(57)【要約】【課題】  発光ダイオード素子を実装したリードフレームをガラス管に封止する際、光軸から発光ダイオード素子がずれてしまうという問題があった。【解決手段】  リードフレームの素子載置部の下に、インサート成型によって樹脂製ガイド部を形成する。樹脂製ガイド部は、その周囲にリブを持ち、中空ガラス部の内壁に接触する。この結果、リードフレームの中空ガラス部に対する相対的位置は封止作業中を通じて固定され、軸ずれを抑制できる。【選択図】図１
2011181870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームと、
前記リードフレームの上端に形成された素子設置部と、
前記素子設置部に固定され、かつ、電気的に接続された発光ダイオード素子と、
前記発光ダイオード素子と、前記素子設置部と、これら周辺の前記リードフレームの一部を覆う中空ガラス部と、
前記リードフレームに貫通され、かつ、前記中空ガラス部下部と融着しているガラスマウントと、
前記リードフレームの前記ガラスマウントより上方であって前記素子設置部直下に固定され、かつ、前記中空ガラス部の内壁に接した樹脂製ガイド部とを含み、
前記ガラスマウントは、前記リードフレームが貫通している位置は前記中空ガラス部下部と融着している位置より前記素子設置部に近く、
前記リードフレームが貫通している位置と前記中空ガラス部下部と融着している前記ガラスマウント下部との間は略筒状の構造で繋がっていること、
を特徴とする発光ダイオード装置。
【請求項２】
リードフレームの上端の素子設置部より下にガラスマウントを形成する第一の工程と、
前記素子設置部より下であって前記ガラスマウントより上に樹脂製ガイド部をインサート成型によって形成する第二の工程と、
前記素子設置部に発光ダイオード素子を固定し、かつ、電気的に接続する第三の工程と、
前記発光ダイオード素子と、前記素子設置部と、これら周辺の前記リードフレームの一部を中空ガラス部内に挿入し、前記中空ガラス部下部と前記ガラスマウント下部とを融着して封止する第四の工程と、
を含み、
前記ガラスマウントの前記リードフレームと接している部分と前記ガラスマウント下部との間は略筒状の構造で繋がっていること、
を特徴とする発光ダイオード装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光ダイオード装置に関する。より詳しくは、ガラスによって発光ダイオード素子を封止する際の好適な技術的改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードとは、ｐ型半導体層とｎ型半導体層との接合間に電流を注入することによって、赤外、可視、紫外光などを放出する光半導体素子の一種である。このような発光ダイオード装置は、一般的には発光ダイオード素子と、これに電気的に接続されたワイヤやリードフレームを樹脂で覆って保護した構造をとっている。
【０００３】
近年、発光ダイオードの発光波長の短波長化、高出力化や高信頼性への要求が高まるに従って、発光ダイオード素子周辺を封止樹脂で覆う構造には問題がある、との指摘がされるようになってきた。短波長光に長時間晒され続けると、封止樹脂は劣化し、当初透明であった樹脂が黄変又は黒変するのである。この結果、不透明になった樹脂に発光を遮られ、本来期待される寿命よりはるかに短い時間で発光ダイオード装置の発光強度は低下する。
【０００４】
更には、封止樹脂は水分をさほど遮断することができず、湿度の高い条件下で使用された発光ダイオード装置は、封止された発光ダイオード素子自体が劣化することを防止できない。
【０００５】
これらの問題を解決するため、樹脂をガラスに代えた発光ダイオード装置の封止構造とその製造方法が特許文献１に提案されている。
【０００６】
かかる文献の製造方法は、まずガラス管の一端を略半球面状の形状とし、次に他端の開口側からガラスビーズによって結束した一対のリードフレームを挿入し、その後ガラス管とガラスビーズとをバーナで加熱して融着している。この製造方法により、リードフレーム状に固定された発光ダイオード素子は、ガラス管とガラスビーズによって気密に封止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−０７１７７１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記の製造方法を実際に適用した場合、発光ダイオード素子の光軸がガラス管の軸に対してズレを生じるという問題がある。この問題を図４によって説明する。
【０００９】
図４は、発光ダイオード素子をその上部に固定したリードフレームを、一端を封じたガラス管とリードフレームに固定したガラスビードの融着によって封止する工程を示したものである。工程（ａ）において、リードフレームをガラス管に挿入し、ガラスビード下方のガラス管側壁にバーナを当てて加熱し、仮止めを行う。工程（ｂ）において、仮止めをしたガラスビードの位置にガラス管側壁からバーナを当てて、ガラスビードとガラス管とを加熱し、融着させる。工程（ｃ）において、余ったガラス管下方の部分を除去し、ガラス封止した発光ダイオード装置が完成する。
【００１０】
ここで、工程（ａ）の仮止め及び工程（ｂ）の融着のいずれも、工程中に発光ダイオード素子の光軸とガラス管の軸との間にズレが生じやすい。これは、この工程を通じてリードフレームのガラス管に対する相対的な位置を固定する手段をとらないことによる。このため、特に大量生産を行う場合には、製品ごとの指向特性がばらつき、問題であった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記課題の解決を意図してなされたものである。即ち、本発明による発光ダイオード装置は、リードフレーム先端の素子設置部に固定された発光ダイオード素子周辺を中空ガラス部で覆ったものであって、特に、素子設置部の下に中空ガラス部内壁に接するように樹脂製ガイド部を形成したものである。更に、中空ガラス部の下部と融着して中空ガラス部内に封止するためのガラスマウントは、リードフレームに接している部分と融着している部分との間に所定の距離をとっている。
【発明の効果】
【００１２】
樹脂製ガイド部の導入により、リードフレームが中空ガラス部に対して相対的に固定されるため、発光ダイオード素子の中空ガラス部の軸上からのずれが抑制された。結果として、製品ごとの指向特性のばらつきが少なくなり、歩留まりが向上した。また、所定のガラスマウント構造の導入により、樹脂製ガイド部を特にインサート成型法で形成する際の作業性が向上し、量産性が高まった。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による発光ダイオード装置の構造の一例である。
【図２】本発明による発光ダイオード装置の構造を上から見た概略図である。
【図３】本発明による発光ダイオード装置の製造方法を示す図である。
【図４】従来例とその問題点を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図を参照して本発明を説明する。なお、便宜的に図中の発光ダイオード装置の光軸方向を「上」、その反対側を「下」として説明する。
【００１５】
図１は、本発明による発光ダイオード装置の概要図である。発光ダイオード素子１は、一対のリードフレーム２の一方の先端の素子戴置部３上に固定され、かつ電気的に接続されている。また、ワイヤ４によって、他方のリードフレームに電気的に接続されている。この素子戴置部３の下には、樹脂製ガイド部５が形成され、一対のリードフレーム２の相対的位置を固定している。また、樹脂製ガイド部５は、後述のリブ１１によって中空ガラス部６と接触し、リードフレーム２と中空ガラス部６との相対的位置関係を保持している。
【００１６】
中空ガラス部６は、発光ダイオード素子１を納める部分を中空とした構造をとり、ガラスマウント７と共に発光ダイオード素子１、素子戴置部３、樹脂製ガイド部５を封止している。ガラスマウント７は、融着部８によって中空ガラス部６と密着する一方、樹脂製ガイド部５の下の位置の貫通部９でリードフレーム２に貫通される。リードフレーム２とガラスマウント７との間は気密に封止されている。また、貫通部９と、融着部８との間は、筒状の構造１０によってある程度隔てられている。
【００１７】
図２について説明する。図２は、図１の発光ダイオード装置を上から見た図である。便宜上、中空ガラス部６の上方部分とワイヤ４とは記載を省略している。樹脂製ガイド部５から突出しているリブ１１が、中空ガラス部６の内壁と接触している。これによって、発光ダイオード素子１を光軸上からずれないようにしている。
【００１８】
次に、本発明による発光ダイオード装置の製造方法について説明する。図３（Ａ）は、リードフレーム２に、ガラスマウント７を取り付けたものである。ガラスマウント７の取り付けは、所定の長さのガラス管の先端をバーナで軟化させてリードフレーム２に取り付ける、周知のガラス加工工程を適用できる。又は、かっとビードをバーナーで軟化させ、リードフレーム２に貫通部９を形成した後、ガラスマウント７の先端をバーナーで軟化させ、貫通部９と溶着させてもよい。
【００１９】
次に、図３（Ａ）の構造を金型に入れ、図３（Ｂ）のようにインサート成型を行う。この工程によって、図３（Ｃ）にあるように樹脂製ガイド部５が形成される。この上の素子戴置部３に発光ダイオード素子１を固定し、リードフレーム２と電気的に接続する。
【００２０】
最後に、中空ガラス部６によって発光ダイオード素子１等を覆い、中空ガラス部６の下部とガラスマウント７の下部をバーナによって加熱し、融着させて融着部８を形成する。これにより、発光ダイオード素子１等は封止される。
【００２１】
樹脂製ガイド部５を、特にインサート成型によって行うこととしたのは、形状ばらつきの小さい、安定した構造を量産できることによる。特に、ガラスマウント７の加工ばらつきは、インサート成型の場合よりも大きくなりがちのため、樹脂製ガイド部５の導入によって形状が安定し、ハンドリングが容易になる効果が大きい。また、使用する金型をランナーでつないだ複数個取りのものとすれば、その後自動機による取り扱いが可能となり、より一層の量産性の向上が期待できる。
【００２２】
ガラスマウント７は、融着部８と貫通部９との間に筒状の構造１０を含んでいる。このような構成としたのは、インサート成型時の取り回しの容易さと、融着部８形成時の熱がガラスマウント７とリードフレーム２を通して発光ダイオード素子１に影響しないよう考慮したことによる。筒状の構造１０の長さは、ガラスマウント７の熱伝導率などによるが、一例を挙げれば軟質ガラスを用いる場合は３ｍｍ以上あればよい。
【符号の説明】
【００２３】
１    発光ダイオード素子
２    リードフレーム
３    素子戴置部
４    ワイヤ
５    樹脂製ガイド部
６    中空ガラス部
７    ガラスマウント
８    融着部
９    貫通部
１０  筒状の構造
１１  リブ
【図１】
2011181870.tif 000003
【図２】
2011181870.tif 000004
【図３】
2011181870.tif 000005
【図４】
2011181870.tif 000006