JP5462379B2 - 発光装置のled3d曲面リードフレーム - Google Patents

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Description

本発明は、複雑な3D曲面構造及びLED3D曲面リードフレームを別々に製造し、曲面の発光回路を平面回路に展開し、導電性金属シートを用いてリードフレーム単板を製造し、積層して多層リードフレームのストリップ状構造とし、LEDチップを取付台に実装してLED平面リードフレームを形成し、そして導電性金属の延性及び塑性変形特性を利用して、曲げてLED3D曲面リードフレームとし、金属部品の複雑な曲面に貼り付け、例えば、装飾照明、曲面表示広告板などの曲面発光装置において、硬化樹脂やシリカゲルなどの透明材料で一体にパッケージする。この方法は、構造及び美的設計について更なる柔軟性を提供し、金属部品本体の高い放熱能力を十分に利用する。
近年、LEDチップは、非常に一般的に使用されている。これらのLEDチップは、パッケージLED、SMD LED、ダイLEDなどを含み、その中でパッケージLEDの電極接点は、2又は複数の接点を含む。露出した電極ピンを備えたものは、直立式又は水平式に分けられる。SMD LEDは、表面実装パッケージである。PLCC/SMD/SMTなどのように、チップパッケージの底面に電極ピンを備え、延びて露出されないものは、チップLEDと呼ばれる。ダイLEDはダイチップであり、その電極接点位置によりさらに、同面電極、上下面電極、及びフリップチップ電極に分けられる。ダイLEDは、特定の基板に実装されて、透明材料でパッケージしなければならない。上記パッケージLEDとSMD LEDの内部にパッケージされたベアチップの数は、1以上のチップとすることができ、保護用のツェナーダイオードを含み、さらにチップの配列は、並列接続、直列接続、並びに並列及び直列接続混合にすることができる。LEDチップの発光色は、単色、カラー及び白色光を含み、そのうち白色光は、3枚以上のカラーLEDチップから又はLEDチップに蛍光体を加えることによって得ることができる。カラーは、主としてRGBの複数のチップから得ることができ、時には他のチップを加えて色の要求を満たし、又は白色光チップのアセンブリを直接加える。
これらのLEDチップは、その適用に応じて、例えばセラミック基板、硬質回路基板、フレキシブル回路基板、プラスチック基板及びフレキシブルリードといった多くの方法で実装される。パッケージLEDは、フレキシブルリードに実装されることがよくある。SMD LEDは、例えばセラミック基板、硬質回路基板、フレキシブル回路基板、プラスチック基板などのほとんどの用途に適用可能である。
LEDチップを実装するために一般的に使用される導電接着剤は、半田ペースト、導電接着剤及び高分子導電接着剤などである。これらの導電接着剤を実装位置の電極接点に付けた後、LEDチップを実装して加熱固化して、半田付けの効果を得ることができる。
カラー広告板に適用されるLEDチップについて、1つの方法は、異なった色のLEDチップを高密度多層回路基板に直接半田付けし、さらに駆動基板及び駆動コンピュータを用いてこれらのチップを直接駆動して高解像度のカラー映像を発生させる。別の方法は、複数色のダイLEDチップ及び駆動チップに必要な回路を加えて一体にパッケージする。その駆動方法は、シリアル通信方法に変更される。このような方法の解像度は、チップの大きさで制限されるが、製造コストを大幅に低下することができ、そしてこのようなチップのアセンブリは、白色光のチップも含む。
LEDチップは、照明、広告板及びカラー装飾照明などの幅広い用途、特に照明用途において用いられるが、LEDの発光方向性の制限を受けるため、光を均一に散乱させることを実現できる方案は、従来技術の1つの重要なポイントとなっている。広告板の従来技術では、高解像度及び鮮明な色彩の向上が加わる。複数の回路基板で構成される円柱型の広告板もまた、従来技術において一般的に見られる。カラー装飾照明に関する従来技術は、一般的なカラー照明ストリップに加え、プラスチック射出成形の照明装置が、その曲面に化学めっき又は電気めっきの金属導電性回路を形成することができ、それによりその曲面にLEDチップを実装することができる最新の3D回路技術が導入されている。

できるように、最新の3D回路技術が導入されている。
関連する従来技術の発光装置の提案を、以下に説明する。
2009年に出願された発明の名称「LED照明装置及びその台」の特許文献1は、道路照明での照明の要求に関し、照明装置の台は、異なる傾斜角を備えた隣接かつ連続する多平面基板で構成され、各平面に少なくとも一つのパッケージLEDを実装し、各LED光源をその照射角度に応じて電気制御して、特定の領域における各LEDの照射光が、隣接するLEDの光と重なることを可能とし、それにより連続的かつ均一な作用をもたらすとともに照明範囲を拡大する。照明ケースの表面には、放熱フィンが設けられる。本特許文献の多平面基板の曲面は、配光及び光の改善について詳細な実施を提供するが、多平面基板の周縁が、照明ケースの内側周縁の位置決めフレームに取り付けられる。さらに、多平面基板の周りを囲むことができる透明な照明のシェードが照明ケースの底部に備えられる。そのため、多平面基板上のLEDチップが発生する熱を、照明ケースの表面の放熱フィンから速かに放出することができない。
2008年に出願された発明の名称「ヒートシンクを備えたフレキシブル回路基板」の特許文献2は、回路キャリア、導熱性キャリア及びその最上部に放熱器を備えたフレキシブル回路基板を用いる。このフレキシブル回路基板では、導熱性キャリアの第一溝及びヒートシンクの第二溝は、このフレキシブル回路基板が折れ曲がった時の緩衝スペースを提供する。導熱性キャリアの溝間に回路キャリアを備えるための1つの台を有する。本特許文献が高出力LED発光装置に用いられる時、光の焦点位置は溝幅の折れ曲がりにより調節される。本特許文献の実施形態は、フレキシブル回路基板が異なる焦点半径の円筒状光源構造を提供可能であることを示す。しかし、3D曲面又は球面については、更なる説明がない。
2011年に出願された特許文献3は、「LED照明装置の発光モジュール」に関する。本特許文献は、各LED発光部材の光出射軸を反射部に向かわせ、それによりLED照明がより均一に照らすことができることを特徴とする。流れ誘導面の放熱効果を増加させるために、放熱体のベースにファンを備える。本特許文献の新たに増やされたファンは、対流冷却効果を向上させるが、冷却ファンなどの部品を増やす必要がある。さらに、LED発光部材の照射光の角度は、100°の円錐度を越えているようであり、反射部が十分な長さ又は特別な設計でない限り、一部の光が外部に直接照射され、一部の光が反射部に照射され、そして複数の反射によっても照度の減衰をもたらし、さらに反射部によって必要とされる不規則的な反射面が、製造を困難にし、コストを上昇させる。
2006年に出願された特許文献4は、「LEDボール照明」に関する。本特許文献は、エンジニアリングプラスチックの球体又は多角形球体の表面にLEDチップのフレキシブル回路基板が取り付けられ、球体外側において透明材料でカバー又はパッケージしてLED球形照明にする。本特許文献は、装飾照明又は照明に用いられる可能性があるが、高出力LED照明のために必要とされる放熱の方法について、更なる教示はされていない。また、別の類似する2010年に出願された「新しい型のLED光源構造」の台湾実用新案第385637号は、LED照明アセンブリに複数のフレキシブル回路基板を取り付け、球体の外面に等間隔に装着することにより、全球面形の照明効果をもたらす。
2011年に出願された特許文献5は、「電球型LEDランプ」に関する。本特許文献は、電球の筐体部の上端に、突出した多面構造物が設けられることを特徴とし、内部中央での凹状の別の多面シェル構造ではコンパクトにすることができ、この突出構造物の外面にカバーを取り付ける。LEDチップは、このシェル構造物の各外面に実装され、この多面シェル構造物は、回路を備えた金属板を折り曲げて作られ、筐体部の回路に接続されるための電極接点が用意され、LED光源の照射範囲を広げ、放熱能力を向上する。本特許文献のLEDチップの熱は、筐体部を介して放出されるが、より高い輝度を必要とする時に、実装するLEDチップの数が多くなる。LEDチップ間の直列接続及び並列接続回路の配置は、より明確に説明される必要がある。また、別の類似する2011年に出願された台湾実用新案第405524号は、「LED立体電球」に関し、この特許もまた類似の凸構造及び外周の異なる方向での複数の傾斜搭載面を有する。LED光源体が、これらの搭載面に実装される。
2008年に出願された特許文献6は、「LED広告板の環状組み合せ構造」に関する。この発明は、LED広告板の一種の環状組み合せ構造に関するものであり、このLED広告板は、複数の基板と複数の発光モジュールとで構成され、基板はそれぞれ環状支持体に固定させることができる。そのような発光モジュールの発光面は、結合された隙間のない環状表示面であるため、この環状表示面に表示された文字や模様を様々な角度で見ることができ、そして文字や模様は連続性を有する。本特許文献の発光モジュールには、単色LED、白色光LED及びRGBフルカラーLEDが含まれる。発光モジュールの多数の信号ピンから分かるように、精密な多層回路基板が、これらの多数のLEDを実装するために使用されなければならず、基板の制御信号もまた、環状表示面が動的表示作用をもたらすことを可能にするために使用されるべきであるが、それは依然として回路基板に限られるため、3D曲面の表示機能を得ることができない。
2011年に出願された特許文献7は、「表示板配列及びシステム」に関する。本特許文献は、モジュール化されたLED表示板構造及びそのシステムの一種である。フレキシブル回路基板は、1つのマトリクスを形成するために複数のフルカラーLEDユニットを備え、各モジュール化されたLED表示板間での信号の接続が、大型のLED表示システムを形成するために使用される。本特許文献は、駆動メカニズムを内蔵したフルカラーLEDチップユニットを適用するので、表示機能がフレキシブル板のみから得られ、それは依然としてフレキシブル回路基板に限られるため、3D曲面表示機能を生じさせることができないことをもたらす。
2011年に出願された特許文献8は、「LED照明装置」に関する。本特許文献は、立体回路で作られたLED照明装置の一種である。その外見上の特徴は、照明のソケットが半円弧状の立体曲面を呈しており、立体曲面は立体回路を有し、LEDが特定パターンの配列で立体回路に配置され、発生した光も立体の直線分布として現れる。本特許文献のLED照明装置は、三次元成形回路部品(3D−MID)を使用し、その方法は、レーザ直接成形法(LDS)である。レーザは、活性化プラスチックの表面に3D回路図を直接描き、活性化プラスチックは、化学蒸着方法で電気回路を形成することができる。これは、十分な厚さの電気回路を得るためには大量の化学薬液が必要であり、又は回路に異なる導電性金属を蒸着するためには多くの異なる薬液が必要である。すなわち、この製造方法は、回路基板と同じく環境保護の問題に直面している。2011年に出願された国際公開公報第2011/041934号は、「半導体キャリア構造」に関し、やはり類似の方法を適用し、それもまた金属部品の放熱能力を利用することができない。
2011年に出願された特許文献9は、「傘の統合型発光部材及びリードフレーム」に関する。本特許文献は、LEDチップを実装した環状リードフレームの一種で、傘の部品本体の表面に実装するために用いられ、両者は一体にパッケージされる。その特徴は、まず、板状の導電性金属でLEDリードフレームを作製し、次に傘部品に取り付けるために曲げて環状リードフレームとする。この特徴は、混合回路の直列及び並列接続、並びに環状面の表面への取り付けに適している。本特許文献は、曲面発光の適用について、さらなる発明を行っていない。
台湾特許出願公開第200914762号明細書 米国特許第7443678号明細書 台湾特許第339252号明細書 中国特許出願公開第1719095号明細書 特開2011−096594号公報 台湾実用新案第343884号明細書 ドイツ実用新案出願公開第202010008460号明細書 台湾意匠第141427号明細書 台湾特許出願公開第100142476号明細書
以上の解決方法は、照明装置又は広告板におけるLEDチップの要求をまさに説明しており、それは次のとおり実施及び導入される。
要求1.放熱
例えば、特許文献2、3、5は、放熱の要求に関する解決方法を有する。特許文献2、3は、回路基板を金属部品の表面に貼り付ける。特許文献3は、さらにファンで強制冷却を行う。特許文献5の発光LEDチップは、金属部品の表面に確実に固着される。金属部品による放熱効果は、回路基板の熱伝導効率の低さにより十分に利用されることができず、ファンの増加は、部品の不具合のリスクを増加する。
要求2.照明の配光方向
例えば、特許文献1、2、4、5、8、9は、3D構造により必要とされる照明効果を達成する。一部の特許文献には放熱要求に関する解決方法があるが、特許文献9の解決方法だけが比較的簡潔で、3D照射方向の要求に適合し得る。
要求3.装飾
例えば、特許文献4、5、8、9は、LED照明装置の装飾の要求に関する解決方法を有し、これらの解決方法は、すべてが3D構造のカラーLEDチップを使用し、必要とされる装飾効果を達成するが、複雑な3D曲面発光構造について更なる説明をしていない。
要求4.製造及び取り付けの容易さ
例えば、特許文献4は、フレキシブル回路基板を球面に貼り付ける。特許文献5の日本特許は、まず金属板にLEDチップ及び回路を実装し、次に金属板を曲げる方法を用いる。例えば、特許文献8は、プラスチック曲面に、回路を設けるためにLDSを直接用い、LEDチップを半田付けする。例えば、特許文献9は、板状の導電性金属薄板でLEDリードフレームを作製し、次に傘の部品に取り付けるために曲げて環状リードフレームにする。これらの特許文献は、3D構造及びLED発光構造を別に製造するが、複雑な3D発光曲面の解決方法について更なる説明がなく、さらに特許文献8は、プラスチックのみに適用でき、放熱に金属部品を利用することができない。
要求5.カラー広告板
例えば、特許文献6は、LEDモジュール構造を用いて環状の表示パネルを構成し、制御基板により動的表示を達成する。特許文献7は、駆動メカニズムを内蔵したフルカラーLEDチップユニットを用いるため、シリアル通信方式のみでフレキシブルプリント回路において広告板の動的表示機能を達成することができるが、フレキシブルプリント回路は平面又は円柱面のみに適し、3D曲面広告板の要求を満たすことができない。
上記従来技術の特許文献は、特定の要求についての解決方法を目的とし、複雑な3D発光曲面の要求を満足できる、より柔軟な方法はない。本発明は、上記要求に対して研究開発を行い、3D発光曲面の複雑な曲面構造とLED3D曲面リードフレームとを別に作製する概念を導入し、新たな3D曲面リードフレームをLED発光装置に適用する場合に、金属リードの化学めっき又は電気めっきの環境保護上の問題無しに、それが上記の5つの要求を十分に満たすことができる。
本発明は、発光装置の複雑な曲面の発光の要求を満たすために、複雑な3D曲面構造とLED3D曲面リードフレームとを別に作製することにより、発光曲面にLEDチップ及び回路を実装することにおける製造の難しさを大幅に低減することができ、構造及び美的設計の柔軟性を高めるとともに、金属部品本体の高い放熱能力を十分に利用する。
本方法のポイントは、多層リードフレームで作られた湾曲ストリップ状回路であり、回路は、直列接続、並列接続、並びに直列及び並列接続混合の要求を満たすことができる。すなわち、湾曲ストリップ状回路を発光曲面に極めて容易に描くことができる。複雑な3D曲面の回路は、多くの回路ユニットに分割されることができ、各回路ユニットの3D曲面回路パターンは、1つの平面回路パターンに展開されることができる。
平面回路、すなわち展開した平面ストリップ状回路は、導電性金属薄板が積層された多層リードフレームを有し、その構成した平面回路パターンは、同心円曲線、反復配列曲線又は様々なパターンにし得る。多層リードフレームの取付台にLEDチップが実装されて、LED平面リードフレームになる。これらの回路パターンでのLEDチップの光も、元の発光曲面の要求を満たしている。
多層リードフレームの導電性金属は、延性及び塑性変形特性を備えるので、LED平面リードフレームは、ジグを用いて曲げられてLED3D曲面リードフレームとなり、必要とされる発光曲面に貼り付けられることができる。複雑な3D曲面については、複数の3D曲面リードフレームを用いて必要とされる発光面の曲面を形成する。そして、例えば装飾照明、曲面表示広告板などの3D曲面発光装置で、硬化樹脂、シリカゲルなどの透明材料により一体にパッケージする。
多層リードフレームは、複数のリードフレーム単板が積層された1つの電気絶縁性の薄片状の導電性金属多層回路構造である。リードフレーム単板の導電性金属の底面及び厚さの側面は、電気絶縁層を有する。その外形は湾曲ストリップ状で、LEDチップの取付台を含み、複雑な発光曲面での湾曲ストリップ状回路設計に適する。
リードフレーム単板の構造は、直列接続回路、並列接続回路、並びに直列及び並列接続混合回路の要求を満たさなければならない。すなわち、多層リードフレーム構造の回路は、異なる構造のリードフレーム単板で構成される。そして、直列及び並列接続混合回路の要求により、リードフレーム単板の長さは、要求に合わせて絶縁スリットで隔てられた複数の回路部分に分割される。各回路部分の長さ及び形状は、必ずしも同一又は類似であるとは限らない。それは、以下では回路部分と呼ばれる。直列及び並列接続混合回路の要求を満たすために、各リードフレーム単板は、少なくとも1つ又は1つ以上の回路部分で構成される。
各回路部分の構造は、用途及び回路要求に合わせて異なる方法で組み合わされることができ、それらは、リード、電源接点、取付台、導電貫通孔、絶縁貫通孔、電位連結点、信号接点を含み、要求に合わせて上記の一部又は全部の要素を組み合わせることができる。組み合わされた各部分は、少なくとも1つ又は1つ以上の要素を有する。その主要な部分は、1つ又は1つ以上の取付台であり、それは複数のリードで接続される。電源接点、信号接点などの要素は、回路部分の一端に位置し、制御回路及び信号回路に接続するために用いられる。導電貫通孔、絶縁貫通孔及び電位連結点は、リード又は取付台に位置し、回路の直列接続、並列接続、並びに直列及び並列接続混合回路の要求を満たすために用いられる。
回路部分の取付台リードに絶縁スリットが設けられる場合には、1つの回路部分が、導電性金属薄板の絶縁スリットによって隔てられた複数の導電性金属に分割される。さらに、取付台リードは、それぞれ一組の高電位及び低電位の電極接点を備えるので、このような回路部分は、直列接続回路を備えた直列型リードフレームに適用される。
回路部分の取付台の取付台リードが、ストリップ状、中空環状、矩形、中実板状のような一体型リードに変えられると、一組の高電位又は低電位の電極接点がそこに設けられる。そうすると、このような回路部分は、連続型のリードフレームであり、並列接続回路に適用され、直列及び並列接続混合回路用の高電位又は低電位を提供することができる。
多層積層リードフレームが、直列及び並列接続混合回路の要求を満たすことができるために、リード、取付台、電位連結点又は電源接点に、導電貫通孔及び絶縁貫通孔が設けられ、高電位又は低電位の電位接点を構成する。
導電貫通孔は、上下に積層した2以上のリードフレームの回路部分の導電性金属が同じ電位を有することができるように、導電接着剤を注入するために用いられる。導電貫通孔は、同じ電位を必要とするリードフレームのみに設けられ、積層された最底層のリードフレームは、導電貫通孔を全く有しない。導電貫通孔に導電接着剤が完全に充填されると、積層したリードフレームは同じ電位を有する。
多層積層リードフレームの中間層の上下に積層した2層以上のリードフレームの回路部分の導電性金属が、導電貫通孔により同じ電位に接続される必要があり、上方の他の層が絶縁されなければならない場合、これらの異なる電位の他の層には、孔径が導電貫通孔より大きく内壁に絶縁層を備えた絶縁貫通孔が設けられて、導電接着剤を注入する際に、他の絶縁を必要とするリードフレームの導電性金属を導通しないことを確保する。
同じ電位を必要とする多層積層リードフレームの回路部分が積層された上下関係に位置しない場合、必要な同じ電位になることを確保するために、導電貫通孔に導電性金属ワイヤを貫通し、導電接着剤で貼り付けられる必要がある。最底層のリードフレームは、導電貫通孔を全く備えないが、導電性金属ワイヤに直接接触し、導電接着剤により結合して導通する。異なる電位の他のリードフレーム単板は、導電用金属ワイヤが通り抜けることができる絶縁貫通孔を備え、内壁は絶縁層を有して導通をもたらさない。導電貫通孔が電位連結点又は電源接点に設けられ、双方がともにリード又は取付台の側面に位置し外側へ延びる場合、異なる電位の他のリードフレーム単板に絶縁貫通孔を設ける必要はなく、導電接着剤と共に導電用金属ワイヤを導電貫通孔に貫通するだけである。
多層積層リードフレームである2枚以上の積層を備えたリードフレームが直列接続回路を有する場合、LEDチップを実装するための要求を満たす積層された取付台の構造強度を確保するために、各リードフレーム単板の取付台の取付台リードの絶縁スリットは、互いにずらされなければならない。
各リードフレーム単板が積層された多層リードフレームの取付台が積層された後では、取付台リードの電極接点は、互いにずらされるべきであり、高電位及び低電位の電極接点が対向する位置にそれぞれ配置されて、電極接点をLEDチップに接続するための複数の高電位及び低電位の電極接点の組を形成する。電極接点は、LEDチップを実装するために、同じ水平位置に曲げられる。
本発明の他の目的は、金属薄板で同様の網状シートを作製してLED平面リードフレームを製造する方法をさらに説明することであり、実施例を用いて、本発明の製造方法の製造可能性について詳細に説明し、少量生産についての柔軟性を示す。LED平面リードフレームの加工方法について、以下に説明する。
本発明のLED曲面発光装置は、LED回路を適切に設計し、次に曲面における回路パターンの形状を平面構造の回路パターンに展開する。必要に応じて曲面回路図を1以上の平面構造の回路パターンに分割することが可能である。ここでの各回路パターンは、曲線ストリップ状構造である1つの回路パターンに設計される。各回路は、単層リードフレーム単板構造の可能な配置の組み合わせを含み、各単層リードフレームの回路を異なるストリップ状の金属薄板に描き、機械加工方法で各金属薄板からシートを作製することができる。ストリップ状導電性金属本体の厚さは、0.05mm以上2mm以下であり、幅は1mm以上10mm以下である。導電性金属は、絶縁層を備えた鉄金属、非鉄金属、銅箔板などである。製造の便宜のために、通常の実施では、リードフレーム単板のパターンをストリップ状金属板に適切に配置し、各リードフレーム単板の回路導電性金属薄板が網状のシート構造として結合されるように形状の異なる必要な複数の連結部を加え、加工して多層シートの積層及びLEDチップの実装のための位置決め孔を有する網状のシートにする。それは、以下ではシートと呼ばれる。LEDチップの異なる要求、そして並列接続、直列接続、並びに直列及び並列接続混合の回路の要求に従い、各シートの導電性金属薄板構造は、要求に合わせて異なる方法で設計されることができる。
LEDチップ及び回路の要求に合わせて、多層のシートを重ね合わせ、次にLEDチップを実装する。回路のショートを防止するため、シートの各層は、絶縁塗料のような熱伝導絶縁層を有する。多層シートは、熱伝導絶縁剤を介して接着した後に優れた構造剛性を有し、LEDチップの実装や更なる加工に適する。
重ね合わされるシートをジグに取り付けた後、LEDチップを取付台に実装できる。導電接着剤を各取付台の各電極接点に注入し、加熱固着してLEDチップを安定かつ固定し、シート上の連結部を切り離して部品を個別の部品に切り、この時点で多層積層LED平面リードが得られる。
本発明の提示された解決方法は、LED曲面発光装置の機能を向上させるとともに、以下の効果を奏することができる。
効果1.
LED3D曲面リードフレームのリード及び取付台の底面が部品本体の表面に貼り付けられて、そのことが大面積の放熱効果を与えることができ、さらに部品本体構造により、容易に上下対流での放熱方法が設計される。
効果2.
LED3D曲面リードフレームは、光の照射方向の曲面に合わせて取り付けられることができ、複雑な曲面に各LEDチップをそれぞれどのように取り付ければよいかを考える必要がない。したがって、必要な輝度分布方法を容易に設計することができ、さらに美的意匠を大いに増大させることができる。
効果3.
LED曲面発光装置の部品本体での美的設計空間が大幅に改善され、LEDチップの実装が困難であるという問題がない。LED3D曲面リードフレームを部品本体の複雑な曲面に完全に貼り付けることができ、さらに透明材料で簡便にパッケージされることができるため、特に多層積層リードフレーム構造は、カラーLEDチップを用いて発光装置が光学的及び美的効果を奏することを可能にすることに、より適している。
効果4.
導電性金属シートに作製されるリードフレームシートの量産性は、少量生産の要求を満たすことができ、特に数の少ない装飾品は、レーザ切断、ウォータージェット切断又はCNC機械切断によって加工されることができる。数の多い製造物は、精密プレスダイで製造されることができ、化学プロセスの量産要求及び化学品による環境汚染などの問題を取り除くことができる。
効果5.
駆動メカニズムを内蔵するフルカラーLEDチップユニットがLED3D曲面リードフレームに使用される場合、様々な曲面又は球面で動的表示広告板が実現される。チップ間の間隔が比較的大きく、解像度がやや低下するが、LED3D曲面リードフレームは、様々なサイズの曲面及び球面に作製されることができ、またシリアル通信方法は、産業界で幅広く適用されており、設置コストを大幅に低減することができる。
本発明の第一の実施形態である白色光発光装置の外部構造を示す図である。 本発明の第一の実施形態である白色光発光装置の断面構造を示す図である。 本発明の第一の実施形態で使用される、回路が直列接続した後に並列接続する白色光LED平面リードフレームの層構造を示す図である。 本発明の第一の実施形態で使用される、回路が並列接続した後に直列接続する白色光LED平面リードフレームの層構造を示す図である。 本発明の第一の実施形態で使用される白色光LED平面リードフレームの導電貫通孔及び絶縁貫通孔の断面構造を示す図である。 本発明の第二の実施形態であるカラー発光装置の外部構造を示す図である。 本発明の第二の実施形態であるカラー発光装置の断面構造を示す図である。 本発明の第二の実施形態で使用されるカラーLED平面リードフレームの層構造を示す図である。 本発明の第二の実施形態で使用されるカラーLED平面リードフレームの導電貫通孔及び電源接点の構造を示す図である。 本発明の第三の実施形態で使用されるカラーLED曲面表示広告板モジュールの構造を示す図である。 本発明の第三の実施形態で使用されるカラーLED環状球面広告板の構造を示す図である。 本発明の第三の実施形態で使用されるLEDチップを示す図である。 本発明の第三の実施形態で使用される表示広告板のカラーLED平面リードフレームの層構造を示す図である。 本発明の第四の実施形態で使用される白色光LED平面リードフレームのシート構造を示す図である。
本発明の発光装置のLED3D曲面リードフレームを具体的に説明するために、以下の実施形態が更なる開示に用いられるが、本発明は、下記の実施形態に限定されない。説明を明確にするために、以下の実施形態の図面における絶縁層の厚さは、説明のためだけに用いられ、実際の厚さではない。全ての部品は、必要な電気絶縁及び電気安全の要件を満たしている。
第一の実施形態では、本発明のLED3D曲面リードフレームが、発光曲面の機能を備えた白色光発光装置に適用される。
図1及び図2は、本発明の第一の実施形態の白色光発光装置の外部構造を示す図である。発光装置1は、アルミ合金本体10と、発光曲面11と、放熱フィン12と、LED3D曲面リードフレーム2aと、ネジ口金17と、白色光LEDチップ91と、透明パッケージ15とを含む。本実施形態の発光装置は、天井に取り付けられた時に、ネジ口金17が最上部に位置し、発光曲面11が最下部に位置する。発光曲面11は球面状で、放熱フィン12に接する。LED3D曲面リードフレーム2aは、発光曲面11に取り付けられる。その表面は、LED3D曲面リードフレーム2a及びLEDチップ91を保護するために透明パッケージ15を有する。12個の白色光LEDチップ91が取付台24に実装されて、直列及び並列接続混合回路を形成する。発光曲面11の電源孔111は、電源導線を本体10の内部からLED3D曲面リードフレーム2aの電源接点231、232に接続するために用いられる。本体10は、外部に延びる放熱フィン12を有し、それは側面において放熱フィン側部121がまず下に向かって延びる。発光曲面11は、中央に通気孔112を備える。LED3D曲面リードフレーム2a上の白色光LEDチップ91が発生する熱は、アルミ合金の発光曲面11を介して、放熱フィン12に直接伝達されることが可能である。すなわち、熱が発光曲面11の裏面及び放熱フィン12の表面から直接放熱される。白色光LEDチップ91及び発光曲面11が下方に位置しているため、熱が放熱フィン12に伝達されると、放熱フィン12の外面が空気を加熱し、熱い空気は浮力によって側面の放熱フィン側部121に沿って上昇して流れることができる。すなわち、冷たい空気が通気孔112から連続的に流入して、発光曲面11の裏面及び放熱フィン12を冷却する。発光装置1の取付方向が逆であれば、冷却空気も反対方向に流れ、大量の熱い空気が通気孔112から流出される。これらの空気の流れは、放熱面の温度境界層の厚さを減少できるとともに、熱対流係数を大きくして熱放出を促進することができる。LED3D曲面リードフレーム2aは、張り出した発光曲面11に取り付けられているので、発光装置1の光の照射方向は、発光曲面11の曲率半径によって容易に調整されることができる。曲率半径が大きいほど、光がより揃って下方へ照射し、曲率半径が小さいほど、光の照射角度が大きくなる。発光曲面11が凹球面である場合、曲率半径が大きいほど、光の焦点距離が長くなり、曲率半径が小さいほど、光の焦点距離が短くなる。照射光の輝度分布をさらに調整する必要があれば、回路をもっと小さい単位の回路に分割してより均一な照射光を発生させるようにすることができる。発光曲面11上の白色光LEDチップ91の位置は、光の照射の要求に応じて設計されるので、必要な回路を発光曲面11に設計し、そして曲面回路を平面回路に展開してLED平面リードフレーム2(図3(A)を参照)を作製する。それにより、LED3D曲面リードフレーム2aは、絶縁熱伝導接合剤28(図3(C)を参照)で発光曲面11に正確に貼り付けられて、照射光の分布が設計と確実に一致し、さらに最大限の放熱面積を確実に有することができる。
図2は、本発明の第一の実施形態の白色光発光装置の断面構造を示す図である。本実施形態の発光装置は、天井に取り付けられた時に、ネジ口金17が最上部に位置し、発光曲面11が最下部に位置する。発光曲面11は球面状で、放熱フィンの下部122に接する。LED3D曲面リードフレーム2aは、発光曲面11に取り付けられる。その表面は、通気孔112に連通する通気孔151を備えた透明パッケージ15を有する。本体10の内部は、円筒状空間14であり、安定した電圧及び電流を与えて白色光LEDチップ91の耐用年数を確保するための制御回路18が内部に取り付けられる。その高電位電極接点は、導線182でネジ口金17の先端の電源接点171に接続され、その低電位電極接点は、導線181でネジ口金17の側面に接続される。本体10の円筒状空間14と発光曲面11との間の空間は、放熱フィンの下部122で接続され、冷たい空気と温かい空気とで対流を発生させることができる。白色光LEDチップ91が発生した熱は、まず放熱フィンの下部122から放出される。自然対流の冷却空気が利用できるので、制御回路18に影響を与えるほどの大量の熱は、円筒状空間14に伝達されない。円筒状空間14の開口は、ネジ口金17と密封結合されているため、制御回路18が発生した熱は、円筒状空間14の壁面及び放熱フィン側部121(図1を参照)を介して放出され、それらの両方が大きな放熱面を有している。
図2、図3(A)及び図3(C)は、本発明の第一の実施形態の白色光LED平面リードフレームの層構造を示す図である。本実施形態の回路は、直列接続した後に並列接続した3つの白色光LEDチップ91の4つの組、計12個のLEDチップ91を含む。LED平面リードフレーム2は、発光曲面11から平面に展開した回路で、連結した2つの同心円弧曲線で構成される。中央の円弧には4つのLEDチップ91が実装され、外側の円弧に8つのLEDチップ91が実装され、3層のリードフレーム単板21が積層される。
高電位リードフレーム単板21(H)は、連続型リードフレームであり、直列接続回路の高電位並列接続接点として用いられる。直列接続回路リードフレーム単板21(W)は、直列型リードフレームであり、リード22の絶縁スリット225で4つの直列接続回路部分に分割されて、3つの白色光LEDチップ91が並列接続した4つの組を直列接続に構成するために使用される。低電位リードフレーム単板21(C)は、連続型リードフレームであり、直列接続回路の低電位並列接続接点として用いられる。
高電位リードフレーム単板21(H)の構造は、リード22、取付台24a及び電源接点231などの部分を有する。リードフレーム21の先端に、制御回路18と接続するための1つの電源接点231が設けられている。リードフレーム21(H)は、リード22で接続された12個の取付台24aを備える。取付台24aは、中空の環状取付台リード241を有する。リード22に絶縁貫通孔26が設けられており、導電接着剤29による高電位及び低電位のショートを避けるために使用される。その設置位置は、直列接続回路リードフレーム単板21(W)における、各回路部分の導電貫通孔25の上方である。リード22にも導電貫通孔25が設けられる。その設置位置は、直列接続回路リードフレーム単板21(W)の各回路部分の高電位端であり、リードフレーム単板21(W)の各回路部分の高電位端に導電接着剤29を滴下して、リードフレーム単板21(H)を高電位の並列接続接点にすることを可能にするために使用される。
直列接続回路リードフレーム単板21(W)における回路は、3つの白色光LEDチップ91の直列接続の状況下で、絶縁スリット225により4組の並列接続回路部分に分割される。各回路部分の構造は、リード22及び取付台24bなどの部分を含む。各回路部分にリード22で接続された3つの取付台24bが設けられる。取付台24bは、絶縁スリット225及び取付台リード241により分離され、高電位及び低電位の電極接点243の1つの組を構成する。各回路部分先端の高電位リード22は、導電接着剤29を滴下することによって、高電位リードフレーム単板21(H)の導電貫通孔25で連結される。各回路部分末端の低電位リード22に導電貫通孔25が設けられ、導電接着剤29を滴下することによって、導電貫通孔25で低電位リードフレーム単板21(C)に連結される。
低電位リードフレーム単板21(C)の構造は、リード22、取付台24c及び低電位電源接点232などの部分を含む。リードフレーム21の末端に、制御回路18と接続するために使用される低電位電源接点232が設けられる。リードフレーム21(C)は、リード22で接続された12個の平板状の取付台24cを備える。リードフレーム単板21(W)の導電貫通孔25に導電接着剤29を滴下して低電位リードフレーム単板21(C)のリード22に連結し、低電位並列接続接点を構成する。
LED平面リードフレーム2の各リードフレーム単板21のリード22及び取付台24は、重ね合わせのために同じ外形寸法を有する。取付台24は、取付台24a、取付台24b及び取付台24cが積層される。高電位及び低電位の電極接点243のそれぞれに導電接着剤29を滴下した後に、その内部空間にLEDチップ91を実装することができる。リードフレーム単板21(C)の底面は、熱伝導絶縁接合剤28で発光曲面11に直接貼り付けられる。
図2及び図3(B)は、本発明の第一の実施形態の白色光LEDの平面リードフレームの層構造を示す図である。本実施形態の回路は、直列接続した後に並列接続された3つの白色光LEDチップ91の4つの組、計12個のLEDチップ91を含む。LED平面リードフレーム2は、発光曲面11から平面に展開された平面回路を有し、連結した2つの同心円弧曲線で構成される。中央の円弧には4つのLEDチップ91が実装され、外側の円弧に8つのLEDチップ91が実装され、2層のリードフレーム単板31が積層される。
高電位リードフレーム単板31(H)は、連続型リードフレームであり、リード32の絶縁スリット325で4つの回路部分に分割されて、並列接続回路の高電位として用いられるが、各回路部分は異なる電位を有する。低電位リードフレーム単板31(C)は、連続型リードフレームであり、リード32の絶縁スリット325で4つの直列接続回路部分に分割されて、並列接続回路の低電位として用いられるが、各回路部分は異なる電位を有する。高電位回路部分と低電位回路部分とで4組の並列接続回路を構成し、各並列接続回路は、3つの連結点35により高電位及び低電位の直列接続構造を成す。高電位リードフレーム単板31(H)の連結点35aと低電位リードフレーム単板31(C)の連結点35bとは、導電貫通孔25を介して導電接着剤29を滴下することによって接続され(図3(C)を参照)、直列接続回路を構成する。
高電位リードフレーム単板31(H)は、リード22の絶縁スリット325で4つの回路部分に分割される。各回路部分の構造は、リード32、取付台34a、連結点35a及び電源接点231などの部分を含む。第一の回路部分は、高電位及び制御回路18と接続するための電源接点231を備え、その他の回路部分の先端に電位連結点35aが設けられ、その上に導電貫通孔25が設けられ、導電接着剤29を滴下することにより低電位リードフレーム単板31(C)の各回路部分の電位連結点35bと接続する。各回路部分はリード32で接続された3つの取付台34aを備え、取付台34aの中空の環状取付台リード341に1つの高電位電極接点343が設けられている。
低電位リードフレーム単板31(C)は、リード32の絶縁スリット325で4つの回路部分に分割される。各回路部分の構造は、リード32、取付台34c、連結点35b及び電源接点232などの部分を含む。さらに、最後の回路部分の末端に、制御回路18と接続するために使用される低電位電源接点232が設けられる。その他の回路部分の末端に、高電位リードフレーム単板31(H)の各回路部分の電位連結点35aと接続するための電位連結点35bが設けられる。各回路部分には、リード32で接続された3つの取付台34cが設けられ、取付台34cの中空の環状取付台リード341に1つの低電位電極接点343が設けられている。
LED平面リードフレーム3の各リードフレーム単板31のリード32及び取付台34は、重ね合わせのために同じ外形寸法を有する。取付台34は、取付台34aと取付台34cとが積層される。取付台34a及び取付台34cの電極接点343は、対向する位置に配置されて、高電位及び低電位の一組の電極接点を構成する。電極接点343は、両方の電極接点343が同じ水平面になるように加工されて曲げられる。高電位及び低電位の電極接点343のそれぞれに導電接着剤29を滴下した後に、LEDチップ91をその内部空間に実装することができる。リードフレーム単板31(C)の底面は、発光曲面11に熱伝導絶縁接合剤28で直接貼り付けられる。
(第二の実施形態)
第二の実施形態では、本発明のLED3D曲面リードフレームが、発光曲面の機能を備えたカラー発光装置に適用される。
図4及び図5は、本発明の第二の実施形態のカラー発光装置の外部構造を示す図である。カラー発光装置5は、アルミ合金本体10と、発光曲面11と、放熱フィン12と、LED3D曲面リードフレーム6aと、ネジ口金17と、カラーLEDチップ92と、透明パッケージ15とを含む。本実施形態の発光装置は、天井に取り付けられた時に、ネジ口金17が最上部に位置し、発光曲面11が最下部に位置する。発光曲面11は球面状で、放熱フィン12に接する。LED3D曲面リードフレーム6aは、発光曲面11に取り付けられる。その表面は、LED3D曲面リードフレーム6a及びカラーLEDチップ92を保護するために透明パッケージ15を有する。カラーLEDチップ92は、取付台64内に実装される。発光曲面11の電源孔111は、電源導線を本体10の内部からLED3D曲面リードフレーム6aの電源接点631、632に接続するために用いられる。本体10は、外部に延びる放熱フィン12を有し、それは側面において放熱フィン側部121がまず下に向かって延びる。発光曲面11は、中央に通気孔112を備える。LED3D曲面リードフレーム6a上のカラーLEDチップ92が発生する熱は、アルミ合金の発光曲面11を介して、放熱フィン12に直接伝達されることが可能である。すなわち、熱が発光曲面11の裏面及び放熱フィン12の表面から直接放熱される。カラーLEDチップ92及び発光曲面11が下方に位置しているため、熱が放熱フィン12に伝達されると、放熱フィン12の外面が空気を加熱し、熱い空気は浮力によって側面の放熱フィン側部121に沿って上昇して流れることができる。すなわち、冷たい空気が通気孔112から連続的に流入して、発光曲面11の裏面及び放熱フィン12を冷却する。発光装置1の取付方向が逆であれば、冷却空気も反対方向に流れ、大量の熱い空気が通気孔112から流出される。これらの空気の流れは、放熱面の温度境界層の厚さを減少できるとともに、熱対流係数を大きくして熱放出を促進することができる。LED3D曲面リードフレーム2aは、張り出した発光曲面11に取り付けられているため、発光装置5の光の照射方向は、発光曲面11の曲率半径によって容易に調整されることができる。曲率半径が大きいほど、光がより揃って下方へ照射し、曲率半径が小さいほど、光の照射角度が大きくなる。発光曲面11が凹球面である場合、曲率半径が大きいほど、光の焦点距離が長くなり、曲率半径が小さいほど、光の焦点距離が短くなる。照射光の輝度分布をさらに調整する必要があれば、回路をもっと小さい単位の回路に分割してより均一な照射光を発生させるようにすることができる。発光曲面11上のカラーLEDチップ92の位置は、光の照射の要求に応じて設計されるので、必要な回路を発光曲面11に設計し、そして曲面回路を平面回路に展開してLED平面リードフレーム2(図3(A)を参照)を作製する。それにより、LED3D曲面リードフレーム6aは、絶縁熱伝導接合剤28で発光曲面11に正確に貼り付けられて、照射光の分布が設計と確実に一致し、さらに最大限の放熱面積を確実に有することができる。
図5は、本発明の第二の実施形態のカラー発光装置の断面構造を示す図である。本実施形態の発光装置は、天井に取り付けられた時に、ネジ口金17が最上部に位置し、発光曲面11が最下部に位置する。発光曲面11は球面状で、放熱フィンの下部122に接する。LED3D曲面リードフレーム6aは、発光曲面11に取り付けられる。その表面の透明パッケージ15は、通気孔112に連通する通気孔151を備える。本体10の内部は、円筒状空間14であり、安定した電圧及び電流を与えてカラーLEDチップ92の耐用年数を確保するとともに、単色光から白色光までの色変化を含む複数段のカラー光の切替機能を提供するための制御回路18が内部に取り付けられる。その高電位電極接点は、導線182でネジ口金17の先端の電源接点171に接続される。その低電位電極接点は、導線181でネジ口金17の側面に接続される。本体10の円筒状空間14と発光曲面11との間の空間は、放熱フィンの下部122で接続され、冷たい空気と温かい空気とで対流を発生させることができる。カラーLEDチップ92が発生した熱は、まず放熱フィンの下部122から放出される。自然対流の冷却空気が利用できるので、制御回路18に影響を与えるほどの大量の熱は、円筒状空間14に伝達されない。円筒状空間14の開口は、ネジ口金17と密封結合されているため、制御回路18が発生した熱は、円筒状空間14の壁面及び放熱フィン側部121を介して放出され、それらの両方が大きな放熱面を有する。
図5、図6(A)及び図6(B)は、本発明の第二の実施形態のカラーLED平面リードフレームの層構造を示す図である。本実施形態の回路は、直列接続した後に並列接続した3つのカラーLEDチップ92の4つの組、計12個のカラーLEDチップ92を含む。LED平面リードフレーム6は、発光曲面11から平面に展開した回路で、連結した2つの同心円弧曲線で構成される。中央の円弧には4つのLEDチップ92が実装され、外側の円弧に8つのLEDチップ92が実装され、7層のリードフレーム単板61が積層される。
高電位リードフレーム単板61(HR)は、連続型リードフレームであり、直列接続回路の赤色光高電位並列接続接点として用いられる。直列接続回路リードフレーム単板61(R)は、直列型リードフレームであり、リード62の絶縁スリット625で4つの直列接続回路部分に分割されて、3つのLEDチップ92の4つの組での赤色光直列接続回路を構成するために用いられる。
高電位リードフレーム単板61(HG)は、連続型リードフレームであり、直列接続回路の緑色光高電位並列接続接点として用いられる。直列接続回路リードフレーム単板61(G)は、直列型リードフレームであり、リード62の絶縁スリット625で4つの直列接続回路部分に分割されて、3つのLEDチップ92の4つの組での緑色光直列接続回路を構成するために用いられる。
高電位リードフレーム単板61(HB)は、連続型リードフレームであり、直列接続回路の青色光高電位並列接続接点として用いられる。直列接続回路リードフレーム単板61(B)は、直列型リードフレームであり、リード62の絶縁スリット625で4つの直列接続回路部分に分割されて、3つのLEDチップ92の4つの組での青色光直列接続回路を構成するために用いられる。
低電位リードフレーム単板61(C)は、連続型リードフレームであり、各直列接続回路の低電位並列接続接点として用いられる。
高電位リードフレーム単板61(HR)の構造は、リード62、電源接点631、高電位連結点621a及び取付台64aなどの部分を含む。電源接点631は回路先端に設けられ、導電貫通孔65がそこに設けられる。リードフレーム61(HR)は、リード62で互いに接続された12個の取付台64aを備える。取付台64aは、中空の環状取付台リード641を有する。高電位連結点621aは、直列接続回路リードフレーム単板61(R)の高電位連結点621bに一致して設けられ、導電貫通孔65がそこに設けられる。電源接点631及び高電位連結点621aの導電貫通孔65には、導電接着剤29を滴下することができ、リードフレーム単板61(R)の電源接点631及び高電位連結点621bと接続するために使用されて、高電位並列接続接点を形成できる。
直列接続回路リードフレーム単板61(R)は、絶縁スリット625を使用して回路を分割し、直列接続した3つのカラーLEDチップが接続された4つの並列接続回路部分での1つの組となる。回路部分の構造は、リード62、電源接点631、高電位連結点621b、低電位連結点648及び取付台64bなどの部分を含む。第一の回路部分の先端に電源接点631が設けられ、末端に低電位連結点648が設けられる。その他の回路部分の先端には高電位連結点621bが設けられ、末端には低電位連結点648が設けられる。低電位連結点648に導電貫通孔65が設けられる。各回路部分は、リード62で接続された3つの取付台64bを有し、取付台64bの取付台リード641に絶縁スリット645が設けられて、一組の高電位及び低電位の電極接点643を構成する。各回路部分の高電位は、リードフレーム単板61(HR)の導電貫通孔65に導電接着剤29を滴下することによって、電源接点631及び高電位連結点621bが接続される。各回路の低電位は、リードフレーム単板61(R)の低電位連結点648で導電貫通孔65に導電接着剤29を滴下し、さらに導電性金属ワイヤ67を通すことによって、リードフレーム単板61(C)の低電位連結点648と接続される。
高電位リードフレーム単板61(HG)の構造は、リード62、電源接点631、高電位連結点621a及び取付台64aなどの部分を含む。電源接点631は回路先端に設けられ、導電貫通孔65がそこに設けられる。リードフレーム61(HG)は、リード62で互いに接続された12個の取付台64aを備える。取付台64aは、中空の環状取付台リード641を有する。高電位連結点621aは、直列接続回路リードフレーム単板61(G)の高電位連結点621bに一致して設けられ、導電貫通孔65がそこに設けられる。電源接点631及び高電位連結点621aの導電貫通孔65には、導電接着剤29を滴下することができ、リードフレーム単板61(G)の電源接点631及び高電位連結点621bと接続するために使用されて、高電位の並列接続接点を形成できる。
直列接続回路リードフレーム単板61(G)は、絶縁スリット625を使用して回路を分割し、直列接続した3つのカラーLEDチップが接続された4つの並列接続回路部分での1つの組となる。回路部分の構造は、リード62、電源接点631、高電位連結点621b、低電位連結点648及び取付台64bなどの部分を含む。第一の回路部分の先端に電源接点631が設けられ、末端に低電位連結点648が設けられる。その他の回路部分の先端には高電位連結点621bが設けられ、末端には低電位連結点648が設けられる。低電位連結点648に導電貫通孔65が設けられる。各回路部分は、リード62で接続された3つの取付台64bを有し、取付台64bの取付台リード641に絶縁スリット645が設けられて、一組の高電位及び低電位の電極接点643を構成する。各回路部分の高電位は、リードフレーム単板61(HG)の導電貫通孔65に導電接着剤29を滴下することによって、電源接点631及び高電位連結点621bが接続される。各回路の低電位は、リードフレーム単板61(G)の低電位連結点648で導電貫通孔65に導電接着剤29を滴下し、さらに導電性金属ワイヤ67を通すことによって、リードフレーム単板61(C)の低電位連結点648と接続される。
高電位リードフレーム単板61(HB)の構造は、リード62、電源接点631、高電位連結点621a及び取付台64aなどの部分を含む。電源接点631は回路先端に設けられ、導電貫通孔65がそこに設けられる。リードフレーム61(HB)は、リード62で互いに接続された12個の取付台64aを備える。取付台64aは、中空の環状取付台リード641を有する。高電位連結点621aは、直列接続回路リードフレーム単板61(B)の高電位連結点621bに一致して設けられ、導電貫通孔65がそこに設けられる。電源接点631及び高電位連結点621aの導電貫通孔65には、導電接着剤29を滴下することができ、リードフレーム単板61(B)の電源接点631及び高電位連結点621bと接続するために使用されて、高電位の並列接続接点を形成できる。
直列接続回路リードフレーム単板61(B)は、絶縁スリット625を使用して回路を分割し、直列接続した3つのカラーLEDチップが接続された4つの並列接続回路部分での1つの組となる。回路部分の構造は、リード62、電源接点631、高電位連結点621b、低電位連結点648及び取付台64bなどの部分を含む。第一の回路部分の先端に電源接点631が設けられ、末端に低電位連結点648が設けられる。その他の回路部分の先端には高電位連結点621bが設けられ、末端には低電位連結点648が設けられる。低電位連結点648に導電貫通孔65が設けられる。各回路部分は、リード62で接続された3つの取付台64bを有し、取付台64bの取付台リード641に絶縁スリット645が設けられて、一組の高電位及び低電位の電極接点643を構成する。各回路部分の高電位は、リードフレーム単板61(HB)の導電貫通孔65に導電接着剤29を滴下することによって、電源接点631及び高電位連結点621bが接続される。各回路の低電位は、リードフレーム単板61(B)の低電位連結点648で導電貫通孔65に導電接着剤29を滴下し、さらに導電性金属ワイヤ67を通すことによって、リードフレーム単板61(C)の低電位連結点648と接続される。
低電位リードフレーム単板61(C)の構造は、リード62、電源接点632、低電位連結点648及び取付台64Cなどの部分を含む。電源接点632は回路の末端に設けられる。リードフレーム61(C)は、リード62で相互に接続された12個の取付台64cを備える。取付台64cは、中実板状である。低電位連結点648は、直列接続回路リードフレーム単板61の低電位連結点648に一致して設けられ、各層の低電位連結点648の導電貫通孔65を通して、孔に導電性金属67を取り付けるとともに導電接着剤29を滴下し、各直列接続リードフレーム単板の低電位連結点648を接続することができる。
LED平面リードフレーム6の各リードフレーム単板61のリード62及び取付台64は、重ね合わせのために同じ外形寸法を有する。取付台64は、取付台64a、取付台64b及び取付台64cが積層される。取付台64bの電極接点643は対向する位置に設けられ、同じ水平面に曲げられて一組の高電位及び低電位の電極接点を形成する。その空間は、LEDチップ92を実装するために使われることができ、導電接着剤29を滴下することで各電極接点に固定されることが可能である。リードフレーム単板61(C)の底面は、発光曲面11に熱伝導絶縁接合剤28で直接貼り付けられる。
(第三の実施形態)
第三の実施形態では、本発明のLED3D曲面リードフレームが、曲面又は球面のカラー広告板又は発光装置に適用される。
図7(A)、図7(B)、図8及び図9は、本発明の第三の実施形態のカラーLED曲面広告板モジュールの構造を示す図である。カラー広告板モジュール7は、アルミ合金本体の曲面71と、LED3D曲面リードフレーム8aとを含む。本実施形態の回路は、16×16の直列接続カラーLEDチップ93である。LED3D曲面リードフレーム8aは、ストリップ構造であり、直列接続で曲面71にマトリクス状に配列される。アルミ合金本体の曲面71に貫通孔711が設けられ、貫通孔711を介してLED3D曲面リードフレーム8aの電源接点831(V)、電源接点834(G)、クロック接点832(C)及び信号接点833(S)を、表示システムのコントローラ及び画像デコーダに接続することができる。チップ93は、駆動チップ、RGB三色チップ及び必要な回路が内蔵された集積パッケージチップである。駆動チップは、シリアル通信インターフェース(SD)、クロックインターフェース(CLK)、高電位インターフェース(VCC)、及び低電位インターフェース(GND)を有し、それぞれをS、C、V、Gで示す。LED3D曲面リードフレーム8aは、LED平面リードフレーム8に展開され、それは4層のリードフレーム単板81が積層される。
高電位インターフェース(VCC)のリードフレーム単板81(V)は、連続型リードフレームであり、LEDチップ93の並列接続高電位接点843(V)として用いられる。取付台84aの取付台リード841は、中空の環状であり、高電位接点843(V)が設けられ、それはLEDチップ93の高電位接点(VCC)と接続するために用いられる。
シリアル通信インターフェース(SD)のリードフレーム単板81(S)は、直列型リードフレームであり、LEDチップ93のシリアル通信インターフェース(SD)と接続するために用いられる。取付台84bの中空の環状取付台リード841に絶縁スリット845が設けられて、シリアル通信インターフェースの一組の信号入力及び出力接点843(S)を構成し、それはLEDチップ93の信号入力接点(SDI)及び信号出力接点(SDO)と接続するために用いられる。
クロックインターフェース(CLK)のリードフレーム単板81(C)は、直列型リードフレームであり、LEDチップ93のクロックインターフェース(CLK)と接続するために用いられる。取付台84bの中空の環状取付台リード841に絶縁スリット845が設けられて、クロックインターフェースの一組の入力及び出力接点843(C)を構成し、それはLEDチップ93のクロック入力接点(CLKI)及びクロック出力接点(CLKO)と接続するために用いられる。
低電位インターフェース(GND)のリードフレーム単板81(G)は、連続型リードフレームであり、LEDチップ93の並列接続低電位接点843(G)として用いられる。取付台84aの取付台リード841は、中空の環状であり、低電位接点843(G)が設けられ、それはLEDチップ93の低電位接点(GND)と接続するために用いられる。
高電位インターフェース(VCC)のリードフレーム単板81(V)の構造は、リード82、電源接点831(V)及び取付台84aなどの部分を含む。電源接点831(V)が、回路先端に設けられる。リードフレーム81(V)は、リード82で互いに接続された16×16個の取付台84aを備える。取付台84aは、中空の環状取付台リード841を有し、そこに高電位接点843(V)が設けられる。
シリアル通信インターフェース(SD)のリードフレーム単板81(S)の構造は、リード82、電源接点833(S)及び取付台84bなどの部分を含む。リードフレーム単板81(S)の先端に、1つの電源接点833(S)が設けられる。リードフレーム81(S)は、リード82で互いに接続された16×16個の取付台84bを備える。取付台84bは、中空の環状取付台リード841を有し、そこに絶縁スリット845が設けられ、それぞれにシリアル通信接点843(S)が設けられる。
クロックインターフェース(CLK)のリードフレーム単板81(C)の構造は、リード82、電源接点832(C)及び取付台84bなどの部分を含む。リードフレーム単板81(C)の先端に、電源接点832(C)が設けられる。リードフレーム81(C)は、リード82で互いに接続された16×16個の取付台84bを備える。取付台84bは、中空の環状取付台リード841を有し、そこに絶縁スリット845が設けられ、それぞれに一組のクロックインターフェースのクロック接点843(C)が設けられる。
低電位インターフェース(GND)のリードフレーム単板81(G)の構造は、リード82、電源接点834(G)及び取付台84aなどの部分を含む。電源接点834(G)が、回路先端に設けられる。リードフレーム81(G)は、リード82で互いに接続された16×16個の取付台84aを備える。取付台84aは、中空の環状取付台リード841を有し、そこに低電位接点843(G)が設けられる。
LED平面リードフレーム8の各リードフレーム単板81のリード82及び取付台84は、重ね合わせのために同じ外形寸法を有する。取付台84は、取付台84aと取付台84bとが積層される。取付台84a及び取付台84bの接点843は、対向する位置に配置され、同じ水平面に曲げられてLEDチップ93の接点の組を構成する。その空間は、LEDチップ93を実装するために用いられ、導電接着剤29を滴下することで各接点843に固定することができる。リードフレーム単板81(G)の底面は、熱伝導性絶縁接合剤28で発光曲面71に直接貼り付けられる。
図7(B)は、本発明の第三の実施形態のカラーLED曲面表示広告板モジュールからなる環状の球面広告板の構造を示す図である。本図は、本発明の新しい方法が様々な発光曲面の要求を満足できることを説明するために、4枚のLED3D曲面リードフレーム8aで形成された1つの環状の曲面表示広告板7aを示す。アルミ合金本体71は、環状の球面構造である。その内側に複数の放熱フィン72が設けられ、LEDチップ93の放熱能力を増強する。白色光LEDチップ91が照明の目的に用いられるときには、複数の放熱フィン72が、放熱効果をより一層発揮し得る。
(第四の実施形態)
第四の実施形態は、本発明の第一の実施形態の白色光LED発光装置のLED平面リードフレームの製造方法を説明する。
図10及び図3(A)は、本発明のLED平面リードフレーム2のシート4の構造である。LED平面リードフレーム2は、連結する2つの同心円弧曲部で構成される。中央の円弧に4つのLEDチップ91が実装され、外側の円弧に8つのLEDチップ91が実装され、3層のリードフレーム単板21が積層される。回路は、直列接続した後に並列接続した3つの白色光LEDチップ91の4つの組によって接続された計12個のLEDチップ91を含む。本図面は、各リードフレーム単板21の製造をするために、シート4をどのように用いるかを説明することを目的とする。この実施形態のシート4(H)は、高電位リードフレーム単板21(H)を製造するために用いられ、シート4(W)は、直列接続回路リードフレーム単板21(W)を製造するために用いられ、そしてシート4(C)は、低電位リードフレーム単板21(C)を製造するために用いられる。
必要なリードフレーム単板21のパターンを、3枚の同じサイズの導電性金属薄板にそれぞれ適切に配置する。金属薄板の裏面は、回路ショートを防ぐための絶縁層28を有する。導電性金属薄板をそれぞれ一次加工し、基本サイズのリードフレーム21の原型を得る。各シート4についての説明は、次のとおりである。
シート4(H)は、様々な形状の連結部494を用いて、リード92、取付台24a、及び電源接点231と連結して網状構造にし、そして導電貫通孔65、絶縁貫通孔26、及び中空の環状取付台リード241を加工する。
シート4(W)は、様々な形状の連結部494を用いて、リード92及び取付台24bと連結し、絶縁スリット225、245で回路を複数の部分に分割する。それらを連結部494で連結して網状構造にし、そして導電貫通孔65及び絶縁スリット225、245を加工する。
シート4(W)は、様々な形状の連結部494を用いて、リード92、取付台24c及び低電位電源接点232と連結して網状構造にする。
この時点で平面リードフレームの原型がシート4に形成されており、さらに複数の原型が一枚のシート4に直列的に接続される。この時点で、シート4(H)の絶縁貫通孔26の加工面に、絶縁接合剤28が塗布されなくてはならない。シート4(W)の連結部494は、高電位及び低電位の電極接点243の位置の安定を確保することができる。各シート4の側面491は、複数のシート位置決め孔493を備える。これらの3枚のシート4をジグに取り付けて、熱伝導性絶縁接合剤28で接着する。各リードフレーム単板のリード22及び取付台24は、同じ外形寸法を有することにより重ね合わされ、シート4(H)の中空の環状取付台リード241は、取付台24aを白色光LEDチップ91の実装空間とすることができる。ディスペンサーにより各電極接点243に導電接着剤29を滴下して白色光LEDチップ91を実装し、さらに各導電貫通孔65に導電接着剤29を滴下し、加熱固着して、白色光LEDチップ91が強固に結合されて直列接続回路となり、さらに並列接続回路を導通することができる。続いて連結部494を切除し、両端に高電位電源接点231及び低電位電源接点232を備えるLED平面リードフレーム2となる。
1 発光装置
10 本体
11 発光曲面
111 電源孔
112 通気孔
12 放熱フィン
121 放熱フィン側部
122 放熱フィンの下部
131 取付台
132 電源接点
15 透明パッケージ
151 通気孔
17 ネジ口金
171 電源接点
18 制御回路
181 導線
182 導線
2 直列接続した後に並列接続するLED平面リードフレーム
2a LED3D曲面リードフレーム
21(H) 高電位リードフレーム単板
21(W) 直列接続回路リードフレーム単板
21(C) 低電位リードフレーム単板
22 リード
225 絶縁スリット
231 高電位電源接点
232 低電位電源接点
24 取付台
24a 中空の環状の取付台
24b 取付台
24c 平板状の取付台
241 取付台リード
245 取付台リードの絶縁スリット
243 高電位及び低電位の電極接点
25 導電貫通孔
26 絶縁貫通孔
28 熱伝導絶縁接合剤、絶縁塗料
29 導電接着剤
3 並列接続した後に直列接続するLED平面リードフレーム
31(H) 高電位リードフレーム単板
31(C) 低電位リードフレーム単板
32 リード
325 リードの絶縁スリット
331 電源接点
332 電源接点
34 取付台
34a 中空の環状の取付台
34c 中空の環状の取付台
343 電源接点
35 連結点
35a 連結点
35b 連結点
5 カラー発光装置
6a LED3D曲面リードフレーム
6 LED平面リードフレーム
61(HR) 赤色光の高電位リードフレーム単板
61(R) 赤色光の直列接続回路リードフレーム単板
61(HG) 緑色光の高電位リードフレーム単板
61(G) 緑色光の直列接続回路リードフレーム単板
61(HB) 青色光の高電位リードフレーム単板
61(B) 青色光の直列接続回路リードフレーム単板
61(C) 共通接地の低電位リードフレーム単板
62 リード
621(R) 赤色光の電位連結点
621(G) 緑色光の電位連結点
621(B) 青色光の電位連結点
625 絶縁スリット
631 電源接点
632 電源接点
64 取付台
64a 取付台
64b 絶縁スリットを備えた取付台
641 取付台リード
643 電極接点
645 絶縁スリット
65 導電貫通孔
67 導電性金属ワイヤ
7 カラー広告板モジュール
7a 球面環状のカラー広告板
71 アルミ合金本体の曲面
711 貫通孔
8a LED3D曲面リードフレーム
8 LED平面リードフレーム
81(C) クロックのリードフレーム単板
81(G) 接地低電位のリードフレーム単板
81(S) シリアル通信のリードフレーム単板
81(V) 高電位のリードフレーム単板
82 リード
831(V) 高電位電源接点
832(S) シリアル通信信号接点
833(C) クロック信号接点
834(G) 接地低電位電源接点
84(a) 取付台
84(b) 絶縁スリットを備えた取付台
841 取付台リード
843(C) クロック電極接点
843(G) 接地低電位電極接点
843(S) シリアル通信電極接点
843(V) 高電位電極接点
845 絶縁スリット
91 白色光LEDチップ
92 カラーLEDチップ
93 シリアル通信インターフェース及びクロックインターフェースを備えたカラーLEDチップ
CLK クロックインターフェース
CLKI 入力クロックインターフェース
CLKO 出力クロックインターフェース
GND 低電位インターフェース
SD シリアル通信インターフェース
SDI 入力シリアル通信インターフェース
SDO 出力シリアル通信インターフェース
VCC 高電位インターフェース

Claims (34)

  1. 発光装置のLED3D曲面リードフレームであって、LED3D曲面リードフレームの基本要素は、湾曲ストリップ状のリードフレーム単板であり、各リードフレーム単板のリード及び取付台は、積層して多層リードフレームとして直列接続、並列接続、並びに直列及び並列接続混合回路の要求を満たすために同じ外形寸法を有し、LED3D曲面リードフレームの構造は、リード、電源接点、取付台、導電貫通孔、絶縁貫通孔、電位連結点、信号接点、クロック接点及び絶縁スリットの部分を含むことができ、要求に合わせてこれらの一部又は全部の部分が組み合わされ、組み合わされた部分の数は少なくとも1つ又は1つ以上であり、その主要構造は、複数のリードで接続された1つ以上の取付台から成り、制御回路、信号回路及びクロック回路に接続するために要求に合わせて電源接点、信号接点、クロック接点及び他の部分を回路部分のリードの一端又は両端に設け、直列接続、並列接続、並びに直列及び並列接続混合回路の要求を満たすために要求に合わせて導電貫通孔、絶縁貫通孔及び電位連結点をリード又は取付台に設け、要求に合わせて絶縁スリットをリード及び取付台リードに設ける、発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  2. 直列及び並列接続混合回路の要求で、リードフレーム単板の長さは、要求により絶縁スリットで隔てられた複数の回路部分に分割され、各回路部分の長さ及び形状は、直列及び並列接続混合回路の要求を満たすために必ずしも同一又は類似ではなく、各リードフレーム単板は、少なくとも1つ又は1つ以上の回路部分で構成され、各回路部分の構造は、リード、電源接点、取付台、導電貫通孔、絶縁貫通孔、電位連結点、信号接点、クロック接点及び絶縁スリットの部分を含むことができ、要求に合わせてこれらの一部又は全部の部分から成り、組み合わされた部分の数は少なくとも1つ又は1つ以上であり、その主要構造は、1つ以上の取付台及び接続された複数のリードから成り、制御回路、信号回路及びクロック回路に接続するために要求に合わせて電源接点、信号接点、クロック接点及び他の部分を回路部分のリードの一端又は両端に設け、直列接続、並列接続、並びに直列及び並列接続混合回路に適合するために要求に合わせて導電貫通孔、絶縁貫通孔及び電位連結点をリード又は取付台に設け、要求に合わせて絶縁スリットを取付台の取付台リードに設ける、請求項1に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  3. 回路部分の取付台リードが絶縁スリットを有し、この回路部分は、絶縁スリットで隔てられた複数の導電性金属薄板に分割され、直列接続回路のためにそれぞれの取付台リードに一組の高電位及び低電位の電極接点が設けられる、請求項2に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  4. 回路部分の取付台リードの形状は、ストリップ状、中空の環状、中空矩形及び中実板状の形状を含めた一体型リードであり、並列接続回路に高電位又は低電位の電極接点を提供するために、取付台リードに一組の高電位又は低電位の電極接点が設けられる、請求項2に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  5. 湾曲ストリップ状のリードフレーム単板は、直列及び並列接続混合回路に合わせて、積層されて多層リードフレームとされ、高電位又は低電位の接点を構成するために、リード、取付台、電位連結点又は電源接点に、導電貫通孔又は絶縁貫通孔が設けられる、請求項1に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  6. 多層積層リードフレームの導電貫通孔は、導電接着剤を注入するために用いられて、上下に積層された2枚のリードフレーム単板の回路部分の導電性金属が同じ電位を有することができ、導電貫通孔は、同じ電位を必要とするリードフレームのみに設けられ、最底層に積層されたリードフレームは導電貫通孔を備えておらず、導電接着剤が導電貫通孔に完全に充填された際に、積層されたリードフレームは同じ電位を有する、請求項5に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  7. 多層積層リードフレームにおける中間層の上下に積層された2層以上のリードフレーム単板の回路部分の導電性金属は、導電貫通孔により接続されて同じ電位となり、その上方の他層に孔径が導電貫通孔より大きい絶縁貫通孔が設けられて、導電接着剤を注入した際に絶縁を必要とする他のリードフレームの導電性金属が導通されないことを確保する、請求項5に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  8. 同じ電位を有した多層積層リードフレームの回路部分が、上下に積層された配置でなく、導電貫通孔に導電性金属ワイヤを貫通させるとともに導電接着剤を浸透させて必要な同じ電位になることを確保し、最底層のリードフレームは導電貫通孔を備えておらず、導電性金属ワイヤに直接接触して導電接着剤により結合及び導通されており、異なる電位を有する他のリードフレーム単板には、導電用金属ワイヤが通り抜けることができる絶縁貫通孔が設けられる、請求項5に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  9. 導電貫通孔が電位連結点又は電源接点に設けられ、これらの両方がリード又は取付台の側面に位置して外側へ延び、異なる電位の他のリードフレーム単板には絶縁貫通孔を設ける必要がなく、導電接着剤と共に導電性金属ワイヤが導電貫通孔に貫通されるだけである、請求項8に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  10. 2枚以上が積層された多層積層リードフレームが直列接続回路を有し、各単層リードフレームの取付台におけるリードの絶縁スリットは、LEDチップの実装の要求を満たす積層された取付台の構造強度を確保するために互いにずらされる、請求項3に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  11. 各単層リードフレームが積層された多層リードフレームの取付台が積層された後、取付台リードの電極接点が互いにずれており、高電位及び低電位の電極接点が対向する位置に分かれて配置され、複数の高電位及び低電位の電極接点の組を形成してLEDチップの電極接点に接続し、電極接点が、LEDチップを実装するために同じ水平位置に曲げられている、請求項4に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  12. 発光装置のLED3D曲面リードフレームであって、LED3D曲面リードフレームは、湾曲ストリップ状の多層リードフレームの回路を発光曲面に描き、複雑な3D曲面の回路は、複数の回路ユニットに分割されることができ、次に各回路ユニットの3D曲面回路パターンを1つの平面湾曲ストリップ状の回路に展開して、多層リードフレーム構造のLED平面リードフレームを作製し、LED平面リードフレームの各リードフレーム単板のリード及び取付台は、積層のために同じ外形寸法を有し、多層リードフレームの導電性金属は延性及び塑性変形特性を備え、LED平面リードフレームは、ジグで曲げられてLED3D曲面リードフレームとなって必要な発光曲面に貼り付けられることができ、さらに樹脂又はシリカゲルなどの透明材料で一体にパッケージされることを特徴とする、発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  13. LED平面リードフレームは、導電性金属薄板が積層された多層リードフレームであり、取付台にLEDチップを実装し、その湾曲ストリップ状の回路パターンは、同心円状曲線、反復配列曲線又は他の様々なパターンであり、これらの回路パターンでのLEDチップの照射光もまた、元の発光曲面の要求を満たす、請求項12に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  14. 発光装置のLED3D曲面リードフレームであって、LED平面リードフレームの製造方法は、多層積層リードフレームの各リードフレーム単板の湾曲ストリップ状構造の回路を異なるストリップ状金属薄板に描き、製造の便宜のために、リードフレーム単板のパターンをストリップ状金属板に適切に配置し、各リードフレーム単板の回路導電性金属薄板間を連結して網状のシート構造にするために形状の異なる必要な複数の連結部を加え、さらに多層シートの積層及びLEDチップの実装のために、位置決め孔を備えた網状のシートに加工し、積層及び絶縁された張り合わせのためにすべての積層されるシートをジグに取り付け、LEDチップを取付台に実装し、次に導電接着剤を各取付台の各電極接点に注入してLEDチップを接着し、加熱固着してLEDチップを安定かつ固定し、シートの連結部を切り取って部品を個々の部品に切り、この段階で多層積層のLED平面リードフレームが得られる、発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  15. ストリップ状の導電性金属の本体の厚さは、0.05mm以上2mm以下であり、幅は、1mm以上10mm以下であり、導電性金属は、絶縁層を備えた鉄金属、非鉄金属及び銅箔板を含む、請求項14に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  16. LED3D曲面リードフレームで作製された白色光発光装置が、アルミ合金本体と、発光曲面と、LED3D曲面リードフレームと、ネジ口金と、白色光LEDチップと、透明パッケージとを含み、
    発光曲面は球面状の薄板であり、放熱フィンがアルミ合金本体に結合しており、発光曲面の中央部に通気孔が設けられ、アルミ合金本体の放熱フィンを備えた側において、放熱フィンを用いて発光曲面とアルミ合金本体との間に通気孔に繋がる換気流路が確保され、発光曲面は、LED3D曲面リードフレームが取り付けられることができるとともに最外層に透明パッケージを有し、発光曲面の電源孔は、アルミ合金本体内部を通して電源導線をLED3D曲面リードフレームの電源接点に接続するために用いられ、
    LED3D曲面リードフレームは、発光曲面と一致し、取付台に白色光LEDチップを有し、その回路は、LEDチップの直列及び並列接続混合回路を備えるとともに電源接点を有し、LED3D曲面リードフレームの底面が絶縁熱伝導接合剤で発光曲面に貼り付けられて最大限の放熱面積を有し、
    アルミ合金本体は、外部に延びる放熱フィンを有し、該放熱フィンは、まず下に向かって延び、次に側面で放熱フィンの外側部に延び、アルミ合金本体は、電源制御装置を取り付けるために用いられることができる円筒状構造を有し、
    ネジ口金は、照明装置ソケットのアルミ合金本体の他端の円筒開口部に発光装置を取り付けるために用いられ、
    透明パッケージは、LED3D曲面リードフレームを保護するために用いられ、発光曲面の通気孔に連通した通気孔が設けられる、請求項12に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  17. 発光曲面は球面状の薄板であり、底面に環状に配列した板状の複数の放熱フィンが設けられ、中央部に通気孔が設けられ、放熱フィンの内径は円筒状のアルミ合金本体に接しており、放熱フィンを用いて発光曲面とアルミ合金本体との間に通気孔に繋がる換気流路が確保される、請求項16に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  18. 発光曲面は球面状の薄板であり、放熱フィンと円筒状のアルミ合金本体とは一体構造であり、放熱フィンを用いて発光曲面とアルミ合金本体との間に通気孔に繋がる換気流路が確保される、請求項16に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  19. LED3D曲面リードフレームの白色光LEDチップから発生する熱は、アルミ合金の発光曲面を介して放熱フィンに直接伝達され、これにより熱が発光曲面の裏面及び放熱フィンの表面から直接放熱され、発光曲面の中央部に通気孔が設けられ、空気は浮力によって上昇流動して放熱面の熱境界層の厚さを減少させるとともに、熱対流係数を高めて熱放出を促進する、請求項16に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  20. LED3D曲面リードフレームの回路は、直列接続した後に並列接続した3つの白色光LEDチップの4つの組、計12個のLEDチップを接続し、発光曲面の回路は、3層のリードフレーム単板が積層されたLED平面リードフレームに平面展開されることができ、その回路形状は、連結した2つの同心円弧曲線で構成され、中央の円弧に4つのLEDチップが実装され、外側の円弧に8つのLEDチップが実装され、LED平面リードフレームの各リードフレーム単板のリード及び取付台は、積層のために同じ外形寸法を有しており、高電位リードフレーム単板は連続型リードフレームであり、直列接続回路の高電位並列接続接点として用いられ、直列接続回路リードフレーム単板は直列型リードフレームであり、リードの絶縁スリットで4つの直列接続の回路部分に分割され、直列接続した3つの白色光LEDチップの4つの組が接続した並列接続回路を構成するために用いられ、低電位リードフレーム単板は連続型リードフレームであり、直列接続回路の低電位並列接続接点として用いられる、請求項16に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  21. 高電位リードフレーム単板の構造は、リード、取付台、導電貫通孔、絶縁貫通孔、電源接点及び他の部分を含み、リードフレームの先端に電源接点が設けられて制御回路と接続するために用いられ、リードに1つの導電貫通孔が設けられ、リードフレームはリードで接続された12個の取付台を備え、取付台は中空の環状取付台リードを有し、導電接着剤による高電位及び低電位のショートを避けるためにリードに絶縁貫通孔が設けられ、その設置位置は、直列接続回路リードフレーム単板の各回路部分の導電貫通孔の上方であり、導電貫通孔に導電接着剤を滴下して直列接続回路リードフレーム単板の各回路部分の高電位端を接続して、高電位のリードフレーム単板を高電位の並列接続接点とすることができ、
    直列接続回路リードフレーム単板の絶縁スリットは、回路を分割して、3つの白色光LEDチップを直列接続した4つの組での並列接続回路からなる1組とし、各回路部分の構造は、リード、取付台、導電貫通孔及び他の部分を含み、各回路部分は、リードで接続された3つの取付台を備え、取付台は絶縁スリットを有して一組の高電位及び低電位の電極接点を構成し、各回路部分の先端の高電位リードは、高電位リードフレーム単板の導電貫通孔に導電接着剤を滴下することによって連結され、各回路部分の末端の低電位リードに導電貫通孔が設けられて、導電貫通孔に導電接着剤を滴下することによって低電位リードフレーム単板と連結され、
    低電位リードフレーム単板の構造は、リード、取付台、低電位電源接点及び他の部分を含み、リードフレームの末端に低電位電源接点が設けられて制御回路と接続するために用いられ、リードフレームは、リードで接続された12個の平板状の取付台を備え、低電位並列接続接点は、直列接続回路リードフレーム単板の導電貫通孔に導電接着剤を滴下することによって低電位リードフレーム単板のリードと接続される、請求項20に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  22. LED3D曲面リードフレームの回路は、並列接続した後に直列接続した3つの白色光LEDチップの4つの組、計12個のLEDチップを含み、発光曲面の回路は、2層のリードフレーム単板が積層されたLED平面リードフレームに平面展開されることができ、その回路形状は、連結した2つの同心円弧曲線で構成され、中央の円弧に4つのLEDチップが実装され、外側の円弧に8つのLEDチップが実装され、LED平面リードフレームの各リードフレーム単板のリード及び取付台は、積層のために同じ外形寸法を有しており、高電位リードフレーム単板は連続型リードフレームであり、リードの絶縁スリットで4つの回路部分に分割され、並列接続回路の高電位として用いられ、低電位リードフレーム単板は連続型リードフレームであり、リードの絶縁スリットで4つの回路部分に分割され、並列接続回路の低電位として用いられ、各並列接続回路は、連結点により高電位及び低電位の直列接続構造を完成する、請求項16に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  23. 高電位リードフレーム単板の各回路部分の構造は、リード、取付台、連結点、電源接点及び他の部分を含み、第一の回路部分に制御回路の高電位と接続するための電源接点が設けられ、その他の回路部分の先端に電位連結点及び導電貫通孔が設けられ、導電接着剤を滴下することによって低電位リードフレーム単板の各回路部分の電位連結点と接続し、各回路部分は、リードで接続された3つの取付台を備え、取付台の中空の環状取付台リードに1つの高電位電極接点が設けられ、
    低電位リードフレーム単板の各回路部分の構造は、リード、取付台、連結点、電源接点及び他の部分を含み、第四の回路部分の末端に制御回路と接続するための低電位電源接点が設けられ、その他の回路部分の末端に電位連結点が設けられて、高電位リードフレーム単板の各回路部分の電位連結点と接続するために用いられ、各回路部分は、リードで接続された3つの取付台を備え、取付台の中空の環状取付台リードに1つの低電位電極接点が設けられ、取付台に高電位及び低電位の電極接点が設けられて、それぞれが対向する位置に配置されて一組の高電位及び低電位の電極接点を構成し、電極接点は加工されて同じ水平面に曲げられ、各高電位及び低電位の電極接点に導電接着剤を滴下して、LEDチップをその内部空間に実装することができる、請求項22に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  24. LED3D曲面リードフレームで作製されたカラー発光装置が、アルミ合金本体と、発光曲面と、放熱フィンと、LED3D曲面リードフレームと、ネジ口金と、カラーLEDチップとを含み、
    発光曲面は球面状であって放熱フィンに接しており、発光曲面の中央部に通気孔が設けられ、LED3D曲面リードフレームは発光曲面に取り付けられ、その表面は透明パッケージを有し、発光曲面の電源孔は、アルミ合金本体内部から電源導線をLED3D曲面リードフレームの電源接点に接続するために用いられ、
    LED3D曲面リードフレームの12個のカラーLEDチップが取付台に実装されて、電源接点を有する直列及び並列接続混合回路を構成し、電源接点は異なる色のLEDチップに異なる駆動電圧を与えることができ、
    アルミ合金本体は、外部に延びる放熱フィンを有し、該放熱フィンは、まず下に向かって延び、次に側面で放熱フィンの外側部に延び、LED3D曲面リードフレームのカラーLEDチップから発生する熱は、アルミ合金の発光曲面を介して放熱フィンに直接伝達され、これにより熱が発光曲面の裏面及び放熱フィンの表面から直接放熱され、発光曲面の中央部に通気孔が設けられ、空気は浮力によって上昇流動して放熱面の熱境界層の厚さを減少させるとともに、熱対流係数を高めて熱放出を促進し、LED3D曲面リードフレームの底面が絶縁熱伝導接合剤で発光曲面に直接貼り付けられて、最大限の放熱面積を有し、ネジ口金は、発光装置を照明装置ソケットに取り付けることができ、透明パッケージは、LED3D曲面リードフレームを保護するために用いられ、発光曲面の通気孔に連通した通気孔が設けられる、請求項12に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  25. 発光装置のアルミ合金本体の内部は円筒状空間であり、そこに白色光LEDチップ又はカラーLEDチップの耐用年数を確保するために、LED3D曲面リードフレームと接続して安定した電圧及び電流を与える制御回路が取り付けられ、円筒状空間と発光曲面との間の空間に放熱フィンの下部が接続されて冷熱空気に対流を発生させることができ、LEDチップから発生した熱は、まず放熱フィンの下部から放出して、制御回路に影響するほどの大量の熱が円筒状空間に伝達されず、円筒状空間の開口はネジ口金で密封結合されており、制御回路によって発生された熱は、円筒状空間の壁面及び放熱フィン側部を介して放出されることができ、それらの双方がいずれも大きな放熱面を有する、請求項16又は24に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  26. LED3D曲面リードフレームが発光曲面に取り付けられることで、照射光の分布が元の設計と一致することを確保することができ、光の照射方向は、発光曲面の曲率半径によって容易に制御され、発光曲面が凹球面である場合には、曲率半径が大きいほど、光の焦点距離が長くなって光の向きがより揃うようになり、曲率半径が小さいほど、光の焦点距離が短くなり、発光曲面が凸球面である場合、曲率半径が大きいほど、光の外側への照射の向きがより揃うようになり、曲率半径が小さいほど、光の外側への照射の向きが大きくなる、請求項16又は24に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  27. 照射光の輝度分布がさらに制御される必要がある場合には、回路をより小さい単位の回路に分割してより均一な照射光を発生させる、請求項16又は24に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  28. LED3D曲面リードフレームの回路は、直列接続した後に並列接続した3つのカラーLEDチップの4つの組、計12個のカラーLEDチップを含み、前記回路は、7層のリードフレームが積層されたLED平面リードフレームに平面展開されることができ、その回路形状は、連結した2つの同心円弧曲線で構成され、中央の円弧に4つのカラーLEDチップが実装され、外側の円弧に8つのカラーLEDチップが実装され、LED平面リードフレームの各リードフレーム単板のリード及び取付台は、積層のために同じ外形寸法を有しており、
    赤色光高電位リードフレーム単板は連続型リードフレームであり、直列接続回路の赤色光高電位並列接続接点として用いられ、赤色光直列接続回路リードフレーム単板は直列型リードフレームであり、リードの絶縁スリットで4つの直列接続回路部分に分割されて、3つのカラーLEDチップの4つの組で赤色光直列接続回路を構成するために用いられ、
    緑色光高電位リードフレーム単板は連続型リードフレームであり、直列接続回路の緑色光高電位並列接続接点として用いられ、緑色光直列接続回路リードフレーム単板は直列型リードフレームであり、リードの絶縁スリットで4つの直列接続回路部分に分割されて、3つのLEDチップの4つの組で緑色光直列接続回路を構成するために用いられ、
    青色光高電位リードフレーム単板は連続型リードフレームであり、直列接続回路の青色光高電位並列接続接点として用いられ、青色光直列接続回路リードフレーム単板は直列型リードフレームであり、リードの絶縁スリットで4つの直列接続回路部分に分割されて、3つのLEDチップの4つの組で青色光直列接続回路を構成するために用いられ、
    低電位リードフレーム単板は連続型リードフレームであり、直列接続回路の低電位並列接続接点として用いられる、請求項24に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  29. 赤、青、緑の三色のLEDチップの高電位リードフレーム単板の構造は、リード、電源接点、高電位連結点、取付台、導電貫通孔及び他の部分を含み、電源接点は、回路先端に設けられるとともに導電貫通孔を備え、リードフレームはリードで互いに接続された12個の取付台を備え、取付台は中空の環状取付台リードを有し、高電位連結点は、直列接続回路リードフレーム単板の高電位連結点に対応して設けられるとともに導電貫通孔を備え、電源接点及び高電位連結点の導電貫通孔は、導電接着剤が滴下されてリードフレーム単板の電源接点及び高電位連結点を接続するために用いられて、高電位並列接続接点を形成することができ、
    赤、青、緑の三色のLEDチップの直列接続回路リードフレーム単板は、絶縁スリットで回路を分割して、直列接続した3つのカラーLEDチップが接続された4つの並列接続回路部分での1つの組となり、その構造は、リード、電源接点、高電位連結点、低電位連結点、絶縁スリット、取付台、導電貫通孔及び他の部分を含み、第一の回路部分の先端に1つの電源接点が設けられ、末端に1つの低電位連結点が設けられ、その他の回路部分の先端に1つの高電位連結点が設けられ、末端に1つの低電位連結点が設けられ、導電貫通孔が低電位連結点に設けられ、各回路部分はリードで接続された3つの取付台を有し、取付台リードに絶縁スリットが設けられて一組の高電位及び低電位の電極接点を構成し、各回路部分の高電位は、リードフレーム単板の導電貫通孔に導電接着剤を滴下することによって電源接点及び高電位接点と接続され、各回路の低電位は、リードフレーム単板の低電位連結点で導電貫通孔に導電接着剤を滴下し、さらに導電性金属ワイヤを通すことによって、リードフレーム単板の低電位連結点と接続され
    低電位リードフレーム単板は、赤、青、緑の三色のカラーLEDチップの低電位共同接点であり、その構造は、リード、低電位電源接点、低電位連結点、取付台及び他の部分を含み、電源接点が回路の末端に設けられ、リードフレームはリードで互いに接続された12個の取付台を備え、取付台は中実板状であり、低電位連結点は、直列接続回路リードフレーム単板の低電位連結点に対応して設けられ、導電性金属及び導電接着剤により、各層の低電位連結点の導電貫通孔を介して、各層の直列接続リードフレームの低電位連結点と接続される、請求項28に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  30. LED3D曲面リードフレームで作製したカラー球面広告板モジュールが、アルミ合金本体の曲面と、LED3D曲面リードフレームとを含み、カラー球面広告板の回路は、アルミ合金本体の曲面にLED3D曲面リードフレームをストリップ構造でマトリクス状に配列し、アルミ合金本体の曲面に貫通孔が設けられ、貫通孔によりLED3D曲面リードフレームの電源接点及び信号接点を表示システムのコントローラ及び画像デコーダに接続可能であり、LEDチップは、駆動チップ、RGB三色チップ及び必要な回路を内蔵した統合パッケージチップであり、LEDチップは、シリアル通信インターフェース、クロックインターフェース、高電位インターフェース及び低電位インターフェースを有し、LED3D曲面リードフレームは、LED平面リードフレームに展開されることができ、それは4層のリードフレーム単板が積層され、
    高電位インターフェースのリードフレーム単板は、連続型リードフレームであり、LEDチップの駆動並列接続高電位電極接点として用いられ、その取付台リードは、中空の環状であり、高電極接点が設けられて、LEDチップの高電位電極接点と接続するために用いられ、
    シリアル通信インターフェースのリードフレーム単板は、直列型リードフレームであり、LEDチップのシリアル通信インターフェースに接続するために用いられ、その取付台の中空の環状取付台リードに絶縁スリットが設けられ、シリアル通信インターフェースの一組の入力及び出力接点を構成して、LEDチップの入力及び出力接点と接続するために用いられ、
    クロックインターフェースのリードフレーム単板は、直列型リードフレームであり、LEDチップのクロックインターフェースに接続するために用いられ、その取付台の中空の環状取付台リードに絶縁スリットが設けられ、シリアル通信インターフェースの一組の入力及び出力接点を構成して、LEDチップの入力及び出力接点と接続するために用いられ、
    低電位インターフェースのリードフレーム単板は、連続型リードフレームであり、LEDチップの並列接続接地低電位電極接点として用いられ、その取付台リードは中空の環状であり、低電位電極接点が設けられて、LEDチップの低電位電極接点と接続するために用いられる、請求項12に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  31. 高電位インターフェースのリードフレーム単板の構造は、リード、電源接点、取付台及び他の部分を含み、電源接点が回路の先端に設けられ、リードフレームにマトリクス状に配列された取付台が設けられて球形曲面においてリードで互いに接続され、取付台は、中空の環状取付台リードを有するとともに高電位電極接点が設けられ、
    シリアル通信インターフェースのリードフレーム単板の構造は、リード、電源接点、取付台及び他の部分を含み、リードフレーム単板の先端に1つの電源接点が設けられ、末端に低電位リードフレームが設けられ、リードフレームにマトリクス状に配列された取付台が設けられて球形曲面においてリードで互いに接続され、取付台は、中空の環状取付台リードを有するとともに絶縁スリット及び一組のシリアル通信の電極接点がそれぞれ設けられ、
    クロックインターフェースのリードフレーム単板の構造は、リード、電源接点、取付台及び他の部分を含み、リードフレーム単板の先端に電源接点が設けられ、末端に低電位リードフレームが設けられ、リードフレームにマトリクス状に配列された取付台が設けられて球形曲面においてリードで互いに接続され、取付台は、中空の環状取付台リードを有するとともに絶縁スリット及び一組のシリアル通信の電極接点がそれぞれ設けられ、
    低電位インターフェースのリードフレーム単板の構造は、リード、電源接点、取付台及び他の部分を含み、電源接点が回路の先端に設けられ、リードフレームにマトリクス状に配列された取付台が設けられて球形曲面においてリードで互いに接続され、取付台は、中空の環状取付台リードを有するとともに低電位電極接点が設けられる、請求項30に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  32. 球面から展開されたLED平面リードフレームの取付台は、各リードフレーム単板の中空の環状取付台が積層され、リードフレーム単板の各取付台の電極接点が同じ水平面に曲げられ、その空間はLEDチップを実装するために用いられ、さらに導電接着剤を滴下することによって電極接点をそれぞれの電極接点上に固定することができ、LED3D曲面リードフレームの底面は、熱伝導絶縁接合剤で発光球状曲面に直接に貼り付けられる、請求項30に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  33. 複数のLED3D曲面リードフレームによる広告板モジュールが、カラー環状球面広告板を構成する、請求項30に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
  34. ストリップ状の導電性金属の本体の厚さは、0.05mm以上2mm以下であり、幅は、1mm以上10mm以下であり、導電性金属は、絶縁層を備えた鉄金属、非鉄金属及び銅箔板を含む、請求項1に記載の発光装置のLED3D曲面リードフレーム。
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