JP4846087B2 - 発光表示装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する分野】
本発明は、表示面に配置された複数の発光部を選択的に発光させて数字や文字等を表示する発光表示装置およびその製造方法に関する。このような発光表示装置には、7つの棒状発光セグメントを8の字状に配置するとともに、小数点を表示するための1つのドット状セグメントを配置した、いわゆる8セグメント発光表示装置、あるいは、ドット状の発光部をマトリックス状に配置した、いわゆるドットマトリックス発光表示装置などがある。
【0002】
【従来の技術】
従来の8セグメント発光表示装置の一例を図16に示す。ケース3の表面には、7つの棒状セグメントと、1つのドット状セグメントからなる合計8つの発光部4が配置されている。各発光部4は、ケース3を厚み方向に貫通する導光部の各底部にLEDなどの発光素子を配置して形成される。各LEDは、リード1の一端にチップボンディングされるとともに、他のリードの一端にワイヤボンディングされる。各リードの他端は、ケース3の裏面側において、ケース3の両側部に沿って並べて延出させられている。このようにして、各LEDは、陽極リードと陰極リードとに導通させられることになるが、陽極リードと陰極リードの一方は、共通リードとすることができる。したがって、図16に示されるような8セグメント発光表示装置の場合、9本またはそれ以上の本数のリードがケース3の裏面側から延出することになる。
【0003】
上記の発光表示装置の製造においては、リードフレームと呼ばれる製造用フレームが用いられ、各LEDのチップボンディングおよびワイヤボンディングは、各リードを含むように形成されたリードフレームの状態においてなされる。そして、各導光部が各LEDと対応するようにしてリードフレームにケース3を被せ、ケース3の表面に樹脂漏れ防止用のテーピングを施した上、ケース3の裏面側から透光性樹脂を注入するとともに硬化させる。これによって各導光部が透光性樹脂で充填されるとともに、チップボンディングおよびワイヤボンディングがなされた各リード1の一端部がこの透光性樹脂で封止される。リードフレームの不要部分は除去され、また、テーピングが剥がされて、図16に示される形態の発光表示装置が得られる。
【0004】
このような発光表示装置は、複数桁の数字等を適正に表示するために、複数個横方向に隙間なく並べて基板上に実装する必要がある。そのため、ケース3の側方からリードが延出する形態をとることができず、通常、図16に表れているように、各リード1は、ケース3の裏面からストレートに延出させられている。このような発光表示装置の基板に対する実装は、基板に予め挿入孔を設けておき、各リード1をこの挿入孔に挿入した状態で基板の裏面側からハンダ付けすることにより行われる。ケース3の裏面側には、その4隅部に脚部31が設けられており、この脚部31により、上記のリード挿入時における基板に対するケース3の高さ方向の位置が決定される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記の構成を備える従来の発光表示装置には、次のような問題がある。すなわち、上記したようなリード1を基板の挿入孔に挿入するという実装方法は、容易に自動化することができず、実装工程が煩雑化する。ケース3に隠れて上方から確認できない複数本のリード1を基板上の挿入孔に位置合わせすることが困難であるし、リード1の一部に曲げ変形が生じていると、対処不能となるからである。また、挿入孔に挿入するに先立ってリード1の先端部を適宜切断してその長さ調整がなされるが、その際に切断異物がリード1に残り、挿入が困難になる。
【0006】
一般に、電子部品の基板に対する実装を容易にし、かつ効率的なものとするためには、ハンダリフローの手法を用いた表面実装が採用される。この種の発光表示装置を表面実装タイプとしたものの例として、たとえば特開平11−135839号公報に記載されたものがある。同公報に記載された発光表示装置は、所定の配線パターンとこの配線パターンに導通する端子部とを形成した絶縁基板上に必要数のLEDを搭載し、そして、各LEDからの光を個別に放射するセグメントが表面に形成されたケースを上記基板上に組み付けるという構成である。このような構造は、図16に示したような、リードフレームに由来するリードをもつ構造に比較し、製造工程が煩雑となり、価格上昇を免れない。
【0007】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、リードフレームに由来するリードをもちながら、横方向に密接に並べた状態で適正に表面実装することができる発光表示装置およびその製造方法を提供することをその課題とする。
【0008】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【0009】
本発明の第1の側面によって提供される発光表示装置は、表面に導光部の一端を臨ませた複数の発光部が配置されたケースと、上記ケースの内部において、各発光部と対応して配置された複数の発光素子と、それぞれの一端部が各発光素子に導通させられ、他端部が上記ケースの底面側に延出させられる複数本のリードと、各導光部に充填されるとともに各リードの一端部および各発光素子を封止する樹脂とを備える発光表示装置であって、上記ケースは、上記表面の周部から底面側に一定高さで延びる側壁を有するとともに、上記側壁には、その先端からさらに部分的に底面側に突出し、先端を実装基板の表面に接触させるための脚部が形成されている一方、上記樹脂は、上記ケースの内部に上記側壁の先端付近まで充填されており、上記複数本のリードの各他端部には、ケースの厚み方向について上記脚部の先端と対応して位置し、上記実装基板の表面に対してハンダ付けするためのハンダ付け面が形成されていることを特徴とする。
【0011】
好ましい実施の形態においてはまた、各リードの各他端部は、直角または鋭角に折曲して形成されている。
【0012】
好ましい実施の形態においてはさらに、各リードの他端部は、ケースの中心側に向けて折曲させられている。
【0013】
他の好ましい実施の形態においては、上記樹脂と各リードの他端部との間には、スペーサが介在させられている。
【0014】
他の好ましい実施の形態においてはさらに、各リードの他端部は、ケースの厚み方向についてケースの上記脚部の先端と対応する位置に平坦部が形成されていて、この平坦部が上記ハンダ付け面を形成するとともに、この平坦部と、その一端側に連続する部分および/または他端側に連続する部分とが鈍角をなすようにして折曲されている。
【0015】
さらに他の好ましい実施の形態においては、上記複数本のリードは、ケースの両側部に沿って2列に形成され、かつ、一方の列を形成するリードは、他方の列を形成するリードに対し、列方向にずらされている。
【0016】
好ましい実施の形態ではまた、上記ケースは、その平面視形状が矩形または略矩形であり、上記側壁は、縦方向に延びる2つの側壁と、横方向に延びる2つの側壁とからなり、上記複数本のリードは、上記横方向に延びる2つの側壁に沿って2列に配置されている。
【0019】
好ましい実施の形態においてはさらに、上記ケースにおける各縦方向に延びる側壁に、上記脚部が形成されている。
【0021】
好ましい実施の形態においてはまた、上記ハンダ付け面は、ケースの底面に対してわずかに低位となるように形成されている。
【0024】
本発明の第2の側面によって提供される発光表示装置の製造方法は、表面に導光部の一端を臨ませた複数の発光部が配置されるとともに、縦方向に延びる一定高さの2つの側壁と横方向に延びる一定高さの2つの側壁とを有し、横方向に延びる各側壁にはその先端からさらに部分的に底面側に突出し、先端を実装基板の表面に接触させるための脚部が形成されたケースと、上記ケースの内部において、各発光部と対応して配置された複数の発光素子と、それぞれの一端部が各発光素子に導通させられ、他端部が上記ケースの底面側に延出させられる複数本のリードと、各導光部に充填されるとともに各リードの一端部および各発光素子を封止する樹脂とを備えた発光表示装置の製造方法であって、次の各ステップを含むことを特徴とするもの。
(a) 上記各リードを含むリードフレームに対し、発光素子をボンディングするとともにワイヤボンディングするステップ、
(b) 上記ケースを、その発光部が上記各発光素子と対応するようにして、上記リードフレームに被せるステップ、
(c) 上記ケースの裏面側から透明樹脂を注入、固化し、上記ケースの導光部をこの透明樹脂で充填するとともに、各リードの一端部、各発光素子およびボンディングワイヤを封止するステップ、および、
(d) 各リードをリードフレームから分離するとともに、各リードの他端部を折曲して、ケースの厚み方向について上記脚部の先端と対応して位置し、上記実装基板の表面に対してハンダ付けするためのハンダ付け面を形成するステップ。
【0026】
本発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかとなろう。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照して説明する。なお、これらの図において、各実施形態間で同一または同等の部分または部材には、互いに同一の符号を付してある。
【0028】
図1(a) 〜(c) は、本発明の第1の側面に係る発光表示装置Aの一実施形態を示している。この発光表示装置Aは、ケース3と、このケースの裏面側に延出する複数本のリード1とを備えている。ケース3は、縦長矩形状の表示面33と、この表示面33の四辺から下方に垂下する4つの側壁32a,32bとを有する下開放のボックス状を呈している。このケース3の下面側4隅部には、脚部31が形成されている。4つの脚部31の突出高さは一定であり、これらの脚部31の底面31aがケース全体としての底面を規定する。なお、このケース3は、反射率の良好な白色系の耐熱樹脂を用いて成形により得ることができる。
【0029】
ケース3の表示面33にはまた、複数の発光部4a,4bが配置されている。この実施形態では、8の字状に配置された7つの棒状表示部4aと、小数点表示用の小ドット状の表示部4bとにより、いわゆる8セグメントタイプの表示装置を構成している。
【0030】
各表示部4a,4bは、より具体的には、図1(c) によく表れているように、ケース3の表示面33に上端が開口するように貫通形成した導光部41の内部に透光性樹脂6を充填するとともに、導光部41の底部に発光素子としてのLEDチップ2を配置することにより構成されている。LEDチップ2が発する光は、導光部41内の透光性樹脂6を通って各発光部4a,4bから外部に放射される。このとき、当該発光部4a,4bが外部から光って見える。
【0031】
LEDチップ2は、リード1の一端部11に導通接続されている。より具体的には、LEDチップ2は、リード1の一端部11にボンディングされるとともに、他のリード1の一端部11にワイヤボンディングされている。これらのリード1は、リードフレームに由来するものであり、水平状の一端部11が上記導光部41の底部に延入している。リード1は、ケース3の側壁近傍において略直角に折り曲げられて下方に延出しており、この下方延出部がリード1の他端部12を形成している。8セグメントタイプの表示装置を構成する場合、各表示部4a,4bに対応して合計8個のLEDチップが必要であり、各LEDチップ2は、それぞれ陽極リードと陰極リードとに導通接続されるが、陽極リードと陰極リードの一方は共通リードとすることができる。したがって、リード1の他端部12は、9本またはそれ以上の本数となる。図に示す実施形態では、リード1の他端部12は、ケース1の短手方向に対向する両側壁32aの内側に沿って、5本ずつ2列、合計10本が延出している。
【0032】
各リード1の水平状一端部11、これにボンディングされたLEDチップ2、ならびにボンディングワイヤ21は、上記導光部41に充填されるのと同一の透光性樹脂6によって封止されている。したがって、上記各リード1の他端部12は、上記透光性樹脂6の下面から下方に延出することになる。
【0033】
各リード1の他端部12には、ケース1の底面、すなわち、この実施形態では各脚部31の底面31aとほぼ同一高さに位置するハンダ付け面Bが形成される。ハンダ付け面Bは、ハンダリフローの手法によって基板に対してハンダ付けするに適した形態をもっておればよく、この実施形態では、垂直方向に延びるリードの他端部12をさらに内向き直角に折曲することによって形成している。これにより水平状に延びる折曲部12aの下面が、ハンダ付け面Bとなる。
【0034】
図1(c) に表れているように、この実施形態においては、上記透光性樹脂6の下面とリード1の内向き折曲部12aとの間に、スペーサ5が介装されている。このスペーサ5は、たとえば樹脂によって矩形ブロック状に形成されたものであって、ケース3の短手方向についてのリードの対向間隔と対応する横幅と、上記透光性樹脂の底面と脚部31の底面31aとの高低差からほぼリード1の厚みを差し引いた寸法に相当する上下幅とを有している。このようなスペーサ5を介装することにより、リード1の水平折曲部12aの形成が容易に行える。また、発光表示装置Aの基板に対する実装状態において、ケース3に対する横方向外力に対抗する高い剛性が生まれ、実装状態が安定する。また、スペーサ5として、非透光性、光反射性あるいは光吸収性の材料を用いることにより、ケース裏面側への光の漏れを防止することができるとともに、LEDチップ2からの光を効率的に利用することができる。
【0035】
図1(a) 〜(c) に示した上記構成の発光表示装置は、概ね、次のようにして製造される。
【0036】
まず、垂直状の他端部12および水平状の一端部11を有する一群のリード1を含むように形成されたリードフレームが準備される。このリードフレームは、発光表示装置の1つ分を担当するリード群が、長手方向に繰り返し連続的に形成されたような形態を有している。このリードフレームを搬送しつつ、各リード1の一端部11にLEDチップ2をボンディングするとともに、ワイヤボンディングを施して、各LEDチップ2を陽極リードと陰極リードとに導通させる。次に、発光表示装置1つ分を担当するリード群のそれぞれに対し、上記のケース3を被せる。次に、ケース3の表面に樹脂漏れ防止のためのテーピングを行ない、この状態でリードフレームを反転させて、ケース3の内部に流動状態の透光性樹脂6を所定量注入した上、この透光性樹脂6を硬化させる。樹脂が熱硬化性樹脂である場合には所定の熱をかけることによって硬化させる。樹脂が紫外線硬化樹脂である場合には、紫外線を照射することによって硬化させる。これにより、ケース3に形成された導光部41内が透光性樹脂6によって充填されるとともに、各リード1の一端部11、LEDチップ2、ないしボンディングワイヤ21がこの透光性樹脂6によって封止される。次に、リードフレームからリード1を分離して個別となった発光表示装置の半製品を得、この半製品におけるケース3の短手方向に対向するリード間に上記のスペーサ5を装填した上、各リード1の他端部12をスペーサ5の角部に沿って折り曲げ、図1(a) 〜(c) に示したような発光表示装置Aを得る。上記のテーピングは、透光性樹脂6が硬化した後のいずれかの時点で除去する。このように、この発光表示装置Aは、リードフレームを用いた製造方法を採用することができるので、その工程が簡略され、コスト上昇を抑制することができる。
【0037】
上記構成の発光表示装置Aは、いわゆるハンダリフローの手法により、基板に対して簡便に実装することができる。すなわち、各リード1のハンダ付け面Bと対応する導体パッドが形成された基板に対し、上記導体パッド上にハンダペーストを印刷塗布しておき、そして上記発光表示装置Aを平面方向の位置決めをしつつ載置する。次いで、基板を加熱炉に装填する。これにより、ハンダペースト中の溶剤が飛ばされるとともにハンダ成分が溶融し、これが基板上の導体パッドとリード1のハンダ付け面Bの双方に濡れた状態で固化することにより、各リード1のハンダ付け面Bは、基板の導体パッドに対し、電気的かつ機械的に接続される。
【0038】
図1(a) 〜(c) に表れているように、各リード1、ないしその他端部12のハンダ付け面Bは、ケース3の平面領域の内側に配置されているので、複数個の発光表示装置Aを横方向に密接させた状態で適正に実装することができる。実装状態においてケース3の脚部31が基板に接触することになるので、ケース3に対する上下方向の外力は脚部31を介して基板に支承され、リード1が変形してケース3の上下高さが狂ったり、ハンダ接続部が破損するといった心配はなく、実装状態は安定する。また、前述したように、透光性樹脂6の下面とリード1の折曲部12aとの間にスペーサ5が介装されているので、ケース3に対する横方向の外力に対抗する支持剛性も十分なものとなり、これによっても実装状態が安定する。
【0039】
リード1の他端部12に形成されるハンダ付け面Bには、図1(a) 〜(c) に示したような直角折曲部によるののほか、種々のものが含まれる。図2(a) 〜(g) は、このハンダ付け面Bの他の形態例を示している。
【0040】
図2(a) に示される形態では、リード1の他端部12は、垂直部分から内向きに45°折曲された後、さらに同方向に45°折曲させ、最先端方に水平部12aが形成されるように折曲されている。スペーサ5の角部もまた、上記したリードの折曲状態と対応させて、面取り51が施されている。ハンダ付け面Bをこのように形成することにより、リード1の他端部12に水平部12aに連続する面取り部が形成されるため、十分なハンダフィレット7を形成してハンダ接続強度を高める上で好都合である。
【0041】
図2(b) に示される形態では、リード1の他端部12は、ラウンド状に折曲させた上で最先端方に水平部12aが形成されるように湾曲されている。スペーサ5の角部もまた、上記したリードの湾曲状態と対応させて、アール部52が形成されている。ハンダ付け面Bをこのように形成することにより、リード1の他端部12に水平部12aにつづくラウンド部が形成されるため、十分なハンダフィレット7を形成してハンダ接続強度を高める上で好都合である。
【0042】
図2(c) に示される形態では、リード1の他端部12をリードカットしたままの端面とし、この端面をハンダ付け面Bとしている。このようにすれば、リード1を折曲する工程が省かれる。
【0043】
図2(d) に示される形態では、リード1の他端部12を内側に折り畳むようにして折曲し、この折曲部12dの外面をハンダ付け面Bとしている。このようにすれば、折曲部12dの外面にアール部が形成されるので、ハンダフィレット7を形成する上で効果がある。
【0044】
図2(e) に示される形態では、リード1の他端部12を垂直部に対して内向きに鋭角に折曲させ、この折曲部12bの下面をハンダ付け面Bとしている。このようにすれば、折曲部12bと基板との間にクサビ状の隙間が形成されるので、この隙間にハンダフィレット7が好適に形成される。
【0045】
図2(f) に示される形態では、リード1の他端部12を垂直部に対して内向き直角に折曲させた上、さらに最先端方を上向き鈍角に折曲させ、平坦部12aとこれにつづく傾斜部12bとの下面により、ハンダ付け面Bを形成している。このようにすれば、傾斜部12bと基板との間にクサビ状の隙間が形成されるので、この隙間にハンダフィレット7が好適に形成される。
【0046】
図2(g) に示される形態では、リード1の他端部12を垂直部に対して内向きに45°ずつ2回折曲させて水平部12aを形成した上、さらにその先端方を上向き傾斜状に折曲している。また、スペーサ5についても、リードの折曲状態に対応させて、角部に面取り51が施されるとともに、下面中央部にV字状の凹部53が形成されている。このようにすれば、水平部12aの両端に面取り部ないしクサビ状隙間が形成されるので、水平部12aの両側に良好なハンダフィレットが形成される。
【0047】
なお、図2(e) および図2(f) に示される形態では、スペーサ5が示されていないが、もちろん、リードの折曲状態に対応させてスペーサを介装してもよい。
【0048】
図3(a) 〜(c) は、リード1の他端部12に形成されるハンダ付け面Bのさらに別の形態例を示している。
【0049】
図3(a) に示される形態では、リード1の他端部12を、その根元から内向きに傾斜させるとともに、最先端方に水平部12aが形成されるように内向きに折曲させている。このようにすれば、水平部12aの位置がケース3の周縁に対してより内側となるので、溶融ハンダがケース4の外側に進出して隣接する発光表示装置の実装に悪影響を与えたり、短絡を生じさせたりすることを回避することができる。
【0050】
図3(b) に示される形態では、リード1の他端部12を、その根元から内向きに傾斜させるとともに、最先端方が上向きに傾斜するように内向きに折曲させている。このようにすれば、図3(a) について上述したのと同様の利点が得られる他、最先端の傾斜部12bと基板との間にクサビ状の隙間が形成されることから、より十分なハンダフィレット7を形成することができる。
【0051】
図3(c) に示される形態では、図3(a) に示したのと同様にリード1の他端部12を折曲するとともに、リード先端の水平部12aとケース下面(透光性樹脂の下面)との間にスペーサ5を介装している。このようにすれば、図3(a) について上述したのと同様の利点が得られるほか、スペーサ5を介装することによる前述した利点を得ることもできる。
【0052】
図4は、スペーサ5を用いる場合、このスペーサ5の底面に、リード1の他端部12が嵌まり込む凹部54を形成した例を示している。このようにすることにより、リードの他端部12の折曲工程を行ない易くなり、また、リード端部12の基板状での平面度がそろい、より安定した状態でハンダリフローによる実装をすることができる。
【0053】
図5は、リード配置の他の例を示している。すなわち、複数本のリード1は、ケース2の短手方向に対向する両側壁32aの内側に沿って2列に配置されているが、各列を形成するリード1が、互いにケース3の長手方向にずらされている。このようにすると、リード他端部12の内向き折曲部12aどうしが正面対向することがなくなるので、リフロー時に各折曲部(ハンダ付け面)12aに付着するハンダが互いに導通短絡するといった事態が効果的に回避される。なお、このようなリードの配置は、スペーサを設けない場合についても採用しうる。
【0054】
図6(a) 〜(c) は、本発明の第2の側面に係る発光表示装置A′の一実施形態を示している。この発光表示装置A′は、ケース3と、このケース3の裏面側に延出する複数本のリード1とを備えている。ケース3は、縦長矩形状の表示面33と、この表示面33の四辺から下方に垂下する4つの側壁32a,32bを有する下開放のボックス状を呈している。このケース3の短手方向に対向する両側壁32a(ケースの縦方向に延びる側壁)には、それぞれ脚部31が形成されている。これらの脚部31の突出高さは一定であり、これらの脚部31の底面31aがケース全体としての底面を規定する。なお、このケース3は、反射率の良好な白色系の耐熱樹脂を用いて成形することによって得ることができる。
【0055】
ケースの表示面33にはまた、複数の発光部4a,4bが配置されている。この実施形態では、8の字状に配置された7つの棒状表示部4aと、小数点表示用の小ドット状の表示部4bとにより、いわゆる8セグメントタイプの表示装置を構成している。
【0056】
各表示部4a,4bは、より具体的には、図6(c) によく表れているように、ケース3の表示面に上端が開口するように貫通形成した導光部41の内部に透光性樹脂6を充填するとともに、導光部41の底部に発光素子としてのLEDチップ2を配置することにより構成されている。LEDチップ2が発する光は、導光部41内の透光性樹脂6を通って外部に放射される。このとき、当該発光部4a,4bが外部から光って見える。
【0057】
LEDチップ2は、リード1の一端部11に導通接続されている。より具体的には、LEDチップ2は、リード1の一端部11にボンディングされるとともに、他のリード1の一端部11にワイヤボンディングされている。これらのリード1は、リードフレーム10(図7参照)に由来するものであり、水平状の一端部11が上記導光部41の底部に延入している。リード2は、ケース3の長手方向対向側壁32bの近傍において略直角に折り曲げられて下方に延出しており、この下方延出部がリードの他端部12を形成している。8セグメントタイプの表示装置を構成する場合、各表示部4a,4bに対応して合計8個のLEDチップ2が必要であり、各LEDチップ2は、それぞれ陽極リードと陰極リードとに導通接続されるが、陽極リードと陰極リードの一方は共通リードとすることができる。したがって、リード1の他端部12は、9本またはそれ以上の本数となる。図に示す実施形態では、リード1の他端部12は、ケース3の長手方向に対向する両側壁32b(ケースの横方向に延びる側壁)の内側に沿って、5本ずつ2列、合計10本が延出している。
【0058】
各リード1の水平状一端部11、これにボンディングされたLEDチップ2、ならびにボンディングワイヤ21は、上記導光部41に充填されるのと同一の透光性樹脂6によって封止されている。したがって、上記各リード1の他端部12は、上記透光性樹脂6の下面から下方に延出することになる。
【0059】
各リード1の他端部12には、ケースの底面、すなわち、この実施形態では各脚部31の底面31aとほぼ同一高さに位置するハンダ付け面Bが形成される。ハンダ付け面Bは、ハンダリフローの手法によって基板に対してハンダ付けするに適した形態をもっておればよく、この実施形態では、垂直方向に延びるリードの他端部12をさらに外向き直角に折曲することによって形成している。これにより水平状に延びる折曲部12aの下面が、ハンダ付け面Bとなる。
【0060】
この実施形態に係る発光表示装置A′の場合、上述したように、ケース3の長手方向に対向する両側壁32bの内側に沿って、2列のリード1が配置されているが、ケース1の短手方向に対向する両側壁32aには脚部31が形成されているため、ケース1の長手方向に対向する両側壁32bの底面と基板との間には、空間が形成される。したがって、上記のように、リード1の他端部12を外向き直角に折曲しても、図6(c) に表れているように、問題なく折曲部12aをケース3の外縁よりも外側に延出させ、十分な面積のハンダ付け面Bを形成することができる。
【0061】
図6(a) 〜(c) に示した上記構成の発光表示装置A′は、概ね次のようにして製造される。
【0062】
まず、垂直状の他端部12および水平状の一端部11を有する一群のリード1を含むように形成された図7に示すようなリードフレーム10が準備される。このリードフレーム10は、発光表示装置A′の1つ分を担当するリード群が、長手方向に繰り返し連続的に形成されたような形態を有している。このリードフレーム10を搬送しつつ、各リード1の一端部11にLEDチップ2をボンディングするとともに、ワイヤボンディングを施して、各LEDチップ2を陽極リードと陰極リードとに導通させる。次に、発光表示装置1つ分を担当するリード群のそれぞれに対し、上記のケース3を被せる。次に、ケース3の表面に樹脂漏れ防止のためのテーピングを行ない、この状態でリードフレーム10を反転させて、ケース3の内部に流動状態の透光性樹脂6を所定量注入した上、この透光性樹脂6を硬化させる。これにより、ケース3に形成された導光部41内が透光性樹脂6によって充填されるとともに、各リード1の一端部11、LEDチップ2、ないしボンディングワイヤ21がこの透光性樹脂6によって封止される。次に、リードフレーム10からリード1を分離して個別となった発光表示装置A′の半製品を得、各リード1の他端部12を図8に示すような折り曲げ治具8を使って外向き直角に折り曲げ、図6(a) 〜(c) に示したような発光表示装置を得る。上記治具8は、リード1の折り曲げ位置を一定に規制する。上記のテーピングは、透光性樹脂6が硬化した後のいずれかの時点で除去する。このように、この発光表示装置A′は、リードフレーム10を用いた製造方法を採用することができるので、その工程が簡略され、コスト上昇を抑制することができる。
【0063】
なお、この実施形態では、ケース3の短手方向に対向する両側壁32aに脚部31を形成してケースの上下高さを規定するようにしている結果、ケース3の長手方向に対向する側壁32bは底面から大きく切欠かれた格好となる。そのため、上記の透光性樹脂6の注入工程において、ケース3の側壁とリード1との間を毛管現象によって樹脂が上昇し、リード1が不用意に絶縁されてしまうといった心配はない。このことは、図15に示すように、リード1の近傍に脚部31を形成した場合、脚部31とリード1との間の隙間から毛管現象によって樹脂61が昇ってしまう問題があることと比較すれば、よく理解されよう。
【0064】
上記構成の発光表示装置A′は、いわゆるハンダリフローの手法により、基板に対して簡便に実装することができる。すなわち、各リード1のハンダ付け面Bと対応する導体パッドが形成された基板に対し、上記導体パッド上にハンダペーストを印刷塗布しておき、そして上記発光表示装置A′を平面方向の位置決めをしつつ載置する。次いで、基板を加熱炉に装填する。これにより、ハンダペースト中の溶剤が飛ばされるとともにハンダ成分が溶融し、これが基板上の導体パッドとリード1のハンダ付け面Bの双方に濡れた状態で固化することにより、各リード1のハンダ付け面Bは、基板の導体パッドに対し、電気的かつ機械的に接続される。
【0065】
図6(a) 〜(c) に表れているように、各リード1は、ケース3の長手方向に対向する側壁、すなわちケースの横方向に延びる側壁32bの内側に2列に形成されているので、ケース3の短手方向に対向する側壁、すなわちケースの縦方向に延びる側壁32aの外側に突出する何物もなく、したがって、複数個の発光表示装置A′を横方向に密接させた状態で適正に実装することができる。実装状態においてケース3の脚部31が基板に接触することになるので、ケース3に対する外力は脚部31を介して基板に支承され、リード1が変形してケース3の上下高さや位置が狂ったり、ハンダ接続部が破損するといった心配はなく、実装状態は安定する。このことは、脚部を設けない場合、図14に示すように、ケース3に外力Fが作用した場合、リード1の変形が生じてケース3の高さや位置が狂ってしまうことになることと比較すれば、より理解されよう。
【0066】
また、脚部31がケース3の短手方向に対向する側壁32aに設けられている結果、ケース3の長手方向に対向する側壁32bの下面と実装基板との間には隙間が形成されるため、外向きに折曲させられたリードの水平部12aを問題なくケース3の外縁よりもさらに外方に延出させ、十分な面積のハンダ付け面Bを形成して、安定したハンダ接続が可能となる。また、この場合、ハンダ接続部の外観検査を容易に行なうことができ、実装状態の信頼性が向上する。
【0067】
なお、図6(a) 〜(c) に示される実施形態では、リード1の他端部12の水平状の折曲部12aにより、平坦なハンダ付け面Bが形成されるが、このハンダ付け面Bは、ケース3の底面、すなわち脚部31の底面31aよりわずかに低位となるようにしておけば、実装工程において発光表示装置A′を基板上に載置したときに基板上の導体パッドと各ハンダ付け面Bとを確実に接触させることができるので好都合である。この場合、実装状態において、上記脚部31の底部31aと基板との間にわずかな隙間が生じることになるが、ケース3に外力が作用した場合に脚部31がすぐに基板に接触するので、リードが不当に変形してケースの位置や姿勢が狂うことはない。
【0068】
上記したように、ケース3に脚部31を設ける場合、リード1の配列位置から離れた位置に設けるべきであり、矩形ボックス状のケース3の場合、上記の実施形態のように、内側にリードが配列されない側壁、すなわち、ケースの短手方向に対向する側壁32aに設けるべきである。また、外力が作用する心配のない場合には、脚部は設けなくともよい。
【0069】
図9(a) は、ケース3に脚部を設けない例を示している。ケース3の底面は、その全周にわたって、同一面とされている。この場合、ケース3の底面は、リード1の水平折曲部12aに対して十分な隙間が形成されるようにしておくことが望ましい。
【0070】
図9(b) に示される形態は、ケース3の両側壁32aに設けられる脚部31の延長幅を違えた例である。基板への載置状態での安定性は、一方の脚部31の延長幅がある程度あれば得られる。このようにすれば、一方の脚部31の延長幅が短いので、それだけケース3を形成するための材料が節約されるとともに、リード1を折曲させるための治具8を挿入する空間を確保し易くなるという利点がある。
【0071】
図9(c) に示される形態は、ケース3の両側壁32aに設けられる脚部31の数と形状を違えた例である。このようにすれば、ケース3の形状が左右非対称となり、ケース3の形状、重心位置等を検知してケース3の方向性を認識することができる。
【0072】
リード1の他端部12に形成されるハンダ付け面Bの形態は、上記した実施形態、あるいは図10(a) に示される例のように、リードの垂直部分に対して外向き直角に折曲させるほか、種々の形態を採用することができる。
【0073】
図10(b) および図10(c) に示される形態は、リード1を根元からケース3の内方に向けて傾斜状に折曲させた後、最先端方を外向き水平となるように折曲させてある。このようにすると、水平折曲部12aの面積を十分に確保しつつ、ケース外縁からのリード1のはみ出し量を削減し、実装基板のスペース効率を高めることができる。なお、図10(c) の形態については、折曲部12aの外面にややアールが形成されるようにしており、そうすると、ハンダフィレットが好適に形成される。
【0074】
図10(d) および図10(e) に示される例は、リード1を根元からケース3の外方に向けて傾斜状に折曲させた後、最先端方を外向き水平または略水平となるように折曲させてある。いずれの場合にも、水平折曲部12aは、アールないしはラウンド部を介して連続させられている。このようにすると、やはり、ハンダフィレットの形成が容易となる。
【0075】
上記した各実施形態においては、リード1の他端部12に形成するべきハンダ付け面Bは、リード1を外向きに折曲して形成したが、図11(a) 〜(f) に示されるように、リード1を内向きに折曲してハンダ付け面Bを形成してもよい。
【0076】
図11(a) および図11(b) に示される例は、リード1を直角内向きに折曲した例である。このようにすると、リード1がケース3の外縁からはみ出すことがないので、実装基板のスペース効率を高めることができる。
【0077】
図11(c) 〜(e) に示される例は、リード1を根元からケース1の内方に向けて斜めに曲げた後、最先端方に水平または略水平部12aが形成されるようにした例である。図11(d) に示される例は図11(e) に示される例よりも、図11(e) に示される例は図11(d) に示される例よりも、水平部または略水平部12aに至るまでのアール、ないしはラウンドが大きくなっている。
【0078】
図11(f) に示される例は、リード1の先端部を直角内向きに折曲するとともに、この折曲部12aとケースとの間にスペーサ5を介在させた例である。このようにすると、脚部31を形成しなくとも、外力によるリード1の変形を防止することができる。また、製造時にリードの曲げ加工が容易となる。
【0079】
図12(a) 〜(c) 、および、図13(a) 〜(c) は、リード1の折曲形態のさらに他の例を示す。すなわち、これらの例では、リード1は、その根元から外側斜め方向に延出するものと、内側斜めに延出するものとを交互に配置している。そして、図12(a) 〜(c) の例では、最先端方は外向き水平折曲部12aとして、図13(a) 〜(c) の例では、最先端方は内向き水平折曲部12aとして、それぞれその下面をハンダ付け面Bとしている。このようにすると、隣接するリード1とケース3と実装基板とが協働して三角形トラスを構成するため、外力Fに対するケース3の支持剛性が著しく高まる。とくに、垂直方向に対するリード1の傾斜角度を30°とすると、上記した三角形トラスが正三角形トラスとなるため、外力に対するケース3の支持剛性をより高めることができる。なお、図13(a) 〜(c) に示す例では、リード1がケース3の外縁からはみ出すことを防止できるので、基板のスペース効率を高めることができる。
【0080】
もちろん、本発明の範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲各項に記載した事項の範囲で変更可能であり、これらの変更は、当然に本発明の範囲に包摂される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る発光表示装置の一実施形態を示し、(a) は全体斜視図、(b) は裏面側から見た斜視図、(c) は横断面図である。
【図2】図1(a) 〜(c) に示される発光表示装置におるリードの変形例を示す。
【図3】本発明に係る発光表示装置の他の実施形態を示す。
【図4】図1に示される発光表示装置のスペーサの変形例を示す。
【図5】本発明に係る発光表示装置のさらに他の実施形態を示す。
【図6】本発明に係る発光表示装置のさらに他の実施形態を示し、(a) は全体斜視図、(b) は裏面側から見た斜視図、(c) は(a) におけるC−C線断面図である。
【図7】図1に示される発光表示装置の製造に用いられるリードフレームを示す。
【図8】図2に示される発光表示装置の製造においてリードを折曲するステップの説明図である。
【図9】ケースに設けられる脚部の変形例を示す。
【図10】リードの他端部の折曲形状の変形例を示す。
【図11】リードの他端部の折曲形状のさらに他の変形例を示す。
【図12】本発明に係る発光表示装置のさらに他の実施形態を示し、(a) は全体斜視図、(b) は裏面側から見た斜視図、(c) は側面図である。
【図13】本発明に係る発光表示装置のさらに他の実施形態を示し、(a) は全体斜視図、(b) は裏面側から見た斜視図、(c) は側面図である。
【図14】本発明に係る発光表示装置の一実施形態において、外力が作用した場合の状態変化を示す。
【図15】本発明に係る発光表示装置の一実施形態において、リード近傍に脚部がある場合の問題の説明図である。
【図16】従来の発光表示装置の一例の全体斜視図である。
【符号の説明】
A,A′ 発光表示装置
B ハンダ付け面
1 リード
11 一端部(リードの)
12 他端部(リードの)
12a 折曲部
2 発光素子
21 ボンディングワイヤ
3 ケース
31 脚部(ケースの)
31a 底面(脚部の)
32a 側壁(ケースの)
32b 側壁(ケースの)
4a 発光部
4b 発光部
41 導光部
5 スペーサ
6 透光性樹脂
7 ハンダフィレット
10 リードフレーム
Claims (13)
- 表面に導光部の一端を臨ませた複数の発光部が配置されたケースと、上記ケースの内部において、各発光部と対応して配置された複数の発光素子と、それぞれの一端部が各発光素子に導通させられ、他端部が上記ケースの底面側に延出させられる複数本のリードと、各導光部に充填されるとともに各リードの一端部および各発光素子を封止する樹脂とを備える発光表示装置であって、
上記ケースは、上記表面の周部から底面側に一定高さで延びる側壁を有するとともに、上記側壁には、その先端からさらに部分的に底面側に突出し、先端を実装基板の表面に接触させるための脚部が形成されている一方、
上記樹脂は、上記ケースの内部に上記側壁の先端付近まで充填されており、
上記複数本のリードの各他端部には、ケースの厚み方向について上記脚部の先端と対応して位置し、上記実装基板の表面に対してハンダ付けするためのハンダ付け面が形成されていることを特徴とする、発光表示装置。 - 上記ハンダ付け面は、上記各リードの他端部を折り曲げて形成した、上記ケースの上記表面と平行に延びる水平延出部により形成されている、請求項1に記載の発光表示装置。
- 各リードの他端部は、ケースの中心側に向けて折曲させられている、請求項1に記載の発光表示装置。
- 上記各リードの各他端部は、鋭角に折曲させられている、請求項3に記載の発光表示装置。
- 上記樹脂と各リードの他端部との間には、スペーサが介在させられている、請求項4に記載の発光表示装置。
- 各リードの他端部は、ケースの厚み方向についてケースの上記脚部の先端と対応する位置に平坦部が形成されていて、この平坦部が上記ハンダ付け面を形成するとともに、この平坦面と、その一端側に連続する部分および/または他端側に連続する部分とが鈍角をなすようにして折曲されている、請求項1に記載の発光表示装置。
- 上記複数本のリードは、ケースの両側部に沿って2列に形成され、かつ、一方の列を形成するリードは、他方の列を形成するリードに対し、列方向にずらされている、請求項1に記載の発光表示装置。
- 上記ケースは、その平面視形状が矩形または略矩形であり、上記側壁は、縦方向に延びる2つの側壁と、横方向に延びる2つの側壁とからなり、上記複数本のリードは、上記横方向に延びる2つの側壁に沿って2列に配置されている、請求項1に記載の発光表示装置。
- 上記ケースにおける各縦方向に延びる側壁に、上記脚部が形成されている、請求項8に記載の発光表示装置。
- 上記ハンダ付け面は、各リードの他端部を折曲することによって形成されている、請求項8に記載の発光表示装置。
- 上記ハンダ付け面は、上記脚部の先端に対してわずかに低位となるように形成されている、請求項10に記載の発光表示装置。
- 上記ハンダ付け面は、各リードの他端部を内側に向けて折曲することによって形成され、このリード折曲部と上記樹脂との間にスペーサが介在させられている、請求項10に記載の発光表示装置。
- 表面に導光部の一端を臨ませた複数の発光部が配置されるとともに、縦方向に延びる一定高さの2つの側壁と横方向に延びる一定高さの2つの側壁とを有し、横方向に延びる各側壁にはその先端からさらに部分的に底面側に突出し、先端を実装基板の表面に接触させるための脚部が形成されたケースと、上記ケースの内部において、各発光部と対応して配置された複数の発光素子と、それぞれの一端部が各発光素子に導通させられ、他端部が上記ケースの底面側に延出させられる複数本のリードと、各導光部に充填されるとともに各リードの一端部および各発光素子を封止する樹脂とを備えた発光表示装置の製造方法であって、次の各ステップを含むことを特徴とするもの。
(a) 上記各リードを含むリードフレームに対し、発光素子をボンディングするとともにワイヤボンディングするステップ、
(b) 上記ケースを、その発光部が上記各発光素子と対応するようにして、上記リードフレームに被せるステップ、
(c) 上記ケースの裏面側から透明樹脂を注入、固化し、上記ケースの導光部をこの透明樹脂で充填するとともに、各リードの一端部、各発光素子およびボンディングワイヤを封止するステップ、および、
(d) 各リードをリードフレームから分離するとともに、各リードの他端部を折曲して、ケースの厚み方向について上記脚部の先端と対応して位置し、上記実装基板の表面に対してハンダ付けするためのハンダ付け面を形成するステップ。
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