(57)【要約】【課題】  良好な放熱効果を持ち、使用寿命を延長可能であるＬＥＤの封入成型方法および完成品の構造を提供する。【解決手段】  ステップａでは、板状フレームを製作し、フレームに成型区域を設け、各成型区域の中に主片１６および分割アーム１９を設ける。ステップｂでは、主片１６の最上面にＬＥＤチップ２０を接合し、主片１６の上に反射リング３０を成型し、チップ２０を反射リング３０の中央に位置させる。ステップｃでは、チップ２０の最上面のもう一つの電極と分割アーム１９の最上面との間に導線４０を繋ぐ。ステップｄでは、エポキシ樹脂で各成型区域に封入体５０を成型し、封入体５０によりチップ２０、反射リング３０および導線４０を封入し、かつ封入体５０の底部により主片１６および分割アーム１９を被覆する。ステップｅでは、成型区域の寸法に従って裁断し、ＬＥＤを完成させる。【選択図】    図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電金属で板状フレームを製作し、フレームに若干の成型区域を設け、各成型区域の中に主片および分割アームを設け、主片と分割アームは互いに連結されずその間に隙間を形成するステップａと、
板状フレームの各主片の最上面にそれぞれＬＥＤチップを接合し、チップ底面の電極と主片を電気的に接続し、かつ型わく成型技術により主片の上に反射リングを成型し、反射リングは不透明の白いプラスチックから形成され、内周面に上向きの斜面を有し、チップを反射リングの中央に位置させるステップｂと、
ワイヤボンド器によりチップ最上面のもう一つの電極と分割アーム最上面との間に導線を繋ぐステップｃと、
型わく成型技術によりエポキシ樹脂で板状フレームの各成型区域に封入体を成型し、封入体によりチップ、反射リングおよび導線を封入し、かつ封入体の底部により主片および分割アームを被覆し、その間の隙間に填めることで主片と分割アームの相対的な関係を維持し、封入体の最上部を円頂に形成するステップｄと、
板状フレームの成型区域寸法に従って裁断し、ＬＥＤを完成させるステップｅと、
を含むことを特徴とするＬＥＤの封入成型方法。
【請求項２】
ステップｂでは、先にチップを接合し、そののち反射リングを成型することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤの封入成型方法。
【請求項３】
ステップａにおいて、板状フレームの各成型区域は行列状に配列され、各成型区域が空洞行列の窓を呈し、各成型区域は中央部位に矩形の主片を有し、主片の向かい合う両側の中間位置にそれぞれ成型区域の辺縁と連接する連結アームを有し、主片の他側の中央位置に成型区域の辺縁と連接する突出延伸アームを有し、前記分割アームは突出延伸アームと向かい合う他側に位置付けられ、
ステップｂにおいて、同一直列の相隣する二つの反射リングの間に連結部を有し、連結部は板状フレームの連結アームの上に接合されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤの封入成型方法。
【請求項４】
ステップｂにおいて、各チップは白色ＬＥＤチップであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤの封入成型方法。
【請求項５】
ステップｂにおいて、反射リングの内周面は４５°で上を向くことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤの封入成型方法。
【請求項６】
板状を呈し、材質が導電金属である第一端子と、
材質が第一端子と同じ導電金属であって、第一端子の側辺に位置付けられ、第一端子との間に適当な間隔を置く第二端子と、
底面が第一端子の最上面に平坦に接合されることで、底面の電極と第一端子が電気的に接続されるＬＥＤチップと、
型わく成型技術により第一端子の最上面に成型され、チップの外周を取り囲み、かつその内周面が上向きの斜面を呈し、材質が不透明の白色プラスチックである反射リングと、
チップの最上面のもう一つの電極と第二端子の最上面との間に連接される導線と、
透過率が極めて高くて絶縁するエポキシを材質にし、チップ、反射リングおよび導線を封入し、かつその底部により第一端子および第二端子を被覆し、その間の隙間に填めることで両端子の相対的な関係を維持し、その最上部が円頂に形成される封入体と、
を備えることを特徴とするＬＥＤの構造。
【請求項７】
第一端子は、主片を有し、チップおよび反射リングは主片の最上面に装着され、主片の第二端子に向かい合う他側には突出延伸アームが連結されることを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤの構造。
【請求項８】
チップは、白色ＬＥＤチップであることを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤの構造。
【請求項９】
反射リングの内周面は、４５°で上を向くことを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤの構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電子半導体に関し、詳しく言えば、ＬＥＤ（Light-Emitting  Diode、発光ダイオード）の封入成型方法および完成品の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
伝統的な“Lamp型”ＬＥＤの製造方法は、導電金属でフレーム（frame）を製作し、フレームに若干の平行配列される支持部および支持部を直角交差して連結する連結部を設け、相隣する二つの支持部を二つずつ一組にし、ＬＥＤの正極端子および負極端子を形成し、そのうちの一つの端子（通常、負極端子を指す）の前端に皿状（光線を反射するため）を形成し、次に銀接着剤により皿状の部位内にＬＥＤチップを接合し、チップの一つの電極（ｎ極）を端子に直接接合して接続し、ワイヤボンド器によりチップのもう一つの電極（ｐ極）と互いに間隔を置く他端子（正極端子）前端との間に金材質線を繋ぎ、そして、型わく技術により両端子前端にエポキシ樹脂でチップを被覆する円頂（dome）の封入体を成型し、最後に、端子の間に連結される前述の連結部を裁断することで、一粒のＬＥＤが完成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、そのほかの発光装置（蛍光灯または白熱電球）に比較して、ＬＥＤに発生する熱度は極めて低いが、ＬＥＤは電流が半導体を通過することにより発光し、操作電流は数十ミリアンペアから数百ミリアンペアまでであるため、チップが発光すると同時に一定の程度の熱エネルギーが発生する。かつ熱エネルギーは、ＬＥＤを損壊する最大原因である。従って、いかに熱エネルギーを下げるかあるいはいかに放熱効率を上げるのかということが、現今ＬＥＤの研究開発の重点の一つである。上述の周知のＬＥＤは、チップが伝熱効果に劣る封入体（エポキシ樹脂）内に封入され、かつチップと金属端子の接触面積が極めて小さく、端子の封入体の外に突出延伸する部分が細長い棒状を呈するものであるため、放熱効果が極めて劣り、改善する余地がある。
本発明の主な目的は、ＬＥＤの完成品に良好な放熱効果を持たせ、ＬＥＤの使用寿命を延長可能であるＬＥＤの封入成型方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の目的を達成するために、本発明によるＬＥＤの封入成型方法は、下記のステップを含む。ステップａは、導電金属で板状フレームを製作し、フレームに若干の成型区域を設け、各成型区域の中に主片および分割アームを設け、主片と分割アームが互いに連結されず、その間は隙間を有することである。ステップｂは、板状フレームの各主片の最上面にそれぞれＬＥＤチップを接合し、チップ底面の電極と主片を電気的に接続し、かつ型わく成型技術により主片の上に反射リングを成型し、反射リングは透過性のない白いプラスチックから形成され、内周面に上向きの斜面を有し、またチップを反射リングの中央に位置させることである。ステップｃは、ワイヤボンド器によりチップの最上面のもう一つの電極と分割アームの最上面との間に導線を繋ぐことである。ステップｄは、型わく成型技術によりエポキシ樹脂で板状フレームの各成型区域に封入体を成型し、封入体によりチップ、反射リングおよび導線を封入し、かつ封入体の底部により主片および分割アームを被覆し、その間の隙間に填めることで、主片と分割アームの相対的な関係を維持し、また、封入体の最上部を円頂に形成することである。ステップｅは、板状フレームの成型区域の寸法に従って裁断することで、若干のＬＥＤが完成することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の一実施例による白色ＬＥＤの封入成型方法（注、本発明の製造方法および完成品は白色ＬＥＤに限らない）は、図１のプロセスに示すように、板状フレームを設置するステップと、チップを接合するステップと、反射リングを成型するステップと、ワイヤボンドのステップと、封入体を成型するステップと、裁断のステップとの六つを含む。以下、図面に基づいて説明する。
【０００６】
ステップ１は、図２および図３に示すように、まず導電金属（一般に銅を使用する）で板状フレーム１０を製作する。フレーム１０は矩形を呈し、板面の上に空洞行列の窓を呈する若干の成型区域１１を有し、各成型区域１１は行列状に配列される。つまり、板状フレーム１０の板面の左右両側および上下両側には成型区域１１を取り囲む縦向き辺部１２および横向き辺部１３が形成される。かつ各成型区域１１は若干の（辺部１２および辺部１３と連結される）縦向き分割リブ１４および横向き分割リブ１５により分割され、全ての成型区域１１内部の空洞形状が同じである。つまり、成型区域１１は中央部位に矩形の主片１６を有し、成型区域1１内部は上下両側の中間位置に主片１６および横向き分割リブ１５（または横向き辺部１３）を同時に連結する連結アーム１７を有し、成型区域1１内部は右側の中央位置に主片１６および縦向き分割リブ１４（または縦向き辺部１２）を同時に連結する突出延伸アーム１８を有し、そして向かい合う側、即ち、成型区域１１内部は左側の中央位置に縦向き分割リブ１４（または縦向き辺部１２）と連結され、主片１６との間に適当な間隔を置く分割アーム１９を有する。
【０００７】
ステップ２は、図４および図５に示すように、板状フレーム１０の各主片１６最上面にそれぞれ銀接着剤により白色ＬＥＤのチップ２０（ＬＥＤチップは周知の技術によるものであり、チップの構造および発光原理は本発明の重点ではないため、説明を省き、また、チップ接合（die  bon）の技術も周知の技術である）を接合する。各チップ２０は、底面が主片１６最上面に平坦に接合されることで、チップ２０底面の電極が金属主片１６に（導電の銀接着剤を介して）直接接合されて電気的に接続される。
【０００８】
ステップ３は、図６および図７に示すように、型わく成型（射出成型）技術によりプラスチック原料で板状フレーム１０の各主片１６最上面に主片の上に接合される反射リング３０を成型する。各反射リング３０はチップ２０の外周を取り囲み、軸方向の高度がほぼチップ２０の高度に等しく、その内周面３１が上向きの４５°斜面（図７）を呈することで、中間のチップ２０の放射する光線を上向きに屈折させ、そして、反射リング３０そのものの材質は透過性のない白色材質である。また、生産実務上の型わく作業を簡易にするために、本実施例における反射リング３０は縦向き連結関係がある。つまり、同一縦列の相隣する二つの反射リング３０の間に連結部３２を有し、連結部３２は板状フレーム１０の連結アーム１７の上に接合される。説明すべきなのは、実務上の“反射リング成型”と前述の“チップ接合”の二つの作業が順番に関わらず、言い換えれば、先に板状フレーム１０上に型わく成型により反射リング３０を成型し、そののち反射リング３０内にそれぞれチップ２０を結合しても構わないということである。
【０００９】
ステップ４は、図８および図９に示すように、ワイヤボンド器により各チップ２０最上面と成型区域１１内の分割アーム１９最上面との間に金材質（９９％Ａｕ）導線４０（注、ワイヤボンド（wire  bond）技術も周知の技術）を繋ぐことで、チップ２０最上面のもう一つの電極と分割アーム１９を電気的に接続する。
【００１０】
ステップ５は、図１０および図１１に示すように、型わく成型技術によりエポキシ樹脂（Epoxy）で板状フレーム１０の各成型区域１１に封入体５０を成型する。封入体５０は成型区域１１に対応する矩形基部５１を有し、基部５１は成型区域１１内部の本来空いている空間に填まり、かつ最上側が所定の厚さで板状フレーム１０の最上面を被覆する（注、すべての封入体５０の基部は一緒に連結されているため、成型区域１１内の主片１６と、連結アーム１７と、突出延伸アーム１８と、分割アーム１９とを被覆するだけでなく、板状フレーム１０の分割リブ１４および分割リブ１５の上をも被覆する）。本実施例では、基部５１は板状フレーム１０最上面の高度、即ち、ほぼ反射リング３０の高度を超え、各封入体５０は矩形基部５１上方に半球形の突起部５２が一体成型されるものであるため、成型区域１１上のチップ２０、反射リング３０および導線４０を確実に被覆することで、チップ２０等の機械構造を保持し、水分侵入を防止することができ、かつ封入体５０そのものの材質が透過率に優れる透明材質であるため、チップ２０の放射する光線は反射リング３０内周面３１を経由して突起部５２最上端の球面に屈折することができる。また、封入体５０は、絶縁効果を有する。
【００１１】
ステップ６は、板状フレーム１０の成型区域１１の寸法（それよりやや小さい寸法）に従って裁断する（即ち、フレーム１０の辺部１２、辺部１３、分割リブ１４および分割リブ１５をすべて裁断する）ことで、図１２に示すように、若干のＬＥＤ６０が完成する。
【００１２】
図１１および図１２に示すように、上述の製造方法により製作されるＬＥＤ６０の構造は、第一端子７０と、第二端子８０と、ＬＥＤチップ２０と、反射リング３０と、導線４０と、封入体５０とを備える。第一端子７０は、前記主片１６と、主片１６右側に連結される突出延伸アーム１８と、それぞれ主片１６上下両側に連結される二つの連結アーム１７とから構成され、材質が導電金属である。第二端子８０、即ち、前記分割アーム１９は、第一端子７０の左側に位置し、かつ第一端子との間に適当な間隔を置き、材質が第一端子７０と同じ導電金属である。ＬＥＤチップ２０は、底面により第一端子７０の主片１６最上面に平坦に接合されることで、チップ２０底面の電極と第一端子７０が電気的に接続される。反射リング３０は、型わく成型技術により第一端子７０の主片１６最上面に成型され、チップ２０外周を取り囲み、かつその内周面が上向きの斜面を呈し、材質が不透明の白色プラスチックである。導線４０は、チップ２０最上面のもう一つの電極と第二端子８０最上面との間に接続される。封入体５０は、透過率が極めて高くて絶縁するエポキシを材質にし、チップ２０、反射リング３０および導線４０を封入し、かつ封入体５０底部（即ち、基部５１）により第一端子７０および第二端子８０の最上面を被覆し、その間の隙間に填まることで、端子７０と端子８０の相対的な関係を維持し、また、封入体５０最上部が円頂（即ち、突起部５３）に形成される。使用時に、端子７０と端子８０を正負電極（極性の区別はチップ２０形式により違い、一般的に、第一端子７０を陽極にし、第二端子８０を陰極にする）に接続することで、電流はＬＥＤチップ２０を通過し、チップは白光を放射し、屈折リング３０内周面３１を経由して封入体５０最上端の球面に屈折させる。
【００１３】
上述の説明より、本実施例の製造方法により製作されるＬＥＤ６０は、ＬＥＤチップ２０が金属材質の主片１６最上面に平坦に接合されるため、接触面積が比較的大きく、かつ主片１６（正確に言うと、第一端子７０）そのものは大面積の板片で、その底面が外に完全に露出するため、ＬＥＤ６０を使用する時、チップ２０に発生する熱エネルギーは第一端子７０に速く伝導され、端子７０底面を介して外界に放熱されることで、本実施例により製作されるＬＥＤ６０は良好な放熱効率を有し、使用寿命が比較的長い。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例によるＬＥＤの封入成型方法のプロセスを示す図である。
【図２】本発明の一実施例によるＬＥＤの封入成型方法の第一ステップの半製品を示す斜視図である。
【図３】図２を３−３線で切断した断面図である。
【図４】本発明の一実施例によるＬＥＤの封入成型方法の第二ステップの半製品を示す斜視図である。
【図５】図４を５−５線で切断した断面図である。
【図６】本発明の一実施例によるＬＥＤの封入成型方法の第三ステップの半製品を示す斜視図である。
【図７】図６を７−７線で切断した断面図である。
【図８】本発明の一実施例によるＬＥＤの封入成型方法の第四ステップの半製品を示す斜視図である。
【図９】図８を９−９線で切断した断面図である。
【図１０】本発明の一実施例によるＬＥＤの封入成型方法の第五ステップの半製品を示す斜視図である。
【図１１】図４を１１−１１線で切断した断面図である。
【図１２】本発明の一実施例によるＬＥＤの封入成型方法により製作される単一ＬＥＤを示す模式図である。
【符号の説明】
【００１５】
１０  板状フレーム、１１  成型区域、１２  縦向き辺部、１３  横向き辺部、１４  縦向き分割リブ、１５  横向き分割リブ、１６  主片、１７  連結アーム、１８  突出延伸アーム、１９  分割アーム、２０  チップ、３０  反射リング、３１  内周面、３２  連結部、４０  導線、５０  封入体、５１  基部、５２  突起部、６０  ＬＥＤ、７０  第一端子、８０  第二端子
【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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