JP5626862B2 - LED device and light emitting device - Google Patents
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Description
本発明は、発光ダイオード(以下、「LED」という)のベアチップを用いたデバイス(以下、「LEDデバイス」という)及びそのLEDデバイスを用いた発光装置に関する。 The present invention relates to a device using a bare chip of a light emitting diode (hereinafter referred to as “LED”) (hereinafter referred to as “LED device”) and a light emitting device using the LED device.
近年、LEDの高出力化が実現されている。それにともない、大きな光量を求められる一般照明・車両用前照灯などにも、半導体部品であるLEDのベアチップをコンタクトに直接実装したLEDデバイスが用いられている。 In recent years, higher output of LEDs has been realized. Accordingly, LED devices in which LED bare chips, which are semiconductor components, are directly mounted on contacts are also used in general lighting and vehicle headlamps that require a large amount of light.
このようなLEDデバイスは、従来、半田を用いてコンタクトを基板等に接続するのが一般的である。 Conventionally, such LED devices generally connect contacts to a substrate or the like using solder.
一方、図14に示す半導体発光装置10のように、LEDのベアチップ(半導体発光素子12)の周囲のみを青色光の反射率が高い材料、例えばAgで部分的に被覆し、その他の部分をAuで被覆した構造が知られている(特許文献1)。
On the other hand, as in the semiconductor
しかしながら、特許文献1のような構造を得るためには、各面それぞれに部分的にAgもしくはAuを被覆する部分めっきが必要となり、製造工数とコストが嵩むという問題があった。 However, in order to obtain the structure as disclosed in Patent Document 1, partial plating for partially covering each surface with Ag or Au is required, which increases the number of manufacturing steps and costs.
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その課題は、従来よりも製造工数を削減でき、低コストで大きな光量を得ることができるLEDデバイスを提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said problem, The subject is providing the LED device which can reduce a manufacturing man-hour conventionally and can obtain a big light quantity at low cost.
上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、ソケット端子に係合する表裏両面を備えた金属コンタクトと、前記金属コンタクトの前記表面に搭載されたLEDのベアチップと、を有し、前記金属コンタクトは、前記表面が前記裏面よりも反射率の高い第1の材料で構成され、前記裏面はコネクタに使用されている第2の材料で構成されることを特徴とするLEDデバイスが得られる。 In order to solve the above-mentioned problem, according to one aspect of the present invention, it has a metal contact having both front and back surfaces that engage with a socket terminal, and an LED bare chip mounted on the surface of the metal contact, The metal contact has an LED device characterized in that the front surface is made of a first material having higher reflectance than the back surface, and the back surface is made of a second material used for a connector. It is done.
本発明の他の態様によれば、ソケット端子を有するソケットと、前記ソケット端子に係合する表裏両面を備えた金属コンタクトと、前記金属コンタクトの前記表面に搭載されたLEDのベアチップと、を有するLEDデバイスと、を有し、前記金属コンタクトは、前記表面が前記裏面よりも反射率の高い第1の材料で構成され、前記裏面はコネクタに使用されている第2の材料で構成されることを特徴とする発光装置が得られる。 According to another aspect of the present invention, there is provided a socket having a socket terminal, a metal contact having front and back surfaces engaged with the socket terminal, and a bare chip of an LED mounted on the surface of the metal contact. An LED device, and the metal contact is made of a first material having a higher reflectance than the back surface, and the back surface is made of a second material used for a connector. Is obtained.
本発明によれば、従来よりも製造工数を削減でき、低コストで大きな光量を得ることができるLEDデバイスを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an LED device that can reduce the number of manufacturing steps as compared with the prior art and can obtain a large amount of light at low cost.
以下、図面を参照して本発明に好適な実施形態について詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments suitable for the invention will be described in detail with reference to the drawings.
まず、図1〜図4を参照して、本発明に係るLEDデバイス27を用いた発光装置100について説明する。
First, with reference to FIGS. 1-4, the light-
図1〜図4に示すように、発光装置100は、導電性の端子部29a、29bを有するLEDデバイス27と、LEDデバイス27を嵌合・離脱可能なソケット31とを有している。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
ソケット31は、絶縁樹脂等で構成されたインシュレータ32と、インシュレータ32に組み付けられ、端子部29a、29bと接続される導電性のコンタクト33a、33bを有している。
The
次に、図1〜図10を参照して、発光装置100を構成する各部材についてより具体的に説明する。
Next, each member constituting the
まず、LEDデバイス27の構造について図1〜7を参照して説明する。
First, the structure of the
図2および図3に示すように、LEDデバイス27はソケット31と係合する1対の金属コンタクト28a、28bを含んでいる。1対の金属コンタクト28a、28bは各々の断面がL字型になっており、組み合わせることによりU字型の外観を有している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
金属コンタクト28a、28bは絶縁性の樹脂等のデバイス本体23にインサート成形されており、一端は、その表面(U字の外側)がデバイス本体23の開口部24(図6参照)に露出し、他端はデバイス本体23の下面から下方に突出して板状の端子部29a、29bを形成している。
The
図5〜図7に示すように、端子部29a、29bは、その側面(表裏両面)にそれぞれ、コンタクト33a、33bが挿入される凹部60a、60bを有している。具体的には、凹部60aは表側(U字の外側の面)、凹部60bは裏側(U字の内側の面)に設けられている。
As shown in FIGS. 5-7, the
図6に示すように、金属コンタクト28a、28bの表面、即ちU字の外側の面には、開口部24から露出する位置に、LEDであるベアチップ25が搭載されている。
As shown in FIG. 6,
図1、2、3、5に示すように、開口部24には、透明な絶縁性の樹脂である透明樹脂26が充填されている。
As shown in FIGS. 1, 2, 3, and 5, the
なお、図4および図7に示すように、デバイス本体23の下面には、ソケット31と嵌合する際の位置決め用のピン23aが形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 7, a
ここで、金属コンタクト28a、28bは、表面と裏面が異なる材料で構成されている。
Here, the
より具体的には、表面(U字の外側の面)は裏面(U字の内側の面)よりも青色光の反射率が高い材料(第1の材料)で構成されており、裏面は酸化や硫化などの表層の劣化/変質に強く、コネクタに使用されている材料(第2の材料)で形成されている。 More specifically, the front surface (the outer surface of the U shape) is made of a material (first material) having a higher blue light reflectance than the back surface (the inner surface of the U shape), and the back surface is oxidized. Resistant to deterioration / degeneration of the surface layer such as sulfidation and sulfuration, it is made of a material (second material) used for the connector.
ここで、「コネクタに使用されている材料」とは、一般的なコネクタのコンタクト等の導電部に用いられている導電性の材料もしくは導電部に被覆されている導電性の材料を意味するものとする。 Here, the “material used for the connector” means a conductive material used for a conductive part such as a contact of a general connector or a conductive material coated on the conductive part. And
即ち、金属コンタクト28a、28bは、表面はベアチップ25が搭載される面であるため、青色光の反射率が高い材料で形成し、裏面はコンタクト33a、33bとの導電性を確保するために、コネクタに使用されている材料で構成している。
That is, since the
このように、金属コンタクト28a、28bを半田で接続するタイプのコンタクトではなく、ソケットタイプのコネクタに接続するコンタクトとし、表裏を異なる材料で構成することにより、部分めっきにより、コンタクトの表面を部分的に異なる材料で被覆する場合と比べて製造工数を大幅に削減でき、また製造コストも低減できる。
In this way, the
即ち、金属コンタクト28a、28bの表面を反射率を重視した材料にしてLEDの反射率を向上させ、裏面はコネクタに使用されている材料を施工して、ソケット31との電気的接続を確保する。表裏両面が異なる作用を有することにより、部分めっきのような高コストで工数を要する手段を用いることなく、反射率の向上と電気的接続の確保を容易に両立できる。
That is, the surface of the
このような表裏の材料の組み合わせとしては、Ag、Al、Pd、Ni、Cu、Au、Snまたはこれらを含む合金から材料を選択し、反射率の高い材料を表面の材料とし、もう一方の裏面はコネクタに使用されている材料とすることが考えられる。なお、上記した材料の組み合わせのうち、最も好ましい材料の組み合わせは、表面がAg、裏面がAuの組み合わせである。 As a combination of such front and back materials, a material is selected from Ag, Al, Pd, Ni, Cu, Au, Sn or an alloy containing them, and a material having a high reflectance is used as a surface material, and the other back surface is used. May be the material used for the connector. Of the combinations of materials described above, the most preferable combination of materials is a combination of Ag on the front surface and Au on the back surface.
参考までに、表1に上記した材料の青色光(波長400〜500nm)の反射率を示す。 For reference, the reflectance of blue light (wavelength 400 to 500 nm) of the above-described materials is shown in Table 1.
なお、このように、表面と裏面を異なる材料で構成する方法としては、例えばベースとなる金属の両面にメッキを行う方法が挙げられるが、必ずしもメッキに限られるものではない。 In addition, as a method of configuring the front surface and the back surface with different materials in this way, for example, a method of plating on both surfaces of a metal as a base is mentioned, but it is not necessarily limited to plating.
次に、ソケット31の構造について図1〜3、8、9、10を参照して説明する。
Next, the structure of the
図1〜3、8、9に示すように、ソケット31はインシュレータ32と、インシュレータ32に組み付けられ、端子部29a、29bと接続されるコンタクト33a、33bを有している。
As shown in FIGS. 1-3, 8 and 9, the
図8に示すように、インシュレータ32は、平面形状が方形であり、LEDデバイス27の二つの端子部29a、29bをそれぞれ受け入れる2つの長孔40a、40bを有している。長孔40a、40bは方形の1辺に平行になるように形成されている。
As shown in FIG. 8, the
長孔40a、40bはインシュレータ32の上面を貫通して設けられている。
The
また、図3および図8に示すように、インシュレータ32の、長孔40a、40bの長辺と平行な両側面には、コンタクト33a、33bを挿入するための横穴42a、42bが設けられており、横穴42a、42bは長孔40a、40bとそれぞれ繋がっている。
Further, as shown in FIGS. 3 and 8,
また、横穴42aの両側端には、コンタクト33aを圧入するための溝44a、44bが設けられ、横穴42bの両端には、コンタクト33bを圧入するための溝44c、44d(溝44cは図示せず)が設けられている。
Further,
さらに、インシュレータ32の上面の、長孔40aと長孔40bの間には、LEDデバイス27のピン23aが挿入される挿入口46が設けられている。
Further, an
図9に示すように、コンタクト33a、33bは側面形状がクランク状の板状の形状を有しており、クランク状に折り曲げられたクランク部90a、90bを境界にして、2つの板状部である、基板接続部48a、48bと、挿入部50a、50bとに分かれている。
As shown in FIG. 9, the
基板接続部48a、48bは、基板等に半田やネジで接続される部分であり、図9では平板状の形状を有している。
The
挿入部50a、50bは、インシュレータ32に挿入される部分であり、具体的には、以下のような形状を有している。
The
即ち、挿入部50a、50bの両端は溝44a、44b、および溝44c、44dにそれぞれ圧入される板状の圧入部56a、56b、および圧入部56c、56dを形成しており、圧入部の間が上面側に折り曲げられ、金属コンタクト28a、28bと嵌合する櫛歯状のソケット端子36a、36bを形成している。
That is, both ends of the
ソケット端子36a、36bは、圧入部56a、56b、および圧入部56c、56dの内側にそれぞれ設けられ、端子部29a、29bの表側(外側)と接触する外側接触部52a、52b(第1の端子)と、外側接触部52a、52bの間にそれぞれ設けられ、端子部29a、29bの裏側(内側)と接触する内側接触部54a、54b(第2の端子)とを有している。
The
本実施形態では、外側接触部52a、52bはそれぞれ4つ設けられており、2つずつが組になっている。内側接触部54a、54bは、それぞれ2つずつ設けられており、外側接触部52a、52bの組の間に設けられている。
In the present embodiment, four
なお、図4に示すように、外側接触部52a、52bと内側接触部54a、54bは、端子部29a、29bを挟み込んで嵌合するような構造となっている。
As shown in FIG. 4, the
図3、図4に示すように、外側接触部52a、52bと、内側接触部54a、54bの一部は側面(図3、図4に図示された面)から見て互いに接近するように形成された突出部70、80を有している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
ソケット端子36a、36bは、母材は導電性や導熱性に優れ、表層はコネクタに使用されている材料で被覆するのが望ましい。このような材料としては、金属コンタクト28a、28bの裏面と同じ材料が挙げられる。
The
ここで、図9から明らかなように、外側接触部52a、52bと、内側接触部54a、54bとを比較すると、外側接触部52a、52bの方が端子数が多い。
Here, as is clear from FIG. 9, when the
具体的には、前述のように、内側接触部54a、54bはそれぞれ2つの端子を有しているが、外側接触部52a、52bはそれぞれ4つの端子を有している。
Specifically, as described above, the
即ち、外側接触部52a、52bの方が、内側接触部54a、54bよりも金属コンタクト28a、28bと接続された際の接点数が多くなっている。
That is, the number of contacts when the
これは、外側接触部52a、52bは端子部29a、29bの表側と接触するが、表側は、Agのような反射率を優先した材料で構成されているからである。即ち、接点数を多くすることにより、Agのような材料と接触する場合でも電気的接続を確保し易くすることができる。
This is because the
さらに、図3、8から明らかなように、外側接触部52a、52bは横穴42a、42bから外部に露出した態様でインシュレータ32に組みつけられているため、ベアチップ25の発光により発生した熱の一部は、外側接触部52a、52bから放熱されることになる。
Further, as apparent from FIGS. 3 and 8, the
そのため、接点数を多くすることにより、放熱特性を向上させることができる。 Therefore, the heat dissipation characteristic can be improved by increasing the number of contacts.
次に、発光装置100の組み立ての手順について、図1〜図10を参照して、簡単に説明する。
Next, a procedure for assembling the
まず、ソケット端子36a、36bとインシュレータ32を組み合わせて図8に示すようなソケット31を組み立てる。
First, the
具体的には、図9に示すソケット端子36a、36bの圧入部56a、56b、および圧入部56c、56dを、インシュレータ32の溝44a、44b、および溝44c、44dにそれぞれ圧入し、ソケット端子36a、36bを横穴42a、42bから挿入して長孔40a、40b内に配置することにより、ソケット端子36a、36bをインシュレータ32に固定する。
Specifically, the press-
次に、ソケット31にLEDデバイス27を嵌合する。
Next, the
具体的には、LEDデバイス27の金属コンタクトの端子部29a、29b(図2〜図7参照)をインシュレータ32の長孔40a、40b内に挿入し、ソケット端子36a、36bの外側接触部52a、52bが金属コンタクトの端子部29a、29bの表面と、内側接触部54a、54bが金属コンタクトの端子部29a、29bの裏面とそれぞれ接触するように嵌合する。即ち、外側接触部52a、52bと内側接触部54a、54bは、金属コンタクトの端子部29a、29bを挟み込むようにして、これを嵌合する。
Specifically, the metal
なお、嵌合の際にはピン23aを挿入口46に挿入することにより、位置決めを行い、かつ、金属コンタクトの端子部29a、29bの凹部60a、60bに、突出部70、80をそれぞれ挿入する(図10参照)。
When fitting, the
これにより、LEDデバイス27とソケット端子36a、36bが電気的に接続される。
Thereby, the
以上の手順により、図1に示すような発光装置100が組み立てられる。
The
次に、図6、図11〜図13を参照して、LEDデバイス27の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the
まず、図11に示す形状の金属製のリードフレーム21を用意する。リードフレーム21には、後工程で金属コンタクト28a、28bとなる所定の形状の多数の金属片22が一体に形成されている。それらの金属片22は2つずつ対をなしてリードフレーム21にマトリックス状に配列されている。
First, a
次に、金属片22の表裏両面に所定の金属をめっき等で被覆する。
Next, a predetermined metal is coated on both the front and back surfaces of the
前述のように、金属片22は金属コンタクト28a、28bとなる部材であるため、表面と裏面を異なる材料で被覆する。具体的には、最初に、表面を裏面よりも反射率の高い材料で被覆し、表面をマスクした後に、裏面をコネクタに使用されている材料で被覆する。
As described above, since the
次に、図12に示すように、金属片22の両端をプレス加工等で折り曲げて端子部29a、29bを形成する。なお、折り曲げは、表面のマスクをしたままで行うのが望ましいが、理由は後述する。
Next, as shown in FIG. 12, both ends of the
次に、図13に示すように、金属片22の対毎にエンジニアリングプラスチックをモールド成形又はインサート成形し、金属片22を部分的に覆った所定の形状のデバイス本体23を形成する。このときデバイス本体23の上面に開口部24を形成し、対の金属片22の端部を開口部24の底部の互いに隣接した位置に露出させる。
Next, as shown in FIG. 13, engineering plastic is molded or insert-molded for each pair of
次に、表面のマスクを除去した後、図6に示すように、各デバイス本体23の開口部24にLEDのベアチップ(発光素子)25をAu−Sn共晶半田などで固定実装する。その際、金属片22とベアチップ25との間及びベアチップ25とベアチップ25との間をそれぞれ、図示しない導電性ワイヤにより電気的に接続する。
Next, after removing the mask on the surface, as shown in FIG. 6, an LED bare chip (light emitting element) 25 is fixedly mounted on the
このように、本願のLEDデバイス27は、金属コンタクト28a、28bの両面をそれぞれ異なる材料で被覆する構造であるため、ボンディングの直前までボンディング面全体をマスクしておくことができ、これにより、ボンディング前の各工程でボンディング面(金属片22の表面)に埃等が付着するのを防ぐことができる。
Thus, since the
次に、金属片22のリードフレーム21に結合されている部分を切断し、リードフレーム21からLEDデバイス27を分離させる。
Next, the portion of the
最後に、デバイス本体23の開口部24に透明樹脂26(図5参照)が充填されて硬化され、LEDデバイス27が完成する。
Finally, the transparent resin 26 (see FIG. 5) is filled in the
このように、本実施形態によれば、LEDデバイス27は1対の金属コンタクト28a、28bを有し、金属コンタクト28a、28bの表面は裏面よりも反射率の高い材料で被覆され、裏面はコネクタに使用されている材料で被覆されている。
Thus, according to this embodiment, the
そのため、LEDデバイス27は従来よりも製造の際の工数を削減でき、低コストで大きな光量を得ることができる
Therefore, the
本発明は、一般照明、街路灯、車両のバックライト等に利用可能である。 The present invention can be used for general lighting, street lamps, vehicle backlights, and the like.
10 半導体発光装置
11 チップ基板
12 半導体発光素子
13 枠状部材
13a 凹陥部
14 透明樹脂部
15、16 導電部
15a 素子実装部
15b、16b 端子部
16a ボンディング部
21 リードフレーム
22 金属片
23 デバイス本体
23a ピン
24 開口部
25 ベアチップ
26 透明樹脂
27 LEDデバイス
28a、28b 金属コンタクト
29a、29b 端子部
31 ソケット
32 インシュレータ
33a、33b コンタクト
36a、36b ソケット端子
40a、40b 長孔
42a、42b 横穴
44a、44b、44d 溝
46 挿入口
48a、48b 基板接続部
50a、50b 挿入部
52a、52b 外側接触部(第1の端子)
54a、54b 内側接触部(第2の端子)
56a、56b、56c、56d 圧入部
60a、60b 凹部
70、80 突出部
90a、90b クランク部
100 発光装置
DESCRIPTION OF
54a, 54b Inner contact portion (second terminal)
56a, 56b, 56c, 56d Press-
Claims (15)
前記金属コンタクトの表面に搭載されたLEDのベアチップを有し、
前記金属コンタクトは、前記表面が前記裏面よりも反射率の高い第1の材料で構成され、前記裏面が導電性を有する第2の材料で構成され、断面形状がL字型の板状部材であり、前記L字の外側が前記表面を構成し、内側が前記裏面を構成することを特徴とするLEDデバイス。 Metal contacts with front and back sides that engage socket terminals;
Having a bare LED chip mounted on the surface of the metal contact;
The metal contact is a plate-shaped member whose front surface is made of a first material having a higher reflectance than the back surface, the back surface is made of a second material having conductivity, and whose cross-sectional shape is an L-shape. The LED device is characterized in that the outside of the L-shape constitutes the front surface and the inside constitutes the back surface.
前記第2の材料はAuであることを特徴とする請求項3記載のLEDデバイス。 The first material is Ag;
The LED device according to claim 3, wherein the second material is Au.
前記金属コンタクトは、
前記表面が前記裏面よりも反射率の高い第1の材料で構成され、前記裏面が導電性を有する第2の材料で構成され、断面形状がL字型の板状部材であり、前記L字の外側が前記表面を構成し、内側が前記裏面を構成することを特徴とする発光装置。 A socket having a socket terminal, a metal contact having front and back surfaces engaged with the socket terminal, and an LED device having a bare chip of an LED mounted on the surface of the metal contact,
The metal contact is
The front surface is composed of a first material having a higher reflectance than the back surface, the back surface is composed of a second material having conductivity, and the L-shaped plate member has a cross-sectional shape, A light emitting device characterized in that the outer side constitutes the front surface and the inner side constitutes the back surface.
前記第2の材料はAuであることを特徴とする請求項7記載の発光装置。 The first material is Ag;
The light emitting device according to claim 7, wherein the second material is Au.
前記表面が前記裏面よりも反射率の高い第1の材料で構成され、前記裏面が導電性を有する第2の材料で構成され、
前記ソケット端子は、前記表面と接触する第1の端子と、前記裏面と接触する第2の端子を有し、前記第1の端子の方が前記第2の端子よりも前記金属コンタクトとの接触点数が多いことを特徴とする発光装置。 A socket having a socket terminal, a metal contact having front and back surfaces engaging with the socket terminal, and an LED device having an LED bare chip mounted on the surface of the metal contact, the metal contact being ,
The front surface is composed of a first material having a higher reflectance than the back surface, and the back surface is composed of a second material having conductivity ,
The socket terminal has a first terminal that contacts the front surface and a second terminal that contacts the back surface, and the first terminal is in contact with the metal contact rather than the second terminal. A light-emitting device characterized by a large number of points.
前記L字の外側が前記表面を構成し、内側が前記裏面を構成することを特徴とする請求項10または11に記載の発光装置。 The metal contact is a plate-like member having an L-shaped cross section,
The light emitting device according to claim 10 or 11, wherein an outer side of the L shape constitutes the front surface, and an inner side constitutes the back surface.
前記第2の材料はAuであることを特徴とする請求項13記載の発光装置。 The first material is Ag;
The light emitting device according to claim 13, wherein the second material is Au.
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