JP2009141370A

JP2009141370A - 発光ダイオードパッケージ

Info

Publication number: JP2009141370A
Application number: JP2008314885A
Authority: JP
Inventors: Yi-Tine Chiu; 憶▲亭▼ 邱; Chung-Chuan Hsieh; 忠全謝
Original assignee: Everlight Electronics Co Ltd
Current assignee: Everlight Electronics Co Ltd
Priority date: 2007-12-10
Filing date: 2008-12-10
Publication date: 2009-06-25
Also published as: US8138517B2; TWM337834U; EP2071641A3; US20090146157A1; EP2071641A2

Abstract

【課題】量産に適したリードフレームタイプのＬＥＤパッケージを提供する。
【解決手段】一対の第１電極１１２と一対の第２電極１１４とを有するリードフレーム１１０と、前記リードフレーム上に配置されたＬＥＤチップ１２０と、前記リードフレームの一部とＬＥＤチップを封入する封入材１３０とを備える。前記第１電極と前記第２電極は、前記ＬＥＤチップと電気的に接続される。前記第１電極と前記第２電極とは、封入材の外に配置される。封入材は、上面１３０ａ、底面１３０ｂ、第１側面１３０ｃおよび前記第１側面に対向する第２側面１３０ｄを有し、前記第１電極は、前記第１側面から前記底面へ延在し、前記第２電極は、前記第２側面から前記底面に延在する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に発光ダイオード（LED）パッケージに関する。特に、本発明は、リードフレームタイプのLEDパッケージに関する。

長寿命であること、点灯するまでのアイドリング時間がないこと、応答速度が速いこと（およそ10^-9秒）、小型であること、電力消費量が低いこと、汚染が低いこと、信頼性が高いことの利点により、LEDパッケージは、照明器具、ディスプレーのバックライトあるいは他の電子機器（例えば、交通信号機、携帯電話、スキャナー、ファクシミリなど）に広く使用されてきている。一般的に、LEDパッケージは、その向きにより、トップビューLEDパッケージとサイドビューLEDパッケージとに分類される。具体的にいうと、トップビューLEDパッケージが回路基板上に取り付けられると、トップビューLEDパッケージから放出される光の主光線は、回路基板に対してほぼ垂直になり、サイドビューLEDパッケージが回路基板上に取り付けられると、サイドビューLEDパッケージから放出される光の主光線は、回路基板に対してほぼ平行になる。トップビューLEDパッケージとサイドビューLEDパッケージの外観は大きく相違し、特に、LEDパッケージの外側に露出される電極（リード）の設計が大きく異なる。

従来のサイドビューLEDパッケージから放出される光の主光線は、回路基板と電極（リード）の設計によって決まるため、主光線の方向を変える必要がある場合には、回路基板または電極（リード）の設計を変更しなければならない。しかしながら、サイドビューLEDパッケージの回路基板または電極（リード）の変更は、費用効果が高くなく、量産に適さない。

本発明は、量産に適したLEDパッケージを提供することを目的とする。

ここに具体的に広く記載されるように、本発明は、一対の第１電極および一対の第２電極を有するリードフレームと、リードフレーム上に配置されたLEDチップと、リードフレームの一部とLEDチップを封入する封入材とを備えるLEDパッケージを提供する。一対の第１電極および一対の第２電極は、LEDチップと電気的に接続されている。一対の第１電極および一対の第２電極は、封入材の外に配設されている。封入材は、上面、底面、第１側面および第１側面に対向する第２側面を有し、一対の第１電極は、第１側面から底面まで延設され、一対の第２電極は、第２側面から底面まで延設されている。

本発明の一実施形態によれば、一対の第１電極は、第１正極と第１正極から電気的に絶縁された第１負極とを有するとともに、一対の第２電極は、第２正極と第２正極から電気的に絶縁された第２負極とを備える。

本発明の一実施例によれば、第１正極は第２正極と電気的に接続されるとともに、第１負極は第２負極と電気的に接続される。

本発明の一実施形態によれば、リードフレームは、第１接続導体と第２接続導体を有し、第１接続導体は第１正極と第２正極との間に電気的に接続されるとともに、第２接続導体は第１負極と第２負極との間に電気的に接続される。

本発明の一実施形態によれば、第１接続導体と第２接続導体とは、封入材で封入されている。

本発明の一実施例によれば、封入材は、第１正極及び第２正極を識別する識別マークを有する。

本発明の一実施形態によれば、第１電極のそれぞれは、第１側面および底面に沿って延在するように曲げられ、第２電極のそれぞれは、第２側面および底面に沿って延在するように曲げられる。

本発明の一実施形態によれば、封入材は、キャビティとキャビティ中に配置された透明材料層とを有するハウジングを備え、キャビティ中のLEDチップとリードフレームの一部は、透明材料層で封入される。

本発明の一実施形態によれば、ハウジングは不透明である。

本発明の一実施形態によれば、透明材料層は、層内に分散された蛍光材料を有する。

本発明の一実施形態によれば、ハウジングの材料は、絶縁材料である。

本発明の一実施形態によれば、透明材料層の材料は、絶縁材料である。

本発明の一実施形態によれば、封入材は、一対の第１電極が第１突出部で分離されるように、第１側面に第１突出部を有する。

本発明の一実施形態によれば、封入材は、一対の第２電極が第２突出部で分離されるように、封入材は、第２側面に第２突出部を有する。

本発明の一実施形態によれば、封入材は、第３側面と、第３側面に対向する第４側面とを有し、封入材は、第３側面および／または第４側面に配設される少なくとも１つの凹部を有する。

ここに具体的に広く記載されるように、本発明によれば、回路基板および回路基板上に配置された上記の複数のLEDパッケージを備える発光ダイオード（LED）モジュールを提供する。

本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの線状光源を提供するように、複数のLEDパッケージが少なくとも一列配列される。

本発明の一実施形態によれば、一対の第１電極が、第１正極と第１正極から電気的に絶縁された第１負極とを備えるとともに、一対の第２電極が、第２正極と第２正極から電気的に絶縁された第２負極とを備える。

本発明の一実施形態によれば、回路基板は、少なくとも１つの正の接続パッドと、少なくとも１つの負の接続パッドとを有し、２つの隣接するLEDパッケージの間にある正の接続パッドが、第１正極および第２正極に同時に電気的接続され、２つの隣接するLEDパッケージの間にある負の接続パッドが、第１負極および第２負極に同時に電気的接続される。

本発明のLEDパッケージは、電極の設計を変更することなしにトップビューLEDパッケージあるいはサイドビューLEDパッケージとして機能するため、本発明のLEDパッケージは、大量生産に好適である。

添付の図面は、本発明をさらに理解するためにあり、本明細書に組み入れられ、本明細書の一部をなすものである。本図面は、本発明の実施形態を示し、明細書とともに本発明の原理を説明するのに役立つものである。

本発明の一実施形態に従うLEDパッケージを示す概略図である。本発明の一実施形態に従う、少なくとも１つのトップビューLEDパッケージを有するLEDアレーを示す概略図である。本発明の一実施形態に従う、少なくとも１つのトップビューLEDパッケージを有するLEDアレーを示す概略図である。本発明の一実施形態に従う、少なくとも１つのトップビューLEDパッケージを有するLEDアレーを示す概略図である。本発明の一実施形態に従う、少なくとも１つのトップビューLEDパッケージを有するLEDアレーを示す概略図である。本発明の一実施形態に従う、少なくとも１つのサイドビューLEDパッケージを有するLEDアレーを示す概略図である。本発明の一実施形態に従う、少なくとも１つのサイドビューLEDパッケージを有するLEDアレーを示す概略図である。本発明の一実施形態に従う、少なくとも１つのサイドビューLEDパッケージを有するLEDアレーを示す概略図である。本発明の一実施形態に従う、回路基板上でのサイドビューLEDパッケージの２つの取り付け方向を示す概略図である。本発明の一実施形態に従う、回路基板上でのサイドビューLEDパッケージの配列を示す上面図である。本発明の別の実施形態に従う、回路基板上のサイドビューLEDパッケージの配列を示す上面図である。

本発明を、添付の図面に示される実施形態について詳細に説明する。可能なかぎり、同一の参照番号を、図面および明細書中で、同一または類似の部分を示す際に用いる。

図１は、本発明の一実施形態に従う、LEDパッケージを示す概略図である。図１を参照すると、本実施形態のLEDパッケージ100は、リードフレーム110と、リードフレーム110上に配置されたLEDチップ120と、リードフレーム110の一部分およびLEDチップ120を封入する封入材130とを備える。リードフレーム110は、一対の第１電極112および一対の第２電極114を有する。一対の第１電極112および一対の第２電極114は、LEDチップ120と電気的に接続される。一対の第１電極112および一対の第２電極114は封入材130の外に配置される。封入材130は、上面130a、底面130b、第１側面130cおよび第１側面130cに対向する第２側面130dを有し、一対の第１電極112は、第１側面130cから底面130bまで延設され、一対の第２電極114は、第２側面130dから底面130bまで延設される。一対の第１電極112および一対の第２電極114は、封入材130の外に露出され、LEDチップ120から発生した熱は、一対の第１電極112および一対の第２電極を通じて伝導され、熱交換によって速やかに放熱される。従って、LEDパッケージ100は、封入材130の外に露出される二対の電極（すなわち、第１電極112と第２電極114）を有し、放熱性能を向上させている。

第１電極112のそれぞれは、第１側面130cと底面130bに沿って延在するように曲げられ、第２電極114のそれぞれは、第２側面130dと底面130bに沿って延在するように曲げられているため、LEDパッケージ100は、電極設計を変更することなく、トップビューLEDパッケージまたはサイドビューLEDパッケージとして供することができる。

図１に示すように、本実施形態の一対の第１電極112は、第１正極112aと、第１正極112aから電気的に絶縁された第１負極112bとを備えるとともに、一対の第２電極114は、第２正極114aと、第２正極114aから電気的に絶縁された第２負極141bとを備える。第１正極112aは、第２正極114aと電気的に接続されるとともに、第１負極112bは、第２負極114bと電気的に接続される。本発明の好ましい実施形態では、リードフレーム110は、第１接続導体116および第２接続導体118を有し、第１接続導体116は、第１正極112aと第２正極114aとの間に電気的に接続されるとともに、第２接続導体118は、第１負極112bと第２負極114bとの間に電気的に接続される。本実施形態において、第１電極112、第２電極114、第１接続導体116および第２接続導体118を有するリードフレーム110は、銅、銀または金のような金属で形成される。

第１接続導体116および第２接続導体118は、封入材130で封入される。例えば、第１接続導体116は、LEDチップ120を支えるダイパッドとし、第２接続導体118は、LEDチップ120がボンディングワイヤー140を介して第２接続導体118と電気的に接続され、ワイヤーボンディングパッドとしても良い。一般に、ボンディングワイヤー140は、ワイヤーボンダーによって形成された金ワイヤーとして良い。しかしながら、図１に示されるLEDチップ120とリードフレーム110との間の電気的接続は、一例にすぎず、言い換えれば、LEDチップ120とリードフレーム110とは、２以上のボンディングワイヤーまたは導電性バンプにより電気的に接続しても良い。本発明において、LEDチップ120は、いかなる構成のチップとしても良く、リードフレーム110と電気的に接続されるLEDチップ120のパッドの数は、１つ以上として良い。

封入材130は、キャビティ132aと、キャビティ132a中に配置された透明材料層134とを有する、ハウジング132を備え、キャビティ132a中のLEDチップ120とリードフレーム110の一部は、透明材料層134で封入される。LEDチップ120から放出される光の伝播方向を限定するために、ハウジング132は不透明である。一般に、ハウジング132の材料および透明材料層134の材料は、絶縁材料である。

本実施形態では、ハウジング132のキャビティ132aの内部に配置されたLEDチップ120が、青い光を発光するLEDチップである場合、透明材料層134は、層内に分散された黄色の蛍光物質（例えば、イットリウムアルミニウムガーネット）を有する。本発明の別の実施形態では、ハウジング132のキャビティ132aの内部に配置されたLEDチップ120が、短波長の光（例えば、紫外光）を発光するLEDチップである場合、透明材料層134には、紫外光で励起され、所要の色の光（赤、緑および／または青の光）を発光する少なくとも１種類の蛍光物質が分散される。

図１に示すように、本実施形態の封入材130は、第１正極112a及び第２正極114aを識別する識別マーク136を有する。特に、識別マーク136は、第１負極112bから第１正極112aを識別する、あるいは、第２負極114bから第２負極114aを識別するのに有用である。識別マーク136は、封入材130の角部または他の適切な位置に形成することができる。

第１正極112aと第１負極112bとの間の短絡を防止するため、一対の第１電極112（すなわち、第１正極112aおよび第１負極112b）が第１突出部P1で物理的に分離されるように、第１突出部P1を封入材130の第１側面130cに形成することができる。同様の目的により、一対の第２電極114（すなわち、第２正極114aおよび第２負極114b）が第２突出部P2で物理的に分離されるように、第２突出部P2を封入材130の第２側面130dに形成することができる。

図１で示されるように、封入材130は、第３側面130eと、第３側面130eに対向する第４側面130fとを有し、封入材130は、第３側面130eに配設された少なくとも１つの凹部Rを有する。なお、凹部Rは、第４側面130f、あるいは第３側面130eと第４側面130fの両方に形成しても良い。詳しくは、リードフレーム110の端が、封入材130の凹部Rによって露出される。

図２Ａ〜図２Ｄは、本発明の一実施形態に従う、少なくとも１つのトップビューLEDパッケージを有するLEDアレーを示す概略図である。図２Ａ〜図２Ｄを参照すると、本実施形態のLEDアレー200は、回路基板210と複数のLEDパッケージ100（図２Ａ〜図２Ｄには、LEDパッケージ100を１つだけ示す）とを備える。LEDパッケージ100は、正の接続パッド212aと負の接続パッド212bとを有する回路基板210上に配置され、第１正極112aおよび第２正極114aは、はんだ材S1を介して正の接続パッド212aと電気的に接続され、第１負極112bおよび第２負極114bは、はんだ材S2を介して負の接続パッド212bと電気的に接続される。なお、第１正極112a、第１負極112b、第２正極114aおよび第２負極114bはすべて、はんだ材S1およびS2を介して回路基板210に接続されるため、LEDパッケージ100と回路基板210との間の接続強度は強固なものである。

図２Ａ〜図２Ｄで示されるように、LEDパッケージ100から放出される光の主光線Cは、回路基板210に対して実質的に垂直であるから、LEDパッケージ100はトップビューLEDとして機能する。

図３Ａ〜図３Ｃは、本発明の一実施形態に従う、少なくとも１つのサイドビューLEDパッケージを有するLEDアレーを示す概略図である。図３Ａ〜図３Ｃを参照すると、本実施形態のLEDアレー200’は、回路基板210と複数のLEDパッケージ100（図３Ａ〜図３Ｃには、LEDパッケージ100を１つだけ示す）とを備える。LEDパッケージ100は、正の接続パッド212aと負の接続パッド212bとを有する回路基板210上に配置され、第１正極112aだけが、はんだ材S1を介して正の接続パッド212aと電気的に接続され、第１負極112bだけが、はんだ材S2を介して負の接続パッド212bと電気的に接続される。

図３Ａ〜図３Ｃで示されるように、LEDパッケージ100から放出される光の主光線Cは回路基板210に対して実質的に平行であるから、LEDパッケージ100はサイドビューLEDとして機能する。

図２Ａおよび図３Ａを参照すると、LEDパッケージ100は、側面照明あるいは上面照明を提供するように、回路基板210上に異なった向きに取り付けることができる。

図４は、本発明の一実施形態に従う、回路基板上におけるサイドビューLEDパッケージの２つの取り付け方向を示す概略図である。図４を参照すると、LEDパッケージ100が回路基板210上に取り付けられる場合、LEDパッケージ100が水平方向（図４の左側に示される）に伝播する光を提供することができるように、第１正極112aがはんだ材S1を介して正の接続パッド212aと電気的に接続されるとともに、第１負極112bがはんだ材S2を介して負の接続パッド212bと電気的に接続される。しかしながら、別の回路基板は、異なるレイアウトを有し、例えば、正の接続パッド212aおよび負の接続パッド212bは入れ替えても良い（図４の右側に示される）。上記の条件の下で、第２正極114aがはんだ材S1を介して正の接続パッド212aと電気的に接続されるとともに、第２負極114bがはんだ材S2を介して負の接続パッド212bと電気的に接続されるように、LEDパッケージ110を裏返して回路基板210’の上に取り付けても良い。このようにして、回路基板210上に取り付けられたLEDパッケージ100および回路基板210’上に取り付けられたLEDパッケージ100は、同じ伝播方向を有する光を提供することができる。

図５は、本発明の一実施形態に従う、回路基板上のサイドビューLEDパッケージの配列を示す上面図である。図５を参照すると、回路基板210と回路基板210上に配置された複数のLEDパッケージ100とを備えるLEDモジュールが提供され、このLEDモジュールでは、線状光源を提供するためにLEDパッケージ100が回路基板210上に一列に配列される。２つの隣接するLEDパッケージ100の間にある正の接続パッド212aそれぞれは、第１正極112aおよび第２正極114aに同時に電気的に接続される。２つの隣接するLEDパッケージ100の間にある負の接続パッド212bそれぞれは、第１負極112bおよび第２負極114bに同時に電気的に接続される。

図６は、本発明の別の実施形態に従う、回路基板上のサイドビューLEDパッケージの配列を示す上面図である。図６を参照すると、回路基板210と回路基板210上に配置された複数のLEDパッケージ100とを具えるLEDモジュールが提供され、このLEDモジュールでは、２つの線状光源を提供するために、LEDパッケージ100が回路基板210上に二列に配列される。２つの隣接するLEDパッケージ100の間にある正の接続パッド212aそれぞれは、２つの第１正極112aおよび２つの第２正極114aに同時に電気的に接続される。２つの隣接するLEDパッケージ100の間にある負の接続パッド212bそれぞれは、２つの第１負極112bおよび２つの第２負極114bに同時に電気的に接続される。図５および図６に示されるように、LEDパッケージ100は、よりコンパクトに配列することができる。

まとめると、本発明のLEDパッケージは、側面照明あるいは上面照明を提供するように、さまざまな向きで回路基板上に取り付けることができる。

本発明の範囲および思想を逸脱しない限り、本発明の構成にさまざまな変更や修正を加えても良いことは、当業者にとって明らかである。以上を考慮すると、以下に述べる特許請求の範囲およびそれらと均等の範囲である限り、本発明は、本発明の種々の変更や修正を含むものである。

Claims

一対の第１電極および一対の第２電極を有するリードフレームと、
前記リードフレーム上に配置され、前記一対の第１電極および前記一対の第２電極と電気的に接続されているLEDチップと、
前記リードフレームの一部および前記LEDチップを封入する封入材とを備え、
前記一対の第１電極および前記一対の第２電極が前記封入材の外に配置され、前記封入材は上面、底面、第１側面および第１側面に対向する第２側面を有し、
前記一対の第１電極が第１側面から底面まで延設され、前記一対の第２電極が第２側面から底面まで延設されている発光ダイオード（LED）パッケージ。
前記一対の第１電極が、第１正極と該第1正極から電気的に絶縁された第１負極とを有するとともに、前記一対の第２電極が、第２正極と該第２正極と電気的に絶縁された第２負極とを有する、請求項１記載のLEDパッケージ。
前記第１正極が前記第２正極と電気的に接続するとともに、前記第１負極が前記第２負極と電気的に接続する、請求項２記載のLEDパッケージ。
前記リードフレームが、第１接続導体および第２接続導体を有し、前記第１接続導体が前記第１正極と前記第２正極との間に電気的に接続されるとともに、前記第２接続導体が前記第１負極と前記第２負極との間に電気的に接続される、請求項３記載のLEDパッケージ。
前記封入材が、前記第１正極及び前記第２正極を識別する識別マークを有する、請求項２記載のLEDパッケージ。
第１電極のそれぞれが、前記第１側面と前記底面とに沿って延在するように曲げられ、第２電極のそれぞれが、前記第２側面と前記底面とに沿って延在するように曲げられている、請求項１記載のLEDパッケージ。
前記封入材が、キャビティを有するハウジングと、該キャビティ中に配置された透明材料層とを備え、
前記キャビティ中の前記LEDチップおよびリードフレームの一部が、透明材料層で封入されている、請求項１記載のLEDパッケージ。
前記一対の第１電極が分離され、前記一対の第２電極が分離されるように、前記第１側面に面して配設された第１突出部と、前記第２側面に面して配設された第２突出部とを、前記封入材が有する、請求項１記載のLEDパッケージ。
回路基板と、前記回路基板上に配設された複数の発光ダイオード（LED）パッケージとを備え、
前記の各LEDパッケージが、
一対の第１電極と一対の第２電極とを有し、前記一対の第１電極が第１正極と前記第１正極から電気的に絶縁された第１負極とを備えるとともに、前記一対の第２電極が第２正極と前記第２正極から電気的に絶縁された第２負極とを備えるリードフレームと、
前記リードフレーム上に配置され、前記一対の第１電極と前記一対の第２電極とが電気的に接続されたLEDチップと、
前記リードフレームの一部と前記LEDチップを封入する封入材とを備え、
前記一対の第１電極と前記一対の第２電極は前記封入材の外に配置され、前記封入材は上面、底面、第１側面および第１側面と対向する第２側面を有し、前記一対の第１電極が前記第１側面から前記底面まで延設され、前記一対の第２電極が前記第２側面から前記底面まで延設されているLEDモジュール。
前記回路基板が、少なくとも１つの正の接続パッドと少なくとも１つの負の接続パッドとを有し、２つの隣接するLEDパッケージの間にある正の接続パッドが、前記第１正極および前記第２正極に同時に電気的接続され、２つの隣接するLEDパッケージの間にある負の接続パッドが、前記第１負極および前記第２負極に同時に電気的接続される、請求項９記載のLEDモジュール。