JP2007189150A - 低背ｌｅｄデバイス用リードフレーム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リード・フレームと樹脂との間の剥離や樹脂のひび割れが生じにくいとともに、ハイト（高さ）が低く１ｍｍ以下である低背ＬＥＤデバイスを提供することである。また、このような低背ＬＥＤデバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】厚さの比が２．５：１〜３．５：１である通常部２ａ，２ｂと薄肉部１と通常部とを長手方向に順に並べた長尺異形状金属材料を打抜き加工して、薄肉部にチップパッド部及びインナー・リード部３ａ〜８ａ，を形成し、通常部にアウター・リード部１２ｃ〜１２ｆを形成し、次に、樹脂製カップ部を射出成形し、その後に切断してアウター・リード部の端部を形成し、アウター・リード部を曲げない、低背ＬＥＤデバイス用リードフレームである。
【選択図】図１

Description

本発明は、背が低いＬＥＤ（発光ダイオード）デバイスを製造するための低背ＬＥＤデバイス用リードフレームに関する。また、本発明は低背ＬＥＤデバイス用リードフレームの製造方法に関する。

図７は従来のＬＥＤデバイスの正面断面図である。
厚さが均一の長尺板状金属材料をトランスファープレスを通して多段打抜き加工した後に射出成形機に通して、チップパッド部及びインナー・リード部１２ａ、１２ｂに樹脂成形して樹脂製カップ部を形成し、続いてアウター・リード部１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆを２ヶ所で９０°曲げ加工して'コ'の字に成形し、アウター・リード部の先端１２ｄ、１２ｆを樹脂製カップ部の底面１０ｄに密接させ、アウター・リード部の根元１２ｃ、１２ｅを樹脂製カップ部の側面１０ｃに平行としている。

樹脂製カップ部の上面１０ａ、内側面１０ｂ、内上面１０ｆが形成されており、内上面１０ｆに隣接してインナー・リード部１２ａ、１２ｂが互いに電気絶縁されて露出している。内側面１０ｂは、垂直ではなく、傾斜しており、上方にゆくにしたがって広がる空間を形成している。
そして、内側面１０ｂは反射面として機能している。不図示のＬＥＤチップを樹脂製カップ部の内上面に貼り付け、ＬＥＤチップの電極と対応するインナー・リード部１２ａ、１２ｂとを金線で接続するワイヤーボンディング加工が行われる。
従来のＬＥＤデバイスのハイト（高さ）は最低でも１．４ｍｍであるが、近年ではハイト（高さ）が１ｍｍを切るＬＥＤデバイスが求められている。

従来のＬＥＤデバイスについて、ハイト（高さ）を低減させようとして、リードフレームより下の樹脂部分の厚さを減少させるとともに、アウター・リード部の根元１２ｃ、１２ｅの長さを対応して短くすることを試みたところ、リードフレームに加わる曲げ応力が大きくなりすぎ、リード・フレームと樹脂との間に剥離が生じたり、樹脂にひび割れが生じたりするトラブルが生じやすい。そのため、封止のためのエポキシ樹脂が剥離部やひび割れ部を通って外部へ漏れ出しやすくＬＥＤデバイスの欠陥となり問題である。

そこで、本発明の目的は、リード・フレームと樹脂との間の剥離や樹脂のひび割れが生じにくいとともに、ハイト（高さ）が低く１ｍｍ以下である低背ＬＥＤデバイスを提供することである。また、このような低背ＬＥＤデバイスの製造方法を提供する。

発明者は上記目的を達成するため鋭意研究を進めて、従来のＬＥＤデバイスとは全く異なった発想の本発明に係るＬＥＤデバイス用リードフレームを発明するに至ったものである。

上記目的は、請求項１に係る低背ＬＥＤデバイス用リードフレーム、すなわち、
厚さの比が２．５：１〜３．５：１である通常部と薄肉部と通常部とを長手方向に順に並べた長尺異形状金属材料を打抜き加工して、薄肉部にチップパッド部及びインナー・リード部を形成し、通常部にアウター・リード部を形成し、次に、樹脂製カップ部を射出成形し、その後に切断してアウター・リード部の端部を形成し、アウター・リード部を曲げない、低背ＬＥＤデバイス用リードフレームによって、達成される。

本発明の好ましい実施態様においては、請求項２に記載のように、Ｒ、Ｇ、Ｂの３個のＬＥＤチップを取り付けることができる。

本発明のさらに好ましい実施態様においては、請求項３に記載のように、高さが１ｍｍ以下である。

また、本発明の目的は、請求項４に係る低背ＬＥＤデバイス用リードフレームの製造方法、すなわち、通常部と薄肉部の厚さの比が２．５：１〜３．５：１であり、通常部と薄肉部と通常部とを長手方向に順に並べた長尺異形状金属材料をトランスファープレス及び射出成形機に通して、打抜き加工、切断加工、及び樹脂成形加工を行い、曲げ加工を行わずに高さが１ｍｍ以下の低背ＬＥＤデバイス用リードフレームを得る低背ＬＥＤデバイス用リードフレームの製造方法によっても達成される。

アウター・リード部を曲げないので、曲げ応力が作用しない。そのため、リードフレームと樹脂との間の剥離がほとんど生じないとともに樹脂のひび割れもほとんどない。また、製造工程を短縮することができる。

アウター・リード部がインナー・リード部やチップ・パッド部に比べて板厚が厚いので放熱効果が大きい。そのために、出力のより大きなＬＥＤをのせることができる。
特に、ＬＥＤデバイスのハイト（高さ）を１ｍｍ以下にすることができ、出願人が従来製造していたＬＥＤデバイスに比べ約１／２とすることができた。そのため、液晶ディスプレイのさらなる薄型化が可能となる。

以下、本発明の実施形態の低背ＬＥＤデバイス用リードフレームについて、添付図面を参照して、詳細に説明する。

図３は、本発明の実施形態の低背ＬＥＤデバイス用リードフレームを製造するのに用いた長尺異形状金属材料の断面図であり、長手方向に直交する断面についての断面図である。
厚さが０．１５〜０．２５ｍｍ程度の薄肉部１の両側方は、厚さが０．４〜０．５ｍｍ程度の通常部２ａ、２ｂによって平行に挟まれた形状であり、下面は平坦になっているが、上面は薄肉部１がへこんでおり、段差がある。材質としては、電気伝導性や価格の点から、銅合金やステンレス鋼などを用いることができる。

図４は、図３に示した長尺異形状金属材料をトランスファープレス（多段順送りプレス機群）に通して、打抜き加工し、Ｖ字溝を形成した状態を示す断面図である。打抜き加工して、打抜き部１ａを設け、薄肉部１にインナー・リード部及びチップ・パッド部を形成し、通常部２ａ、２ｂにアウター・リード部を形成している。
また、通常部２ａ、２ｂについては、後工程で切断し、アウター・リード部の先端とすべき位置に、上面及び下面からＶ字溝５ｃ、８ｃを形成している。

図５は、図４に示した半加工の長尺異形状金属材料を射出成形機に通して、インサート・モールド加工して樹脂製カップ部を形成した状態を示す断面図である。長尺異形状金属材料の下面にはインナー・リード部の一部とチップ・パッド部を露出させ、それらの周囲に樹脂製カップ部本体を下方へ突出して形成してある。樹脂製カップ部本体は、上面１０ａ、側面１０ｃ、及び内側面である反射面１０ｂによって囲まれている。一方、長尺異形状金属材料の上面には、薄肉部１に伴うへこみ、インナー・リード部の打抜き部１ａ、及び不図示のアウター・リード部の打抜き部を充填するように樹脂成形してある。１０ｄは底面、１０ｅは樹脂注入部へこみ部を示している。樹脂製カップ部の側方からはアウター・リード部が垂直にわずかに突出し、Ｖ字溝５ｃ、８ｃが位置している。また、樹脂製カップ部の前後（長手方向）の側面には、薄肉部にインナー・リード部とわずかに離れて形成されたハンガー・リード部の端縁がわずかに食い込んで位置している。

インサート・モールド工程の後に、アウター・リード部のＶ字溝５ｃ、８ｃの位置で切断してアウター・リード部の端部を形成する。チップ・ボンディングし、エポキシ樹脂やシリコンで封止し、ＬＥＤデバイスを完成した後に、ＬＥＤデバイス自体を押して、ハンガー・リード部を樹脂製カップ部の前後の側面から除去して取り外し、ＬＥＤデバイス単品とする。

図１は本発明の実施形態の低背ＬＥＤデバイス用リードフレームの平面図であり、図２はその底面図である。図５は図１におけるＣ−Ｃ断面図であり、図６は図１におけるＤ−Ｄ断面図である。

インナー・リード部３ａ、６ａをまたいで、例えばＲ（赤色）ＬＥＤチップが載置されボンディングされる。同様に、インナー・リード部４ａ、７ａをまたいで、例えばＧ（緑色）-ＬＥＤチップが載置されボンディングされる。また、同様にインナー・リード部５ａ、８ａをまたいで、例えば、Ｂ（青色）-ＬＥＤチップを載置されボンディングされる。３色のＬＥＤチップを載置することによって、フルカラーを発光することができる。

樹脂製カップ部の上方をレンズに覆い、エポキシ樹脂等で封止することによって、低背ＬＥＤデバイスが完成する。樹脂製カップ部の側方から直角にわずかに突出しているアウター・リード部は曲げ加工せずに使用する。

低背ＬＥＤデバイス用リードフレームの平面図 低背ＬＥＤデバイス用リードフレームの底面図 低背ＬＥＤデバイス用リードフレームを製造するのに用いる長尺異形状金属材料の断面図 図３に示す長尺異形状金属材料をトランスファープレス（多段順送りプレス機群）に通して打抜き加工し、Ｖ字溝を形成した状態を示す断面図 図１におけるＣ-Ｃ断面図 図１におけるＤ-Ｄ断面図 従来のＬＥＤデバイスの正面断面図

符号の説明

１ 薄肉部
２ａ 通常部
２ｂ 通常部
３ａ インナー・リード部
４ａ インナー・リード部
５ａ インナー・リード部
６ａ インナー・リード部
７ａ インナー・リード部
８ａ インナー・リード部
１ａ 打抜き部
５ｃ Ｖ字溝
８ｃ Ｖ字溝
１０ａ 上面
１０ｂ 反射面（内側面）
１０ｃ 側面
１０ｄ 底面
１０ｅ 樹脂注入部へこみ部
１０ｆ 内上面
１２ａ インナー・リード部
１２ｂ インナー・リード部
１２ｃ アウター・リード部
１２ｄ アウター・リード部
１２ｅ アウター・リード部
１２ｆ アウター・リード部

Claims (4)

1. 厚さの比が２．５：１〜３．５：１である通常部と薄肉部と通常部とを長手方向に順に並べた長尺異形状金属材料を打抜き加工して、薄肉部にチップパッド部及びインナー・リード部を形成し、通常部にアウター・リード部を形成し、次に、樹脂製カップ部を射出成形し、その後に切断してアウター・リード部の端部を形成し、アウター・リード部を曲げない、低背ＬＥＤデバイス用リードフレーム。
2. Ｒ、Ｇ、Ｂの３個のＬＥＤチップを取り付けることができる請求項１に記載の低背ＬＥＤデバイス用リードフレーム。
3. 高さが１ｍｍ以下である請求項１または請求項２に記載の低背ＬＥＤデバイス用リードフレーム。
4. 通常部と薄肉部の厚さの比が２．５：１〜３．５：１であり、通常部と薄肉部と通常部とを長手方向に順に並べた長尺異形状金属材料をトランスファープレス及び射出成形機に通して、打抜き加工、切断加工、及び樹脂成形加工を行い、曲げ加工を行わずに高さが１ｍｍ以下の低背ＬＥＤデバイス用リードフレームを得る低背ＬＥＤデバイス用リードフレームの製造方法。
   
   

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