(57)【要約】      （修正有）【課題】ＬＥＤパッケージの放熱容量を増加させる。【解決手段】ダイパッケージは、複数の溝２６を有する１つのステム基板２０、複数の溝２６に取り付けられた１つのリード線３０、およびステム基板２０上に搭載された１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）５０を含む。しかも、１つのスリーブ４０、１つの反射体６０、および１つのレンズ７０が基板２０に結合されている。発光ダイパッケージを製造するためには、１つの長い基板を形成し、複数のリード線３０を基板に取り付ける。次に、取り付けられた複数のリード線を含む基板を複数の所定長に切断し、複数の個別のステム基板２０を形成する。各ステム基板２０には、ＬＥＤ５０、反射体６０、およびレンズ７０を結合する。【選択図】図２
2011044718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの第１の端面（２２）および１つの第２の端面（２４）を有する１つのステム基板（２０）であって、少なくとも１つの溝（２６）を定義している前記ステム基板（２０）と、
前記ステム基板（２０）の前記溝（２６）に沿って通っている１つのリード線（３０）であって、前記第１の端面（２２）において終わっている前記リード線（２０）と、
前記第１の端面（２２）上に搭載された１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）（５０）であって、前記ステム基板（２０）と電気的かつ熱的に接触する前記ＬＥＤ（５０）であって、前記リード線（３０）にも接続されている前記ＬＥＤ（５０）と、
を含むことを特徴とする１つの発光ダイパッケージ（１０）。
【請求項２】
前記ステム基板（２０）は、電気的かつ熱的に伝導性のある材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の前記発光ダイパッケージ（１０）。
【請求項３】
前記リード線（３０）は、前記溝（２６）の内側に配置されているが、リード線絶縁材によって前記ステム基板（２０）から電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１に記載の前記発光ダイパッケージ（１０）。
【請求項４】
前記リード線絶縁材の一部分がはがされ、前記リード線（３０）の一部分（３２）が露出していることを特徴とする請求項３に記載の前記発光ダイパッケージ（１０）。
【請求項５】
前記第１の端面（２２）に最も近い前記ステム基板（２０）を取り囲む１つのスリーブ（４０）をさらに含み、前記スリーブ（４０）は、前記第１の端面（２２）において１つの開口部（４２）を定義していることを特徴とする請求項１に記載の前記発光ダイパッケージ（１０）。
【請求項６】
前記スリーブ（４０）は、１つのレンズ（７０）を１つの棚（４６）上に取り付けたとき、前記レンズ（７０）を前記ＬＥＤ（５０）からの複数の光に位置合わせする前記レンズ（７０）を結合するようになっている前記棚（４６）を定義していることを特徴とする請求項５に記載の前記発光ダイパッケージ（１０）。
【請求項７】
前記スリーブ（４０）に結合された１つのレンズ（７０）をさらに含み、前記レンズ（７０）は、光学画像機能に適合していることを特徴とする請求項５に記載の前記発光ダイパッケージ（１０）。
【請求項８】
前記レンズ（７０）は、前記ＬＥＤ（５０）が発した光を操作するために材料が塗布された１つの下面（７２）を含むことを特徴とする請求項７に記載の前記発光ダイパッケージ（１０）。
【請求項９】
前記レンズ（７０）は、前記開口部（４２）を密閉し、これによって１つの空洞を形成し、前記空洞（４４）は、充填材料によって少なくとも部分的に満たされていることを特徴とする請求項７に記載の前記発光ダイパッケージ（１０）。
【請求項１０】
前記開口部（４２）は、充填剤で満たされ、前記充填剤上で前記スリーブ（４０）に移動可能に結合された１つのレンズ（７０）でもって蓋をされていることを特徴とする請求項５に記載の前記発光ダイパッケージ（１０）。
【請求項１１】
前記リード線（３０）は、前記溝（２６）の内側に配置されているが、リード線絶縁材によって前記ステム基板（２０）から電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項５に記載の前記発光ダイパッケージ（１０）。
【請求項１２】
前記リード線絶縁材の一部は、はがされ、前記リード線（３０）の一部分（３２）が露出していることを特徴とする請求項１１に記載の前記発光ダイパッケージ（１０）。
【請求項１３】
前記スリーブ（４０）に結合された１つの反射体（６０）をさらに含み、前記反射体（６０）は、前記開口部（４２）を取り囲み、前記ＬＥＤ（５０）からの光を反射するようになっていることを特徴とする請求項５に記載の前記発光ダイパッケージ（１０）。
【請求項１４】
前記スリーブ（４０）は、１つの一体型反射面を含むことを特徴とする請求項５に記載の前記発光ダイパッケージ（１０）。
【請求項１５】
前記ＬＥＤ（５０）は、結合線、はんだ、およびボールグリッドアレイ接続からなる１つのグループから選択された１つの接続を使って前記リード線（３０）に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の前記発光ダイパッケージ（１０）。
【請求項１６】
１つの外部ヒートシンク（８２）および反射ボウル（８４）を含む１つのアレイハウジングであって、複数のダイパッケージ空間を定義している前記アレイハウジング、および
前記複数のダイパッケージ空間内に搭載された１つの複数の発光ダイパッケージ（１０）であって、各発光ダイ（１０）は、
１つの第１の端面（２２）および１つの第２の端面（２４）を有する１つのステム基板（２０）であって、少なくとも１つの溝（２６）を定義している前記ステム基板（２０）と、
前記ステム基板（２０）の前記溝（２６）上に取り付けられた１つのリード線（３０）であって、前記第１の端面（２２）において終わっている前記リード線（３０）と、
前記第１の端面上に搭載され、前記ステム基板（２０）と電気的かつ熱的に接触している１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）（５０）であって、前記リード線（３０）にも接続されている前記ＬＥＤ（５０）と、
を含む発光ダイパッケージ
を含むことを特徴とする１つの発光ダイパッケージアレイ（８０）。
【請求項１７】
前記外部ヒートシンク（８２）は、前記搭載された発光ダイパッケージ（１０）に熱的に接続されていることを特徴とする請求項１６に記載の前記発光ダイパッケージアレイ（８０）。
【請求項１８】
各発光ダイパッケージ（１０）に対して、前記リード線（３０）は、前記溝（２６）の内側に配置されているが、リード線絶縁材によって前記ステム基板（２０）から電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１６に記載の前記発光ダイパッケージアレイ（８０）。
【請求項１９】
各発光ダイパッケージ（１０）は、前記第１の端面（２２）に最も近い前記ステム基板（２０）を取り囲む１つのスリーブ（４０）をさらに含み、前記スリーブ（４０）は、前記第１の端面（２２）において１つの開口部（４２）を定義していることを特徴とする請求項１６に記載の前記発光ダイパッケージアレイ（８０）。
【請求項２０】
各発光ダイパッケージ（１０）は、前記スリーブ（４０）に結合された１つの反射体（６０）をさらに含み、前記反射体（４０）は、前記第１の端面（２２）を取り囲んでいることを特徴とする請求項１９に記載の前記発光ダイパッケージアレイ（８０）。
【請求項２１】
各発光ダイパッケージ（１０）は、前記スリーブ（４０）に結合された１つのレンズ（７０）をさらに含み、前記レンズ（７０）は、前記開口部（４２）を覆っていることを特徴とする請求項１６に記載の前記発光ダイパッケージアレイ（８０）。
【請求項２２】
１つの所定長を有する１つのステム基板ロッドを製造し、前記ステム基板ロッドは、少なくとも１つの溝（２６）を定義する工程と、
前記ステム基板ロッドの前記溝（２６）上にリード線（３０）を取り付ける工程と、
前記複数の取り付けられたリード線を含む前記ステム基板ロッドを１つの所定長に切断し、それによって１つの個別ステム基板（２０）を形成する工程と、
前記個別ステム基板（２０）の１つの第１の端面（２２）を平坦化する工程と、
前記第１の端面（２２）上に１つの発光ダイオード（５０）を搭載し、前記ＬＥＤ（５０）を前記ステム基板（２０）と電気的かつ熱的に接触させ、しかも前記ＬＥＤ（５０）を前記リード線（３０）に接続させる工程と、
を含むことを特徴とする、１つの発光ダイパッケージ（１０）を製造する１つの方法。
【請求項２３】
前記ＬＥＤ（５０）を封入する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の前記方法。
【請求項２４】
前記第１の端面（２２）に最も近い前記ステム基板（２０）を取り囲む１つのスリーブ（４０）を取り付け、前記スリーブ（４０）は、前記第１の端面（２２）において１つの開口部（４２）を定義する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の前記方法。
【請求項２５】
前記スリーブ（４０）上に１つの反射体（６０）を結合し、前記反射体（６０）は、前記開口部（４２）を取り囲む工程をさらに含むことを特徴とする請求項２４に記載の前記方法。
【請求項２６】
前記スリーブ（４０）に１つのレンズ（７０）を結合し、前記レンズ（７０）は、前記開口部（４２）を覆う工程をさらに含むことを特徴とする請求項２４に記載の前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、合衆国法典第３５編１１９条と１２０条のいずれかまたは両方に基づき２００２年１２月６日に出願した米国仮特許出願第６０／４３１，５０１号、表題「ＬＥＤ  ｐａｃｋａｇｅ  ｗｉｔｈ  ａ  ｌｏｎｇ  ｓｔｅｍ  ｂｏｄｙ  ａｓ  ｈｅａｔ−ｓｐｒｅａｄｅｒ  ａｎｄ  ａ  ｓｍａｌｌ  ｆｏｏｔｐｒｉｎｔ」の出願日の恩恵を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、複数の半導体装置の実装分野に関し、さらに詳しくは、複数の発光ダイオードの実装に関する。
【０００３】
発光する複数のダイオードといった複数の発光ダイオード（ＬＥＤＳ）は、しばしば複数のリードフレームパッケージ内に実装されている。１つのリードフレームパッケージは、一般に、１つのＬＥＤ、１つのレンズ部分、およびＬＥＤに接続され樹脂体の外側に延在する複数の細い金属リード線を封入した１つの樹脂成形体を含む。リードフレームパッケージの複数の金属リード線は、ＬＥＤに電力を供給し、同時にＬＥＤから熱を引き出すように働くことができる導管としての役割を果たしている。ＬＥＤに電力を印加して発光させると、ＬＥＤは発熱する。複数のリード線の一部分は、パッケージ体から外に延在し、リードフレームパッケージの外部にある複数の回路に接続している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＬＥＤによる発熱の一部は、樹脂パッケージ体によって放散されるが、大部分の熱はパッケージの複数の金属構成部分を経由してＬＥＤから引き出される。複数の金属リード線は、一般に非常に細く１つの小さい断面積を有する。このため、ＬＥＤから熱を除去できる複数の金属リード線の能力には限界がある。このため、ＬＥＤに供給することができる電力量は制限され、その結果ＬＥＤが発することができる光量が制限される。
【０００５】
１つのＬＥＤパッケージの放熱容量を増加させるために、１つのＬＥＤパッケージ設計では、ＬＥＤを１つのヒートシンクスラグの１つのくぼみ内に置く。次に、ヒートシンクスラグを、その底面を除いて１つの樹脂体で囲う。たとえば、Ｌｕｍｉｌｅｄｓ  Ｌｉｇｈｔｉｎｇ有限責任会社製のＬＵＸＥＯＮ（商標）ＬＥＤのいくつかには、このような１つの設計が取り入れられている。ここで、ヒートシンクスラグによって、ＬＥＤパッケージの放熱容量は増加するが、くぼみ内にＬＥＤを置く設計は、比較的製造が難しく費用がかかる。さらに、その露出面が限定（底面のみ）されているので、放熱は限定されている。
【０００６】
別のＬＥＤパッケージ設計においては、リードフレームの複数のリード線は、ＬＥＤパッケージ体の直端部を越えて（さまざまな複数の形状および複数の構造で）延在している。これにより、周辺空気に露出した複数のリード線の複数の部分の表面積は増加する。延在する複数のリード線の露出表面積が増加することにより、ＬＥＤパッケージの放熱容量は増加するが、延在する複数のリード線によって、ＬＥＤパッケージのサイズが増大するので、１つの回路基板上に比較的大きな面積が必要になる。回路基板面積は、多くの複数の用途において、１つの不足し費用のかかる要素である。
【０００７】
現行の複数のリードフレームパッケージ設計の中の別の望ましくない局面は、パッケージの熱膨張に関連する複数の問題に関するものである。発熱すると、ＬＥＤパッケージは、熱膨張に直面する。ＬＥＤパッケージの複数の部品のそれぞれは、１つの異なった熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する。たとえば、ＬＥＤのＣＴＥ、パッケージ体のＣＴＥ、複数のリード線のＣＴＥ、およびレンズのＣＴＥは、互いに異なる。このため、発熱時、これら複数の部品のそれぞれは、複数の異なった度合いの熱膨張に直面し、パッケージの複数の部品間に機械的歪を招き、その結果パッケージの信頼性に悪い影響を及ぼすことになる。
【０００８】
したがって、先行技術による複数のパッケージの複数の欠点の１つまたは複数を克服または改善する１つの改良型ＬＥＤパッケージに対する１つの必要性が未だある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、この必要性を満たすものである。本発明の１つの第１の好ましい実施形態において、１つの発光ダイパッケージは、１つのステム基板、１つのリード線、およびステム基板上に搭載された１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。ステム基板は、１つの第１の端面および１つの第２の端面を有し、少なくとも１つの溝を定義している。リード線は、ステム基板の溝に沿って通され、第１の端面で終わっている。搭載された発光ダイオード（ＬＥＤ）は、第１の端面上に搭載されている。ＬＥＤは、ステム基板と電気的かつ熱的に接触している。ＬＥＤは、またリード線にも接続されている。
【００１０】
本発明の１つの第２の好ましい実施形態においては、１つの発光ダイパッケージアレイは、１つの外部ヒートシンクおよび反射ボウルを有する１つのアレイハウジングを含む。アレイハウジングは、複数のダイパッケージ空間を定義している。複数のダイパッケージ空間内に搭載された１つの複数の発光ダイパッケージであって、１つの発光ダイパッケージを有する各発光ダイは、１つのステム基板、１つのリード線、およびステム基板上に搭載された１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。ステム基板は、１つの第１の端面および１つの第２の端面を有し、少なくとも１つの溝を定義している。リード線は、ステム基板の溝に沿って通され、第１の端面で終わっている。搭載された発光ダイオード（ＬＥＤ）は、第１の端面上に搭載されている。ＬＥＤは、ステム基板と電気的かつ熱的に接触している。ＬＥＤは、またリード線にも接続されている。
【００１１】
本発明の１つの第３の好ましい実施形態においては、１つの発光ダイパッケージを製造する１つの方法を開示している。第１に、１つの所定長を有する１つのステム基板ロッドを製造し、ステム基板ロッドに少なくとも１つの溝を定義する。複数のリード線をステム基板ロッドの溝上に取り付ける。次に、取り付けられた複数のリード線を含むステム基板ロッドを１つの所定長に切断することによって、１つの個別ステム基板を形成する。個別のステム基板を平坦化して１つの第１の端面を形成する。１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を第１の端面上に取り付け、ＬＥＤをステム基板と電気的かつ熱的に接触させ、またＬＥＤをリード線にも接続する。
【００１２】
本発明の他の複数の局面および複数の利益は、本発明の複数の原理を事例を通して示した添付の複数の図面と照らし合わせて読めば、以下の詳細な記載から明白となるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のさまざまな複数の好ましい実施形態を示す複数の図１〜４を参照しながら今から本発明を説明する。複数の図に示すとおり、複数の構造または複数の部分のいくつかの複数のサイズを複数の説明の便宜上、他の複数の構造または複数の部分に比べて誇張することにより、本発明の一般的な複数の構造を示すようにしている。さらにその上、本発明のさまざまな複数の局面を他の複数の構造と複数の部分のいずれかまたは両方上に形成されている１つの構造または１つの部分を参照しながら説明する。技術分野の当業者にとっては明らかなように、他の構造または部分「の上」または「の上方」に形成されている１つの構造への複数の言及については、さらなる構造と部分のいずれかまたは両方が介在する可能性があることを意図している。１つの介在する構造または部分なしで、他の構造または部分「の上」に形成されている１つの構造または１つの部分への複数の言及については、構造または部分「の直上」に形成されているというように、本明細書中では記載している。
【００１４】
さらにその上、「の上」または「の上方」のような複数の相対用語を、複数の図に示したとおり、他方の構造または部分に対する一方の構造または部分の関係を説明するために本明細書中では使用している。「の上」または「の上方」といった複数の相対用語は、複数の図に描かれている配向に加えて装置の別の複数の配向も包含することを意図していることは理解されるであろう。たとえば、複数の図中の装置が裏返された場合、他の複数の構造または複数の部分「の上方」として説明された構造または部分は、今ではその他の複数の構造または複数の部分「の下方」に配向されていることになるであろう。同様に、複数の図中の装置が１つの軸の周りを回っている場合、他の複数の構造または複数の部分「の上方」として説明された構造または部分は、今ではその他の複数の構造または複数の部分「の隣」または「の左」に配向されていることになるであろう。類似の複数の番号は、本明細書の全体を通して類似の複数の要素を意味している。
【００１５】
複数の例示目的で複数の図中に示すとおり、本発明の複数の好ましい実施形態を、１つのステム基板、複数のリード線、および１つの発光ダイオードを含む１つの発光ダイパッケージによって典型的に示す。ステム基板は、１つの第１の端面および１つの第２の端面を有して、少なくとも１つの溝を定義している。複数のリード線は、ステム基板の溝に取り付けられ、第１の端面で終わっている。発光ダイオードは、第１の端面上に搭載されて、ステム基板と電気的かつ熱的に接触するようになっている。ＬＥＤは、またリード線にも接続されている。
【００１６】
ステム基板は、ダイパッケージの本体を形成し、（先行技術で実行されるように単に複数のリード線がＬＥＤから熱を引き出すのとは対照的に）ＬＥＤから熱を引き出している。ステム基板は、複数のリード線より比較的はるかに太いので、熱放散容量は、複数の先行技術設計より大きい。ステム基板は、１つの比較的巨大な熱質量およびその全長に沿って効率的な熱拡散容量を備えている。それだけ、より多くの電力をＬＥＤに送ることができ、ＬＥＤをより明るく発光させることができる。さらにその上、同じ理由で、本発明の発光ダイパッケージには、パッケージから離れて延在する１つの独立した複数のヒートシンクスラグまたは複数のリード線を不要にすることができる。したがって、本発明のダイパッケージは、先行技術の複数のダイパッケージより、よりコンパクトに、より信頼性高く、しかもより安い費用で製造することが可能である。
【００１７】
ところが、さらにその上、先行技術の複数のＬＥＤパッケージのほとんどは平型であり、それらの複数のリード線およびヒートシンクは、すべて光学システムと同じ平面内またはその上面内で接続されている。このことは、１つのパッケージを駆動する１つのプリント回路基板上の貴重な領域、または「面積」を占有するという１つの不利益を有する。本発明の発光ダイパッケージは、１つの比較的長い本体および１つの比較的小さい設置面積を持つ１つの階段形状を有する。設置面積が小さくなることによって、白熱光またはハロゲン光の複数の電球のような従来の複数の光源に類似の複数の照明用途に対して高輝度光源を作るクラスターとしてより多くの複数のユニットを詰め込むことが可能になる。
【００１８】
図１は、本発明の１つの好ましい実施形態による１つの発光ダイパッケージ１０の１つの斜視図である。図２は、図１の発光ダイパッケージ１０の１つの分解組立斜視図である。図３は、発光ダイパッケージ１０の複数の部分の１つの上面図である。とりわけ、図３は、１つの透明レンズ７０を通して見た発光ダイパッケージの１つの上面図を示している。図４は、図３に示されたとおり、線Ａ〜Ａに沿って切った図１の発光ダイパッケージの１つの側面破断図である。複数の図１〜４を説明すれば、発光ダイパッケージ１０は、１つのステム基板２０、複数のリード線３０、および発光ダイオード（ＬＥＤ）組立品５０を含む。
【００１９】
ステム基板２０は、１つの第１の端面２２および１つの第２の端面２４を有して、単なる例であるが、銅、アルミニウム、または複数のセラミック材料といった電気的かつ熱的に伝導性のある材料で作られている。いくつかの複数の好ましい実施形態においては、第１の端面２２に貴金属のめっきを施して、ＬＥＤ組立品５０の接着を可能にまたは改善する場合があるが、これは不要である。ステム基板２０は、少なくとも１つの溝２６を定義している。複数の図においては、４つの複数の溝２６を示している。ステム基板は、銅、アルミニウム、またはセラミックスを機械加工または押出し加工することにより形成することができる。第１の端面２２は、ＬＥＤチップを取り付けたり貼り付けたりできる金属でめっきを施すか仕上げることができる。第２の端面２４は、１つの外部ヒートシンクと複数の外部回路のいずれかまたは両方に接続できるようにめっきするか仕上げするか、さもなければ、形成することができる。
【００２０】
複数のリード線３０のそれぞれは、ステム基板２０によって定義された複数の溝２６の１つに沿って通されている。複数のリード線は、第１の端面２２で終わっている。実際には、例示のとおり、好ましい実施形態に示された複数の溝２６は十分深いので、複数のリード線３０は、複数の溝２６の内側に配置することができる。しかしながら、複数のリード線３０は、複数のリード線のそれぞれを覆っている複数のポリイミドといったリード線絶縁材によって、ステム基板２０から電気的に絶縁されている。複数のリード線３０のそれぞれのリード線絶縁体の一部分は、はがされ、リード線の一部分（露出部分３２）が露出することにより、外部回路に電気的に接続することができる。リード線３０は、耐熱性接着剤を使ってステム基板２０に接着することができる。複数のリード線の第１の端面は、たとえば、めっきによって金属被覆すれば、その端面を複数のＬＥＤに接続する複数の結合線によって結合することができる。いくつかの複数の好ましい実施形態においては、複数の溝２６のサイズと形状にもよるが、複数のリード線３０は、ロール成形を必要とする場合がある。たとえば、複数のリード線３０は、複数の誘電体樹脂によって絶縁された複数のマグネットワイヤーであってもよい。
【００２１】
ＬＥＤ組立品５０は、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み、第１の端面２２上に搭載され、複数のＬＥＤは、ステム基板２０と電気的かつ熱的に接触している。複数の図においては、例示の複数の便宜上、ＬＥＤ組立品５０を４つの複数のＬＥＤで示している。複数のＬＥＤのそれぞれは、１つの結合線５２を使って複数のリード線３０の１つに接続されている。複数の結合線５２は、図３内にも示されている。一方、ＬＥＤは、はんだまたは複数のボールグリッドアレイ接続を使ってリード線に接続してもよい。
【００２２】
引き続き複数の図１〜４を説明すれば、発光ダイパッケージ２０は、第１の端面２６に最も近いステム基板２０を取り囲む１つのスリーブ４０をさらに含む。スリーブ４０は、第１の端面２６において、その端面を取り囲む１つの開口部４２を定義している。レンズ７０を結合するようになっている１つの棚４６を含むスリーブによって、レンズ７０は、棚４６上に取り付けられたとき、ＬＥＤ組立品５０からの光に位置合わせされる。棚４６は、図３に示されたとおり線Ａ〜Ａに沿って切った図１の発光ダイパッケージ１０の１つの側面破断図を示す図４にも示されている。
【００２３】
レンズ７０は、単なる例であるが、拡散、合焦、および波長移動といった複数の光学画像機能に適合している。レンズ７０は、たとえば、複数の波長を反射、直射、合焦、および移動させることによってＬＥＤ組立品５０が発した光を操作する。たとえば、レンズ７０の１つの下面７２に炭酸カルシウムを塗布すれば、光を拡散させることができる。一方、レンズ７０の下面７２に複数の燐光体を塗布すれば、１つの第１の波長を有する光を吸収して、１つの第２の波長でその光を再び発することができる。実際には、レンズ７０の下面７２は、さまざまな複数の光学的働きに対して構成することが可能である。たとえば、レンズの下面に溝を掘れば、ＬＥＤ組立品５０からの光を反射または屈折させることができる。同様に、上部ドーム状表面も使って光を操作すれば、ダイパッケージ１０の１つの所定の放射パターンを作り出すこともできる。レンズ７０は、耐熱樹脂またはガラスで作ることができる。
【００２４】
開口部４２を覆って棚４６上にレンズ７０を置くと、ステム基板２０の第１の表面２２、開口部４２、およびレンズ７０によって、１つの密閉空洞４４が形成される。密閉空洞４４は、シリコンのような透明な充填剤で少なくとも部分的に満たされる。密閉空洞４４は、充填剤で完全に満たされる必要はない。実際には、充填剤で空洞４４を部分的に満たすと同時に空洞４４の内部に複数の間隙を残すことによって、（ＬＥＤ組立品５０が発熱したとき）レンズ７０がスリーブ４０からはずれることなく、充填剤は膨張することができる。さらに、レンズ７０は、スリーブ４０にわずかに移動可能に結合されているので、充填剤は、間隙によって可能になっている膨張以上にさえ膨張することができる。１つの別の好ましい実施形態においては、空洞４４は、充填剤で完全に満たされているため、空洞４４の内部には間隙も気泡もまったく存在していない。この場合では、ＬＥＤ組立品５０による発熱のために充填剤が膨張するにつれて、レンズは、わずかな複数の上下動ができるので、膨張によって生じた圧力を緩和することができる。充填剤を選択すれば、所定の屈折率および他の光学的特性と物理的特性のいずれかまたは両方を得ることができる。
【００２５】
発光ダイパッケージ１０は、スリーブ４０に結合された１つの反射体６０を含み、反射体６０は、開口部４２を取り囲み、ＬＥＤ組立品５０からの光がレンズ７０に向けて反射するように傾けられた１つの反射面を有することにより、反射体６０は、ＬＥＤ組立品５０の複数のＬＥＤからの光を反射させるようになっている。スリーブ４０は、ステム基板２０に対して反射体６０とレンズ７０の両方が位置合わせされるように機能する。反射体６０は、ただ銀めっきのような１つの高反射性仕上げが施されてさえいれば、どのような反射性材料または無反射性材料で作られていてもよい。反射体６０は、ステム基板２０からは電気的に絶縁されている。反射体カップは、ＬＥＤ組立品５０に最も近く取り付けられているので、ＬＥＤが発するすべての光をレンズに向けることができる。
【００２６】
図４においては、見本用の発光ダイパッケージ１０の複数の寸法を示している。例示の好ましい実施形態においては、発光ダイパッケージ１０は、数ミリメートル（ｍｍ）〜数１０ｍｍ程度の１つの高さ２８、たとえば、１３．２５ｍｍ、および数ｍｍ程度の幅、すなわち例示の直径２９、たとえば、５．６ｍｍを有する。
【００２７】
発光ダイパッケージ１０は、ひとまとめにして複数の図５Ａ〜５Ｄに示された発光ダイアレイ８０を形成することができ、それら複数の図５Ａ〜５Ｄは、それぞれ発光ダイアレイ８０の１つの上面図、側面図、下面図、および１つの側面破断図を示している。
【００２８】
複数の図５Ａ〜５Ｄについて説明すれば、発光ダイアレイ８０は、１つの外部ヒートシンク８２および反射ボウル８４を含む１つのアレイハウジングを含み、アレイハウジングは、複数の発光ダイパッケージ１０を収容するための複数のダイパッケージ空間または「複数の穴」を定義している。複数の図においては、４つの複数の発光ダイパッケージ１０が、これら複数の収容穴を埋めている。これら複数の発光ダイパッケージ１０のそれぞれは、複数の図１〜４に示されたとおりに構成されている。
【００２９】
複数の図１〜４は、発光ダイパッケージ１０の製造方法の説明に使用することができる。複数の図１〜４を再度説明すれば、複数の図１〜４の発光ダイパッケージ１０を製造するためには、１本の比較的長いステム基板ロッド（示されていない）を製造し、そのステム基板ロッドには、少なくとも１つの溝を定義する。複数のリード線をステム基板ロッドの複数の溝に相対的に取り付ける。次に、取り付けられた複数のリード線、たとえば、複数のマグネットワイヤーを含むステム基板ロッドを１つの所定長に切断することによって、複数のリード線がすでにステム基板２０に取り付けられた複数の図１〜４に示されたとおりに、取り付けられた複数のリード線３０を含む１つの個別ステム基板２０を形成する。取り付けられた複数のリード線３０を含む個別ステム基板を平坦化し、第１の端面２２を形成する。
【００３０】
次に、１つの発光ダイオードのような発光装置（ＬＥＤ）を少なくとも１つ含むＬＥＤ組立品５０を第１の端面２２上に取り付け、ＬＥＤ組立品５０をステム基板２０に電気的かつ熱的に接触させ、ＬＥＤもまた複数の結合線５２を介してリード線に接続させる。ＬＥＤは、前述のとおり１つの充填剤中に封入することができる。スリーブ４０を第１の端面２２に最も近いステム基板２０に取り付ける。スリーブは、第１の端面２２においてそれを囲むように開口部４２を定義する。次に、反射体６０をスリーブ４０に結合させると、反射体は開口部４２を取り囲むようになる。最後に、レンズ７０をスリーブ４０の開口部４２に結合させる。これら複数の製造工程の厳密な順序は変更可能であり、それでもなお本発明の範囲内にあることができる。
【００３１】
上記の説明から、本発明は、斬新であり、現行技術にまさって複数の利益を提供することが明白であろう。本発明の特定の複数の好ましい実施形態を上に説明し図示したが、本発明をそのように説明し図示した複数の部品の特定の複数の形状または複数の配置に限定するべきではない。たとえば、さまざまな複数の構成、複数のサイズ、または複数の材料を使用して本発明を実行することが可能である。本発明は、以下の複数のクレームによって限定される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の１つの好ましい実施形態による１つの発光ダイパッケージの１つの斜視図である。
【図２】図１の発光ダイパッケージの１つの分解組立斜視図である。
【図３】図１の発光ダイパッケージの１つの上面図である。
【図４】図３に示したとおり、線Ａ〜Ａに沿って切った図１の発光ダイパッケージの１つの側面破断図である。
【図５Ａ】図１の発光ダイの上面図である。
【図５Ｂ】図１の発光ダイの側面図である。
【図５Ｃ】図１の発光ダイの下面図である。
【図５Ｄ】図１の発光ダイの側面破断図である。
【図１】
2011044718.tif 000003
【図２】
2011044718.tif 000004
【図３】
2011044718.tif 000005
【図４】
2011044718.tif 000006
【図５Ａ】
2011044718.tif 000007
【図５Ｂ】
2011044718.tif 000008
【図５Ｃ】
2011044718.tif 000009
【図５Ｄ】
2011044718.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成22年10月13日(2010.10.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの第１の端面、１つの第２の端面、および側面を有する１つのステム基板であって、前記ステム基板の前記側面に少なくとも１つの溝を定義している前記ステム基板と、
前記ステム基板の前記側面に設けられる状態で、前記ステム基板の前記溝の内側を通っている１つのリード線であって、前記第１の端面において終わっている前記リード線と、
前記第１の端面上に搭載された１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）であって、前記ステム基板と熱的に接触する前記ＬＥＤであって、前記リード線にも電気的に接続されている前記ＬＥＤと、
を含むことを特徴とする１つの発光パッケージ。
【請求項２】
複数のＬＥＤが前記第１の端面上に搭載されており、前記複数のＬＥＤのそれぞれは、前記ステム基板と熱的に接触し、前記リード線と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の発光パッケージ。
【請求項３】
前記ステム基板は複数の溝を規定し、
それぞれのリード線が前記複数の溝の１つの内側を通り、前記複数のＬＥＤのそれぞれが複数のリード線の１つに電気的に接続されるように、前記複数のリード線は設けられることを特徴とする請求項２に記載の発光パッケージ。
【請求項４】
前記ステム基板は、熱的に伝導性のある材料を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の発光パッケージ。
【請求項５】
前記リード線は、リード線絶縁材によって前記ステム基板から電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の発光パッケージ。
【請求項６】
前記リード線絶縁材の一部分がはがされ、前記リード線の一部分が前記第１の端面と前記第２の端面の間で露出していることを特徴とする請求項５に記載の発光パッケージ。
【請求項７】
前記第１の端面に最も近い前記ステム基板を取り囲む１つのスリーブをさらに含み、前記スリーブは、前記第１の端面において１つの開口部を定義していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の発光パッケージ。
【請求項８】
前記スリーブに結合された１つの反射体をさらに含み、前記反射体は、前記開口部を取り囲み、前記ＬＥＤからの光を反射するようになっていることを特徴とする請求項７に記載の発光パッケージ。
【請求項９】
前記スリーブは、１つの一体型反射面を含むことを特徴とする請求項７または８に記載の発光パッケージ。
【請求項１０】
前記リード線は、前記第２の端面において終わっていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の発光パッケージ。
【請求項１１】
前記ステム基板は、セラミック材料で作られていることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載の発光パッケージ。
【請求項１２】
１つの外部ヒートシンクおよび反射ボウルを含む１つのアレイハウジングであって、複数のダイパッケージ空間を定義している前記アレイハウジングと、
前記複数のダイパッケージ空間内に搭載された複数の発光ダイパッケージとを備える発光ダイパッケージアレイであって、各発光ダイパッケージは、
１つの第１の端面、１つの第２の端面および側面を有する１つのステム基板であって、前記ステム基板の前記側面に少なくとも１つの溝を定義している前記ステム基板と、
前記ステム基板の前記側面に設けられる状態で、前記ステム基板の前記溝上に取り付けられた１つのリード線であって、前記第１の端面において終わっている前記リード線と、
前記第１の端面上に搭載され、前記ステム基板と電気的かつ熱的に接触している１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）であって、前記リード線にも接続されている前記ＬＥＤとを含むことを特徴とする１つの発光ダイパッケージアレイ。
【請求項１３】
前記外部ヒートシンクは、前記搭載された発光ダイパッケージに熱的に接続されていることを特徴とする請求項１２に記載の発光ダイパッケージアレイ。
【請求項１４】
各発光ダイパッケージに対して、前記リード線は、前記溝の内側に配置されているが、リード線絶縁材によって前記ステム基板から電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の発光ダイパッケージアレイ。
【請求項１５】
各発光ダイパッケージは、前記第１の端面に最も近い前記ステム基板を取り囲む１つのスリーブをさらに含み、前記スリーブは、前記第１の端面において１つの開口部を定義していることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載の発光ダイパッケージアレイ。
【請求項１６】
各発光ダイパッケージは、前記スリーブに結合された１つの反射体をさらに含み、前記反射体は、前記第１の端面を取り囲んでいることを特徴とする請求項１５に記載の発光ダイパッケージアレイ。
【請求項１７】
各発光ダイパッケージは、前記スリーブに結合された１つのレンズをさらに含み、前記レンズは、前記開口部を覆っていることを特徴とする請求項１５または１６に記載の発光ダイパッケージアレイ。
【請求項１８】
前記リード線絶縁材の一部がはがされ、前記リード線の一部が露出していることを特徴とする、請求項１４に記載の発光ダイパッケージアレイ。
【請求項１９】
前記各発光ダイパッケージが有する前記リード線は、前記ステム基板の前記第１の端面と前記第２の端面において終わっていることを特徴とする、請求項１２から１７のいずれか１項に記載の発光ダイパッケージアレイ。
【請求項２０】
前記ステム基板は、セラミック材料で作られていることを特徴とする、請求項１２から１７のいずれか１項に記載の発光ダイパッケージアレイ。
【請求項２１】
１つの予め定められた長さを有する１つのステム基板ロッドを製造し、前記ステム基板ロッドは、前記ステム基板ロッドの側面に少なくとも１つの溝を定義する工程と、
前記ステム基板ロッドの前記側面に設けられた前記溝上にリード線を取り付ける工程と、
複数の前記取り付けられたリード線を含む前記ステム基板ロッドを１つの予め定められた長さに切断し、それによって１つの個別ステム基板を形成する工程と、
前記個別ステム基板の１つの第１の端面を平坦化する工程と、
前記第１の端面上に１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を搭載し、前記ＬＥＤを前記ステム基板と電気的かつ熱的に接触させ、しかも前記ＬＥＤを前記リード線に接続させる工程と、
を含むことを特徴とする、１つの発光ダイパッケージを製造する１つの方法。
【請求項２２】
前記ＬＥＤを封入する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載の前記方法。
【請求項２３】
前記第１の端面に最も近い前記ステム基板を取り囲む１つのスリーブを取り付け、前記スリーブは、前記第１の端面において１つの開口部を定義する工程をさらに含むことを特徴とする請求項２１または２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記スリーブ上に１つの反射体を結合し、前記反射体は、前記開口部を取り囲む工程をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記スリーブに１つのレンズを結合し、前記レンズは、前記開口部を覆う工程をさらに含むことを特徴とする請求項２３または２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記リード線は、前記リード線を記ステム基板から電気的に絶縁するための絶縁材料を有し、
前記絶縁材料の一部をはがし、前記リード線の一部分を前記第１の端面と第２の端面の間で露出させる工程を更に含むことを特徴とする請求項２１から２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
前記個別ステム基板は、第２の端面を有し、前記リード線は前記第１の端面および前記第２の端面において終わっている、請求項２１から２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記ステム基板ロッドは、セラミック材料で作られていることを特徴とする、請求項２１から２６のいずれか１項に記載の方法。
【外国語明細書】
2011044718000001.pdf