JP4369805B2

JP4369805B2 - Ｌｅｄ用リードフレームの製造方法

Info

Publication number: JP4369805B2
Application number: JP2004176671A
Authority: JP
Inventors: 徹山田
Original assignee: 日立ケーブルプレシジョン株式会社
Priority date: 2004-06-15
Filing date: 2004-06-15
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2024-06-15
Also published as: JP2006004975A

Description

本発明は、ＬＥＤ用リードフレームの製造方法に関し、特に、ＬＥＤを配置する凹部を深く形成できるＬＥＤ用リードフレームの製造方法に関するものである。

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

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。

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。

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。

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、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。

符号の説明

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
１０ＬＥＤ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
２０ＬＥＤ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

Claims

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。