JPH03187278A - Ｌｅｄ発光表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、ＬＥＤ発光表示素子、特に製造コストが低く
、光度が高く、かつ薄型のＬＥＤ発光表示素子に関する
。

〈従来の技術〉 従来のＬＥＤ発光表示素子の例として数字を表示するい
わゆる７セグメント表示素子を挙げつつ第１３図〜第１
８図を参照して説明する。第１３図は従来の７セグメン
ト表示素子の３面図及びＢ−Ｂ線断面図、第１４図はリ
ードフレームの平面図、第１５図はＬ　Ｅ　Ｄチップが
ボンディングされたリードフレームの平面図、第１６図
はリードフレームに外囲成型枠を被せた状態の斜視図、
第１７図はリードフレームに外囲成型枠を被せて樹脂を
裏面側から充填した状態の斜視図、第１８図はこの７セ
グメント表示素子の問題点の１つを示す説明図である。

７セグメント表示素子は、リードフレーム１０と、この
リードフレーム１０にボンディングされるＬＥＤチップ
４０と、７セグメント素子の外形を形作る外囲成型枠２
０と、リードフレーム１０を外囲成型枠２０に固定する
ために外囲成型枠２０の裏面側から充填される樹脂３０
とから構成されている。

第１４図に示すような形状のリードフレームｌＯはに、
第１５図に破線で示すリード部１１を図面奥側に折ａ１
１シた状態で、複数個のＬＥＤチップ４０がグイボンデ
ィング及びワイヤボンディングされる。

外囲成型枠２０は、無蓋の箱状に形成されており、その
４隅には突起２２が突設されている。さらに、当該外囲
成型枠２０の天面には数字の１８１に対応する７つのセ
グメント孔２１ａ〜２１ｇと、小数点ｖ」に対応する小
数点孔２３とが開設されている。

７セグメント表示素子は、次のようにして組み立てられ
る。

リードフレームｌＯの所定の位置に複数個のＬＥＤデツ
プ４０をダイボンディング、ワイヤボンディングする　
（第１５図参照）。

所定の位置にＬＥＤチップ４０がボンディングされたリ
ードフレーム１０に外囲成型枠２０を被せ、当該リード
フレーム１０を図外の治具に七ッｌ−する。

そして、外囲成型枠２０の裏面側から樹脂３０を注入充
填する（第１６図及び第１７図参照）。樹脂３０が固化
したならば、治具から取り出して、リード部１１の先端
側で切断する。これで、７セグメント表示素子が完成す
る。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上述ｑた従来のＬＥＤ発光表示素子には
、製造コストが高い、光度が低い、製品高さが高い等の
問題点がある。

■コスト高 リードフレーム１０等の機械的強度が弱いために、製造
工程における種々のストレスによってリードフレーム１
０の変形、ボンディングワイヤ４１の断線等が発生する
。このため、歩留りが低下してコスト高になっている。

なお、前記ストレスには、リードフレーム１０の外囲成
型枠２０への組み込み時、樹脂３０の充填時の外力等が
ある。

■低光度 外囲成型枠２０の裏面側から樹脂３０を充填するが、こ
の樹脂３０は、外囲成型枠２０のセグメント孔２１ａ〜
２１ｇ及び小数点孔２３にも同時に充填されるものなの
で、透光性を有するものが用いられる。従って、発光時
に当該樹脂３０を介して外囲成型枠２０の裏面側から光
が漏れて、光度が低下する。また、漏れた光が発光して
いない隣接したセフメン１〜孔に漏れ出ることによって
表示品位を低下さ−Ｑることもある。

■製品高さが高い 前記樹脂３０には、耐熱性を確保するために超硬化タイ
プのものが用いられている。このため、外囲成型枠２０
を構成している樹脂と透光性を有する樹脂３０とでは、
熱膨張、収縮係数が異なるので、ＬＥＤ発光表示素子が
反ることがある。従って、薄型のＬ　Ｅ　Ｄ発光表示素
子を製造することは困難であった。また、透光性を有す
る樹脂３０の表面張力に起因するリード部１１近辺にお
ける当該樹脂３０の盛り上がり３１による寸法への影響
を無視するために、外囲成型枠の４隅に突起２２を形成
している（第１８図参照）。これもＬＥＤ発光表示素子
を薄型にすることができない要因の１つである。これら
のために、従来のＬＥＤ発光表示素子は、５ｍｍより薄
くすることは困難であった。

本発明は上記事情に鑑みて創案されたもので、製造コス
トが低く、光度が高く、かつ薄型のＬＥＤ発光表示素子
を提供することを目的としている。

く課題を解決するための手段〉 本発明に係るＬＥＤ発光表示素子は、ボディと、このボ
ディにインサート底形されたリードフレームと、このリ
ードフレームの所定の位置にボンディングされるＬＥＤ
チップとを備えており、前記ボディは一体成形されてい
る。

〈作用〉 リードフレームはボディにインサート成形され、かつボ
ディは一体成形されているので、リードフレームの強度
は向上する。同時に、光がボディの裏面から漏れること
がない。また、ボディを薄く形成することができる。

〈実施例〉 以下、図面を参照して本発明に係る一実施例を説明する
。

第１図は本発明の一実施例に係るＬＥＤ発光表示素子の
外観斜視図、第２図はリードフレームを切断する前の斜
視図、第３図はリードフレームを切断する前の裏面側か
らの斜視図、第４図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第５図
〜第８図は他の形状の１、ＥＤ発光表示素子の３面図、
第９図はＬＥＤチップをボンディングする際に用いるコ
モン識別マーク等を説明する説明図、第１０図〜第１２
図はボディを成形する金型の説明図である。

まず、本実施例に係る７セグメント表示素子の外観につ
いて説明する。

この７セグメント表示素子の外観は、樹脂からなるボデ
ィ５０と、このボディ５０から突設された複数本のリー
ド部１１とから構成される。前記ボディ５０には、数字
の「８」に対応する７つのセグメント孔５１ａ〜５１ｇ
と、小数点のｊ、ｊに対応した小数点孔５２とが開設さ
れ、当該孔５１ａ〜５１ｇ　、５２には透明樹脂（図示
省略）が充填されている。なお、第１図には１桁の数字
を表示するタイプを、第５図〜第８図には、２桁の数字
を同時に表示することができる７セグメント表示素子で
あって、リード部１１の出方の異なるタイプの７セグメ
ント表示素子をそれぞれ示している。

次に、本実施例に係る７セグメント表示素子の製造方法
について説明する。

この製造方法は、所定の形状のリードフレームＩＯにボ
ディ５０を一体成形する工程と、ＬＥＤチップ４０をボ
ンディングする工程と、透明な樹脂で前記ＬＥＤチップ
４０を封止する工程とに大別することができる。

所定の形状に形成されたリードフレーム１０、すなわち
複数本のリード部１１と、このリード部１１に連設され
たボンディング部１２とが一体になったリードフレーム
１０は、リード部１１をボンディング部１２に対して直
交する方向に折曲して全体として略樋状に形成されてい
る。かかるリードフレーム１０を後述する金型にセット
して、ボディ５０を一体成形するのである。このボディ
５０は、天面に数字のｒＢ２に対応した７つのセグメン
ト孔５１ａ〜５１ｇと少数点ｒ、３に対応した小数点孔
５２とが形成されている。これらの孔５１ａ〜５１ｇ　
、５２を介してボンディング部１２の一部が目視するこ
とができるようになっている。

ＬＥＤチップ４０のグイボンディング及びワイヤボンデ
ィングは、前記ボディ５０のセグメント孔５１ａ〜５１
ｇと小数点孔５２とを介して行われる。すなわち、後述
するような金型によって成形されたボディ５０は薄く成
形されているので、前記孔５１ａ〜５１ｇ　、５２に現
存する殆どのボンディングツール（グイボンディング用
コレット１、ワイヤボンディング用キャピラリー等）を
挿入することは十分可能である。

ＬＥＤチップ４０のボンディングが終了したならば、Ｌ
ＥＤチップ４０を封止するために、セグメント孔５１ａ
〜５１ｇ及び小数点孔５２に透明樹脂を充填する。

なお、前記リードフレームＩＯのボンディング部１２に
は、ＬＥＤチップ４０のボンディング工程を考慮して、
チップ位置用マーク１２１、コモン識別マーク１２２及
び自動機用識別マーク１２３が設けられている。

本実施例に係る７セグメント表示素子はボディ５０を成
形した後にＬＥＤチップ４０のボンディングを行うので
、ボンディング部１２はセグメント孔５１ａ〜５１ｇ及
び小数点孔５２を介してしか目視することができない。

このため、チップ位置マーク１２１やコモン識別マーク
１２２がなければ、どこにＬ　ＥＤチップ４０をボンデ
ィングすべきかが判然としないことがある（第９図（ａ
）参照）。しかし、ＬＥＤチップ４０をグイボンディン
グすべき位置、すなわちボンディング部１２の個別電極
側にチップ位置用マーク１２１　（第９図（ｂ）では１
つの黒点、第９図（Ｃ）では２つの黒点でそれぞれ示し
ている）を示し、ボンディング部１２のコモン電極側に
、−見してコモン電極と判別することができるようなコ
モン識別マーク１２２（第９図（ｂ）では２つの黒点、
第９図（Ｃ）では３つの黒点で示している）が設けられ
ていれば、どこにＬＥＤチップ４０をボンディングすべ
きかを容易に認識することができる。また、ボンディン
グ部１２の一部を突出することで形成された自動機用識
別マーク１２３は、ＬＥＤチップ４０、のボンディング
時にボディ５０の位置、方向等を確認するためのもので
あって、ボディ５０の孔５１ａ〜５１ｇ　、５２を介し
て認識して自動機がボディ５０位置等を認識する。

次に、上述した７セグメント表示素子のボディ５０を成
形するための金型について説明を行う。なお、以下の説
明における上下左右等の方向は、図面上の方向であって
、実際の方向とは異なることもある。

この金型は、いわゆる割り型構造を有する射出成形用金
型であって、図外の射出成形機の固定側に連結される固
定側金型６０と、射出成形機の可動側に連結され、前記
固定側金型６０に対して接離移動自在になった可動側金
型７０と、前記固定側金型６０と可動側金型７０との間
に設置され、前記可動側金型７０に連動して左右方向に
スライドする２分割金型である左、右スライドコア８０
ａ　、８０ｂ　とから構成されている。

可動側金型７０は、射出成形機の可動側に取り付けられ
る可動側アダプタ７１と、この可動側アダプタ７１の上
にスペーサブロック７２を介して設けられたコアプレー
ト７３と、このコアプレート７３の中央に設けられたコ
ア入子７４と、このコア入子７４を貫通したエジェクタ
ービン７５と、コアプレート７３を斜めに貫通したシア
ンギュラピン７６と、スペーサブロック７２の間に設け
られており、前記エジェクタービン７５の基端が固定さ
れたエジェクタープレート７７とを有している。

一方、固定側金型６０は、射出成形機の固定側に取り付
けられる固定側アダプタ６１と、この固定側アダプタ６
１に嵌め込まれるスブルーブ・ンシュ６２と、このスプ
ルーブツシュ６２の先端が嵌合したランナープレート６
３と、このランナープレート６３の下方に取り付けられ
るキャビプレート６４と、このキャビプレート６４の下
面側に取り付けられる入子６５と、前記固定側アダプタ
６１に垂設されたバ・ンクアツプブロック６６とを有し
ている。

また、前記左、右スライドコア８０ａ　、８０ｂは、前
記コアプレート７３の上に設けられたストリ・ンノく−
プレート８１の上にスライド自在に載置されている。ス
トリッパープレート８１には前記アンギュラピン７６が
貫通する開口８１１が、左、右スライドコア８０ａ　、
８０ｂには前記開口８１１を貫通したアンギュラピン７
６が挿入されるアンギュラピン挿入孔８０１ａ、８０１
ｂがそれぞれ開設されている。ただし、アンギュラピン
挿入孔８０１ａ、８０１ｂは、アンギュラピン７６より
若干径大に設定されている。従って、この左、右スライ
ドコア８０ａ　、８０ｂは、可動側金型７０が固定側金
型６０から離れる動作、すなわち型開きによってアンギ
ュラピン７６から左右方向の力を受けてそれぞれ左右に
スライドするようになっている。しかし、アンギュラピ
ン７６とアンギュラピン挿入孔８０１ａ、８０１ｂとの
寸法の違いにより、すぐに左、右スライドコア８０ａ　
、　８０ｂが左右にスライドを開始するわけではない。

キャビティ９０は入子６５、コア入子７４及び左、右ス
ライドコア８０ａ　、８０ｂによって囲まれた空間とし
て構成される。

次に、上述したような金型によるボディ５０の成形につ
いて説明する。

ボディ５０の成形工程は、型開きしている金型にリード
フレーム１０セツトする工程と、金型を閉じる工程と、
硬化してボディ５０となる溶融した樹脂を金型のキャビ
ティ９０内に射出する工程と、成形品をキャビティ９０
内から取り出すために金型を開く型開きの工程とに大別
することができる。

まず、型開きしている金型のキャビティ９０内にリード
フレームＩＯをセットする。詳述すると、キャビティ９
０を構成するコア入子７４を貫通して露出しているエジ
ェクタービン７５の上にリード部１１を上向きにしたリ
ードフレーム１０をセ、ン卜するのである。なお、型開
きの状態とは、固定側プレート６１とランナープレート
６３との間、ランナープレート６３とキャビプレート６
４との間、左、右スライドコア８０ａ　、８０ｂとコア
入子７４との間、左、右スライドコア８０ａ　、　８０
ｂ　と入子６５との間及びノく−テイングラインＰＬ（
キャビプレート６４と左、右スライドコア８０ａ　、８
０ｂとの間）が開いている状態をいう。

そして、型閉じを開始する。まず、パーティングライン
ＰＬと、固定側プレート６１とランナープレート６３と
の間との間をほぼ同時に閉じ始める。

次に、ランナープレート６３とキャビプレート６４との
間を閉じ、最後に固定側アダプタ６１に取り付けられた
バックアップブロック６６により左、右スライドコアＢ
ｏａ　、Ｂｏｂが閉しる。この状態で、リードフレーム
ＩＯはキャビティ９０内に左、右スライドコア８０ａ　
、　８０ｂ等でホールドされる。

次に、スプルーブツシュ６２等を介して溶融した樹脂を
キャビティ９０内に射出する。すなわち、成形品たる７
セグメント表示素子のボディ５０は、入子６５、コア入
子７４及び左、右スライドコア８０ａ、８０ｂによって
構成されたキャビティ９０内で成形される。

樹脂が硬化して成形品たるボディ５０が成形されたなら
ば、７セグメント表示素子を取り出すために型開きを行
う。この型開きは、各ブロック間を開く工程と、成形品
をキャビティ９０から取り出す工程とに大別される。ま
ず、各ブロック間を開く工程は、ランナープレート６３
とキャビプレート６４との間→パーティングラインＰＬ
→固定側ブレー１６１とランナープレート６３との間と
いう順序で行われる。

次の工程たる成形品の取り出しは、以下のように行われ
る。可動側金型７０が下方向に移動する。

すなわち、コアプレート７３が下がってストリッパープ
レート８１との間を開くのである。この時、エジェクタ
ープレート７７が図外の射出成形機のエジェクターロッ
ドによって押されているので、エジェクタープレート７
７に取り付けられたエジェクタービン７５は動かない。

コアプレート７３の下方向への移動によって、左、右ス
ライドコア１３０ａ　、８０ｂはストリッパープレー）
８１の上をそれぞれ左右方向にスライドする。しかし、
上述したようにアンギュラピン７６の径と、アンギュラ
ピン挿入孔８０１ａ、８０１ｂの径との違いに起因して
、左、右スライドコア８０ａ　、８０ｂのスライドは、
コアプレート７３の移動に若干時間的遅れをもって開始
される。この時間的遅れによって、キャビティ９０内の
成形品、すなわち７セグメント表示素子のボディ５０の
離型が行われる。この離型は、従来のようなエジェクタ
ビンによって行われるのではなく、左、右スライドコア
８０ａ　、８０ｂの保持と、コア入子７４の降下とによ
って行われる。従って、７セグメント表示素子の外観を
損なうことなく離型を行うことができる。

なお、上述した実施例では、数字を表示する７セグメン
ト表示素子をＬＥＤ発光表示素子の例として説明したが
、本発明に係るＬＥＤ発光表示素子はこれに限定される
ことはない。例えば、複数のＬＥＤチップをマトリクス
状に配置して任意の数字、文字、記号等を表示するもの
であってもよいし、単なる面発光であってもよい。

〈発明の効果〉 本発明に係るＬＥＤ発光表示素子は、ボディと、このボ
ディにインサート成形されたリードフレームと、このリ
ードフレームの所定の位置にボンディングされるＬＥＤ
チップとを備えており、前記ボディは一体成形されてい
るので、製造コストが低く、光度が高く、かつ薄型とす
ることができる。

なぜならば、リードフレームはボディにインサート成形
されるので、強度は飛躍的に向上する。

このため、リードフレームの変形に伴うワイヤボンディ
ングの断線が減少するとともに、取扱ミスによる不良の
発生も減少し、歩留りが向上する。

これによって製造コストの低減を図ることができる。ま
た、ボディが一体成形されているので、裏面側への光漏
れがなくなる。従って、光度が高くなるとともに、表示
品質の向上も図ることができる。さらに、一体成形され
たボディには反りが発生しないので、従来のＬＥＤ発光
表示素子より薄く形成することができる。従って、リー
ドフレームの背面側のボディは厚さ１．０　ｍｍ程度に
設定することができると同時に、完全に平滑に仕上げる
ことができるので実装時の寸法的制約を減少させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るＬＥＤ発光表示素子の
外観斜視図、第２図はリードフレームを切断する前の斜
視図、第３図はリードフレームを切断する前の裏面側か
らの斜視図、第４図は第１図のＡ−Ａ線断面図、第５図
〜第８図は他の形状のＬＥＤ発光表示素子の３面図、第
９図はＬＥＤチップをボンディングする際に用いるコモ
ン識別マーク等を説明する説明図、第１０図〜第１２図
はボディを成形する金型の説明図、第１３図は従来の７
セグメント表示素子の３面図及びＢ−Ｂ線断面図、第１
４図はリードフレームの平面図、第１５図はＬＥＤチッ
プがボンディングされたリードフレームの平面図、第１
６図はリードフレームに外囲成型枠を被せた状態の斜視
図、第１７図はリードフレームに外囲成型枠を被せて樹
脂を裏面側から充填した状態の斜視図、第１８図はこの
７セグメント表示素子の問題点の１つを示す説明図であ
る。 １０・　・　・リードフレーム、４０・　・　・ＬＥＤ
チップ、５０・・・ボディ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ボディと、このボディにインサート成形されたリ
   ードフレームと、このリードフレームの所定の位置にボ
   ンディングされるＬＥＤチップとを具備しており、前記
   ボディは一体成形されていることを特徴とするＬＥＤ発
   光表示素子。