JP2006344694A - Enamel substrate for mounting light-emitting element, light-emitting element module, illumination device, display device and traffic signal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光ダイオード(以下、LEDと記す。)などの発光素子を複数個実装するための発光素子実装用ホーロー基板及び該基板に発光素子を実装した発光素子モジュール及び該発光素子モジュールを有する照明装置、表示装置及び交通信号機に関する。 The present invention includes a light emitting element mounting hollow substrate for mounting a plurality of light emitting elements such as light emitting diodes (hereinafter referred to as LEDs), a light emitting element module having the light emitting elements mounted on the substrate, and the light emitting element module. The present invention relates to a lighting device, a display device, and a traffic signal.
複数のLEDを集積させモジュール化を行うためには、チップ状のLEDや、砲弾型・表面実装パッケージ形態で供給されたLEDを、電気回路基板上に組み付ける必要があった。以下、LEDを基板上に組み付けた状態のものを「LEDモジュール」と記する。
図1(a),(b)は、従来のLEDモジュール3の一例を示す図であり、図1(a)はLEDモジュール3の平面図、(b)は断面図である。このLEDモジュール3は、電気回路が設けられた基板1上面に複数のLED2を格子状に配置、実装した構成になっている。この基板1の角部には、LEDモジュール3を所望の装置本体部に取り付けるための取付用貫通孔4が穿設されている。
In order to integrate a plurality of LEDs into a module, it is necessary to assemble a chip-like LED or an LED supplied in the form of a shell or surface mount package on an electric circuit board. Hereinafter, the LED assembled on the substrate is referred to as an “LED module”.
1A and 1B are diagrams showing an example of a
前記LEDモジュールなどの発光素子モジュールにおいて、良好な放熱性が得られ、多数のLEDを実装することが可能な基板として、コア金属をホーロー層で被覆してなるホーロー基板が挙げられる。 In a light-emitting element module such as the LED module, a hollow substrate formed by coating a core metal with a hollow layer can be cited as a substrate on which good heat dissipation is obtained and a large number of LEDs can be mounted.
この基板1において、実装するLED2の光取り出し効率を向上させるため、ガラスからなるホーロー層6を付着する前に、コア金属5にプレス加工や切削加工などを行うことによってすり鉢状の反射カップ部9を設け、その底面にLED2を実装させることがある。図2は、反射カップ部9を有する基板1を用いたLEDモジュールを例示する図であり、図2(a)は反射カップ部9の平面図、(b)は断面図である。この基板1は、鋼板などからなるコア金属5をホーロー層6で被覆してなり、その発光素子実装面上には、すり鉢状の反射カップ部9が設けられ、またホーロー層6上には導電体からなる電極7が設けられている。LED2は、反射カップ部9の底面上に実装され、金線8により電極7と電気的に接続されている。
In order to improve the light extraction efficiency of the
このような反射カップ部を設けたLEDモジュールにおいて、LEDを多数実装するためには、図3に示すように、基板上に多数の反射カップ部を設ける必要がある。図3は、多数のLED2を基板10に実装したLEDモジュールを例示する図であり、図3(a)はLEDモジュールの平面図、(b)は正面断面図、(c)は側面断面図である。この基板10の上面側(発光素子実装面)には、11個の反射カップ部9が設けられ、基板10の四隅には取付用貫通穴4が穿設されている。それぞれの反射カップ部9の底面上には、図3に示した場合と同様にしてLED2が実装されている。
In order to mount a large number of LEDs in an LED module having such a reflective cup portion, it is necessary to provide a large number of reflective cup portions on the substrate as shown in FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating an LED module in which a large number of
このような基板構造において、反射カップ部の数を増加するほど、ホーロー基板のコア金属は、片面から肉抜きされたような状態になる。そのため、図4のように基板10の厚み方向の中立軸(P)と、基板10の中心軸(Q)とにズレを生じ、さらに中立軸(P)と中心軸(Q)とがずれた状態でホーロー処理を行うと、その処理過程で与えられている熱履歴が非常に高温度であるため、付着したホーロー層とコア金属の熱膨張率差が原因となって変形してしまい、その結果、図5に示すように、基板10に反り(R)を生じてしまう。また、前記反射カップ部を有していないホーロー基板についても、表面と裏面に付着したホーロー層の厚みのムラなどが原因となって反りが発生することがある。
In such a substrate structure, the core metal of the enamel substrate is in a state of being cut out from one side as the number of reflection cup portions is increased. Therefore, as shown in FIG. 4, the neutral axis (P) in the thickness direction of the
これらの現象はコア金属の板厚が薄い場合、基板面積が大きい場合、特に顕著に現れる。また基板の長手方向に関して顕著に現れる傾向にある。
このように基板に反りが生じると、反射カップ部の底面の平坦度が低下し、LEDの実装作業が困難になるという問題があった。また基板の反りが大きくなることによって、自動実装機での実装を行う上で、実装面の高さ誤差や実装時のガタつきなどが発生し、自動実装が困難になるという問題があった。さらに底面の平坦度が低下しているため、LEDと基板との接合が十分に得られず、LEDが基板から剥離しやすくなるという問題もあった。
These phenomena are particularly noticeable when the core metal is thin and the substrate area is large. Moreover, it tends to appear remarkably in the longitudinal direction of the substrate.
When the substrate is warped as described above, there is a problem that the flatness of the bottom surface of the reflecting cup portion is lowered, and the LED mounting operation becomes difficult. Further, since the warpage of the substrate becomes large, there is a problem that when mounting with an automatic mounting machine, the height error of the mounting surface and the backlash at the time of mounting occur, making automatic mounting difficult. Furthermore, since the flatness of the bottom surface is lowered, there is a problem that the LED cannot be sufficiently bonded to the substrate, and the LED is easily peeled off from the substrate.
また、複数のLEDモジュールを組み合わせて利用する場合、LEDモジュール一台づつに電源供給できるような構造を設けるか、各モジュール同士を電線で接続したり、差込型のコネクタ端子を用いたりする方法が用いられる。 When using a plurality of LED modules in combination, provide a structure that can supply power to each LED module, or connect each module with an electric wire or use a plug-in type connector terminal. Is used.
図6は、LEDモジュール11に電源供給用電線12を接続する場合を例示する図であり、図6(a)はLEDモジュール11の平面図、(b)は正面図である。このLEDモジュール11は、発光素子実装面の角部に電源供給用電線12を半田付けしている。しかしながら、ホーロー基板は鋼板が主材となっているため、熱容量が高く、加熱しにくい。そのため半田の濡れ性が非常に悪く、半田付け作業が非常に困難である。さらに、電線が取り付けられた状態であっても、電線を使用する場合に、その電線にコネクタの取付作業が必要となり、工数がかかる問題がある。さらに、このLEDモジュール11を取り扱う際、電線が光線を遮ってしまうことで期待する光量が得られず、光源の一部が電線の影となり一様な発光面とならない等の問題が起こる可能性があった。
6A and 6B are diagrams illustrating the case where the
図7及び図8は、差込型のコネクタ端子を用いて複数のLEDモジュールを連結可能とした構造を例示する図であり、図7(a)は、そのためのLEDモジュール13の平面図、(b)は正面図である。また図8(a)は、複数のLEDモジュールを連結した状態を示す平面図、(b)はその正面図である。このLEDモジュール13は、基板両側に差込型接続端子用の突出部(タブ14)を有している。このタブ14の表面には、発光素子実装面に形成された電極回路が延設されている。このLEDモジュール13を別のLEDモジュール13と連結する場合、図8に示すように、差込型端子15を用い、この差込型端子15にそれぞれのタブ14を挿入することにより、それぞれのLEDモジュール13を電気的、機械的に接続するようになっている。
7 and 8 are diagrams illustrating a structure in which a plurality of LED modules can be connected using plug-in connector terminals, and FIG. 7A is a plan view of the
しかしながら、この方式では、差込型端子15の長さ分、LEDモジュール13同士の間に余分な隙間を生じてしまい、連結状態では均一な発光面を得ることができず、したがって光点を高密度に配置したい用途には不向きであった。
However, in this method, an extra gap is generated between the
本発明は前記事情に鑑みてなされ、剛性が高く、実装性に富み、拡張性、使用性にも富んだ発光素子実装用ホーロー基板、及び該基板に発光素子を実装した発光素子モジュール、及び該発光素子モジュールを有する照明装置、表示装置及び交通信号機の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a high rigidity, high mountability, a light-emitting element mounting enamel substrate having excellent expandability and usability, a light-emitting element module having a light-emitting element mounted on the substrate, and the It is an object of the present invention to provide a lighting device, a display device, and a traffic signal having a light emitting element module.
前記目的を達成するため、本発明は、コア金属の表面にホーロー層が被覆されてなる発光素子実装用ホーロー基板であって、該基板の一辺以上に折り曲げ部を有していることを特徴とする発光素子実装用ホーロー基板を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention is a light-emitting element mounting enamel substrate in which a core metal surface is covered with an enamel layer, and has a bent portion on one or more sides of the substrate. A hollow substrate for mounting a light emitting element is provided.
本発明の発光素子実装用ホーロー基板において、前記折り曲げ部に、長手方向に平行な辺が含まれていることが好ましい。
この折り曲げ部の高さは、0.5mm〜0.8mmの範囲内であることが好ましい。
In the light-emitting element mounting enamel substrate of the present invention, it is preferable that the bent portion includes a side parallel to the longitudinal direction.
The height of the bent part is preferably in the range of 0.5 mm to 0.8 mm.
本発明の発光素子実装用ホーロー基板において、前記折り曲げ部に、短辺方向に平行な辺が含まれていることが好ましい。
この折り曲げ部の高さは5mm以上であることが好ましい。
In the light emitting device mounting enamel substrate of the present invention, it is preferable that the bent portion includes a side parallel to the short side direction.
The height of the bent portion is preferably 5 mm or more.
本発明の発光素子実装用ホーロー基板において、前記折り曲げ部に、他の基板の折り曲げ部と接合するための少なくとも一つの固定用構造を有していることが好ましい。 In the light-emitting element mounting enamel substrate of the present invention, it is preferable that the bent portion has at least one fixing structure for joining with a bent portion of another substrate.
本発明の発光素子実装用ホーロー基板において、前記固定用構造は、穴径φ2mm以上の貫通穴であることが好ましい。 In the light emitting device mounting enamel substrate of the present invention, the fixing structure is preferably a through hole having a hole diameter of 2 mm or more.
本発明の発光素子実装用ホーロー基板において、基板の発光素子実装面に発光素子駆動用の電気配線部が設けられ、且つ前記折り曲げ部に、前記電気配線部と電気的に導通された回路パターンが設けられていることが好ましい。 In the light emitting element mounting enamel substrate according to the present invention, a light emitting element driving electrical wiring portion is provided on the light emitting element mounting surface of the substrate, and a circuit pattern electrically connected to the electrical wiring portion is provided in the bent portion. It is preferable to be provided.
また本発明は、本発明に係る前記発光素子実装用ホーロー基板に発光素子が実装されてなることを特徴とする発光素子モジュールを提供する。 The present invention also provides a light emitting element module, wherein a light emitting element is mounted on the light emitting element mounting enamel substrate according to the present invention.
本発明の発光素子モジュールにおいて、発光素子実装用ホーロー基板に設けられた折り曲げ部を突き合わせて複数の発光素子モジュールを連結し、且つそれぞれの折り曲げ部に設けられた固定用構造によりそれぞれの発光素子モジュールが固定されていることが好ましい。 In the light emitting element module of the present invention, a plurality of light emitting element modules are connected by abutting the bent portions provided on the light emitting element mounting enamel substrate, and each light emitting element module is provided by a fixing structure provided on each bent portion. Is preferably fixed.
また本発明は、本発明に係る前記発光素子モジュールを有する照明装置、表示装置及び交通信号機を提供する。 Moreover, this invention provides the illuminating device, display apparatus, and traffic signal apparatus which have the said light emitting element module based on this invention.
本発明の発光素子実装用ホーロー基板は、基板の一辺以上に折り曲げ部を設けたものなので、平板状をなす基板と比べて剛性を高めることができ、ホーロー層の焼き付けなど、基板製造時の焼成処理による基板の反り発生度合を低減することができ、発光素子実装位置が平坦になって、発光素子の実装性や実装信頼度を向上させることができる。
本発明の発光素子モジュールは、剛性の高い本発明の発光素子実装用ホーロー基板に発光素子を実装してなるものなので、剛性が高く、発光素子の接続信頼性が高く、しかも安価な発光素子モジュールを提供することができる。
また、折り曲げ部を他の発光素子モジュールとの連結部として用いることにより、多数の発光素子モジュールを差込用端子などを用いずに簡単に連結することができるので、複数の発光素子モジュールの組合せ時に、電極用の電線の取り付けや、ホーロー基板への電源供給用電線を取り付ける工数などが削減でき、作業性が改善され、所望の面積の発光素子モジュールを簡単に、低価格で提供することができる。
また、差込型端子を用いた場合に必要であったモジュール同士の間隔を実質的に無くすことが可能となり、発光素子の実装密度を向上することができ、容易に光点を均等に配置できるので、高品質の光源を提供することができる。
また、複数の発光素子モジュールを組合せる際に、実装面の発光素子の高さを揃えることができ、平面状の大面積の発光体を構成することができる。
Since the enamel substrate for mounting a light emitting element of the present invention is provided with a bent portion on one or more sides of the substrate, the rigidity can be increased as compared with a substrate having a flat plate shape. The degree of occurrence of substrate warpage due to processing can be reduced, the light emitting element mounting position can be flattened, and the mountability and mounting reliability of the light emitting element can be improved.
Since the light emitting device module of the present invention is formed by mounting the light emitting device on the light emitting device mounting hollow substrate of the present invention having high rigidity, the light emitting device module has high rigidity, high connection reliability of the light emitting device, and is inexpensive. Can be provided.
Further, by using the bent portion as a connecting portion with other light emitting element modules, a large number of light emitting element modules can be easily connected without using a terminal for insertion, etc. Sometimes it is possible to reduce the number of man-hours for attaching the electrode wires and the power supply wires to the enamel substrate, improving the workability, and providing a light-emitting element module with a desired area easily and at low cost. it can.
Further, it is possible to substantially eliminate the interval between modules required when using the plug-in type terminal, it is possible to improve the mounting density of the light emitting elements, and to easily arrange the light spots evenly. Therefore, a high quality light source can be provided.
Further, when a plurality of light emitting element modules are combined, the height of the light emitting elements on the mounting surface can be made uniform, and a planar large-area light emitter can be configured.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図9は、本発明の一実施形態を示す図であり、図9(a)は発光素子実装用ホーロー基板20Aの平面図、(b)はその左側面図、(c)はその正面図、(d)はその底面図である。本実施形態の発光素子実装用ホーロー基板20Aは、平面視長方形状をなしており、発光素子実装面に多数の反射カップ部21が設けられ、2つの長辺に折り曲げ部23が設けられている。折り曲げ部23の高さは、0.5mm〜0.8mmの範囲内であることが好ましい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 9 is a view showing an embodiment of the present invention, FIG. 9 (a) is a plan view of a light emitting element mounting
本実施形態の発光素子実装用ホーロー基板20Aの基本的な構成は、図2(b)に示す基板1と同様である。すなわち、この発光素子実装用ホーロー基板20Aは、コア金属をホーロー層6で被覆してなり、その発光素子実装面上には、すり鉢状の反射カップ部21が設けられ、またホーロー層上には導電体からなる発光素子駆動用の電気配線部(図示せず)が設けられている。また基板の四隅には取付用貫通穴22が穿設されている。
The basic configuration of the light emitting element mounting
発光素子実装用ホーロー基板20Aに用いるコア金属の材料としては、表面にホーロー層を強固に形成可能な金属であればよく、特に限定されず、例えば低炭素鋼板などが用いられる。また、コア金属を覆っているホーロー層は、ガラス粉末などを焼き付けて形成されている。
The material for the core metal used for the light emitting element mounting
この発光素子実装用ホーロー基板20Aの発光素子実装面に設けられた反射カップ部21は、平坦な底面とスロープ面とからなるすり鉢形状に形成されている。このスロープ面の傾斜角度は30°〜70°程度、好ましくは40°〜60°程度とされる。
The
前述した発光素子実装用ホーロー基板20Aの製造方法の一例を説明する。
まず、コア金属作製用の低炭素鋼板などを用意し、これを長方形状に切り出し、その長辺に折り曲げ加工を施して、高さ0.5mm〜0.8mmの折り曲げ部23を形成する。さらに、機械加工を施して、発光素子実装位置に反射カップ部21を形成し、コア金属を作製する。
次に、前記コア金属を、ガラス粉末を適当な分散媒に分散させた液中に浸漬し、近傍に対向電極を配置し、コア金属と該対向電極間に電圧を印加し、ガラス粉末をコア金属の表面に電着させる。電着後、液中からコア金属を引き上げて乾燥し、加熱炉に入れて所定温度域で加熱し、コア金属の表面にガラス粉末を焼き付けて、薄く均一なホーロー層を形成することで、図9に示す発光素子実装用ホーロー基板20Aが得られる。
An example of the manufacturing method of the light emitting element mounting
First, a low carbon steel plate or the like for preparing a core metal is prepared, cut into a rectangular shape, and subjected to a bending process on the long side to form a
Next, the core metal is immersed in a liquid in which glass powder is dispersed in a suitable dispersion medium, a counter electrode is disposed in the vicinity, a voltage is applied between the core metal and the counter electrode, and the glass powder is cored. Electrodeposit on metal surface. After electrodeposition, the core metal is pulled up from the liquid, dried, placed in a heating furnace and heated in a predetermined temperature range, and the glass powder is baked on the surface of the core metal to form a thin and uniform enamel layer. 9A is obtained.
本実施形態の発光素子実装用ホーロー基板20Aに発光素子を実装し、発光素子モジュールを構成する場合には、図2及び図3に示すように、LEDなどの発光素子を反射カップ部21の底面上に実装し、金線などのワイヤにより電気配線部と電気的に接続する。
When a light-emitting element is mounted on the light-emitting element mounting
この発光素子実装用ホーロー基板20Aに実装される発光素子としてはLEDが好ましい。発光素子モジュールを照明装置に適用する場合、発光素子としては白色LEDが好ましい。この白色LEDとしては、例えば、窒化ガリウム(GaN)系半導体から作られた青色LEDと、青色光により励起されて黄色など青色以外の可視光を発する1種又は2種以上の蛍光体とを組合せた白色LEDなどを用いることが望ましい。なお、前記蛍光体は、基板に実装した発光素子を封止するための図示していない透明樹脂中に混合、分散させて用いることが望ましい。但し、その他の赤色や緑色、あるいはそれ以外の発光色のLEDを用いてもよい。
As the light emitting element mounted on the light emitting element mounting
以下、実施例に基づいて、本発明をより具体的に説明する。 Hereinafter, based on an Example, this invention is demonstrated more concretely.
[実施例1]
図9に示した本発明に係る発光素子実装用ホーロー基板20Aを作製した。
極低炭素鋼板の上面に、すり鉢状の反射カップ部21を、7.5mm間隔で、4×7の格子状に設けた。ただし、この四隅部は、反射カップ部21ではなく、φ2.5mmの貫通穴22とした。
[Example 1]
A
On the upper surface of the ultra-low carbon steel plate, a mortar-shaped
この鋼板の反射カップ部21が表側になるような方向に、鋼板長辺に折り曲げ加工を施して折り曲げ部23を形成し、コア金属を得た。
得られたコア金属の表面に、ガラスを主体とするホーロー材を電着させた。その後、焼き付けてガラスからなるホーロー層を形成するホーロー処理を行った。このホーロー層の膜厚は50〜200μmの範囲に収まるように制御を行った。さらにカップ構造を有する面に、銀ペースト又は銅ペーストを印刷し、焼成して発光素子駆動用の電気配線部を作製し、発光素子実装用ホーロー基板20Aとした。
A bending
A hollow material mainly composed of glass was electrodeposited on the surface of the obtained core metal. Thereafter, enamel treatment was performed to form an enamel layer made of glass. The film thickness of the enamel layer was controlled so as to be in the range of 50 to 200 μm. Further, a silver paste or a copper paste was printed on the surface having the cup structure and baked to produce an electric wiring portion for driving the light emitting element, thereby obtaining a light emitting element mounting
こうして得られた発光素子実装用ホーロー基板20Aの寸法は幅30mm、長さ52.5mm、基板厚み1.2mmであり、折り曲げ部23を含めた基板高さは2mmであった。
The dimensions of the thus obtained light-emitting element mounting
前記発光素子実装用ホーロー基板20Aの反射カップ部21内部に、発光素子としてLEDチップをダイボンド・ワイヤボンドなどの方法で実装し、基板の電気配線部と電気的に接続し、発光素子モジュールを作製した。
An LED chip as a light emitting element is mounted inside the
前記発光素子実装用ホーロー基板20Aの断面2次モーメントは、同じ幅を有する厚み1.2mmの平板状のホーロー基板と比較して、約4.7倍と大幅に剛性が増していた。
The cross-sectional secondary moment of the light emitting element mounting
ホーロー処理工程にて発生する中央部の反りの高さは、前記平板では80μmであり、自動実装機で用いるのは困難であった。
一方、本実施例で作製した基板は、反りが15μm程度であり、約20%まで反りが低減し、自動実装機に適用する場合でも問題のない反り量に抑えることができた。
さらに本基板の総高さが2mmであるため、自動実装機などを用いての実装を行うことも可能であった。さらにこの自動実装機を用いる際に、本基板に設けられている折り曲げ部に対応した溝を自動実装機の搬送系に設けることによって、搬送系への固定を容易に実施することができた。
The height of the warp of the central portion generated in the enamel processing step is 80 μm for the flat plate, and it is difficult to use it with an automatic mounting machine.
On the other hand, the substrate manufactured in this example had a warpage of about 15 μm, the warpage was reduced to about 20%, and even when applied to an automatic mounting machine, it was possible to suppress the warp amount without any problem.
Furthermore, since the total height of the substrate is 2 mm, mounting using an automatic mounting machine or the like was possible. Furthermore, when this automatic mounting machine is used, a groove corresponding to the bent portion provided on the substrate is provided in the conveying system of the automatic mounting machine, so that the fixing to the conveying system can be easily performed.
[実施例2]
図10に示した本発明に係る発光素子実装用ホーロー基板20Bを作製した。さらに該基板に図11に示すように多数の発光素子を実装し、図12に示す発光素子モジュール24を作製した。図10(a)は発光素子実装用ホーロー基板20Bの平面図、(b)はその正面図、(c)はその左正面図、(d)はその右側面図、(e)はその底面図である。また図12(a)は発光素子モジュール24の平面図、(b)はその正面図である。
[Example 2]
A
極低炭素鋼板の上面に、反射カップ部21を7.5mm間隔で、4×7の格子状に設けた。続いてこの鋼板の反射カップ部21が表側になるように、鋼板短辺に折り曲げ加工を施し、折り曲げ部23を形成した。さらに、この折り曲げ部23の両隅に貫通穴22を設けてコア金属を作製した。
On the upper surface of the ultra-low carbon steel plate, the
このコア金属の表面に、ガラスを主体とするホーロー材を電着させ、その後、焼き付けてガラスからなるホーロー層を形成するホーロー処理を行った。このホーロー層の膜厚は50〜200μmの範囲に収まるように制御を行った。 An enamel material mainly composed of glass was electrodeposited on the surface of the core metal, and then enamel treatment was performed to form an enamel layer made of glass by baking. The film thickness of the enamel layer was controlled so as to be in the range of 50 to 200 μm.
電着は、配置された電極の法線方向に平行な面は、ガラス被覆が付きにくい傾向があるため、本実施例においては、折り曲げ部にも均一に電着がなされるように、カップを有する面の法線方向だけでなく、折り曲げ面の法線方向にも電極を設けて電着を行った。
なお、この方式を用いて電着を行った場合でも、折り曲げ部のガラス被覆の厚みが十分であるかが懸念されるが、1000Vの耐電圧試験を実施した結果、被覆の不十分な箇所やピンホールの無いことを確認した。
In the electrodeposition, the surface parallel to the normal direction of the arranged electrode tends to be hard to be covered with glass. Therefore, in this embodiment, the cup is attached so that the electrodeposition is evenly applied to the bent portion. Electrodeposition was performed by providing electrodes not only in the normal direction of the surface to be provided but also in the normal direction of the bent surface.
In addition, even when electrodeposition is performed using this method, there is a concern that the thickness of the glass coating at the bent portion is sufficient, but as a result of conducting a 1000 V withstand voltage test, It was confirmed that there was no pinhole.
こうして得られたホーロー基板の寸法は、幅30mm、長さ52.5mm、基板厚み1.2mm、折り曲げ部23を含めた基板全体の高さが6.2mmであった。また基板の両短辺に設けた折り曲げ部23には、φ2.6mmの貫通穴22を2つずつ設けた。この折り曲げ部23及び貫通穴22の配置は、左右非対称とした。
The dimensions of the enamel substrate thus obtained were 30 mm in width, 52.5 mm in length, 1.2 mm in substrate thickness, and the height of the entire substrate including the
このホーロー基板の上面側に、LEDチップを駆動することができるような電気配線部を形成し、図10に示す発光素子実装用ホーロー基板20Bを作製した。さらに折り曲げ部23に設けられている貫通穴22の周囲にも、回路パターンを形成した。この回路パターンと上面側に設けられている電気配線部とを電気的に接続した。この配線によって折り曲げ部AとC、BとDが、それぞれ同電位となるように図11のような回路を構成した。
An electric wiring part capable of driving the LED chip was formed on the upper surface side of this enamel substrate, and a light emitting element mounting
次に、前記発光素子実装用ホーロー基板20Bの反射カップ部22内部にLEDチップをダイボンド・ワイヤボンドなどの方法で実装し、基板の電気配線部と電気的に接続し、発光素子モジュール24を作製した。
Next, an LED chip is mounted inside the
こうして得られた発光素子モジュール24は、図12に示すように折り曲げ部23のAの位置に陽極、Bの位置に陰極を接続し、反射カップ部21内に実装したLEDチップを動作させることができた。電源供給用電線26とモジュールとの接続は、図12(b)に示すように、丸型接続端子や先開型接続端子などの接続端子25を用いた。
In the light emitting
さらに、同じ発光素子モジュール24を用意し、図13に示すように、一方の発光素子モジュール24の短辺の折り曲げ部23の面C,Dと、他方の発光素子モジュール24の折り曲げ部23の面A’,B’を面合わせさせる。その折り曲げ部23に穿設したφ2.6mmの貫通穴22に、M2.5のなべネジ27を通し、ナット28を締めつけて、面CDと面A’B’との2面を図13に示すように締結することで、一方のモジュールと他方のモジュールとが電気的に接続され、一方のモジュールを駆動している電源によって同時に他方のモジュールの駆動を行うことができる。2台のLEDモジュールが連結した状態で、LEDの光点は7.5mmのピッチを保っており、発光面全体で均一な発光を行うことができた。
Further, the same light emitting
また、この連結方法は、2個連結のみに限定されず、図14のように電源部の容量に応じて3個、4個・・と連結数を増やしていくことができる。図14(a)は発光素子モジュール24を2台連結した状態の平面図、(b)はその正面図、(c)は発光素子モジュール24を3台連結した状態の平面図、(d)はその正面図である。
Further, this connection method is not limited to only two connections, but the number of connections can be increased to 3, 4,... According to the capacity of the power supply unit as shown in FIG. 14A is a plan view of a state in which two light emitting
本実施例では、位置合わせ性などを重視して、貫通穴になべネジ27を通し、ナット28を締めつけての固定方法としたが、この面合わせになった箇所で面的な接触を採れる方式、例えば、クランプなどでの挟み込みを行って固定してもよい。曲げ部の高さが5mm確保されているため、この種の部材の提携や外部ケースへの固定などに広く使用されているM2.5のスペーサを用いることができる。
また本実施例においては、モジュールの折り曲げ部AとB、CとDが非対称になっているため、誤接続を行おうとした場合に、2つのモジュールの位置がずれてしまうので、誤接続による不点灯を防止することができる。
本実施例で用いた方式に限らず、突起等を設けて逆側の接続を防止する構造を有していることが望ましい。
In this embodiment, the emphasis is placed on the position alignment and the like, and the fixing method is such that the
In this embodiment, the bent portions A and B, and C and D of the module are asymmetrical. Therefore, when an incorrect connection is attempted, the positions of the two modules are shifted. Lighting can be prevented.
In addition to the method used in this embodiment, it is desirable to have a structure in which protrusions and the like are provided to prevent connection on the opposite side.
[実施例3]
図15に示した本発明に係る発光素子モジュール24を作製した。図15(a)は発光素子モジュール24の平面図、(b)はその正面図、(c)はその左正面図、(d)はその右側面図、(e)はその底面図である。
極低炭素鋼板の上面に、反射カップ部21を7.5mm間隔で、2×7の格子状に設けた。続いてこの鋼板の反射カップ部21が表側になるように、鋼板短辺に折り曲げ加工を施し、折り曲げ部23を形成し、コア金属を作製した。
次いで、このコア金属に、実施例2と同様にホーロー処理を行って、ホーロー基板を作製した。
[Example 3]
A light emitting
On the upper surface of the ultra-low carbon steel plate, the
Next, the core metal was subjected to enamel treatment in the same manner as in Example 2 to produce an enamel substrate.
こうして得たホーロー基板の寸法は、幅15mm、長さ52.5mm、基板厚み1.2mm、折り曲げ部23を含めた基板全体の高さが6.2mmであった。また基板の両短辺に設けられている折り曲げ部23の中央部に、φ2.6mmの貫通穴22を1つずつ設けた。
The dimensions of the hollow substrate thus obtained were 15 mm in width, 52.5 mm in length, 1.2 mm in substrate thickness, and the height of the entire substrate including the
このホーロー基板の上面側に、LEDチップを駆動することができるような電気配線部を作製し、発光素子実装用ホーロー基板とした。さらに折り曲げ部23に設けられている貫通穴22の周囲にも、回路パターンを作製する。この回路パターンと上面側に設けられている基板パターンとは電気的に接続している。
On the upper surface side of the enamel substrate, an electric wiring part capable of driving the LED chip was produced to obtain a light emitting element mounting enamel substrate. Further, a circuit pattern is also produced around the through
次に、発光素子実装用ホーロー基板の反射カップ部21内部に、LEDチップをダイボンド・ワイヤボンドなどの方法で実装し、基板の電気配線部と電気的に接続し、発光素子モジュールを作製した。このときの電気回路は、図16に示すように構成した。
Next, an LED chip was mounted by a method such as die bonding or wire bonding inside the
こうして作製した発光素子モジュール24は、折り曲げ部Aの位置に陽極、折り曲げ部Bの位置に陰極を接続することで、反射カップ部21に実装したLEDチップを動作させることができた。
In the light emitting
さらに、同じ発光素子モジュール24を用意し、図17に示すように一方のモジュールの折り曲げ部Bと、他方のモジュールの折り曲げ部A’を面合わせに並べる。その折り曲げ部に穿設された貫通穴にボルトを通してナットで締結するような締結を行うことで、一方のモジュールと他方のモジュールを電気的且つ機械的に接続することが可能であり、一方のモジュールの折り曲げ部23の面Aと他方のモジュールの折り曲げ部23の面B’とに電源を接続することで、2台の発光素子モジュール24を同時に駆動させることができる。
Further, the same light emitting
連結した状態で、LEDの光点は一方の発光素子モジュール24と他方の発光素子モジュール24との接続部で7.5mmのピッチが狂うことなく連続しており、発光面全体で均一な発光を行うことができた。
In the connected state, the light spot of the LED is continuous at 7.5 mm pitch at the connecting portion between one light emitting
また、この連結方法は、2個連結に限定されず、電源部の定格電圧値に応じて3個、4個・・と連結数を増やしていくことができる。
さらにこのモジュールの連結方法を用いた場合には、図18に示すように、折り曲げ部23の貫通穴22の中心を通る法線を軸として、各モジュールの発光方向を回転させることが可能であるため、様々な方向に光を照射させることが可能となる。
Further, this connection method is not limited to two connection, and the number of connections can be increased to three, four,... According to the rated voltage value of the power supply unit.
Further, when this module connection method is used, as shown in FIG. 18, the light emission direction of each module can be rotated around the normal passing through the center of the through
なお、実施例2や実施例3では採用していないが、これらの実施例においても実施例1と同様に、長辺部に折り曲げを与えることで、曲げ剛性の高いモジュールを作製することも可能である。 Although not adopted in Example 2 and Example 3, in these Examples as well as Example 1, it is possible to produce a module having high bending rigidity by bending the long side portion. It is.
20A,20B…発光素子実装用ホーロー基板、21…反射カップ部、22…貫通穴、23…折り曲げ部、24…発光素子モジュール、25…接続端子、26…電源供給用電線、27…なべネジ、28…ナット。
20A, 20B ... Light-emitting element mounting hollow substrate, 21 ... Reflecting cup part, 22 ... Through hole, 23 ... Bending part, 24 ... Light-emitting element module, 25 ... Connection terminal, 26 ... Power supply wire, 27 ... Pan screw, 28 ... Nut.
Claims (13)
A traffic signal having the light emitting element module according to claim 9.
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