CN101078483B - 光源组件以及车辆用灯具 - Google Patents

Abstract

一种光源组件及车辆用灯具，其目的在于削减部件数，该光源组件具有形成有导电图案(2a、2a)的陶瓷电路基板(2)、与配置在该陶瓷电路基板上的导电图案相连的半导体发光元件(3)、和与配置了该半导体发光元件的陶瓷电路基板接合的给电用附属装置(5)。该给电用附属装置5上设置了连接到外部电源上的给电部(9、9)、与陶瓷电路基板的外周面相对的位置邻接并由树脂材料形成的板状部(7b)、和给电端子(10、10)，其中，该给电端子形成为板状，同时在陶瓷电路基板侧从上述板状部突出、并且通过在上述导电图案的一部分上将前端部从厚度方向重合从而进行连接。可通过焊接将给电用附属装置的给电端子和陶瓷电路基板的导电图案固定连接。

Description

光源组件以及车辆用灯具

技术领域

本发明涉及一种光源组件和车辆用灯具。详细地说，其涉及一种通过将给电用附属装置的给电端子和陶瓷电路基板的导电图案焊接固定，以减少部件数的技术领域。

背景技术

具有将发光二极管(LED)等半导体发光元件作为光源的光源组件(例如，参考专利文献1)，这种光源组件例如设在将从光源发射出的光通过投光透镜用作照明光进行照射的车辆用灯具上。

在专利文献1中记载的光源组件中，例如，在电路基板的导电图案上搭载着发光二极管，电路基板装载在给电用附属装置上。电路基板通过固定部件(在专利文献1中为弹性部件503)固定在给电用附属装置上，将固定有电路基板的给电用附属装置安装在托架等放热体上。

在给电用附属装置上设有与电路基板的导电图案连接的给电端子，该给电端子与给电用附属装置上设置的给电部(接线柱部)连接。通过在给电部接通外部电源，电源借助于外部电源、给电部、给电端子和导电图案向发光二极管供电。

[专利文献1]：特开2005-44777号公报

但是，在上述的现有光源组件中，由于使用将电路基板向给电用附属装置固定的固定部件，就存在所谓的因存在固定部件而致使部件数增多的问题。

由此，课题是试图削减本发明光源组件的部件数。

发明内容

为解决上述课题，本发明的光源组件以及车辆用灯具设有形成有规定的导电图案的陶瓷电路基板、与配置在该陶瓷电路基板上的导电图案连接的半导体发光元件、与配置了该半导体发光元件的陶瓷电路基板结合的给电用附属装置。与外部电源连接的给电部、与陶瓷电路基板的外周面相对的位置邻接并由树脂材料形成的板状部、和给电端子设在该给电用附属装置上，其中，该给电端子形成为板状，从上述板状部向陶瓷电路基板侧突出并且前端部通过沿着厚度方向与上述导电图案的一部分重合而进行连接。也可将给电用附属装置的给电端子和陶瓷电路基板的导电图案焊接而使其固定连接。

因此，在本发明的光源组件和车辆用灯具中，通过焊接将陶瓷电路基板固定在给电用附属装置上。

本发明的光源组件是用在车辆用灯具中并安装在放热体上的光源组件，其特征在于，其设有形成有规定的导电图案的陶瓷电路基板、与配置在该陶瓷电路基板上的导电图案连接的半导体发光元件、与配置了该半导体发光元件的陶瓷电路基板结合的给电用附属装置。该给电用附属装置上设置了连接到外部电源上的给电部、与陶瓷电路基板的外周面相对的位置邻接并由树脂材料形成的板状部、和给电端子，其中，该给电端子形成为板状、并且在陶瓷电路基板侧从上述板状部突出、并且通过在上述导电图案的一部分上将前端部从厚度方向重合从而进行连接，通过焊接将给电用附属装置的给电端子和陶瓷电路基板的导电图案固定连接，将给电端子连接在导电图案上的面在陶瓷电路基板的厚度方向中的位置作为位置A，将与给电端子连接在导电图案上的面相对的反对面在陶瓷电路基板的厚度方向中的位置作为位置B，将给电用附属装置的板状部的朝向与上述反对面相同方向的面在陶瓷电路基板的厚度方向上的位置作为位置C，这时，位置C与位置B是相同的位置或者位置C比位置B更靠近位置A。

因此，由于无需将陶瓷电路基板和给电用附属装置固定的专用固定部件，能够削减部件数。

在上述发明中，形成大致等厚的上述陶瓷电路基板和给电用附属装置的上述板状部，给电端子从与陶瓷电路基板的外周面相对位置的板状部侧面突出，由于该给电端子在陶瓷电路基板的厚度方向上呈曲柄状弯曲，能够将板状部配置在不遮挡从半导体发光元件发射的光的位置，从而能够将从半导体发光元件发射的光的照射范围扩大，提高发光效率。

在上述发明中，将给电端子连接在导电图案上的面在陶瓷电路基板的厚度方向中的位置作为位置A，将与给电端子连接在的导电图案上的面相对的面在陶瓷电路基板的厚度方向中的位置作为位置B，将给电用附属装置的板状部的朝向与上述反对侧的面相同方向的面在陶瓷电路基板的厚度方向上的位置作为位置C时，由于位置C与位置B是相同的位置或者位置C比位置B更靠近位置A，切实能够提高从半导体发光元件发射的光的发光效率。

在上述发明中，用树脂材料形成上述给电用附属装置的板状部，由于该板状部与给电端子一体形成，能够容易地成形给电用附属装置，同时能够提高连接端子和给电部的位置精度。

在上述发明中，由于通过使用激光焊接将给电用附属装置的给电端子和陶瓷电路基板的导电图案焊接，能够在短时间内进行焊接操作，并能够降低光源组件的制造成本。

本发明的车辆用灯具是将从配置在灯壳体内的光源组件的半导体发光元件发射的光作为照明光通过投光透镜进行照射的车辆用灯具。其特征在于，上述光源组件设有形成有规定的导电图案的陶瓷电路基板、与配置在该陶瓷电路基板上的导电图案相连的半导体发光元件、与配置了该半导体发光元件的陶瓷电路基板结合的给电用附属装置。该给电用附属装置设有与外部电源连接的给电部、与陶瓷电路基板的外周面相对的位置邻接并由树脂材料形成的板状部、和给电端子，其中，该给电端子形成为板状，从上述板状部向陶瓷回路衬底侧突出并且前端部通过沿着厚度方向与上述导电图案的一部分重合而进行连接。也可将给电用附属装置的给电端子和陶瓷电路基板的导电图案焊接而使其固定连接。

因此，由于无需将陶瓷电路基板和给电用附属装置固定的专用固定部件，能够削减部件数。

附图说明

图1与图2至图9一起示出本发明的最佳实施方式，该图是示出光源组件、放热体和夹片(clip)的分解斜视图；

图2是示出通过夹片将光源组件固定在放热体上的状态和光学部件的分解斜视图；

图3是示出弯曲成曲柄形的连接端子的示例的示意性放大剖面图；

图4是形成薄的连接端子的一部分的示例的示意性放大剖面图；

图5是连接端子设在给电用附属装置的上面的示例的示意性放大剖面图；

图6是示出连接端子的另一示例的放大剖面图；

图7是示出给电用附属装置的另一示例的示意性分解斜视图；

图8是示出给电用附属装置的另一个示例的示意性斜视图；

图9是示出车辆用灯具的示意性剖面图。

附图标记说明

1---光源组件  2---陶瓷电路基板  2a---导电图案  3---半导体发光元件

5---给电用附属装置  7b---板状部  9---给电部  10---给电端子11---放热体  10A---连接端子  10B---连接端子  10C---连接端子  10D---连接端子  5A---给电用附属装置  5B---给电用附属装置  27---车辆用灯具

具体实施方式

以下将参考附图说明实施本发明的光源组件和车辆用灯具的最佳实施方式。

光源组件1包括陶瓷电路基板2、LED(发光二极管)芯片等的半导体发光元件3、盖4和给电用附属装置5(参考图1)。

陶瓷电路基板2例如可以使用氮化铝基板、氧化铝基板、莫来石基板、玻璃陶瓷基板等各种基板。在陶瓷电路基板2上，形成从中央部延伸到相互反对侧的侧缘的一对导电图案2a、2a。

在陶瓷电路基板2的导电图案2a、2a的各个外侧位置的端部上，各自与金属垫片6、6接合。由于金属垫片6、6通过焊接与给电用附属装置5的后述的连接端子固定，其由适于焊接的金属材料形成。而且，由于金属垫片6、6接合在陶瓷电路基板2上，其由具有与陶瓷电路基板2相近的线性膨胀系数的材料形成。因此，金属垫片6、6例如可由铁镍合金、铁镍钴合金等形成。

而且，为防止腐蚀，金属垫片6、6例如可由镍、锡等进行表面处理。

金属垫片6、6通过规定的接合部件与各个导电图案2a、2a接合。为了提高接合部件与给电用附属装置5的连接端子的焊接可靠性，接合部件采用耐热性材料。因此，接合部件例如可用银-铜、银-铜-钛、银-铜-锡、银-铜-铟等银焊料或金锡等的软焊料。

半导体发光元件3例如可以使用均匀膜状地涂布了荧光体的发光二极管。半导体发光元件3以横跨在导电图案2a、2a上的状态或者借助于横跨在该导电图案2a、2a上的子固定件而配置在陶瓷电路基板2上。

盖4的外面形成为大致半球形，覆盖半导体发光元件3地接合在陶瓷电路基板2的上面。通过盖4接合在陶瓷电路基板2上，半导体发光元件3配置在盖4内的中空密闭区域。

给电用附属装置5除导通部分外，各个部分由树脂材料一体形成，具有向着上下方向并大致为平板状的基板面部7和从该基板面部7的一端向下方突出的突出部。

基板面部7上形成有大致矩形的配置孔7a。基板面部7的内周部设为平板状的板状部7b。

突出部8上设有给电部9、9。给电部9、9例如是连接到外部电源上的接头端子。

由于给电用附属装置5和作为发热部件的陶瓷电路基板2一起固定，因而要求该基板面部7和突出部8至少具有150℃以上的耐热性。因此，基板面部7和突出部8例如通过高耐热性树脂的尼龙系树脂(尼龙6等)、聚酯系树脂(对苯二甲酸聚丙烯、聚苯基亚硫酸盐、对苯二甲酸聚丁烯等)等形成。

给电用附属装置5上设有给电端子10、10。给电端子10、10例如形成为平板状，一端部在配置孔7a中从给电用附属装置5的内周面沿着相互靠近的方向突出，另一端与各个给电部9、9连接。连接端子10、10和给电部9、9一同例如通过嵌入成形(インサ一ト)与基板面部7和突出部8成形为一体。由于基板面部7、突出部8、给电部9、9以及连接端子10、10通过嵌入成形而一体形成，能够使得给电用附属装置5的成形容易化，同时，连接端子10、10和给电部9、9的基板面部7相对于突出部8的位置精度得到提高。

给电端子10、10由和给电部9、9相同的材料一体形成。给电端子10、10例如通过激光焊接而固定在金属垫片6、6上。因此，给电端子10、10由激光吸收率高的材料，例如磷青铜、黄铜或者铁等材料形成。

给电用附属装置5的给电端子10、10焊接在陶瓷电路基板2的金属垫片6、6上，例如通过激光焊接或电阻焊接而固定，构成了光源组件1。特别地，由于通过激光焊接进行金属垫片6、6和给电端子10、10的固定，因此，能够在短时间内将二者固定，降低光源组件1的制造成本。

由于给电端子10、10固定在金属垫片6、6上，半导体发光元件3借助于导电图案2a、2a、金属垫片6、6、给电端子10、10与给电部9、9电连接。

上述构成的光源组件1安装在放热体11上(参考图1和图2)。放热体11配置在车体内部，例如，固定在托架上。

放热体11通过高热传导性的金属材料等使各部分一体形成，如图1所示，并由基部12和从该基部12向后方突出的散热片13、13、以及从基部12向下突出的安装突部14构成。

基部12上形成在前方和上方开口的配置凹部12a。形成配置凹部12a的朝向前的面以及朝向右的面分别作为定位面12b、12c。

在基部12的后端部上，形成左右间隔开的贯通孔12d、12d。在基部12的前面上形成安装用插入孔12e，在该安装用插入孔12e的内部上形成上方开口的接合孔12f。在基部12的前面，左右间隔地设有向前突出的定位突部15、15。

散热片13、13、…左右等间隔地隔开设置。

在安装突部14上，设有向前方突出的定位突部15。安装突部14上形成有前后贯通的螺栓贯通孔14a。

光源组件1通过夹片16固定在放热体11上。

夹片16由具有弹性的板状金属材料一体形成各部分而构成(参考图1)。夹片16由前后方向的连接部17、从该连接部17的上缘分别向后方突出的按压突部18、18、以及从连接部17的下缘向后方突出的插入突部19构成。

按压突部18、18从连接部17的左右两端部各自向后方突出，在突出方向中的中间部具有各自向下方突出的卡合突条18a、18a。卡合突条18a、18a左右延伸地形成。

在插入突部19上，形成有切起状的卡合突片19a，该接合突片19a是向前斜下方突出的切起。

以下，说明光源组件1相对于放热体11的固定次序。

首先，将光源组件1配置在配置凹部12a上，通过将陶瓷电路基板2的后面以及左侧面按压在各个定位面12b、12c上，来定位光源组件1相对于放热体11的位置。陶瓷电路基板2的底面与基部12面接触。

其次，将夹片16的按压突部18、18分别从前方插入放热体11的贯通孔12d、12d中，同时将夹片16的插入突部19从前方插入放热体11的安装用贯通孔12e中。通过将按压突部18、18以及插入突部19各自插入，按压突部18、18的卡合突条18a、18a分别结合在给电用附属装置5的上面，此时插入突部19的卡合突片19a与形成安装用插入孔12e的壁面(下面)滑动接触，并弹性变形，接着，卡合突片19a的前端位于卡合孔12f的上方，卡合突片19a弹性复位，其前缘卡合在卡合孔12f的前侧开口缘。因此，夹片16安装在放热体11上。

在上述夹片16安装在放热体11上的状态下，通过按压突部18、18以及插入突部19的弹性，产生沿着使二者相互靠近的方向的作用力，将陶瓷电路基板2按压在基板部7的上面，光源组件1固定在放热体11上(参考图2)。

在光源组件1固定在放热体11上的状态下，与外部电源连接的图中未示出的电源电的接头连接在给电用附属装置5的给电部9、9上。

在上述光源组件1通过夹片16固定在放热体11上的状态下，光学部件20配置在放热体11的前方(参考图2)。在光学部件20定位在与放热体11的定位突起15、15、15接触的状态下，该光学部件20配置在放热体11的前方。

在光学部件20上形成有在后方开口的未图示的螺纹固定孔。通过将从后方穿过放热体11的螺纹固定孔14a的连接螺栓100与螺纹固定孔螺纹接合，光学部件20被固定在放热体11上。

通过上述记载，在光源组件1中，由于通过焊接将陶瓷电路基板2固定在给电用附属装置5上，在将导电图案2a、2a和连接端子10、10进行连接的同时，将陶瓷电路基板2固定到给电用附属装置5上，由于不必需要将陶瓷电路基板2固定到给电用附属装置5上的专用固定部件，能够削减部件数。

而且，陶瓷电路基板2的导电图案2a、2a借助于金属垫片6、6焊接在给电用附属装置5的给电端子10、10上，从而使其固定。因此，例如，在利用弹簧的弹性将给电端子按压在导电图案2a、2a上的现有构造中，为确保接触可靠性，有必要用贵的金材料对给电端子进行电镀处理，但是在通过焊接固定给电端子10、10的本构造中，由于可以使用金材料以外的便宜材料对给电端子进行电镀处理就可以，能够降低制造成本。

而且，由于陶瓷电路基板2的导电图案2a、2a通过焊接各自固定在给电用附属装置5的给电端子10、10上，能够提高两者间的通电可靠性。

在上述中，虽然示出给电用附属装置5的给电端子10、10不是弯曲的而是平板状的，但是，例如，如图3所示，也能够使用由位于陶瓷电路基板2侧的部分位于其他部分上方而呈曲柄状弯曲的给电端子10A、10A。

通过使用这种弯曲成曲柄状的给电端子10A、10A，给电用附属装置5的板状部7b的上面能够配置在较低的位置，因此，从半导体发光元件3发射的光向下方侧P的照射范围扩大，能够提高发光效率。

而且，如图3所示，在给电端子10A连接到金属垫片6上的部分的下面在上下方向的位置作为位置A，在给电端子10A连接到金属垫片6上的部分的上面在上下方向中的位置作为位置B，给电用附属装置5的板状部7b的上面在上下方向中的位置作为位置C，这时，位置C和位置B是同一个位置或者位置C比位置B靠近位置A侧更加符合希望。由于位置A、位置B和位置C为这种位置关系，因此，能够可靠地提高从半导体发光元件3发射的光的发光效率。

而且，能够使用形成的连接在金属垫片6、6上的部分的厚度比其他部分的厚度薄的给电端子10B、10B(参考图4)。在使用给电端子10B、10B时，由于连接在金属垫片6、6上的部分以外的部分的厚度较厚，能够确保位于基板面部7和突出部8内的部分具有较高的刚性，由于连接在金属垫片6、6上的部分的厚度较薄，能够容易地进行焊接。

进一步，在上述中，作为示例示出从给电用附属装置5的内周面向内突出的连接端子10、10A、10B，但是例如也能够使用安装在给电用附属装置5的上面的连接端子10C、10C(参考图5)。在使用给电端子10C、10C时，不将该给电端子10C、10C弯曲成曲柄状，能够将给电用附属装置5的板状部7b的上面配置在较低位置，能够将从半导体发光元件3发射的光向下方侧的照射范围扩大，能够提高发光效率。

而且，在连接端子中，从基板面部7突出的部分的形状是任意的，例如，可以采用如图6所示的形状的连接端子10D。连接端子10D在中间部具有弯曲成圆弧状的圆弧部10a，该圆弧状10a以外的部分成形为平板状。

在上述中，作为示例示出通过嵌入成形将基板部7、突出部8、给电部9、9以及连接端子10、10一体形成的给电用附属装置5，但是给电用附属装置的成形不限于采用嵌入成形，例如，如图7所示，通过加热连接将金属板22、22固定在树脂部件21的上面，将树脂部件23从金属板22、22侧接合在树脂部件21上，也可以构成给电用附属装置5A。在给电用附属装置5A中，树脂部件21、23是与给电用附属装置5的基板面部7或者突出部8相当的部分，金属板22、22是与给电用附属装置5的给电部9、9或者连接端子10、10相当的部分。

而且，如图8所示，在由玻璃环氧材料构成的电路基板24上形成导体层24a、24a，通过将金属端子25、25接合在各个导体层24a、24a的一端部上，接头部件26接合在导体层24a、24a的另一端上，也能够构成给电周附属装置5B。作为金属端子25、25，例如使用具有图6所示形状的连接端子10D、10D。

在给电用附属装置5B中，电路基板24是与给电用附属装置5的基板面部7或者突出部8相当的部分，金属端子25、25以及导体层24a、24a是与给电用附属装置5的连接端子10、10相当的部分，接头部件26是与给电用附属装置5的给电部9、9相当的部分。

接着，说明设有光源组件的车辆用灯具的构成示例(参考图9)。

车辆用灯具27设有内部配置了光源组件1的反射镜28、从半导体发光元件3发射的光用作照明光照射的投光透镜29。反射镜28和投光透镜29例如配置在通过灯具本体和透明透镜构成的未图示的灯具壳体内。

而且，在光源组件1用于车辆用灯具27中的情况下，通过将仅配置了一个光源组件1的反射镜28配置在灯具壳体内，也可以构成车辆用灯具27，而且，多个反射镜28、28、…的内部各自配置有光源组件1、1…，将该多个反射镜28、28、…配置在灯具壳体内，也可构成车辆用灯具27。在使用多个光源组件1、1、…的场合下，光源组件1、1、…的个数除了能够提高从车辆用灯具27照射的照明光的亮度之外，由光源组件1、1、…的配置自由度提高，能够提高车辆用灯具27的形状自由度。

反射镜28具有位于后方的第一反射面28a和位于该第一反射面28a的前方的第二反射面28b，第一反射面28a形成为椭圆球面，第二反射面28b向前移动，从而能够形成缓和地向下方倾斜的倾斜面。光源组件1的半导体发光元件3设置在第一反射面28a的第一焦点F1处。

例如，平板状的光控制部件30设置在反射镜28的内部，光源组件1配置在该光控制部件30的后方。光控制部件30的前端大致设置在反射镜28的第一反射面28a的第二焦点F2处。因此，从半导体发光元件3发出的并用第一反射面28a将其反射的光(如图9所示的光P1)在第二焦点F2处集中。

投光透镜29的焦点与上述第二焦点F2一致。因此，从半导体发光元件3发射的光在第二焦点F2处集中，通过投光透镜29将该集中的光向前照射。

从半导体发光元件3发射的光经由反射镜28的第二反射面28b反射，该反射光(如图9所示的光P2)向着第二焦点F2的前方，透过投光透镜29的下端部作为照明光进行照射。因此，透过投光透镜29的照明光作为由第一反射面28a反射的主光束和由第二反射面28b反射的附加光束合成的照明光向前方照射。

在上述的最佳实施方式中示出的各个部分的形状和构造，在叙述如何实施本发明时，仅将其具体为一个示例，由此，本发明的技术范围不限于上述解释。

Claims (5)

1.一种用在车辆用灯具中并安装在放热体中的光源组件，该光源组件的特征在于，该光源组件包括形成有规定的导电图案的陶瓷电路基板、与配置在该陶瓷电路基板上的导电图案相连的半导体发光元件、和与配置了该半导体发光元件的陶瓷电路基板接合的给电用附属装置，

该给电用附属装置上设置了连接到外部电源上的给电部、与陶瓷电路基板的外周面相对的位置邻接并由树脂材料形成的板状部、和给电端子，其中，该给电端子形成为板状、并且在陶瓷电路基板侧从上述板状部突出、并且通过在上述导电图案的一部分上将前端部从厚度方向重合从而进行连接，

通过焊接将给电用附属装置的给电端子和陶瓷电路基板的导电图案固定连接，

将给电端子连接在导电图案上的面在陶瓷电路基板的厚度方向中的位置作为位置A，

将与给电端子连接在导电图案上的面相对的反对面在陶瓷电路基板的厚度方向中的位置作为位置B，

将给电用附属装置的板状部的朝向与上述反对面相同方向的面在陶瓷电路基板的厚度方向上的位置作为位置C，

这时，位置C与位置B是相同的位置或者位置C比位置B更靠近位置A。

2.如权利要求1所述的光源组件，其特征在于，上述陶瓷电路基板和给电用附属装置的上述板状部大致等厚地形成，给电端子从位于与陶瓷电路基板的外周面相对位置的板状部的侧面突出，该给电端子在陶瓷电路基板的厚度方向弯曲成曲柄状。

3.如权利要求1或权利要求2所述的光源组件，其特征在于，用树脂材料形成上述给电用附属装置的板状部，给电端子和该板状部一体形成。

4.如权利要求1或权利要求2所述的光源组件，其特征在于，使用激光焊接将给电用附属装置的给电端子和陶瓷电路基板的导电图案进行焊接。

5.如权利要求3所述的光源组件，其特征在于，使用激光焊接将给电用附属装置的给电端子和陶瓷电路基板的导电图案进行焊接。

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