(57)【要約】【課題】封止パッケージにクラック等を生じさせることがなく、リードフレームの曲げ位置及び曲げ形状を常に一定にして製品ばらつきを生じることなく装置の小型化を実現できるＬＥＤランプを提供する。【解決手段】ＬＥＤランプ１０は、ＬＥＤチップ２３、一対のリードフレーム２１，２２、これらを封止する砲弾型の樹脂パッケージ２６等を備えるＬＥＤ２０と、このＬＥＤ２０が装着されると共に絶縁性及び耐熱性を備えたスペーサ３０とにより構成されている。スペーサ３０は、リードフレーム２１，２２の根元部を保持すると共に、先端部を底面に水平に露出するように曲げた状態でＬＥＤ２０を装着している。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
砲弾型の封止パッケージ形状を有すると共に、前記封止パッケージから平行に延伸する少なくとも２つのリードフレームを端子として備えるＬＥＤと、
前記リードフレームの根元部が貫通状態で保持され、更に先端部が底面に水平に露出するように曲げられた状態で前記ＬＥＤが装着されると共に、絶縁性及び耐熱性を備えるスペーサとを有することを特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項２】
前記スペーサは、前記ＬＥＤの搭載面に反射膜が形成されていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤランプ。
【請求項３】
前記スペーサは、前記リードフレームの１つをカソード側又はアノード側に特定するマーキングが表面又は側面に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のＬＥＤランプ。
【請求項４】
前記スペーサは、黒色系、白色系、又は銀色に着色あるいは塗装されていることを特徴とする請求項１又は３記載のＬＥＤランプ。
【請求項５】
前記スペーサは、前記ＬＥＤの発光色又は種類を識別するための着色又は塗装が施されていることを特徴とする請求項１，２又は３記載のＬＥＤランプ。
【請求項６】
前記リードフレームは、その先端がＪ字形に曲げ加工されることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）ランプに関し、特に、砲弾型の封止パッケージ形状及びリードフレーム型の端子を有するＬＥＤランプにあって、クラック等を発生させることなく半田ディップによる実装が行えるようにするＬＥＤランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＥＤランプの代表的な形状は、パッケージ形状が砲弾型を成し、そのパッケージ底面から２本のリードフレームが平行に引き出されているものである。このような形状のＬＥＤランプは主にプリント基板に実装され、リードフレームの先端部が配線パターンに半田付けされる（例えば、特許文献１参照）。この構成について、以下に図を示して説明する。
【０００３】
図６は、従来のＬＥＤランプを示す。このＬＥＤランプは、透光性樹脂封止体（樹脂パッケージ）１と、第１および第２のリードフレーム２，３と、ＬＥＤチップ（半導体発光素子）４と、リード細線５と、回路基板６とを備えて構成されている。
【０００４】
リードフレーム２，３は平行配置され、第１のリードフレーム２の頂部にはＬＥＤチップ４が導電ペースト等を用いて電気的に接続されると共に固着されている。ＬＥＤチップ４と第２のリードフレーム３は、リード細線５により電気的に接続されている。そして、第１及び第２のリードフレーム２，３の上部、ＬＥＤチップ４、及びリード細線（ボンディングワイヤ）５は、透光性樹脂封止体１によって砲弾形の形状に封止されている。
【０００５】
上記構成のＬＥＤランプを回路基板６に実装するには、まず、図６の（ａ）に示すように、透光性樹脂封止体１の底面１ａから延伸する第１及び第２のリードフレーム２，３を回路基板６に形成されたスルーホール６ａに通し、透光性樹脂封止体１の底面１ａを回路基板６の上面に密着させる。次に、カットアンドクリンチ方式などの手段により、回路基板６の上にＬＥＤランプを固着する。このとき、第１及び第２のリードフレーム２，３の先端部は、図６の（ｂ）に示すように、Ｌ字形に折り曲げられている。ついで、半田ディップにより第１及び第２のリードフレーム２，３が回路基板６の配線パターン（図示せず）に半田７により半田付けされる。以上により、ＬＥＤランプは回路基板６上に実装される。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１１１１１８号公報（図４）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のＬＥＤランプによると、リードフレーム２，３を回路基板６の配線パターンに半田７で半田付けする際、先端部をＬ字形に折り曲げる必要があり、その曲げ加工の際、透光性樹脂封止体１にストレスがかかり、破損（クラック）を生じるという問題がある。また、常に同じ状態に曲げ加工が施せるとは限らず、照射方向（照射角度）がずれるなどして、製品間にばらつきを生じる可能性がある。加えて、回路基板６の裏面を利用できるスペースがなく、他部品を実装する場合は、更に回路基板が必要となり、装置の小型化ができなかった。
【０００８】
従って、本発明の目的は、封止パッケージにクラック等を生じさせることなく表面実装を可能にし、リードフレームの曲げ位置及び曲げ形状を常に一定にして製品ばらつきを生じることなく装置の小型化を実現できるＬＥＤランプを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、砲弾型の封止パッケージ形状を有すると共に、前記封止パッケージから平行に延伸する少なくとも２つのリードフレームを端子として備えるＬＥＤと、前記リードフレームの根元部が貫通状態で保持され、更に先端部が底面に水平に露出するように曲げられた状態で前記ＬＥＤが装着されると共に、絶縁性及び耐熱性を備えるスペーサとを有することを特徴とするＬＥＤランプを提供する。
【００１０】
この構成によれば、少なくとも２つのリードフレームを端子として備えるＬＥＤは、リードフレームの根元部が保持され、かつ先端部がほぼ直角に曲げられ、底面に露出する状態でスペーサに装着されることにより、封止パッケージにクラック等を生じさせることなく表面実装が可能になる。更に、リードフレームの曲げ位置及び曲げ形状を常に一定にできるので、製品ばらつきを生じることがない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤランプを示す。また、図２は図１のＡ−Ａ断面を示す。図１及び図２において、ＬＥＤランプ１０は、ＬＥＤ２０と、このＬＥＤ２０が搭載される絶縁性のスペーサ３０とから成る。なお、４０は、表面に配線パターン（回路パターン）４１ａ，４１ｂが形成されているプリント基板である。
【００１２】
ＬＥＤ２０は、第１のリードフレーム２１と、この第１のリードフレーム２１に平行配置される第２のリードフレーム２２と、第１のリードフレーム２１の頂部の水平部に搭載されたＬＥＤチップ２３と、このＬＥＤチップ２３と第１のリードフレーム２１を接続するボンディングワイヤ２４と、ＬＥＤチップ２３と第２のリードフレーム２２を接続するボンディングワイヤ２５と、リードフレーム２１，２２の上部及びＬＥＤチップ２３の周囲を覆うように封止される樹脂パッケージ２６とを備えて構成されている。
【００１３】
樹脂パッケージ２６は、透光性の樹脂材を用いて作られており、その全体形状は砲弾形を成し、その曲面部（頂面）はレンズを形成している。樹脂パッケージ２６の底面は平坦に加工されており、この底面からアウターリードとしての第１及び第２のリードフレーム２１，２２が平行に取り出されている。第１及び第２のリードフレーム２１，２２は、スペーサ３０に取り付けるまでは曲げ加工は施されず、直線形状を維持したままにする。
【００１４】
スペーサ３０は、半田ディップを行っても溶けて変形等が生じないように、耐熱樹脂（例えば、ＰＢＴ：ポリブチレンテレフタレート）を用いて樹脂成形等により作られている。スペーサ３０は、第１及び第２のリードフレーム２１，２２が挿通されるスルーホール３１ａ，３１ｂが形成されている。更に、スペーサ３０の底面には、スルーホール３１ａ，３１ｂに連通する溝３２ａ，３２ｂが、外側に向けて一直線になるように形成されている。溝３２ａ，３２ｂの深さは、嵌入される第１及び第２のリードフレーム２１，２２の厚み相当にし、ＬＥＤランプ１０のプリント基板４０に実装したとき、スペーサ３０の底面とプリント基板４０の上面が密着できるようにする。
【００１５】
さらに、スペーサ３０の上面には、第１のリードフレーム２１と第２のリードフレーム２２のどちらがカソード（又はアノード）になるのかを示すマークとして、突起３３が設けられている。突起３３は、カソードを表すものとしたが、アノード側に設けられていてもよい。なお、スペーサ３０の表面に突起３３を設けたが、側面に設けられていてもよい。また、突起３３に代えて、凹部形状、色塗料によるマーキング、＋、−、×、○、△、Ｋ（カソード）、Ａ（アノード）等の印や記号による刻印、印刷、あるいは捺印等でもよい。
【００１６】
ＬＥＤランプ１０は、図１及び図２に示すように、プリント基板４０に表面実装される。プリント基板４０は、第１及び第２のリードフレーム２１，２２に接続するための配線パターン（銅箔）４１ａ，４１ｂがスペーサ３０の溝３２ａ，３２ｂに平行になるように形成されている。
【００１７】
次に、ＬＥＤランプ１０の組み立てについて説明する。まず、ＬＥＤランプ１０のカソード又はアノードの向きをスペーサ３０の突起３３に合わせる。この状態のまま、第１及び第２のリードフレーム２１，２２をスペーサ３０のスルーホール３１ａ，３１ｂに挿入する。ＬＥＤ２０の底面をスペーサ３０の表面に密接させた後、治具等を用いて第１及び第２のリードフレーム２１，２２の先端部分が溝３２ａ，３２ｂに入り込むように第１及び第２のリードフレーム２１，２２をＬ字型に折り曲げる。このとき、第１及び第２のリードフレーム２１，２２がスペーサ３０の外形サイズから大きくはみ出す場合には、リードフレーム先端の余分な部分を切断除去する。
【００１８】
第１及び第２のリードフレーム２１，２２の曲げ部分から上の根元部分は、スペーサ３０のスルーホール３１ａ，３１ｂによって保持されているので、曲げ加工に伴うストレスが樹脂パッケージ２６には及ばず、樹脂パッケージ２６にクラックを生じることがない。また、第１及び第２のリードフレーム２１，２２は、スルーホール３１ａ，３１ｂ及び溝３２ａ，３２ｂによってガイドされるので、量産を行った場合でも均一な曲げ加工形状及び曲げ位置が得られる。また、リードフレーム２１，２２は曲げ加工性を向上させるため、つぶし加工を施すと更に均一な曲げ加工形状および位置が得られる。
【００１９】
図２の状態に加工されたＬＥＤランプ１０は、プリント基板４０に表面実装される。第１及び第２のリードフレーム２１，２２の極性を合わせてＬＥＤランプ１０を配線パターン４１ａ，４１ｂ上に載置する。配線パターン４１ａ，４１ｂ及び第１及び第２のリードフレーム２１，２２の先端部分には、予め半田成分が塗布されている。従って、リフロー炉に搬入して加熱処理すれば、第１及び第２のリードフレーム２１，２２の先端部が配線パターン４１ａ，４１ｂに半田接続される。この状態が、図１及び図２である。
【００２０】
このように、ＬＥＤランプ１０は、プリント基板４０に表面実装できるため、第１及び第２のリードフレーム２１，２２を挿通させるための図６に示した様なスルーホールは、プリント基板４０では必要としない。このため、ＬＥＤランプ１０の実装面の裏面を他の部品の実装に振り向けることができる。
【００２１】
また、基板の小型化を図ることができるので、電子装置の小型化が可能になる。また、ＬＥＤ２０のリードフレームの曲げ加工は、スペーサ３０を介して行われるので、クラック等を生じさせることがなく、リードフレームの曲げ位置及び曲げ形状を常に一定にできる。更に、ＬＥＤ２０はスペーサ３０によって姿勢が規制されて傾き等を生じないので、リフロー炉における送風の影響を受けることもない。
【００２２】
なお、上記した第１の実施の形態では、透光性樹脂封止体１の光出射側が半球状をなす砲弾形のＬＥＤランプ１０を用いた構成を説明したが、ＬＥＤランプ１０の形状は砲弾形に限定されることなく、例えば、透光性樹脂封止体１が円柱状のＬＥＤランプ１０を用いた構成であっても良い。
【００２３】
図３は、本発明の第２の実施の形態を示す。図３のＬＥＤランプ５０が、図２のＬＥＤランプ２０と異なるところは、スペーサ３０の表面に反射膜３４を設けたところにある。反射膜３４は白や銀色の塗装、アルミニウム蒸着、クロームメッキ等により形成することができる。この構成により、ＬＥＤ２０に通電を行ってＬＥＤチップ２３を発光させた際、下側に漏れた光を上方へ反射させることができるようになり、照射効率を上げることができる。
【００２４】
なお、図２及び図３において、第１及び第２のリードフレーム２１，２２の曲げを容易かつ確実にするためには、第１及び第２のリードフレーム２１，２２の加工寸法を適切にするのが望ましい。例えば、第１及び第２のリードフレーム２１，２２が０．６×０．６（ｍｍ）の断面寸法であったとすると、曲げ加工前に０．４ｍｍにプレスしておくことにより、曲げ加工が容易になると共に、樹脂パッケージ２６及びスペーサ３０にかかる応力を低減することができる。
【００２５】
図４は、スペーサ３０の他の形状例を示す。上記実施の形態においては、スペーサ３０の形状は四角形であるとしたが、任意の形状にすることができる。例えば、図４の（ａ）のように直円形状にしたり、（ｂ）のように楕円形にすることができ、用途、客先の要求等に応じた形状にすることができる。また、溝３２ａ，３２ｂは、一直線上に形成することも、直角に形成することも、或る角度を有する様に形成することもできる。
【００２６】
図５は、リードフレームの曲げ加工の他の例を示す。上記各実施の形態では、第１及び第２のリードフレーム２１，２２をＬ字形に曲げるのみで、先端部は非拘束であるとした。しかし、この構造では、ＬＥＤ２０のリードフレーム２１，２２とスペーサ３０のスルーホール３１ａ，３１ｂとの間の隙間が大きい場合、ＬＥＤランプ１０とプリント基板４０の位置決めを正確に行ったとしても、第１及び第２のリードフレーム２１，２２と配線パターン４１ａ，４１ｂとの間に位置ずれが生じる。また、ＬＥＤ２０に引き抜き方向の力が加わったとき、リードフレーム２１，２２が引き戻され、ＬＥＤ２０に傾きを生じたりする。更には、リードフレーム２１，２２とスペーサ３０のスルーホール３１ａ，３１ｂとの間の隙間が大きい場合、搬送等を行うと異音を発することがあり、作業環境等においては問題になることがある。
【００２７】
この問題を解決するのが図５の形状であり、（ａ）のようにリードフレーム２１（又は２２）の先端部をスペーサ３０の側面に近接するようにＪ字形に曲げ、或いは（ｂ）のように先端部をＵ字形に曲げている。（ｂ）においては、凹部３５をスペーサ３０に設けておき、この凹部３５内にリードフレーム２１（又は２２）の先端が嵌入するようにリードフレーム２１（又は２２）を折り曲げることにより、リードフレーム２１（又は２２）は強固に固定される。これにより、第１及び第２のリードフレーム２１，２２は定位置に固定され、位置ずれが解消されると共に異音を発生することもない。また、抜け防止が確実になる。
【００２８】
上記した各実施の形態において、スペーサ３０の少なくとも外表面の色を黒にすることで、発光動作時のコントラストを上げることができる。また、スペーサ３０の少なくとも外表面の色を白色や銀色にすることで、反射率が高められ、これにより輝度を上げることができる。
【００２９】
また、上記した各実施の形態において、発光色又は種類（可視光域用、紫外光用、赤外光用等）に対応してスペーサ３０の色を選定することにより、点灯させなくともＬＥＤランプの発光色を識別することが可能になる。例えば、発光色が赤であればスペーサ３０を赤色にし、発光色が緑であればスペーサ３０を緑色にすればよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のＬＥＤランプによると、リードフレームを端子として備えるＬＥＤが、リードフレームの根元部が保持され、かつ先端部がほぼ直角に曲げられて底面に露出する状態にしてスペーサに装着される構成にしたので、リードフレームに曲げ加工を施しても封止パッケージにクラック等を生じさせることなく表面実装が行えるようになる。更に、スペーサが介在することで、リードフレームの曲げ位置及び曲げ形状を常に一定にでき、製品ばらつきを生じることがない。また、装置の小型化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＬＥＤランプの構成を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るＬＥＤランプの構成を示す断面図である。
【図４】スペーサの他の形状例を示し、（ａ）は、直円形状のスペーサの平面図、（ｂ）は、楕円状のスペーサの平面図である。
【図５】リードフレームの曲げ加工の他の例を示し、（ａ）は、先端部をＪ字形に曲げた状態の正面図、（ｂ）は、先端部をＵ字形に曲げた状態の平面図である。
【図６】従来のＬＥＤランプの構成を示し、（ａ）は、回路基板への実装前を示す図であり、（ｂ）は、回路基板への実装後を示す図である。
【符号の説明】
１  透光性樹脂封止体
１ａ  底面
２  第１のリードフレーム
３  第２のリードフレーム
４  ＬＥＤチップ
５  リード細線
６  回路基板
６ａ  スルーホール
１０  ＬＥＤランプ
２０  ＬＥＤ
２１  第１のリードフレーム
２２  第２のリードフレーム
２３  ＬＥＤチップ
２４，２５  ボンディングワイヤ
２６  樹脂パッケージ
３０  スペーサ
３１ａ，３１ｂ  スルーホール
３２ａ，３２ｂ  溝
３３  突起
３５  凹部
４０  プリント基板
４１  回路パターン
４１ａ，４１ｂ  配線パターン
５０  ＬＥＤランプ
【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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