JP5336489B2 - 反射型発光ダイオード - Google Patents

Description

本発明は、プリント回路基板などの表面に実装される表面実装型の反射型発光ダイオード及びその製造方法に関する。

従来、特許第３９８２６３５号公報（特許文献１）に記載されたような表面実装型発光ダイオードが知られている。この従来の表面実装型発光ダイオードは、内部に凹面形状の反射面を有し、周囲の壁部の上部に溝を有する凹状ケースと、凹状ケースの外部に位置する広幅リード部とその先端側の狭幅リード部とから成る一対のリードと、一方のリードの狭幅リード部の先端のマウント部に搭載された発光素子とから成り、リードそれぞれは、狭幅リード部が凹状ケースの溝に嵌合され、凹状ケースの溝の外部でリード構造の狭幅リード部が折り曲げられて、広幅リード部が凹状ケースの外側面に沿い、さらに、凹状ケースの外側面に沿って折り曲げられた広幅リード部の下端部が凹状ケースの底面に沿って内側に向かって折り曲げられ、その折り曲げ部分によって実装用端子を構成するようにした構成である。そして、凹状ケースの凹部には透明エポキシ樹脂もしくは透明シリコン樹脂のような透明樹脂を充填し、狭幅リード部を固定し、また発光素子を固定している。

このような反射型発光ダイオードの製造方法は次の通りである。エッチングまたは金型によって抜かれた一対のリードの一方の先端のマウント部に発光素子を導電性接着剤を用いて接着し、次に、発光素子の他端を他方のリードの狭幅リード部の先端に金線を用いて電気的に接続し、さらに、発光素子を搭載した１対のリードを発光素子が下向きにして凹部中心に位置するようにして凹状ケースに溝を利用して、それぞれの一方のリードと他方のリードの直線の共通の中心線を持ち、その中心線上にリードワイヤが位置するように嵌合して位置決めし、この状態で凹状ケースの凹部に透明樹脂を充填して硬化させ、発光素子とリードの狭幅リード部を凹状ケースと一体化する。そしてこの後に、両側のリードそれぞれの所定の部分を曲げ加工して凹状ケースの側面に沿った形状にする。

このような従来の反射型発光ダイオードは、発光素子で発生した熱は凹状ケースの外側に位置する広幅リード部を通じて外部に逃がせるので反射型発光ダイオードの熱抵抗を低減させることができ、結果的に大電流の通電を可能にして反射型発光ダイオードの高出力化が可能な利点がある。

ところが、従来の反射型発光ダイオードでは、上述したように発光素子を搭載した１対のリードを発光素子が下向きにして凹部中心に位置するようにして凹状ケースに嵌合し、その状態で透明樹脂を凹状ケースの凹部に充填して硬化させることで発光素子とリードの狭幅リード部を固定し、その後に、両側のリードそれぞれを曲げ加工して凹状ケースの外側面に沿う形状にしていたので、この曲げ加工の際に両リードの近接する狭幅のリード部間に曲げ加工時に引き離す力が働いて、硬化樹脂中に残存応力が蓄積された状態でリード加工されていることが分かった。このため、発光素子パッケージを基板上にマウントする際のリフローの工程等で樹脂がいったん軟化する工程があるような用途に使われるときに、この残存応力が発光素子とリード先端とを接続しているワイヤに働いて断線してしまい、不良品を発生させてしまうことがある問題点があった。

特許第３９８２６３５号公報 特許第４００１３４７号公報

本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、リードの曲げ加工時に発光素子とリード先端部分との間に接続されているワイヤを断線させることがなく、信頼性の高い製品を歩留まり良く製造できる反射型発光ダイオード及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明はまた、放熱性が良くて大電流の給電が可能であり、ひいては高輝度発光が可能な反射型発光ダイオード及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の１つの特徴は、内部に凹面状の反射面を有する支持体と、前記支持体の前記反射面の上方中央部から一方の壁面に向けて水平に直線状に延びる素子マウント側リードと、前記支持体の前記反射面の上方中央部から前記一方の壁面と対向する他方の壁面に向けて水平に延びるワイヤ接続側リードと、前記素子マウント側リードにおける前記支持体の前記反射面上方の中心側先端部に搭載された発光素子と、前記発光素子と前記ワイヤ接続側リードにおける前記支持体の前記反射面上方の中心側先端部との間にボンディングされたワイヤとを備え、前記素子マウント側リードの中心側先端部と前記ワイヤ接続側リードの中心側先端部とは、前記素子マウント側リードの長手方向延長線上の位置からずれた位置関係に置き、かつ両中心側先端部を近接させた射型発光ダイオードである。

本発明の別の特徴は、リード素材の金属板を所定のパターンに加工して、素子マウント側リードとワイヤ接続側リードとを、前記素子マウント側リードと前記ワイヤ接続側リードとの根本部同士が共通の１つの中心線を有し、かつ前記素子マウント側リードと前記ワイヤ接続側リードの先端部同士が前記中心線上からずれた方向において近接するように形成し、前記素子マウント側リードの先端部に発光素子をマウントし、前記発光素子と前記ワイヤ接続側リードの先端部との間にワイヤをボンディングし、内部に凹面状の反射面を有する支持体に対して、前記反射面の開口部側に前記素子マウント側リードとワイヤ接続側リードとのそれぞれを前記発光素子が当該反射面の中央上方にて当該反射面に向く姿勢で載置し、前記支持体の凹状部内に透明樹脂を充填して硬化させて前記素子マウント側リードとワイヤ接続側リードとの先端部のそれぞれを支持体内に固定し、前記素子マウント側リードとワイヤ接続側リードとのそれぞれの前記支持体の外側に出ている部分に曲げ加工を施して当該支持体の外側面に沿うように下側に折り曲げ、前記素子マウント側リードとワイヤ接続側リードとのそれぞれの後端部を支持体の底面に接するように内側に折り曲げる反射型発光ダイオードの製造方法である。

本発明の反射型発光ダイオード及びその製造方法によれば、素子マウント側リードの中心側先端部とワイヤ接続側リードの中心側先端部とを、素子マウント側リードの長手方向延長線上の位置からずれた位置関係に置き、かつ両中心側先端部を近接させているので、支持体上に両リードを載置して支持体内に透明樹脂を充填して硬化させて固定した後、素子マウント側リードとワイヤ接続側リードとのそれぞれの支持体の外側に出ている部分に曲げ加工を施す方法によって該反射型発光ダイオードを製造するのに、その曲げ加工時に両リードの中心側先端部に素子マウント側リードの長手方向に働く位置ずれさせる力のうちワイヤを引っ張るストローク分が小さくなり、それだけワイヤに働く応力を小さくでき、製造過程や該発光ダイオードを基板上にマウントする際のリフローの工程等でワイヤの接続部分が外れたり断線したりすることがなくなり、結果として信頼性の高い製品を歩留まり良く製造できる。

また、本発明の反射型発光ダイオードによれば、支持体の凹面状の反射面の中央上方において素子マウント側リードの中心部に発光ダイオードが位置するが、その発光ダイオードの発光時の熱は素子マウント側リードの中心部から一方の壁面と他方の壁面との両方向に伸びる素子マウント側リードの渡り部分を同時に伝達して支持体の一方の外壁面と他方の外壁面とに至り、外気に放熱させることができるので、放熱性が良く、それだけ発光ダイオードに対して大電流を流すことができ、ひいては高輝度発光を可能とする。

また、本発明の反射型発光ダイオードの製造方法によれば、上記のような放熱性が良く、それだけ発光ダイオードに対して大電流を流すことができ、ひいては高輝度発光を可能とする反射型発光ダイオードを歩留まり良く製造できる。

図１は、本発明の第１の実施の形態の反射型発光ダイオードの斜視図。 図２は、上記実施の形態の反射型発光ダイオードの断面図。 図３は、上記実施の形態の反射型発光ダイオードの製造において使用するリードフレームの一部破断した平面図。 図４は、上記実施の形態の反射型発光ダイオードの製造過程において１対のリードに発光素子を取り付け、ワイヤをボンディングした状態の斜視図。 図５は、上記実施の形態の反射型発光ダイオードの製造において使用する凹状ケースの斜視図。 図６は、上記実施の形態の反射型発光ダイオードの製造において１対のリードの凹状ケースへの組み付け工程から透明樹脂の充填・硬化工程、リードの折り曲げ工程に至るまでの製造工程図。 図７は、本発明の第２の実施の形態の反射型発光ダイオードの斜視図。 図８は、本発明の第３の実施の形態の反射型発光ダイオードの斜視図。 図９は、上記実施の形態の反射型発光ダイオードの断面図。 図１０は、上記実施の形態の反射型発光ダイオードの製造において使用するリードフレームの一部破断した平面図。 図１１は、本発明の第４の実施の形態の反射型発光ダイオードの斜視図。 図１２は、上記実施の形態の反射型発光ダイオードの断面図。 図１３は、上記実施の形態の反射型発光ダイオードの製造において使用するリードフレームの一部破断した平面図。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態の反射型発光ダイオード１を示している。この反射型発光ダイオード１は、上面部に放物曲面形状の反射面２を有し、周囲の壁部３の一辺の上部に溝４が形成され、対向辺の上部に溝５が形成された直方体状の支持体としての凹状ケース６と、この凹状ケース６の反射面２の上方を横切り、当該凹状ケース６の壁側面及び底面に沿うように狭幅の上片７ａ、広幅の垂直片７ｂ、広幅の下片７ｃが折り曲げられて形成されている素子マウント側リード７と、この素子マウント側リード７と対置され、同様に狭幅の上片８ａ、広幅の垂直片８ｂ、広幅の下片８ｃが折り曲げられて形成されているワイヤ接続側リード８と、素子マウント側リード７の上片７ａのケース中心側先端部に搭載された発光素子９とから構成されている。発光素子９にはワイヤ１０の一端が接続され、ワイヤ１０の他端はワイヤ接続側リード８の上片８ａの先端部に接続されている。

素子マウント側リード７の幅狭の上片７ａは、凹状ケース６の上面の中心線に沿い直線状に延びるストレートな形状である。他方、ワイヤ接続側リード８の上片８ａは、上記中心線に対してその根本部分から先が屈曲するように延び、その先端部分は、素子マウント側リード７の上片７ａの中心側先端部と中心線に対して垂直な方向にて近接する位置に位置する形状にしてある。

そして、１対のリード７，８それぞれの狭幅の上片７ａ，８ａの折り曲げ基部が凹状ケース６の溝４，５それぞれに嵌合され、凹状ケース６の溝４，５の外部で１対のリード７，８それぞれの広幅の垂直片７ｂ，８ｂが凹状ケース６の側面に沿い、かつ１対のリードそれぞれの広幅の下片７ｃ，８ｃが凹状ケース６の底面に接している。

凹状ケース６の溝４，５それぞれにおいて、１対のリード７，８それぞれの上片７ａ，８ａの嵌合部分の上面側から凹状ケース６の上縁面までの段差を塞ぐようにその段差部分に小さなＵＶ硬化性樹脂を詰めて硬化させて堰止め１１，１２とし、同時にリード７，８それぞれの上片７ａ，８ａの折り曲げ基部を固定している。そして、凹状ケース６の凹部内に、例えば、特許第４００１３４７号公報（特許文献２）に記載されているカチオン重合型透明エポキシ樹脂のような透明エポキシ樹脂もしくは透明シリコン樹脂のような透明樹脂１３を凹状ケース６の上縁面に達する深さに充填して硬化させることで、１対のリード７，８の上片７ａ，８ａと翼片７ｄ，８ｄの部分や発光素子９、ワイヤ１０を透明樹脂１３の中に埋没させた状態で固定している。

図２に示すように、上記構成の反射型発光ダイオード１は、図示していない基板上にこの反射型ダイオード１を載置し、底部両側のリード７，８の下片７ｃ，８ｃそれぞれを半田にてプラス端子、マイナス端子に接続して固定する。このマウント状態で、それらのプラス端子、マイナス端子に通電することで発光素子９に両側のリード７，８を通じて通電して発光させる。発光素子９からの光は、図２において矢印線で示すように大部分が下方に出て放物曲面の反射面２にて反射され、ほぼ平行光線となって凹状ケース６の上面からそれに垂直な方向に出光する。このため、この反射型発光ダイオード１では、光の向きが揃い指向性が強い光、したがって光が当たるところでは輝度の高い光を得ることができる。

次に、上記の構造を有する反射型発光ダイオード１の製造方法について、図３〜図６を用いて説明する。大量生産においては、図３に示すような良導電性の材料、例えば、銅（Ｃｕ）を主成分として９８％〜９９％含み、若干の鉄（Ｆｅ）、硫黄（Ｓ）を含み、さらに２〜６μｍ厚に銀メッキが施された薄板を材料とし、これにエッチングあるいは打ち抜き加工にて図３に示すように１対の素子マウント側リード７とワイヤ接続側リード８が両側に対向して多数横並びになるように形成されたリードフレーム２０を使用する。

素子マウント側リード７の形状は、直線状で狭幅の上片７ａ、広幅の垂直片７ｂ、広幅の下片７ｃそれぞれになる部分が中心線Ｃに対して対称な形で形成されている。ワイヤ接続側リード８の形状は、根本部から先が中心線Ｃに対して屈曲して延びる狭幅の上片８ａ、広幅の垂直片８ｂ、広幅の下片８ｃそれぞれになる部分が形成されている。このワイヤ接続側リード８の広幅の垂直片８ｂ、広幅の下片８ｃそれぞれになる部分は中心線Ｃに対して対称な形で形成されている。

リードフレーム２０において、素子マウント側リード７とワイヤ接続側リード８それぞれの垂直片７ｂ，８ｂとなる部分と下片７ｃ，８ｃとなる部分との境目に相当する部分には曲げ応力を緩和するための応力逃がし穴を形成してもよい。尚、図３において、素子マウント側リード７とワイヤ接続側リード８それぞれの下片７ｃ，８ｃとなる部分の端部に相当する位置に形成されている扁平楕円形の穴２１，２２は、破断線２３，２４にて切断加工する時の切断抵抗を小さくするためのものである。

このようなリードフレーム２０において、各１対のリード７，８に対して発光素子９をマウントし、ワイヤボンディングを行う。すなわち、図４に示したように素子マウント側リード７の上片７ａの先端部分に発光素子９を銀ペーストにて固着し、続いてこの固着された発光素子９とワイヤ接続側リード８の屈曲した上片８ａの先端部とにワイヤボンディングを行って例えば金線のようなワイヤ１０を接続する。

他方、図５に示すように、凹状ケース６は、その上面側に放物凹曲面状の凹部が形成されていて、この凹部底面にアルミニウム若しくは銀蒸着することで反射面２が形成されている。また凹状ケース６の周囲の壁部３の一辺の上縁部に溝４が形成され、対向辺の上縁部に溝５が形成されている。

リードフレーム２０の各１対のリード７，８それぞれを凹状ケース６に取り付ける手順は、図６に示してある。すなわち、図６（ａ）に示すように、発光素子９を搭載し、ワイヤボンディングにてワイヤ１０が接続された１対のリード７，８は、上下を逆さまにして狭幅の上片７ａ，８ａに相当する部分それぞれを凹状ケース６の溝４，５に嵌合させる。これにより、凹状ケース６の内部においては狭幅の上片７ａ，８ｂに相当する部分が反射面２の上方に位置し、凹状ケース６の外部に広幅の垂直片７ｂ，８ｂ、下片７ｃ，８ｃそれぞれに相当する部分が位置することになる。

次に、図６（ｂ）に示すように、凹状ケース６の溝４，５それぞれにおいて、１対のリード７，８それぞれの上片７ａ，８ａの嵌合部分の上面側から凹状ケース６の上面までの段差を塞ぐようにその段差部分に小さなＵＶ硬化性樹脂を詰めて硬化させて堰止め１１，１２を形成する。

続いて、図６（ｃ）に示すように、硬化触媒を含む高粘度の透明エポキシ樹脂や透明シリコン樹脂のような透明樹脂１３を凹状ケース６の凹部にその上縁面まで充填し、８０〜１３０℃での雰囲気炉で硬化させて狭幅の上片７ａ，８ａに相当する部分と発光素子９、ワイヤ１０を凹状ケース６と一体化する。

このようにして凹状ケース６と１対のリード７，８の上片７ａ，８ａに相当する部分を透明樹脂１３にて固定した後、図６（ｄ）に示すように、１対のリード７，８の凹状ケース６より外側に出ている部分に曲げ加工を施す。この曲げ加工では、広幅の垂直片７ｂ，８ｂに相当する部分を、それに繋がる上片７ａ，８ｂの基部を凹状ケース６の側面に沿うように図において下側に折り曲げることで垂直にし、さらに、凹状ケース６の底面に下片７ｃ，８ｃに相当する部分が接するように内側に折り曲げる。こうして、１対のリード７，８それぞれが狭幅の上片７ａ，８ａと広幅の垂直片７ｂ，８ｂと広幅の下片７ｃ，８ｃとが折り曲げられて曲げ加工が完了する。この曲げ加工が完了すると、図１、図２に示した反射型発光ダイオード１が完成する。尚、この後、必要に応じて、１対のリード７，８それぞれの下片７ｃ，８ｃは凹状ケース６の底面に対して半田にて固定することがある。

このように本実施の形態の反射型発光ダイオード１では、図３に示したように素子マウント側リード７の直線状で狭幅の上片７ａに対してワイヤ接続側リード８の狭幅の上片８ａは中心線Ｃからずれて屈曲する形状にして、かつそれらの中心側先端部間が中心線Ｃに垂直な方向において近接する形状に形成しておき、素子マウント側リード７の上片７ａの先端部に発光素子９を取り付け、ワイヤ接続側リード８の上片８ａの中央側先端部とこの発光素子９との間にワイヤ１０をボンディングしているので、次のような効果がある。すなわち、本実施の形態の反射型発光ダイオード１の製造において透明樹脂１３を硬化させて１対のリード７，８それぞれの狭幅の上片７ａ，８ａを凹状ケース６の凹部内に固定した後に、凹状ケース６の外側にて上片７ａ，８ａそれぞれの垂直片７ｂ，８ｂに相当する部分との接続部分を折り曲げ、さらに垂直片７ｃ，８ｃから下片７ｃ，８ｃに相当する部分を折り曲げる加工をする際に発生する応力により両リード７，８の上片７ａ，８ａ間に中心線Ｃ上で引き離す力が働くが、ワイヤ１０はこの引き離す力の方向に対して垂直な方向に位置する姿勢となっているためにワイヤ１０がこの引き離す力により引っ張られることがない。この結果として、従来ではリード７，８を曲げ加工する時の応力により発生していたワイヤ１０の断線を効果的に防止でき、製品の製造歩留まりが向上する。

（第２の実施の形態）
図７は第２の実施の形態の反射型発光ダイオード１Ａを示している。本実施の形態の反射型発光ダイオード１Ａは、１対のリード７，８それぞれの狭幅の上片７ａ，８ａの側縁に側方に延出する翼片７ｄ，８ｄを形成したことを特徴としている。尚、その他の構成、また製造方法については第１の実施の形態と同様である。

本実施の形態のように、１対のリード７，８それぞれの狭幅の上片７ａ，８ａの側縁に側方に延出する翼片７ｄ，８ｄを形成しておくならば、この翼片７ｄ，８ｄが曲げ加工時に大きな抵抗となって上片７ａ，８ａが透明樹脂１３内で位置ずれするのを効果的に抑制し、結果として、製品歩留まりのいっそうの向上が図れる。

また、発光特性にしても、翼片７ｄ，８ｄの形成によって狭幅の上片７ａ，８ａの表面積が拡大し、従来よりも上片７ａ，８ａの部分での放熱性能が高まり、それだけ熱抵抗を小さくでき、従来同様の温度状態で使用する場合にはより大電流を発光素子９に通電することができて高出力化が図れ、逆に従来同様の電流を発光素子９に通電する場合には温度条件が緩和できる。

本発明の発明者らの実験によれば、従来構造の反射型発光ダイオードと本発明の実施例の反射型発光ダイオードとを製造し、ワイヤの断線の発生率を評価してみたが、本発明の場合には不良品の発生がなく、歩留まり良く製造できることが確認できた。

（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態の反射型発光ダイオード１Ｂ及びその製造方法について、図８〜図１０を参照して説明する。本実施の形態の反射型発光ダイオード１Ｂは、上面部に放物凹面状の反射面２を有し、周囲の壁部３の一辺の上部中央に溝４が形成され、対向辺の上部３箇所に溝５０１，５０２，５０３が形成された直方体状の支持体６００と、この支持体６００の反射面２の上方を一方の壁面から他方の壁面まで横切り、当該支持体６００の両方の壁側面及び底面に沿うように、狭幅の上片７０１ａ，７０１ｂ、広幅の垂直片７０２ａ，７０２ｂ、広幅の下片７０３ａ，７０３ｂが折り曲げられて形成されている素子マウント側リード７００と、この素子マウント側リード７００と対置され、同様に狭幅の上片８０１、広幅の垂直片８０２、広幅の下片８０３が折り曲げられて形成されているワイヤ接続側リード８００と、素子マウント側リード７００の上片７０１ａ，７０１ｂの中央接続部に形成された素子マウント部７０４に搭載された発光素子９とから構成されている。尚、発光素子９にはワイヤ１０の一端が接続され、ワイヤ１０の他端はワイヤ接続側リード８００の上片８０１の先端部に接続されている。

素子マウント側リード７００の幅狭の上片７０１ａ，７０１ｂは、支持体６００の上面の中心線に沿い直線状に延びるストレートな形状である。そして、素子マウント側リード７００の片側、狭幅の上片７０１ａに連続している広幅の垂直片７０２ａには、上片７０１ａに平行にして水平に伸びる副片７０５が形成してある。また副片７０５の先端は膨出部７０６としてある。

他方、ワイヤ接続側リード８００の上片８０１は、素子マウント側リード７００の長手方向の中心線に平行な根本部分から先が斜めにして反射面２の上方中央部に向かって屈曲して延び、その先端部分が素子マウント側リード７００の中心部の素子マウント部７０４に対して近接する位置に位置する形状にしてある。

素子マウント側リード７００の片側の狭幅の上片７０１ａと副片７０５との折り曲げ基部が支持体６００の一辺の上部中央位置の溝５０１と側方位置の溝５０２とのそれぞれに嵌合され、支持体６００の溝５０１，５０２の外部で広幅の垂直片７０２ａが支持体６００の側面に沿い、かつ広幅の下片７０３ａが支持体６００の底面に接している。

素子マウント側リード７００の反対側の狭幅の上片７０１ｂの折り曲げ基部が支持体６００の対向辺の上部中央位置の溝４に嵌合され、支持体６００の溝４の外部で広幅の垂直片７０２ｂが支持体６００の側面に沿い、かつ広幅の下片７０３ｂが支持体６００の底面に接している。

他方のワイヤ接続側リード８００の屈曲した上片８０１の折り曲げ基部が支持体６００の一辺の側方位置の溝５０３に嵌合され、支持体６００の溝５０３の外部で広幅の垂直片８０２が支持体６００の側面に沿い、かつ広幅の下片８０３が支持体６００の底面に接している。

支持体６００の溝４，５０１〜５０３それぞれにおいて、１対のリード７００，８００それぞれの上片７０１ａ，７０１ｂ，８０１の嵌合部分、また副片７０５の嵌合部分の上面側から支持体６００の上縁面までの段差を塞ぐようにその段差部分に小さなＵＶ硬化性樹脂を詰めて硬化させて堰止め１１，１２１，１２２，１２３とし、同時にリード７００，８００それぞれの上片７０１ａ，７０１ｂ，８０１と副片７０５の折り曲げ基部を固定している。そして、支持体６００の凹部内に、例えば、特許第４００１３４７号公報（特許文献２）に記載されているカチオン重合型透明エポキシ樹脂のような透明エポキシ樹脂もしくは透明シリコン樹脂のような透明樹脂１３を支持体６００の上縁面に達する深さに充填して硬化させることで、１対のリード７００，８００の上片７０１ａ，７０１ｂ，８０１と副片７０５の部分や発光素子９、ワイヤ１０を透明樹脂１３の中に埋没させた状態で固定している。

図９に示すように、上記構成の反射型発光ダイオード１Ｂは、図示していない基板上にこの反射型ダイオード１Ｂを載置し、底部両側のリード７００，８００の下片７０３ａ，７０３ｂ，８０３それぞれを半田にてプラス端子、マイナス端子に接続して固定する。このマウント状態で、それらのプラス端子、マイナス端子に通電することで発光素子９に両側のリード７００，８００を通じて通電して発光させる。発光素子９からの光は、図９において矢印線で示すように大部分が下方に出て放物曲面の反射面２にて反射され、ほぼ平行光線となって支持体６００の上面からそれに垂直な方向に出光する。このため、本実施の形態の反射型発光ダイオード１Ｂでも光の向きが揃い指向性が強い光、したがって光が当たるところでは輝度の高い光を得ることができる。

次に、上記の構造を有する反射型発光ダイオード１Ｂの製造方法について、図１０、また第１の実施の形態の製造方法の説明にて参照した図４〜図６を用いて説明する。大量生産においては、図１０に示すような良導電性の材料、例えば、銅（Ｃｕ）を主成分として９８％〜９９％含み、若干の鉄（Ｆｅ）、硫黄（Ｓ）を含み、さらに２〜６μｍ厚に銀メッキが施された薄板を材料とし、これにエッチングあるいは打ち抜き加工にて図１０に示すように１対の素子マウント側リード７００とワイヤ接続側リード８００が多数横並びになるように形成されたリードフレーム２００を使用する。

素子マウント側リード７００の形状は、直線状で狭幅の上片７０１ａ，７０１ｂ、広幅の垂直片７０２ａ，７０２ｂ、広幅の下片７０３ａ，７０３ｂ、素子マウント部７０４、副片７０５、膨出部７０６それぞれになる部分が形成されている。ここでは、狭幅の上片になる部分の中心を通る線を長手方向中心線Ｃとする。この素子マウント側リード７００の広幅の垂直片７０２ｂ、広幅の下片７０３ｂそれぞれになる部分は中心線Ｃに対して対称な形で形成されている。

ワイヤ接続側リード８００の形状は、中心線Ｃに平行な根本部から屈曲して素子マウント側リード７００の素子マウント部７０４になる部分に向かって斜めに延びる狭幅の上片８０１、広幅の垂直片８０２、広幅の下片８０３それぞれになる部分が形成されている。

リードフレーム２００において、素子マウント側リード７００とワイヤ接続側リード８００それぞれの垂直片７０２ａ，７０２ｂ，８０２となる部分と下片７０３ａ，７０３ｂ，８０３となる部分との境目に相当する部分には曲げ応力を緩和するための応力逃がし穴を形成してもよい。尚、図１０において、素子マウント側リード７００とワイヤ接続側リード８００それぞれの下片７０３ａ，７０３ｂ，８０３となる部分の端部に相当する位置に形成されている扁平楕円形の穴２１０，２２０は、破断線２３０，２４０にて切断加工する時の切断抵抗を小さくするためのものである。

このようなリードフレーム２００において、各１対のリード７００，８００に対して発光素子９をマウントし、ワイヤボンディングを行う。以下、ワイヤボンディングの工程、支持体６００側に反射面２を形成する工程、支持体６００の周囲の壁部３に溝４，５０１〜５０３を形成する工程、さらに、リードフレーム２００の各１対のリード７００，８００それぞれを支持体６００に取り付け、溝４，５０１〜５０３それぞれに堰止め１１，１２１〜１２３を形成する工程、支持体６００内に樹脂を充填して硬化させ、両リード７００，８００を固定する工程、リード７００，８００の曲げ工程等は第１の実施の形態にて説明した図４〜図６に示す工程と共通である。

このように本実施の形態の反射型発光ダイオード１Ｂでは、図８に示したように素子マウント側リード７００の上片７０１ａ，７０１ｂを支持体６００の上縁を一方の辺から対向辺まで渡らせ、さらに支持体６００の一方の側面と反対側の側面とのそれぞれにおいて広幅の垂直片７０２ａ，７０２ｂを露出させる形にしたので、第１の実施の形態と同様の効果を奏するのに加えて、放熱面積が第１、第２の実施の形態に対して広くでき、同じ大きさの電流を流す場合には温度上昇を抑えることができ、また、許容温度に上昇するまで電流を流して発光素子９を発光させる場合にはより大電流を流すことができるために輝度を向上させることができる。

（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態の反射型発光ダイオード１Ｃ及びその製造方法について、図１１〜図１３を参照して説明する。本実施の形態の反射型発光ダイオード１Ｃは、上面部に放物凹面形状の反射面２を有し、周囲の壁部３の一辺の上部中央と左右それぞれの３箇所に溝４５１，４５２，４５３が形成され、対向辺の上部３箇所に溝５５１，５５２，５５３が形成された直方体状の支持体６５０を備えている。そして、この支持体６５０の反射面２の上方にそれぞれ反対向きにくの字型に屈曲するように素子マウント側リード７５０とワイヤ接続側リード８５０が設置されている。

素子マウント側リード７５０は、反射面２の上方に配置され、支持体６５０の一方の壁面から他方の壁面まで横切るくの字状に屈曲した狭幅の上片７５１ａ，７５１ｂと、支持体６５０の両方の壁側面及び底面に沿うように配置された広幅の垂直片７５２ａ，７５２ｂと、この垂直片７５２ａ，７５２ｂに繋がる広幅の下片７５３ａ，７５３ｂとで構成されている。

この素子マウント側リード７５０の両側の広幅の垂直片７５２ａ，７５２ｂそれぞれには、狭幅の上片７５１ａ，７５１ｂそれぞれに平行にして水平に伸びる副片７５５ａ，７５５ｂが形成されている。そしてこれらの副片７５５ａ，７５５ｂの先端それぞれには膨出部７５６ａ，７５６ｂが形成されている。

この素子マウント側リード７５０と対置されたワイヤ接続側リード８５０は、同様に狭幅の上片８５１ａ，８５１ｂと、広幅の垂直片８５２ａ，８５２ｂと、広幅の下片８５３ａ，８５３ｂとで構成されている。

発光素子９は、素子マウント側リード７００の上片７５１ａ，７５１ｂのつながり部分に形成されている素子マウント部７５４上に設置されていて、反射面２のほぼ上方中部に位置させてある。この素子マウント部７５４上の発光素子９とワイヤ接続側リード８５０の上片８５１ａ，８５１ｂのつながり部分に形成されているワイヤボンディング部８５４との間にはワイヤ１０が接続されている。

素子マウント側リード７５０の片側の狭幅の上片７５１ａと副片７５５ａとの折り曲げ基部が支持体６５０の一辺の上部中央位置の溝５５１と側方位置の溝５５２とのそれぞれに嵌合され、支持体６５０の溝５５１，５５２の外部で広幅の垂直片７５２ａが支持体６５０の側面に沿い、かつ広幅の下片７５３ａが支持体６５０の底面に接している。

素子マウント側リード７５０の反対側の狭幅の上片７５１ｂと副片７５５ｂとの折り曲げ基部が支持体６５０の対向辺の上部中央位置の溝４５１と側方位置の溝４５２とのそれぞれに嵌合され、支持体６５０の溝４５１，４５２の外部で広幅の垂直片７５２ｂが支持体６５０の側面に沿い、かつ広幅の下片７５３ｂが支持体６５０の底面に接している。

他方のワイヤ接続側リード８５０の屈曲した上片８５１ａ，８５１ｂそれぞれの折り曲げ基部が支持体６５０の一辺とその対向辺それぞれの側方位置の溝４５３，５５３に嵌合され、支持体６５０の溝４５３，５５３の外部で広幅の垂直片８５２ａ，８５２ｂが支持体６５０の側面に沿い、かつ広幅の下片８５３ａ，８５３ｂが支持体６５０の底面に接している。

支持体６５０の溝４５１〜４５３，５５１〜５５３それぞれにおいて、１対のリード７５０，８５０それぞれの上片７５１ａ，７５１ｂ，８５１ａ，８５１ｂの嵌合部分、また副片７５５ａ，７５５ｂの嵌合部分の上面側から支持体６５０の上縁面までの段差を塞ぐようにその段差部分に小さなＵＶ硬化性樹脂を詰めて硬化させて堰止め１１１〜１１３，１２１〜１２３とし、同時にリード７５０，８５０それぞれの上片７５１ａ，７５１ｂ，８５１ａ，８５１ｂと副片７５５ａ，７５５ｂの折り曲げ基部を固定している。そして、支持体６５０の凹部内に、例えば、特許第４００１３４７号公報（特許文献２）に記載されているカチオン重合型透明エポキシ樹脂のような透明エポキシ樹脂もしくは透明シリコン樹脂のような透明樹脂１３を支持体６５０の上縁面に達する深さに充填して硬化させることで、１対のリード７５０，８５０の上片７５１ａ，７５１ｂ，８５１ａ，８５１ｂと副片７５５ａ，７５５ｂの部分や発光素子９、ワイヤ１０を透明樹脂１３の中に埋没させた状態で固定している。

図１２に示すように、上記構成の反射型発光ダイオード１Ｃは、図示していない基板上にこの反射型ダイオード１Ｃを載置し、底部両側のリード７５０，８５０の下片７５３ａ，７５３ｂ，８５３ａ，８５３ｂそれぞれを半田にてプラス端子、マイナス端子に接続して固定する。このマウント状態で、それらのプラス端子、マイナス端子に通電することで発光素子９に両側のリード７５０，８５０を通じて通電して発光させる。発光素子９からの光は、図１２において矢印線で示すように大部分が下方に出て放物曲面の反射面２にて反射され、ほぼ平行光線となって支持体６５０の上面からそれに垂直な方向に出光する。このため、本実施の形態の反射型発光ダイオード１Ｃでも光の向きが揃い指向性が強い光、したがって光が当たるところでは輝度の高い光を得ることができる。

次に、上記の構造を有する反射型発光ダイオード１Ｃの製造方法について、図１３、また第１の実施の形態の製造方法にて参照した図４〜図６を用いて説明する。大量生産においては、図１３に示すような良導電性の材料、例えば、銅（Ｃｕ）を主成分として９８％〜９９％含み、若干の鉄（Ｆｅ）、硫黄（Ｓ）を含み、さらに２〜６μｍ厚に銀メッキが施された薄板を材料とし、これにエッチングあるいは打ち抜き加工にて図１３に示すように１対の素子マウント側リード７５０とワイヤ接続側リード８５０が多数横並びになるように形成されたリードフレーム２５０を使用する。

素子マウント側リード７５０の形状は、くの字状で狭幅の上片７５１ａ，７５１ｂ、広幅の垂直片７５２ａ，７５２ｂ、広幅の下片７５３ａ，７５３ｂ、素子マウント部７５４、副片７５５ａ，７５５ｂ、膨出部７５６ａ，７５６ｂそれぞれになる部分が形成されている。ここでは、素子マウント部７５４となる部分の中心を通る線を長手方向中心線Ｃとする。

ワイヤ接続側リード８５０の形状は、素子マウント側リード７５０とは逆向きのくの字状で狭幅の上片８５１ａ，８５１ｂ、広幅の垂直片８５２ａ，８５２ｂ、広幅の下片８５３ａ，８５３ｂ、ワイヤランド部８５４それぞれになる部分が形成されている。

リードフレーム２５０において、素子マウント側リード７５０とワイヤ接続側リード８５０それぞれの垂直片７５２ａ，７５２ｂ，８５２ａ，８５２ｂとなる部分と下片７５３ａ，７５３ｂ，８５３ａ，８５３ｂとなる部分との境目に相当する部分には曲げ応力を緩和するための応力逃がし穴を形成してもよい。尚、図１３において、素子マウント側リード７５０とワイヤ接続側リード８５０それぞれの下片７５３ａ，７５３ｂ，８５３ａ，８５３ｂとなる部分の端部に相当する位置に形成されている扁平楕円形の穴２５１，２５２は、破断線２６１，２６２にて切断加工する時の切断抵抗を小さくするためのものである。

このようなリードフレーム２５０において、各１対のリード７５０，８５０に対して発光素子９をマウントし、ワイヤボンディングを行う。

以下、ワイヤボンディングの工程、支持体６５０側に反射面２を形成する工程、支持体６５０の周囲の壁部３に溝４５１〜４５３，５５１〜５５３を形成する工程、さらに、リードフレーム２５０の各１対のリード７５０，８５０それぞれを支持体６５０に取り付け、溝４５１〜４５３，５５１〜５５３それぞれに堰止め１１１〜１１３，１２１〜１２３を形成する工程、支持体６５０内に樹脂１３を充填して硬化させ、両リード７５０，８５０を固定する工程、リード７５０，８５０の曲げ工程等は第１の実施の形態にて説明した図４〜図６に示す工程と共通である。

このように本実施の形態の反射型発光ダイオード１Ｃでは、図１１、図１２に示したように素子マウント側リード７５０の上片７５１ａ，７５１ｂを支持体６５０の上縁を一方の辺から対向辺まで渡らせ、さらに支持体６５０の一方の側面と反対側の側面とのそれぞれにおいて広幅の垂直片７５２ａ，７５２ｂを露出させる形にし、同様にワイヤ接続側リード８５０の上片８５１ａ，８５１ｂを支持体６５０の上縁を一方の辺から対向辺まで渡らせ、さらに支持体６５０の一方の側面と反対側の側面とのそれぞれにおいて広幅の垂直片８５２ａ，８５２ｂを露出させる形にしたので、第１の実施の形態と同様の効果を奏するのに加えて、放熱面積が第１、第２の実施の形態に対して広くでき、同じ大きさの電流を流す場合には温度上昇を抑えることができ、また、許容温度に上昇するまでの電流を流して発光素子９を発光させる場合にはより大電流を流すことができるために輝度を向上させることができる。

上記のように、本発明は第１〜第４の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。支持体の凹状の反射面の上方中央部において素子マウント側リードの長手方向の中心線を含む水平面内においてその中心線上からずれた位置において素子マウント側リードの素子マウント部とワイヤ接続側リードのワイヤ接続部とが近接対向する構造であれば、本発明の技術的範囲となる。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１，１Ａ〜１Ｃ 反射型発光ダイオード
２ 反射面
３ 壁部
４，４５１〜４５３ 溝
５，５０１〜５０３，５５１〜５５３ 溝
６ 凹状ケース
６００，６５０ 支持体
７，７００，７５０ 素子マウント側リード
７ａ，７０１ａ，７０１ｂ，７５１ａ，７５１ｂ 上片
７ｂ，７０２ａ，７０２ｂ，７５１ａ，７５１ｂ 垂直片
７ｃ，７０３ａ，７０３ｂ，７５１ａ，７５１ｂ 下片
８，８００，８５０ ワイヤ接続側リード
８ａ，８０１，８５１ａ，８５１ｂ 上片
８ｂ，８０２，８５２ａ，８５２ｂ 垂直片
８ｃ，８０３，８５３ａ，８５３ｂ 下片
９ 発光素子
１０ ワイヤ

Claims (5)

1. 内部に凹面状の反射面を有する支持体と、
   前記支持体の前記反射面の上方中央部から一方の壁面に向けて水平に直線状に延びる素子マウント側リードと、
   前記支持体の前記反射面の上方中央部から前記一方の壁面と対向する他方の壁面に向けて水平に延びるワイヤ接続側リードと、
   前記素子マウント側リードにおける前記支持体の前記反射面上方の中心側先端部に搭載された発光素子と、
   前記発光素子と前記ワイヤ接続側リードにおける前記支持体の前記反射面上方の中心側先端部との間にボンディングされたワイヤとを備え、
   前記素子マウント側リードの中心側先端部と前記ワイヤ接続側リードの中心側先端部とは、前記素子マウント側リードの長手方向延長線上の位置からずれた位置関係に置き、かつ両中心側先端部を近接させたことを特徴とする反射型発光ダイオード。
2. 前記ワイヤ接続側リードは、前記他方の壁面の上部分に位置する根本部をその中心線が前記素子マウント側リードの中心線と一致する中心線を持つ直線状にし、前記根本部から前記中心側先端部に至る中間部を前記根本部から斜め前方に屈曲するように延ばし、前記中心側先端部は、前記素子マウント側リードの中心側先端部とその中心線に対して垂直な方向にて近接する位置に位置する形状にしたことを特徴とする請求項１に記載の反射型発光ダイオード。
3. 前記素子マウント側リード、前記ワイヤ接続側リードそれぞれは、前記支持体の外側面に沿って折り曲げられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の反射型発光ダイオード。
4. リード素材の金属板を所定のパターンに加工して、素子マウント側リードとワイヤ接続側リードとを、前記素子マウント側リードと前記ワイヤ接続側リードとの根本部同士が共通の１つの中心線を有し、かつ前記素子マウント側リードと前記ワイヤ接続側リードの先端部同士が前記中心線上からずれた方向において近接するように形成し、
   前記素子マウント側リードの先端部に発光素子をマウントし、
   前記発光素子と前記ワイヤ接続側リードの先端部との間にワイヤをボンディングし、
   内部に凹面状の反射面を有する支持体に対して、前記反射面の開口部側に前記素子マウント側リードとワイヤ接続側リードとのそれぞれを前記発光素子が当該反射面の中央上方にて当該反射面に向く姿勢で載置し、
   前記支持体の凹状部内に透明樹脂を充填して硬化させて前記素子マウント側リードとワイヤ接続側リードとの先端部のそれぞれを支持体内に固定し、
   前記素子マウント側リードとワイヤ接続側リードとのそれぞれの前記支持体の外側に出ている部分に曲げ加工を施して当該支持体の外側面に沿うように下側に折り曲げ、前記素子マウント側リードとワイヤ接続側リードとのそれぞれの後端部を支持体の底面に接するように内側に折り曲げることを特徴とする反射型発光ダイオードの製造方法。
5. 前記素子マウント側リードは、その先端部から中間部、根本部までを前記中心線に対して両側が対称になる形状に形成し、
   前記ワイヤ接続側リードは、その根本部から中間部までを前記中心線に対して両側が対称になる形状にし、該中間部から先の先端部に至るまでの部分を前記中心線から外れるように屈曲させ、前記先端部を前記素子マウント側リードの先端部に対して前記中心線に対して垂直な方向において近接する形状に形成することを特徴とする請求項４に記載の反射型発光ダイオードの製造方法。

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