JP2006319290A - Light emitting diode light source unit and valve type thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各種照明用光源として使用する発光ダイオード光源に関し、更に詳しくは発光ダイオード光源ユニット及びバルブ型発光ダイオード光源に関する。 The present invention relates to a light emitting diode light source used as various illumination light sources, and more particularly to a light emitting diode light source unit and a bulb type light emitting diode light source.
化合物半導体を用いた発光ダイオード(以下LEDと略記する)は、白熱電球などの従来型の照明光源に比較して発熱量が少なく、長寿命であるなどの利点を備えており、近年、照明用光源としての応用分野が広がっている。LED素子は単個では光量が不足するので、一般照明用光源として実用に供するには複数個のLED素子を集合させた光源を形成する必要があり、中でもバルブ型LED光源が各種提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照。)。
しかし、このようなバルブ型LED光源において、高輝度高出力を要求される光源を得ようとしてLEDの駆動電流を増やすと、それに比例してLEDでの電力損失が増加して、大部分のエネルギーは熱に変換されてLEDの温度が上昇し高温となる。高温になるにしたがってLEDの特性として発光効率(電流−光変換効率)が低下するので輝度が低下し、LED動作寿命も高温動作になるほど短くなる。したがって、LED素子から如何に効率よく放熱させるかが課題となる。従来のバルブ型LED光源では、LED素子が筒状や平面状の実装基板に直接実装されており、熱伝導性の低い実装基板を介しての放熱となるので、十分な放熱特性が得られない。 However, in such a bulb-type LED light source, if the drive current of the LED is increased in order to obtain a light source that requires high brightness and high output, the power loss in the LED increases proportionally, and most of the energy Is converted into heat, and the temperature of the LED rises to a high temperature. As the temperature increases, the light emission efficiency (current-light conversion efficiency) decreases as the characteristics of the LED, so that the luminance decreases, and the LED operating life becomes shorter as the temperature increases. Therefore, how to efficiently dissipate heat from the LED element is a problem. In the conventional bulb-type LED light source, the LED element is directly mounted on a cylindrical or planar mounting board, and heat is radiated through the mounting board having low thermal conductivity, so that sufficient heat dissipation characteristics cannot be obtained. .
上記発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、その目的は十分な放熱特性を有するLED光源ユニット及びバルブ型LED光源を提供することである。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object thereof is to provide an LED light source unit and a bulb-type LED light source having sufficient heat dissipation characteristics.
前記課題を解決するための本発明の手段は、熱伝導性の高い金属から成る略台形の断面を有する長尺の基台であって、この基台の側面同士を隣接させた場合に隣接する各々の側面の少なくとも一部に互いに密着する面を有する基台と、この基台の上面に実装した複数の発光ダイオード素子と、この基台の上面に配設したプリント基板とから成り、前記プリント基板には前記発光ダイオード素子の各電極と配線パターンを介して電気的に接続した2つの端子電極を有し、この端子電極部を除く前記基台の上面を透光性樹脂で封止したことを特徴とする。 The means of the present invention for solving the above problems is a long base having a substantially trapezoidal cross section made of a metal having high thermal conductivity, and is adjacent when the side surfaces of the base are adjacent to each other. The printed circuit board comprises: a base having a surface that is in close contact with at least a part of each side surface; a plurality of light emitting diode elements mounted on an upper surface of the base; and a printed circuit board disposed on the upper surface of the base. The substrate has two terminal electrodes electrically connected to each electrode of the light emitting diode element through a wiring pattern, and the upper surface of the base except the terminal electrode portion is sealed with a translucent resin. It is characterized by.
また、前記基台の両側面の各々に互いに係合する係合部を設けたことを特徴とする。 In addition, an engaging portion that engages with each other is provided on each of both side surfaces of the base.
また、3個の前記発光ダイオード素子を直列に接続したものを2つの端子電極間に複数個並列に接続したことを特徴とする。 A plurality of the light emitting diode elements connected in series are connected in parallel between two terminal electrodes.
また、前記課題を解決するための本発明の他の手段は、熱伝導性の高い金属から成る略台形の断面を有する長尺の基台であって、この基台の側面同士を隣接させた場合に隣接する各々の側面の少なくとも一部に互いに密着する面を有する基台と、この基台の上面に実装した複数の発光ダイオード素子と、この基台の上面に配設したプリント基板とから成り、前記プリント基板には前記発光ダイオード素子の各電極と配線パターンを介して電気的に接続した2つの端子電極を有し、この端子電極部を除く前記基台の上面を透光性樹脂で封止した発光ダイオード光源ユニットの複数を前記基台の互いに密着する面同士を結合させて略筒状に組み合わせることによって形成したことを特徴とする。 Another means of the present invention for solving the above problem is a long base having a substantially trapezoidal cross section made of a metal having high thermal conductivity, and the side surfaces of the base are adjacent to each other. A base having a surface that is in close contact with at least a part of each side surface adjacent to the case, a plurality of light emitting diode elements mounted on the top surface of the base, and a printed circuit board disposed on the top surface of the base The printed circuit board has two terminal electrodes electrically connected to each electrode of the light emitting diode element through a wiring pattern, and the upper surface of the base excluding the terminal electrode portion is made of a translucent resin. A plurality of sealed light-emitting diode light source units are formed by combining the surfaces of the bases that are in close contact with each other and combining them in a substantially cylindrical shape.
また、前記発光ダイオード光源ユニットの複数の端子電極を2個にして取り出せる仲介部材を有することを特徴とする。 The light emitting diode light source unit further includes a mediating member that can take out a plurality of terminal electrodes in two.
また、前記発光ダイオード光源ユニットは3個の前記発光ダイオード素子を直列に接続したものを2つの端子電極間に複数個並列に接続したことを特徴とする。 The light emitting diode light source unit is characterized in that three light emitting diode elements connected in series are connected in parallel between two terminal electrodes.
以上説明したように、本発明によれば、熱伝導性の高い金属から成る略台形の断面を有する長尺の基台であって、この基台の側面同士を隣接させた場合に隣接する各々の側面の少なくとも一部に互いに密着する面を有する基台と、この基台の上面に実装した複数の発光ダイオード素子と、この基台の上面に配設したプリント基板とから成り、前記プリント基板には前記発光ダイオード素子の各電極と配線パターンを介して電気的に接続した2つの端子電極を有し、この端子電極部を除く前記基台の上面を透光性樹脂で封止したので、各種LED光源を構成する場合の基本構成要素として優れた放熱性を有するLED光源ユニットを提供することができる。また、このようなLED光源ユニットの複数を前記基台の互いに密着する側面同士を直接結合させることによって略筒状に組み合わせて形成したので、低コストで容易にバルブ型LED光源を形成することができる。 As described above, according to the present invention, each of the long bases having a substantially trapezoidal cross section made of a metal having high thermal conductivity and adjacent to each other when the side surfaces of the bases are adjacent to each other. A printed circuit board comprising: a base having a surface that is in close contact with at least a part of a side surface of the substrate; a plurality of light emitting diode elements mounted on an upper surface of the base; and a printed circuit board disposed on the upper surface of the base. Has two terminal electrodes electrically connected to each electrode of the light emitting diode element through a wiring pattern, and the upper surface of the base except the terminal electrode portion is sealed with a translucent resin. The LED light source unit which has the outstanding heat dissipation as a basic component in the case of comprising various LED light sources can be provided. In addition, since a plurality of such LED light source units are formed in a substantially cylindrical shape by directly joining the side surfaces of the bases that are in close contact with each other, a bulb-type LED light source can be easily formed at low cost. it can.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。まず、本発明の第1の実施の形態であるバルブ型LED光源の構成について説明する。図1は本発明の第1の実施の形態であるバルブ型LED光源の側面図、図2は図1の端子電極側の端面を示す図、図3は図1のLED光源ユニットを示す側面図である。図4はLED光源ユニットの封止樹脂を除いたところを示す平面図である。図5は図4のA−A断面を示す断面図である。図7は本発明の第1の実施の形態におけるソケットを結合したバルブ型LED光源を示す側面図である。図8はバルブ型LED光源の配線回路を示す回路図である。図9は図7のソケットの正面図、図10は図9のB−B断面を示す断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the configuration of the bulb-type LED light source according to the first embodiment of the present invention will be described. 1 is a side view of a bulb-type LED light source according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing an end face on the terminal electrode side of FIG. 1, and FIG. 3 is a side view showing the LED light source unit of FIG. It is. FIG. 4 is a plan view showing the LED light source unit excluding the sealing resin. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 7 is a side view showing a bulb-type LED light source coupled with a socket in the first embodiment of the present invention. FIG. 8 is a circuit diagram showing a wiring circuit of a bulb type LED light source. 9 is a front view of the socket of FIG. 7, and FIG. 10 is a cross-sectional view showing a BB cross section of FIG.
図1において、10はバルブ型LED光源を示している。1はバルブ型LED光源10を構成している基本構成要素としてのLED光源ユニットを示しており、バルブ型LED光源10は複数(ここでは6個)のLED光源ユニット1の後述する基台の側面の互いに密着する面同士を直接結合させることによって略筒状に組み合わせて形成されている。図3〜図5において、LED光源ユニット1の詳細を説明する。2は熱伝導性の優れた銅合金等から成る略台形の断面を有する長尺の基台を示しており、この基台2の側面同士を隣接させた場合に隣接する各々の側面の少なくとも一部に互いに密着する面を有している。 In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a bulb type LED light source. Reference numeral 1 denotes an LED light source unit as a basic component constituting the bulb-type LED light source 10, and the bulb-type LED light source 10 is a side surface of a later-described base of a plurality (here, six) of LED light source units 1. The surfaces that are in close contact with each other are directly combined to form a substantially cylindrical shape. The details of the LED light source unit 1 will be described with reference to FIGS. Reference numeral 2 denotes a long base having a substantially trapezoidal cross section made of a copper alloy having excellent thermal conductivity. When the side surfaces of the base 2 are adjacent to each other, at least one of the adjacent side surfaces is shown. It has the surface which mutually adheres to a part.
3は基台2の上に接合されたガラエポ等から成る片面配線の1枚のプリント基板を示している。プリント基板3には中央に長穴形状の貫通穴としての貫通長穴3aが形成されており、上面には貫通長穴3aに沿って配線パターン3b、3c及び3dが形成されている。配線パターン3b、3c及び3dにはそれぞれ複数の接続電極部が等間隔に設けられている。プリント基板3の端部にはカソード端子電極3e、アノード端子電極3fが設けられており、それぞれが配線パターン3b、3cに接続されている。なお、プリント基板3は1枚ではなく、一方の配線パターン3b及び3dを含む1枚のプリント基板と他方の配線パターン3c及び3dを含む他の1枚のプリント基板との2枚から成り立っていてもよい。
Reference numeral 3 denotes a single printed circuit board of single-sided wiring made of glass epoxy or the like bonded on the base 2. The printed board 3 is formed with a through-hole 3a as a long-hole-shaped through-hole at the center, and
4は発光素子としてのLED素子を示しており、貫通長穴3aに露出した基台2の上面に銀ペーストを介して複数個(ここでは24個)が略等間隔に実装されている。なお、LED素子4は任意の複数個が任意の複数列に実装されていてもよい。5、6は金属細線より成る電極接続部材としてのワイヤーを示しており、各々のLED素子4の電極からプリント基板3の配線パターン3b、3c及び3dの接続電極部へ接続されている。7は透光性樹脂から成る封止樹脂を示しており、カソード端子電極3e、アノード端子電極3f部分を除くプリント基板3の上を直方体形状に覆って、LED素子4及びワイヤー5、6を保護している。8はLED光源ユニット1の端部であり、カソード端子電極3e、アノード端子電極3fが配設された樹脂封止されていない端子部を示している。
Reference numeral 4 denotes an LED element as a light emitting element, and a plurality (24 in this case) are mounted at substantially equal intervals on the upper surface of the base 2 exposed in the through-hole 3a via silver paste. In addition, arbitrary plural LED elements 4 may be mounted in arbitrary plural rows. Reference numerals 5 and 6 denote wires as electrode connection members made of fine metal wires, and the electrodes of each LED element 4 are connected to the connection electrode portions of the
図7において、20は複数のLED光源ユニット1を集合させたバルブ型光源10の複数の端子部8に挿脱自在に嵌合して複数のカソード端子電極3e及びアノード端子電極3fを2端子にまとめて外部に取り出す仲介部材としてのソケットを示している。図10において、21は円柱状の樹脂材料から成るソケット20の本体を示しており、その中心にはバルブ型光源10の複数の端子部8が差し込み可能な凹部21aが形成されている。凹部21aには内周に沿って一対の帯状の端子電極22、23が所定の間隔を隔てて形成されている。バルブ型光源10の複数の端子部8が差し込まれたときに、各々のカソード端子電極3eとアノード端子電極3fとが一対の帯状の端子電極22、23と電気的な接続を果たすようになっている。24は端子電極22から引き出されたカソード端子を示しており、25は端子電極23から同じく引き出されたアノード端子を示している。
In FIG. 7,
図8に示すように、LED光源10ユニット1においてはLED素子4を3個直列につないだもの複数個組(ここでは8組)を2つの端子電極間に並列に接続してある。LED光源10ユニット1を複数(ここでは6組)組み合わせてバルブ型LED光源10を構成すれば、2つの端子電極24、25間に12Vの直流電源を接続して例えば自動車用電源などに適用できるLED光源となる。 As shown in FIG. 8, in the LED light source 10 unit 1, a plurality of sets (here, 8 sets) in which three LED elements 4 are connected in series are connected in parallel between two terminal electrodes. If a bulb-type LED light source 10 is configured by combining a plurality of (in this case, six) LED light source 10 units 1, a 12V DC power source is connected between the two terminal electrodes 24 and 25 and can be applied to, for example, an automotive power source. LED light source.
次に、本発明の第1の実施の形態であるバルブ型LED光源の作用効果について説明する。ソケット20のカソード端子24、アノード端子25に駆動電圧の12Vを印加してLED素子4を駆動すると、各LED素子4は発光しその光は封止樹脂7を透過して放射されるが、一部は熱となってLED素子4から放出される。LED素子4の下面は熱伝導性の良い基台2に密着しているので効率よく放熱が行われる。また、バルブ型LED光源10はLED光源ユニット1の基台2同士を組み合わせて構成することができるので、放熱性の優れたLED光源を容易に製造することができる。
Next, functions and effects of the bulb type LED light source according to the first embodiment of the present invention will be described. When the LED elements 4 are driven by applying a drive voltage of 12 V to the cathode terminal 24 and the anode terminal 25 of the
次に、本発明の第2の実施の形態であるLED光源ユニットを用いて形成したバルブ型LED光源について説明する。図6は本発明の第2の実施の形態であるバルブ型LED光源の端子部側の端面を示す図である。図6において、20はバルブ型LED光源を示している。11はバルブ型LED光源を構成しているLED光源ユニットを示している。基台2の一方の側面には突条部2aが長手方向にわたって形成されており、他方の側面には突条部2aと嵌合する溝部2bが形成されている。このような突条部2aと溝部2bとは必ずしも基台2の全長にわたって形成されていなくてもよい。即ち、基台2の両側面の各々に互いに係合する係合部を設けてあればよい。その他の構成は第1の実施の形態と同じであるから、同じ構成要素には同じ符号と名称とを付して詳細な説明を省略する。
Next, a bulb type LED light source formed using the LED light source unit according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a diagram showing an end face of the bulb-type LED light source according to the second embodiment of the present invention on the terminal side. In FIG. 6,
次に、本発明の第2の実施の形態であるバルブ型LED光源の作用効果について説明する。バルブ型LED光源20はLED光源ユニット11の基台2同士を結合するのに仲介部材や接着剤を必要としない。したがってLED光源の組立コストを低減できる。その他の効果は第1の実施の形態の効果と同じである。
Next, the effect of the bulb type LED light source according to the second embodiment of the present invention will be described. The bulb-type
以上説明したように、本発明の実施の形態であるバルブ型LED光源10、20はLED光源ユニット1、11を組立単位ユニットとしてその複数を組み合わせることによって容易に形成することができる。また、LED光源ユニット1、11は、組立単位ユニットとして多量生産ができるので、バルブ型LED光源10、20の製造コストの低減に寄与できる。
As described above, the bulb-type
以上説明したバルブ型LED光源10、20において、LED光源ユニット1又は11を6個用いてバルブ型LED光源を構成しているが、連結する個数は6個に限定されるものではなく、3個乃至10個などであってもよい。
In the bulb-type
本発明のLED光源ユニットは、組立の基本単位として活用することができるので、単体でもカメラ用フラッシュなどのLED光源として適用できるばかりでなく、複数を組み合わせてバルブ型に限らずその他の各種用途に適したLED光源を構築する場合に容易に製造できる。 Since the LED light source unit of the present invention can be used as a basic unit of assembly, it can be applied as a single unit as an LED light source such as a camera flash or the like. It can be easily manufactured when constructing a suitable LED light source.
1、11 LED光源ユニット
2 基台
2a 突条部
2b 溝部
3 プリント基板
3a 貫通長穴
3b、3c、3c 配線パターン
3e カソード端子電極
3f アノード端子電極
4 LED素子
5、6 ワイヤー
7 透光性樹脂
10、20 バルブ型LEDユニット
20 ソケット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,11 LED light source unit 2 Base 2a Projection part 2b Groove part 3 Printed circuit board 3a Through long hole 3b, 3c, 3c Wiring pattern 3e Cathode terminal electrode 3f Anode terminal electrode 4 LED element 5, 6 Wire 7 Translucent resin 10 20 bulb
Claims (6)
6. The bulb-type light-emitting diode light source according to claim 5, wherein the light-emitting diode light source unit includes a plurality of sets of three light-emitting diode elements connected in series and connected in parallel between two terminal electrodes.
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