JP2936244B2 - Led照明具 - Google Patents

Led照明具

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JP2936244B2
JP2936244B2 JP12171893A JP12171893A JP2936244B2 JP 2936244 B2 JP2936244 B2 JP 2936244B2 JP 12171893 A JP12171893 A JP 12171893A JP 12171893 A JP12171893 A JP 12171893A JP 2936244 B2 JP2936244 B2 JP 2936244B2
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博昭 村田
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    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched

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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はLED照明具に関し、
さらに詳細にいえば、プリント基板に装着されたLED
チップをレンズ特性を有する樹脂モールドにて包囲して
なるLED照明具に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から屋外照明灯、警告灯、車両用灯
具、ディスプレイ装置等の構成要素として、プリント基
板にLEDチップを搭載してなるLED照明具が種々提
案されている。最も簡単な構成のLED照明具は、必要
個数のLEDディスクリートランプ31をプリント基板
32の該当位置に取付け、半田付けしてなるものである
(図3参照)。
【0003】また、プリント基板41に直接LEDチッ
プ42を装着し、さらに反射板43、レンズ板44をこ
の順に貼り合せてなる構成のLED照明具が提案されて
いる(図4参照)。この構成のLED照明具を採用する
場合には、LEDチップ42のみをプリント基板41に
装着するだけでよいから、LEDディスクリートランプ
を製造するための工程を不要にでき、しかも、LEDチ
ップ42が直接プリント基板41に装着されているの
で、放熱性を高めることができる。
【0004】さらに、金属ベースのプリント基板51の
所定位置に絞り加工による凹所52を形成して、各凹所
52にLEDチップ53を装着し、プリント基板51に
対してレンズ板54を貼り付けてなる構成のLED照明
具が提案されている(図5参照)。この構成のLED照
明具を採用する場合には、凹所52が反射板を兼ねるの
であるから、光照射効率を低下させることなく反射板を
省略することができる。
【0005】さらにまた、プリント基板に対するレンズ
板の貼り付けを不要にするために、LEDチップ62の
近傍においてプリント基板61を貫通する1対の貫通孔
63を形成し、プリント基板61を挟んで1対の成形型
64,65を配置し、湯溜り側のキャビティ65aから
貫通孔63を通してモールド用の合成樹脂をレンズ側の
キャビティ64aに導いてレンズ特性を有する樹脂モー
ルドを形成する方法が提案されている(図6および特公
平3−60189号公報参照)。
【0006】この方法により得られたLED照明具は、
成形型64,65を位置決めすることにより自動的に光
軸合せが達成でき、しかも接着剤による貼り付け作業が
不要であるから、製造作業を簡素化できる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図3の構成の
LED照明具を採用した場合には、必要個数のLEDデ
ィスクリートランプ31を製造する工程のほかに、各L
EDディスクリートランプ31をプリント基板32の該
当位置に取付け、半田付けする工程が必要であり、全体
としてLED照明具を製造するための手間が多くなって
しまう。また、全てのLEDディスクリートランプ31
の光軸合せを行なうことが著しく困難であるという不都
合もある。さらには、LEDディスクリートランプ31
が、その引出しリードを介してプリント基板32に半田
付けされているだけであるから、放熱性を高めることが
できないという不都合もある。
【0008】図4の構成のLED照明具を採用した場合
には、反射板43、レンズ板44の貼り付け作業が必須
であり、しかも、各LEDチップ42とレンズ板44と
の光軸合せを行なうことが必要であるから、全体として
LED照明具を製造するための手間が多くなってしまう
とともに、製造作業が困難になってしまう。また、各板
を接着剤で貼り付ける場合には、接着剤層に気泡が混入
し易いという不都合がある。さらに、プリント基板4
1、反射板43、レンズ板44のサイズが大きくなる
と、各板の熱膨張の差に起因してプリント基板41に曲
り、反りが生じてしまうという不都合もある。
【0009】図5の構成のLED照明具を採用した場合
には、接着剤層に気泡が混入し易いという不都合、各L
EDチップ53とレンズ板54との光軸合せが必要であ
り、LED照明具の製造作業が困難になってしまうとい
う不都合を解消することはできない。さらに、両板の熱
膨張の差に起因してプリント基板41に曲り、反りが生
じてしまうという不都合も解消することができない。
【0010】図6の構成のLED照明具を採用した場合
には、プリント基板自体が何ら集光機能を有していない
のであるから、LED照明具全体としての光取出し効率
を高めることができないという不都合がある。また、湯
溜り側のキャビティ65aから1対の貫通孔63を通し
てレンズ側のキャビティ64aにモールド用の合成樹脂
が流入するのであるから、一方の貫通孔63を通してレ
ンズ側のキャビティ64aに流入する合成樹脂と他方の
貫通孔を通してレンズ側のキャビティ64aに流入する
合成樹脂とが衝突し合い、衝突に起因して樹脂モールド
のレンズ側にウェルドラインが発生する。そして、レン
ズ側にウェルドラインが発生すると、LEDチップ62
から放射される光がウェルドラインによって反射され、
あるいは屈折されることになり、LED照明具全体とし
ての光取出し効率が一層低下してしまうという不都合が
ある。さらに、両成形型によるプレス圧、射出時の樹脂
圧、温度に耐え得るように十分な厚肉のプリント基板を
採用しなければならず、この結果、LED照明具が大型
化してしまうという不都合もある。
【0011】
【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、光取出し効率を高めることができるとと
もに、製造作業を簡素化できるLED照明具を提供する
ことを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項1のLED照明具は、所定位置に絞り加工
による複数個の凹所が形成されてなる金属ベースのプリ
ント基板に対して、各凹所に位置するようにLEDチッ
プが装着されてあるとともに、各LEDチップの近傍所
定位置に少なくとも2個の貫通孔が形成されてあり、各
LEDチップに対応してLEDチップ装着面側に位置
し、かつレンズ特性を有する第1の樹脂モールド部分
と、各LEDチップに対応してLEDチップ非装着面側
に位置する第2の樹脂モールド部分とが対応する貫通孔
を通して一体形成されてあり、第1の樹脂モールド部分
が、実質的にレンズ特性に影響を及ぼさない所定位置
に、合成樹脂注入ゲートに対応する形状のカットマーク
を有しているものである。
【0013】
【0014】
【作用】請求項1のLED照明具であれば、所定位置に
絞り加工による複数個の凹所が形成されてなる金属ベー
スのプリント基板に対して、各凹所に位置するようにL
EDチップが装着されてあるので、プリント基板の薄肉
化が可能であり、しかも、凹所が補強メンバーとして機
能することにより樹脂モールドの成形時におけるLED
チップ装着部近傍の変形を防止でき、凹所の斜面を光反
射部として機能させることができる。したがって、光の
取出し効率を高めることができる。そして、LEDチッ
プの近傍所定位置に少なくとも2個の貫通孔が形成され
てあり、各LEDチップに対応してLEDチップ装着面
側に位置し、かつレンズ特性を有する第1の樹脂モール
ド部分と、各LEDチップに対応してLEDチップ非装
着面側に位置する第2の樹脂モールド部分とが対応する
貫通孔を通して一体形成されてあるので、樹脂モールド
が全体として強固にプリント基板に装着された状態であ
り、外力、振動などに起因する剥離等を確実に防止でき
る。
【0015】また、第1の樹脂モールド部分が、実質的
にレンズ特性に影響を及ぼさない所定位置に、合成樹脂
注入ゲートに対応する形状のカットマークを有している
とともに、第2の樹脂モールド部分がウェルドラインを
有しているので、ウェルドラインが第1の樹脂モールド
部分のレンズ特性に影響を及ぼすという不都合を未然に
防止でき、ひいては、光の取出し効率を一層高めること
ができる。
【0016】
【実施例】以下、実施例を示す添付図面によってこの発
明を詳細に説明する。図1はこの発明のLED照明具の
一実施例を1対の成形型と共に示す縦断面図であり、金
属ベースのプリント基板1の所定位置に絞り加工による
凹所2が形成されてあるとともに、凹所2の近傍に1対
の貫通孔3が形成されてあり、上記凹所2の所定位置に
LEDチップ4が装着され、図示しない配線パターンに
対してワイヤーボンディング4aにより電気的に接続さ
れてある。また、プリント基板1を挟んで1対の成形型
5,6が配置されてあり、LEDチップ装着面側に位置
する成形型5が、円柱部および円柱部に連続する球状部
を有するレンズ側キャビティ5aを有しているととも
に、LEDチップ非装着面側に位置する成形型6が、円
柱部のみを有する固定側キャビティ6aを有している。
上記成形型5は、レンズ側キャビティ5aの円柱部所定
位置に開口する合成樹脂注入ゲート5bを有している。
【0017】したがって、合成樹脂注入ゲート5bを通
してレンズ側キャビティ5aに、透光性を有するモール
ド用の合成樹脂を注入するだけで、以下のようにして簡
単にLED照明具を得ることができる。即ち、レンズ側
キャビティ5aに注入された合成樹脂は先ずレンズ側キ
ャビティ5aに充填され、次いで、1対の貫通孔3を通
して固定側キャビティ6aに注入される。合成樹脂がレ
ンズ側キャビティ5aに注入されるに当っては、注入口
が1箇所だけであるから、ウェルドラインの発生はな
い。また、合成樹脂が固定側キャビティ6aに注入され
るに当っては、1対の貫通孔3を通してほぼ同時に合成
樹脂が流れ込むのでウェルドライン6bが発生する。し
かし、固定側キャビティ6aはLEDチップ非装着面側
であるから、ウェルドライン6bが樹脂モールドのレン
ズ特性に影響を及ぼすことはない。もちろん、最終的に
得られたLED照明具は、レンズ側キャビティ5aによ
り成形されたレンズ部分(第1の樹脂モールド部分)5
dが、合成樹脂注入ゲート5bの形状と等しいカットマ
ーク5cを有することになる。また、固定側キャビティ
6aにより成形された固定側部分(第2の樹脂モールド
部分)6cがウェルドライン6bを有することもある。
そして、レンズ部分5dと固定側部分6cとが、貫通孔
3により成形された連結部分6dにより一体に連結され
ることになる。この結果、LEDチップ4から放射され
る光の一部が凹所2の斜面により反射され、LEDチッ
プ4から放射される光の大部分が凹所2の正面方向に導
かれる。そして、樹脂モールドの球状部により集光され
るのであるから、全体として光取出し効率を著しく高め
ることができる。
【0018】尚上記合成樹脂としては、分子量が150
00〜28000の熱可塑性樹脂を用いることが好まし
く、樹脂の粘性が高くなることに起因する気泡の発生、
ヒケ、充填不十分等を防止できるとともに、熱衝撃に起
因する割れ、クラック、剥離等をも防止できる。但し、
分子量が18000〜25000であることが一層好ま
しい。また、熱可塑性樹脂を用いることにより、安価な
材料を使用でき、材料の種類が豊富であり、成形型の製
作が容易であり、設備も安価にできる等の利点を有する
ことになる。
【0019】
【実施例2】図2はこの発明のLED照明具の他の実施
例を1対の成形型と共に示す縦断面図であり、図1と異
なる点は、LEDチップ4およびワイヤーボンディング
4aを覆うシリコン樹脂4bを設けた点のみである。し
たがって、この実施例の場合には、シリコン樹脂4bに
より応力緩和作用を発揮できるので、モールド用の樹脂
のヒケ等に起因するワイヤ断線、LEDチップ破壊を未
然に防止できる。具体的には、シリコン樹脂4bを用い
れば、−40℃〜120℃以上の熱衝撃に対して数百回
以上の耐久性があるので、ワイヤ断線、LEDチップ破
壊を確実に防止できる。この結果、屋外での使用に対し
ても十分な信頼性を与えることができる。但し、多少の
耐熱衝撃性の低下を許容できる場合には、エポキシ樹脂
を用いることも可能である。
【0020】
【発明の効果】以上のように請求項1の発明は、プリン
ト基板の薄肉化に伴なうLED照明具の小型化を簡単に
達成できるとともに、絞り加工による凹所の補強機能、
反射機能、樹脂モールドのレンズ機能に影響を与えるウ
ェルドラインの発生がないことにより光取出し効率を著
しく高めることができるという特有の効果を奏する。
【0021】
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のLED照明具の一実施例を1対の成
形型と共に示す縦断面図である。
【図2】この発明のLED照明具の他の実施例を1対の
成形型と共に示す縦断面図である。
【図3】従来のLED照明具を示す概略斜視図である。
【図4】従来のLED照明具を示す概略縦断面図であ
る。
【図5】従来のLED照明具を示す概略縦断面図であ
る。
【図6】従来のLED照明具の製造状態を示す概略縦断
面図である。
【符号の説明】
1 金属ベースのプリント基板 2 絞り加工による
凹所 3 貫通孔 4 LEDチップ 5b 合成樹脂注入ゲート 5c カットマーク 5d レンズ部分(第1の樹脂モールド部分) 6b
ウェルドライン 6c 固定側部分(第2の樹脂モールド部分)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−63239(JP,A) 特開 昭61−1067(JP,A) 実開 昭59−109142(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 33/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定位置に絞り加工による複数個の凹所
    (2)が形成されてなる金属ベースのプリント基板
    (1)に対して、凹所(2)に位置するようにLED
    チップ(4)が装着されてあるとともに、LEDチッ
    プ(4)の近傍所定位置に少なくとも2個の貫通孔
    (3)が形成されてあり、各LEDチップ(4)に対応
    してLEDチップ装着面側に位置し、かつレンズ特性を
    有する第1の樹脂モールド部分(5d)と、LEDチ
    ップ(4)に対応してLEDチップ非装着面側に位置す
    る第2の樹脂モールド部分(6c)とが対応する貫通孔
    (3)を通して一体形成されてあり、第1の樹脂モール
    ド部分(5d)が、実質的にレンズ特性に影響を及ぼさ
    ない所定位置に、合成樹脂注入ゲート(5b)に対応す
    る形状のカットマーク(5c)を有していることを特徴
    とするLED照明具。
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