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JP2009141370A - 発光ダイオードパッケージ - Google Patents

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JP2009141370A
JP2009141370A JP2008314885A JP2008314885A JP2009141370A JP 2009141370 A JP2009141370 A JP 2009141370A JP 2008314885 A JP2008314885 A JP 2008314885A JP 2008314885 A JP2008314885 A JP 2008314885A JP 2009141370 A JP2009141370 A JP 2009141370A
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Yi-Tine Chiu
憶▲亭▼ 邱
Chung-Chuan Hsieh
忠全 謝
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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 (10)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
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