JP2004109104A

JP2004109104A - 照明装置の製造方法

Info

Publication number: JP2004109104A
Application number: JP2002311882A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Ebihara; 海老原　茂
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2004-04-08

Abstract

【課題】工業用検査の分野において、ＬＥＤ発光体を用いた反射型無影照明で、プリント配線基板を切頭円錐形状に曲げその凹面部にＬＥＤを実装して照明することがあった。しかし、本方式ではＬＥＤの自己発熱を熱伝導で逃がすことができず、ＬＥＤ自体の温度上昇が起こり、発光光量が低減するとともにＬＥＤ自体の温度変動が大きく、光量の安定性に欠けるとともに、ＬＥＤの寿命が短くなるなどの欠点があった。
【解決手段】ＬＥＤからの発熱を積極的に逃がすようにするため、極めて薄いプリント基板を熱伝導板に密着状態で接着固定し表面実装型のＬＥＤを切頭円錐形状の凹面部に実装し、ＬＥＤの熱を熱伝導板を介して外部へ放散し、ＬＥＤの温度上昇を抑止することにより、ＬＥＤの順方向電流を大きくでき、明るく点灯しながら温度上昇が少なくなりＬＥＤの寿命を延ばすことができる製造方法である。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は工業用検査工程に於ける反射照明の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工業用検査の分野において、ＬＥＤ発光体を用いた反射型無影照明で、切り欠きを有する円環状の屈曲可能なプリント配線基板を切頭円錐形状に曲げその凹面部にＬＥＤを実装して照明することがあった。しかし、本方式ではＬＥＤの自己発熱を熱伝導で逃がすことができず、ＬＥＤ自体の温度上昇が起こり、発光光量が低減するとともに、ＬＥＤの寿命が短くなるなどの欠点があった。また、ＬＥＤ自体の環境温度変化に対する温度変動が大きくＬＥＤの温度変化は光量変化となり、光量の安定性に欠けるため工業用検査装置には不向きであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はＬＥＤからの発熱を積極的に逃がすようにするため、熱伝導率の低いプリント基板の厚みを極力薄くすることにより熱抵抗を少なくするとともに、プリンと基板と熱伝導板を密着状態で接着しＬＥＤからの熱を熱伝導板で外部に放散し、ＬＥＤの温度上昇を抑止することにより、ＬＥＤの順方向電流を大きくでき、明るく点灯しながら温度上昇が少なくなりＬＥＤの寿命を延ばすことができるとともに、環境温度変化に対する光量変動の少ない工業検査用照明装置の製造方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
ＬＥＤからの発熱は熱伝導率の高いリード線又はＬＥＤ素子の発光基板部又はその近傍から吸収できるように、発熱部から熱伝導板までの距離を短くすることによりＬＥＤ発光体の温度上昇を防止でき、発光効率を高めることができる。熱伝導板としては熱伝導率が高く、成型性が良く、安価で入手の容易なアルミニウムや銅板などの金属板を使用している。ＬＥＤ発光体の構造としてはチップ型ＬＥＤなどの表面実装型ＬＥＤ素子を使用している。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明は照明ケースに複数のＬＥＤを並べて配置した検査用照明装置において、切り欠きを有する円環状の屈曲が可能で０．０３〜１．０ｍｍの厚さのプリント配線基板に平面状態でＬＥＤ発光体を略等高密度で実装、半田付けした後、複数のＬＥＤが切頭円錐凹面に位置するように接合又は近接保持するとともに、曲げ成形又は切削加工された切頭円錐形状の熱伝導率の高いアルミニウムや銅板の凹面部に密着状態で接着固定又は熱伝導性の良い油脂などを媒介として機械的に固定する製造方法である。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して説明する。図１は照明装置の構造を示す。複数のＬＥＤ発光体１は熱伝導プリント基板２の切頭円錐凹面部に配置されている。照明ケース３は熱伝導プリント基板２を切頭円錐状に保持している。照明ケース３には目視又はＣＣＤカメラなどの撮影が可能なように中央孔３１が明いている。また照明ケース３をカメラ近傍に取付けできるようにメネジ３２も具備している。各ＬＥＤ発光体１には熱伝導板２ｂに接触しないでプリンと配線部２ｃに電力が供給されるような構造となっている（図示なし）。外部からの電力は電源ケーブル４から供給される。図２は熱伝導プリント基板２の詳細構造を示す。プリント基板は絶縁、耐熱性の良いガラスエポキシ系の積層板に電気伝導度の高い銅箔配線部２ｃが高圧プレスで積層成形された構造となっている。また、プリント基板は熱伝導板２ｂと隙間なく密着状態で接着され熱伝導プリント基板２を構成している。ＬＥＤ発光体１はプリント配線パターン２ｃと半田付けで取付けられている。図３は切り欠きを有する円環状の屈曲が可能で０．０３〜１．０ｍｍの厚さを有するプリント基板２ａにＬＥＤ発光体１を略等高密度で実装、半田付けした状態を示す。図４は切り欠きを有する円環状の曲げ成形が可能なアルミニウム又は銅板で作成した熱伝導板２ｂを示す。図５はＬＥＤ発光体１、熱伝導板２ｂとプリント基板２ａが切頭円錐形状に成形された状態を示す。
【０００７】
本実施例の変形例としては、ドーナッツ状の熱伝導率の高い金属板に、予め電気配線パターンが印刷された同一寸法のドーナッツ状の厚さ０．０３〜１．０ｍｍの銅張積層板を高圧プレスで積層成形した後、当該熱伝導基板に切り欠きを設け、平面状態に保持した上で、プリント基板にＬＥＤ発光体を実装、半田付けした後、切り欠き辺と他方の切り欠き辺を複数のＬＥＤが切頭円錐凹面に位置するように接合又は近接保持する製造方法。
【０００８】
本実施例の変形例としては、切り欠きを有する円環状の熱伝導率の高い金属板に、予め電気配線パターンが印刷された厚さ０．０３〜１．０ｍｍの銅張積層板を高圧プレスで積層成形するか隙間なく接着した後、平面状態に保持した上で、プリント基板にＬＥＤ発光体を実装、半田付けした後、当該基板の切り欠き辺と他方の切り欠き辺を複数のＬＥＤが切頭円錐凹面に位置するように接合又は近接保持する製造方法。
【０００９】
本実施例の変形例としては、切頭円錐形に切削または成形された熱伝導率の高い材料の凹面部に予め電気配線パターンが印刷された０．０３〜１．０ｍｍのプリント配線基板を高圧プレスで接着成形した後にＬＥＤ発光体を略等高密度で実装、半田付けする製造方法。
【００１０】
本実施例の変形例としては、切頭円錐形状に曲げ成形又は切削加工された熱伝導率の高い金属板に厚さ０．０３〜０．５ｍｍの絶縁物を塗布又は焼成しその表面に電気配線パターンを形成した状態でＬＥＤ発光体を実装する構造。
【００１１】
本実施例の構造に対し、より積極的に冷却するため熱伝導板に凹凸を付けたり、表面積を増やせる羽状の突出しを設け対流、輻射による冷却効果を高めることが考えられファンで通風するとより効果的である。熱伝導板にペルチェ素子などを取付けて冷却すると放熱だけではなく冷却も可能となり、その効果は多大である。
【００１２】
【発明の効果】
本発明は熱伝導背の高い材料に極めて薄いプリント基板を貼り付けＬＥＤからの発熱を吸収し、ＬＥＤに大電流を流しても発熱が少ないため発光効率が向上するとともに、ＬＥＤの寿命を延ばすことができる工業用検査装置用光源である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の照明装置の全体構成を示す。
【図２】本発明のＬＥＤ発光体とＬＥＤを搭載したプリント基板及び熱伝導板を示す。
【図３】本発明の切り欠きを有する円環状で屈曲可能なプリント配線基板を平面状態でＬＥＤ発光体を実装した状態を示す。
【図４】本発明の切り欠きを有する円環状の熱伝導板を示す。
【図５】本発明の切頭円錐形状に曲げ成形又は切削加工された熱伝導板とＬＥＤ発光体が実装されたプリント配線基板を接着固定した状態を示す。
【符号の説明】
１　　　……　　ＬＥＤ発光体
２　　　……　　熱伝導プリント基板
２ａ　……　　プリント基板
２ｂ　……　　熱伝導板
２ｃ　……　　プリント配線
３　　　……　　照明ケース
４　　　……　　電源ケーブル

Claims

ＬＥＤ発光体を円形ケース内に複数個並べて配置した製品検査用照明装置にあって、円形ケースに適合する大きさに設定された切り欠きを有する円環状の屈曲が可能で０．０３〜１．０ｍｍの厚さを有するプリンと配線基板にＬＥＤ発光体を略等高密度で実装、半田付けした後、切頭円錐形状に成形された熱伝導率の高い材料の凹面部に密着状態で接着固定することにより、ＬＥＤ発光体からの発熱を熱伝導率の高い材料を介して外部へ放散することができるため、ＬＥＤ発光体の温度上昇を防ぎ、発光効率を著しく高めることができることを可能とする照明装置の製造方法。