WO2009145056A1 - 反射型発光ダイオード - Google Patents

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WO2009145056A1
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聡 松尾
淑昭 友定
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株式会社 パールライティング
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Definitions

  • the present invention relates to a surface-mounted reflective light-emitting diode mounted on the surface of a printed circuit board or the like.
  • Patent Document 1 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 support body having a groove on the upper part of the surrounding wall part, a wide lead part located outside the support body, and a tip end side thereof. It consists of a pair of leads composed of a narrow lead part and a light emitting element mounted on the mount part at the tip of the narrow lead part of one lead, and each lead has a narrow lead part fitted in the groove of the support. And the wide lead portion is bent along the outer surface of the support body, and the wide lead portion is bent along the outer surface of the support body.
  • the lower end portion of the substrate is bent inward along the bottom surface of the support, and the bent portion forms a mounting terminal.
  • the concave portion of the support 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 at the same time.
  • 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.
  • the concave portion of the support is filled with a transparent resin and cured to integrate the light emitting element and the narrow lead portion of the lead with the support.
  • a predetermined portion of each of the leads on both sides is bent along the side surface of the support.
  • 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 support.
  • the pair of leads on which the light emitting element is mounted are fitted to the support so that the light emitting element faces downward and is located at the center of the recess, and in this state
  • the light emitting device and the narrow lead part of the lead are fixed at the same time by filling the concave part of the support with a transparent resin, and then the lead on both sides is bent along the outer surface of the support.
  • a reflective light emitting diode having a high luminance output can be manufactured with a high yield without damaging the transparent epoxy resin or the transparent silicon resin or damaging the light emitting element during processing.
  • a reflective light emitting diode capable of obtaining a high luminance output by flowing a large current
  • a plurality of light emitting elements are mounted on the element mount portion at the tip of one element mount side lead, and they emit light simultaneously.
  • the three RGB light emitting elements can be simultaneously mounted on the element mount portion of one element mount side lead to emit light simultaneously to emit white light, or one light emitting element of the same color. It is possible to emit high-luminance light by mounting them simultaneously on the element mount portions of the two element mount-side leads.
  • the present invention has been made in view of the technical problems described above, and by mounting a plurality of light emitting elements of the same color or different colors on the element mounting portion at the tip of one element mounting side lead, any color can be obtained. It is an object of the present invention to provide a reflection type light emitting diode capable of emitting the above-mentioned light. Another object of the present invention is to provide a reflective light emitting diode capable of emitting any color light with high luminance.
  • an element mount-side lead is installed on the support having a concave reflecting surface inside so that the element mounting portion is positioned in the center of the opening side of the reflecting surface, and adjacent to the element mounting portion.
  • a plurality of wire connection side leads are installed so that the wire connection portion is located, a plurality of light emitting elements are mounted on the element mounting portion of the element mounting side lead, and each of the plurality of light emitting elements and the plurality of light emitting elements are mounted.
  • a reflection type light emitting diode in which a wire is bonded between each wire connection portion of the wire connection side lead, and the plurality of light emitting elements and the wire are fixed with a transparent resin filled in a recess formed by the reflection surface;
  • the element mount side lead crosses the opening side of the reflection surface of the support, and has a narrow upper piece and a wide vertical piece along the outer surface and the bottom surface of the support.
  • the wide lower piece may be bent.
  • the three light emitting elements may be R, G, B3 color light emitting elements.
  • a reflective light emitting diode capable of emitting light of any color by simultaneously mounting a plurality of light emitting elements of the same color or different colors on the element mounting portion at the tip of one element mounting side lead. Can provide.
  • the element mount side lead crosses over the reflective surface of the support, and has a narrow upper piece, a wide vertical piece, and a wide bottom so as to extend along the outer surface and the bottom surface of the support.
  • a reflection type light emitting diode capable of emitting arbitrary color light with high luminance can be provided by bending the piece.
  • FIG. 1 is a perspective view of a reflective light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the reflective light emitting diode of the above embodiment.
  • FIG. 3 is a partially cutaway plan view of a lead frame used in manufacturing the reflective light emitting diode of the above embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view of a state in which a light emitting element is attached to a pair of element mount side leads and three wire connection side leads that form a pair in the manufacturing process of the reflective light emitting diode of the above embodiment, and wires are bonded.
  • FIG. 5 is a perspective view of a support used in the manufacture of the reflective light emitting diode of the above embodiment.
  • FIG. 6 shows a process of assembling the transparent resin from the assembly process of the element mount side lead and the set of three wire connection side leads to the support in the manufacture of the reflection type light emitting diode of the above embodiment. Manufacturing process drawing up to the bending process.
  • FIG. 1 shows a reflective light-emitting diode 1 according to an embodiment of the present invention.
  • This reflective light emitting diode 1 has a parabolic curved reflecting surface 2 on the upper surface portion, a groove 4 is formed on one side of the surrounding wall 3, and a groove 5 is formed on the upper side of the opposite side.
  • the 7c is formed by bending the element mount side lead 7 and the element mount side lead 7, and similarly, the narrow upper pieces 81a, 82a, 83a and the slightly wider vertical pieces 81b, 82b, 83b, Three parallel wire connection side leads 81, 82, 83 formed by bending the slightly wide vertical pieces 81b, 82b, 83b and lower pieces 81c, 82c, 83c of equal width, and element mount side leads Case top end of upper piece 7a of 7 And a three light emitting element 91, 92, 93 Metropolitan mounted on the element mount portion.
  • the three light emitting elements 91, 92, and 93 may be light emitting elements of the same color, or may be light emitting elements of different emission colors of RGB, for example. In the case of light emitting elements of the same color, high luminance can be obtained as a whole. In addition, if the light emitting element has three RGB colors, high luminance white light or RGB mixed colors can be obtained as a whole.
  • each of the wires 101, 102, and 103 is connected to each of the light emitting elements 91, 92, and 93, and the other end of each of the wires 101, 102, and 103 is connected to each of the wire connection side leads 81, 82, and 83.
  • the upper piece 8a is connected to the wire connection portions 81f, 82f, and 83f at the tip.
  • the element mount side lead 7 and the bent base portions 7a ′, 81a ′, 82a ′, 83a ′ of the narrow upper pieces 7a, 81a, 82a, 83a of the three wire connection side leads 81, 82, 83 are the support 6 Are respectively fitted into the grooves 4, 51, 52, 53 of the support body 6, and the wide vertical pieces 7b, 81b, 82b of the leads 7, 81, 82, 83 outside the grooves 4, 51, 52, 53 of the support 6 respectively.
  • 83 b is along the side surface of the support 6, and the lower wide pieces 7 c, 81 c, 82 c, 83 c of the leads 7, 81, 82, 83 are in contact with the bottom surface of the support 6.
  • a wing piece 7d is formed on the upper piece 7a of the element mount side lead 7 so as to extend laterally from both side edges.
  • angle portions 81d and 83d that are bent horizontally are formed at the connecting portion between the upper pieces 81a and 83a of the wire connection side leads 81 and 83 at both sides and the bent bases 81a ′ and 83a ′, and the wires at the center are formed.
  • a wing piece 82d extending laterally from each side edge is formed at the connecting portion between the upper piece 82a of the connection side lead 82 and the bent base portion 82a '.
  • the support 6 is formed from the upper surface side of the fitting portion of the bent bases 7 a ′, 81 a ′, 82 a ′, 83 a ′ of the leads 7, 81, 82, 83.
  • the step portion is filled with a small UV curable resin so as to block the step up to the upper edge surface and cured to form the weirs 11, 121, 122, 123, and at the same time, the upper pieces 7a of the leads 7, 81, 82, 83, respectively.
  • 81a, 82a, 83a are fixed to the bent bases 7a ′, 81a ′, 82a ′, 83a ′.
  • a transparent resin 13 such as a transparent epoxy resin or a transparent silicon resin such as a cationic polymerization type transparent epoxy resin described in Japanese Patent No. 4001347 (Patent Document 2) is provided in the recess of the support 6.
  • the element mount side lead 7, the wire connection side leads 81, 82 and 83, the upper pieces 7 a, 81 a, 82 a and 83 a, the blade piece 7 d, 82d, angle portions 81d, 83d, light emitting elements 91, 92, 93, and wires 101, 102, 103 are fixed in a state where they are buried in the transparent resin 13.
  • the reflection type light emitting diode 1 having the above-described configuration is such that the reflection type light emitting diode 1 is placed on a substrate (not shown) and the lower pieces 7c of the leads 7, 81, 82, 83 on both sides of the bottom. , 81c, 82c, 83c are connected and fixed to the positive terminal and the negative terminal with solder.
  • the positive terminal and the negative terminal are energized, whereby the light emitting elements 91, 92, 93 are energized through the leads 7, 81, 82, 83 on both sides to emit light.
  • Most of the light from the light emitting elements 91, 92, and 93 exits downward as shown by the arrow line in FIG. Light is emitted from the top surface in the direction perpendicular to it. For this reason, in the reflection type light emitting diode 1, it is possible to obtain light having high directivity and strong directivity, and therefore, high brightness light when the light strikes.
  • a manufacturing method of the reflective light emitting diode 1 having the above structure will be described with reference to FIGS.
  • a highly conductive material as shown in FIG. 3, for example, containing 98% to 99% of copper (Cu) as a main component, including some iron (Fe) and sulfur (S), and 2
  • the element mount side lead 7 is extended from one side by etching or punching, and three wire connection side leads 81, one from the opposite side.
  • a lead frame 20 is used in which 82 and 83 extend so that a large number of them are arranged side by side on both sides.
  • the element mount side lead 7 is formed such that a narrow upper piece 7a, a wide vertical piece 7b, and a wide lower piece 7c are formed, and the upper piece 7a is close to the vertical piece 7b.
  • a blade piece 7d is formed on each side edge so as to extend laterally therefrom.
  • the shape of the three wire connection side leads 81, 82, 83 is such that, for the lead 82 at the center position, a narrow upper piece 82a, a slightly wider bent base portion 82a ′, and a wider vertical piece 82b are the same.
  • a portion that becomes each of the wide lower piece 82c is formed, and further, a wing piece 82d is formed so as to extend laterally on both side edges of the connecting portion between the upper piece 82a and the bent base portion 82a ′. .
  • a stress relief hole for relieving the bending stress can be formed in a portion corresponding to the boundary between the two.
  • FIG. 3 a flat oval shape formed at a position corresponding to the end portion of the element mount side lead 7 and the wire connection side leads 81, 82, and 83, the lower pieces 7 c, 81 c, 82 c, and 83 c.
  • the holes 21 and 22 are for reducing the cutting resistance when cutting along the break lines 23 and 24.
  • the element mount side lead 7 and 81 to 83 are paired with the element mount side lead 7 and a set of three wire connection side leads 81, 82, 83.
  • Three light emitting elements 91, 92, 93 are mounted on the element mounting portion 7 f at the top end of the upper piece 7, and wire connection at the tip of each of the light emitting elements 91, 92, 93 and the wire connection side leads 81, 82, 83 is performed. Wire bonding is performed between the portions 81f, 82f, and 83f. That is, as shown in FIG.
  • the support 6 has a parabolic concave curved concave portion formed on the upper surface thereof, and the reflective surface 2 is formed by depositing aluminum or silver on the concave bottom surface.
  • a groove 4 is formed on the upper edge of one side of the wall 3 around the support 6, and grooves 51, 52, 53 are formed on the upper edge of the opposite side.
  • FIG. 6 (a) The procedure for attaching the element mount side lead 7 and the pair of three wire connection side leads 81, 82, 83 forming a pair of lead frames 20 to the support 6 is shown in FIG. That is, as shown in FIG. 6 (a), three light emitting elements 91, 92, 93 are mounted, and the element mount side lead 7 and the wire forming a pair to which the wires 101, 102, 103 are connected by wire bonding.
  • the connection-side leads 81, 82, 83 are turned upside down and the portions corresponding to the narrow upper pieces 7 a, 81 a, 82 a, 83 a are fitted into the grooves 4, 51, 52, 53 of the support 6. .
  • the portions corresponding to the narrow upper pieces 7 a, 81 a, 82 a, 83 a are located above the reflecting surface 2, and the wide vertical pieces 7 b, 81 b, 82b and 83b and the parts corresponding to the lower pieces 7c, 81c, 82c and 83c are located.
  • the bent base portions 7 a ′, 81 a ′ 82 a ′ of the element mount side lead 7 and the three wire connection side leads 81, 82, 83 that make a pair are formed.
  • 83a ′ are fitted.
  • the stepped portions 7a ′, 81a′82a ′, 83a ′ are filled with a small UV curable resin so as to block the step from the upper surface side of the fitting portion to the upper surface of the support body 6 and cured. 11, 121, 122, 123 are formed.
  • a transparent resin 13 such as a high-viscosity transparent epoxy resin or a transparent silicone resin containing a curing catalyst is filled in the concave portion of the support 6 up to its upper edge surface.
  • the portions corresponding to the narrow upper pieces 7 a, 81 a, 82 a, 83 a, the light emitting elements 91, 92, 93, and the wires 101, 102, 103 are integrated with the support 6 by curing in an atmosphere furnace at 130 ° C.
  • the portions corresponding to the wide vertical pieces 7b, 81b, 82b, 83b are arranged so that the bent base portions 7a ′, 81a ′, 82a ′, 83a ′ connected to the vertical pieces 7b, 81b, 82b, 83b are along the side surface of the support 6 in the figure. It is made vertical by bending to the side, and further bent inward so that portions corresponding to the lower pieces 7c, 81c, 82c, 83c are in contact with the bottom surface of the support 6.
  • the element mount side lead 7 and the three wire connection side leads 81, 82, 83 forming a pair are respectively formed as a narrow upper piece 7 a, 81 a, 82 a, 83 a and a wide vertical piece 7 b, 81 b, 82 b, 83 b.
  • the wide lower pieces 7c, 81c, 82c, 83c are bent to complete the bending process. When this bending process is completed, the reflection type light emitting diode 1 shown in FIGS. 1 and 2 is completed.
  • the lower pieces 7c, 81c, 82c, and 83c of the element mount side lead 7 and the wire connection side leads 81, 82, and 83, which form a pair, are soldered to the bottom surface of the support 6 as necessary. May be fixed.
  • the three light emitting elements 91, 92, 93 are mounted on the element mount portion 7 f at the tip of the element mount side lead 7, and the three wire connection side leads 81 are mounted.
  • , 82, 83 have a structure in which the wires 101, 102, 103 are bonded to the wire connection portions 81 f, 82 f, 83 f at the tips of the light emitting elements 91, 92, 93, so that three pieces in one support 6 are provided.
  • the light emitting elements 91, 92, and 93 can simultaneously emit light, and light emission with high luminance is possible.
  • the narrower upper pieces 7a, 81a, 82a, each of the paired element mount side lead 7 and three sets of wire connection side leads 81, 82, 83 are provided. Since the vertical pieces 7b, 81b, 82b, 83b and the lower pieces 7c, 81c, 82c, 83c outside the case connected to 83a are wide, the heat dissipation is high, and the thermal resistance can be reduced accordingly, and a large current can be applied. In addition, a large current can be supplied to the light emitting elements 91, 92, 93 to emit light with high luminance.
  • the narrower upper pieces 7a, 81a, 82a, each of the paired element mount side lead 7 and the set of three wire connection side leads 81, 82, 83 are provided.
  • the narrow upper pieces 7a, 81a, 82a are provided.
  • 83a is enlarged, and the heat radiation performance at the upper pieces 7a, 81a, 82a, 83a is increased as compared with the conventional one, so that the thermal resistance can be reduced accordingly.
  • the bent base portions 7a ′, 81a ′, 82a ′, and 83a ′ are provided with wing pieces 7d and 82d and angle portions 81d and 83d that extend laterally, so that the reflective light emitting diode 1 of the present embodiment can be provided.
  • the transparent resin 13 is cured to fix the narrower upper pieces 7a, 81a, 82a, 83a of the element mount side lead 7 and the wire connection side leads 81, 82, 83 which are paired in the recesses of the support 6.
  • the bent base portions 7a ′, 81a ′, 82a ′, 83a ′ are bent on the outside of the support 6 and further correspond to the vertical pieces 7b, 81b, 82b, 83b to the lower pieces 7c, 81c, 82c, 83c.
  • These blade pieces 7d and 82d and angle portions 81d and 83d act as a large resistance against the stress generated when the part is bent, and are hardened. It is possible to prevent the upper pieces 7a, 81a, 82a, 83a from shifting in the bright resin 13, and as a result, the transparent resin 13 that tends to occur when the leads 7, 81, 82, 83 are bent. Cracks and breakage of the wires 101, 102, 103 can be effectively prevented, and the production yield of the product is improved.
  • the stress relief is provided at the boundary between the wide vertical pieces 7b, 81b, 82b, 83b of the pair of leads 7, 81, 82, 83 and the wide lower pieces 7c, 81c, 82c, 83c.
  • the lower pieces 7c, 81c, 82c, 83c can be bent more easily at a right angle from the wide vertical pieces 7b, 81b, 82b, 83b.
  • the same purpose can be achieved by forming a thin portion in this portion by cutting.
  • three light emitting elements 91, 92, 93 are mounted on the element mount portion 7f of the element mount side lead 7, and a set of three wire connection side leads 81, Although 82 and 83 are provided, the number of light emitting elements is not limited to three, and may be two or four or more. In that case, the same number of wire connection side leads as the number of light emitting elements are provided.
  • the reflection surface 2 is provided on the bottom surface of the concave portion of the support.
  • the transparent resin and the lead frame are integrally molded in advance using a technique such as molding,
  • the structure which forms the reflective surface 2 in the bottom face side of transparent resin used as the fitting surface with respect to the recessed part of a body may be sufficient.

Abstract

　本発明は、複数個の発光素子を１つの素子マウント側リードの先端の素子マウント部に同時に搭載することで、高輝度発光できる反射型発光ダイオードを提供することを目的とし、支持体の反射面の上方を横切り、かつ中央部にて先端の素子マウント部が位置するように素子マウント側リードを設置し、その反対側に平行な複数本のワイヤ接続側リードを設置し、素子マウント側リードの素子マウント部に複数個の発光素子をマウントし、複数個の発光素子と複数本のワイヤ接続側リードの先端のワイヤ接続部との間にワイヤをボンディングし、支持体の凹部内に透明樹脂を充填して、当該凹部内に位置する素子マウント側リード、複数本のワイヤ接続側リード、複数個の発光素子及びワイヤを当該透明樹脂にて固定した反射型発光ダイオードを特徴とする。

Description

反射型発光ダイオード
　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反射型発光ダイオードに関するものである。
　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支持体と、支持体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、狭幅リード部が支持体の溝に嵌合され、支持体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、広幅リード部が支持体の外側面に沿い、さらに、支持体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支持体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成すようにした構成である。そして、支持体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、同時に発光素子を固定している。
　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を向き、かつ凹部中心に位置するようにして支持体に溝を利用して嵌合して位置決めし、この状態で支持体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支持体と一体化する。そしてこの後に、両側のリードそれぞれの所定の部分を支持体の側面に沿うように曲げ加工する。
　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支持体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。
　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を向き、かつ凹部中心に位置するようにして支持体に嵌合し、その状態で透明樹脂を支持体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とを同時に固定し、その後に、両側のリードそれぞれを支持体の外側面に沿うように曲げ加工していたので、この曲げ加工の際にリードの狭幅リード部に上下方向にも左右方向にも力が働くことが避けられず、その力によって狭幅リード部が位置ずれし、透明エポキシ樹脂もしくは透明シリコン樹脂の透明樹脂を損傷させたり発光素子にダメージを与えたりすることがあり、不良品を発生させてしまうことがある問題点があった。
　この問題点を解決するために、素子マウント側リード、ワイヤ接続側リードそれぞれの広幅の垂直片と広幅の下片との境目に曲げ易くするために穴若しくは薄肉部を形成すれば、リードの曲げ加工時に透明エポキシ樹脂もしくは透明シリコン樹脂の透明樹脂を損傷させたり発光素子にダメージを与えたりしないで高輝度出力の反射型発光ダイオードを歩留まり良く製造できるようになる。
　そして、大きな電流を流すことで高輝度出力が得られる反射型発光ダイオードが製造できるのであれば、１つの素子マウント側リードの先端の素子マウント部に複数の発光素子を搭載し、それらを同時に発光させるようにすることも可能であり、ＲＧＢ３個の発光素子を１つの素子マウント側リードの素子マウント部に同時に搭載させ、それらを同時に発光させて白色光を放出させたり、同色の発光素子を１つの素子マウント側リードの素子マウント部に同時に搭載させることで高輝度の光を放出させたりすることが可能となる。
特許第３９８２６３５号公報 特許第４００１３４７号公報
　本発明は、上述した技術的な課題に鑑みてなされたもので、同色あるいは異色の複数個の発光素子を１つの素子マウント側リードの先端の素子マウント部に同時に搭載することで、任意の色の光が発光できる反射型発光ダイオードを提供することを目的とする。 
　本発明はまた、任意の色光を高輝度に発光できる反射型発光ダイオードを提供することを目的とする。
　本発明は、内部に凹面形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中央に素子マウント部が位置するように素子マウント側リードを設置し、前記素子マウント部に隣接してワイヤ接続部が位置するように複数本のワイヤ接続側リードを設置し、前記素子マウント側リードの素子マウント部に複数個の発光素子をマウントし、前記複数個の発光素子それぞれと前記複数本のワイヤ接続側リードのワイヤ接続部それぞれとの間にワイヤをボンディングし、前記複数個の発光素子及びワイヤを前記反射面のなす凹部に充填された透明樹脂にて固定した反射型発光ダイオードを特徴とする。
　上記の反射型発光ダイオードにおいて、前記素子マウント側リードは、前記支持体の反射面の開口部側を横切り、当該支持体の外側面及び底面に沿うように狭幅の上片、広幅の垂直片、広幅の下片を折り曲げたものとすることができる。
　また、上記の反射型発光ダイオードにおいて、前記素子マウント側リードの素子マウント部には３個の発光素子を搭載し、前記ワイヤ接続側リードを３本にしたものとすることができる。
　また、上記の反射型発光ダイオードにおいて、前記３個の発光素子は、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色の発光素子とすることができる。
　本発明の反射型発光ダイオードによれば、同色あるいは異色の複数個の発光素子を１つの素子マウント側リードの先端の素子マウント部に同時に搭載することで、任意の色光を発光できる反射型発光ダイオードを提供できる。
　また、本発明によれば、素子マウント側リードを、支持体の反射面の上方を横切り、当該支持体の外側面及び底面に沿うように狭幅の上片、広幅の垂直片、広幅の下片を折り曲げたものにしたことで、任意の色光を高輝度に発光できる反射型発光ダイオードを提供できる。
図１は、本発明の１つの実施の形態の反射型発光ダイオードの斜視図。 図２は、上記実施の形態の反射型発光ダイオードの断面図。 図３は、上記実施の形態の反射型発光ダイオードの製造において使用するリードフレームの一部破断した平面図。 図４は、上記実施の形態の反射型発光ダイオードの製造過程において対を成す素子マウント側リードと３本１組のワイヤ接続側リードに発光素子を取り付け、ワイヤをボンディングした状態の斜視図。 図５は、上記実施の形態の反射型発光ダイオードの製造において使用する支持体の斜視図。 図６は、上記実施の形態の反射型発光ダイオードの製造において対を成す素子マウント側リードと３本１組のワイヤ接続側リードの支持体への組み付け工程から透明樹脂の充填・硬化工程、リードの折り曲げ工程に至るまでの製造工程図。
　以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図１、図２、図６は、本発明の１つ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の支持体６と、この支持体６の反射面２の上方を横切り、当該支持体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８１ａ，８２ａ，８３ａ、やや広幅の垂直片８１ｂ，８２ｂ，８３ｂ、このやや広幅の垂直片８１ｂ，８２ｂ，８３ｂと等幅の下片８１ｃ，８２ｃ，８３ｃが折り曲げられて形成されている３本の平行なワイヤ接続側リード８１，８２，８３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の素子マウント部に搭載された３個の発光素子９１，９２，９３とから構成されている。この３個の発光素子９１，９２，９３は同色の発光素子であってもよく、また、例えばＲＧＢそれぞれの異なる発光色の発光素子であってもよい。同色の発光素子の場合には全体として高輝度が得られる。またＲＧＢ３色の発光素子であれば、全体として高輝度の白色光あるいはＲＧＢの混合色が得られる。
　図４に詳しいように、発光素子９１，９２，９３それぞれにはワイヤ１０１，１０２，１０３それぞれの一端が接続され、ワイヤ１０１，１０２，１０３の他端はワイヤ接続側リード８１，８２，８３それぞれの上片８ａの先端のワイヤ接続部８１ｆ，８２ｆ，８３ｆに接続されている。
　素子マウント側リード７、３本のワイヤ接続側リード８１，８２，８３それぞれの狭幅の上片７ａ，８１ａ，８２ａ，８３ａの折り曲げ基部７ａ’，８１ａ’，８２ａ’，８３ａ’が支持体６の溝４，５１，５２，５３それぞれに嵌合され、支持体６の溝４，５１，５２，５３の外部でリード７，８１，８２，８３それぞれの広幅の垂直片７ｂ，８１ｂ，８２ｂ，８３ｂが支持体６の側面に沿い、かつリード７，８１，８２，８３それぞれの広幅の下片７ｃ，８１ｃ，８２ｃ，８３ｃが支持体６の底面に接している。また、素子マウント側リード７の上片７ａに、その両側縁それぞれから側方に延出する翼片７ｄが形成されている。他方、両側位置のワイヤ接続側リード８１，８３の上片８１ａ，８３ａと折り曲げ基部８１ａ’，８３ａ’とのつなぎの部分には水平に屈曲するアングル部８１ｄ，８３ｄが形成され、中央位置のワイヤ接続側リード８２の上片８２ａと折り曲げ基部８２ａ’とのつなぎの部分にはその両側縁それぞれから側方に延出する翼片８２ｄが形成されている。
　支持体６の溝４，５１，５２，５３それぞれにおいて、リード７，８１，８２，８３それぞれの折り曲げ基部７ａ’，８１ａ’，８２ａ’，８３ａ’の嵌合部分の上面側から支持体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１１，１２１，１２２，１２３とし、同時にリード７，８１，８２，８３それぞれの上片７ａ，８１ａ，８２ａ，８３ａの折り曲げ基部７ａ’，８１ａ’，８２ａ’，８３ａ’を固定している。そして、支持体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を支持体６の上縁面に達する深さに充填して硬化させることで、素子マウント側リード７、ワイヤ接続側リード８１，８２，８３の上片７ａ，８１ａ，８２ａ，８３ａ、翼片７ｄ，８２ｄ、アングル部８１ｄ，８３ｄの部分や発光素子９１，９２，９３、ワイヤ１０１，１０２，１０３を透明樹脂１３の中に埋没させた状態で固定している。
　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発光ダイオード１を載置し、底部両側のリード７，８１，８２，８３の下片７ｃ，８１ｃ，８２ｃ，８３ｃ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９１，９２，９３に両側のリード７，８１，８２，８３それぞれを通じて通電して発光させる。発光素子９１，９２，９３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支持体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。
　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一辺から素子マウント側リード７が延出し、それとは反対辺から１箇所３本のワイヤ接続側リード８１，８２，８３が延出し、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。
　素子マウント側リード７の形状は、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形成されていて、さらに、上片７ａの垂直片７ｂに近い部位の両側縁それぞれにそこから側方に延出するように翼片７ｄが形成されている。３本のワイヤ接続側リード８１，８２，８３の形状は、そのうちの中央位置のリード８２については、狭幅の上片８２ａ、やや広幅の折り曲げ基部８２ａ’、さらに広幅の垂直片８２ｂ、同様に広幅の下片８２ｃそれぞれになる部分が形成されていて、さらに、上片８２ａと折り曲げ基部８２ａ’とのつなぎ部分の両側縁それぞれに側方に延出するように翼片８２ｄが形成されている。
　尚、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８１，８２，８３それぞれの垂直片７ｂ，８１ｂ，８２ｂ，８３ｂとなる部分と下片７ｃ，８１ｃ，８２ｃ，８３ｃ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することができる。
　また、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８１，８２，８３それぞれの下片７ｃ，８１ｃ，８２ｃ，８３ｃ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。
　このようなリードフレーム２０において、素子マウント側リード７と３本１組のワイヤ接続側リード８１，８２，８３とで対を成す各対のリード７，８１～８３に対して、素子マウント側リード７の上片先端の素子マウント部７ｆに３個の発光素子９１，９２，９３をマウントし、それぞれの発光素子９１，９２，９３とワイヤ接続側リード８１，８２，８３それぞれの先端のワイヤ接続部８１ｆ，８２ｆ，８３ｆとの間に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の先端の素子マウント部７ｆの下面側に３個の発光素子９１，９２，９３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９１，９２，９３それぞれとワイヤ接続側リード８１，８２，８３の上片８１ａ，８２ａ，８３ａの先端のワイヤ接続部８１ｆ，８２ｆ，８３ｆそれどれとの間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１０１，１０２，１０３それぞれを接続する。
　他方、図５に示すように、支持体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。また支持体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５１，５２，５３が形成されている。
　リードフレーム２０の対を成す素子マウント側リード７と１組３本のワイヤ接続側リード８１，８２，８３とを支持体６それぞれ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、３個の発光素子９１，９２，９３を搭載し、ワイヤボンディングにてワイヤ１０１，１０２，１０３が接続された対を成す素子マウント側リード７とワイヤ接続側リード８１，８２，８３とは、上下を逆さまにして狭幅の上片７ａ，８１ａ，８２ａ，８３ａに相当する部分それぞれを支持体６の溝４，５１，５２，５３に嵌合させる。これにより、支持体６の内部においては狭幅の上片７ａ，８１ａ，８２ａ，８３ａに相当する部分が反射面２の上方に位置し、支持体６の外部に広幅の垂直片７ｂ，８１ｂ，８２ｂ，８３ｂ、下片７ｃ，８１ｃ，８２ｃ，８３ｃそれぞれに相当する部分が位置することになる。そして、支持体６の溝４，５１，５２，５３それぞれには、対を成す素子マウント側リード７と３本のワイヤ接続側リード８１，８２，８３それぞれの折り曲げ基部７ａ’，８１ａ’８２ａ’，８３ａ’が嵌合する。
　次に、図６（ｂ）に示すように、支持体６の溝４，５１，５２，５３それぞれにおいて、対を成す素子マウント側リード７と３本のワイヤ接続側リード８１，８２，８３それぞれの折り曲げ基部７ａ’，８１ａ’８２ａ’，８３ａ’の嵌合部分の上面側から支持体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１１，１２１，１２２，１２３を形成する。
　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を支持体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，８１ａ，８２ａ，８３ａに相当する部分と発光素子９１，９２，９３、ワイヤ１０１，１０２，１０３を支持体６と一体化する。
　このようにして支持体６と対を成す素子マウント側リード７と３本のワイヤ接続側リード８１，８２，８３の上片７ａ，８１ａ，８２ａ，８３ａ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、対を成す素子マウント側リード７と３本のワイヤ接続側リード８１，８２，８３の支持体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，８１ｂ，８２ｂ，８３ｂに相当する部分を、それに繋がる折り曲げ基部７ａ’，８１ａ’，８２ａ’，８３ａ’を支持体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、支持体６の底面に下片７ｃ，８１ｃ，８２ｃ，８３ｃ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、対を成す素子マウント側リード７と３本のワイヤ接続側リード８１，８２，８３それぞれが狭幅の上片７ａ，８１ａ，８２ａ，８３ａと広幅の垂直片７ｂ，８１ｂ，８２ｂ，８３ｂと広幅の下片７ｃ，８１ｃ，８２ｃ，８３ｃを折り曲げ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、対を成す素子マウント側リード７、ワイヤ接続側リード８１，８２，８３それぞれの下片７ｃ，８１ｃ，８２ｃ，８３ｃは支持体６の底面に対して半田にて固定することがある。
　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、素子マウント側リード７の先端の素子マウント部７ｆに３個の発光素子９１，９２，９３をマウントし、３本のワイヤ接続側リード８１，８２，８３の先端のワイヤ接続部８１ｆ，８２ｆ，８３ｆと各発光素子９１，９２，９３とにワイヤ１０１，１０２，１０３をボンディングした構造であるので、１個の支持体６内の３個の発光素子９１，９２，９３を同時に発光させることができ、高輝度の発光が可能である。
　しかも、本実施の形態の反射型発光ダイオード１では、対を成す素子マウント側リード７と３本１組のワイヤ接続側リード８１，８２，８３それぞれの狭幅の上片７ａ，８１ａ，８２ａ，８３ａに繋がるケース外部の垂直片７ｂ，８１ｂ，８２ｂ，８３ｂ、下片７ｃ，８１ｃ，８２ｃ，８３ｃを広幅にしているので放熱性が高く、それだけ熱抵抗を小さくできて大きな電流を通電することができ、発光素子９１，９２，９３に対して大きな電流を給電できて高輝度で発光させることができる。
　尚、本実施の形態の反射型発光ダイオード１では、対を成す素子マウント側リード７と３本１組のワイヤ接続側リード８１，８２，８３それぞれの狭幅の上片７ａ，８１ａ，８２ａ，８３ａに繋がる折り曲げ基部７ａ’，８１ａ’，８２ａ’，８３ａ’に側方に延出する翼片７ｄ，８２ｄやアングル部８１ｄ，８３ｄを設けたことによりこの狭幅の上片７ａ，８１ａ，８２ａ，８３ａの表面積が拡大し、従来よりも上片７ａ，８１ａ，８２ａ，８３ａの部分での放熱性能も高まり、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９１，９２，９３に通電することができて高出力化が図れる。
　同時に、折り曲げ基部７ａ’，８１ａ’，８２ａ’，８３ａ’に側方に延出する翼片７ｄ，８２ｄやアングル部８１ｄ，８３ｄを設けたことにより、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を硬化させて対を成す素子マウント側リード７とワイヤ接続側リード８１，８２，８３それぞれの狭幅の上片７ａ，８１ａ，８２ａ，８３ａを支持体６の凹部内に固定した後に、支持体６の外側にて折り曲げ基部７ａ’，８１ａ’，８２ａ’，８３ａ’それぞれを折り曲げ、さらに垂直片７ｂ，８１ｂ，８２ｂ，８３ｂから下片７ｃ，８１ｃ，８２ｃ，８３ｃ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対してこれらの翼片７ｄ，８２ｄやアングル部８１ｄ，８３ｄが大きな抵抗として働き、硬化している透明樹脂１３の中で上片７ａ，８１ａ，８２ａ，８３ａがずれ動くのを抑止することができ、この結果として、リード７，８１，８２，８３を曲げ加工する時に発生しがちな透明樹脂１３のひび割れやワイヤ１０１，１０２，１０３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。
　尚、上記実施の形態では１対のリード７，８１，８２，８３の広幅の垂直片７ｂ，８１ｂ，８２ｂ，８３ｂと広幅の下片７ｃ，８１ｃ，８２ｃ，８３ｃとの境目相当部分に応力逃がし穴を形成することで広幅の垂直片７ｂ，８１ｂ，８２ｂ，８３ｂから下片７ｃ，８１ｃ，８２ｃ，８３ｃをさらに直角に曲げ加工する際にいっそう容易に曲げ加工できるようになる。この部分には、切り込みを入れるなどによって薄肉部を形成することでも同様の目的は達成できる。
　また、上記実施の形態では素子マウント側リード７の素子マウント部７ｆに３個の発光素子９１，９２，９３を搭載し、それらを同時に発光させるために３本１組のワイヤ接続側リード８１，８２，８３それぞれを設けたが、発光素子の個数は３個に限定されるものではなく、２個あるいは４個以上であってもよい。そしてその場合、発光素子の個数に応じて、その数と同本数のワイヤ接続側リードを設けることになる。
　さらに、本発明の実施の形態によれば、反射面２を支持体の凹部の底面に設ける例で説明したが、モールドなどの技術を用いて透明樹脂とリードフレームとを予め一体成形し、支持体の凹部に対する嵌合面となる透明樹脂の底面側に反射面２を形成する構成であってもよい。
　以上のように、本発明を上記実施の形態によって説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、ここでは記載していない様々な実施の形態等を含む。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。

Claims (4)

  1. 　内部に凹面形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中央に素子マウント部が位置するように素子マウント側リードを設置し、前記素子マウント部に隣接してワイヤ接続部が位置するように複数本のワイヤ接続側リードを設置し、前記素子マウント側リードの素子マウント部に複数個の発光素子をマウントし、前記複数個の発光素子それぞれと前記複数本のワイヤ接続側リードのワイヤ接続部それぞれとの間にワイヤをボンディングし、前記複数個の発光素子及びワイヤを前記反射面のなす凹部に充填された透明樹脂にて固定したことを特徴とする反射型発光ダイオード。
  2. 　前記素子マウント側リードは、前記支持体の反射面の開口部側を横切り、当該支持体の外側面及び底面に沿うように狭幅の上片、広幅の垂直片、広幅の下片を折り曲げたものであることを特徴とする請求項１に記載の反射型発光ダイオード。
  3. 　前記素子マウント側リードの素子マウント部には３個の発光素子を搭載し、前記ワイヤ接続側リードを３本にしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型発光ダイオード。
  4. 　前記３個の発光素子は、Ｒ、Ｇ、Ｂ３色の発光素子であることを特徴とする請求項３に記載の反射型発光ダイオード。
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