JP2009283832A - Ｌｅｄランプ - Google Patents

Abstract

【課題】より放熱しやすい構造を備えたＬＥＤランプを提供する。
【解決手段】本発明によって提供されるＬＥＤランプＡ１は、基板１０と、基板１０の表面に形成された第１の金属配線層１１と、基板１０の表面に形成され、第１の金属配線層１１と離間する第２の金属配線層１２と、第１の金属配線層１１に固定されたリード３２にダイボンディングされた発光ダイオード３１と、を備えており、第１の金属配線層１１を覆う第１の保護層２１と、第２の金属配線層１２を覆う第２の保護層２２と、を有しており、第１の保護層２１がハンダによって形成されていることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）を光源とし、蛍光灯の代替として用いることができるＬＥＤランプに関する。

図５は、従来のＬＥＤランプの一例を断面図で示している（たとえば特許文献１参照）。同図に示されたＬＥＤランプＸは、長矩形状の基板９１と、基板９１上に搭載された複数のＬＥＤ９２と、基板９１を収容する管９３と、端子９４と、を備えている。基板９１の表面には、複数のＬＥＤ９２および端子９４に接続される図示しない配線パターンと、上記配線パターンを覆って保護する樹脂製の保護層と、が形成されている。このＬＥＤランプＸは、端子９４を一般用蛍光灯照明器具のソケットの差込口に嵌合させることにより、複数のＬＥＤ９２を発光させることができるように構成されている。

なお、一般用蛍光灯照明器具とは、主に屋内の一般照明に広く用いられる照明器具であり、たとえば日本国内においては、商用１００Ｖ電源を用い、ＪＩＳ Ｃ７６１７に定められた直管形蛍光ランプまたはＪＩＳ Ｃ７６１８に定められた環形蛍光ランプが取り付けられる照明器具をいう。

しかしながら、ＬＥＤランプＸでは、基板９１の表面が比較的熱を伝えにくい樹脂製の保護層に覆われた構成となっているため、複数のＬＥＤ９２の発光時に生じる熱を十分に外部へ排出することが困難であった。このため、基板９１およびＬＥＤ９２の温度が不当に上昇し、基板９１の表面の配線パターンおよびＬＥＤ９２が破損するおそれがあった。

実開平６−５４１０３号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、より放熱しやすい構造を備えたＬＥＤランプを提供することをその課題としている。

本発明によって提供されるＬＥＤランプは、基板と、上記基板の表面に形成された第１の金属配線層と、上記基板の表面に形成され、上記第１の金属配線層と離間する第２の金属配線層と、上記第１の金属配線層に固定されたリードにダイボンディングされた発光ダイオードと、を備えたＬＥＤランプであって、上記第１の金属配線層を覆う第１の保護層と、上記第２の金属配線層を覆う第２の保護層と、を有しており、上記第１の保護層がハンダによって形成されていることを特徴とする。

このような構成によれば、上記発光ダイオードから生じる熱は、上記第１の金属配線層を通して上記第１の保護層に伝わり外気に放出される。上記第１の保護層が、樹脂などに比べて熱を伝えやすいハンダで形成されているため、上記ＬＥＤランプは、より放熱しやすい構造を備えている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記基板の裏面に上記第１の金属配線層と導通する裏面金属層と、上記裏面金属層を保護するための裏面保護層と、を備えており、上記裏面保護層がハンダによって形成されている。このような構造によれば、上記発光ダイオードから生じる熱の一部は、上記第１の金属配線層から上記裏面金属層を通して上記裏面保護層に伝わり、上記裏面保護層から外気に放熱される。このため、上記ＬＥＤランプは、より放熱しやすい構造を備えている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記基板には厚み方向に貫通する複数の貫通孔が形成されており、上記貫通孔の内面には、上記第１の金属配線層および上記裏面金属層の双方に接続された内面金属層が形成されている。このような構成によれば、上記第１の金属配線層から上記裏面金属層に好ましく熱が伝えられる。このため、上記ＬＥＤランプは、より放熱しやすい構造を備えている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２の保護層が、ハンダによって形成されており、上記第１の保護層と絶縁されている。このような構成によれば、上記第２の保護層がより熱を放出しやすくなるため、上記ＬＥＤランプは、より放熱しやすい構造を備えている。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、本発明にかかるＬＥＤランプの第１実施形態を平面図で示しており、図２には図１のII-II線に沿う断面図を示している。図１および図２に示すＬＥＤランプＡ１は、基板１０、第１の保護層２１、第２の保護層２２、ＬＥＤモジュール３０、キャップ４０、および、端子５０を備えている。このＬＥＤランプＡ１は、図示しない円筒形のケースに収容され、たとえば蛍光灯の代替として、一般用蛍光灯照明器具に取り付けられて用いられる。

基板１０は、たとえばガラスエポキシ製の絶縁基板であり、長矩形状に形成されている。基板１０の表面には、第１の金属配線層１１と、第１の金属配線層１１と離間する第２の金属配線層１２とが形成されている。第１の金属配線層１１は、基板１０の幅方向における一方側に形成されており、第２の金属配線層１２は、基板１０の幅方向における他方側に形成されている。第１の金属配線層１１および第２の金属配線層１２は、厚さ１８μｍ〜７０μｍであり、たとえばＣｕによって形成されている。

第１の保護層２１は、第１の金属配線層１１を保護するために、第１の金属配線層１１に積層されており、基板１０の幅方向における一方側を覆うように形成されている。第１の保護層２１は、たとえば厚さ０．５ｍｍであり、ハンダによって形成されている。第１の保護層２１の形成は、たとえばハンダ印刷によって行われる。なお、本実施形態におけるハンダは、たとえばＳｎ，ＡｇおよびＣｕを主成分とする合金である。

第２の保護層２２は、第２の金属配線層１２を保護するために、第２の金属配線層１２に積層されており、基板１０の幅方向における他方側を覆うように形成されている。第２の保護層２２は、厚さ１８μｍであり、たとえば樹脂によって形成されている。

ＬＥＤモジュール３０は、ＬＥＤ３１、互いに離間する金属製のリード３２，３３、ワイヤ３４、および、樹脂パッケージ３５を備えて構成されている。ＬＥＤモジュール３０は、基板１０の長手方向に沿って並ぶように複数個配置されている。各ＬＥＤモジュール３０は、ＬＥＤ３１の主出射方向が基板１０と直交する方向を向くように設置されている。

ＬＥＤ３１は、たとえばｎ型半導体層およびｐ型半導体層と、これらに挟まれた活性層とが積層された構造とされている。ＬＥＤ３１は、たとえばＡｌＧａＩｎＰ系半導体からなる場合、青色光を発光可能である。ＬＥＤ３１は、リード３２にダイボンディングされている。さらに、ＬＥＤ３１の上面は、ワイヤ３４を介してリード３３に接続されている。リード３２は第１の金属配線層１１に接続固定されており、リード３３は第２の金属配線層１２に接続固定されている。

樹脂パッケージ３５は、ＬＥＤ３１およびワイヤ３４を保護するためのものである。樹脂パッケージ３５は、ＬＥＤ３１からの光に対して透光性を有するたとえばエポキシ樹脂を用いて形成されている。また、樹脂パッケージ３５に、青色光によって励起されることにより黄色光を発する蛍光材料を混入すれば、ＬＥＤモジュール３０から白色光を出射させることが可能となる。

キャップ４０は、基板１０の長手方向の両端に接続されており、端子５０を保持している。各キャップ４０に保持される端子５０は、それぞれ第１の金属配線層１１または第２の金属配線層１２のいずれかと導通している。各端子５０を一般用蛍光灯照明器具のソケットの差込口に嵌合させることにより、複数のＬＥＤモジュール３０に電力を供給し、ＬＥＤ３１を発光させることができる。

次に、ＬＥＤランプＡ１の作用について説明する。

本実施形態によれば、第１の保護層２１は、ハンダによって形成されているため、従来の樹脂製の保護層に比べて放熱しやすくなっている。このため、ＬＥＤランプＡ１を点灯した際にＬＥＤ３１が発生させる熱は、リード３２および第１の金属配線層１１を通して第１の保護層２１に伝わり、第１の保護層２１の表面から外気に放出される。したがって、ＬＥＤランプＡ１は、より放熱しやすい構造を備えており、基板１０およびＬＥＤモジュール３０の温度上昇を抑えることができるため、故障しにくく、安定した照明を供給することが可能である。

図３は、本発明にかかるＬＥＤランプの第２実施形態を断面図で示している。図３に示すＬＥＤランプＡ２は、ＬＥＤランプＡ１と同様の構成に加えて、基板１０の裏面を覆う裏面金属層１３と、スルーホール１４と、スルーホール１４の内面を覆う内面金属層１５と、裏面金属層１３を保護するための裏面保護層２３と、を備えている。

スルーホール１４は、基板１０の長手方向において複数設けられている。各スルーホール１４は、基板１０の幅方向の一方側に、基板１０を厚み方向に沿って貫通するように形成されている。各スルーホール１４の内面を覆うように形成された内面金属層１５は、第１の金属配線層１１および裏面金属層１３に接続されている。

裏面金属層１３および内面金属層１５は、第１の金属配線層１１および第２の金属配線層１２と同様にＣｕによって形成されている。裏面保護層２３は、たとえば厚さ０．５ｍｍであり、第１の保護層２１と同様にハンダによって形成されている。

このようなＬＥＤランプＡ２においては、基板１０よりも裏面保護層２３のほうが熱を通しやすいため、ＬＥＤ３１が発した熱の一部は、第１の金属配線層１１、内面金属層１５および裏面金属層１３を通って裏面保護層２３に伝わり、外気へ放出される。このため、ＬＥＤランプＡ２は、ＬＥＤランプＡ１よりもさらに放熱しやすい構造を備えている。したがって、ＬＥＤランプＡ２は、基板１０およびＬＥＤモジュール３０の温度上昇をより抑えることが可能であるため、故障しにくく安定した照明を供給することが可能である。

図４は、本発明にかかるＬＥＤランプの第３実施形態を断面図で示している。図４に示すＬＥＤランプＡ３では、第２の保護層２２が第１の保護層２１と同様にハンダによって形成されており、その他の構成はＬＥＤランプＡ２と同様となっている。

ＬＥＤランプＡ３における第２の保護層２２は、第１の金属配線層１１および第１の保護層２１と絶縁されるように、第１の保護層２１と離間する位置に形成されている。また、第２の保護層２２の厚さは０．５ｍｍとなっている。

ＬＥＤランプＡ３では、ＬＥＤ３１が発した熱の一部がワイヤ３４、リード３３、および第２の金属配線層１２を通して、第２の保護層２２に伝わり、第２の保護層２２の表面から外気に放熱される。このため、ＬＥＤランプＡ３は、ＬＥＤランプＡ２よりもさらに放熱しやすい構造を備えている。したがって、ＬＥＤランプＡ３は、基板１０およびＬＥＤモジュール３０の温度上昇をより抑えることが可能であるため、故障しにくく安定した照明を供給することが可能である。

本発明にかかるＬＥＤランプは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明にかかるＬＥＤランプの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。上記実施形態では、基板が長矩形状となっているが、たとえば環形の基板を用いた場合にも、本発明は実施可能である。また、第１の保護層２１、第２の保護層２２、および、裏面保護層２３の厚さは、基板１０のサイズに応じて適宜変更可能である。

本発明にかかるＬＥＤランプの第１実施形態を示す平面図である。 図１のII-II線に沿う断面図である。 本発明にかかるＬＥＤランプの第２実施形態を示す断面図である。 本発明にかかるＬＥＤランプの第３実施形態を示す断面図である。 従来のＬＥＤランプの一例を示す断面図である。

符号の説明

Ａ１，Ａ２，Ａ３ ＬＥＤランプ
１０ 基板
１１ 第１の金属配線層
１２ 第２の金属配線層
１３ 裏面金属層
１４ スルーホール
１５ 内面金属層
２１ 第１の保護層
２２ 第２の保護層
２３ 裏面保護層
３０ ＬＥＤモジュール
３１ ＬＥＤ（発光ダイオード）
３２，３３ リード
３４ ワイヤ
３５ 樹脂パッケージ
４０ キャップ
５０ 端子

Claims (4)

1. 基板と、
   上記基板の表面に形成された第１の金属配線層と、
   上記基板の表面に形成され、上記第１の金属配線層と離間する第２の金属配線層と、
   上記第１の金属配線層に固定されたリードにダイボンディングされた発光ダイオードと、
   を備えたＬＥＤランプであって、
   上記第１の金属配線層を覆う第１の保護層と、上記第２の金属配線層を覆う第２の保護層と、を有しており、
   上記第１の保護層がハンダによって形成されていることを特徴とする、ＬＥＤランプ。
2. 上記基板の裏面に上記第１の金属配線層と導通する裏面金属層と、上記裏面金属層を保護するための裏面保護層と、を備えており、上記裏面保護層がハンダによって形成されている、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
3. 上記基板には厚み方向に貫通する複数の貫通孔が形成されており、上記貫通孔の内面には、上記第１の金属配線層および上記裏面金属層の双方に接続された内面金属層が形成されている、請求項２に記載のＬＥＤランプ。
4. 上記第２の保護層が、ハンダによって形成されており、上記第１の保護層と絶縁されている、請求項１ないし３のいずれかに記載のＬＥＤランプ。

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