(57)【要約】【課題】構造が簡単で、材料を節約できるとともに、外部配線とリードフレームとの間の接続における信頼性を高めることができる発光ダイオード素子を提供する。【解決手段】発光ダイオードチップと、第１のリードフレームと、第２のリードフレームと、少なくとも一つの突起とを備えた発光ダイオード素子である。発光ダイオードチップは第１のリードフレーム上に固定かつ電気的に接続されている。第２のリードフレームは発光ダイオードチップに電気的に接続されるとともに、第１のリードフレームから所定の距離を保って離間している。突起は、接続線を収容し挟持するための挟持空間を少なくとも一つ画成するために、第１のリードフレームおよび第２のリードフレームの少なくとも一方の上に設けられている。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードチップと、
前記発光ダイオードチップが固定かつ電気的に接続された第１のリードフレームと、
前記発光ダイオードチップが電気的に接続されるとともに、前記第１のリードフレームから所定の距離を保って離間した第２のリードフレームと、
導電性要素を収容し挟持するための挟持空間を少なくとも一つ画成するために、前記第１のリードフレームおよび前記第２のリードフレームの少なくとも一方の上に設けられた少なくとも一つの突起と、
を備えたことを特徴とする発光ダイオード素子。
【請求項２】
前記発光ダイオードチップが、前記第１のリードフレームに設けられたカップ状部に固定され、第１のボンディングワイヤにより前記第１のリードフレームに電気的に接続されるとともに、第２のボンディングワイヤにより前記第２のリードフレームに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード素子。
【請求項３】
前記発光ダイオードチップが、導電性接着剤により前記第１のリードフレームに設けられたカップ状部に固定かつ電気的に接続され、第２のボンディングワイヤにより前記第２のリードフレームに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード素子。
【請求項４】
前記挟持空間が、一つまたは二つの四角形の突起と、前記第１のリードフレームまたは前記第２のリードフレームとにより画成された溝であり、前記溝が、これが対応する前記第１のリードフレームまたは前記第２のリードフレームに平行していることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード素子。
【請求項５】
前記挟持空間が、一つまたは二つの円弧状の突起と、前記第１のリードフレームまたは前記第２のリードフレームにより画成された円弧状溝であり、前記溝が、これが対応する前記第１のリードフレームまたは前記第２のリードフレームに平行していることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード素子。
【請求項６】
前記複数の突起が、前記挟持空間の内部に向けて圧着されるか、または外部に向けて折り曲げられる方式で前記導電性要素を挟持することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード素子。
【請求項７】
前記導電性要素が接続線であることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード素子。
【請求項８】
前記導電性要素が板状部と前記板状部に接続されているリード線部とを備えるとともに、前記板状部が前記突起に対応した少なくとも一つの開口部を備え、前記突起が前記開口部内に嵌設することにより、前記接続線を前記第１のリードフレームおよび前記第２のリードフレームの少なくとも一方の上に固定することを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード素子。
【請求項９】
前記突起が、前記第１のリードフレームおよび前記第２のリードフレームの少なくとも一方の辺縁上に突設された突出部であるとともに、前記突出部が、対応する前記第１のリードフレームまたは前記第２のリードフレームから外側に延在し、実質的に１ｍｍ以上の幅を有していることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード素子。
【請求項１０】
前記突起が、前記第１のリードフレームおよび前記第２のリードフレームの少なくとも一方の辺縁上に枢接された突起であることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード素子。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）素子に関し、特に、配線材固定装置であるリードフレーム（ＬｅａｄＦｒａｍｅ）を備えた発光ダイオード素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード素子は、消費電力が低く、発熱量が低く、動作寿命が長く、耐衝撃性に優れ、小型で、反応速度が速く、水銀を含まず、しかも安定した波長の色光を発することができるなどといった優れた光電特性を備えている。科学技術の発展に伴って、発光ダイオード素子は発光効率の向上、寿命および輝度などの面において著しく進歩してきており、すでに次世代の光源として最も好ましい選択肢の一つとなっている。
【０００３】
図１において、従来の発光ダイオード素子１００は、発光ダイオードチップ１０１と、発光ダイオードチップ１０１に電気的に接続された第１のリードフレーム１０２および第２のリードフレーム１０３とを備えている。発光ダイオードチップ１０１は、絶縁性接着剤（図示しない）を用いて第１のリードフレーム１０２上のカップ状部１０４上に直接接着固定され、更にボンディングワイヤ１０５および１０６により第１のリードフレーム１０２および第２のリードフレーム１０３にそれぞれ電気的に接続されたうえで、封止成型がなされている。
【０００４】
発光ダイオード素子１００の第１のリードフレーム１０２および第２のリードフレーム１０３は、外部電源やその他発光ダイオードに接続される。従来、第１のリードフレーム１０２および第２のリードフレーム１０３は、ハンダ付けによって外部配線に接続されている。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ハンダ付けの方式では、ハンダおよびその他の加工材料を消費するといった問題だけでなく、ハンダ付けに比較的長い時間が要されるといった問題がある。したがって、工程コストの高止まりを招くのみならず、生産効率の向上を図ることができないという問題がある。
【０００６】
本考案は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、構造が簡単で、材料を節約できるとともに、外部配線とリードフレームとの間の接続における信頼性を高めることができる発光ダイオード素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本考案の発光ダイオード素子は、発光ダイオードチップと、前記発光ダイオードチップが固定かつ電気的に接続された第１のリードフレームと、前記発光ダイオードチップが電気的に接続されるとともに、前記第１のリードフレームから所定の距離を保って離間した第２のリードフレームと、導電性要素を収容し挟持するための挟持空間を少なくとも一つ画成するために、前記第１のリードフレームおよび前記第２のリードフレームの少なくとも一方の上に設けられた少なくとも一つの突起と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、前記発光ダイオードチップが、前記第１のリードフレームに設けられたカップ状部に固定され、第１のボンディングワイヤにより前記第１のリードフレームに電気的に接続されるとともに、第２のボンディングワイヤにより前記第２のリードフレームに電気的に接続されていることが好ましい。
【０００９】
また、前記発光ダイオードチップが、導電性接着剤により前記第１のリードフレームに設けられたカップ状部に固定かつ電気的に接続され、第２のボンディングワイヤにより前記第２のリードフレームに電気的に接続されていることも好ましい。
【００１０】
また、前記挟持空間が、一つまたは二つの四角形の突起と、前記第１のリードフレームまたは前記第２のリードフレームとにより画成された溝であり、前記溝が、これが対応する前記第１のリードフレームまたは前記第２のリードフレームに平行していることが好ましい。
【００１１】
また、前記挟持空間が、一つまたは二つの円弧状の突起と、前記第１のリードフレームまたは前記第２のリードフレームにより画成された円弧状溝であり、前記溝が、これが対応する前記第１のリードフレームまたは前記第２のリードフレームに平行していることも好ましい。
【００１２】
また、前記複数の突起が、前記挟持空間の内部に向けて圧着されるか、または外部に向けて折り曲げられる方式で前記導電性要素を挟持することが好ましい。また、前記導電性要素が接続線であることが好ましい。
【００１３】
また、前記導電性要素が板状部と前記板状部に接続されているリード線部とを備えるとともに、前記板状部が前記突起に対応した少なくとも一つの開口部を備え、前記突起が前記開口部内に嵌設することにより、前記接続線を前記第１のリードフレームおよび前記第２のリードフレームの少なくとも一方の上に固定することも好ましい。
【００１４】
また、前記突起が、前記第１のリードフレームおよび前記第２のリードフレームの少なくとも一方の辺縁上に突設された突出部であるとともに、前記突出部が、対応する前記第１のリードフレームまたは前記第２のリードフレームから外側に延在し、実質的に１ｍｍ以上の幅を有していることも好ましい。
【００１５】
さらに、前記突起が、前記第１のリードフレームおよび前記第２のリードフレームの少なくとも一方の辺縁上に枢接された突起であることも好ましい。
【考案の効果】
【００１６】
上記した手段によれば、発光ダイオードは、リードフレームの加工余り材料を用いることで少なくとも一つの突起を提供することができ、しかもこれら突起とリードフレームにより、外部の導電性要素を収容し挟持するための挟持空間を少なくとも一つ画成することができる。余分な材料コストを増加させることなく、簡素化を図り、しかも従来のハンダ付け接続方式に代わって、外部の導電性要素とリードフレームの間を接続する作業効率を高めるとともに、使用者側における発光ダイオード素子の実装コストを削減することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１７】
本考案の上記およびその他目的、特徴、長所および実施例をより明確に理解できるよう、好ましい実施例として、特に数種類の発光ダイオード素子の製造方法を提示して、説明を行う。ただし、注意すべきは、下記にて開示する技術的特徴は、例えば高効率の発光ダイオードチップまたはレーザダイオードチップといったその他の発光半導体素子にも適用することができるということである。
【００１８】
図２において、本考案の第１の実施形態に係わる発光ダイオード素子２００は、発光ダイオードチップ２０３と、第１のリードフレーム２０１と、第２のリードフレーム２０２と、突起２０８とを備えている。発光ダイオードチップ２０３は、絶縁性接着剤（図示しない）により第１のリードフレーム２０１上に固定され、更にボンディングワイヤ２０５により第１のリードフレーム２０１に電気的に接続されている。第２のリードフレーム２０２は、ボンディングワイヤ２０６により発光ダイオードチップ２０３に電気的に接続されている。なお、発光ダイオードチップ２０３を、導電性接着剤（図示しない）により第１のリードフレーム２０１上に固定し、ボンディングワイヤ２０５を用いずに第１のリードフレーム２０１と電気的に接続してもよい。
【００１９】
第２のリードフレーム２０２は、発光ダイオードチップ２０３に電気的に接続されるとともに、第１のリードフレーム２０１とは所定の距離を保って離間している。突起２０８は、外部の導電性要素（例えば、接続線）を収容し挟持するための挟持空間を画成するように、第１のリードフレーム２０１および第２のリードフレーム２０２の上に設けられている。各突起２０８は、第１のリードフレーム２０１または第２のリードフレーム２０２から外側に延在し、幅Ｗが実質的に１ｍｍ以上となっている。なお、突起２０８を、第１のリードフレーム２０１および第２のリードフレーム２０２の一方にのみ設けてもよい。
【００２０】
次に、発光ダイオード素子２００を一般的なロット方式で製造する方法について説明する。図３は、発光ダイオード素子２００の製造工程における中間製品の断面構造を示す。発光ダイオード素子２００の製造において、まず、横方向に配列されるとともに横方向枠体２１１により連結された複数組のリードフレームを準備する。各組のリードフレームは、一本の第１のリードフレーム２０１と、一本の第２のリードフレーム２０２とからなり、第１のリードフレーム２０１はいずれも発光ダイオードチップ２０３を載置するためのカップ状部２０４を備えている。各組のリードフレームの第１のリードフレーム２０１と第２のリードフレーム２０２との間は、横方向枠体２１１により固定されるとともに、互いに所定の距離を保って離間している。
【００２１】
続いて、絶縁性接着剤（図示しない）を用いて発光ダイオードチップ２０３を第１のリードフレーム２０１のカップ状部２０４上方に接着固定する。更にボンディングワイヤ２０５、２０６により発光ダイオードチップ２０３を第１のリードフレーム２０１および第２のリードフレーム２０２にそれぞれ電気的に接続する。その後、エポキシ樹脂（またはシリコーン）２０７で、発光ダイオードチップ２０３、第１のリードフレーム２０１および第２のリードフレーム２０２における発光ダイオードチップ２０３に電気的に接続されている一端を封止する。続いて、第１のリードフレーム２０１および第２のリードフレーム２０２を切断して折り曲げる。
【００２２】
第１のリードフレーム２０１および第２のリードフレーム２０２の切断および折り曲げ工程では、各リードフレームを繋いでいる横方向枠体２１１を切断するとともに、使用者の需要または製品設計に応じて、第１のリードフレーム２０１および第２のリードフレーム２０２を、各種の所望の形状に折り曲げる。上記の突起２０８は、切断された横方向枠体２１１の余り材料をプレスすることで、第１のリードフレーム２０１および第２のリードフレーム２０２の辺縁上に突設された突出部である。なお、突起２０８は、枢接する方式で、第１のリードフレーム２０１および第２のリードフレーム２０２の上に連結してもよい。
【００２３】
突起２０８は、外部の導電性要素（例えば、外部の接続線）を収容し挟持するための挟持空間を画成している。挟持空間は、第１のリードフレーム２０１および第２のリードフレーム２０２にそれぞれ配設されている四つの四角形の突起２０８ａ〜２０８ｄと、第１のリードフレーム２０１および第２のリードフレーム２０２とで画成されている。つまり、挟持空間は、第１のリードフレーム２０１および第２のリードフレーム２０２に平行する二本のコ字状溝２０９ａ、２０９ｂである。外部接続線２１０ａ、２１０ｂは、それぞれコ字状溝２０９ａ、２０９ｂに収容されて挟持される。なお、挟持空間は、第１のリードフレーム２０１または第２のリードフレーム２０２上に配設されている一つの四角形の突起により画成してもよい。
【００２４】
第１のリードフレーム２０１および第２のリードフレーム２０２を折り曲げる工程において、突起２０８ａ〜２０８ｄは、コ字状溝２０９ａ、２０９ｂの内部に向けて折り曲げられる。突起２０８ａ〜２０８ｄをコ字状溝２０９ａ、２０９ｂの内部に向けて圧着する方式で、外部接続線２１０ａ、２１０ｂが挟持される。これにより、外部接続線２１０ａ、２１０ｂと第１及び第２のリードフレーム２０１、２０２との間の密着性が高められ、より高い接続信頼性が提供される。なお、突起２０８ａ〜２０８ｄを、それぞれコ字状溝２０９ａ、２０９ｂの外側に向けて折り曲げてもよい。この場合にも、外部の導電性要素を挟持することができるので、発光ダイオード素子２００を実装する際の配線設計の柔軟性を高めることができる。
【００２５】
また、突起および溝の形式や数量は限定されることはなく、製造者は製造工程の材料および工程に応じて、第１のリードフレーム２０１および第２のリードフレーム２０２の少なくとも一方の表面上に、異なる形状、形態および数量の突起および溝を形成して、使用者が発光ダイオード素子２００を接続する際の柔軟性を高めるようにしてもよい。例えば、発光ダイオード素子２００を直列接続または並列接続することができる。これらの接続方式はすでに公知であるので、ここでは説明を省略する。下記の各実施形態では、異なる形状および形態の突起および溝を開示する。
【００２６】
図４は、本考案の第２の実施形態に係わる発光ダイオード素子３００を示す。第１のリードフレーム３０１および第２のリードフレーム３０２上に配設された四つの円弧状の突起３０８ａ〜０８ｄが、第１のリードフレーム３０１および第２のリードフレーム３０２に平行する二本の円弧状溝３０９ｃ、３０９ｄをそれぞれ画成して、例えば、外部接続線３１０ａ、３１０ｂといった導電性要素をそれぞれ収容して挟持する。なお、この挟持空間は、第１のリードフレーム３０１または第２のリードフレーム３０２上に配設されている一つの円弧状の突起で画成してもよい。
【００２７】
図５は、本考案の第３の実施形態に係わる発光ダイオード素子４００を示す。第１のリードフレーム４０１および第２のリードフレーム４０２上に配設されている四つの四角形の突起４０８ａ〜４０８ｄおよび四つの円弧状の突起４０８ｅ〜４０８ｈが、第１のリードフレーム４０１および第２のリードフレーム４０２に平行するコ字状溝４０９ａ、４０９ｂおよび円弧状溝４０９ｃ、４０９ｄをそれぞれ画成して、外部接続線４１０ａ、４１０ｂをそれぞれ収容して挟持する。また、四角形の突起４０８ａ〜４０８ｄおよび円弧状の突起４０８ｅ〜４０８ｈは、それぞれコ字状溝４０９ａ、４０９ｂおよび円弧状溝４０９ｃ、４０９ｄの内部に向けて圧着される方式で、外部接続線４１０ａ、４１０ｂを挟持することができる。
【００２８】
図６及び図７は、本考案の第４の実施形態に係わる発光ダイオード素子５００を示す。本実施例において、発光ダイオード素子５００の構造は実質的には図３の構造に似ているが、相違点は、四つの四角形の突起５０８ａ〜５０８ｄと外部接続線５１０ａ、５１０ｂとの接続方式が異なるところである。
【００２９】
第１のリードフレーム５０１および第２のリードフレーム５０２に接続される外部接続線５１０ａ、５１０ｂは、それぞれ一つの板状部と、板状部に接続されたリード線部とにより構成されている。外部接続線５１０ａは、一つの板状部５１２ａおよびリード線部５１３ａにより構成されており、外部接続線５１０ｂは、一つの板状部５１２ｂおよびリード線部５１３ｂにより構成されている。板状部５１２ａは、それぞれ四角形の突起５０８ａ、５０８ｂに対応した二つの開口部５１４ａ、５１４ｂを備えており、突起５０８ａ、５０８ｂを開口部５１４ａ、５１４ｂ内に嵌設することにより、外部接続線５１０ａを第１のリードフレーム５０１上に固定している。なお、板状部５１２ａ、５１２ｂのそれぞれに、二つの開口部を設けず、一つの突起を嵌設するための一つの開口部のみを設けるようにしてもよい。
【００３０】
同様に、板状部５１２ｂは、それぞれ四角形の突起５０８ｃ、５０８ｄに対応した二つの開口部５１４ｃ、５１４ｄを備えており、突起５０８ｃ、５０８ｄを開口部５１４ｃ、５１４ｄ内に嵌設ことにより、外部接続線５１０ｂを第２のリードフレーム５０２上に固定している。図７に示すように、上記した四つの四角形の突起５０８ａ〜５０８ｄをそれぞれコ字状溝５０９ａ、５０９ｂの内部に向けて圧着する方式で、外部接続線５１０ａ、５１０ｂが挟持される。また、突起５０８ａ〜５０８ｄをそれぞれコ字状溝５０９ａ、５０９ｂの外側に折り曲げる方式で、外部接続線５１０ａ、５１０ｂを挟持してもよい。
【００３１】
上記した実施形態によれば、本考案の技術的特徴とは、従来のハンダ付け接続方式に代わって、発光ダイオード素子の製造過程におけるリードフレームの加工余り材料を用いることで少なくとも一つの突起を提供することができ、これによりリードフレームとで、例えば外部接続線といった外部の導電性要素を収容し挟持するための挟持空間を少なくとも一つ画成するものである。突起が加工余り材料により形成されるとともに、突起は折り曲げ圧着の方式で、リードフレームと外部接続線とを密着して接合することができる。ハンダを用いて接続する必要がないため、余分な材料コストが嵩まない状況下で、リードフレームと外部接続線との接続作業を簡素化して、工程における歩留まりを改善し、効率を向上させ、ひいては発光ダイオード素子の製造工程のコストを削減することができる。加えて、複数の突起を用いてリードフレームと外部接続線との接続を行うことができるので、発光ダイオード素子を実装する際の配線設計の柔軟性を高めることができる。
【００３２】
上記の各実施形態は、本考案を限定するためのものではなく、当業者であれば、本考案の技術的思想および範囲を逸脱することなく、各種の変更および付加を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来の発光ダイオード素子の立体透視図である。
【図２】本考案の第１の実施形態に係わるダイオード素子の立体透視図である。
【図３】発光ダイオード素子の製造工程における中間製品の構造断面図である。
【図４】本考案の第２の実施形態に係わる発光ダイオード素子の立体透視図である。
【図５】本考案の第３の実施形態に係わる発光ダイオード素子の立体透視図である。
【図６】本考案の第４の実施形態に係わる発光ダイオード素子の立体透視図である。
【図７】図６が示す突起部分が溝内部に向けて圧着された後の状態を示す立体透視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１００  発光ダイオード素子
１０１  発光ダイオードチップ
１０２  第１のリードフレーム
１０３  第２のリードフレーム
１０４  カップ状部
１０５，１０６  ボンディングワイヤ
２００  発光ダイオード素子
２０１  第１のリードフレーム
２０２  第２のリードフレーム
２０３  発光ダイオードチップ
２０４  カップ状部
２０５，２０６  ボンディングワイヤ
２０８，２０８ａ〜２０８ｄ  突起
２０９ａ，２０９ｂ  溝
２１０ａ，２１０ｂ  外部接続線
３００  発光ダイオード素子
３０１  第１のリードフレーム
３０２  第２のリードフレーム
３０３  発光ダイオードチップ
３０４  カップ状部
３０５，３０６  ボンディングワイヤ
３０８ａ〜３００８ｄ  突起
３０９ａ，３０９ｂ  溝
３１０ａ，３１０ｂ  外部接続線
４００  発光ダイオード素子
４０１  第１のリードフレーム
４０２  第２のリードフレーム
４０３  発光ダイオードチップ
４０４  カップ状部
４０５，４０６  ボンディングワイヤ
４０８，４０８ａ〜４０８ｈ  突起
４０９ａ〜４０９ｄ  溝
４１０ａ，４１０ｂ  外部接続線
５００  発光ダイオード素子
５０１  第１のリードフレーム
５０２  第２のリードフレーム
５０３  発光ダイオードチップ
５０４  カップ状部
５０５，５０６  ボンディングワイヤ
５０８，５０８ａ〜５０８ｄ  突起
５０９ａ，５０９ｂ  溝
５１０ａ，５１０ｂ  外部接続線
５１２ａ，５１２ｂ  板状部
５１３ａ，５１３ｂ  リード線部
５１４ａ〜５１４ｄ  開口部
【図１】
0003141747.tif 000003
【図２】
0003141747.tif 000004
【図３】
0003141747.tif 000005
【図４】
0003141747.tif 000006
【図５】
0003141747.tif 000007
【図６】
0003141747.tif 000008
【図７】
0003141747.tif 000009