CN103119357A - 电路模块、发光模块及车辆用灯具 - Google Patents

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Abstract

电路模块（14）包括：控制半导体发光元件的点亮的点亮控制电路（22）；被安装点亮控制电路（22）的第1散热部件（24）；与第1散热部件（24）相分离、具有用于安装半导体发光元件的表面（40a）的第2散热部件（26）；以及具有将第1散热部件（24）和第2散热部件（26）彼此接合的外壳（30）、和从点亮控制电路（22）向半导体发光元件传送信号的导电部（32）的连接机构（28）。外壳（30）由比第1散热部件（24）及第2散热部件（26）热传导率低的材料构成。

Description

电路模块、发光模块及车辆用灯具
技术领域
本发明涉及电路模块、发光模块及车辆用灯具。
背景技术
以往，以LED（Light Emitting Diode：发光二极管）等半导体发光元件为光源用于车辆用灯具的技术的开发正在推进。在这样的车辆用灯具中，有时需要用于控制半导体发光元件的点亮的点亮电路。在车辆用灯具点亮时，半导体发光元件和点亮电路分别会发热，所以需要适当的散热策略。因此，为高效地向散热片等散热部件传送热量，具备一并安装有半导体发光元件和点亮电路的热传导率高的金属基板的光源模块已被提案（参照专利文献1）。
〔在先技术文献〕
〔专利文献〕
〔专利文献1〕日本特开2005－259603号公报
发明内容
〔发明所要解决的课题〕
然而，半导体发光元件和点亮控制电路各自的发热量不同，动作所容许的温度也不同。但在将半导体发光元件和点亮控制电路一起安装于一个散热部件上时，需要考虑动作容许温度被设定得较低的电子部件地来进行散热部件的设计。因此，这样设计出的散热部件对动作容许温度被设定得较高的电子部件来说就具有过剩的性能。
本发明是鉴于这样的状况而研发的，其目的在于提供一种能个别地将半导体发光元件和点亮控制电路的散热最适合化的技术。
〔用于解决课题的手段〕
为解决上述课题，本发明一个方案的电路模块包括：控制半导体发光元件的点亮的点亮控制电路；被安装点亮控制电路的第1散热部件；与第1散热部件相分离、具有用于安装半导体发光元件的安装面的第2散热部件；具有将第1散热部件和第2散热部件相互接合的接合部、和用于从点亮控制电路向半导体发光元件传送信号的导电部的连接机构。接合部由比第1散热部件和第2散热部件热传导率低的材料构成。
通过该方案，第1散热部件和第2散热部件被分离，且将其彼此接合的接合部由热传导率低的材料构成，故第1散热部件与第2散热部件的热传导被抑制。即，因介由散热部件的热移动而使得点亮控制电路与半导体发光元件的温度相接近的情况较难发生。因此，能使点亮控制电路和半导体发光元件在不同的温度范围内动作，并能按照其各自动作的温度范围，使第1散热部件和第2散热部件的构成个别地最适合化。
本发明的另一方案是一种发光模块。该发光模块具有电路模块和被安装于第2散热部件的安装面上的半导体发光元件。
通过该方案，能考虑安装点亮控制电路的第1散热部件和安装半导体发光元件的第2散热部件各自的散热性地进行个别设计，故能使发光模块整体上小型化。
点亮控制电路的动作所被容许的最高温度被设定得比半导体发光元件的动作所被容许的最高温度低，第1散热部件的热阻抗比第2散热部件的热阻抗大。
本发明的再一个方案是一种车辆用灯具。该车辆用灯具是用于车辆的车辆用灯具，具有发光模块和将从发光模块射出的光反射向车辆前方的反射器。发光模块被以半导体发光元件的发光面与反射器相对的方式配置。
通过该方案，能考虑被安装点亮控制电路的第1散热部件和被安装半导体发光元件的第2散热部件各自的散热性地进行个别设计，故能使车辆用灯具小型化。
可以还具有冷却扇。冷却扇可以被配置成能向第1散热部件及第2散热部件两者送风。由此，能既满足所希望的散热性能，又使第1散热部件及第2散热部件更加小型化，并能使车辆用灯具小型化。
此外，将以上构成要素的任意组合、本发明的表现形式在方法、装置、系统、等间变换后的实施方式，作为本发明的方案也是有效的。
〔发明效果〕
通过本发明，能个别地将半导体发光元件和点亮控制电路的散热最适合化。
附图说明
图1是表示第1实施方式的车辆用前照灯的概略构成的剖面图。
图2是表示第2实施方式的发光模块的概略构成的立体图。
图3是主要表示第2实施方式的发光模块中的散热部件的构成的顶面图。
图4是表示第3实施方式的发光模块的概略构成的顶面图。
图5是表示第4实施方式的发光模块的概略构成的剖面图。
图6是表示第5实施方式的发光模块的概略构成的剖面图。
图7是表示第6实施方式的发光模块的概略构成的剖面图。
图8是示意性地表示多个发光模块与冷却扇的位置关系的图。
图9是示意性地表示多个发光模块与冷却扇的位置关系的图。
图10是示意性地表示多个发光模块与冷却扇的位置关系的图。
图11是示意性地表示多个发光模块与冷却扇的位置关系的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明用于实施本发明的方式。此外，在附图的说明中对相同的要素标注相同的标号，并适当省略重复的说明。
（第1实施方式）
在第1实施方式中，以车辆用灯具之一的车辆用前照灯为例进行说明。图1是表示第1实施方式的车辆用前照灯10的概略构成的剖面图。图1所示的车辆用前照灯10如下这样构成：后述的投影透镜位于车辆前方侧，后述的发光模块位于车辆后方侧。此外，线X是光轴。
车辆用前照灯10具有投影透镜12、电路模块14、封装16、反射器18、冷却扇20。投影透镜12是前方侧表面被形成为凸面的非球面凸透镜，将光源像反转地投影向灯具前方。封装16包含有LED等半导体发光元件。
电路模块14包括控制封装16所包含的半导体发光元件的点亮的点亮控制电路22、要被安装点亮控制电路22的第1散热部件24、要被安装封装16的第2散热部件26、以及连接机构28。连接机构28具有使第1散热部件24和第2散热部件26相互接合并固定的外壳30、和从点亮控制电路22向封装16的半导体发光元件传送信号的导电部32。
第1散热部件24及第2散热部件26都由热传导率高的材料构成。作为这样的材料，采用铝、铜等金属材料。外壳30由比第1散热部件及第2散热部件热传导率低的树脂等材料构成。由此，第1散热部件24和第2散热部件26彼此被热分离。此外，将在电路模块14上安装了封装16的部件称作发光模块34。
第1散热部件24由第1散热板36和第1散热片38构成。第1散热片38的顶面上固定有第1散热板36。第2散热部件26由第2散热板40和第2散热片42构成。第2散热片42的顶面上固定有第2散热板40。
第1散热板36的表面36a作为要被安装点亮控制电路22的安装面来发挥功能。第2散热板40的表面40a作为要被安装封装16所包含的半导体发光元件的安装面来发挥功能。此外，各散热部件由散热板和散热片构成，也可以由其中一种部件构成。
第1散热部件24介由第1散热板36回收点亮控制电路22发出的热并散热，由此抑制点亮控制电路22的温度上升。第2散热部件26介由第2散热板40回收封装16发出的热并散热，由此抑制封装16的温度上升。
反射器18被设置成从上方覆盖封装16，内侧形成有将封装16发出的光反射向前方并集光的反射面18a。即，发光模块34被配置成第2散热板40的安装面、即表面40a与反射器18相对。由此，反射器18以反射面18a反射封装16所发出的光并集光。
以往，在一个散热部件上安装有半导体发光元件和点亮控制电路的发光模块的情况下，连续动作过程中因介由散热部件的热的移动而达到热平衡状态时，半导体发光元件及点亮控制电路成为几乎相同的温度。因此，必须考虑半导体发光元件和点亮控制电路的部件中的、动作所容许的温度较低的部件，来决定一个散热部件的性能。
但是，如上所述在本实施方式的电路模块14和发光模块34中，接合第1散热部件24和第2散热部件26的外壳30由热传导率低的树脂材料构成，故第1散热部件24和第2散热部件26被热分离。因此，第1散热部件24和第2散热部件26的热传导被抑制。即，点亮控制电路和半导体发光元件的温度因介由散热部件的热移动而相接近这样的情况被抑制。因此，能使点亮控制电路22和半导体发光元件在不同的温度范围内动作，能按照其各自动作的温度范围，个别地使第1散热部件24和第2散热部件26的构成最适合化。
此外，在本实施方式的发光模块34中，点亮控制电路22的动作所容许的最高温度（例如125℃）被设定得比半导体发光元件（封装16）的动作所容许的最高温度（例如150℃）低。此外，本实施方式的点亮控制电路22的发热量也比封装16的半导体发光元件的发热量少。因此，若点亮控制电路22的发热量较少，则能采用热阻抗大（散热性能低）的散热部件作为第1散热部件24。一般来说，散热性能低的散热部件可进行小型化，而从形状和材质来说能进行低成本化。因此，本实施方式的第1散热部件24的热阻抗被设定得比第2散热部件26的热阻抗大。
这样，本实施方式的电路模块14和发光模块34能考虑第1散热部件24和第2散热部件26各自的散热性地进行个别设计，整体上进行小型化。此外，具备这样的电路模块14和发光模块34的车辆用前照灯10也被小型化。
此外，本实施方式的车辆用前照灯10所具有的冷却扇20被配置成能向第1散热部件24和第2散热部件26两者送风。由此，能既满足所希望的散热性能，又使第1散热部件24及第2散热部件26更加小型化，并且车辆用前照灯10也能小型化。此外，由于还能削减冷却扇20的数量，故也有助于车辆用前照灯10的成本的降低。此外，冷却扇20也可以被固定于散热片上。
（第2实施方式）
图2是表示第2实施方式的发光模块的概略构成的立体图。图3是主要表示第2实施方式的发光模块中的散热部件的构成的顶面图。此外，对于与第1实施方式同样的构成和作用效果，适当省略说明。
如图2所示，发光模块50具备封装16、点亮控制电路22、第1散热部件56（参照图3）、第2散热部件58、连接机构52。连接机构52如图2及图3所示的那样，具有将第1散热部件56和第2散热部件58相互接合并固定的树脂制的外壳54、和从点亮控制电路22向封装16的半导体发光元件传送信号的导电部60。
第1散热部件56具有被安装点亮控制电路22的第1散热板62和被设置成与第1散热板62的下面接触的第1散热片64。第2散热部件58具有被安装封装16的第2散热板66和被设置成与第2散热板66的下面接触的第2散热片68。第2散热片68在其表面上设有4个螺孔68a。外壳54在保持了被安装有点亮控制电路22的第1散热部件56的状态下，通过4个螺钉70固定于第2散热片68。外壳54的端部一体成型有用于输入从外部电源供给的电力的连接器部54a。当然，也可以连接FPC（FlexiblePrinted Circuits：柔性印刷电路）来取代连接器部54a。
第2散热部件58具有被形成为“コ”字状、且设有第2散热板66的基部58a，和从基部58a的两侧向相同方向延伸的一对臂部58b。一对臂部58b从基部58a的两端延伸设置，彼此相对且几乎平行。此外，一对臂部58b被配置成夹着矩形的第1散热部件56的形式。第1散热部件58的一对臂部58b和外壳54通过螺钉70而彼此固定。
另外，对于外壳54与各散热部件的固定，使用粘结剂。此外，导电部60采用电刷、Au引线、Al引线、Al带等。第2散热板66优选是Al、Cu、Cu合金等散热性高的部件。此外，实施方式的各散热部件是通过将分别制作的散热板和散热片粘结或金属接合而一体化的，但也可以通过铝压铸（Aluminum Die Cast）法一体成型。
在本实施方式的发光模块50中，第1散热部件56和第2散热部件58被热分离，将其彼此接合的外壳30是由热传导率低的树脂材料构成的。因此，第1散热部件56与第2散热部件58的热传导被抑制。
（第3实施方式）
图4是表示第3实施方式的发光模块的概略构成的顶面图。对于与前述的各实施方式同样的构成和作用效果，适当省略说明。
如图4所示，发光模块72具有封装16、点亮控制电路22、第1散热部件74、第2散热部件76、以及连接机构78。连接机构78由接合部80和金属引线82构成，接合部80由接合第1散热部件74和第2散热部件76的树脂材料构成，金属引线82用于从点亮控制电路22向封装16的半导体发光元件传送信号。作为金属引线82的材料，采用Al或Au等。当然，也可以采用FPC来取代金属引线82。
这样，在本实施方式的发光模块72中，第1散热部件74和第2散热部件76被热分离，且接合其彼此的接合部80由热传导率低的树脂材料构成。因此，第1散热部件74与第2散热部件76的热传导被抑制。
（第4实施方式）
图5是表示第4实施方式的发光模块的概略构成的剖面图。对于与前述各实施方式同样的构成和作用效果，适当省略说明。
本实施方式的发光模块84除外壳86的剖面为L字状、第1散热部件24和第2散热部件26的朝向不同外，包括构成部件在内与第1实施方式的发光模块是同样的。通过将这样的发光模块84适用于车辆用前照灯，能缩短车辆用前照灯的光轴方向的长度。
（第5实施方式）
图6是表示第5实施方式的发光模块的概略构成的剖面图。对于与前述各实施方式同样的构成和作用效果，适当省略说明。
本实施方式的发光模块88以第1散热片38和第2散热片42相对的方式配置有第1散热部件24和第2散热部件26。第1散热部件24和第2散热部件26由树脂制的外壳（未图示）接合。此外，发光模块88设有用于从点亮控制电路22向封装16的半导体发光元件传送信号的金属引线89。
发光模块88在第1散热部件24与第2散热部件26之间形成有风路。并且，冷却扇20产生的风的一部分一边带走第1散热片38和第2散热片42的热量一边从风路通过。此外，冷却扇20产生的风的一部分还同时对第1散热片38和第2散热片42的侧面38a，42a进行冷却。通过将这样的发光模块88适用于车辆用前照灯，能缩短车辆用前照灯的光轴方向的长度。
（第6实施方式）
图7是表示第6实施方式的发光模块的概略构成的剖面图。对于与前述各实施方式同样的构成和作用效果，适当省略说明。
本实施方式的发光模块90具有封装16、点亮控制电路22、用于安装点亮控制电路22的第1散热部件92、用于安装封装16的第2散热部件94、以及连接机构96。
第1散热部件92具有用于安装点亮控制电路22的第1散热板98、和被固定于与第1散热板98的安装点亮控制电路22的安装面98a相同面上的第1散热片100。第1散热片100以扇片100a的长度方向与安装面98a相平行的方式被固定于第1散热板98上。
第2散热部件94具有用于安装封装16的第2散热板102、和被固定于与第2散热板102的安装封装16的安装面102a相同面的第2散热片104。第2散热片104以扇片104a的长度方向与安装面102a相平行的方式固定于第2散热板102。
连接机构96具有将第1散热板98和第2散热板102相互接合并固定的外壳106、和用于从点亮控制电路22向封装16的半导体发光元件传送信号的金属引线108。冷却扇20被设置在与发光模块90的第1散热片100及第2散热片104的各扇片相对的位置。
并且，冷却扇20产生的风相对于第1散热片100和第2散热片104的各扇片是均等的，故能高效地从第1散热部件92和第2散热部件94带走热量。
接下来，说明对使用了多个前述各实施方式的发光模块的灯具进行冷却的情况。图8至图11是示意性地表示多个发光模块与冷却扇的位置关系的图。此外，以下说明的多个发光模块可以是前述各实施方式的发光模块的一种，也可以是将多种发光模块组合后的模块。
如图8所示，灯具110具有3个发光模块112、114、116和冷却扇20。3个发光模块112、114、116排成一列地配置，在与正中间的发光模块114相对的位置配置有冷却扇20。因此，冷却扇20的风吹向发光模块114后，被发光模块114阻挡而朝向相邻的发光模块112、116。由此，能用一个冷却扇20高效地冷却多个发光模块112、114、116。
此外，图9所示的灯具120夹着风路S地在两侧配置有3个发光模块112、114、116。此外，图10所示的灯具130向3个发光模块112、114、116所包围的区域送风。因此，在这些灯具中，能用一个冷却扇20高效地冷却多个发光模块112、114、116。
此外，图11所示的灯具140在冷却扇20与3个发光模块112、114、116之间设有管道118。因此，灯具140能用一个冷却扇20高效地冷却多个发光模块112、114、116。此外，在灯具140中，冷却扇20与3个发光模块112、114、116的配置的自由度增加。因此，能使灯具整体小型化。
以上参照上述各实施方式说明了本发明，但本发明并非限定于上述的各实施方式，将各实施方式的构成适当组合或置换后的方案也包含在本发明内。此外，也可以基于本领域技术人员的知识，对各实施方式中的组合和处理的顺序进行适当重组，或对各实施方式施加各种设计变更等变形，被施加了这样的变形的实施方式也包含在本发明的范围内。
〔标号说明〕
10车辆用前照灯、14电路模块、16封装、20冷却扇、22点亮控制电路、24第1散热部件、26第2散热部件、28连接机构、30外壳、32导电部、34发光模块、36第1散热板、38第1散热片、40第2散热板、42第2散热片。
〔工业可利用性〕
本发明能适用于车辆用灯具等。

Claims (5)

1.一种电路模块，其特征在于，包括：
控制半导体发光元件的点亮的点亮控制电路，
被安装上述点亮控制电路的第1散热部件，
与上述第1散热部件相分离、具有用于安装半导体发光元件的安装面的第2散热部件，以及
具有将上述第1散热部件和上述第2散热部件相互接合的接合部、和用于从上述点亮控制电路向半导体发光元件传送信号的导电部的连接机构；
其中，上述接合部由比上述第1散热部件和上述第2散热部件热传导率低的材料构成。
2.一种发光模块，其特征在于，包括：
权利要求1所述的电路模块，和
被安装在上述第2散热部件的安装面上的半导体发光元件。
3.如权利要求2所述的发光模块，其特征在于，
上述点亮控制电路的动作所被容许的最高温度被设定得比上述半导体发光元件的动作所被容许的最高温度低；
上述第1散热部件的热阻抗比上述第2散热部件的热阻抗大。
4.一种用于车辆的车辆用灯具，其特征在于，包括：
权利要求2或3所述的发光模块，和
将从上述发光模块射出的光向车辆前方反射的反射器；
上述发光模块被配置使得上述半导体发光元件的发光面与上述反射器相对。
5.如权利要求4所述的车辆用灯具，其特征在于，还包括：
冷却扇；
上述冷却扇被配置成能向上述第1散热部件和上述第2散热部件两者送风。
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