JP2006004975A - Lead frame for led and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lead frame for LED which can form a deep lamp house without deformation of periphery. <P>SOLUTION: A recess is formed on the front surface of the lead frame 1 in the shape of different stripes including a groove 1b at the rear surface thereof with implementation of the press work using a molding punch 3. Moreover, a metal raw material existing in the space of recess is pushed toward the space provided between a couple of projected areas 5a, 5b formed to a receiving die 5. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ＬＥＤ用リードフレーム及びその製造方法に関し、特に、ＬＥＤを配置する凹部を深く形成できるＬＥＤ用リードフレーム及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to an LED lead frame and a method for manufacturing the same, and more particularly to an LED lead frame and a method for manufacturing the LED that can deeply form a recess in which an LED is disposed.

従来、ＬＥＤを配置するための凹部（ランプハウス）を有するＬＥＤ用リードフレームは、金属板に切削加工あるいは放電加工を施し、ランプハウスの形状に加工していた。
また、コイニング加工（圧印加工）により、浅い凹凸のある模様を刻んだ金型をプレスにより金属板に押し付けてその模様を板材表面に転写する方法も行われていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−６６２９６号公報 Conventionally, an LED lead frame having a recess (lamp house) for arranging LEDs has been processed into a lamp house shape by subjecting a metal plate to cutting or electric discharge machining.
In addition, a method in which a mold engraved with a shallow unevenness is pressed against a metal plate by pressing by coining (coining) (see, for example, Patent Document 1). .
JP 2004-66296 A

しかしながら、金属材料に切削加工、放電加工を施しランプハウスを成形する方法は、膨大な加工時間が掛かるため、大量生産には適していない。   However, a method of forming a lamp house by performing cutting or electric discharge machining on a metal material is not suitable for mass production because it takes a huge amount of machining time.

また、コイニング加工でランプハウスを成形する方法は、浅い凹部しか形成することができず、ランプハウスの大きさ、深さに限界があった。   Further, the method of forming a lamp house by coining can only form shallow recesses, and there is a limit to the size and depth of the lamp house.

具体的には、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、銅製の平条リードフレーム５１（１．０ｍｍの板厚）を使用し、成形パンチ５３により０．０５ｍｍ程度の深さのランプハウスを形成する場合には、ランプハウスの窪みの部分の素材（銅）が周囲へ押し出され、変形部５１ａが形成される。この際、ランプハウスを深く形成しようとすればするほど、周囲へ押し出される素材（銅）の量は多くなり、リードフレーム周囲の変形が大きくなってしまう。   Specifically, as shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b), a copper flat strip lead frame 51 (1.0 mm plate thickness) is used, and the molding punch 53 has a depth of about 0.05 mm. In the case of forming a lamp house, the material (copper) in the recessed portion of the lamp house is pushed out to the surroundings to form the deformed portion 51a. At this time, as the lamp house is formed deeper, the amount of material (copper) pushed out to the periphery increases, and the deformation around the lead frame increases.

従って、本発明の目的は、周囲が変形することなくランプハウスを深く形成できるＬＥＤ用リードフレーム及び低コストで大量生産が可能なＬＥＤ用リードフレームの製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an LED lead frame capable of forming a lamp house deeply without deformation of the surroundings, and an LED lead frame manufacturing method capable of mass production at low cost.

上記目的を達成するため、本発明のＬＥＤ用リードフレームは、板状のフレームに、ランプハウスとなる凹部を設けた金属製ＬＥＤ用リードフレームであって、前記フレームの厚さが０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲であり、前記凹部の深さが０．１〜１．５ｍｍの範囲であることを特徴とする。   To achieve the above object, the LED lead frame of the present invention is a metal LED lead frame having a plate-like frame provided with a recess serving as a lamp house, and the thickness of the frame is 0.5 mm to It is the range of 3.0 mm, The depth of the said recessed part is the range of 0.1-1.5 mm, It is characterized by the above-mentioned.

前記フレームの厚さが１．５ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲であり、前記凹部の深さが０．３〜１．２ｍｍの範囲であることが好ましい。   The thickness of the frame is preferably in the range of 1.5 mm to 2.5 mm, and the depth of the recess is preferably in the range of 0.3 to 1.2 mm.

前記凹部が半円錐状の反射面を有していることが望ましい。   It is desirable that the concave portion has a semiconical reflecting surface.

また、本発明のＬＥＤ用リードフレームの製造方法は、裏面に溝部を有する異形条の金属製リードフレームの表面に、金型を用いたプレス加工を施して凹部を形成すると共に、前記凹部の空間に存在していた金属素材を前記溝部の空間へ押し出すことによってランプハウスを形成することを特徴とする。   In addition, in the method for manufacturing an LED lead frame of the present invention, a recess is formed on the surface of a deformed strip metal lead frame having a groove on the back surface by pressing using a mold. A lamp house is formed by extruding a metal material existing in the space into the space of the groove.

前記凹部の空間の体積と前記金属素材が前記溝部の空間へ押し出されることにより形成された移動形成部の体積が等しいものとすることができる。   The volume of the space of the concave portion and the volume of the movement forming portion formed by pushing the metal material into the space of the groove portion may be equal.

本発明によれば、周囲が変形することなくランプハウスを深く形成できるＬＥＤ用リードフレームを低コストで大量に提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lead frame for LED which can form a lamp house deeply without the periphery deform | transforming can be provided in large quantities at low cost.

以下に、本発明のＬＥＤ用リードフレームの一実施形態について図面を参照しながら説明する。   An embodiment of an LED lead frame according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、本実施形態に用いる異形条リードフレームを示したものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は裏面図である。この異形条リードフレーム１は、銅を主体とした合金からなり、長尺状の板材の長手方向に沿って２つの突出部１ａを有しており、断面逆凹状の形状になっている。   FIG. 1 shows a deformed lead frame used in the present embodiment, where (a) is a plan view, (b) is a sectional view, and (c) is a back view. This deformed strip lead frame 1 is made of an alloy mainly composed of copper, has two projecting portions 1a along the longitudinal direction of the long plate material, and has a reverse concave shape in cross section.

次に、図２により、この異形条リードフレーム１にランプハウスを形成する方法について説明する。
まず、２つの突起部５ａを有する受けダイ５を用意する。２つの突起部５ａ，５ｂは異形条リードフレーム１の溝部１ｂに嵌合するように形成されている（図２（ａ））。次に、順送金型としての受けダイ５に異形条リードフレーム１を嵌装し、上方から成形パンチ３を降下させる（図２（ｂ））。成形パンチ３は、降下させた際にその先端が受けダイ５に設けられた２つの突起部５ａ、５ｂの間に位置するように配置されている。なお、成形パンチ３を降下させた後の状態の図２（ｂ）におけるＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図をそれぞれ、図３（ａ）、（ｂ）に示す。 Next, a method for forming a lamp house on the deformed strip lead frame 1 will be described with reference to FIG.
First, a receiving die 5 having two protrusions 5a is prepared. The two protrusions 5a and 5b are formed so as to be fitted into the groove 1b of the deformed lead frame 1 (FIG. 2A). Next, the deformed lead frame 1 is fitted into a receiving die 5 as a progressive die, and the molding punch 3 is lowered from above (FIG. 2B). When the molding punch 3 is lowered, the molding punch 3 is arranged so that its tip is located between the two projections 5 a and 5 b provided on the receiving die 5. In addition, the AA sectional view and BB sectional view in FIG.2 (b) of the state after lowering | hanging the shaping | molding punch 3 are shown to Fig.3 (a), (b), respectively.

成形パンチ３でプレスすることにより、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、平面であった異形条リードフレーム１の上面側に四角形のくぼみ（凹部）が形成され、その下部の溝部に素材が押し出される。   By pressing with the forming punch 3, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), a rectangular recess (recess) is formed on the upper surface side of the deformed strip lead frame 1, which is a flat surface. The material is pushed out.

即ち、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、空隙部６を有する異形条リードフレーム１は、成形パンチによりくぼみ、カップ部７が形成されると共に、その部分に存在していた素材が空隙部６に移動して移動形成部８をなす。   That is, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the deformed strip lead frame 1 having the gap portion 6 is recessed by the molding punch to form the cup portion 7, and the material existing in that portion. Moves to the gap 6 to form the movement forming portion 8.

ここで、上面側のカップ部７の体積と下面側の空隙部６内部で盛り上がってきた移動形成部８の体積が同じになるように設定することにより、加工内部応力（内部歪）を小さくすることが出来る。   Here, the internal stress (internal strain) is reduced by setting the volume of the cup portion 7 on the upper surface side and the volume of the movement forming portion 8 rising inside the gap portion 6 on the lower surface side to be the same. I can do it.

図５に、成形後に得られた異形条リードフレーム１の形状を示す。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は裏面図である。（ａ）に示す形状の上面側くぼみをランプハウスとして使用するので、（ｃ）に示すように、上面側くぼみの寸法Ａを下面の移動形成部８の寸法Ｂより小さくし、順送金型内の次の段階にて、寸法Ｂより小さなサイズの寸法Ｃにて抜き落とすことにより、周囲全体に壁のあるランプハウスを有したＬＥＤ用リードフレームが製造できる。   FIG. 5 shows the shape of the deformed strip lead frame 1 obtained after molding. (A) is a top view, (b) is BB sectional drawing of (a), (c) is a back view. Since the upper surface side recess having the shape shown in (a) is used as a lamp house, as shown in (c), the size A of the upper surface side recess is made smaller than the size B of the movement forming portion 8 on the lower surface, and the inside of the progressive die In the next stage, the LED lead frame having a lamp house with a wall around the entire periphery can be manufactured by removing the dimension C having a size smaller than the dimension B.

図６に、得られたＬＥＤ用リードフレーム１０の形状を示す。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。   FIG. 6 shows the shape of the obtained LED lead frame 10. (A) is a top view, (b) is BB sectional drawing of (a).

前述した方法にてＬＥＤリードフレームを製造する場合、成形パンチの先端形状がランプハウスの形状となるので、先端形状を変えることにより、様々なカップ形状を有するＬＥＤ用リードフレームを製造することが可能となる。   When manufacturing LED lead frames by the method described above, the shape of the tip of the molding punch becomes the shape of a lamp house. By changing the shape of the tip, LED lead frames with various cup shapes can be manufactured. It becomes.

図７に、異なるカップ部７’を有するＬＥＤ用リードフレーム２０を示す。（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。このＬＥＤ用リードフレーム２０では、カップ部７’の内面に半円錐状の反射面１５が形成されている。この反射面１５の形状を変化させることによって、カップ部７’に配置したＬＥＤから出力する光を反射面１５で反射させて上方に集光することができ、光の集光性に優れたものとすることができる。   FIG. 7 shows an LED lead frame 20 having different cup portions 7 ′. (A) is a top view, (b) is BB sectional drawing of (a). In the LED lead frame 20, a semiconical reflecting surface 15 is formed on the inner surface of the cup portion 7 '. By changing the shape of the reflecting surface 15, the light output from the LED disposed in the cup portion 7 ′ can be reflected by the reflecting surface 15 and condensed upward, and has excellent light collecting properties. It can be.

以上説明したように、本実施形態のＬＥＤ用リードフレームでは、ランプハウスとなるくぼみ部分の素材を材料異形条の溝部へ押し出すことによって、ランプハウスを成形するものであるため、ランプハウスの形状、体積により、材料の寸法を適切に設計することが必要となる。逆に言えば、素材の異形条の寸法を適切に設計することによって大きなランプハウスを加工することが可能となる。例えば、リードフレーム全体の厚さは、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍ程度、ランプハウスの深さは０．１〜１．５ｍｍ程度が望ましい。
但し、放熱性に優れているものとするためには、リードフレーム全体の厚さが１．５〜２．５ｍｍ、ランプハウスの深さは０．３〜１．２ｍｍ程度のものにすることが好ましい。 As described above, in the LED lead frame of the present embodiment, the lamp house is formed by extruding the material of the indented portion to be the lamp house into the groove portion of the material irregular shape, so the shape of the lamp house, Depending on the volume, it is necessary to properly design the dimensions of the material. In other words, it is possible to process a large lamp house by appropriately designing the dimensions of the profile strip. For example, the thickness of the entire lead frame is desirably about 0.5 mm to 3.0 mm, and the depth of the lamp house is desirably about 0.1 to 1.5 mm.
However, in order to have excellent heat dissipation, the thickness of the entire lead frame should be about 1.5 to 2.5 mm, and the depth of the lamp house should be about 0.3 to 1.2 mm. preferable.

このように、本実施形態のＬＥＤ用リードフレームでは、材料の異形条の寸法によりランプハウスくぼみ部の深さと大きさをコントロールできるため、大きなサイズのものが製造可能となる。具体的には、ランプハウスの深さとして、異形条を使用せずにコイニング加工で製造する場合には０．１ｍｍ程度が限界であるが、本発明の加工方法で行う場合にはその１０倍程度の深さは十分に可能となる。   As described above, the LED lead frame of the present embodiment can be manufactured in a large size because the depth and size of the lamp house indentation can be controlled by the dimensions of the irregular shape of the material. Specifically, the depth of the lamp house is limited to about 0.1 mm when manufactured by coining without using a deformed strip, but it is 10 times that when using the processing method of the present invention. The depth of the degree is sufficiently possible.

また、ランプハウスくぼみ部の深さと大きさをコントロールできるため、ランプハウスとヒートシンクが一体となったＬＥＤ用リードフレームを大量生産することが可能となり、照明用等高輝度ＬＥＤの量産に大きく貢献できる。   In addition, since the depth and size of the lamp house recess can be controlled, it is possible to mass-produce LED lead frames in which the lamp house and heat sink are integrated, which can greatly contribute to the mass production of high-brightness LEDs for lighting, etc. .

更に、金属材料を用いたランプハウスであることから、各種金属のめっき加工が容易であり、光の反射率を向上させることができる。また、熱伝導率も良好であることから、高い放熱性を得ることができる。   Furthermore, since it is a lamp house using a metal material, various metal plating processes are easy, and the light reflectance can be improved. Moreover, since heat conductivity is also favorable, high heat dissipation can be obtained.

また、プレス加工で製造することから、同品質のものを大量に低コストで生産することが可能である。   Moreover, since it manufactures by press work, the thing of the same quality can be produced in large quantities at low cost.

以上本実施形態では、ＬＥＤ用リードフレームの素材として銅合金を用いた例を説明したが、アルミ、鉄系等、他の金属材料でも実施可能である。   As described above, in the present embodiment, an example in which a copper alloy is used as the material of the LED lead frame has been described. However, other metal materials such as aluminum and iron can be used.

また、本実施形態では、断面逆凹状の異形条リードフレームを用いた例を説明したが、この形状に限定されることなく、例えば、図８に示すような溝部１７及びテーパ部１８を有する断面形状の異形条リードフレーム１１、図９に示すような溝部２７及び突起部２３を有する断面形状の異形条リードフレーム２１、図１０に示すような突起部３３、溝部３７及びテーパ部３８を有する断面形状の異形条リードフレーム３１を用いても良い。   In the present embodiment, an example using a deformed lead frame having an inverted concave cross section has been described. However, the present invention is not limited to this shape. For example, a cross section having a groove portion 17 and a taper portion 18 as shown in FIG. The deformed strip lead frame 11 having a shape, a sectional strip lead frame 21 having a groove portion 27 and a projection portion 23 as shown in FIG. 9, and a cross section having a projection portion 33, a groove portion 37 and a taper portion 38 as shown in FIG. A deformed strip lead frame 31 having a shape may be used.

本実施形態で用いる異形条リードフレームを示したものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は裏面図である。The deformed lead frame used in this embodiment is shown, (a) is a plan view, (b) is a sectional view, and (c) is a back view. 本実施形態に用いる異形条リードフレームを用いてランプハウスを形成する方法について説明する図であり、（ａ）は成形前、（ｂ）は成形後の状態を表す斜視図である。It is a figure explaining the method of forming a lamp house using the deformed strip lead frame used for this embodiment, (a) is a perspective view showing the state after fabrication, and (b). 図２（ｂ）の断面図であり、（ａ）はＡ−Ａ断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。It is sectional drawing of FIG.2 (b), (a) is AA sectional drawing, (b) is BB sectional drawing. 本実施形態の異形条リードフレームを用いてランプハウスを形成する方法について説明する図であり、（ａ）は成形前、（ｂ）は成形後の異形条リードフレームを表す断面図である。It is a figure explaining the method of forming a lamp house using the deformed strip lead frame of this embodiment, (a) is a sectional view showing the deformed strip lead frame before fabrication, and (b). 成形後に得られた異形条リードフレーム１の形状を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は裏面図である。It is a figure which shows the shape of the deformed strip lead frame 1 obtained after shaping | molding, (a) is a top view, (b) is BB sectional drawing of (a), (c) is a back view. 本実施形態のＬＥＤ用リードフレームの形状を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。It is a figure which shows the shape of the lead frame for LED of this embodiment, (a) is a top view, (b) is BB sectional drawing of (a). 他の実施形態のＬＥＤ用リードフレームの形状を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。It is a figure which shows the shape of the lead frame for LED of other embodiment, (a) is a top view, (b) is BB sectional drawing of (a). 他の実施形態で用いる異形条リードフレームを示した断面図である。It is sectional drawing which showed the deformed strip lead frame used in other embodiment. 他の実施形態で用いる異形条リードフレームを示した断面図である。It is sectional drawing which showed the deformed strip lead frame used in other embodiment. 他の実施形態で用いる異形条リードフレームを示した断面図である。It is sectional drawing which showed the deformed strip lead frame used in other embodiment. 従来の平条リードフレームによるランプハウスを製造方法を説明する図であり、（ａ）は成形前、（ｂ）は成形後の断面図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the lamp house by the conventional flat lead frame, (a) is before shaping | molding, (b) is sectional drawing after shaping | molding.

符号の説明Explanation of symbols

１ 異形条リードフレーム
１ａ 突起部
１ｂ 溝部
３ 成形パンチ
５ 受けダイ
５ａ，５ｂ 突起部
６ 空隙部
７，７’ カップ部
８ 移動形成部
１０ ＬＥＤ用リードフレーム
１１ 異形条リードフレーム
１５ 反射面
１８ テーパ部
２０ ＬＥＤ用リードフレーム
２１ 異形条リードフレーム
２３ 突起部
３１ 異形条リードフレーム
３３ 突起部
３８ テーパ部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Deformed lead frame 1a Protrusion part 1b Groove part 3 Molding punch 5 Receiving die 5a, 5b Protrusion part 6 Cavity part 7, 7 'Cup part 8 Movement formation part 10 LED lead frame 11 Deformed lead frame 15 Reflective surface 18 Taper part 20 LED lead frame 21 Deformed lead frame 23 Protrusion 31 Deformed lead frame 33 Protrusion 38 Taper

Claims (5)

板状のフレームに、ランプハウスとなる凹部を設けた金属製ＬＥＤ用リードフレームであって、前記フレームの厚さが０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲であり、前記凹部の深さが０．１〜１．５ｍｍの範囲であることを特徴とするＬＥＤ用リードフレーム。   A metal LED lead frame having a plate-like frame provided with a recess serving as a lamp house, wherein the thickness of the frame is in the range of 0.5 mm to 3.0 mm, and the depth of the recess is 0.00. An LED lead frame having a range of 1 to 1.5 mm. 前記フレームの厚さが１．５ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲であり、前記凹部の深さが０．３〜１．２ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ用リードフレーム。   2. The LED lead frame according to claim 1, wherein a thickness of the frame is in a range of 1.5 mm to 2.5 mm, and a depth of the concave portion is in a range of 0.3 to 1.2 mm. 前記凹部が半円錐状の反射面を有していることを特徴とする請求項１又は２記載のＬＥＤ用リードフレーム。   3. The LED lead frame according to claim 1, wherein the concave portion has a semiconical reflecting surface. 裏面に溝部を有する異形条の金属製リードフレームの表面に、金型を用いたプレス加工を施して凹部を形成すると共に、前記凹部の空間に存在していた金属素材を前記溝部の空間へ押し出すことによってランプハウスを形成することを特徴とするＬＥＤ用リードフレームの製造方法。   On the surface of the metal lead frame having a deformed strip having a groove on the back surface, press working using a mold is performed to form a recess, and the metal material existing in the space of the recess is pushed out to the space of the groove. A method of manufacturing a lead frame for an LED, wherein a lamp house is formed. 前記凹部の空間の体積と前記金属素材が前記溝部の空間へ押し出されることにより形成された移動形成部の体積が等しいことを特徴とする請求項４記載のＬＥＤ用リードフレームの製造方法。   5. The method for manufacturing an LED lead frame according to claim 4, wherein the volume of the concave portion is equal to the volume of the movement forming portion formed by pushing the metal material into the space of the groove.
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