JP2009088534A - 発光ダイオード装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】熱伝導ピンを追加して導電と熱伝導に用いるピンを別々にすることにより、導電ピンの導電機能を向上させることが可能な発光ダイオード装置を提供する。
【解決手段】発光ダイオード装置は、チップ１０７と、チップ１０７を搭載するために用い、本体１１７と、本体１１７から外側、下側および内側に延伸された複数のピンと、を有する熱伝導リードフレーム１０１と、熱伝導リードフレーム１０１と電気的に絶縁され、本体１１７の両側で各ピンの間にそれぞれ配置された複数の導電ピン１０３と、チップ１０７と電気的に接続された一方の端部と、各導電ピン１０３と電気的に接続された他方の端部と、を有する複数の金属ワイヤ１０９，１１１と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】発光ダイオード装置は、チップ１０７と、チップ１０７を搭載するために用い、本体１１７と、本体１１７から外側、下側および内側に延伸された複数のピンと、を有する熱伝導リードフレーム１０１と、熱伝導リードフレーム１０１と電気的に絶縁され、本体１１７の両側で各ピンの間にそれぞれ配置された複数の導電ピン１０３と、チップ１０７と電気的に接続された一方の端部と、各導電ピン１０３と電気的に接続された他方の端部と、を有する複数の金属ワイヤ１０９，１１１と、を備える。
【選択図】図１
Description
本発明は、発光ダイオード装置に関し、特に、表面実装型の発光ダイオード装置に関する。
消費者が求める電子機器の携帯性に応えるため、電子機器は徐々に軽量かつ薄型となってきている。表面実装型の発光ダイオード装置は、従来の他の発光ダイオード装置と比べて小さい。そのため、電子機器の小型化の必要性に合致し、小型の液晶バックライト光源や携帯電話のキイの部分などに広く利用されている。
従来の表面実装型の発光ダイオード装置は、ＬＥＤチップ、金属搭載リードフレーム、導電ピンおよびカバーを含む。発光ダイオードチップは、少なくとも２つの電極を有する。金属搭載リードフレームは、ＬＥＤチップを搭載するために用い、ＬＥＤチップから発生された熱を基板へ伝達して放熱させるとともに、ＬＥＤチップの電極のうちの１つに電流を導電させることができる。ＬＥＤチップの他の電極は、導電ピンと電気的に接続されて電流が導電される。また、この導電ピンは、金属搭載リードフレームと絶縁された状態である。
しかし、従来の発光ダイオード装置では、金属搭載リードフレームが電流を導電させる以外に、熱伝導も行っていたため、金属搭載リードフレームの温度が上昇するに従い、金属搭載リードフレームの抵抗値が上昇し、発光ダイオードの導電効率に悪影響を与えた。
そのため、ＬＥＤチップから発生する熱を有効に伝導させるとともに、発光ダイオードの導電効率を向上させることが可能な発光ダイオード装置が求められていた。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、熱伝導ピンを追加して導電と熱伝導に用いるピンを別々にすることにより、導電ピンの導電機能を向上させることが可能な発光ダイオード装置を提供することを目的とする。
本発明のもう一つの目的は、専用の熱伝導ピンを増設してＬＥＤチップの放熱効果を向上させることが可能な発光ダイオード装置を提供することにある。
上記の課題は、チップと、前記チップを搭載するために用い、本体と、前記本体から外側、下側および内側に延伸された複数のピンと、を有する熱伝導リードフレームと、前記熱伝導リードフレームと電気的に絶縁され、前記本体の両側で各前記ピンの間にそれぞれ配置された複数の導電ピンと、前記チップと電気的に接続された一方の端部と、各前記導電ピンと電気的に接続された他方の端部と、を有する複数の金属ワイヤと、を備えることを特徴とする発光ダイオード装置により解決できる。
また、上記の課題は、チップと、前記チップを搭載するために用い、本体と、前記本体から外側、下側および内側に延伸された複数のピンと、を有する熱伝導リードフレームと、前記本体と前記チップとの間に配置され、前記本体と前記チップとの間の熱応力を緩衝させる実装基板と、前記熱伝導リードフレームと電気的に絶縁され、前記本体の両側で各前記ピンの間にそれぞれ配置された複数の導電ピンと、各前記導電ピンと前記チップとを電気的に接続させる複数の金属ワイヤと、を備えることを特徴とする発光ダイオード装置により解決できる。
前記チップを覆い、前記チップを露出させる開口を有するカバーをさらに備えることとしてもよい。
また、前記カバーは、前記本体から外側へ延伸された前記複数のピンおよび前記複数の導電ピンを穿設させることが可能な複数の貫通孔を有することとしてもよい。
また、前記開口を充填させて前記チップを覆い、蛍光粉末が分布された透明コロイドをさらに備えることとしてもよい。
また、前記複数の金属ワイヤは、第１の金属ワイヤおよび第２の金属ワイヤを含むこととしてもよい。
また、前記実装基板は、前記ＬＥＤチップの表面に対向した少なくとも１つの導電領域を有し、前記第２の金属ワイヤは、前記導電領域および各前記導電ピンと電気的に接続されていることとしてもよい。
また、前記第１の金属ワイヤは、前記チップおよび各前記導電ピンと電気的に接続されていることとしてもよい。
また、前記第１の金属ワイヤは、前記導電領域および前記チップと電気的に接続されていることとしてもよい。
本発明の発光ダイオード装置は、熱伝導ピンを増設することによりＬＥＤチップから発生される熱を有効に放熱させるとともに、導電用のピンを熱伝導に用いずに導電だけに用いるため、その抵抗値が熱による悪影響を受けることを防ぎ、これにより導電機能を向上させることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１を参照する。図１は、本発明の第１実施形態による発光ダイオード装置を示す斜視図である。この発光ダイオード装置は、ＬＥＤチップ１０７、熱伝導リードフレーム１０１、導電ピン１０３，１０５および第１の金属ワイヤ１０９，１１１を含む。ＬＥＤチップ１０７は、ＬＥＤチップ１０７の同一面にそれぞれ配置された電極１１３および電極１１５を有する。第１の金属ワイヤ１０９，１１１は、それぞれ電極１１３，１１５と電気的に接続された第１の端部と、それぞれ２つの導電ピン１０３，１０５と電気的に接続された第２の端部とを有する。
図１を参照する。図１は、本発明の第１実施形態による発光ダイオード装置を示す斜視図である。この発光ダイオード装置は、ＬＥＤチップ１０７、熱伝導リードフレーム１０１、導電ピン１０３，１０５および第１の金属ワイヤ１０９，１１１を含む。ＬＥＤチップ１０７は、ＬＥＤチップ１０７の同一面にそれぞれ配置された電極１１３および電極１１５を有する。第１の金属ワイヤ１０９，１１１は、それぞれ電極１１３，１１５と電気的に接続された第１の端部と、それぞれ２つの導電ピン１０３，１０５と電気的に接続された第２の端部とを有する。
熱伝導リードフレーム１０１は、電極１１３，１１５と電気的に絶縁され、銅などの金属材料からなってもよい。熱伝導リードフレーム１０１は、ＬＥＤチップ１０７を搭載するために用いるコア本体１１７と、コア本体１１７と接続された４つのアウターリード１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄとを有する。導電ピン１０３，１０５は、熱伝導リードフレーム１０１と電気的に絶縁されている。アウターリード１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄおよび導電ピン１０３，１０５は、図１に示すような形状に形成され、表面実装型技術により基板（図示せず）上に実装されている。
この発光ダイオード装置では、電流が導電ピン１０３，１０５から電極１１３，１１５へ流れる。ＬＥＤチップ１０７から発生した熱は、主に熱伝導リードフレーム１０１のアウターリード１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄを介して基板へ有効に伝導される。ＬＥＤチップ１０７から発生した熱は、熱伝導リードフレーム１０１のアウターリード１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄから有効に放熱されるため、熱により（熱伝導リードフレーム１０１と隔離された）導電ピン１０３，１０５の温度が高くなることを防ぐことができる。これにより、温度上昇により導電ピン１０３，１０５の抵抗値が高くなることを防止し、導電ピン１０３，１０５を用いて電流を有効に流すことができる。
図２は、本発明の第１実施形態による発光ダイオード装置を示す斜視図である。図１および図２に示すように、透光性の開口２０３を有するカバー２０１により、発光ダイオード装置が覆われている。アウターリード１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ，１０１ｄおよび導電ピン１０３，１０５は、コア本体１１７から外側に向かって延伸され、カバー２０１に設けられた貫通孔に穿設されている。
ＬＥＤチップ１０７から発生された光線は、カバー２０１により反射、集光および混合が行われた後、開口２０３を介して外部に放射される。開口２０３には、その中にあるＬＥＤチップ１０７を保護するために、透光性のシール材（ｓｅａｌｉｎｇ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）２０５が充填されている。このシール材２０５は、エポキシ樹脂、アクリルまたはシリカゲルからなってもよい。さらに、必要に応じてシール材２０５に蛍光粉末を加え、光線の色を変化させてもよい。
（第２実施形態）
図３を参照する。図３は、本発明の第２実施形態による発光ダイオード装置を示す斜視図である。この発光ダイオード装置は、ＬＥＤチップ３０７、熱伝導リードフレーム３０１、導電ピン３０３，３０５、第１の金属ワイヤ３０９，３１１、第２の金属ワイヤ３１９，３２５および実装基板３１７を含む。このＬＥＤチップ３０７は、２つの電極３１３，３１５を有する。これら２つの電極３１３，３１５は、ＬＥＤチップ３０７の同一面に配置され、実装基板３１７は、２つの導電領域３２１，３２３を有する。熱伝導リードフレーム３０１は、ＬＥＤチップ３０７を搭載するために用いるコア本体３２７と、コア本体３２７に接続された４つのアウターリード３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄとを含む。
図３を参照する。図３は、本発明の第２実施形態による発光ダイオード装置を示す斜視図である。この発光ダイオード装置は、ＬＥＤチップ３０７、熱伝導リードフレーム３０１、導電ピン３０３，３０５、第１の金属ワイヤ３０９，３１１、第２の金属ワイヤ３１９，３２５および実装基板３１７を含む。このＬＥＤチップ３０７は、２つの電極３１３，３１５を有する。これら２つの電極３１３，３１５は、ＬＥＤチップ３０７の同一面に配置され、実装基板３１７は、２つの導電領域３２１，３２３を有する。熱伝導リードフレーム３０１は、ＬＥＤチップ３０７を搭載するために用いるコア本体３２７と、コア本体３２７に接続された４つのアウターリード３０１ａ，３０１ｂ，３０１ｃ，３０１ｄとを含む。
図３に示すように、本発明の第２実施形態による発光ダイオード装置は、第１実施形態の発光ダイオード装置と異なり、熱伝導リードフレーム３０１とＬＥＤチップ３０７との間に実装基板３１７が増設されている。第１の金属ワイヤ３０９，３１１は、２つの電極３１３，３１５と電気的に接続された第１の端部と、２つの導電領域３２３，３２１と電気的に接続された第２の端部とを有する。導電領域３２３，３２１は、第２の金属ワイヤ３１９，３２５を介して導電ピン３０３，３０５と電気的に接続されている。
この実装基板３１７は、ＬＥＤチップ３０７に近い熱膨張係数を有する材料（例えば、金属と発光ダイオードとの間の熱膨張係数を有する材料）からなり、熱緩衝作用を有する。実装基板３１７とＬＥＤチップ３０７とは熱膨張係数が近いため、ＬＥＤチップ３０７および熱伝導リードフレーム３０１に、熱膨張の違いによる応力が発生することを防止することができる。
図４を参照する。図４は、本発明の第２実施形態による透光性の開口４０３を有するカバー４０１が上に配置された発光ダイオード装置を示す斜視図である。カバー４０１の構造および作用は、第１実施形態のカバー２０１と同じであるため、ここでは繰り返して述べない。
（第３実施形態）
図５を参照する。図５は、本発明の第３実施形態による発光ダイオード装置を示す斜視図である。この発光ダイオード装置は、ＬＥＤチップ５０７、熱伝導リードフレーム５０１、導電ピン５０３，５０５、第１の金属ワイヤ５０９、第２の金属ワイヤ５１１および実装基板５１９を含む。熱伝導リードフレーム５０１は、ＬＥＤチップ５０７を搭載するために用いるコア本体５１７と、コア本体５１７に接続された４つのアウターリード５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃ，５０１ｄとを含む。
図５を参照する。図５は、本発明の第３実施形態による発光ダイオード装置を示す斜視図である。この発光ダイオード装置は、ＬＥＤチップ５０７、熱伝導リードフレーム５０１、導電ピン５０３，５０５、第１の金属ワイヤ５０９、第２の金属ワイヤ５１１および実装基板５１９を含む。熱伝導リードフレーム５０１は、ＬＥＤチップ５０７を搭載するために用いるコア本体５１７と、コア本体５１７に接続された４つのアウターリード５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃ，５０１ｄとを含む。
図５に示すように、本発明の第３実施形態による発光ダイオード装置は、上述した実施形態と異なり、ＬＥＤチップ５０７の一方の電極５１３がＬＥＤチップ５０７上に配置され、他方の電極（図示せず）が実装基板５１９とＬＥＤチップ５０７との間に配置され、実装基板５１９の導電領域５１５を介して第２の金属ワイヤ５１１の一方の端部と電気的に接続され、第２の金属ワイヤ５１１の他方の端部が導電ピン５０５と接続されている。
図６を参照する。図６は、本発明の第３実施形態による透光性の開口６０３を有するカバー６０１が上に配置された発光ダイオード装置を示す斜視図である。カバー６０１の構造および作用は、図２に示す第１実施形態のカバー２０１と同じであるため、ここでは繰り返して述べない。
上述したことから分かるように、本発明の発光ダイオード装置は、熱伝導ピンを増設することによりＬＥＤチップから発生される熱を有効に放熱させるとともに、導電ピンと放熱リードフレームとを離間させ、導電ピンを導電だけに用いることにより、導電ピンが熱による悪影響を受けて抵抗値が上昇することを防ぐことができる。そして、これにより導電機能を向上させることができる。
以上、当該分野の技術を熟知するものが理解できるように本発明の好適な実施形態を開示したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈される。
１０１ 熱伝導リードフレーム
１０１ａ アウターリード
１０１ｂ アウターリード
１０１ｃ アウターリード
１０１ｄ アウターリード
１０３ 導電ピン
１０５ 導電ピン
１０７ ＬＥＤチップ
１０９ 第１の金属ワイヤ
１１１ 第１の金属ワイヤ
１１３ 電極
１１５ 電極
１１７ コア本体
２０１ カバー
２０３ 開口
２０５ シール材
３０１ 熱伝導リードフレーム
３０１ａ アウターリード
３０１ｂ アウターリード
３０１ｃ アウターリード
３０１ｄ アウターリード
３０３ 導電ピン
３０５ 導電ピン
３０７ ＬＥＤチップ
３０９ 第１の金属ワイヤ
３１１ 第１の金属ワイヤ
３１３ 電極
３１５ 電極
３１７ 実装基板
３１９ 第２の金属ワイヤ
３２１ 導電領域
３２３ 導電領域
３２５ 第２の金属ワイヤ
３２７ コア本体
４０１ カバー
４０３ 開口
５０１ 熱伝導リードフレーム
５０１ａ アウターリード
５０１ｂ アウターリード
５０１ｃ アウターリード
５０１ｄ アウターリード
５０３ 導電ピン
５０５ 導電ピン
５０７ ＬＥＤチップ
５０９ 第１の金属ワイヤ
５１１ 第２の金属ワイヤ
５１３ 電極
５１５ 導電領域
５１７ コア本体
５１９ 実装基板
６０１ カバー
６０３ 開口
１０１ａ アウターリード
１０１ｂ アウターリード
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１０３ 導電ピン
１０５ 導電ピン
１０７ ＬＥＤチップ
１０９ 第１の金属ワイヤ
１１１ 第１の金属ワイヤ
１１３ 電極
１１５ 電極
１１７ コア本体
２０１ カバー
２０３ 開口
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３０１ 熱伝導リードフレーム
３０１ａ アウターリード
３０１ｂ アウターリード
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３０１ｄ アウターリード
３０３ 導電ピン
３０５ 導電ピン
３０７ ＬＥＤチップ
３０９ 第１の金属ワイヤ
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３１３ 電極
３１５ 電極
３１７ 実装基板
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３２１ 導電領域
３２３ 導電領域
３２５ 第２の金属ワイヤ
３２７ コア本体
４０１ カバー
４０３ 開口
５０１ 熱伝導リードフレーム
５０１ａ アウターリード
５０１ｂ アウターリード
５０１ｃ アウターリード
５０１ｄ アウターリード
５０３ 導電ピン
５０５ 導電ピン
５０７ ＬＥＤチップ
５０９ 第１の金属ワイヤ
５１１ 第２の金属ワイヤ
５１３ 電極
５１５ 導電領域
５１７ コア本体
５１９ 実装基板
６０１ カバー
６０３ 開口
Claims (9)
- チップと、
前記チップを搭載するために用い、本体と、前記本体から外側、下側および内側に延伸された複数のピンと、を有する熱伝導リードフレームと、
前記熱伝導リードフレームと電気的に絶縁され、前記本体の両側で各前記ピンの間にそれぞれ配置された複数の導電ピンと、
前記チップと電気的に接続された一方の端部と、各前記導電ピンと電気的に接続された他方の端部と、を有する複数の金属ワイヤと、を備えることを特徴とする発光ダイオード装置。 - チップと、
前記チップを搭載するために用い、本体と、前記本体から外側、下側および内側に延伸された複数のピンと、を有する熱伝導リードフレームと、
前記本体と前記チップとの間に配置され、前記本体と前記チップとの間の熱応力を緩衝させる実装基板と、
前記熱伝導リードフレームと電気的に絶縁され、前記本体の両側で各前記ピンの間にそれぞれ配置された複数の導電ピンと、
各前記導電ピンと前記チップとを電気的に接続させる複数の金属ワイヤと、を備えることを特徴とする発光ダイオード装置。 - 前記チップを覆い、前記チップを露出させる開口を有するカバーをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の発光ダイオード装置。
- 前記カバーは、前記本体から外側へ延伸された前記複数のピンおよび前記複数の導電ピンを穿設させることが可能な複数の貫通孔を有することを特徴とする請求項３に記載の発光ダイオード装置。
- 前記開口を充填させて前記チップを覆い、蛍光粉末が分布された透明コロイドをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の発光ダイオード装置。
- 前記複数の金属ワイヤは、第１の金属ワイヤおよび第２の金属ワイヤを含むことを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオード装置。
- 前記実装基板は、前記ＬＥＤチップの表面に対向した少なくとも１つの導電領域を有し、
前記第２の金属ワイヤは、前記導電領域および各前記導電ピンと電気的に接続されていることを特徴とする請求項６に記載の発光ダイオード装置。 - 前記第１の金属ワイヤは、前記チップおよび各前記導電ピンと電気的に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の発光ダイオード装置。
- 前記第１の金属ワイヤは、前記導電領域および前記チップと電気的に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の発光ダイオード装置。
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