JP4952126B2 - Manufacturing method of pre-molded part for light emitting diode package - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光ダイオードパッケージ用プリモールド部品及びその製造方法、並びに発光ダイオードパッケージに係り、特に、放熱性を向上させると共にワイヤ長を短縮化できる構造の発光ダイオードパッケージ用プリモールド部品、及びこのプリモールド部品を安価かつ少ない工程数で効率良く製造することができる製造方法、並びにこのプリモールド部品を用いた放熱性の良好な発光ダイオードパッケージに関するものである。 The present invention relates to a pre-molded part for a light-emitting diode package, a method for manufacturing the same, and a light-emitting diode package, and more particularly, to a pre-molded part for a light-emitting diode package having a structure capable of improving heat dissipation and shortening a wire length. The present invention relates to a manufacturing method capable of efficiently manufacturing a molded component at a low cost and with a small number of processes, and a light-emitting diode package having good heat dissipation using the pre-molded component.
発光ダイオードは、電気を光に変換する際に大量の熱を発生する。この発熱により電気から光への変換効率が下がり、更に熱を発生させるという悪循環に陥るため、発光ダイオードの高輝度化のためには発生した熱を速やかに拡散させることが必要である。熱の拡散には発光ダイオード素子の下にヒートシンクを設けることが行われている。 Light emitting diodes generate a large amount of heat when converting electricity into light. This heat generation lowers the conversion efficiency from electricity to light and falls into a vicious cycle of generating heat. Therefore, in order to increase the luminance of the light emitting diode, it is necessary to quickly diffuse the generated heat. For heat diffusion, a heat sink is provided under the light emitting diode element.
図8に、従来の発光ダイオードパッケージの例を示す。
この発光ダイオードパッケージ60は、発光ダイオード素子61、素子61を実装するヒートシンク62、素子61と接続される第1リード63及び第2リード64、全体を一体化する本体樹脂モールド65、及び、素子61を保護すると共にレンズの役割を果たす透明樹脂66からなる。ヒートシンク62の材質は熱伝導性の良い銅を用いることが多い。また、ヒートシンク62に円錐状の凹みを付け、発光ダイオード素子61から発生した光を前方に反射させる反射板の目的を持たせることもある(例えば、特許文献1参照)。
FIG. 8 shows an example of a conventional light emitting diode package.
The light emitting diode package 60 includes a light emitting diode element 61, a
図9に、従来の発光ダイオードパッケージ(図8)における、発光ダイオード素子を実装するためのプリモールド部品を製造する工程の概要を示す。
このプリモールド部品は、まず、図9(a)に示すように、放熱のためのヒートシンク62と、発光ダイオード素子を電気的に接続するための第1リード63及び第2リード64とを別々に成形して用意し、これらを金型にセットした後、図9(b)に示すように、樹脂を射出して本体樹脂モールド65を形成し、全体を一体化して製造される。
FIG. 9 shows an outline of a process for manufacturing a premolded part for mounting a light emitting diode element in a conventional light emitting diode package (FIG. 8).
First, as shown in FIG. 9A, the pre-molded component separately includes a
また、図10に示すように、ヒートシンク部71とリード部72とを予め形成した異形断面条70を用いて、プリモールド部品を製造する方法もある。
しかしながら、図9に示す方法では、それぞれの部品を別々に成形して用意する必要があるため、工程数が増加すると共にコスト高になってしまう。また、金型へのセットが煩雑であり、製造に時間が掛かってしまうといった問題もある。 However, in the method shown in FIG. 9, since it is necessary to prepare each component separately, the number of steps increases and the cost increases. In addition, there is a problem that the setting to the mold is complicated and it takes time to manufacture.
一方、図10に示す一枚の異形断面条を用いる方法では、一般に、放熱性を向上させるためにヒートシンク部71の凸部が高く形成される。すると、ヒートシンク部71に発光ダイオード素子を実装した場合に、発光ダイオード素子とリード部72との距離が離れることになり、素子とリード部72とを電気的に接合させるためのワイヤが長くなってしまう。このため、製造工程でワイヤ断線の可能性が増大したり、ワイヤ材料によるコスト高になったりするなどの問題がある。 On the other hand, in the method using one irregular cross section strip shown in FIG. 10, generally, the convex portion of the heat sink portion 71 is formed high in order to improve heat dissipation. Then, when a light emitting diode element is mounted on the heat sink part 71, the distance between the light emitting diode element and the lead part 72 is increased, and the wire for electrically joining the element and the lead part 72 becomes long. End up. For this reason, there is a problem that the possibility of wire breakage increases in the manufacturing process, and the cost increases due to the wire material.
従って、本発明の目的は、上記の問題を解決し、放熱性を向上させるためにヒートシンク部を高く形成しても、ワイヤ長を短縮化できる構造の発光ダイオードパッケージ用プリモールド部品、及びこのプリモールド部品を安価かつ少ない工程数で効率良く製造することができる製造方法、並びにこのプリモールド部品を用いた放熱性の良好な発光ダイオードパッケージを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to improve the heat dissipation, even if the heat sink portion is formed high, the wire length can be shortened, and the pre-molded part for the light emitting diode package, and An object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of efficiently manufacturing a molded component with a low number of steps and a low cost, and a light emitting diode package with good heat dissipation using the premolded component.
上記目的を達成するため、本発明の発光ダイオードパッケージ用プリモールド部品の製造方法は、断面凸状の板状体からなる異形断面条を用意し、該異形断面条の所定箇所にスリットを形成して、最終的にヒートシンクが形成される第1の区画、及び最終的に第1リード及び第2リードが形成される第2の区画を画定する区画画定工程と、前記第2の区画における板状体を前記第2の区画における所定の複数の箇所で第1の区画側に屈曲させ、前記第1のリードと前記第2のリードの先端部分を前記第1の区画における前記ヒートシンクの凸部上面と同じ高さもしくはその凸部上面よりも上部に位置し、かつ前記ヒートシンクの凸部上面に近づけるようにして、前記ヒートシンク、前記第1リード、前記第2リードを形成する屈曲工程と、前記ヒートシンク、前記第1リード、及び前記第2リードの間の隙間に樹脂をモールドするモールド工程とを備えることを特徴とする。また、前記異形断面条として、凸部の高さが少なくとも2段階に変化しているものを用いることができる。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a pre-molded part for a light emitting diode package according to the present invention is to prepare a deformed cross section consisting of a plate-like body having a convex cross section and to form a slit at a predetermined location of the deformed cross section. A partition defining step for finally defining a first partition in which the heat sink is formed, and a second partition in which the first lead and the second lead are finally formed, and a plate shape in the second partition The body is bent toward the first section at a plurality of predetermined locations in the second section, and the top surfaces of the convex portions of the heat sink in the first section are connected to the tip portions of the first lead and the second lead. same height or located on the top than the convex upper surface, and as close to the protrusion upper surface of said heat sink and said heat sink, said first lead, a bending process of forming the second lead, before Heat sink, the first lead, and characterized in that it comprises a molding step of molding the gap resin between said second lead. Moreover, what has the height of the convex part changed in at least two steps can be used as the irregular shaped cross section.
本発明の発光ダイオードパッケージ用プリモールド部品によれば、放熱性を向上させるためにヒートシンク部を高く形成しても、発光ダイオード素子とリード部との距離が離れることがなく、ワイヤ長を短縮化できる。このため、ワイヤ断線の可能性が低減し、かつワイヤ材料によるコストを抑えることができる。 According to the pre-molded part for a light emitting diode package of the present invention, the distance between the light emitting diode element and the lead part is not increased even if the heat sink part is formed high in order to improve heat dissipation, and the wire length is shortened. it can. For this reason, the possibility of wire breakage is reduced and the cost due to the wire material can be suppressed.
また、本発明の発光ダイオードパッケージ用プリモールド部品の製造方法によれば、上記のプリモールド部品を同一材料から少ない工程数で効率良く安価に製造することができる。 In addition, according to the method for manufacturing a pre-molded part for a light emitting diode package of the present invention, the above-mentioned pre-molded part can be manufactured efficiently and inexpensively from the same material with a small number of steps.
更に、本発明の発光ダイオードパッケージによれば、放熱性を良好にすることができるので、電気から光への変換効率を良好に維持して、発光ダイオードの高輝度化を実現することができる。 Furthermore, according to the light emitting diode package of the present invention, the heat dissipation can be improved, so that the conversion efficiency from electricity to light can be maintained well and the luminance of the light emitting diode can be increased.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
[第1の実施形態]
(発光ダイオードパッケージの全体構成)
図1に、本実施形態に係る発光ダイオードパッケージの断面構造を示す。
この発光ダイオードパッケージ10では、銅合金板からなる断面凸状のヒートシンク2と同一材料からなる第1リード3及び第2リード4がヒートシンク2の上面と同じ高さとなるように屈曲して形成され、ヒートシンク2と第1リード3及び第2リード4との間隙に本体樹脂モールド5が埋め込まれることによってこれらが一体的に固定されてプリモールド部品9を構成している。このプリモールド部品9のヒートシンク2上には、発光ダイオード素子1が実装され、この発光ダイオード素子1は第1リード3及び第2リード4とそれぞれワイヤ7及びワイヤ8を介して接続され、これらが半球状の透明樹脂6で被覆されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
(Overall structure of light emitting diode package)
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a light emitting diode package according to this embodiment.
In the light emitting diode package 10, the first lead 3 and the second lead 4 made of the same material as the
(プリモールド部品の製造方法)
図2に、図1のプリモールド部品9の材料となる異形断面条の斜視図を示す。
この異形断面条15は、厚板部15aと薄板部15bとを有する板状体からなる。この板状体の材質としては、導電性、熱伝導性に優れた銅合金が好適に用いられる。
図3は、図2の異形断面条15に成形加工を施して、所定のパターンを形成したものである。
この異形断面条20は、所定箇所にスリット23が形成されて、最終的にヒートシンクとされる厚板部21及び薄板部22、最終的に第1リードとされる薄板部25、及び、最終的に第2リードとされる薄板部26に区画されており、これらは未打ち抜き部27によってリードフレーム24に接続されている。
(Pre-mold part manufacturing method)
FIG. 2 shows a perspective view of a modified cross-section strip which is a material of the premolded part 9 of FIG.
The deformed section strip 15 is formed of a plate-like body having a thick plate portion 15a and a thin plate portion 15b. As the material of the plate-like body, a copper alloy having excellent conductivity and thermal conductivity is preferably used.
FIG. 3 is a diagram in which a predetermined pattern is formed by forming the deformed cross-section strip 15 of FIG.
The deformed cross-section strip 20 is formed with
図4は、異形断面条20を用いてプリモールド部品9を形成する方法を示すものである。
まず、図3に示す異形断面条20を用意し(a)、薄板部25及び薄板部26をスリット23寄りの所定の箇所でそれぞれ厚板部21側に90°屈曲させる(b)。更に、薄板部25及び薄板部26を中央付近の所定の箇所でそれぞれ厚板部21側に90°屈曲させて、厚板部21の表面と同一の高さとなるように調整し、第1リード3及び第2リード4とする(c)。
FIG. 4 shows a method of forming the premolded part 9 using the modified cross-section strip 20.
First, the modified cross-section strip 20 shown in FIG. 3 is prepared (a), and the
次に、ヒートシンクをなす厚板部21及び薄板部22、第1リード3、第2リード4をリードフレームに接続したまま金型にセットし、樹脂でモールドする。このとき、反射部分となる厚板部21の上面、および第1リード3及び第2リード4上面のワイヤーボンディングを行う部分には樹脂が流れないようにしておく。これより、ヒートシンク2と第1リード3及び第2リード4との間隙に本体樹脂モールド5が埋め込まれて一体的に固定されたプリモールド部品9となる。
Next, the
このプリモールド部品9を用いて発光ダイオードパッケージ10を製造するには、ヒートシンク2の上面に発光ダイオード素子1を半田で接合し、発光ダイオード素子1のアノード極とカソード極をワイヤーボンドで第1リード3、第2リード4にそれぞれ電気的に接合し、透明樹脂6で発光ダイオード素子1を封止後、リードフレームから切り離す。これより、図1に示す発光ダイオードパッケージ10が完成される。
In order to manufacture the light emitting diode package 10 using the pre-molded component 9, the light emitting diode element 1 is joined to the upper surface of the
(第1の実施形態の効果)
(1)厚板部21と薄板部22とからなる段差の付いた異形断面条20を用い、厚板部21をヒートシンク2として利用し、薄板部25,26を2回折り曲げてヒートシンク2の上面に近づけ、リードの役目を持たせたので、発光ダイオード素子1と第1リード3、第2リード4との距離が離れることがなく、ワイヤ7,8長を短縮化できる。このため、ワイヤ断線の可能性が低減し、かつワイヤ材料によるコストを抑えることができる。
(2)ヒートシンク2の凸部を高く形成し、放熱面積を増やすことができるので、発光ダイオードパッケージの放熱性を向上することができる。
(3)発光ダイオードパッケージの製造工程において、ヒートシンク2、第1リード3、第2リード4を一括して成形できるので、工程数を減少できると共に、製造コストを大幅に低減することができる。
(4)樹脂でヒートシンク2、第1リード3、第2リード4をモールドする際に、ヒートシンク2とリードが繋がった状態で樹脂モールド金型にセットできるので、セットの時間を大幅に短縮することができる。
(5)ヒートシンク2の成形から第1リード3、第2リード4の曲げまでは全て一つのプレス機内で材料を送りながら加工する順送金型が使用できるので、生産性が良く、製造コストを低減することができる。
(6)薄板部25,26と厚板部21を電気的に分離するためのスリット23の位置を厚板部21から離して設けても、薄板部25,26をそれぞれ2回曲げることにより、リードの端部を発光ダイオード素子1により近づけることができる。このため、スリット23の位置を厚板部21から離すことによって、厚板部21と熱的に繋がった薄板部22の表面積が広がり、放熱面積が増加することにより更に放熱性を向上することができる。
(Effects of the first embodiment)
(1) The upper surface of the
(2) Since the convex part of the
(3) Since the
(4) When molding the
(5) From the formation of the
(6) Even if the position of the
[第2の実施形態]
図5に、第2の実施形態に係るプリモールド部品の製造工程を示す。
この実施形態では、異型断面条30として厚みが2段階に変化するもの、即ち、厚板部31、第1の薄板部32、第2の薄板部35,36を有し、スリット33の箇所を第1の薄板部32と第2の薄板部35,36との境界部としたものを使用した(a)以外は、第1の実施形態と同様に、第1の屈曲段階(b)、第2の屈曲段階(c)を経て、第1リード37及び第2リード38を形成したものである。
[Second Embodiment]
In FIG. 5, the manufacturing process of the premold component which concerns on 2nd Embodiment is shown.
In this embodiment, the modified cross-section strip 30 has a thickness varying in two stages, that is, a
この実施形態のプリモールド部品においても、第1の実施形態と同様の効果を奏するが、更にヒートシンクの厚みが増加するのでより放熱性が向上する利点がある。 The pre-molded component of this embodiment also has the same effect as that of the first embodiment. However, since the thickness of the heat sink is further increased, there is an advantage that heat dissipation is further improved.
[第3の実施形態]
図6に、第3の実施形態に係るプリモールド部品に用いられる異形断面条を示す。
この異形断面条40は、厚板部41、第1の薄板部42、第2の薄板部44を有し、スリット43の箇所を第1の薄板部42と第2の薄板部44との境界部としたものであり(a)、第2の薄板部44から第1リード45aと第2リード45bを打抜き、2回曲げを加えて厚板部41の上面にリード45を配置したものである(b)。
[Third Embodiment]
FIG. 6 shows a modified cross-section strip used for a premolded part according to the third embodiment.
The deformed cross section 40 has a
この異形断面条40を用いても第2の実施形態と同様にプリモールド部品を製造することができ、第2の実施形態と同様の効果を奏することができる。 Even if this deformed section 40 is used, a pre-molded part can be manufactured in the same manner as in the second embodiment, and the same effects as in the second embodiment can be obtained.
[第4の実施形態]
図7に、第4の実施形態に係るプリモールド部品に用いられる異形断面条を示す。
この異形断面条50は、厚板部51、第1の薄板部52、第2の薄板部54を有し、スリット53の箇所を第1の薄板部52と第2の薄板部54との境界部としたものを左右対称に形成し、第2の薄板部54,54に2回曲げを加えて厚板部51の上面に第1リード55及び第2リード56を配置したものである。
[Fourth Embodiment]
FIG. 7 shows a modified cross-section strip used for a premolded part according to the fourth embodiment.
The deformed cross section 50 includes a thick plate portion 51, a first thin plate portion 52, and a second
この異形断面条50を用いても第2の実施形態と同様にプリモールド部品を製造することができ、第2の実施形態と同様の効果を奏することができる。 Even if this deformed cross-section strip 50 is used, a pre-molded part can be manufactured in the same manner as in the second embodiment, and the same effect as in the second embodiment can be obtained.
[他の実施形態]
上記実施形態では、ヒートシンクとなる厚板部の上面を平坦なものとしたが、厚板部に反射板となる窪みを金型のプレスで成形し、発光ダイオード素子の光の取出し効率を増加させることもできる。
[Other Embodiments]
In the above embodiment, the upper surface of the thick plate portion serving as the heat sink is flat. However, the depression serving as the reflection plate is formed in the thick plate portion with a die press to increase the light extraction efficiency of the light emitting diode element. You can also.
また、上記実施形態では薄板部に2回曲げを加えた例を示したが、薄板部にそれより多い回数の曲げを加えてもよい。重要なのはヒートシンクの上面の発光ダイオード素子にリード部をより近づけることであって、その曲げ形状は上記実施形態に示すコの字型に限定するものではなく、Z型など種々の形状が考えられる。 Moreover, although the example which added the bending twice to the thin plate part was shown in the said embodiment, you may add bending more times to a thin plate part. What is important is that the lead portion is brought closer to the light emitting diode element on the upper surface of the heat sink, and the bent shape is not limited to the U-shape shown in the above embodiment, and various shapes such as a Z shape can be considered.
1 発光ダイオード素子
2 ヒートシンク
3 第1リード
4 第2リード
5 本体樹脂モールド
6 透明樹脂
7,8 ワイヤ
9 プリモールド部品
10 発光ダイオードパッケージ
15 異形断面条
15a 厚板部
15b 薄板部(薄板体)
20,30,40,50 異形断面条
21,31,41,51 厚板部(第1の区画)
22 薄板部(第1の区画)
23,33,43,53 スリット
24 リードフレーム
25 薄板部(第2の区画)
26 薄板部(第2の区画)
27 未打ち抜き部
32 第1の薄板部(第1の区画)
35 第2の薄板部(第2の区画)
36 第2の薄板部(第2の区画)
37 第1リード
38 第2リード
42,52 第1の薄板部(第1の区画)
44,54 第2の薄板部(第2の区画)
45 リード
45a 第1リード
45b 第2リード
55 第1リード
56 第2リード
60 発光ダイオードパッケージ
61 発光ダイオード素子
62 ヒートシンク
63 第1リード
64 第2リード
65 本体樹脂モールド
66 透明樹脂
70 異形断面条
71 ヒートシンク部
72 リード部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light emitting
20, 30, 40, 50
22 Thin plate (first section)
23, 33, 43, 53 Slit 24
26 Thin plate (second section)
27
35 Second thin plate portion (second section)
36 2nd thin plate part (2nd division)
37 1st lead 38 2nd lead 42,52 1st thin plate part (1st division)
44, 54 Second thin plate portion (second section)
45 lead 45a first lead 45b second lead 55 first lead 56 second lead 60 light emitting diode package 61 light emitting
Claims (2)
前記第2の区画における板状体を前記第2の区画における所定の複数の箇所で第1の区画側に屈曲させ、前記第1のリードと前記第2のリードの先端部分を前記第1の区画における前記ヒートシンクの凸部上面と同じ高さもしくはその凸部上面よりも上部に位置し、かつ前記ヒートシンクの凸部上面に近づけるようにして、前記ヒートシンク、前記第1リード、前記第2リードを形成する屈曲工程と、
前記ヒートシンク、前記第1リード、及び前記第2リードの間の隙間に樹脂をモールドするモールド工程とを備えることを特徴とする発光ダイオードパッケージ用プリモールド部品の製造方法。 First, a first section in which a heat sink is finally formed, and a first lead are formed by preparing a deformed section strip made of a plate-like body having a convex cross section, forming a slit at a predetermined position of the deformed section strip. And a compartment defining step for defining a second compartment in which the second lead is formed;
The plate-like body in the second section is bent toward the first section at a plurality of predetermined locations in the second section, and the first lead and the tip portion of the second lead are connected to the first section. The heat sink, the first lead, and the second lead are positioned at the same height as the upper surface of the convex portion of the heat sink in the section or above the upper surface of the convex portion and close to the upper surface of the convex portion of the heat sink. A bending step to be formed;
A method of manufacturing a pre-molded part for a light emitting diode package, comprising: a molding step of molding a resin in a gap between the heat sink, the first lead, and the second lead.
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