(57)【要約】【課題】基板実装時の実装精度に係わる部分の形状・寸法精度が高く、基板に対して所定の位置に所定の方向を向けて再現性良く実装することができるＬＥＤランプを実現する。【解決手段】ＬＥＤランプ１はリードフレーム３ａ、３ｂの一方に実装されたＬＥＤチップを樹脂材料で封止した樹脂封止部４とリードフレーム３ａ、３ｂが貫通する台座部５を備え、台座部５にはリードフレームガイド溝５ａ、５ｂおよび位置決めピン５ｄが形成されている。基板実装においては、ＬＥＤランプ１のリードフレーム３ａ、３ｂを台座部５のリードフレームガイド溝５ａ、５ｂに沿って折り曲げ、予め基板９の所定の位置に設けられた位置決めピンガイド孔９ａに台座部５の位置決めピン５ｄを挿入した状態でリードフレーム３ａ、３ｂの折曲側端部３ａｃ、３ｂｃと基板９を接合する。【選択図】図６
2009088294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一平面状に平行に並接された一対のリードフレームのうちの少なくとも１本以上の前記リードフレームの先端部にＬＥＤチップが実装され、前記ＬＥＤチップを含む前記リードフレームの先端部を封止する樹脂封止部と前記リードフレームが貫通する台座部を有するＬＥＤランプであって、前記台座部の前記樹脂封止部と反対側には前記封止樹脂部と反対方向に突出した複数の位置決めピンが一体に形成されると共に、前記各リードフレームから該リードフレームの厚み方向において互いに反対方向に延びるリードフレームガイド溝が形成され、前記リードフレームの夫々が前記リードフレームガイド溝に沿って折り曲げられて前記リードフレームの前記リードフレームガイド溝に沿う部分は前記リードフレームガイド溝内に位置することを特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項２】
前記各リードフレームの折り曲げられた側の端部には、前記封止樹脂部と反対方向に略半球状あるいは略錐状に突出した突起部が形成され、前記突起部は前記ＬＥＤランプの基板実装時に基板に対して溶接用のプロジェクションとなることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤランプ。
【請求項３】
前記封止樹脂部と前記台座部が同一樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載のＬＥＤランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＥＤランプに関するものであり、詳しくは、基板に実装するにあたって高い実装精度を確保することが可能なＬＥＤランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤを金属基板に固定すると同時にＬＥＤと金属基板の電気的導通を図る方法としては、ＬＥＤのリード電極を金属基板に半田付けや溶接によって接続する方法が一般的である。そのうち、溶接による接続方法については、例えば図９に示すような、車両用灯具を構成する光源ユニットにおいて採用されている。
【０００３】
それは、打ち抜き加工、及び、該打ち抜き加工に続く折り曲げ加工によって成形された３枚の金属基板５０、５１、５２のうち、第１金属基板５０と第３金属基板５２の夫々に光源となるＬＥＤ５３の一対のリード電極５４の夫々を溶接して固定し、第２金属基板５１と第３金属基板５２の夫々に光源となるＬＥＤ５３の一対のリード電極５４の夫々を溶接して固定する。
【０００４】
そして、２つのＬＥＤ５３が実装された３枚の金属基板５０、５１、５２の繋部５５を切除することにより光源ユニット（ＬＥＤ実装金属基板）５６が得られ、該光源ユニット５６をハウジングとレンズによって形成された灯室の内部に配設することにより車両用灯具が形成されるものである（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−３２２５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＬＥＤを車両用灯具の光源として使用する場合、ＬＥＤからの出射光の有効利用のために発光源となるＬＥＤチップ（素子）の封止樹脂でレンズを形成し、ＬＥＤチップからの出射光がレンズを介して集光する方向に向かうように配光制御される。
【０００６】
但し、ＬＥＤは比較的狭い指向性を有しており、車両用灯具において基板に対するＬＥＤの実装が所定の位置および所定の向きから少しでもずれると車両用灯具の照射光の配光パターンが所定のものとは異なるものとなる。言い換えると、車両用灯具の照射光において所定の照射パターンを確保するためには、ＬＥＤの形状・寸法精度を高めると共に、基板に対するＬＥＤの実装精度を高めることが必要となる。
【０００７】
しかしながら、上記従来の光源ユニット５６においては、金属基板５０、５１、５２に実装されるＬＥＤ５３はリード電極５４が折曲されたタイプのものが使用される。そのため、リード電極５４の折り曲げ加工時の折曲部の加工精度のばらつき、金属基板実装時のハンドリングによるリード電極５４の変形等のリード電極５４に係わる不具合が生じ、金属基板５０、５１、５２に実装したときにＬＥＤ５３の出射光が所定の方向を向かないという問題を含んでいる。
【０００８】
また、リード電極５４と金属基板５０、５１、５２の溶接は、レーザ溶接やスポット溶接等の方法で行なわれるが、その際、レーザ加熱によるリード電極５４の溶接部のねじれ、偏り、傾斜等の変形、スポット溶接の電極の押圧によるリード電極５４の溶接部の移動が発生し、上記同様にＬＥＤ５３の出射光が所定の方向を向かないということと共に、ＬＥＤ５３の実装位置が所定の位置からずれるという問題も含んでいる。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、形状・寸法精度が高く、基板に対する実装が高精度で行なわれるＬＥＤランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、同一平面状に平行に並設された一対のリードフレームのうちの少なくとも１本以上の前記リードフレームの先端部にＬＥＤチップが実装され、前記ＬＥＤチップを含む前記リードフレームの先端部を封止する樹脂封止部と前記リードフレームが貫通する台座部を有するＬＥＤランプであって、前記台座部の前記樹脂封止部と反対側には前記封止樹脂部と反対方向に突出した複数の位置決めピンが一体に形成されると共に、前記各リードフレームから該リードフレームの厚み方向において互いに反対方向に延びるリードフレームガイド溝が形成され、前記リードフレームの夫々が前記リードフレームガイド溝に沿って折り曲げられて前記リードフレームの前記リードフレームガイド溝に沿う部分は前記リードフレームガイド溝内に位置することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記各リードフレームの折り曲げられた側の端部には、前記封止樹脂部と反対方向に略半球状あるいは略錐状に突出した突起部が形成され、前記突起部は前記ＬＥＤランプの基板実装時に基板に対して溶接用のプロジェクションとなることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１または２の何れか１項において、前記封止樹脂部と前記台座部が同一樹脂で形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のＬＥＤランプは、リードフレームの一方の端部に実装されたＬＥＤチップを封止する樹脂封止部とリードフレームが貫通する台座部を設け、台座部にＬＥＤランプの基板実装時の位置決めの役割を果たす位置決めピンを一体に形成すると共に、リードフレームガイド溝を設けて該リードフレームガイド溝に沿ってリードフレームを折り曲げるようにした。
【００１４】
その結果、基板実装時の実装精度に係わる部分の形状・寸法精度が高く、基板に対して所定の位置に所定の方向を向けて再現性良く実装することができるＬＥＤランプが実現できた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の好適な実施形態を図１から図８を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
【００１６】
図１は本発明のＬＥＤランプに係わる実施形態の斜視図、図２は図１の縦断面図である。図１より、ＬＥＤランプ１は主に、発光源となるＬＥＤチップ２（図２参照）、一対のリードフレーム３ａ、３ｂ、ＬＥＤチップ２が樹脂材料で封止された樹脂封止部４、リードフレーム３ａ、３ｂが貫通する台座部５により構成されている。
【００１７】
図２より、略同一平面状に所定の間隔をもって平行に並設された一対のリードフレーム３ａ、３ｂのうち、一方のリードフレーム３ａの一方の先端面３ａａ上に導電部材（図示せず）を介してＬＥＤチップ２が載置され、ＬＥＤチップ２の下側電極とリードフレーム３ａとの電気的導通が図られている。ＬＥＤチップ２の上側電極はボンディングワイヤ６を介して他方のリードフレーム３ｂの一方の先端面３ｂａ上に接続され、ＬＥＤチップ２の上側電極とリードフレーム３ｂとの電気的導通が図られている。
【００１８】
そして、ＬＥＤチップ２およびボンディングワイヤ６を含む一対のリードフレーム３ａ、３ｂの夫々の一方の端部３ａｂ、３ｂｂが透光性樹脂７で封止され、樹脂封止部４が形成されている。透光性樹脂７はＬＥＤチップ２を水分、塵埃及びガス等の外部環境から保護し、且つボンディングワイヤ６を振動及び衝撃等の機械的応力から保護する。また、透光性樹脂７はＬＥＤチップ２の光出射面とで界面を形成しており、ＬＥＤチップ２の発光光をＬＥＤチップ２の光出射面から透光性樹脂７内に効率良く出射させる機能も有している。
【００１９】
さらに、ＬＥＤチップ２の発光光の主光出射方向には透光性樹脂７による、球面あるいは非球面からなるレンズ８が形成され、該レンズ８によってＬＥＤチップ２から出射されてＬＥＤランプ１の外部に放出される光の配光制御が行なわれる。
【００２０】
なお、透光性樹脂７は、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、エラストマー系樹脂、及びこれら樹脂の誘導体から選ばれた１種類からなっている。また、透光性樹脂７に１種類以上の蛍光体を混入してＬＥＤチップ２の光源色とは異なる色調の光を放出するようなＬＥＤランプ１を実現することも可能である。
【００２１】
一対のリードフレーム３ａ、３ｂの夫々の他方の端部３ａｃ、３ｂｃは幅がリードフレーム３ａ、３ｂの他の部分の幅以上に広く形成され、略中央部に一方の面側に略半球状あるいは略錐状に突出するプロジェクションと称される突起部３ａｄ、３ｂｄが設けられている。突起部３ａｄ、３ｂｄはリードフレーム３ａ、３ｂの厚み方向において互いに反対方向に突出しており、夫々リードフレーム３ａ、３ｂの突出面３ａｅ、３ｂｅからの高さ（Ｈ）が０．４ｍｍ程度（図１参照）に設定されている。
【００２２】
リードフレーム３ａ、３ｂが貫通する台座部５は、図３（ＬＥＤランプを図１と反対方向から見た斜視図）に示すように、リードフレーム３ａ、３ｂの端部３ａｃ、３ｂｃが位置する側に、夫々リードフレーム３ａ、３ｂから該リードフレーム３ａ、３ｂの厚み方向において互いに反対方向に延びるリードフレームガイド溝５ａ、５ｂが形成されている。リードフレームガイド溝５ａ、５ｂは夫々、幅がリードフレーム３ａ、３ｂの幅以上であり、深さはリードフレーム３ａ、３ｂの厚み以上となっている。
【００２３】
同様に、台座部５のリードフレームガイド溝５ａ、５ｂが形成されている側には、リードフレームガイド溝５ａ、５ｂ以外の平面５ｃから該平面５ｃに略垂直に立ち上がる位置決めピン５ｄが形成されている。台座部５の平面５ｃは台座部５を貫通すリードフレーム３ａ、３ｂの延長方向に垂直な面となっている。なお、台座部５は樹脂部材で形成され、樹脂封止部４のモールド成形と同時に成形される。
【００２４】
上記構成のＬＥＤランプは、図４の斜視図で示すような要領で基板実装の準備が行なわれる。まず、ＬＥＤランプ１はリードフレーム３ａ、３ｂの夫々をリードフレームガイド溝５ａ、５ｂに沿って折り曲げる。このとき、リードフレーム３ａ、３ｂのリードフレームガイド溝５ａ、５ｂに位置する部分は全体が夫々リードフレームガイド溝５ａ、５ｂ内に収容され、台座部５の平面５ｃから出っ張ることはない。
【００２５】
次に、ＬＥＤランプ１を実装する基板９は金属基板とし、必要な寸法形状に裁断した後にＬＥＤランプ１を実装する位置を設定してＬＥＤランプ１の位置決めピン５ｄに対応する位置に位置決めピンガイド孔９ａを設ける。
【００２６】
そして、上述したＬＥＤランプ１および金属基板９の準備終了後、ＬＥＤランプ１の基板９上への実装がスポット溶接によって行なわれる。以下に、図５に基づいて実装工程を説明する。
【００２７】
図５の（ａ）の工程において、前工程で準備が終了したＬＥＤランプ１および基板９を用意する。
【００２８】
（ｂ）の工程において、ＬＥＤランプ１の台座部５に形成された位置決めピン５ｄを基板９の位置決めピンガイド孔９ａに挿入した状態で基板９上にＬＥＤランプ１を載置する。このとき、ＬＥＤランプ１のリードフレーム３ａ、３ｂと基板９は、リードフレーム３ａ、３ｂの折曲された端部３ａｃ、３ｂｃのプロジェクションと称される突起部３ａｄ、３ｂｄを介して接触している。
【００２９】
（ｃ）の工程において、基板９の、ＬＥＤランプ１が載された側の反対側（下側）からスポット溶接装置の一方の溶接電極（下電極）１０を基板９の下面９ｂに当接し、ＬＥＤランプ１のリードフレーム３ａの折曲された端部３ａｃの、基板９側と反対側（上側）からスポット溶接装置の他方の溶接電極（上電極）１１を端部３ａｃの上面３ａｆに当接する。そして、溶接電極１０、１１でＬＥＤランプ１のリードフレーム３ａの端部３ａｃと基板９を挟持する。
【００３０】
（ｄ）の工程において、スポット溶接装置の溶接電極１０、１１によってリードフレーム３ａの端部３ａｃと基板９を加圧しながら通電する。すると、端部３ａｃの突起部３ａｄが抵抗熱で溶融してつぶれ、溶融した突起部３ａｄと電極９が溶接されると共に、端部３ａｃの突起部３ａｄ以外の面と基板９の溶接部以外の面が接触した状態となる。
【００３１】
（ｅ）の工程において、通電後、所定の冷却時間（０．２ｍｓｅｃ以上）が経過した後、スポット溶接装置の溶接電極１０、１１をリードフレーム３ａの端部３ａｃと基板９から開放してＬＥＤランプ１の一方のリードフレーム３ａと基板９の固定および電気的接続が完了する。
【００３２】
なお、上述の工程は、ＬＥＤランプ１の一方のリードフレーム３ａと基板９の固定および電気的接続を行なうものであり、ＬＥＤランプ１の他方のリードフレーム３ｂと基板９の固定および電気的接続も上述の工程の後、同様の工程により行なわれるものであるが、この工程は説明を省略する。
【００３３】
図６は、このような工程を経てＬＥＤランプ１が金属基板９に実装された状態を示している。ＬＥＤランプ１は基板９に対して台座部５の位置決めピン５ｄによって該基板９の面方向の位置決めがなされ、台座部５の平面５ｃによって基板９に垂直な方向の位置決めがなされている。したがって、ＬＥＤランプ１の光軸Ｘは基板９の、ＬＥＤランプ１を実装する所定の位置Ｐを通り、基板９に垂直なものとなっている。
【００３４】
ここで、従来のＬＥＤランプと本発明のＬＥＤランプの、基板に実装した状態の違いについて図７および上記図６を基に説明する。従来のＬＥＤランプは図７にあるように、基板２１に対するＬＥＤランプ２２の位置合わせは、一対のリードフレーム２３ａ、２３ｂの折曲された端部２３ａｃ、２ｂｃと基板２１の関係によって決まる。
【００３５】
この場合、基板２１の面方向は、基板２１上のどの位置に一対のリードフレーム２３ａ、２３ｂの端部２３ａｃ、２３ｂｃを載置するかによって決まるが、溶接前に端部２３ａｃ、２３ｂｃを所定の位置に載置したとしても、溶接時に溶接装置の電極の押圧による溶接部（端部２３ａｃ、２３ｂｃ）の移動が発生して位置ずれを生じる可能性が十分ある。
【００３６】
基板２１に垂直な方向は、リードフレーム２３ａ、２３ｂの折曲された端部２３ａｃ、２ｂｃの折曲精度が重要な要件の一つではあるが、折り曲げ加工時の折曲部の加工精度のばらつき、あるいは、折り曲げ角の精度が良好であったとしても、溶接時にリードフレーム２３ａ、２３ｂの溶接部（端部２３ａｃ、２ｂｃ）のねじれ、偏り、傾斜等の変形が生じて端部２３ａｃ、２ｂｃと基板２１面の平行度が確保できなかったり、溶接時のハンドリングによりリードフレーム２３ａ、２３ｂが変形したりするような不具合が生じ、ＬＥＤランプ２２の光軸Ｘが所定の方向を向かない可能性が十分ある。
【００３７】
それに対し、本発明のＬＥＤランプ１（図６参照）は、基板９に対するＬＥＤランプ１の位置決めが台座部５を介して行なわれ、台座部５の位置決めピン５ｄによって該基板９の面方向の位置決めがなされ、台座部５の平面５ｃによって基板９に垂直な方向の位置決めがなされるものである。
【００３８】
したがって、本発明のＬＥＤランプは基板実装時の実装精度に係わる部分の形状・寸法精度が高く、基板に対して所定の位置に所定の方向を向けて再現性良く実装することができる。
【００３９】
その結果、基板に対するＬＥＤランプ１の位置測定および位置検査が不要となり、実装工程の効率アップが図られる。
【００４０】
また、ラジアルタイプのＬＥＤランプを安価な方法によって表面実装（ＳＭＤ）タイプとして使用することができる。
【００４１】
なお、図８に示すように、台座部５の位置決めピン５ｄの長さを基板９の厚みよりも長くし、位置決めピン５ｄを基板９に熱カシメしてカシメ部５ｅを設けることにより基板９に台座部５を固定することも可能である。
【００４２】
このカシメ作業は、基板９に対するリードフレーム３ａ、３ｂの夫々の端部３ａｃ、３ｂｃの溶接前に行なうことにより、基板９に対するＬＥＤランプ１の位置および方向が溶接工程によって影響されることはなく、より精度の高い基板実装を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のＬＥＤランプに係わる実施形態の斜視図である。
【図２】図１の縦断面図である。
【図３】本発明のＬＥＤランプに係わる部分斜視図である。
【図４】基板実装前の本発明のＬＥＤランプと基板の斜視図である。
【図５ａ】本発明のＬＥＤランプを基板に実装する実装工程図である。
【図５ｂ】本発明のＬＥＤランプを基板に実装する実装工程図である。
【図５ｃ】本発明のＬＥＤランプを基板に実装する実装工程図である。
【図５ｄ】本発明のＬＥＤランプを基板に実装する実装工程図である。
【図５ｅ】本発明のＬＥＤランプを基板に実装する実装工程図である。
【図６】本発明のＬＥＤランプを基板に実装した状態を示す側面図である。
【図７】従来のＬＥＤランプを基板に実装した状態を示す側面図である。
【図８】本発明に係わる他のＬＥＤランプを基板に実装した状態を示す側面図である。
【図９】従来のＬＥＤランプをプリント基板に実装した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  ＬＥＤランプ
２  ＬＥＤチップ
３ａ  リードフレーム
３ａａ  先端面
３ａｂ  端部
３ａｃ  端部
３ａｄ  突起部
３ａｅ  突出面
３ａｆ  上面
３ｂ  リードフレーム
３ｂａ  先端面
３ｂｂ  端部
３ｂｃ  端部
３ｂｄ  突起部
３ｂｅ  突出面
３ｂｆ  上面
４  樹脂封止部
５  台座部
５ａ、５ｂ  リードフレームガイド溝
５ｃ  平面
５ｄ  位置決めピン
５ｅ  カシメ部
６  ボンディングワイヤ
７  透光性樹脂
８  レンズ
９  基板
９ａ  位置決めピンガイド孔
９ｂ  下面
１０  溶接電極
１１  溶接電極
２１  基板
２２  ＬＥＤランプ
２３ａ  リードフレーム
２３ａｃ  端部
２３ｂ  リードフレーム
２３ｂｃ  端部
【図１】
2009088294.tif 000003
【図２】
2009088294.tif 000004
【図３】
2009088294.tif 000005
【図４】
2009088294.tif 000006
【図５ａ】
2009088294.tif 000007
【図５ｂ】
2009088294.tif 000008
【図５ｃ】
2009088294.tif 000009
【図５ｄ】
2009088294.tif 000010
【図５ｅ】
2009088294.tif 000011
【図６】
2009088294.tif 000012
【図７】
2009088294.tif 000013
【図８】
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【図９】
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