JP3134330U - 輝度が改良されるｓｍｄダイオードホルダ構造およびそのパッケージ - Google Patents
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Abstract
【課題】輝度均一化の効果を向上できるSMDダイオードホルダ構造を提供する。
【解決手段】このSMDダイオードホルダ構造は、コロイド３０と複数の金属ホルダ４０とを含み、コロイドの両側に機能エリア３１および凹溝３２が形成され、金属ホルダはコロイド内部に位置されるベース４１およびベースからコロイドの外に延び出される接続ピン４２をそれぞれ有し、ベースの頂面４１１及び底面４１２が機能エリアおよび凹溝内に露出されることによって、ダイオードホルダ構造が形成される。機能エリア内の１つのベースの頂面にはLEDチップ５０が固着され、凹溝の他のベースの底面には静電気防護チップ７０が固着され、LEDチップ、静電気防護チップおよびベース上にはワイヤが接続され、かつ機能エリアは第１のシーリングコンパウンド６０で覆われ、凹溝は第２のシーリングコンパウンド８０で覆われることによって、ダイオードパッケージが構成される。
【選択図】図５
【解決手段】このSMDダイオードホルダ構造は、コロイド３０と複数の金属ホルダ４０とを含み、コロイドの両側に機能エリア３１および凹溝３２が形成され、金属ホルダはコロイド内部に位置されるベース４１およびベースからコロイドの外に延び出される接続ピン４２をそれぞれ有し、ベースの頂面４１１及び底面４１２が機能エリアおよび凹溝内に露出されることによって、ダイオードホルダ構造が形成される。機能エリア内の１つのベースの頂面にはLEDチップ５０が固着され、凹溝の他のベースの底面には静電気防護チップ７０が固着され、LEDチップ、静電気防護チップおよびベース上にはワイヤが接続され、かつ機能エリアは第１のシーリングコンパウンド６０で覆われ、凹溝は第２のシーリングコンパウンド８０で覆われることによって、ダイオードパッケージが構成される。
【選択図】図５
Description
本考案は、発光ダイオードの設計に関し、特に、作製が便利でかつ量産化し易い、輝度が改良されるSMD(表面実装素子)ダイオードホルダ構造およびそのパッケージに関するものである。
図１は、現在市販されているSMD(SurfaceMount Device：表面実装素子)ダイオードパッケージを示す図であり、図１に示すように、２つの金属ホルダ１１上に射出成形などの技術方式で内部へ凹むコロイド１２を形成し、コロイド１２内のうち１つの金属ホルダ１１上にLEDチップ１３が固着され、LEDチップ１３および２つの金属ホルダ１１上に２本のワイヤ１４が接続されている。同時に、LEDチップ１３が静電気破壊防止効果を有するために、他の金属ホルダ１１上に静電気防護チップ１５が固着され、他のワイヤ１４’で対向する金属ホルダ１１に接続される。最後に、コロイド１２内をエポキシ樹脂１６で覆い、２つの金属ホルダ１１には正極、負極の電圧がそれぞれ印加され、LEDチップ１３が光線を発射できるとともに、静電気防護チップ１５によりLEDチップ１３が静電気に破壊されることを防止できる。
しかしながら、前記のSMDダイオードパッケージは、そのLEDチップ１３および静電気防護チップ１５がともに所定の高さを有し、LEDチップ１３が周囲へ発射する光線は、コロイド１２内の壁縁および金属ホルダ１１の中でその反射率が高いが、光が静電気防護チップ１５を通る時に、静電気防護チップ１５の高さに影響され易く、遮光および光吸収の効果が発生し、反射率が悪くなり、ダイオードの輝度むらの現象が発生してしまう。
そのため、前記の欠点を改善するため、図２および図２Ａに示すように、２００５年４月１１日に公告された中華民国実用新案特許証書番号M261831には、その一面に凹み２１１を有するホルダ２１と、接着材料２３で該凹み２１１内に固定され、且つワイヤ２４でホルダ２１に接続される保護素子２２と、該凹み２１１を封止しかつ該凹み２１１の他の面に円弧状ディンプル２５１が形成されるモールド部材２５と、接着材料２３’で円弧状ディンプル２５１内に固定され、２本のワイヤ１４でホルダ２１に接続される発光ダイオードチップ２６とを含む「発光ダイオード静電気防止パッケージ」が掲示されている。これによれば、ホルダ２１に正極、負極の電圧をそれぞれ印加すると、発光ダイオードチップ２６がその光線を発射できるとともに、保護素子２２と発光ダイオードチップ２６が対向してホルダ２１に固定される（すなわち、ホルダ２１の反対側に固定される）ことにより、保護素子２２が遮光および光吸収効果を避け、前記欠点を防止できる。
前記の「発光ダイオード静電気防止パッケージ」は、その実際の製造過程においては、保護素子２２の底部を導電性のある銀ペースト（図略）で凹み２１１内に固着し、さらにワイヤ２４で接続し、接着材料２３でホルダ２１の凹み２１１内に固定する。その後、モールド部材２５が、射出成形またはキャスティング成形などの技術方式でさらに、凹み２１１、保護素子２２および接着材料２３を封止するとともに、円弧状ディンプル２５１の外形を形成する。最後に、他の面のホルダ２１内に発光ダイオードチップ２６が固定され、かつワイヤ２４’を接続することによって、前記構造の特徴となる。
しかし、前記の発光ダイオード静電気防止パッケージにおける、その実際の製造過程は以下の欠点を有する。
１）ホルダ２１に関して、先ずプレスまたはエッチングなどの技術を用いなければ、前記の凹み２１１を形成できず、ワイヤ２４を接続するワイヤボンディングの製造過程で、ホルダ２１が板材の振動を発生したり、プッシュ／引っ張り不足になり易い場合があり、製品信頼性の低下が懸念される。
２）凹み２１１の設計は、略内部へ凹んだディンプル状（図２Ａに示す）となり、保護素子２２を固着する銀ペーストの量を使用し過ぎると、ばりの現象が発生し、凹み２１１の壁面に沿って保護素子２２の側辺に付着し、リークが発生する場合があり、さらにショートの状況も発生しうる。
３）モールド部材２５に関して、いかなる材料で構成されても、ともに高温溶融による液体の状態で、封止部分のホルダ２１、凹み２１１、保護素子２２および接着材料２３を成形するので、この過程では、高温により接着材料２３を直接劣化させるなどの場合が発生し易い。
以上のように、このような構造設計が実際の生産目的を達成できないことは明らかである。
そのため、本考案者は、前記欠点が改良できるのを感心して、長年以来この領域で積み立てた経験により、専念な観察かつ研究をし、さらに学術理論の運用に合せ、やっと合理な設計且つ前記の欠点を有効に改良できた本考案を提案した。
本考案は、LEDチップおよび静電気防護チップが固着されてダイオードパッケージを形成し、輝度均一化の目的を達成し、並びに作製が便利でかつより量産化する効果があり、生産過程においてばりによるショート、或いは高温成形時のプロセスによる第２のコロイドの劣化を避けることができる、輝度が改良されるSMDダイオードホルダ構造を提供する。
前記目的を達成するため、本考案は、一方の内部に凹みの（すなわち、凹型の）機能エリアを有し、他の一方の内部に凹みの（凹型の）凹溝を有するコロイドと、コロイド内にそれぞれ固着され、コロイド内部に位置されるベース、およびベースからコロイドの外に延び出される接続ピンをそれぞれ有し、ベース毎の頂面が機能エリア内にそれぞれ露出され、ベース毎の底面が凹溝内にそれぞれ露出される複数の金属ホルダとを含む輝度が改良されるSMDダイオードホルダ構造を提供する。
前記の１つのベースの頂面にはLEDチップが固着され、LEDチップおよびベースの頂面間に第１のワイヤが接続され、かつ第１のシーリングコンパウンドで覆われ、前記の他方のベースの底面には静電気防護チップが固着され、静電気防護チップとLEDチップが固着されたベースの底面間に第２のワイヤが接続され、かつ第２のシーリングコンパウンドで覆うことによって、SMDダイオードパッケージが構成される。
本考案は、以下の効果がある。
１）LEDチップが機能エリア内に固着され、静電気防護チップが凹溝内に対向的に固着されることで、LEDチップが発射する光線が静電気防護チップに影響されることを避けることができ、光線が機能エリア内に均一的に反射させることによって、輝度均一化の効果を向上できる
２）コロイドと金属ホルダとが結合した後に、さらに後続プロセスのLEDチップおよび静電気防護チップなどの作業を行うことで、コロイドを高温成形する時に第２のシーリングコンパウンドが劣化されるのを避けることができ、並びに生産製造過程における不良率や、チェックのコストおよび生産製造コストを低下させるなどの目的を達成でき、作製が便利でかつより量産化し易い効果を備える。
２）コロイドと金属ホルダとが結合した後に、さらに後続プロセスのLEDチップおよび静電気防護チップなどの作業を行うことで、コロイドを高温成形する時に第２のシーリングコンパウンドが劣化されるのを避けることができ、並びに生産製造過程における不良率や、チェックのコストおよび生産製造コストを低下させるなどの目的を達成でき、作製が便利でかつより量産化し易い効果を備える。
３）金属ホルダおよびコロイドの構造設計によりSMDダイオードホルダ構造を先に形成するので、後続プロセスにおける静電気防護チップの固着作業と、第２のワイヤを接続するワイヤボンディングの過程において、金属ホルダが板材振動やプッシュ／引っ張り不足を発生することがなく、製品の信頼性の低下が懸念されるのを避けることができる。
４）金属ホルダとコロイドの凹溝の構造設計により、静電気防護チップが銀ペーストを用いる際にばりが有る場合であっても、銀ペーストが静電気防護チップの側辺にさらに付着するのを避けることができ、ショートするのを避けることができる。
以下に本考案に関わる詳しい説明を添付図面を参照しながら行う。これにより本考案に係る特徴および技術内容をより深く理解できるであろうが、それらの添付図面は参考及び説明のみに使われ、本考案の主張範囲を狭義的に局限するものではないことは言うまでもないことである。
図３および図４に示すように、本考案に係る「輝度が改良されるSMD（表面実装素子）ダイオードホルダ構造」は、コロイド３０および複数の金属ホルダ４０を含む。
コロイド３０の外形は、略長方体であるが、四方体や多方体または円体などにしても良く、本考案ではその外形を限定しない。コロイド３０の一方の側の内部には凹みで（凹型で）かつ斜面のように設計された機能エリア３１が形成され、他の一方の側の内部には凹みの（凹型の）凹溝３２が形成され、凹溝３２のサイズは機能エリア３１より小さい。コロイド３０は不導電性材料部材であり、例えば、ポリカーボネート(Polycarbonate, PC)や、ポリフタルアミド(PolyPhthalAmide, PPA.)、ポリブチレンテレフタレート(polybutyleneterephthalate, PBT)、ポリメタクリル酸メチル(polymethyl methacrylate, PMMA)或いは他の広く知られている熱可塑性樹脂などであれば良い。
金属ホルダ４０は、導電性材料で、例えば、Cu、Feなどの金属材料からなり、各金属ホルダ４０はそれぞれコロイド３０内に固着される。本考案の図面では、２つの金属ホルダ４０を例とするが、実際の要求に応じて３つや４つ以上などの金属ホルダ４０を設けても良い。コロイド３０は射出成形などの技術で各金属ホルダ４０を固着することによって、量化生産が可能になり、製造コストを削減できる。
各金属ホルダ４０は、コロイド３０の機能エリア３１の底面に位置するベース４１と、ベース４１からコロイド３０の外に延び出され、後続の接点となる接続ピン４２をそれぞれ備える。各ベース４１の頂面４１１が機能エリア３１内にそれぞれ露出され、各ベース４１の底面４１２が凹溝３２内にそれぞれ露出される。また、コロイド３０内の各ベース４１の中に金属ホルダ４０毎の極性（正、負極）を区画するための区画用ブロック３３が形成され、各ベース４１の中が所定の間隔を隔てて隣接され、このようにして、本考案のSMDダイオードホルダ構造が構成される。
また、各金属ホルダ４０の表面（頂面、底面）には、一層の金属反射層（図略）、例えば、AgやAu、Pd等の高反射率金属がさらに電気めっきされ、これにより、金属ホルダ４０の光の反射効率を向上させることができる。
図５を参照して、さらに、本考案に係るSMDダイオードパッケージを説明する。１つのベース４１の頂面４１１には接着材による固定方式でLEDチップ５０が固着される（所謂ダイボンディング）。LEDチップ５０の数は、金属ホルダ４０の数に応じて増加されても良いが、同一の金属ホルダ４０のベース４１上に複数のLEDチップ５０が設けられても良く、例えば、R、G、Bの３色のLEDチップ５０を固着すれば白光の効果が得られる。各LEDチップ５０には二本の第１のワイヤ５１が接続され、２つの対向しかつ異なる電極のベース４１の頂面４１１にそれぞれ接続される（すなわち、ワイヤボンディング作業である）。また、コロイド３０の機能エリア３１内は、光透過可能な第１のシーリングコンパウンド６０により覆われ（パッケージ作業）、LEDチップ５０および第１のワイヤ５１を封止し、LEDチップ５０が湿気などの影響により損壊されることを避ける。
LEDチップ５０が固着された側と反対側となるベース４１の底面４１２には、静電気防護チップ７０が（例えば銀ペーストで）電気的に固着され、かつ、静電気防護チップ７０には、LEDチップ５０が固着されたベース４１の底面４１２まで至る第２のワイヤ７１が接続される。第２のワイヤ７１の数は、金属ホルダ４０の数に応じて設けられ、例えば、２つの金属ホルダ４０では、１本の第２のワイヤ７１のみを接続すればよいが、３つの金属ホルダ４０では、そのうちの２つの金属ホルダ４０にはLEDチップ５０が固着され、他の金属ホルダ４０には静電気防護チップ７０が固着されるため、対向している２つの金属ホルダ４０に２本の第２のワイヤ７１がそれぞれ接続される必要がある。その後、凹溝３２内は第２のシーリングコンパウンド８０で覆われ、静電気防護チップ７０および第２のワイヤ７１を覆うことにより、静電気防護チップ７０が湿気などの影響により損壊されることを避けることができる。このようにして、本考案のSMDダイオードパッケージが構成される。
第１のシーリングコンパウンド６０は、エポキシ樹脂、シリコンまたは他の樹脂などのシーリングコンパウンド材であり、かつ、第１のシーリングコンパウンド６０内にさらに様々な蛍光粉（例えば、黄色）等がミックスされた、色が変えることが可能なミックスシーリングコンパウンドであっても良い。また、第２のシーリングコンパウンド８０は、前記第１のシーリングコンパウンド６０と同じ材質のシーリングコンパウンドであり、かつ光透過性または不透過性のいずれであっても良く、本考案では特に限定されない。
さらに、本考案の図面では、各接続ピン４２は、それぞれベース４１からコロイド３０の外へ延び出され、対向する両側の側縁にそれぞれ位置し、また、適当な曲折によりコロイド３０の底部（図略）に貼り付けられるようになり、これによって、正方向発光（Top View）型のSMDダイオードを形成できる。或いは、各接続ピン４２は、それぞれベース４１からコロイド３０の外へ延び出され、同一側の側縁に位置されてもよく、適当な曲折によりコロイド３０の側縁面（図略）に貼り付けられるようになり、これによって、側方向発光（Side View）型のSMDダイオードを形成できる。
各接続ピン４２には正極、負極の電圧がそれぞれ印加され、ベース４１毎に電圧を転送するとともに、第１のワイヤ５１の効果により、LEDチップ５０が光を発射させることができる。同時に、静電気防護チップ７０および第２のワイヤ７１が、対向している金属ホルダ４０内のベース４１に接続されることにより、LEDチップ５０が静電気防護の効果を有し、LEDチップ５０が、静電気の破壊により効果が失われることを避けることができる。
つまり、本考案は、輝度均一化の目的を達成するとともに、LEDチップ５０が静電気による破壊を避けられ、より大量生産し易い効果があり、生産過程においてコロイド３０を成形する際の高温により第２のシーリングコンパウンド８０を劣化させ、信頼性の低下が懸念されるのを避けることができる、輝度が改良されるSMDダイオードホルダ構造およびそのパッケージを提供した。以上のように、本考案は以下の利点および特徴がある。
１）本考案は、LEDチップ５０が機能エリア３１内に固着され、静電気防護チップ７０が凹溝３２内に対向的に固着されることで、LEDチップ５０が発射する光線が静電気防護チップ７０に影響されるのを避けることができ、光線が機能エリア３１内で均一的に反射されることによって、輝度均一化の効果を向上できる。
２）本考案は、先ずコロイド３０と金属ホルダ４０とを結合し、SMDダイオードホルダ構造を形成してから、さらに後続プロセスのLEDチップ５０および静電気防護チップ７０などの作業を行うので、コロイド３０を高温成形する時に第２のシーリングコンパウンドが劣化されるのを避けることができ、並びに生産製造過程における不良率や、チェックのコストおよび生産製造コストを低下させるなどの目的を達成でき、作製が便利でかつより量産化し易い効果を備える。
３）本考案は、金属ホルダ４０およびコロイド３０の構造設計によりSMDダイオードホルダ構造を先に形成するので、後続プロセスにおける静電気防護チップ７０の固着作業と、第２のワイヤ７１を接続するワイヤボンディングの過程において、金属ホルダ４０が板材振動やプッシュ／引っ張り不足を発生することがなく、よって製品の信頼性が心配されるのを避けることができる。
４）本考案は、金属ホルダ４０とコロイド３０の凹溝３２の構造設計により、凹溝３２の空間領域が大きく、ベース４１が平面状であることにより、静電気防護チップ７０が銀ペーストを用いる際にばりが有る場合であっても、銀ペーストが静電気防護チップ７０の側辺にさらに付着するのを避けることができ、ショートするのが避けられる。
以上は単に本考案の好ましい具体的な実施例に過ぎず、本考案の実用新案登録請求の範囲を局限するものではなく、いずれの当該分野における通常の知識を有する専門家は、本考案の分野の中で、適当に変更や修飾などを実施できるが、それらの実施が本考案の主張範囲内に納入されるべきことは言うまでもないことである。
１１ 金属ホルダ
１２ コロイド
１３ LEDチップ
１４、１４’ ワイヤ
１５ 静電気防護チップ
１６ エポキシ樹脂
２１ ホルダ
２１１ 凹み
２２ 保護素子
２３、２３’ 接着材料
２４、２４’ ワイヤ
２５ モールド部材
２５１ 円弧状ディンプル
２６ 発光ダイオードチップ
３０ コロイド
３１ 機能エリア
３２ 凹溝
３３ 区画用ブロック
４０ 金属ホルダ
４１ ベース
４２ 接続ピン
４１１ 頂面
４１２ 底面
５０ LEDチップ
５１ 第１のワイヤ
６０ 第１のシーリングコンパウンド
７０ 静電気防護チップ
７１ 第２のワイヤ
８０ 第２のシーリングコンパウンド
１２ コロイド
１３ LEDチップ
１４、１４’ ワイヤ
１５ 静電気防護チップ
１６ エポキシ樹脂
２１ ホルダ
２１１ 凹み
２２ 保護素子
２３、２３’ 接着材料
２４、２４’ ワイヤ
２５ モールド部材
２５１ 円弧状ディンプル
２６ 発光ダイオードチップ
３０ コロイド
３１ 機能エリア
３２ 凹溝
３３ 区画用ブロック
４０ 金属ホルダ
４１ ベース
４２ 接続ピン
４１１ 頂面
４１２ 底面
５０ LEDチップ
５１ 第１のワイヤ
６０ 第１のシーリングコンパウンド
７０ 静電気防護チップ
７１ 第２のワイヤ
８０ 第２のシーリングコンパウンド
Claims (5)
- 一方の内部に凹みの機能エリアを有し、他の一方の内部に凹みの凹溝を有するコロイドと、
それぞれ前記コロイド内に固着され、前記コロイド内部に位置されるベース、および前記ベースからコロイドの外に延び出される接続ピンをそれぞれ有し、前記各ベースの頂面が前記機能エリア内にそれぞれ露出され、前記各ベースの底面が前記凹溝内にそれぞれ露出される複数の金属ホルダとを含む、輝度が改良されるSMDダイオードホルダ構造。 - 前記接続ピンが、前記コロイドの同一側に位置され、或いは前記接続ピンが、前記コロイドの両側に対向的にそれぞれ位置されることを特徴とする請求項１記載の輝度が改良されるSMDダイオードホルダ構造。
- 一方の内部に凹みの機能エリアを有し、他の一方の内部に凹みの凹溝を有するコロイドと、
それぞれ前記コロイド内に固着され、前記コロイド内部に位置されるベース、および前記ベースからコロイドの外に延び出される接続ピンをそれぞれ有し、前記各ベースの頂面が前記機能エリア内にそれぞれ露出され、前記各ベースの底面が前記凹溝内にそれぞれ露出される複数の金属ホルダと、
前記の１つのベースの頂面に固着され、該LEDチップおよびベースの頂面間に第１のワイヤが接続される少なくとも１つのLEDチップと、
前記コロイドの機能領域内に結合され、前記LEDチップを覆う第１のシーリングコンパウンドと、
前記LEDチップの反対側となるベースの底面に固着され、該静電気防護チップとLEDチップが固着されたベースの底面間に第２のワイヤが接続される静電気防護チップと、
前記コロイドの凹溝内に結合され、前記静電気防護チップを覆う第２のシーリングコンパウンドとを含む、輝度が改良されるSMDダイオードパッケージ。 - 前記接続ピンが、前記コロイドの同一側に位置され、或いは前記接続ピンが、前記コロイドの両側に対向的にそれぞれ位置されることを特徴とする請求項３記載の輝度が改良されるSMDダイオードパッケージ。
- 前記シーリングコンパウンド内に、さらに、蛍光粉の混合式シーリングコンパウンド材がミックスされたことを特徴とする請求項３記載の輝度が改良されるSMDダイオードパッケージ。
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