JPH03127874A - サーフェスマウントｌｅｄパッケージ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は一般に、プリント回路基板に視覚指示器を取付
ける構成に関する。特に、サーフエスマ　３ ラント技術を用いて発光ダイオード（”ＬＥＤ”）をプ
リント回路基板に実装する構成に関する。

〔関連出願に対するクロス・リファレンス３本出願は、
本出願人の出願に係る米国特許出願番号０７／４５４．
４６８に関連する。

〔発明の背景〕

サーフェスマウント技術を用いたプリント回路基板は、
従前のプリント回路基板に比べ幾つかの利点を有する。

サーフェスマウント回路基板では、素子を基板にマウン
トするスルーホールは完全に除去されている。その代わ
りに、回路は互いに密集して詰め込まれ、スルーホール
に通常要求される空間はより効率的に利用される。それ
によって、同量の回路要素を備えているにもかかわらず
、基板はより小さくでき、あるいは、同じ大きさの基板
より多くの回路要素を組み込むことができる。

更に、回路基板にマウントされる素子は、従来のプリン
ト回路基板に使用されていたそれより小さくできる。

けれども、サーフェスマウント技術にはある課題がある
。プリントされる導体及び素子は、他のプリント回路基
板よりも互いに密集して配置されなければならないため
、基板上の素子及び導体の配置により細かい精度が要求
される。更に、ウェーブソルダリング法は通常用いられ
ないので、オーブンや放射加熱等が素子と導体を加熱す
るために使用され、従来から用いられる半田ペーストを
溶かし、基板に素子を取付ける。サーフェスマウント技
術の要求に対し需要が高まれば高まるほど、視覚指示器
等の素子を回路基板にマウントする構成と技術への需要
が高まる。

しばしば、ＬＥＤ等の視覚指示器を、基板の面上方に持
ち上げられた光源と／又は基板の一端付近のＬＥＤと共
に、プリント回路基板にマウントすることが必要となる
。これらの要求の各々はＬＥＤのマウントに際し特別の
課題を生ずる。

サーフェスマウント基板の回路素子のマウントは、しば
しば、素子の引き出し導体を切断し、かかる導体を適当
な形に曲げ、素子がマウントされるべきバットに半田付
けすることで達成される。

この技術はＬＥＤをサーフェスマウント基板にマウント
するためにも使用されていた。しかし、通常ＬＥＤに設
けられる導線はたいへん撓みやすく、また、半田付けさ
れるまでＬＥＤを回路基板上で釣合いをとらせるために
は狭くなり易い。更に、円錐ドーム形状のＬＥＤはサー
フェスマウントのピックアンドプレイス機構とは互換性
がない。

おそらく前述したマウント技術の最大の欠点は、従来の
ＬＥＤがソルダ　リフロウ工程に伴う熱に耐えられない
という事実にある。スルーホールＬＥＤはキャスタブル
エポキシのリードフレイムを埋め込むことによって作ら
れる。かかるカプセル化材は、構成的にソルダ　リフロ
ウ温度で安定でないエポキシをキャスティングするグラ
ス転移温度は半田炉温度よりもはるかに低い。エポキシ
が柔らかくなるにつれて、リードフレイムは動くことが
でき、ワイヤボンドの究極破壊を引き起こすことになる
。サーフェスマウント工程で従来のＬＥＤを使用しよう
とした製造者は許容できない程の失敗率を経験してきた
。

逆に、サーフェスマウントのために設計されたＬＥＤは
ピックアンドプレイス機構とはよく適合し、それらは半
田温度に満足しうる程度に耐えうる。しかし、集束レン
ズがないと、これらの小型素子は不十分な光学機能・例
えば、光焦点の低レベル、幾つかのＬＥＤが密集接近し
てマウントされる時の光漏れ、直角観測できる素子の不
利用性をもたらす。

〔発明の目的〕

従って、本発明の目的は、視覚指示器、特にＬＥＤをプ
リント回路基板、特にサーフェスマウント基板に、強さ
、精度、配置の多様性を図ってマウントする構成を提供
し、一方光学的強化を提供することにある。

本発明の他の目的は、集光度を増大させ、光漏れを減ら
すために光を焦点に集め、そして、直角でも見える光学
的強化を提供することにある。

更に、視覚指示器が実質的距離で基板の面上に／又は基
板の一端付近にマウントされる構成を提供することも本
発明の目的であるので、それは、一 他のいかなる理由に対して要求される時はいっでもより
簡単に見られる。

更に、基板上の導電性パッドへの取付けのための比較的
広い導電性補助面を伴う構成を高精度、高正確度そして
機械的強さで提供することも本発明の目的である。

更に、自動配置装置を使うことによってサーフェスマウ
ント基板に高精度で配置することによく適合した構成を
提供することも本発明の目的である。

更に、比較的小型で工業的に割安な構成を提供すること
も本発明の目的である。

更に、上述した先行技術の欠点を克服し改良する構成を
提供することも本発明の目的の一つである。

〔発明の概要〕

上記事項を考慮すると、本発明に従ったサーフェスマウ
ントＬＥＤパッケージは、ＬＥＤと、該ＬＥＤに設けら
れた筐体と、レンズとよりなり、前記ＬＥＤは、第１の
面と、該第１の面に対向する第２の面と、前記第１の面
上の２つの電気的接触子と、前記第２の面の発光部とを
有し、前記筐体は、略直方体形状と、該筐体部の第１の
面から該筐体を通って伸び、前記ＬＥＤの前記第２の面
を受容するために、大きさ、形状、位置が決められ、前
記第２の面の前記発光部がその中に面する第１の通路と
、該筐体の第２の面から該筐体の第３の面に伸び、前記
第１の通路に連通ずる第２の通路とを有し、前記レンズ
は第２の通路内に受容され、該筐体の外に位置する放射
面と、前記ＬＥＤの前記発光部上の前記筐体内部で前記
ＬＥＤの前記発光部からの光を前記放射面に向け反射す
る位置にある内部反射面を有する構成とした。

〔望ましい実施例の詳細な説明〕

サーフェスマウントＬＥＤパッケージＩＯは第１図乃至
第３図に示されている。それは、Ｌ　Ｅ　Ｄ　１２筐体
１４、レンズ１６からなる。

ＬＥＤ１２は従来のどの種類のものでもよく、例えば、
５ｔａｎｌｅｙ社のＢＲ１１０２Ｗの下で売られる種類
でもよい。本目的に重要な全てはそれが、第１の面１８
と、第１の面１８に対向する第２の面２０と、第１の面
１８に配設された２つの電気的接触子２２と、前記第２
の面２０の発光部２４とを有するということである。

筐体１４は何らかの適当な手段、例えば、圧嵌台、超音
波溶接、ブルーイング等によってＬＥＤ上に取付けられ
る。筐体１４は、略直方体形状で、それによって、自動
位置決め装置の使用によって回路基板に正確に配置され
るのによく適している。第１の通路２６は、筐体１４の
第１の面２８から該筺体１４の一部を通って延びている
。第３図に示されるように、第１の通路２６は、第２の
面２０の発光部２４が第１の通路２６に面するように、
ＬＥＤ１２の第２の面２０を受容するべく、大きさ、形
状、位置が決められている。第２の通路３０は、筐体１
４の第２の面３２から筐体１４の第３の面３４に伸び、
第１の通路３６に連通ずる。

第３図にもっともよく示されるように、レンズ１６は第
２の通路３０内で受容される。それは、筐体１４外に位
置する放射面３６と、Ｌ　Ｅ　Ｄ　１２の発光部２４上
方の集光面３８と、集光面３８からの光を放射面３６に
向け反射するような位置で筐体１４の内部に配設された
内部反射面４０とを有する。

集光面３８は平坦、又は光入力を最大限にするような凹
面、又は内部反射面４０と放射面３６と関連して光を集
束するような凸面であってもよい。集光面３８と内部反
射面４０の他の変形（例えば、階段反射面、フレネル面
、円錐断面、多項面）は可能である。

加えて、レンズ１６は、半球形の放射面３６を有する略
球形に限定されない。正方形、長方形、あるいは他の多
角形に従う筒形レンズを用いうる。同様に、放射面３６
は、平坦、フレネル、多角形、あるいは特別の必要性に
応じて他の形態に設計されうる。

レンズ１６は第２の通路３０に圧嵌台あるいはグルード
される。或いは、第３図で示すように、レンズ１６は、
フランジ４２が第１の通路２６の側壁４４とＬＥＤ１２
の階段面４６の間でサンドイッチされて保持されうる。

レンズ保持は、第２の通路３０のレンズ１ １６によっては充たされない部分を充たすプラスチック
部材４８の固まりによって達成されうる。望ましくは、
プラスチック部材４８の固まりは、内部反射面４０の機
能を補足する不透明反射部材からなる。

第３図にもっともよく示されるように、第１の通路２６
と第２の通路３０とは望ましくは互いに垂直であり、内
部反射面４０は、望ましくは、第１の通路２６と第２の
通路３０の両方に対し４５°に配設される。

第１図にもっともよく示されるように、筐体１４は第２
の（即ち前）面３２から第３の（即ち後）面３４に延び
る第２の面３２内の溝穴５０を有する。第２図にもっと
もよく示されるように、第１の通路２６は必要なら溝穴
５０に連通し、溝穴５０は、第２の面３２及び望ましく
は、第１の面２８に連なる後面３４の両側の中央に配設
される。

第４図はその端の一つの近くのプリント回路基板４４に
取付けられた本発明による３個のサーフェスマウントＬ
ＥＤパッケージ■０の列を示す。

第５図は多数のレンズ１２と補足光学素子を含む＝１２ 単一筐体５４を示す。単一の放射面内に集まる多数のＬ
ＥＤを含むパッケージも可能である。

明らかに、上記教示に照らして、本発明の多数の変更と
変形が可能である。従って、請求項の範囲において本発
明はここで特に説明されたもの以外で実施されてもよい
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるサーフェスマウントＬＥＤパッケ
ージの分解斜視図、 第２図は第１図に示すサーフェスマウントＬＥＤパッケ
ージの正面図、 第３図は第２図における■−■線での横断面図、第４図
はプリント回路基板の端に取付けられた第１図に示す種
類の３つのサーフェスマウントＬＥＤパッケージ列の斜
視図、 第５図は複数のＬＥＤを含む単一筐体の斜視図である。 １０−　サーフェスマウントＬＥＤパッケージ、１２Ｌ
　Ｅ　Ｄ、　１４−筐体、１６−　　レンズ、１８−第
１の面２０−゛・−第２の面、２２−電気的接触子、２
４“−゛−発光部、２６　　第１の通路、２８−″“″
第１の面、３０−第２の通路、３２−第２の面、３４−
第３の面、３６−放射面、３８集光面、４〇−内部反射
面、４２−フランジ、４４°゛°側壁、４６−階段面、
４８−プラスチック部材、５０°溝穴、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ＬＥＤと、該ＬＥＤに設けられた筐体と、レンズと
   よりなり、 （ａ）前記ＬＥＤは： （ｉ）第１の面と； （ｉｉ）該第１の面に対向する第２の面と；（ｉｉｉ）
   前記第１の面上の２つの電気的接触子と； （ｉｖ）前記第２の面の発光部とを有し； （ｂ）前記筐体は： （ｉ）略直方体形状と； （ｉｉ）該筐体部の第１の面から該筐体を通って伸び、
   前記ＬＥＤの前記第２の面を受容するために、大きさ、
   形状、位置が決められ、前記第２の面の前記発光部がそ
   の中に面する第１の通路と； （ｉｉｉ）該筐体の第２の面から該筐体の第３の面に伸
   び、前記第１の通路に連通する第２の通路とを有し； （ｃ）前記レンズは該第２の通路内に受容され：（ｉ）
   該筐体の外に位置する放射面と； （ｉｉ）前記ＬＥＤの前記発光部上の前記筐体内部で前
   記ＬＥＤの前記発光部からの光を前記放射面に向け反射
   する位置にある内部反射面を有する； サーフェスマウントＬＥＤパッケージ。 （２）前記内部反射面に隣接する前記第２の通路に配設
   された不透明反射部材を更に有する請求項１記載のサー
   フェスマウントＬＥＤパッケージ。 （３）（ａ）前記第１の通路と前記第２の通路は互いに
   垂直であり、 （ｂ）前記レンズの前記内部反射面は前記第１の通路と
   第２の通路の両方に対して４５゜に配置される： 請求項１記載のサーフェスマウントＬＥＤパッケージ。 （４）（ａ）前記筐体は第２の面から第３の面に延在す
   る溝穴を前面に有し、 （ｂ）前記第１の通路は前記溝穴に連通する：サーフェ
   スマウントＬＥＤパッケージ。 （５）前記溝穴は、第１の面に連なる第２及び第３の面
   の端の中央に配設されている請求項４記載のサーフェス
   マウントＬＥＤパッケージ。 （６）前記第１の通路は、前記ＬＥＤからの光を前記レ
   ンズの集光面に案内し、反射する請求項１記載のサーフ
   ェスマウントＬＥＤパッケージ。 （７）前記第２の通路は、前記レンズを受容する大きさ
   と形を持った断面を有する請求項６記載のサーフェスマ
   ウントＬＥＤパッケージ。 （８）前記第２の通路は前記レンズを受容する大きさと
   形の断面を有する請求項１記載のサーフェスマウントＬ
   ＥＤパッケージ。