JP4538098B1 - ワイヤ結束方式のリードフレーム及びこれを使用したｌｅｄパワーランプ - Google Patents

Abstract

本発明は従来のＬＥＤランプにおいてＬＥＤを実装するためにプリント基板が使用される問題を解決するためのもので、半導体チップが実装される本体部１０と；前記本体部１０の一方の側から延設され、ワイヤが接続した状態で貫通するように端部に所定直径のワイヤホール２１が形成された入力部２０と；前記本体部１０の他方の側から延設され、ワイヤが接続した状態で貫通するように端部に所定直径のワイヤホール２１が形成された出力部３０とを含んでなる、ワイヤ結束方式のリードフレームとこれを使用したＬＥＤパワーランプを提供する。

Description

本発明はワイヤ結束方式のリードフレーム及びこれを使用したＬＥＤパワーランプに関し、より詳しくはリードフレームの複数の端子が互いに短絡しないように長さに差があるようにし、ワイヤだけでも複数のリードフレームを結束可能にすることで、ＬＥＤを実装するためのプリント基板がなくてもＬＥＤランプを製作することができるワイヤ結束方式のリードフレーム及びこれを使用したＬＥＤパワーランプに関するものである。

一般に、プリント基板とは、集積回路、抵抗器、スイッチなどの種々の電気的部品が半田付けされる薄板のもので、大部分の電気または電子素子を使用する回路はこのようなプリント基板に設置される。通常のプリント基板が製造される手順は、絶縁体であるエポキシ樹脂またはベークライト樹脂から作られた薄い基板に銅箔を付けた後、ついで銅箔として残したい回路配線にはレジストを印刷し、その後に銅を溶かすことが可能な食刻液に印刷された基板を漬ければ、レジストが付かなかった部分が溶けることになり、ついでレジストを除去すれば、銅箔が所望の形態に残ることになる。部品が差し込まれるべき部分には孔を開け、鉛が付いてはいけない部分には青色の鉛レジストを印刷する。

しかし、このようなプリント基板を使用して回路を構成する大部分の場合には、電気または電子素子を基板上に接続及び固定させるために半田付けを使用しているので、このような基板の製作または廃棄処分の際に人や環境に有害な影響を及ぼし、プリント基板が、主に、エポキシまたはベークライト樹脂のように、曲げ変形に制約がある低軟性材料で作られるため、特定の限度以上の外力によって破損しやすい。また、最近、ディスプレイ技術の開発によって脚光を浴びているフレキシブル基板の場合にも前記のような問題を解決するのには無理がある。

本発明は前記のような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、半田付けが要らなくて環境保護に役立つワイヤ結束方式のリードフレームを提供することを目的とする。

また、本発明は、ＬＥＤを実装するためのプリント基板が要らないＬＥＤパワーランプを提供することを目的とする。

さらに、本発明は、ワイヤを介して複数のリードフレームを互いに簡単に接続させることができて製造しやすいＬＥＤパワーランプを提供することを目的とする。

第１の発明によれば、半導体チップが実装される本体部と；前記本体部の一方の側から延設され、ワイヤが接続した状態で貫通するように端部の中央に所定直径のワイヤホールが形成された入力部と；前記本体部の他方の側から延設され、ワイヤが接続した状態で貫通するように端部の中央に所定直径のワイヤホールが形成された出力部とを含んでなり、前記入力部及び出力部のワイヤホールは、前記本体部から延設された前記入力部及び出力部を少なくとも１回巻き回すことで形成されることを特徴とする、ワイヤ結束方式のリードフレームが提供される。

第２の発明によれば、半導体チップが実装される本体部と；前記本体部の一方の側から延設され、ワイヤが接続した状態で貫通するように端部の中央に所定直径のワイヤホールが形成された共通端子と；前記本体部の他方の側から延設され、ワイヤが接続した状態で貫通するように端部の中央に所定直径のワイヤホールが形成された第１電源端子と；前記本体部の他方の側から延設され、前記第１電源端子に平行に設置され、前記第１電源端子より長く延長され、ワイヤが接続した状態で貫通するように端部の中央に所定直径のワイヤホールが形成された第２電源端子と；前記本体部の他方の側から延設され、前記第２電源端子に平行に設置され、前記第２電源端子より長く延長され、ワイヤが接続した状態で貫通するように端部の中央に所定直径のワイヤホールが形成された第３電源端子とを含んでなり、前記第１、第２、第３電源端子のワイヤホールは、それぞれ貫通するワイヤが互いに直接接触しないように形成され、前記共通端子及び前記第１、第２、第３電源端子のワイヤホールは、前記本体部から延設された前記共通端子及び前記第１、第２、第３電源端子を少なくとも１回巻き回すことで形成されることを特徴とする、ワイヤ結束方式のリードフレームが提供される。

第３の発明によれば、第２の発明において、前記第１、第２、第３電源端子に互いに異なる高低差を与えることを特徴とする、ワイヤ結束方式のリードフレームが提供される。

第４の発明によれば、電源を受けるための電源供給部と；前記電源供給部から供給された電圧を所定電圧に降下して分配するための電圧分配部と；前記電圧分配部に電気的に接続される第１ワイヤと；前記第１ワイヤから電圧を受ける複数の第１の発明に係るリードフレームと；前記電圧分配部に一方の側が接続されて接地され、前記複数のリードフレームの出力部に接続される第２ワイヤと；前記複数のリードフレームの本体部に実装されて発光する複数のＬＥＤとを含んでなることを特徴とする、ワイヤ結束方式のリードフレームを使用したＬＥＤパワーランプが提供される。

第５の発明によれば、電源を受けるための電源供給部と；前記電源供給部から供給された電圧を所定電圧に降下して分配するための電圧分配部と；前記電圧分配部に電気的に接続される第１ワイヤと；前記第１ワイヤから共通電圧を受ける複数の第２の発明に係るリードフレームと；前記電圧分配部に一方の側が接続されて接地され、前記複数のリードフレームの第１、第２、第３電源端子にそれぞれ対応して接続される複数の第２ワイヤと；前記複数のリードフレームの本体部に実装されて発光する複数のＬＥＤとを含んでなることを特徴とする、ワイヤ結束方式のリードフレームを使用したＬＥＤパワーランプが提供される。

第６の発明によれば、第５の発明において、前記第１ワイヤ及び複数の第２ワイヤはその両側が固定手段によって固定されることを特徴とする、ワイヤ結束方式のリードフレームを使用したＬＥＤパワーランプが提供される。

前述したように、本発明によるワイヤ結束方式のリードフレーム及びこれを使用したＬＥＤパワーランプは、リードフレームの本体部から延設された端子をワイヤだけで結束させるので、別に回路を構成するための半田付けが不要になり、環境保護に貢献することができる。

また、本発明によるＬＥＤパワーランプは、ＬＥＤをリードフレーム上に実装し、そのリードフレームをワイヤで結束させる構造であるので、プリント基板が不要である。

さらに、本発明によるＬＥＤパワーランプは、ワイヤを介してＬＥＤ実装された複数のリードフレームを互いに簡単に接続させることができ製造しやすい。

本発明の第１実施例によるワイヤ結束方式のリードフレームを示す図である。 本発明の第１実施例によるワイヤ結束方式のリードフレームを示す図である。 本発明の第１実施例によるワイヤ結束方式のリードフレームを示す図である。 本発明の第１実施例によるワイヤ結束方式のリードフレームを示す図である。 本発明の第２実施例によるワイヤ結束方式のリードフレームを示す図である。 本発明の第２実施例によるワイヤ結束方式のリードフレームを示す図である。 本発明の第２実施例によるワイヤ結束方式のリードフレームを示す図である。 本発明の第２実施例によるワイヤ結束方式のリードフレームを示す図である。 本発明の第１及び第２実施例によるワイヤ結束方式のリードフレームを使用したＬＥＤパワーランプを示す図である。 本発明の第１及び第２実施例によるワイヤ結束方式のリードフレームを使用したＬＥＤパワーランプを示す図である。

以下、添付図面に基づいて本発明によるワイヤ結束方式のリードフレーム及びこれを使用したＬＥＤパワーランプを説明する。

図１〜図４は本発明の第１実施例によるワイヤ結束方式のリードフレームを示す図、図５〜図８は本発明の第２実施例によるワイヤ結束方式のリードフレームを示す図、図９及び図１０は本発明の第１及び第２実施例によるワイヤ結束方式のリードフレームを使用したＬＥＤパワーランプを示す図である。

図１〜図４を参照すれば、本発明によるリードフレームの第１実施例は、基本的に、半導体チップが実装される本体部１０と、本体部１０の一方の側から延設される入力部２０と、本体部１０他方の側から延設される出力部３０とから構成される。

前記本体部１０は半導体チップ、例えばＬＥＤ１６０を実装するための絶縁体で、その一方の側からは半導体チップに接続される接点を形成する入力部２０が延設され、他方の側からは出力部３０が延設される。

前記入力部２０は本体部１０に一部が含まれて半導体チップとの接点を形成して一方の側に延設される伝導性金属物質で、ワイヤが接続したままで貫通するように所定直径、例えば直径０．３ｍｍのワイヤホール２１が端部の中央に形成されている。このようなワイヤホール２１は、入力部２０を充分に長く伸ばして少なくとも１回以上巻き回すことで形成することができる。

前記出力部３０は入力部２０と同様に設置され、本体部１０の他方の側に設置され、入力部２０に接続されるワイヤとは異なるワイヤに接続される。

図５〜図６を参照すれば、本発明によるリードフレームの第２実施例は、基本的に、半導体チップが実装される本体部１０と、本体部１０の一方の側から延設される共通端子４０と、本体部１０の他方の側から延設される第１電源端子５０と、第１電源端子５０に平行に設置され、第１電源端子５０より長い第２電源端子６０と、第２電源端子６０に平行に設置され、第２電源端子６０より長い第３電源端子７０とから構成される。

前記したように、本体部１０は半導体チップ、例えばＬＥＤ１６０が実装される絶縁体である。本体部１０の一方の側には半導体チップに接続される共通端子４０が延設され、他方の側には第１、第２、及び第３電源端子５０、６０、７０が共通端子４０と同様に延設される。

前記共通端子４０は本体部１０に一部が含まれて半導体チップと接点を成し、その一方の側から延設される伝導性金属物質であり、ワイヤが接続した状態で貫通するように所定直径、例えば直径０．３ｍｍのワイヤホール２１が端部の中央に形成されている。このようなワイヤホール２１を形成するために、前記入力部２０と同様に、共通端子４０を充分に長く延ばして少なくとも１回巻き回すことで形成することができる。

前記第１、第２、及び第３電源端子５０、６０、７０は共通端子４０と同一の形態を持つが、図５のように、本体部１０の他方の側からそれぞれ延設され、第２電源端子６０が第１電源端子５０より所定長さだけ長く、第３電源端子７０が第２電源端子６０より所定長さだけ長い構造、つまりそれぞれの電源端子の間に長さの差（ａ、ｂ、ｃ）を設けることにより、第１、第２、及び第３電源端子５０、６０、７０のそれぞれに形成されたワイヤホール２１を貫通して接続されるワイヤが互いに直接接触しなくなり、このような接触によるワイヤ間の短絡を防止することができる。

また、前記入力部及び出力部２０、３０と第１、第２、及び第３電源端子５０、６０、７０は、ワイヤホール２１が形成された端部を除いた部分を絶縁材で被覆することにより、それぞれのワイヤホール２１を貫通して接続されるワイヤ同士が短絡されるのを防止する。

一方、このような長さの差によってワイヤ間の短絡を防止するだけでなく、第１、第２、第３電源端子５０、６０、７０に互いに異なる高低差を与えることで短絡を防止することもできる。

前記入力部２０及び出力部３０と第１、第２、及び第３電源端子５０、６０、７０を貫通して接続されたワイヤがこのような端子と確実に接続するように、ワイヤホール２１が形成された端部をかしめることでワイヤを接続し、固定することができる。

図９を参照すれば、本発明によるワイヤ結束方式のリードフレームの中で、第１実施例を使用したＬＥＤパワーランプは、基本的に、電源が供給される電源供給部８０と、電源供給部８０から供給された電圧を所定電圧に降下して分配する電圧分配部９０と、電圧分配部９０に接続される第１ワイヤ１００と、第１ワイヤ１００から電圧が印加される第１実施例による複数のリードフレーム１１０と、電圧分配部９０の接地部に接続され、複数のリードフレーム１１０の出力部３０に接続される第２ワイヤ１２０と、複数のリードフレーム１１０の本体部１０に実装される複数のＬＥＤ１６０とから構成される。

前記電源供給部８０は事務用、家庭用、または工業用などとして供給される電圧、例えば２２０Ｖの電圧を受けてランプ側に伝達する一種のプラグで、本発明によるパワーランプの大きさまたは形態によって多様な形状で構成できる。

前記電圧分配部９０は、電源供給部８０から供給された電圧を、ＬＥＤ１６０を発光させるために所定電圧に降下し、第１ワイヤ１００を介してリードフレーム１１０の入力部２０に印加するための回路部で、リードフレーム１１０上に実装されるＬＥＤが発光するのに必要な駆動電圧を供給するための手段である。

前記第１ワイヤ１００は、電圧分配部９０によって調整された電圧をリードフレーム１１０の入力部２０まで伝達するために、一方の側が電圧分配部９０に接続され、複数のリードフレーム１１０の入力部２０のワイヤホール２１を貫通して接続され、後述する第１〜第５ワイヤ１００、１２０、１３０、１４０、１５０はいずれも絶縁材で被覆されていない伝導性金属物質、例えば銅線で形成される。

前記第２ワイヤ１２０は電圧分配部９０の接地部に一方の側が連結され、複数のリードフレーム１１０出力部３０のワイヤホール２１を貫通して接続される。

前記ＬＥＤ１６０はリードフレーム１１０の本体部１０に実装され、電圧分配部９０から適切な駆動電圧を受けて発光し、従来の様々なＬＥＤの中から選択して使用することができる。

図１０を参照すれば、本発明によるワイヤ結束方式のリードフレームの中で、第２実施例を使用したＬＥＤパワーランプは、基本的に、電源が供給される電源供給部８０と、電源供給部８０から供給された電圧を複数の所定電圧に降下して分配する電圧分配部９０と、電圧分配部９０に接続される第１ワイヤ１００と、第１ワイヤ１００から共通電圧を受ける第２実施例による複数のリードフレーム１１０と、電圧分配部９０の接地部に一方の側が接続され、複数のリードフレーム１１０の第１、第２、及び第３電源端子５０、６０、７０にそれぞれ接続されて接地される複数の第２ワイヤ１３０、１４０、１５０と、複数のリードフレーム１１０の本体部１０に実装される複数のＬＥＤ１６０とから構成される。

前記電源供給部８０、第１ワイヤ１００、及びＬＥＤ１６０は第１実施例によるＬＥＤパワーランプのものと同一の構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。

前記電圧分配部９０は、電源供給部８０から印加された電圧を、共通端子４０に供給するための電圧と、第１、第２、及び第３電源端子５０、６０、７０に供給するための電圧とに降下して分配するための回路部であり、電圧分配部９０を介して第１、第２、及び第３電源端子５０、６０、７０側に印加される電圧を調整することで、リードフレーム１１０に実装されたＬＥＤ１６０を制御することができる。例えば、第１、第２、及び第３電源端子５０、６０、７０がそれぞれリードフレーム１１０に実装されたＬＥＤ１６０の赤色、緑色、青色の領域を発光させるための端子の場合、共通端子４０に＋３Ｖが印加され、第１電源端子５０に０Ｖ、第２及び第３電源端子６０、７０にそれぞれ＋３Ｖが印加されれば、第１電源端子５０に対応する赤色領域部分が活性化し、ＬＥＤランプは赤色光を発光することになる。このような方式で、電圧分配部９０によって三つの端子５０、６０、７０を個別にまたは同時に制御することで、ＬＥＤ１６０の照明色相を多様に変更することができる。

前記複数の第２ワイヤ１３０、１４０、１５０は電圧分配部９０の接地部に接続されるとともに複数のリードフレーム１１０の第１、第２、及び第３電源端子５０、６０、７０にそれぞれ接続されることにより、電圧分配部９０によって制御された所定電圧をＬＥＤ１６０に印加する。

前記第１及び第２実施例によるリードフレームを使用したＬＥＤパワーランプはそれに使用されるワイヤ１００、１２０、１３０、１４０、１５０の両側が、例えばプラスチックで構成されるブラケット等の固定手段１７０で固定することで、ワイヤが垂れることによって互いに直接接触するのを防止するようにする。

前記第１及び第２実施例によるリードフレームを使用したＬＥＤパワーランプは、複数のＬＥＤがワイヤを介して電気的に接続されため、多様な形態に曲げたり変形させたりすることが可能であるので、バー（ｂａｒ）状のＬＥＤランプを製造することが非常に容易であり、その外装ケースとして軟性に優れたプラスチック材料で使用してケース内のＬＥＤランプの構成要素を保護するとともに用途に適当な形状、例としてイメージ形状のランプまたはテキスト形状のランプの製作が可能である。

Claims (6)

1. 半導体チップが実装される本体部（１０）と；
   前記本体部（１０）の一方の側から延設され、ワイヤが接続した状態で貫通するように端部の中央に所定直径のワイヤホール（２１）が形成された入力部（２０）と；
   前記本体部（１０）の他方の側から延設され、ワイヤが接続した状態で貫通するように端部の中央に所定直径のワイヤホール（２１）が形成された出力部（３０）とを含んでなり、
   前記入力部（２０）及び出力部（３０）のワイヤホール（２１）は、前記本体部（１０）から延設された前記入力部（２０）及び出力部（３０）を少なくとも１回巻き回すことで形成されることを特徴とする、ワイヤ結束方式のリードフレーム。
2. 半導体チップが実装される本体部（１０）と；
   前記本体部（１０）の一方の側から延設され、ワイヤが接続した状態で貫通するように端部の中央に所定直径のワイヤホール（２１）が形成された共通端子（４０）と；
   前記本体部（１０）の他方の側から延設され、ワイヤが接続した状態で貫通するように端部の中央に所定直径のワイヤホール（２１）が形成された第１電源端子（５０）と；
   前記本体部（１０）の他方の側から延設され、前記第１電源端子（５０）に平行に設置され、前記第１電源端子（５０）より長く延長され、ワイヤが接続した状態で貫通するように端部の中央に所定直径のワイヤホール（２１）が形成された第２電源端子（６０）と；
   前記本体部（１０）の他方の側から延設され、前記第２電源端子（６０）に平行に設置され、前記第２電源端子（６０）より長く延長され、ワイヤが接続した状態で貫通するように端部の中央に所定直径のワイヤホール（２１）が形成された第３電源端子（７０）とを含んでなり、
   前記第１、第２、第３電源端子（５０、６０、７０）のワイヤホール（２１）は、それぞれ貫通するワイヤが互いに直接接触しないように形成され、
   前記共通端子（４０）及び前記第１、第２、第３電源端子（５０、６０、７０）のワイヤホール（２１）は、前記本体部（１０）から延設された前記共通端子（４０）及び前記第１、第２、第３電源端子（５０、６０、７０）を少なくとも１回巻き回すことで形成されることを特徴とする、ワイヤ結束方式のリードフレーム。
3. 前記第１、第２、第３電源端子（５０、６０、７０）に互いに異なる高低差を与えることを特徴とする、請求項２に記載のワイヤ結束方式のリードフレーム。
4. 電源を受けるための電源供給部（８０）と；
   前記電源供給部（８０）から供給された電圧を所定電圧に降下して分配するための電圧分配部（９０）と；
   前記電圧分配部（９０）に電気的に接続される第１ワイヤ（１００）と；
   前記第１ワイヤ（１００）から電圧を受ける複数の請求項１に記載のリードフレーム（１１０）と；
   前記電圧分配部（９０）に一方の側が接続されて接地され、前記複数のリードフレーム（１１０）の出力部（３０）に接続される第２ワイヤ（１２０）と；
   前記複数のリードフレーム（１１０）の本体部（１０）に実装されて発光する複数のＬＥＤ（１６０）とを含んでなることを特徴とする、ワイヤ結束方式のリードフレームを使用したＬＥＤパワーランプ。
5. 電源を受けるための電源供給部（８０）と；
   前記電源供給部（８０）から供給された電圧を所定電圧に降下して分配するための電圧分配部（９０）と；
   前記電圧分配部（９０）に電気的に接続される第１ワイヤ（１００）と；
   前記第１ワイヤ（１００）から共通電圧を受ける複数の請求項２に記載のリードフレーム（１１０）と；
   前記電圧分配部（９０）に一方の側が接続されて接地され、前記複数のリードフレーム（１１０）の第１、第２、第３電源端子（５０、６０、７０）にそれぞれ対応して接続される複数の第２ワイヤ（１３０、１４０、１５０）と；
   前記複数のリードフレーム（１１０）の本体部（１０）に実装されて発光する複数のＬＥＤ（１６０）とを含んでなることを特徴とする、ワイヤ結束方式のリードフレームを使用したＬＥＤパワーランプ。
6. 前記第１ワイヤ（１００）及び複数の第２ワイヤ（１３０、１４０、１５０）はその両側が固定手段（１７０）によって固定されることを特徴とする、請求項５に記載のワイヤ結束方式のリードフレームを使用したＬＥＤパワーランプ。

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