JP5336489B2 - Reflective light emitting diode - Google Patents
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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の反射型発光ダイオード及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a surface-mounted reflective light-emitting diode mounted on the surface of a printed circuit board or the like and a method for manufacturing the same.
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。 Conventionally, a surface-mount type light emitting diode as described in Japanese Patent No. 398635 (Patent Document 1) is known. This conventional surface mount type light emitting diode has a concave reflecting surface inside, a concave case having a groove on the upper part of the surrounding wall, a wide lead portion located outside the concave case, and a tip end side thereof. It consists of a pair of leads consisting of a narrow lead part and a light-emitting element mounted on the mounting part at the tip of the narrow lead part of one lead, and each lead has a narrow lead part that fits into the groove of the concave case. The wide lead portion is bent along the outer surface of the concave case, and the wide lead portion is bent along the outer surface of the concave case. In this configuration, the lower end portion of the housing is bent inward along the bottom surface of the concave case, and the mounting terminal is constituted by the bent portion. The concave portion of the concave case is filled with a transparent resin such as a transparent epoxy resin or a transparent silicon resin, the narrow lead portion is fixed, and the light emitting element is fixed.
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、それぞれの一方のリードと他方のリードの直線の共通の中心線を持ち、その中心線上にリードワイヤが位置するように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形状にする。 The manufacturing method of such a reflection type light emitting diode is as follows. The light emitting element is bonded to the mount portion at one end of the pair of leads extracted by etching or metal mold using a conductive adhesive, and then the other end of the light emitting element is connected to the end of the narrow lead portion of the other lead. And using a groove in the concave case so that the pair of leads mounted with the light-emitting elements are positioned in the center of the concave portion with the light-emitting elements facing downward. The lead of the lead and the other lead have a common center line, and the lead wire is positioned so that the lead wire is positioned on the center line. In this state, the concave part of the concave case is filled with a transparent resin and cured. The light emitting element and the narrow lead portion of the lead are integrated with the concave case. Thereafter, predetermined portions of the leads on both sides are bent to form a shape along the side surface of the concave case.
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。 Such a conventional reflection type light emitting diode can reduce the thermal resistance of the reflection type light emitting diode because the heat generated in the light emitting element can be released to the outside through the wide lead portion located outside the concave case. In addition, there is an advantage that it is possible to increase the output of the reflection type light emitting diode by enabling energization of a large current.
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形状にしていたので、この曲げ加工の際に両リードの近接する狭幅のリード部間に曲げ加工時に引き離す力が働いて、硬化樹脂中に残存応力が蓄積された状態でリード加工されていることが分かった。このため、発光素子パッケージを基板上にマウントする際のリフローの工程等で樹脂がいったん軟化する工程があるような用途に使われるときに、この残存応力が発光素子とリード先端とを接続しているワイヤに働いて断線してしまい、不良品を発生させてしまうことがある問題点があった。 However, in the conventional reflection type light emitting diode, as described above, the pair of leads on which the light emitting element is mounted are fitted into the concave case so that the light emitting element faces downward and is positioned at the center of the concave portion, and in this state, the transparent resin Since the narrow lead part of the light emitting element and the lead is fixed by filling the concave part of the concave case and then cured, each of the leads on both sides is bent to form a shape along the outer surface of the concave case. In this bending process, it was found that the lead was processed in a state in which residual stress was accumulated in the cured resin due to a force acting during the bending process between the narrow lead parts adjacent to both leads. For this reason, when the resin is used in applications where there is a process of softening the resin once during the reflow process when mounting the light emitting element package on the substrate, this residual stress connects the light emitting element and the tip of the lead. There is a problem in that a broken wire may be generated by working on a wire that is present, resulting in a defective product.
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発光素子とリード先端部分との間に接続されているワイヤを断線させることがなく、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及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and does not break the wire connected between the light-emitting element and the lead tip portion during bending of the lead, and has high reliability. It is an object of the present invention to provide a reflection type light emitting diode capable of manufacturing a product with a high yield and a manufacturing method thereof.
本発明はまた、放熱性が良くて大電流の給電が可能であり、ひいては高輝度発光が可能な反射型発光ダイオード及びその製造方法を提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide a reflective light-emitting diode that has good heat dissipation and can supply a large current, and that can emit light with high luminance, and a method for manufacturing the same.
本発明の1つの特徴は、内部に凹面状の反射面を有する支持体と、前記支持体の前記反射面の上方中央部から一方の壁面に向けて水平に直線状に延びる素子マウント側リードと、前記支持体の前記反射面の上方中央部から前記一方の壁面と対向する他方の壁面に向けて水平に延びるワイヤ接続側リードと、前記素子マウント側リードにおける前記支持体の前記反射面上方の中心側先端部に搭載された発光素子と、前記発光素子と前記ワイヤ接続側リードにおける前記支持体の前記反射面上方の中心側先端部との間にボンディングされたワイヤとを備え、前記素子マウント側リードの中心側先端部と前記ワイヤ接続側リードの中心側先端部とは、前記素子マウント側リードの長手方向延長線上の位置からずれた位置関係に置き、かつ両中心側先端部を近接させた射型発光ダイオードである。 One feature of the present invention is that a support body having a concave reflecting surface therein, and an element mount side lead extending linearly horizontally from the upper central portion of the reflecting surface toward one wall surface of the support body, A wire connection side lead extending horizontally from the upper central portion of the support surface to the other wall surface facing the one wall surface, and the element mount side lead above the reflection surface of the support body. A light emitting element mounted on a central tip, and a wire bonded between the light emitting element and a central tip on the wire connection side lead above the reflecting surface of the support, The center side tip of the side lead and the center side tip of the wire connection side lead are placed in a positional relationship shifted from the position on the longitudinal extension line of the element mount side lead, and both center side tips Parts is a morphism type light emitting diode is closer to.
本発明の別の特徴は、リード素材の金属板を所定のパターンに加工して、素子マウント側リードとワイヤ接続側リードとを、前記素子マウント側リードと前記ワイヤ接続側リードとの根本部同士が共通の1つの中心線を有し、かつ前記素子マウント側リードと前記ワイヤ接続側リードの先端部同士が前記中心線上からずれた方向において近接するように形成し、前記素子マウント側リードの先端部に発光素子をマウントし、前記発光素子と前記ワイヤ接続側リードの先端部との間にワイヤをボンディングし、内部に凹面状の反射面を有する支持体に対して、前記反射面の開口部側に前記素子マウント側リードとワイヤ接続側リードとのそれぞれを前記発光素子が当該反射面の中央上方にて当該反射面に向く姿勢で載置し、前記支持体の凹状部内に透明樹脂を充填して硬化させて前記素子マウント側リードとワイヤ接続側リードとの先端部のそれぞれを支持体内に固定し、前記素子マウント側リードとワイヤ接続側リードとのそれぞれの前記支持体の外側に出ている部分に曲げ加工を施して当該支持体の外側面に沿うように下側に折り曲げ、前記素子マウント側リードとワイヤ接続側リードとのそれぞれの後端部を支持体の底面に接するように内側に折り曲げる反射型発光ダイオードの製造方法である。 Another feature of the present invention is that the metal plate of the lead material is processed into a predetermined pattern, and the element mount side lead and the wire connection side lead are connected to each other between the root portions of the element mount side lead and the wire connection side lead. There have one common center line, and distal ends of the element mounting side lead and the wire connecting side lead is formed so as to be close in a direction deviating from the said center line, of the element mounting side lead A light-emitting element is mounted on the tip, a wire is bonded between the light-emitting element and the tip of the wire connection-side lead, and the opening of the reflection surface with respect to a support having a concave reflection surface inside The element mount side lead and the wire connection side lead are respectively placed on the part side in a posture in which the light emitting element faces the reflection surface above the center of the reflection surface, and the concave portion of the support body The transparent resin cured is filled to fix the respective distal end portion of said element mounting side lead wire connection-side lead into the support to each of said support and said element mounting side lead wire connection-side lead Bending the outer portion of the support and bending it downward along the outer surface of the support. The rear ends of the element mount side lead and the wire connection side lead are the bottom surfaces of the support. This is a method for manufacturing a reflection type light emitting diode that is bent inward so as to be in contact with the surface.
本発明の反射型発光ダイオード及びその製造方法によれば、素子マウント側リードの中心側先端部とワイヤ接続側リードの中心側先端部とを、素子マウント側リードの長手方向延長線上の位置からずれた位置関係に置き、かつ両中心側先端部を近接させているので、支持体上に両リードを載置して支持体内に透明樹脂を充填して硬化させて固定した後、素子マウント側リードとワイヤ接続側リードとのそれぞれの支持体の外側に出ている部分に曲げ加工を施す方法によって該反射型発光ダイオードを製造するのに、その曲げ加工時に両リードの中心側先端部に素子マウント側リードの長手方向に働く位置ずれさせる力のうちワイヤを引っ張るストローク分が小さくなり、それだけワイヤに働く応力を小さくでき、製造過程や該発光ダイオードを基板上にマウントする際のリフローの工程等でワイヤの接続部分が外れたり断線したりすることがなくなり、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。 According to the reflective light emitting diode of the present invention and the manufacturing method thereof, the center tip of the element mount lead and the center tip of the wire connection lead are displaced from the position on the longitudinal extension line of the element mount lead. Since both ends on the center side are close to each other, both leads are placed on the support, filled with transparent resin in the support, cured, and fixed, and then the element mount side leads The reflective light emitting diode is manufactured by a method of bending the portion of each of the leads connected to the wire connection side lead and the outside of the support body. Of the force that moves in the longitudinal direction of the side lead, the stroke for pulling the wire is reduced, so that the stress acting on the wire can be reduced, and the manufacturing process and the light emitting diode can be reduced. It is not possible to or cut off the connection portion of the wire in the process, such as reflow when mounted on the substrate, it can be manufactured with good yield reliable products as a result.
また、本発明の反射型発光ダイオードによれば、支持体の凹面状の反射面の中央上方において素子マウント側リードの中心部に発光ダイオードが位置するが、その発光ダイオードの発光時の熱は素子マウント側リードの中心部から一方の壁面と他方の壁面との両方向に伸びる素子マウント側リードの渡り部分を同時に伝達して支持体の一方の外壁面と他方の外壁面とに至り、外気に放熱させることができるので、放熱性が良く、それだけ発光ダイオードに対して大電流を流すことができ、ひいては高輝度発光を可能とする。 According to the reflection type light emitting diode of the present invention, the light emitting diode is located at the center of the element mount side lead above the center of the concave reflecting surface of the support. The transition part of the element mount side lead that extends in both directions from the center of the mount side lead to one wall surface and the other wall surface is transmitted simultaneously to one outer wall surface and the other outer wall surface of the support, and radiates heat to the outside air Therefore, heat dissipation is good, and a large current can be passed through the light-emitting diode, thereby enabling high-luminance light emission.
また、本発明の反射型発光ダイオードの製造方法によれば、上記のような放熱性が良く、それだけ発光ダイオードに対して大電流を流すことができ、ひいては高輝度発光を可能とする反射型発光ダイオードを歩留まり良く製造できる。 In addition, according to the method for manufacturing a reflective light emitting diode of the present invention, the above-described reflective light emitting device has good heat dissipation, can flow a large current through the light emitting diode, and thus can emit high luminance. Diodes can be manufactured with good yield.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1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状の支持体としての凹状ケース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。(First embodiment)
FIG. 1 shows a reflective
素子マウント側リード7の幅狭の上片7aは、凹状ケース6の上面の中心線に沿い直線状に延びるストレートな形状である。他方、ワイヤ接続側リード8の上片8aは、上記中心線に対してその根本部分から先が屈曲するように延び、その先端部分は、素子マウント側リード7の上片7aの中心側先端部と中心線に対して垂直な方向にて近接する位置に位置する形状にしてある。
The narrow
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。
The bent bases of the narrow
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。
In each of the
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。
As shown in FIG. 2, in the reflection type
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。
Next, a manufacturing method of the reflective
素子マウント側リード7の形状は、直線状で狭幅の上片7a、広幅の垂直片7b、広幅の下片7cそれぞれになる部分が中心線Cに対して対称な形で形成されている。ワイヤ接続側リード8の形状は、根本部から先が中心線Cに対して屈曲して延びる狭幅の上片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る。このワイヤ接続側リード8の広幅の垂直片8b、広幅の下片8cそれぞれになる部分は中心線Cに対して対称な形で形成されている。
The shape of the element
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を形成してもよい。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。
In the
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の屈曲した上片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。
In such a
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。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the
リードフレーム20の各1対のリード7,8それぞれを凹状ケース6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。
The procedure for attaching each pair of
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。
Next, as shown in FIG. 6B, in each of the
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、80〜130℃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。
Subsequently, as shown in FIG. 6 (c), a
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、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とが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。
After fixing the portions corresponding to the
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、図3に示したように素子マウント側リード7の直線状で狭幅の上片7aに対してワイヤ接続側リード8の狭幅の上片8aは中心線Cからずれて屈曲する形状にして、かつそれらの中心側先端部間が中心線Cに垂直な方向において近接する形状に形成しておき、素子マウント側リード7の上片7aの先端部に発光素子9を取り付け、ワイヤ接続側リード8の上片8aの中央側先端部とこの発光素子9との間にワイヤ10をボンディングしているので、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に相当する部分を折り曲げる加工をする際に発生する応力により両リード7,8の上片7a,8a間に中心線C上で引き離す力が働くが、ワイヤ10はこの引き離す力の方向に対して垂直な方向に位置する姿勢となっているためにワイヤ10がこの引き離す力により引っ張られることがない。この結果として、従来ではリード7,8を曲げ加工する時の応力により発生していたワイヤ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。
As described above, in the reflection type
(第2の実施の形態)
図7は第2の実施の形態の反射型発光ダイオード1Aを示している。本実施の形態の反射型発光ダイオード1Aは、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を形成したことを特徴としている。尚、その他の構成、また製造方法については第1の実施の形態と同様である。(Second Embodiment)
FIG. 7 shows a reflective light emitting diode 1A of the second embodiment. The reflection type light emitting diode 1A according to the present embodiment is characterized in that
本実施の形態のように、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を形成しておくならば、この翼片7d,8dが曲げ加工時に大きな抵抗となって上片7a,8aが透明樹脂13内で位置ずれするのを効果的に抑制し、結果として、製品歩留まりのいっそうの向上が図れる。
If the
また、発光特性にしても、翼片7d,8dの形成によって狭幅の上片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。
Moreover, even in the light emission characteristics, the surface area of the narrow
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と本発明の実施例の反射型発光ダイオードとを製造し、ワイヤの断線の発生率を評価してみたが、本発明の場合には不良品の発生がなく、歩留まり良く製造できることが確認できた。 According to the experiments by the inventors of the present invention, a reflection type light emitting diode having a conventional structure and a reflection type light emitting diode according to an embodiment of the present invention were manufactured, and the occurrence rate of wire breakage was evaluated. In the case of, it was confirmed that there was no generation of defective products and that it could be manufactured with good yield.
(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態の反射型発光ダイオード1B及びその製造方法について、図8〜図10を参照して説明する。本実施の形態の反射型発光ダイオード1Bは、上面部に放物凹面状の反射面2を有し、周囲の壁部3の一辺の上部中央に溝4が形成され、対向辺の上部3箇所に溝501,502,503が形成された直方体状の支持体600と、この支持体600の反射面2の上方を一方の壁面から他方の壁面まで横切り、当該支持体600の両方の壁側面及び底面に沿うように、狭幅の上片701a,701b、広幅の垂直片702a,702b、広幅の下片703a,703bが折り曲げられて形成されている素子マウント側リード700と、この素子マウント側リード700と対置され、同様に狭幅の上片801、広幅の垂直片802、広幅の下片803が折り曲げられて形成されているワイヤ接続側リード800と、素子マウント側リード700の上片701a,701bの中央接続部に形成された素子マウント部704に搭載された発光素子9とから構成されている。尚、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800の上片801の先端部に接続されている。(Third embodiment)
A reflective
素子マウント側リード700の幅狭の上片701a,701bは、支持体600の上面の中心線に沿い直線状に延びるストレートな形状である。そして、素子マウント側リード700の片側、狭幅の上片701aに連続している広幅の垂直片702aには、上片701aに平行にして水平に伸びる副片705が形成してある。また副片705の先端は膨出部706としてある。
The narrow
他方、ワイヤ接続側リード800の上片801は、素子マウント側リード700の長手方向の中心線に平行な根本部分から先が斜めにして反射面2の上方中央部に向かって屈曲して延び、その先端部分が素子マウント側リード700の中心部の素子マウント部704に対して近接する位置に位置する形状にしてある。
On the other hand, the
素子マウント側リード700の片側の狭幅の上片701aと副片705との折り曲げ基部が支持体600の一辺の上部中央位置の溝501と側方位置の溝502とのそれぞれに嵌合され、支持体600の溝501,502の外部で広幅の垂直片702aが支持体600の側面に沿い、かつ広幅の下片703aが支持体600の底面に接している。
The bent base portion of the narrower
素子マウント側リード700の反対側の狭幅の上片701bの折り曲げ基部が支持体600の対向辺の上部中央位置の溝4に嵌合され、支持体600の溝4の外部で広幅の垂直片702bが支持体600の側面に沿い、かつ広幅の下片703bが支持体600の底面に接している。
The bent base portion of the narrow
他方のワイヤ接続側リード800の屈曲した上片801の折り曲げ基部が支持体600の一辺の側方位置の溝503に嵌合され、支持体600の溝503の外部で広幅の垂直片802が支持体600の側面に沿い、かつ広幅の下片803が支持体600の底面に接している。
The bent base portion of the bent
支持体600の溝4,501〜503それぞれにおいて、1対のリード700,800それぞれの上片701a,701b,801の嵌合部分、また副片705の嵌合部分の上面側から支持体600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11,121,122,123とし、同時にリード700,800それぞれの上片701a,701b,801と副片705の折り曲げ基部を固定している。そして、支持体600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を支持体600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700,800の上片701a,701b,801と副片705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。
In each of the
図9に示すように、上記構成の反射型発光ダイオード1Bは、図示していない基板上にこの反射型ダイオード1Bを載置し、底部両側のリード700,800の下片703a,703b,803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700,800を通じて通電して発光させる。発光素子9からの光は、図9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支持体600の上面からそれに垂直な方向に出光する。このため、本実施の形態の反射型発光ダイオード1Bでも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。
As shown in FIG. 9, in the reflection type
次に、上記の構造を有する反射型発光ダイオード1Bの製造方法について、図10、また第1の実施の形態の製造方法の説明にて参照した図4〜図6を用いて説明する。大量生産においては、図10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10に示すように1対の素子マウント側リード700とワイヤ接続側リード800が多数横並びになるように形成されたリードフレーム200を使用する。
Next, a manufacturing method of the reflective
素子マウント側リード700の形状は、直線状で狭幅の上片701a,701b、広幅の垂直片702a,702b、広幅の下片703a,703b、素子マウント部704、副片705、膨出部706それぞれになる部分が形成されている。ここでは、狭幅の上片になる部分の中心を通る線を長手方向中心線Cとする。この素子マウント側リード700の広幅の垂直片702b、広幅の下片703bそれぞれになる部分は中心線Cに対して対称な形で形成されている。
The shape of the element
ワイヤ接続側リード800の形状は、中心線Cに平行な根本部から屈曲して素子マウント側リード700の素子マウント部704になる部分に向かって斜めに延びる狭幅の上片801、広幅の垂直片802、広幅の下片803それぞれになる部分が形成されている。
The shape of the wire
リードフレーム200において、素子マウント側リード700とワイヤ接続側リード800それぞれの垂直片702a,702b,802となる部分と下片703a,703b,803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を形成してもよい。尚、図10において、素子マウント側リード700とワイヤ接続側リード800それぞれの下片703a,703b,803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210,220は、破断線230,240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。
In the
このようなリードフレーム200において、各1対のリード700,800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。以下、ワイヤボンディングの工程、支持体600側に反射面2を形成する工程、支持体600の周囲の壁部3に溝4,501〜503を形成する工程、さらに、リードフレーム200の各1対のリード700,800それぞれを支持体600に取り付け、溝4,501〜503それぞれに堰止め11,121〜123を形成する工程、支持体600内に樹脂を充填して硬化させ、両リード700,800を固定する工程、リード700,800の曲げ工程等は第1の実施の形態にて説明した図4〜図6に示す工程と共通である。
In such a
このように本実施の形態の反射型発光ダイオード1Bでは、図8に示したように素子マウント側リード700の上片701a,701bを支持体600の上縁を一方の辺から対向辺まで渡らせ、さらに支持体600の一方の側面と反対側の側面とのそれぞれにおいて広幅の垂直片702a,702bを露出させる形にしたので、第1の実施の形態と同様の効果を奏するのに加えて、放熱面積が第1、第2の実施の形態に対して広くでき、同じ大きさの電流を流す場合には温度上昇を抑えることができ、また、許容温度に上昇するまで電流を流して発光素子9を発光させる場合にはより大電流を流すことができるために輝度を向上させることができる。
Thus, in the reflective
(第4の実施の形態)
本発明の第4の実施の形態の反射型発光ダイオード1C及びその製造方法について、図11〜図13を参照して説明する。本実施の形態の反射型発光ダイオード1Cは、上面部に放物凹面形状の反射面2を有し、周囲の壁部3の一辺の上部中央と左右それぞれの3箇所に溝451,452,453が形成され、対向辺の上部3箇所に溝551,552,553が形成された直方体状の支持体650を備えている。そして、この支持体650の反射面2の上方にそれぞれ反対向きにくの字型に屈曲するように素子マウント側リード750とワイヤ接続側リード850が設置されている。(Fourth embodiment)
A reflective
素子マウント側リード750は、反射面2の上方に配置され、支持体650の一方の壁面から他方の壁面まで横切るくの字状に屈曲した狭幅の上片751a,751bと、支持体650の両方の壁側面及び底面に沿うように配置された広幅の垂直片752a,752bと、この垂直片752a,752bに繋がる広幅の下片753a,753bとで構成されている。
The element
この素子マウント側リード750の両側の広幅の垂直片752a,752bそれぞれには、狭幅の上片751a,751bそれぞれに平行にして水平に伸びる副片755a,755bが形成されている。そしてこれらの副片755a,755bの先端それぞれには膨出部756a,756bが形成されている。
この素子マウント側リード750と対置されたワイヤ接続側リード850は、同様に狭幅の上片851a,851bと、広幅の垂直片852a,852bと、広幅の下片853a,853bとで構成されている。
The wire
発光素子9は、素子マウント側リード700の上片751a,751bのつながり部分に形成されている素子マウント部754上に設置されていて、反射面2のほぼ上方中部に位置させてある。この素子マウント部754上の発光素子9とワイヤ接続側リード850の上片851a,851bのつながり部分に形成されているワイヤボンディング部854との間にはワイヤ10が接続されている。
The
素子マウント側リード750の片側の狭幅の上片751aと副片755aとの折り曲げ基部が支持体650の一辺の上部中央位置の溝551と側方位置の溝552とのそれぞれに嵌合され、支持体650の溝551,552の外部で広幅の垂直片752aが支持体650の側面に沿い、かつ広幅の下片753aが支持体650の底面に接している。
The bent bases of the narrow
素子マウント側リード750の反対側の狭幅の上片751bと副片755bとの折り曲げ基部が支持体650の対向辺の上部中央位置の溝451と側方位置の溝452とのそれぞれに嵌合され、支持体650の溝451,452の外部で広幅の垂直片752bが支持体650の側面に沿い、かつ広幅の下片753bが支持体650の底面に接している。
The bent base portion of the narrow
他方のワイヤ接続側リード850の屈曲した上片851a,851bそれぞれの折り曲げ基部が支持体650の一辺とその対向辺それぞれの側方位置の溝453,553に嵌合され、支持体650の溝453,553の外部で広幅の垂直片852a,852bが支持体650の側面に沿い、かつ広幅の下片853a,853bが支持体650の底面に接している。
The bent bases of the bent
支持体650の溝451〜453,551〜553それぞれにおいて、1対のリード750,850それぞれの上片751a,751b,851a,851bの嵌合部分、また副片755a,755bの嵌合部分の上面側から支持体650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111〜113,121〜123とし、同時にリード750,850それぞれの上片751a,751b,851a,851bと副片755a,755bの折り曲げ基部を固定している。そして、支持体650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を支持体650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750,850の上片751a,751b,851a,851bと副片755a,755b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。
In each of the
図12に示すように、上記構成の反射型発光ダイオード1Cは、図示していない基板上にこの反射型ダイオード1Cを載置し、底部両側のリード750,850の下片753a,753b,853a,853b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750,850を通じて通電して発光させる。発光素子9からの光は、図12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支持体650の上面からそれに垂直な方向に出光する。このため、本実施の形態の反射型発光ダイオード1Cでも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。
As shown in FIG. 12, the reflection type
次に、上記の構造を有する反射型発光ダイオード1Cの製造方法について、図13、また第1の実施の形態の製造方法にて参照した図4〜図6を用いて説明する。大量生産においては、図13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13に示すように1対の素子マウント側リード750とワイヤ接続側リード850が多数横並びになるように形成されたリードフレーム250を使用する。
Next, a manufacturing method of the reflective
素子マウント側リード750の形状は、くの字状で狭幅の上片751a,751b、広幅の垂直片752a,752b、広幅の下片753a,753b、素子マウント部754、副片755a,755b、膨出部756a,756bそれぞれになる部分が形成されている。ここでは、素子マウント部754となる部分の中心を通る線を長手方向中心線Cとする。
The shape of the element
ワイヤ接続側リード850の形状は、素子マウント側リード750とは逆向きのくの字状で狭幅の上片851a,851b、広幅の垂直片852a,852b、広幅の下片853a,853b、ワイヤランド部854それぞれになる部分が形成されている。
The shape of the wire
リードフレーム250において、素子マウント側リード750とワイヤ接続側リード850それぞれの垂直片752a,752b,852a,852bとなる部分と下片753a,753b,853a,853b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を形成してもよい。尚、図13において、素子マウント側リード750とワイヤ接続側リード850それぞれの下片753a,753b,853a,853b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251,252は、破断線261,262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。
In the
このようなリードフレーム250において、各1対のリード750,850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。
In such a
以下、ワイヤボンディングの工程、支持体650側に反射面2を形成する工程、支持体650の周囲の壁部3に溝451〜453,551〜553を形成する工程、さらに、リードフレーム250の各1対のリード750,850それぞれを支持体650に取り付け、溝451〜453,551〜553それぞれに堰止め111〜113,121〜123を形成する工程、支持体650内に樹脂13を充填して硬化させ、両リード750,850を固定する工程、リード750,850の曲げ工程等は第1の実施の形態にて説明した図4〜図6に示す工程と共通である。
Hereinafter, a step of wire bonding, a step of forming the reflecting
このように本実施の形態の反射型発光ダイオード1Cでは、図11、図12に示したように素子マウント側リード750の上片751a,751bを支持体650の上縁を一方の辺から対向辺まで渡らせ、さらに支持体650の一方の側面と反対側の側面とのそれぞれにおいて広幅の垂直片752a,752bを露出させる形にし、同様にワイヤ接続側リード850の上片851a,851bを支持体650の上縁を一方の辺から対向辺まで渡らせ、さらに支持体650の一方の側面と反対側の側面とのそれぞれにおいて広幅の垂直片852a,852bを露出させる形にしたので、第1の実施の形態と同様の効果を奏するのに加えて、放熱面積が第1、第2の実施の形態に対して広くでき、同じ大きさの電流を流す場合には温度上昇を抑えることができ、また、許容温度に上昇するまでの電流を流して発光素子9を発光させる場合にはより大電流を流すことができるために輝度を向上させることができる。
As described above, in the reflective
上記のように、本発明は第1〜第4の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。支持体の凹状の反射面の上方中央部において素子マウント側リードの長手方向の中心線を含む水平面内においてその中心線上からずれた位置において素子マウント側リードの素子マウント部とワイヤ接続側リードのワイヤ接続部とが近接対向する構造であれば、本発明の技術的範囲となる。 As described above, the present invention has been described according to the first to fourth embodiments. However, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. The element mount portion of the element mount side lead and the wire of the wire connection side lead at a position shifted from the center line in the horizontal plane including the center line in the longitudinal direction of the element mount side lead at the upper central portion of the concave reflecting surface of the support Any structure that is close to and facing the connecting portion is within the technical scope of the present invention.
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。 As described above, the present invention naturally includes various embodiments not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.
1,1A〜1C 反射型発光ダイオード
2 反射面
3 壁部
4,451〜453 溝
5,501〜503,551〜553 溝
6 凹状ケース
600,650 支持体
7,700,750 素子マウント側リード
7a,701a,701b,751a,751b 上片
7b,702a,702b,751a,751b 垂直片
7c,703a,703b,751a,751b 下片
8,800,850 ワイヤ接続側リード
8a,801,851a,851b 上片
8b,802,852a,852b 垂直片
8c,803,853a,853b 下片
9 発光素子
10 ワイヤDESCRIPTION OF
Claims (5)
前記支持体の前記反射面の上方中央部から一方の壁面に向けて水平に直線状に延びる素子マウント側リードと、
前記支持体の前記反射面の上方中央部から前記一方の壁面と対向する他方の壁面に向けて水平に延びるワイヤ接続側リードと、
前記素子マウント側リードにおける前記支持体の前記反射面上方の中心側先端部に搭載された発光素子と、
前記発光素子と前記ワイヤ接続側リードにおける前記支持体の前記反射面上方の中心側先端部との間にボンディングされたワイヤとを備え、
前記素子マウント側リードの中心側先端部と前記ワイヤ接続側リードの中心側先端部とは、前記素子マウント側リードの長手方向延長線上の位置からずれた位置関係に置き、かつ両中心側先端部を近接させたことを特徴とする反射型発光ダイオード。 A support having a concave reflecting surface inside;
An element mount side lead extending linearly horizontally from the upper central portion of the support to the one wall surface;
A wire connection-side lead extending horizontally from the upper central portion of the reflective surface of the support toward the other wall surface facing the one wall surface;
A light emitting element mounted on a center side tip of the support on the element mount side lead above the reflecting surface;
A wire bonded between the light emitting element and a central tip of the support on the wire connection side lead above the reflecting surface;
The tip end on the center side of the element mount side lead and the tip end on the center side of the lead on the wire connection side are placed in a positional relationship shifted from the position on the longitudinal extension line of the lead on the element mount side, and both tip ends on the center side A reflection type light emitting diode characterized in that the two are close to each other.
前記素子マウント側リードの先端部に発光素子をマウントし、
前記発光素子と前記ワイヤ接続側リードの先端部との間にワイヤをボンディングし、
内部に凹面状の反射面を有する支持体に対して、前記反射面の開口部側に前記素子マウント側リードとワイヤ接続側リードとのそれぞれを前記発光素子が当該反射面の中央上方にて当該反射面に向く姿勢で載置し、
前記支持体の凹状部内に透明樹脂を充填して硬化させて前記素子マウント側リードとワイヤ接続側リードとの先端部のそれぞれを支持体内に固定し、
前記素子マウント側リードとワイヤ接続側リードとのそれぞれの前記支持体の外側に出ている部分に曲げ加工を施して当該支持体の外側面に沿うように下側に折り曲げ、前記素子マウント側リードとワイヤ接続側リードとのそれぞれの後端部を支持体の底面に接するように内側に折り曲げることを特徴とする反射型発光ダイオードの製造方法。 A metal plate of the lead material is processed into a predetermined pattern, and the element mount side lead and the wire connection side lead are formed as one central line where the root portions of the element mount side lead and the wire connection side lead are common to each other. a, and the distal end portions of the element mounting side lead and the wire connecting side lead is formed so as to be close in a direction deviating from the said center line,
Mount the light emitting element on the tip of the element mount side lead,
Bonding a wire between the light emitting element and the tip of the wire connection side lead,
With respect to the support having a concave reflecting surface inside, the light emitting element is arranged above the center of the reflecting surface with the element mount side lead and the wire connecting side lead on the opening side of the reflecting surface. Place it in a posture facing the reflective surface,
Filling and curing the transparent resin in the concave portion of the support to fix each of the tip portions of the element mount side lead and the wire connection side lead in the support body,
The element mount side lead and the wire connection side lead are bent to the outside of the support body and bent downward along the outer surface of the support body. A method of manufacturing a reflective light emitting diode, wherein the rear end of each of the lead and the wire connection side lead is bent inward so as to contact the bottom surface of the support.
前記ワイヤ接続側リードは、その根本部から中間部までを前記中心線に対して両側が対称になる形状にし、該中間部から先の先端部に至るまでの部分を前記中心線から外れるように屈曲させ、前記先端部を前記素子マウント側リードの先端部に対して前記中心線に対して垂直な方向において近接する形状に形成することを特徴とする請求項4に記載の反射型発光ダイオードの製造方法。 The element mount side lead is formed in a shape in which both sides are symmetrical with respect to the center line from the tip part to the intermediate part and the root part ,
The wire connection side lead to shape both sides are symmetrical from the base portion to the intermediate portion with respect to the center line, so that outside the portions from the intermediate portion up to the tip of the tip portion from the center line is bent, the reflection type light emitting diode according to claim 4, characterized in that the shaped close in a direction perpendicular to the center line the tip to the distal end portion of the element mounting side lead Production method.
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