JP2010109321A - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発光装置1において、所定方向に並べられた複数の発光素子と、各発光素子を上面に搭載し下面に放熱パターンが形成されるセラミック基板と、セラミック基板の上面にて各発光素子を一括して封止する封止部と、各発光素子へ電力を供給するための線状のフレキシブル基板31と、を有する線状光源部3と、セラミック基板の放熱パターンが接続材を介して又は接続材を介さずに端面に接続され、フレキシブル基板31が当該端面に沿って配置される放熱板41と、を備え、フレキシブル基板31は、放熱パターン及び放熱板41の接続を許容する孔部を有するようにした。
【選択図】図1
Description
図2に示すように、放熱部4は、金属からなり板面を左右に向けた放熱板41と、金属からなる一対の反射板42と、を有している。放熱板41の上面端面と前後端面によって形成される角部は、湾曲形成された面取り部41bを有している。各反射板42は、放熱板41の左右方向外側に配置され、リベット6により放熱板41と重なった状態で固定される。放熱板41にはリベット6が挿通する挿通孔41aが、各反射板42には、リベット6が挿通する挿通孔42cが、それぞれ形成されている。本実施形態においては、リベット6は、放熱板41及び反射板42を打ち抜くと同時に締結される打込み型のリベットである。尚、リベット6は、中空型、ブラインド型、ロールアップ型等であってもよい。線状光源部3は、放熱板41と左右方向寸法が同じである。
図3に示すように、線状光源部3は、前後方向へ延びる放熱板41の端面に沿って配置されるフレキシブル基板31と、フレキシブル基板31の上面に一列に実装される複数のガラス封止LED2と、を有している。本実施形態においては、計8つのガラス封止LED2が電気的に直列に実装されている。各ガラス封止LED2は、それぞれ、セラミック基板21上に3つのLED素子22が前後方向に並んで搭載され、各LED素子22が電気的に直列に接続されている。各LED素子22は、順方向が4.0V、順電流が100mAの場合に、ピーク波長が460nmの光を発する。この線状光源部3は、計24個のLED素子22が直列に接続されていることから、家庭用のAC100Vの電源を利用すると、各LED素子22に約4.0Vの順方向電圧が印加され、各LED素子22が所期の動作をするようになっている。
図4に示すように、ガラス封止LED2は、フリップチップ型のGaN系半導体材料からなるLED素子22と、LED素子22を搭載するセラミック基板21と、セラミック基板21に形成されLED素子22へ電力へ供給するための回路パターン24と、LED素子22をセラミック基板21上にて封止するガラス封止部23と、を備えている。
図5に示すように、セラミック基板21は、上面パターン24aが複数のLED素子22を電気的に直列に接続するよう形成されている。本実施形態においては、上面パターン24aは、セラミック基板21の長手方向両端で、ビアパターン24cと接続される。上面パターン24aは、セラミック基板21の幅方向一方で所定のLED素子22のp電極と接続され、セラミック基板21の幅方向他方で当該LED素子22と隣接するLED素子22のn電極と接続される。従って、上面パターン24aは、各LED素子22間で、セラミック基板21の長手方向に対して幅方向に傾斜して斜めに形成されている。
図6に示すように、放熱部4の放熱板41は左右方向寸法がフレキシブル基板31と同じであり、フレキシブル基板31及び放熱板41の左右側面は面一となっている。具体的に、放熱板41の厚さは1.2mmである。フレキシブル基板31と放熱板41との間には何も介在しておらず、フレキシブル基板31は放熱板41に対して非拘束となっている。本実施形態においては、放熱板41は銅により形成される。
図7に示すように、各側壁5aの一部を左右内側へ曲げることにより、各側壁5aと放熱部4とを接続する複数の支持部5bが形成される。各支持部5bは、側壁5aから左右内側へ延びる延在部5b1と、延在部5b1の先端から前後方向外側へ延びる当接部5b2と、を有する。本実施形態においては、1つの側壁5aに前後方向に間隔をおいて計4つの支持部5bが形成され、前後中央より前側に位置する2つの支持部5bの当接部5b2が前方へ延び、前後中央より後側に位置する2つの支持部5bの当接部5b2が後方へ延びている。また、各支持部5bは、2つのガラス封止LED2あたり1つ設けられており、前後方向についてガラス封止LED2の中間にて放熱部4と接続されている。
図8に示すように、各支持部5bは、反射板42の固定部42aよりも上下に短く形成され、固定部42aの上下中央側にて放熱部4を支持する。また、各側壁5aには支持部5bの形成に伴って通気口5cが形成される。各通気口5cは、上下に延びる矩形状に形成される。
図9に示すように、フレキシブル基板31を作製するにあたっては、長尺なフレキシブル基板31を幅方向に複数並べられた基板シート50を作製しておき、基板シート50を裁断して複数のフレキシブル基板31を一括して作製する。基板シート50は平面視にて長方形状であり、4つの角部に孔51がそれぞれ形成されている。図9では、基板シート50の内側に、各フレキシブル基板31の長手方向へ延びる複数の切り込み52が並んで形成されている。各切り込み52により、各フレキシブル基板31が互いに幅方向に分割される。尚、図9に示す状態では、各フレキシブル基板31は未だ長手方向両端にて接続されている。
これに対し、本実施形態のようなガラス封止であれば、光や熱に対して劣化がなく、また熱膨張率がLED素子22と比較的近い値であるため、電気的断線が生じない。尚、ガラスは、アルコキシドを出発原料として形成されるゾルゲルガラスに限定されず、例えば、低融点のガラスであってもよい。
図16に示すように、BTレジンは、400nm以下で反射率が急激に低下するが、400nm以上では比較的高い反射率を有している。ポリイミドは、500nm以下で比較的反射率が低く、500nm以上でもBTレジン及び液晶ポリマーより反射率が低くなっている。液晶パリマーは、概ね、BTレジンとポリイミドの中間の反射率であり、400nm以下の領域ではBTレジンよりも高い反射率を有している。
発光装置401は、直方体状の銅からなる放熱部404に、フレキシブル基板431が載置され、ガラス封止LED402がフレキシブル基板431及び放熱部404に実装されている。この発光装置401においては、24のLED素子22が一方向に並んで搭載されている長尺なガラス封止LED402が用いられる。そして、3つのガラス封止LED402が長手方向に並べられ、線状光源部403をなしている。
図21に示すように、フレキシブル基板431に、スクリーン印刷等により第1のはんだ材335を塗布しておき、放熱部404の第1溝441及び第2溝442に嵌め込む。これにより、フレキシブル基板431が放熱部404に対して位置決めされる。そして、図22に示すように、フレキシブル基板431の挿通孔434を挿通している放熱部404の島部443に、ディスペンサにより第2のはんだ材336を塗布する。この後、ガラス封止LED402を放熱部404及びフレキシブル基板431上に載置し、リフロー炉にて第1のはんだ材335及び第2のはんだ材336を溶融固化させて、ガラス封止LED402を実装する。
2 ガラス封止LED
3 線上光源部
4 放熱部
5 ケース
5a 側壁
5b 支持部
5b1 延在部
5b2 当接部
5c 通気口
5d 底壁
5e 支持部
6 リベット
21 セラミック基板
22 LED素子
23 ガラス封止部
23a 蛍光体
23b 傾斜面
24 回路パターン
24a 上面パターン
24b 電極パターン
24c ビアパターン
25 バンプ
26 放熱パターン
31 フレキシブル基板
32 絶縁層
32a 実装用露出部
32b 接続用露出部
33 回路パターン層
34 挿通孔
35 第1のはんだ材
36 第2のはんだ材
41 放熱板
41a 挿通孔
41b 面取り部
42 反射板
42a 固定部
42b 反射鏡部
42c 挿通孔
50 基板シート
51 孔
52 切り込み
101 発光装置
105 ケース
105d 底壁
109 ねじ
121 セラミック基板
121a 凸部
141 放熱板
141a 凸部
201 発光装置
205 ケース
205d 底壁
208 ばね材
282 固定端
283 当接端
284 第1傾斜部
285 第2傾斜部
301 発光装置
302 ガラス封止LED
303 線状光源部
304 放熱部
341 放熱板
342 反射部
343 フィン
331 フレキシブル基板
339 幅広部
401 発光装置
402 ガラス封止LED
403 線状光源部
404 放熱部
431 フレキシブル基板
434 挿通孔
435 第1のはんだ材
436 第2のはんだ材
437 線状部
438 突出部
441 第1溝
442 第2溝
443 島部
Claims (9)
- 所定方向に並べられた複数の発光素子と、前記各発光素子を上面に搭載し下面に放熱パターンが形成されるセラミック基板と、前記セラミック基板の前記上面にて前記各発光素子を一括して封止する封止部と、前記各発光素子へ電力を供給するための線状のフレキシブル基板と、を有する線状光源部と、
前記セラミック基板の前記放熱パターンが接続材を介して又は接続材を介さずに端面に接続され、前記フレキシブル基板が当該端面に沿って配置される放熱板と、を備え、
前記フレキシブル基板は、前記放熱パターン及び前記放熱板の接続を許容する孔部を有する発光装置。 - 前記フレキシブル基板は、前記放熱板に対して非拘束である請求項1に記載の発光装置。
- 前記封止部は、ガラスからなる請求項2に記載の発光装置。
- 前記セラミック基板の下面には電極パターンが形成され、
前記セラミック基板と前記電極パターンと前記フレキシブル基板の回路パターンとは、第1の接続材を介して接続され、
前記セラミック基板の前記放熱パターンと前記放熱板とは、第2の接続材を介して接続される請求項3に記載の発光装置。 - 前記第1の接続材は、前記第2の接続材よりも融点が高い請求項4に記載の発光装置。
- 前記放熱板は、前記放熱パターンと接続される凸部を有し、
前記フレキシブル基板の前記孔部は、前記放熱板の前記凸部と嵌合する請求項5に記載の発光装置。 - 請求項4から6のいずれか1項に記載の発光装置の製造方法であって、
前記フレキシブル基板の前記回路パターンに前記第1の接続材をスクリーン印刷により塗布し、
前記放熱板に前記第2の接続材をディスペンサにより塗布する発光装置の製造方法。 - 請求項4に記載の発光装置の製造方法であって、
前記フレキシブル基板の前記回路パターンに前記第1の接続材をスクリーン印刷により塗布し、
前記放熱板に前記第2の接続材をディスペンサにより塗布し、
前記各発光素子を、前記第1の接続材及び前記第2の接続材を溶融固化して、前記フレキシブル基板及び前記放熱板に同時に実装する発光装置の製造方法。 - 請求項4または5に記載の発光装置の製造方法であって、
前記フレキシブル基板の前記回路パターンに前記第1の接続材をスクリーン印刷により塗布した後、前記各発光素子を前記フレキシブル基板に前記第1の接続材を溶融固化して実装し、
前記放熱板に前記第2の接続材をディスペンサにより塗布し、
前記フレキシブル基板に実装された前記各発光素子を、前記第2の接続材が塗布された前記放熱板に、前記第2の接続材を溶融固化して実装する発光装置の製造方法。
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