(57)【要約】【課題】  通常の射出成形プロセスにおいてLEDエレクトロニクスを損傷することなく、導光式LEDモジュールを製造する方法を提案する。【解決手段】  導光式LEDモジュールを製造する方法において、完全に凝固する前の可融材料からモールドに射出成形し、個々のLEDモジュールは少なくとも１個の発光チップと、該チップに電気接続した少なくとも２個のワイヤ電極とを備える。電子部品を配設し、LEDにつき少なくとも１個の開口部を介して封止した後に、モールドを排気する。排気開口部は、LEDの底部で電極の近くに配置される。可融材料は、底部とチップ又は反射トラフとの間でチップ面に対して少なくとも概ね平行かつ２個の電極から形成された平面に対して少なくとも概ね垂直に噴射され、噴射スプレーの中心線は２個の電極間に延在する。本発明による導光式LEDモジュールの製造方法は、射出成形プロセス全体を通じてLEDエレクトロニクスの損傷を防止するものである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
完全に凝固する前の可融材料をモールド（６１〜６３）内に射出成形することにより、導光式LEDモジュール（２０）を製造する方法であって、
個々のLEDモジュール（２０）は、少なくとも１個の発光チップ（６）と、該チップ（６）に電気接続した少なくとも２個のワイヤ電極（１，４）とを備えており、
前記製造方法は、
モールド（６１〜６３）を排気する工程であって、電子部品（１〜６）を配設、封止した後に、LED（１０）の底部（４２）で前記電極（１，４）の間にLED（１０）につき少なくとも１個形成された開口部（６７）を介して、前記モールド（６１〜６３）を排気する、前記排気工程と、
可融材料を噴射する工程であって、該可融材料は、前記底部（４２）と前記チップ（６）との間で、該チップに対しては少なくとも概ね平行、前記２個の電極（１，４）から形成された平面に対しては少なくとも概ね垂直に噴射され、噴射スプレーの中心線（７５）は該２個の電極（１，４）間に延在する、前記噴射工程と、
を備える、方法。
【請求項２】
前記モールド（６１〜６３）及び隣接した工具領域の真空は、射出成形プロセス全体を通じて維持されることを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記噴射スプレーの中心線（１８）は前記２個の電極（１，４）間の幾何学的中点に延在することを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記噴射スプレーの中心線（１８）は前記LEDモジュール（２０）の中心線と直交することを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
フランジ（１１）を備えるLED（１０）の場合、前記噴射スプレーの中心線（１８）は該フランジ（１１）の半分の高さで延在することを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
【請求項６】
真空は吸引チャンネル（６６）を介して発生し、該吸引チャンネル（６６）の開口部（６７）は前記電極（１，４）間に位置することを特徴とする、請求項１に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光式LEDモジュールの製造方法に関し、特に、完全に凝固する前の可融材料をモールド内に射出成形し、個々のLEDモジュールは少なくとも１個の発光チップと、該チップに電気接続した少なくとも２個のワイヤ電極とを備える製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＤＥ１９６０４４９２（特許文献１）に記載された発光ダイオードを製造するためのダイカスト工具が公知である。ここで作製する発光ダイオードは、少なくとも部分領域として円筒形状部材を備える放射状LEDである。円筒形状部分の概ね中間の高さでモールドに噴射ノズルを配置すると共に、LED長手方向軸線に対して直角に調整する。その際、噴射ノズルは少なくとも概ね射出成形されるダイオード本体の重心に向けて調整される。噴射ノズルの周囲にホッパ形状のチャンネルを配置し、モールドから射出成形で排除された気体を吸引する。噴射ノズルと吸引チャンネルとを配置する有効な組み合わせにも拘らず、この工具によっては除去率が‐特に、ボンドワイヤの破断により‐極めて高くなるのを妨げることはできない。
【特許文献１】ＤＥ１９６０４４９２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、通常の射出成形プロセスにおいてLEDエレクトロニクスを損傷することなく、導光式LEDモジュールを製造する方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題を解決するため、本発明は、請求項１記載の事項を特徴とするものである。即ち、電子部品を配設し、LEDにつき少なくとも１個の開口部を介して封止した後に、該開口部からモールドを排気する。排気開口部は、LEDの底部で電極の近くに配置される。可融材料は、底部とチップ又は反射トラフとの間で、チップ面に対しては少なくとも概ね平行、２個の電極から形成された平面に対しては少なくとも概ね垂直に噴射される。噴射スプレーの中心線は２個の電極間に延在する。
【０００５】
射出成形技術による製造方法においては、特定の個所で行われるモールドの排気に関連して噴射個所及び噴射方向を設定することにより、LEDエレクトロニクスを損傷することなくモールドに制御された充填を可能にする注入条件が実現する。その際、高エネルギーの噴射スプレーが緩和及び分割されるため、ボンドワイヤが早期に固定され、両側の包囲によって、モールドはLED底部からLED先端部まで充填される。
【０００６】
本方法は、複数個のチップ及び電極を備えるルミネセンスダイオードについても応用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の細目は従属請求項に記載したとおりである。以下、本発明を図示の実施形態について更に具体的に説明する。
図１〜４は、射出成形技術による噴射工程で作製されるLEDモジュール（２０）とする発光ダイオード（１０）を示している。
【０００８】
図示のLED（１０）は、図２に示すように理論的に２つの帯域（２１，４１）に区分されるLEDモジュール（２０）を有する。モジュール（２０）の下方帯域（４１）は価電子帯であり、上方帯域（２１）は伝導帯と称する。両方の帯域は仮設的な分離グルーブ（３９）によって互いに分離する。分離グルーブ（３９）は点状として図２にのみ示されている。
【０００９】
価電子帯（４１）は、通常、一平面内に位置する電気接続（１，４）、発光チップ（６）、ボンドワイヤ（２）及び反射トラフ（５）を包囲する。後者は、例えば、陰性（４）の部分とする。反射トラフ（５）にはチップ（６）を配置する。チップ（６）は、ボンドワイヤ（２）を介して陽極（１）に接触する。その上方に位置する伝導帯（２１）は、チップ（６）の発光を可能な限り損失せずにLED（１０）の外面に伝搬する。
【００１０】
LEDモジュール（２０）の材料は、変異したポリメチルメタクリルイミド（PMMI）等の噴射可能な透明の染色したサーモプラスチックとする。
本実施形態のLEDモジュール（２０）は、互いに当接した３個のジオメトリモジュール（１１，１４，１５）から立体的に構成される。下方のジオメトリモジュール（１１）は、２個の少なくとも概ね平行とする端面と、例えば、２個の平坦部分（１２，１３）とを備える少なくとも概ね真直ぐなシリンダである。平坦部分（１２，１３）はLED‐長手方向軸線（１８）に対して平行とし、互いに直角を成すものとする。平坦部分（１２）は、電極（１，４）の中心線によって形成した電極面（１９）に対して平行とする。下方の端面は底部（４２）を形成する。上方の端面には、シリンダ（１１）から離れるテーパを有する真直ぐな切頭錐体（１４）が連接する。第３ジオメトリモジュールとするドーム（１５）を切頭錐体（１４）上に配置する。LED‐縦断面ではドーム（１５）と切頭錐体（１４）との間に接線遷移等が位置する。
【００１１】
本実施形態において、切頭錐体（１４）の大きな端面直径は約５ｍｍとし、これを基準値とする。切頭錐体（１４）のテーパは、例えば、基準値の２０％であり、LED（１０）の全高は基準値の約１８０％に相当する。シリンダ（１１）のフランジ形状部分は、その半径で基準値の約１０％だけ切頭錐体を超える。このシリンダ（１１）の高さは基準値の約３０％に、平坦部分（１２，１３）の奥行きは基準値の約８％に相当する。
【００１２】
チップ（６）の上方に位置する切頭錐体（１４）とドーム（１５）とから一次光出射面を形成する。
LED製造に関し、電極（１，４）は、通常、スタンピングした電極シールド（８０）の構成部分である。このシールド内で電極（１，４）はウェブ（８１）を介して互いに結合する。シールド（８０）は、一例として１６LED（１０）用の３２電極を備える。シールド（８０）に隣接して集積されたLED（１０）の最小離間は、電極面又はシールド面（１９）における個々のLED（１０）の最大直径又は最大幅の最低１０％に相当する。本実施形態において、２個の隣接したルミネセンスダイオード（１０）の中心線（１８）の離間は基準値の約１５０％に相当する。
【００１３】
LED（１０）の射出成形にはコンポジットモールド（６１〜６３）が使用される。このモールドは、噴射ノズル（７１）と共にルミネセンスダイオード（１０）の形状を定める。作製すべきダイオード（１）の大部分は、サドル型（６２）によって包囲される。サドル型は、例えば、シームレスの一次光出射面及び価電子帯（４１）の外周面の部分を成形する。この外周面は、隣接したベース型（６１）に背向する。LED（１０）の底部（４２）及び残りの外周面は、吸引チャンネル（６６）と噴射ノズル装置とを除きベース型（６１）及びハブ型（６３）によって閉鎖される。
【００１４】
ベース型（６１）は、ダイカスト工具の一基本素子であり、ここでは工具の常置部分に固定されると共に、型抜きに際しては変位しない。ベース型（６１）に設けた空隙（７３）内には噴射ノズル（７１）が気密として突入する。
【００１５】
ハブ型（６３）をベース型（６１）に対向して配置する。図１に示すように、ハブ型（６３）はベース型（６１）から右方へ離れることにより型抜きされる。モールド（６１〜６３）が閉鎖されると、モールド部分（６１，６３）は図４に示した分離グルーブ（６５）内で接触する。分離グルーブ（６５）は電極（１，４）間の領域で開口部（６７）を整形するために分離する。図１に示す開口部（６７）は底部（４２）に接触する吸引チャンネル（６６）のエッジである。吸引チャンネル（６６）は、電極面（１９）に対して十分の数ミリメートルだけ、噴射ノズル（７１）から離れて変位する。
【００１６】
ハブ型（６３）にダウンホルダ（６９）を配置する。ダウンホルダ（６９）は変位可能として、例えば、モールドの開口ハブの方向で定置される。このダウンホルダはベース型（６１）に対して電極シールド（８０）をクランプする。
【００１７】
モールド部分（６１，６３）によって形成される平面には、作製されるLED（１０）の底部（４２）が当接し、ベース型（６１）の噴射ノズル（７１）を包囲する。一方、ＬＥＤの輪郭にはサドル型（６２）が連接する。サドル型（６２）とベース型（６１）との間には立体的に段付き分離グルーブ（６３）が配置される。
【００１８】
作製されるLEDの表面の大部分を包囲するサドル型（６２）は、少なくとも１個のテンパリングチャンネル（６８）によって貫通される。それにより、モールド及びこれを包囲する他の工具部分が、例えば、１３０℃とする水蒸気等によって調質可能となる。図１は、一例とするサドル型（６２）を部分的に示している。ダイオード成形部分が分離したサドル担体のサドル型（６２）内に位置する場合、後者もまたテンパリングチャンネルを備えることができる。
【００１９】
射出成形の準備としてモールド（６１〜６３）を開放する。図１に示すように、モールド部分（６３，６９）は右方へ取り外される。サドル型（６２）は図示しないガイド部材を介して噴射ノズルの中心線（７５）に対して２５°等の角度で斜め右上方へ移動する。チップ（６）及び対応するボンドワイヤ（２）を備える電極シールド（８０）が配設され、図示しない指標ピンを介してベース型でセンタリングされる。モールド（６１〜６３）を閉鎖するために、ハブ型（６３）はベース型（６１）に接近する。ベース型に設けたダウンホルダ（６９）は、電極シールド（８０）がベース型（６１）上で堅くクランプされるまで閉鎖方向に更に移動する。同時にサドル型（６２）はモールド（６１，６３）に接近する。
【００２０】
吸引チャンネル（６６）及びハブ型（６３）とダウンホルダ（６９）との間隙を介して、可融材料を射出成形するモールド（６１〜６３）の中空スペースを排気する。射出成形プロセス全体を通じて真空が維持される。
【００２１】
排気の直後に、熱い可融材料はトーピードノズルと称する其々の噴射ノズル（７１）を介してモールド（６１〜６３）の対応する中空スペースに噴射される。噴射ノズル（７１）の中心線（７５）及び噴射ノズルから発するスプレーの中心線（７５）は、電極面（１９）に対して垂直に調整される。この中心線は底部（４２）と反射トラフ（５）の最下点との間に延在する。本実施形態において、中心線（７５）はシリンダ（１１）の半分の高さに位置すると共に、図３に示すように、電極（１，４）間の中央に延在する。
【００２２】
射出成形工程の間に、液状プラスチックは７００±３００ｂａｒの圧力で排気及び調温されたモールド（６１〜６３）に流入する。スプレーは電極（１，４）の中心を通過し、噴射ノズル（７１）に対置するモールド（６２）の内壁に配分される。スプレーは多くのエネルギーを失うため、流入するプラスチックは中空スペースの充填に際して、図１に示すように、電極面（１９）の前後で下方から上方へ流れると共に、ボンドワイヤ（２）等の傷つきやすいエレクトロニクスを損傷又は剥離することはない。
【００２３】
モールドの容積減を補整するため、必要とあらばモールドを完全に充填した後に、材料圧力を保持する。その結果、良質な表面及び優れた塑造精度が達成される。
射出成形及び型抜きに続く個別化工程では、ルミネセンスダイオード（１０）と個々のLED（１０）の電極（１，４）との間におけるウェブ（８１）をスタンピング等によって除去する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明により射出成形されたモールド内のLEDを示す側面図である。
【図２】図１に示したLEDを示す正面図である。
【図３】LED‐製造コンポジット及び噴射ノズルを示す平面図である。
【図４】図１に示したLEDを分離グルーブの推移と共に下方から見て示す平面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  接続、陽極、電極
２  ボンドワイヤ、アルミワイヤ
４  接続、陰極、電極
５  反射トラフ
６  チップ
７  チップ面
１０  LED、ルミネセンスダイオード、ダイオード
１１  シリンダ、フランジ
１２，１３  平坦部分
１４  切頭錐体
１５  ドーム
１６  噴射ノズルの押型
１８  LED‐中心線、LED‐長手方向軸線
１９  電極面、電極シールド
２０  LED‐モジュール
２１  光導体
３９  分離グルーブ、（２１）と（４１）との間で仮設的
４１  価電子帯
４２  底部
６１  ベース型
６２  サドル型
６３  ハブ型
６４  （６１）と（６２）との間の分離グルーブ
６５  （６１）と（６３）との間の分離グルーブ
６６  吸引チャンネル
６７  開口部
６８  テンパリングチャンネル
６９  ダウンホルダ
７１  噴射ノズル、トーピードノズル、ホットチャンネルノズル
７２  加熱カートリッジ
７３  （６１）の空隙
７５  噴射ノズルの中心線
８０  電極シールド（リードフレーム‐ストライプ）
８１  ウェブ、上方
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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