(57)【要約】【課題】製造コストを低減したＬＥＤパッケージを提供する。【解決手段】複数のＬＥＤ素子３０が搭載されたＬＥＤパッケージ５０であって、プレス加工により形成され、前記複数のＬＥＤ素子のそれぞれが搭載される搭載部１１及び前記複数のＬＥＤ素子のそれぞれと接触する接触部１２を有する導電パターンと、前記複数のＬＥＤ素子のそれぞれの周囲に装着され、前記導電パターンを保持する保持部及び該ＬＥＤパッケージの位置決めを行なう位置決め部２５を有する絶縁体と、を備え、前記導電パターンは、前記絶縁体が装着された後に分断された分断部１３を更に有する。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤ素子が搭載されたＬＥＤパッケージであって、
プレス加工により形成され、前記複数のＬＥＤ素子のそれぞれが搭載される搭載部及び前記複数のＬＥＤ素子のそれぞれと接触する接触部を有する導電パターンと、
前記複数のＬＥＤ素子のそれぞれの周囲に装着され前記導電パターンを保持する保持部を有する絶縁体と、
を備え、
前記導電パターンは、前記絶縁体が装着された後に分断された分断部を更に有することを特徴とするＬＥＤパッケージ。
【請求項２】
前記ＬＥＤ素子の発光方向側に配置されたレンズを備えることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項３】
前記導電パターンは、前記レンズとの位置合わせを行う位置合わせ部を有し、
前記レンズは前記位置合わせ部を用いて配置されたことを特徴とする請求項２記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項４】
前記導電パターンは、前記搭載部の裏面側に突出して形成され、放熱部材に対して伝熱を行なう伝熱部を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項５】
前記伝熱部は弾性体により形成されていることを特徴とする請求項４記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項６】
前記ＬＥＤ素子の発光方向側の周囲に前記ＬＥＤ素子から射出された光を前記発光方向側に反射させるリフレクター部を備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項７】
前記絶縁体は、該ＬＥＤパッケージの位置決めを行なう位置決め部を備えることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のＬＥＤパッケージ。
【請求項８】
複数のＬＥＤ素子が搭載されたＬＥＤパッケージの製造方法であって、
金属板をプレス加工することにより前記複数のＬＥＤ素子のそれぞれが搭載される搭載部、前記複数のＬＥＤ素子のそれぞれと接触する接触部及び分断予定の分断部を有する導電パターンを形成するプレス加工工程と、
前記複数のＬＥＤ素子のそれぞれの周囲に、前記導電パターンを保持する保持部を有する絶縁体を装着する装着工程と、
前記分断部の分断を行なう分断工程と、
前記複数の搭載部のそれぞれに前記複数のＬＥＤ素子のそれぞれを搭載するＬＥＤ素子搭載工程と、
を含むことを特徴とするＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項９】
前記ＬＥＤ素子の発光方向側に前記レンズを配置する配置工程を更に含むことを特徴とする請求項８記載のＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項１０】
前記プレス加工工程において、前記導電パターンに前記レンズとの位置合わせを行う位置合わせ部を形成し、
前記配置工程において、前記位置合わせ部を用いて前記レンズの配置を行なうことを特徴とする請求項９記載のＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項１１】
前記プレス加工工程において、前記導電パターンに前記搭載部の裏面側に突出し放熱部材に対して伝熱を行なう伝熱部を形成することを特徴とする請求項８〜１０の何れか一項に記載のＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項１２】
前記伝熱部は弾性体により形成されていることを特徴とする請求項１１記載のＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項１３】
前記プレス加工工程において、前記導電パターンに前記ＬＥＤ素子の発光方向側の周囲に前記ＬＥＤ素子から射出された光を前記発光方向側に反射させるリフレクター部を形成することを特徴とする請求項８〜１２の何れか一項に記載のＬＥＤパッケージの製造方法。
【請求項１４】
前記絶縁体は、該ＬＥＤパッケージの位置決めを行なう位置決め部を備えることを特徴とする請求項８〜１３の何れか一項に記載のＬＥＤパッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤ(Light Emitting Diode)素子を搭載するＬＥＤパッケージ及びＬＥＤパッケージの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤ素子を搭載したＬＥＤパッケージは、テレビ受像機やパソコン等の液晶表示装置のバックライト等に用いられている。ＬＥＤパッケージは、ＬＥＤチップをＬＥＤパッケージ基板上に実装した構造を有しており、一般にＬＥＤパッケージの製造は、ＬＥＤチップメーカ及びバックライトメーカにより行なわれる。即ち、ＬＥＤチップメーカにおいて、リードフレーム上にＬＥＤ素子を実装し、リードフレームの周囲を縁体として機能する樹脂で覆い、ＬＥＤ素子上にレンズを配置してＬＥＤチップの製造を行い、その後バックライトメーカおいて、ＬＥＤチップを導電パターンが形成された絶縁体のＬＥＤパッケージ基板上に実装し、ＬＥＤチップ上にレンズを配置してＬＥＤパッケージの製造が行なわれている。なお、ＬＥＤチップの構造については、例えば特許文献１等に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１７１５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＬＥＤチップのリードフレームとＬＥＤパッケージ基板の導電パターン、ＬＥＤチップのリードフレームの周囲を覆う樹脂とＬＥＤパッケージ基板の絶縁体は、それぞれ同様の機能を有しているため、ＬＥＤチップとＬＥＤパッケージ基板とは、それぞれ同様の機能の構成を備えることとなり製造コストが増大していた。
【０００５】
またＬＥＤ素子から射出される光は直行性を有することから、光を拡散させるためのレズは不可欠であるが、従来のＬＥＤパッケージにおいては、ＬＥＤチップにレンズが備えられており、更にバックライトユニットを構成する際にはＬＥＤパッケージ上にも更にレンズを備える場合があった。また、ＬＥＤパッケージ上にレンズを備える場合には、ＬＥＤパッケージ基板に形成された位置合わせ用の孔を用いてレンズをＬＥＤパッケージ基板上へ配置しているが、ＬＥＤパッケージ基板に形成された位置合わせ用の孔は形成位置の精度が低いことから、レンズの配置位置調整に時間がかかり製造コストが増大していた。
【０００６】
またＬＥＤ素子は発光時に発熱することから、効率的に放熱を行なう必要があるが、従来のＬＥＤパッケージのＬＥＤパッケージ基板は、熱抵抗が大きいことから効率的な放熱を行うことが困難であった。
【０００７】
本発明の目的は、製造コストを低減したＬＥＤパッケージ及びＬＥＤパッケージの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下のような解決手段により上記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施の形態に対応する符号を付して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０００９】
本発明のＬＥＤパッケージ（５０）は、複数のＬＥＤ素子（３０）が搭載されたＬＥＤパッケージであって、プレス加工により形成され、前記複数のＬＥＤ素子のそれぞれが搭載される搭載部（１１）及び前記複数のＬＥＤ素子のそれぞれと接触する接触部（１２）を有する導電パターン（１０）と、前記複数のＬＥＤ素子のそれぞれの周囲に装着され前記導電パターンを保持する保持部を有する絶縁体（２０）と、を備え、前記導電パターンは、前記絶縁体が装着された後に分断された分断部（１３）を更に有することを特徴とする。
【００１０】
また本発明のＬＥＤパッケージは、前記ＬＥＤ素子の発光方向側に配置されたレンズ（４０）を備えることを特徴とする。
【００１１】
また本発明のＬＥＤパッケージは、前記導電パターンが前記レンズとの位置合わせを行う位置合わせ部（１６）を有し、前記レンズは前記位置合わせ部を用いて配置されたことを特徴とする。
【００１２】
また本発明のＬＥＤパッケージは、前記導電パターンが前記搭載部の裏面側に突出して形成され放熱部材に対して伝熱を行なう伝熱部（１４）を備えることを特徴とする。
【００１３】
また本発明のＬＥＤパッケージは、前記伝熱部が弾性体により形成されていることを特徴とする。
【００１４】
また本発明のＬＥＤパッケージは、前記ＬＥＤ素子の発光方向側の周囲に前記ＬＥＤ素子から射出された光を前記発光方向側に反射させるリフレクター部（２１ａ）を備えることを特徴とする。
【００１５】
また本発明のＬＥＤパッケージは、前記絶縁体が該ＬＥＤパッケージの位置決めを行なう位置決め部（２５）を備えることを特徴とする。
【００１６】
また本発明のＬＥＤパッケージの製造方法は、複数のＬＥＤ素子（３０）が搭載されたＬＥＤパッケージ（５０）の製造方法であって、金属板をプレス加工することにより前記複数のＬＥＤ素子のそれぞれが搭載される搭載部（１１）、前記複数のＬＥＤ素子のそれぞれと接触する接触部（１２）及び分断予定の分断部（１３）を有する導電パターン（１０）を形成するプレス加工工程と、前記複数のＬＥＤ素子のそれぞれの周囲に、前記導電パターンを保持する保持部を有する絶縁体（２０）を装着する装着工程と、前記分断部（１３）の分断を行なう分断工程と、前記複数の搭載部のそれぞれに前記複数のＬＥＤ素子のそれぞれを搭載するＬＥＤ素子搭載工程と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
また本発明のＬＥＤパッケージの製造方法は、前記ＬＥＤ素子の発光方向側に前記レンズ（４０）を配置する配置工程を更に含むことを特徴とする。
【００１８】
また本発明のＬＥＤパッケージの製造方法は、前記プレス加工工程において、前記導電パターンに前記レンズとの位置合わせを行う位置合わせ部（１６）を形成し、前記配置工程において、前記位置合わせ部を用いて前記レンズの配置を行なうことを特徴とする。
【００１９】
また本発明のＬＥＤパッケージの製造方法は、前記プレス加工工程において、前記導電パターンに前記搭載部の裏面側に突出し放熱部材に対して伝熱を行なう伝熱部（１４）を形成することを特徴とする。
【００２０】
また本発明のＬＥＤパッケージの製造方法は、前記伝熱部が弾性体により形成されていることを特徴とする。
【００２１】
また本発明のＬＥＤパッケージの製造方法は、前記プレス加工工程において、前記導電パターンに前記ＬＥＤ素子の発光方向側の周囲に前記ＬＥＤ素子から射出された光を前記発光方向側に反射させるリフレクター部（２１ａ）を形成することを特徴とする。
【００２２】
また本発明のＬＥＤパッケージの製造方法は、前記絶縁体が該ＬＥＤパッケージの位置決めを行なう位置決め部（２５）を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、製造コストを低減したＬＥＤパッケージ及びＬＥＤパッケージの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施の形態に係る導電パターンの斜視図である。
【図２】実施の形態に係る導電パターンを表面側から視た拡大斜視図である。
【図３】実施の形態に係る導電パターンを裏面側から視た拡大斜視図である。
【図４】実施の形態に係る導電パターンに装着された絶縁体を表面側から視た斜視図である。
【図５】実施の形態に係る導電パターンに装着された絶縁体を裏面側から視た斜視図である。
【図６】実施の形態に係る分断部が分断された状態を示す図である。
【図７】実施の形態に係る搭載部にＬＥＤ素子が搭載された状態を示す図である。
【図８】実施の形態に係る絶縁体に取付けられるレンズを示す図である。
【図９】実施の形態に係るＬＥＤパッケージを表面側から視た斜視図である。
【図１０】実施の形態に係るＬＥＤパッケージを裏面側から視た斜視図である。
【図１１】実施の形態に係る導電パターンに取付けられる大型のレンズを示す図である。
【図１２】実施の形態に係る導電パターンに大型のレンズが取付けられた状態を示す図である。
【図１３】実施の形態に係る大型のレンズが取付けられたＬＥＤパッケージの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る複数個のＬＥＤ素子が搭載されたＬＥＤパッケージ及びＬＥＤパッケージの製造方法について説明する。
【００２６】
ＬＥＤパッケージを製造する場合には、先ず導電パターンを形成する金属薄板を用意する。ここで金属薄板は、複数個のＬＥＤ素子を一列に搭載可能なように、所定の幅を有しＬＥＤ素子の配列方向に延びる形状を有している。導電パターン用金属薄板の金属材料としては、Ｃ５２１０等の銅合金や、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ等の合金が用いられる。
【００２７】
次に、金属薄板をプレス加工することにより立体的な形状を有する導電パターン１０を形成する（プレス加工工程）。金属薄板をプレス加工する際には、金属薄板を長手方向に送りながら金属薄板に金型で同一の形状を繰り返し形成する。なお、このプレス加工工程においては、導電パターン１０をプレス加工可能な形状で加工する。
【００２８】
図１はプレス加工により形成された導電パターン１０の斜視図である。導電パターン１０は、複数のＬＥＤ素子３０（図７参照）のそれぞれが搭載される予定の搭載部１１、複数のＬＥＤ素子３０のそれぞれと接触する予定の接触部１２、絶縁体２０（図４、５参照）が装着された後に分断される予定の複数の分断部１３、分断部１３により接続されプレス加工時に金属薄板を長手方向に送る際に用いられた補助部１５を有している。ここで搭載部１１はＬＥＤ素子３０と接触する接触部、後述の絶縁体２０を保持する保持部としての役割も有する。また搭載部１１はベース側導電部（アノード電極部）としての役割を有し接触部１２は端子側導電部(カソード電極部)としての役割を有する。
【００２９】
図２はプレス加工により形成された導電パターン１０の搭載部１１、接触部１２及び分断部１３を表面側から視た拡大斜視図であり、図３は、導電パターン１０の搭載部１１、接触部１２及び分断部１３を裏面側から視た拡大斜視図である。図２及び図３に示すようにプレス加工により形成された導電パターン１０の搭載部１１と接触部１２とは分断されている。また搭載部１１の周囲には搭載部１１の裏面側に突出した、４つのＬ字形状の伝熱部１４が形成されている。ここで伝熱部１４はＬ字形状に形成されていることから、搭載部１１に搭載されたＬＥＤ素子３０において発生した熱をバックシャーシ等の放熱部材に対して伝熱させる際に弾性体として機能し、伝熱部１４の先端部をバックシャーシ等の放熱部材に確実に接触させることができ、確実かつ効率的な放熱を行うことができる。
【００３０】
次にプレス加工により形成された導電パターン１０の搭載部１１、接触部１２及び分断部１３を覆う位置に絶縁体２０が装着される（装着工程）。ここで絶縁体２０は、導電パターン１０間、導電パターン１０とバックシャーシ等の他の金属との絶縁を行なう。絶縁体２０の装着は、導電パターン１０上に絶縁体２０として機能する白樹脂を立体成型することにより行なう。白樹脂には、例えばシリカ及び酸化チタン等を含有したエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂等が用いられる。
【００３１】
図４に示すように絶縁体２０は、矩形の平板形状を有しており、導電パターン１０を保持している。絶縁体２０には、搭載部１１及び接触部１２を露出させるための円筒状の開口部２１が形成され、更に分断部１３を露出させるための４つの矩形状の開口部２２が形成されている。従って、搭載部１１にＬＥＤ素子３０が搭載された場合には、絶縁体２０によりＬＥＤ素子３０の周囲が覆われることになる。ここで絶縁体２０は、白樹脂で形成されていることから円筒状の開口部２１の内壁面がリフレクター部２１ａ（図６、７参照）として機能し、ＬＥＤ素子３０から射出された光を発光方向側、即ちＬＥＤ素子３０の上方側に反射させる。
【００３２】
また図５に示すように絶縁体２０の裏面側の開口部２２に対応する位置に開口部２３が形成され、更に伝熱部１４を露出させる矩形状の開口部２４が形成されている。また絶縁体２０の裏面側の四隅には、完成したＬＥＤパッケージ５０（図９、１０参照）の位置決めを行なう際に用いられる位置決め部２５が形成されている。
【００３３】
次に、図６に示すように補助部１５と接続されている分断部１３の分断を行なう（分断工程）。これによりプレス加工により形成された導電パターン１０から不用な補助部１５が切断され、搭載部１１及び接触部１２を有する複数の導電パターン分割片が形成される。
【００３４】
次に図７に示すように各導電パターン分割片の搭載部１１にＬＥＤ素子３０を載置しダイボンディングにより固定する（ＬＥＤ素子搭載工程）。次にＬＥＤ素子３０のアノード電極をワーヤボンディングにより導電パターン分割片の搭載部１１に電気的に接続し、ＬＥＤ素子３０のカソード電極をワーヤボンディングにより、隣接する導電パターン分割片の接触部１２に電気的に接続する。これにより各導電パターン分割片がＬＥＤ素子３０を介して電気的に接続される。
【００３５】
次に、それぞれのＬＥＤ素子３０上の開口部２１内に蛍光体及び透明樹脂を充填し硬化させる。透明樹脂としては、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフタルアミド樹脂等を用いることができる。またこれらの樹脂を２種類以上混合した樹脂を用いてもよい。
【００３６】
次に図８に示すように絶縁体２０に形成された開口部２２を位置合わせ用の孔として用い、レンズ４０の位置合わせ突起を開口部２２に嵌合させて、レンズ４０をＬＥＤ素子３０の発光方向側であるＬＥＤ素子３０の上部に配置する（レンズ配置工程）。これにより複数のＬＥＤ素子３０が一列に搭載されたＬＥＤパッケージ５０が完成する。
【００３７】
図９は完成したＬＥＤパッケージ５０を表面側から視た斜視図、図１０はＬＥＤパッケージ５０を裏面側から視た斜視図である。図９及び図１０に示すように、ＬＥＤパッケージ５０には、複数のＬＥＤ素子３０が一列に搭載されている。従って、このＬＥＤパッケージ５０を、例えばテレビ受像機やパソコンの液晶表示装置等の裏面側または裏面側端部に配置することにより、そのままバックライトとして用いることができる。
【００３８】
この実施の形態に係るＬＥＤパッケージによれば、製造コストの低減を図ることができる。即ち、従来ＬＥＤチップをテレビ受像機等のバックライトとして用いる場合には、ＬＥＤチップをＬＥＤパッケージ基板に搭載して用いているが、ＬＥＤチップとＬＥＤパッケージ基板とは、それぞれ導電体や絶縁体を有していることから、ＬＥＤチップとＬＥＤパッケージ基板とは、それぞれ同様の機能の構成を重複して備えることとなり製造コストが増大していたが、この実施の形態に係るＬＥＤパッケージは、重複した構成を有さないことから製造コストの低減を図ることができる。また導電パターンを金属薄板のプレス加工により製造するため更に製造コストの低減を図ることができる。
【００３９】
また上述の実施の形態に係るＬＥＤパッケージの製造方法によれば、従来ＬＥＤチップメーカにおいて、リードフレーム上にＬＥＤ素子を実装し、リードフレームの周囲を縁体として機能する樹脂で覆い、ＬＥＤ素子上にレンズを配置してＬＥＤチップの製造を行い、その後バックライトメーカおいて、ＬＥＤチップを導電パターンが形成された絶縁体のＬＥＤパッケージ基板上に実装してＬＥＤパッケージの製造を行い、バックライトとして用いる場合には、ＬＥＤチップ上に更にレンズを配置していたが、この実施の形態によればバックライトとしてそのまま用いることができるＬＥＤパッケージの製造を一連の工程として実施することができるため、製造工程を削減することができＬＥＤパッケージの製造コストを低減させることができる。
【００４０】
なお、上述の実施の形態においては、絶縁体２０の開口部２２をレンズ４０の位置合わせ用の孔として用いているが、図１１（ａ）に示すような大型のレンズ４２をＬＥＤ素子３０上に配置する場合には、図１１（ｂ）に示す導電パターン１０の補助部１５に形成されている孔１６を位置合わせ用の孔として用い、図１２に示すように、大型のレンズ４２の位置合わせ突起４３を孔１６に嵌合させて、大型のレンズ４２をＬＥＤ素子３０の発光方向側であるであるＬＥＤ素子３０の上部に配置する。これにより図１３に示す、大型のレンズ４２をＬＥＤ素子３０の発光方向側に配置したＬＥＤパッケージ６０が完成する。
【００４１】
また上述の実施の形態においては、絶縁体２０の開口部２１の内壁にリフレクター部２１ａを形成しているが、プレス加工工程において導電パターン１０を立体形状に加工することにより、ＬＥＤ素子３０の発光方向側の周囲にＬＥＤ素子３０から射出された光を発光方向側に反射させるリフレクター部を形成するようにしてもよい。
【００４２】
また上述の実施の形態においては、伝熱部１４をＬ字状に形成することにより、伝熱部１４を弾性体として機能させているが、搭載部１１の裏面側にプレス加工により突出させて設けられた伝熱部１４の先端部に熱伝導性の樹脂を備えるようにしてもよい。これにより伝熱部１４の先端部をバックシャーシ等の放熱部材に更に確実に接触させることができ確実かつ効率的な放熱を行うことができる。
【００４３】
また、上述の実施の形態においては、ＬＥＤ素子３０を搭載部１１に搭載し、ＬＥＤ素子３０のアノード電極を搭載部１１に、カソード電極を隣接する導電パターン分割片の接触部１２にそれぞれワイヤーボンディングしているが、ＬＥＤ素子３０を接触部１２に搭載し、ＬＥＤ素子３０のアノード電極を接触部１２に、カソード電極を隣接する導電パターン分割片の搭載部１１にそれぞれワイヤーボンディングするようにしてもよい。
【００４４】
また上述の実施の形態においては、リフレクター部２１ａがＬＥＤ素子３０を周囲から取り囲むように形成された円筒形状を有しているが、ＬＥＤ素子を周囲から取り囲むように配置され、ＬＥＤ素子３０から離れるに従って拡径する円錐形状を有していてもよい。
【００４５】
また上述の実施の形態においては、絶縁体２０を白樹脂により成形しているが、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、６−６Ｎｙ（６，６−ナイロン）等の熱可塑性樹脂で形成してもよい。
【００４６】
また上述の実施の形態においては、導電パターン１０上に絶縁体２０を成形しているが、導電パターン１０の表面及び裏面にテープ状またはフィルム状の絶縁体を設け、導電パターン１０をテープ状またはフィルム状の絶縁体により挟むようにしてもよい。なおテープ状またはフィルム状の絶縁体は、導電パターン１０の搭載部１１及び接続部１２を露出させるための開口部が予め形成されているものを用いてもよいし、導電パターン１０上にテープ状またはフィルム状の絶縁体を配置した後に、導電パターン１０の搭載部１１及び接続部１２を露出させるための開口部を形成してもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０…導電パターン、１１…搭載部、１２…接続部、１３…分断部、１４…伝熱部、２０…絶縁体、２１，２２，２３，２４…開口部、２５…位置決め部、３０…ＬＥＤ素子、４０，４２…レンズ、５０，６０…ＬＥＤパッケージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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