが向く側に光を出射する。LED数字表示器A10では、複数のLEDチップ20の数は8つである。図9に示すように、複数のLEDチップ20の各々は、基材21、第1半導体層22、活性層23、第2半導体層24、表面20A、表面電極201および裏面電極202を有する。
基材21は、LEDチップ20の土台であり、導電性を有する。LED数字表示器A10では、基材21は、n型半導体からなる。基材21の主要材料は、たとえばヒ化ガリウム(GaAs)である。第1半導体層22は、厚さ方向zにおいて基材21に積層されている。LED数字表示器A10では、第1半導体層22は、n型半導体からなる。第1半導体層22の主要材料は、たとえば窒化ガリウム(GaN)である。
活性層23は、厚さ方向zにおいて第1半導体層22に積層されている。活性層23が、LEDチップ20の発光領域となる。活性層23は、たとえばノンドープのAlGaInPから構成される。活性層23は、自然放出により光を発する。
第2半導体層24は、厚さ方向zにおいて活性層23に積層されている。LED数字表示器A10では、第2半導体層24は、p型半導体からなる。第2半導体層24の主要材料は、たとえば窒化ガリウムである。第2半導体層24のうち、厚さ方向zにおいて活性層23が位置する側とは反対側を向く面が、LEDチップ20の表面20Aに相当する。
表面電極201は、表面20Aから厚さ方向zに突出している。表面電極201の構成材料は、たとえば金(Au)である。表面電極201にワイヤ30が接続されている。LED数字表示器A10では、表面電極201は、LEDチップ20のアノードである。
裏面電極202は、厚さ方向zにおいて、基材21に対して第1半導体層22とは反対側に位置している。裏面電極202は、LEDチップ20が電気的に接合された個別パッド部112の主面10Aに対向している。裏面電極202は、厚さ方向zにおいて複数の個別パッド部112の主面10Aに対向する基材21の面の全体を覆っている。裏面電極202は、たとえばチタン(Ti)および金を、この順に厚さ方向zにおいて基材21に積層させた金属層から構成される。LED数字表示器A10では、裏面電極202は、LEDチップ20のカソードである。
図9に示すように、複数のLEDチップ20の裏面電極202は、導電接合層29を介して複数の個別パッド部112の主面10Aに個別かつ電気的に接合されている。導電接合層29は、銀粒子が含有されたエポキシ樹脂(Agペースト)である。これにより、複数のLEDチップ20は、複数の個別パッド部112に個別に導通している。
複数のワイヤ30は、図3および図9に示すように、複数のLEDチップ20の表面電極201と、共通パッド部111の主面10Aとを個別に接続する導電部材である。複数のワイヤ30の構成材料は、たとえば金である。これにより、複数のLEDチップ20は、共通パッド部111に導通している。LED数字表示器A10では、複数のワイヤ30の数は8つである。複数のワイヤ30の各々は、第1ボンディング部31および第2ボンディング部32を有する。
第1ボンディング部31は、ワイヤ30の形成開始の際に、対象物に接合されるワイヤ30の端部である。図9に示すように、第1ボンディング部31は、厚さ方向zに押しつぶされた形状となっている。第2ボンディング部32は、ワイヤ30の形成終了の際に、対象物に接合されるワイヤ30の端部である。図3および図9に示すように、LED数字表示器A10では、第1ボンディング部31が表面電極201に接続され、かつ第2ボンディング部32が共通パッド部111の主面10Aに接続されている。この場合では、第1ボンディング部31が、本発明にかかる特許請求の範囲に記載の「一端」を指し、第2ボンディング部32が、本発明にかかる特許請求の範囲に記載の「他端」を指す。なお、図10に示すように、第1ボンディング部31が共通パッド部111の主面10Aに接続され、かつ第2ボンディング部32が表面電極201に接続されるという構成をとってもよい。この場合では、第1ボンディング部31が、本発明にかかる特許請求の範囲に記載の「他端」を指し、第2ボンディング部32が、本発明にかかる特許請求の範囲に記載の「一端」を指す。
複数の被覆体40は、図2および図11に示すように、複数のLEDチップ20と、複数のLEDチップ20の表面電極201に接続された複数のワイヤ30の第1ボンディング部31とを個別に覆っている。複数の被覆体40は、透光性かつ電気絶縁性を有する。複数の被覆体40の構成材料は、たとえばシリコーンゲルである。複数の被覆体40の各々は、LED数字表示器A10の使用の際、LEDチップ20から発生した熱に起因した封止樹脂60の熱応力により、導電接合層29に作用する引張応力を緩和させる効果がある。複数の被覆体40の周縁40Aは、厚さ方向z視において円形状であり、かつLEDチップ20の周囲を取り囲んでいる。このため、LED数字表示器A10では、複数の被覆体40は、複数の個別パッド部112の主面10Aの一部を個別に覆うとともに、複数の周縁40Aは、複数の個別パッド部112の主面10Aに個別に接している。LED数字表示器A10では、複数の被覆体40の数は8つである。
ケース50は、図5および図7に示すように、複数のリード10を支持している。ケース50は、厚さ方向z視において第2方向yを長手方向とする矩形状である。ケース50は、白色の合成樹脂製である。ケース50の構成材料は、たとえばポリフタルアミド(PPA)、または液晶ポリマー(LCP)である。なお、ケース50の構成材料は、これらに限定されず、機械的強度が高く、かつ耐熱性に優れた材料であれば多岐にわたる。図6および図7に示すように、ケース50は、頂面50A、裏面50B、凹部51、複数の貫通部52、複数の第1内周面53、複数の第2内周面54、および円形貫通部59を有する。
頂面50Aは、厚さ方向zにおいて複数の個別パッド部112の主面10Aが向く側を向く。LED数字表示器A10では、頂面50Aには、たとえば黒色フィルムが貼り付けられている。裏面50Bは、厚さ方向zにおいて頂面50Aとは反対側を向く。
図6に示すように、凹部51は、裏面50Bから厚さ方向zに凹んでいる。凹部51は、底面511および内周面512を有する。底面511は、頂面50Aに対して平行である。内周面512は、厚さ方向z視において底面511の外周縁を取り囲んでいる。内周面512のうち、第2方向yに離間した一対の領域は、底面511および裏面50Bの双方に対して傾斜しており、かつ双方につながっている。共通パッド部111および複数の個別パッド部112の各々の主面10Aの一部は、底面511に接着剤により接合されている。これにより、図5、図7および図8に示すように、共通パッド部111および複数の個別パッド部112は、凹部51に収容された構成をとる。また、図7に示すように、複数の端子部12の各々は、内周面512および裏面50Bに沿って曲げ加工が施されているため、第1方向xから視てL字状となっている。
図7および図8に示すように、複数の貫通部52は、厚さ方向zに頂面50Aから凹部51の底面511に至って貫通している。複数の貫通部52は、複数の被覆体40の少なくともいずれかを個別に収容している。図2に示すように、LED数字表示器A10では、複数の貫通部52の数は7つであり、それらの各々が7つの被覆体40を個別に収容している。複数の貫通部52は、そこに収容された複数の被覆体40により第1ボンディング部31(または第2ボンディング部32)が覆われた複数のワイヤ30も個別に収容している。複数の貫通部52は、いずれも厚さ方向z視において収容されたワイヤ30に沿って延びる帯状である。
図2、図6および図11に示すように、複数の貫通部52の各々は、第1貫通領域521および第2貫通領域522を有する。第1貫通領域521は、複数の個別パッド部112の各々に通じる貫通部52の領域の一部である。第2貫通領域522は、厚さ方向zにおいて第1貫通領域521に対して個別パッド部112とは反対側に位置する貫通部52の領域の一部である。第2貫通領域522は、第1貫通領域521に通じている。図2に示すように、厚さ方向z視において、第1貫通領域521の周縁521A(図2に示す閉じた一点鎖線)が囲む領域の面積は、第1貫通領域521と第2貫通領域522との境界面522A(図2に示す複数点のハッチング領域)の面積よりも大である。
図6および図11に示すように、複数の第1内周面53は、凹部51の底面511につながり、かつ複数の貫通部52の第1貫通領域521を個別に囲んでいる。複数の第2内周面54は、複数の第1内周面53の各々につながり、かつ複数の貫通部52の第2貫通領域522を個別に囲んでいる。複数の貫通部52の各々において、底面511と第1内周面53との境界53Aが、第1貫通領域521の周縁521Aに該当する。また、第1内周面53と第2内周面54との境界54Aが囲む領域が、第1貫通領域521と第2貫通領域522との境界面522Aに該当する。図6に示すように、厚さ方向z視において、底面511と第1内周面53との境界53Aの少なくとも一部が、第1内周面53と第2内周面54との境界54Aよりも外側に位置する。なお、図6では、境界54Aが囲む領域を複数斜線のハッチングにて示している。
図6および図11に示すように、複数の第1内周面53の各々は、一対の拡張領域531を有する。一対の拡張領域531は、複数の貫通部52の各々が延びる方向に沿っている。図6に示すように、一対の拡張領域531の各々では、厚さ方向z視において、凹部51の底面511と拡張領域531の境界53Aが、拡張領域531と第2内周面54との境界54Aよりも外側に位置する。図11に示すように、LED数字表示器A10では、一対の拡張領域531の各々は、全体にわたって底面511に対して傾斜している。
図12に示すように、厚さ方向z視において、複数の被覆体40の周縁40Aは、いずれも一対の拡張領域531と第2内周面54との境界54Aの間に位置している。本構成とは異なり、図13に示すように、厚さ方向z視において、複数の被覆体40の少なくともいずれかの周縁40Aの一部が、一対の拡張領域531に重なる構成をとってもよい。
図2および図6に示すように、円形貫通部59は、厚さ方向zに頂面50Aから凹部51の底面511に至って貫通している。円形貫通部59は、LED数字表示器A10において複数の貫通部52に収容されない1個のLEDチップ20と1本のワイヤ30を収容している。円形貫通部59の周縁は、ケース50の頂面50Aから視て円形状である。円形貫通部59の厚さ方向z視の面積は、個別パッド部112の主面10Aに向けて徐々に拡大されている。これにより、円形貫通部59に収容されたLEDチップ20を覆う被覆体40が、ケース50に接触しない構成となる。
複数の封止樹脂60は、図5、図7および図8に示すように、ケース50の複数の貫通部52と、ケース50の円形貫通部59とに個別に収容されている。複数の封止樹脂60は、複数の貫通部52に収容されたワイヤ30および被覆体40を覆っている。図1に示すように、複数の封止樹脂60は、ケース50の頂面50Aにおいて、複数の貫通部52、および円形貫通部59から露出している。複数の封止樹脂60は、透光性を有する合成樹脂である。LED数字表示器A10では、複数の封止樹脂60には、たとえば赤色の蛍光体が含有されている。
アンダーフィル69は、図4、図7および図8に示すように、ケース50の凹部51に充填されている。アンダーフィル69は、遮光性および電気絶縁性を有する、軟質な黒色の合成樹脂である。凹部51に収容された共通パッド部111および複数の個別パッド部112と、複数の端子部12の一部ずつとは、アンダーフィル69に覆われている。
次に、LED数字表示器A10の作動について説明する。LED数字表示器A10では、共通パッド部111に連結された2つの端子部12がアノードである。複数の個別パッド部112に個別に連結された8つの端子部12がカソードである。アノードである2つの端子部12と、カソードである8つの端子部12のうちいずれか選択された端子部12との間に電位差が生じると、8つのLEDチップ20が選択的に発光する。これにより、ケース50の7つの貫通部52に収容された7つの封止樹脂60が選択的に発光して、LED数字表示器A10は、0から9までの1桁の数字を表示させる。また、ケース50の円形貫通部59に収容された封止樹脂60が発光することにより、LED数字表示器A10は、小数点を表示させる。
(第1変形例)
次に、図14に基づき、LED数字表示器A10の第1変形例にかかるLED数字表示器A11について説明する。なお、図14の断面位置は、図11の断面位置と同一である。
LED数字表示器A11では、ケース50の一対の拡張領域531(第1内周面53)の構成が、先述したLED数字表示器A10と異なる。図14に示すように、LED数字表示器A11では、一対の拡張領域531の各々は、起立部531Aおよび連結部531Bを有する。
起立部531Aは、凹部51の底面511につながっている。起立部531Aは、厚さ方向zに沿っている。連結部531Bは、起立部531Aおよび第2内周面54の双方につながっている。連結部531Bは、底面511に対して傾斜している。
(第2変形例)
次に、図15に基づき、LED数字表示器A10の第2変形例にかかるLED数字表示器A12について説明する。なお、図15の断面位置は、図11の断面位置と同一である。
LED数字表示器A12では、ケース50の一対の拡張領域531(第1内周面53)の構成が、先述したLED数字表示器A10と異なる。図15に示すように、一対の拡張領域531の各々には、厚さ方向zにおいて凹部51の底面511に対して階段状の段差531Cが形成されている。段差531Cは、厚さ方向zにおいて底面511と第2内周面54との間に位置する。LED数字表示器A12では、段差531Cの数は2つであるが、段差531Cの数は、これに限定されない。
(第3変形例)
次に、図16に基づき、LED数字表示器A10の第3変形例にかかるLED数字表示器A13について説明する。なお、図16の断面位置は、図11の断面位置と同一である。
LED数字表示器A13では、ケース50の一対の拡張領域531(第1内周面53)の構成が、先述したLED数字表示器A10と異なる。図16に示すように、一対の拡張領域531の各々は、ケース50の内側に向けて凹む曲面である。
次に、LED数字表示器A10の作用効果について説明する。
LED数字表示器A10の構成によれば、ケース50に設けられた複数の貫通部52の各々は、リード10に通じる第1貫通領域521と、厚さ方向zにおいて第1貫通領域521に対してリード10とは反対側に位置する第2貫通領域522とを有する。図2に示すように、厚さ方向z視において、第1貫通領域521の周縁521Aが囲む領域の面積は、第1貫通領域521と第2貫通領域522との境界面522Aの面積よりも大である。これにより、図11に示すように、ケース50が複数の被覆体40に接触しないため、LED数字表示器A10の実装の際、複数の被覆体40と封止樹脂60との境界付近において複数のワイヤ30に作用する熱応力が低減される。よって、熱応力の集中による複数のワイヤ30の破断が回避される。したがって、LED数字表示器A10によれば、実装時においてLED数字表示器A10に発生する不具合を回避することが可能となる。
ケース50は、複数の第1貫通領域521を個別に囲む複数の第1内周面53と、複数の第2貫通領域522を個別に囲む複数の第2内周面54とを有する。図6に示すように、厚さ方向z視において、ケース50の底面511と第1内周面53との境界53Aの少なくとも一部が、第1内周面53と第2内周面54との境界54Aよりも外側に位置する。これにより、厚さ方向z視において、第1貫通領域521の周縁521Aが囲む領域の面積は、第1貫通領域521と第2貫通領域522との境界面522Aの面積よりも大となる。
複数の第1内周面53の各々は、厚さ方向z視において、複数の貫通部52の各々が延びる方向に沿った一対の拡張領域531を有する。図6に示すように、厚さ方向z視において、ケース50の底面511と拡張領域531との境界53Aが、拡張領域531と第2内周面54との境界54Aよりも外側に位置する。これにより、複数の被覆体40が図13に示す形状であっても、ケース50が複数の被覆体40に接触することを効果的に防止できる。
一対の拡張領域531は、図11に示すようなケース50の底面511に対する傾斜面である他、図14〜図16に示す形態など、先述した第1貫通領域521および第2貫通領域522の構成を満たす範囲内で種々に設定することができる。
〔第2実施形態〕
図17および図18に基づき、本発明の第2実施形態にかかるLED数字表示器A20について説明する。これらの図において、先述したLED数字表示器A10と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。なお、図17は、理解の便宜上、複数の封止樹脂60を透過している。
LED数字表示器A20では、複数のLEDチップ20および複数のワイヤ30の配置形態が、先述したLED数字表示器A10と異なる。
図17および図18に示すように、LED数字表示器A20では、複数のLEDチップ20は、複数のリード10のうち共通パッド部111の主面10Aに、個別かつ電気的に接合されている。
図18に示すように、複数のワイヤ30は、複数のLEDチップ20の表面電極201と、複数の個別パッド部112の主面10Aとを個別に接続している。LED数字表示器A20では、複数のワイヤ30のいずれもが、第1ボンディング部31が表面電極201に接続され、かつ第2ボンディング部32が個別パッド部112の主面10Aに接続されている。なお、図10に示すLED数字表示器A10と同様に、複数のワイヤ30のいずれもが、第1ボンディング部31が個別パッド部112の主面10Aに接続され、かつ第2ボンディング部32が表面電極201に接続されるという構成をとってもよい。
LED数字表示器A20では、複数の個別パッド部112に個別に連結された8つの端子部12がアノードである。共通パッド部111に連結された2つの端子部12がカソードである。アノードである8つの端子部12と、カソードである2つの端子部12のうちいずれか選択された端子部12との間に電位差が生じると、8つのLEDチップ20が選択的に発光する。
次に、LED数字表示器A20の作用効果について説明する。
LED数字表示器A20の構成によれば、図17に示すように、厚さ方向z視において、第1貫通領域521の周縁521Aが囲む領域の面積は、第1貫通領域521と第2貫通領域522との境界面522Aの面積よりも大である。したがって、LED数字表示器A20によっても、実装時においてLED数字表示器A20に発生する不具合を回避することが可能となる。
LED数字表示器A20の複数のリード10では、図18に示すように、共通パッド部111に連結された一対の端子部12がカソードとなり、複数の個別パッド部112に個別に連結された複数の端子部12がアノードとなる。このように、LED数字表示器A20での複数の端子部12の極性を、LED数字表示器A10での複数の端子部12の極性とは逆にしてもよい。
〔第3実施形態〕
図19〜図23に基づき、本発明の第3実施形態にかかるLED数字表示器A30について説明する。これらの図において、先述したLED数字表示器A10と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。なお、図19は、理解の便宜上、複数の封止樹脂60を透過している。図21の断面位置は、LED数字表示器A10を示す図11の断面位置と同一である。
LED数字表示器A30では、複数の個別パッド部112の構成と、複数の被覆体40の配置形態とが、先述したLED数字表示器A10と異なる。
図19〜図21に示すように、LED数字表示器A30では、複数のLEDチップ20の裏面電極202が個別に接合された複数の個別パッド部112の主面10Aには、複数の周溝13が形成されている。複数の周溝13は、複数の個別パッド部112の主面10Aから厚さ方向zに凹み、かつ複数のLEDチップ20を個別に囲んでいる。複数の周溝13は、厚さ方向z視において一部が欠けた円形状である。図22に示すように、複数の周溝13の各々は、外周突起131および内周突起132を有する。
図22に示すように、外周突起131は、周溝13の外周縁13Aに位置し、かつ個別パッド部112の主面10Aから厚さ方向zに突出している。外周突起131は、外周縁13Aが囲む方向にわたって一様に形成されている。内周突起132は、周溝13の内周縁13Bに位置し、かつ個別パッド部112の主面10Aから厚さ方向zに突出している。内周突起132は、外周縁13Aが囲む方向にわたって一様に形成されている。
図22に示すように、厚さ方向z視において、複数の被覆体40の周縁40Aが、複数の周溝13の内周突起132に個別に接している。
図23に示すように、厚さ方向z視において、複数の周溝13は、いずれも一対の拡張領域531と第2内周面54との境界54Aの間に位置している。
(第1変形例)
次に、図24に基づき、LED数字表示器A30の第1変形例にかかるLED数字表示器A31について説明する。なお、図24の断面位置は、図22の断面位置と同一である。
LED数字表示器A31では、複数の周溝13に対応する複数の被覆体40の形状が、先述したLED数字表示器A30と異なる。図24に示すように、複数の被覆体40が、周溝13の外周突起131、および周溝13の内周突起132のそれぞれ個別に接している。LED数字表示器A31では、厚さ方向z視において、複数の被覆体40の周縁40Aが、複数の外周突起131に個別に接している。
(第2変形例)
次に、図25に基づき、LED数字表示器A30の第2変形例にかかるLED数字表示器A32について説明する。なお、図25の断面位置は、図22の断面位置と同一である。
LED数字表示器A32では、複数の周溝13に対応する複数の被覆体40の形状が、先述したLED数字表示器A30と異なる。図25に示すように、複数の被覆体40が、周溝13の外周突起131、および周溝13の内周突起132のそれぞれ個別に接している。LED数字表示器A32では、厚さ方向z視において、複数の被覆体40の周縁40Aの少なくとも一部が、外周突起131よりも外側に位置している。
次に、LED数字表示器A30の作用効果について説明する。
LED数字表示器A30の構成によれば、図19に示すように、厚さ方向z視において、第1貫通領域521の周縁521Aが囲む領域の面積は、第1貫通領域521と第2貫通領域522との境界面522Aの面積よりも大である。したがって、LED数字表示器A30によっても、実装時においてLED数字表示器A30に発生する不具合を回避することが可能となる。
LED数字表示器A30では、図20および図21に示すように、複数のLEDチップ20の裏面電極202が電気的に接合された複数のリード10のいずれかの主面10A(複数の個別パッド部112の主面10A)には、主面10Aから凹む複数の周溝13が形成されている。複数の周溝13は、複数のLEDチップ20を個別に囲んでいる。これにより、複数の被覆体40に作用する表面張力が増加して、厚さ方向z視において複数の被覆体40が過度に拡がることを抑止できる。
複数の周溝13は、図23に示すように、いずれも一対の拡張領域531と第2内周面54との境界54Aの間に位置している。これにより、ケース50が複数の被覆体40に接触することを、LED数字表示器A10よりも効果的に防止できる。
複数の周溝13の各々は、図22に示すように、外周縁13Aに位置する外周突起131と、内周縁13Bに位置する内周突起132とを有する。外周突起131および内周突起132は、主面10Aから厚さ方向zに突出している。LED数字表示器A30では、図22に示すように、複数の被覆体40の周縁40Aが、複数の内周突起132に個別に接している。この場合では、複数の内周突起132が、複数の被覆体40に作用する表面張力を増加させる機能を果たす。
複数の被覆体40の体積が徐々に増加するにつれて、複数の周溝13に対応する複数の被覆体40の形状は、図25に示すLED数字表示器A31での形状、図26に示すLED数字表示器A32での形状をとり得る。LED数字表示器A31およびLED数字表示器A32では、複数の被覆体40が、周溝13の外周突起131、および周溝13の内周突起132のそれぞれ個別に接している。この場合では、複数の外周突起131が、複数の被覆体40に作用する表面張力を増加させる機能を果たす。
〔第4実施形態〕
図26〜図29に基づき、本発明の第4実施形態にかかるLED数字表示器A40について説明する。これらの図において、先述したLED数字表示器A10と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。なお、図26は、理解の便宜上、複数の封止樹脂60を透過している。
LED数字表示器A40では、共通パッド部111の構成と、複数のLEDチップ20、複数のワイヤ30および複数の被覆体40の配置形態とが、先述したLED数字表示器A10と異なる。これらのうち、複数のLEDチップ20および複数のワイヤ30の配置形態は、LED数字表示器A20におけるこれらの配置形態と同一であるため、ここでの説明は省略する。
図26〜図28に示すように、LED数字表示器A40では、複数のLEDチップ20の裏面電極202が接合された共通パッド部111の主面10Aには、複数の周溝13が形成されている。複数の周溝13は、共通パッド部111の主面10Aから厚さ方向zに凹み、かつ複数のLEDチップ20を個別に囲んでいる。複数の周溝13は、厚さ方向z視において円形状である。図29に示すように、複数の周溝13の各々は、外周突起131および内周突起132を有する。
図29に示すように、外周突起131は、周溝13の外周縁13Aに位置し、かつ共通パッド部111の主面10Aから厚さ方向zに突出している。外周突起131は、外周縁13Aが囲む方向にわたって一様に形成されている。内周突起132は、周溝13の内周縁13Bに位置し、かつ共通パッド部111の主面10Aから厚さ方向zに突出している。内周突起132は、外周縁13Aが囲む方向にわたって一様に形成されている。
図29に示すように、厚さ方向z視において、複数の被覆体40の周縁40Aが、周溝13の内周突起132に個別に接している。LED数字表示器A40でも、複数の周溝13に対応する複数の被覆体40の形状が、図25に示すLED数字表示器A31での形状や、図26に示すLED数字表示器A32での形状であってもよい。
次に、LED数字表示器A40の作用効果について説明する。
LED数字表示器A40の構成によれば、図26に示すように、厚さ方向z視において、第1貫通領域521の周縁521Aが囲む領域の面積は、第1貫通領域521と第2貫通領域522との境界面522Aの面積よりも大である。したがって、LED数字表示器A40によっても、実装時においてLED数字表示器A30に発生する不具合を回避することが可能となる。
LED数字表示器A40では、図27および図28に示すように、複数のLEDチップ20の裏面電極202が電気的に接合された複数のリード10のいずれかの主面10A(共通パッド部111の主面10A)には、主面10Aから凹む複数の周溝13が形成されている。複数の周溝13は、複数のLEDチップ20を個別に囲んでいる。これにより、複数の被覆体40に作用する表面張力が増加して、厚さ方向z視において複数の被覆体40が過度に拡がることを抑止できる。
LED数字表示器A40の複数のリード10では、図27に示すように、共通パッド部111に連結された一対の端子部12がカソードとなり、複数の個別パッド部112に個別に連結された複数の端子部12がアノードとなる。このように、LED数字表示器A40での複数の端子部12の極性を、LED数字表示器A30での複数の端子部12の極性とは逆にしてもよい。
本発明は、先述した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
A10,A20,A30,A40:LED数字表示器
A11,A12,A13,A31,A32:LED数字表示器
10:リード
10A:主面
111:共通パッド部
111A:延出部
112:個別パッド部
12:端子部
13:周溝
13A:外周縁
13B:内周縁
131:外周突起
132:内周突起
20:LEDチップ
20A:表面
201:表面電極
202:裏面電極
21:基材
22:第1半導体層
23:活性層
24:第2半導体層
29:導電接合層
30:ワイヤ
31:第1ボンディング部
32:第2ボンディング部
40:被覆体
40A:周縁
50:ケース
50A:頂面
50B:裏面
51:凹部
511:底面
512:内周面
52:貫通部
521:第1貫通領域
521A:周縁
522:第2貫通領域
522A:境界面
53:第1内周面
53A:境界
531:拡張領域
531A:起立部
531B:連結部
531C:段差
54:第2内周面
54A:境界
59:円形貫通部
60:封止樹脂
69:アンダーフィル
z:厚さ方向
x:第1方向
y:第2方向

Claims (16)

  1. 厚さ方向を向く主面を有する複数のリードと、
    前記厚さ方向において前記主面が向く側を向く表面に設けられた表面電極、および前記主面に対向する裏面電極を有し、かつ前記裏面電極が複数の前記リードのいずれかの前記主面に電気的に接合された複数のLEDチップと、
    複数の前記表面電極に一端が個別に接続された複数のワイヤと、
    透光性を有するとともに、複数の前記LEDチップ、および前記表面電極に接続された複数の前記ワイヤの一端を個別に覆う複数の被覆体と、
    前記厚さ方向に貫通し、かつ複数の前記被覆体の少なくともいずれかを個別に収容する複数の貫通部を有するとともに、複数の前記リードの前記主面の一部が接合されたケースと、
    透光性を有するとともに、複数の前記被覆体に接して複数の前記貫通部に個別に収容された複数の封止樹脂と、を備え、
    複数の前記貫通部の各々は、前記リードに通じる第1貫通領域と、前記第1貫通領域に通じ、かつ前記厚さ方向において前記第1貫通領域に対して前記リードとは反対側に位置する第2貫通領域と、を有し、
    厚さ方向視において、前記第1貫通領域の周縁が囲む領域の面積は、前記第1貫通領域と前記第2貫通領域との境界面の面積よりも大であることを特徴とする、LED数字表示器。
  2. 前記ケースは、複数の前記リードの前記主面の一部が接合された底面と、前記底面につながり、かつ複数の前記第1貫通領域を個別に囲む複数の第1内周面と、複数の前記第1内周面の各々につながり、かつ複数の前記第2貫通領域を個別に囲む複数の第2内周面と、を有し、
    前記厚さ方向視において、前記底面と前記第1内周面との境界の少なくとも一部が、前記第1内周面と前記第2内周面との境界よりも外側に位置する、請求項1に記載のLED数字表示器。
  3. 複数の前記貫通部は、いずれも前記厚さ方向視において前記ワイヤに沿って延びる帯状であり、
    複数の前記第1内周面の各々は、前記厚さ方向視において、複数の前記貫通部の各々が延びる方向に沿った一対の拡張領域を有し、
    前記厚さ方向視において、前記底面と前記拡張領域との境界が、前記拡張領域と前記第2内周面との境界よりも外側に位置する、請求項2に記載のLED数字表示器。
  4. 一対の前記拡張領域の各々は、少なくとも一部が前記底面に対して傾斜している、請求項3に記載のLED数字表示器。
  5. 一対の前記拡張領域の各々は、前記底面につながり、かつ前記厚さ方向に沿った起立部と、前記起立部および前記第2内周面の双方につながる連結部と、を有し、
    前記連結部が前記底面に対して傾斜している、請求項4に記載のLED数字表示器。
  6. 一対の前記拡張領域の各々には、前記厚さ方向において前記底面に対して段差が形成されている、請求項3に記載のLED数字表示器。
  7. 一対の前記拡張領域の各々は、前記ケースの内側に向けて凹む曲面である、請求項3に記載のLED数字表示器。
  8. 前記厚さ方向視において、複数の前記被覆体の少なくともいずれかの周縁の一部が、一対の前記拡張領域に重なっている、請求項3ないし7のいずれかに記載のLED数字表示器。
  9. 複数の前記LEDチップの前記裏面電極が接合された複数の前記リードのいずれかの前記主面には、前記主面から凹み、かつ複数の前記LEDチップを個別に囲む複数の周溝が形成されている、請求項3ないし7のいずれかに記載のLED数字表示器。
  10. 前記厚さ方向視において、複数の前記周溝は、いずれも一対の前記拡張領域と前記第2内周面との境界の間に位置している、請求項9に記載のLED数字表示器。
  11. 複数の前記周溝の各々は、前記周溝の外周縁に位置する外周突起と、前記周溝の内周縁に位置する内周突起と、を有し、
    前記外周突起および前記内周突起は、前記主面から前記厚さ方向に突出している、請求項9または10のいずれかに記載のLED数字表示器。
  12. 前記厚さ方向視において、複数の前記被覆体の周縁が、複数の前記内周突起に個別に接している、請求項11に記載のLED数字表示器。
  13. 複数の前記被覆体が、複数の前記内周突起および複数の前記外周突起のそれぞれ個別に接している、請求項11に記載のLED数字表示器。
  14. 前記厚さ方向視において、複数の前記被覆体の周縁の少なくとも一部が、前記外周突起よりも外側に位置している、請求項13に記載のLED数字表示器。
  15. 複数の前記リードは、共通パッド部と、複数の個別パッド部と、を有し、
    複数の前記LEDチップの前記裏面電極は、複数の個別パッド部に個別かつ電気的に接合され、
    複数の前記ワイヤの他端は、いずれも前記共通パッド部に接続されている、請求項1ないし14のいずれかに記載のLED数字表示器。
  16. 複数の前記リードは、共通パッド部と、複数の個別パッド部と、を有し、
    複数の前記LEDチップの前記裏面電極は、いずれも前記共通パッド部に電気的に接合され、
    複数の前記ワイヤの他端は、複数の前記個別パッド部に個別に接続されている、請求項1ないし14のいずれかに記載のLED数字表示器。
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