JP2010177404A

JP2010177404A - 発光装置用の冷却構造

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Publication number: JP2010177404A
Application number: JP2009017673A
Authority: JP
Inventors: Tomohide Maruoka; 智秀丸岡; Terukiyo Nishii; 照清西井
Original assignee: Shihen Technical Corp
Current assignee: Shihen Technical Corp
Priority date: 2009-01-29
Filing date: 2009-01-29
Publication date: 2010-08-12

Abstract

【課題】一般的なガラスエポキシ等のプリント回路基板に実装される高輝度ＬＥＤからの熱を効率良く放散させることができる冷却構造を提供すること。
【解決手段】高輝度ＬＥＤ１５の放熱部１５ｃｅでプリント回路基板１４の貫通穴１４ｃを覆うように発光手段１５をプリント回路基板１４の上面１４ａに配置し、発光手段１５が発する熱を放散するための放熱板１１をプリント回路基板１４からみて放熱板１１の側に配置する。プリント回路基板１４より厚さが厚い熱伝導性のスペーサー１０を貫通穴１４ｃ内に配置するとともにスペーサー１０の上面１０ａを発光手段１５の放熱部１５ｃｅと放熱板１１の上面１１ａに当接させ、発光手段１５を放熱板１１の方向へ押圧する押圧板１３で発光手段１５とスペーサー１０を挟持固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリント回路基板に実装した発光手段を冷却する発光装置用の冷却構造に関する。

従来、マイコンなどの発熱量の多い電子部品は一般的に、部品表面にヒートシンク等の放熱体を接触させて空気中に熱を放出させるが、ＬＥＤをプリント回路基板に実装した場合、部品表面に放熱体を取り付けることは発光の妨げとなるため、放熱体をプリント回路基板に取り付け、ＬＥＤの発光時に発生した熱をプリント回路基板を介して、放熱体（シャーシやヒートシンク等）に熱伝導させて放熱体から空気中に放熱させている。

そのため、発熱量の多い高輝度ＬＥＤの場合には、プリント回路基板に高い熱伝導性がなければＬＥＤからの熱を十分に放熱させることができない。従って、高輝度ＬＥＤの実装には、アルミニウムやセラミックなどの熱伝導性の高い材質で作られたプリント回路基板を使用するのが一般的である。

また、ＬＥＤからの熱を放熱させる別の方法として、図１６に示すものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

その構成は、プリント回路基板１ａに貫通穴１ｂを設け、金属製の支持部材２に支持突起２ａを形成し、この支持突起２ａの（図１６において）上面に未封入ＬＥＤ発光素子３を配置し、ワイヤボンドで未封入ＬＥＤ発光素子３をプリント回路基板１ａに取り付ける。この方法によれば、ＬＥＤから発した熱を支持部材２から放熱させることができ、未封入ＬＥＤ発光素子３を支持部材２と共にＬＥＤをプリント回路基板１ａから取り除くことができる。

特許３７８３５７２号

しかしながら、高熱伝導性のプリント回路基板を用いる前者の場合、このプリント回路基板へ高輝度ＬＥＤをはんだ付けで実装する際に、プリント回路基板の熱伝導性の高さが災いして、はんだ付けのために加えた熱がプリント回路基板に拡散し、はんだ箇所を十分に加熱することが難しい。これを防止する為には、プリント回路基板全体を高温に保つ必要があり、高輝度ＬＥＤを初めとする実装部品に高い熱負荷を掛けてしまうこととなる。

さらに、このような高熱伝導性のプリント回路基板は、通常のガラスエポキシなどで製造したプリント回路基板よりも高価であるだけでなく，製造に金型が必要となり、製造や変更に要する費用も高額となる。

そのため、一般的なガラスエポキシ等のプリント回路基板が望ましいが、ガラスエポキシ等を材料とした通常のプリント回路基板は熱伝導性が低く放熱効率が良くないため、ＬＥＤからの熱をこのようなプリント回路基板を介して放熱させる従来の冷却方法では、ＬＥＤからの熱を外へ逃がすことができず、高輝度ＬＥＤとその周囲の温度が上昇してその周囲にある電子部品や高輝度ＬＥＤの寿命が著しく低下してしまう問題があった。

また、後者の特許文献１のものによれば、プリント回路基板１ａにＬＥＤ発光素子３を取り付けず、着脱可能な金属製の支持部材２にＬＥＤ発光素子３を直接取り付けるので、プリント回路基板１ａを介さずに放熱させることができ、上記問題が解決されるが、この技術は、樹脂封入されていない未封入のＬＥＤ発光素子３をプリント回路基板１ａにワイヤボンドで取り付けるとともに支持部材２の支持突起２ａに直接取り付けてＬＥＤ発光素子３を冷却するものであるため、パッケージに封入された封入済みの高輝度ＬＥＤの冷却には適用することは出来ない。

また、パッケージに封入された封入済みの高輝度ＬＥＤをプリント回路基板に実装する量産ラインが一般的であるため、この量産ラインに未封入の高輝度ＬＥＤをプリント回路基板に実装するラインを付加することとすると、ダイボンディング、樹脂封入など、通常の基板実装では使用しない設備の追加が必要となり、製造コストが増加してしまう。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、熱伝導率が低い、例えば、一般的なガラスエポキシ等のプリント回路基板に実装される高輝度ＬＥＤから発する熱を効率良く放熱させることができる冷却構造および冷却方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、プリント回路基板と、前記プリント回路基板の一方の面に実装される発光手段とを備え、前記発光手段は、底部に放熱部が形成された本体部と、この本体部の上部に設けられた発光部とを有した発光装置であって、前記発光手段の放熱部の熱を放熱する放熱板を前記プリント回路基板の他方の面の側に配置する発光装置用の冷却構造において、
前記プリント回路基板に貫通穴を形成し、
前記発光手段の放熱部で前記プリント回路基板の貫通穴を覆うように前記発光手段を前記プリント回路基板に実装し、
前記プリント回路基板より厚さが厚い熱伝導性のスペーサーを、前記プリント回路基板の貫通穴内に配置し、
前記発光手段の本体部と前記スペーサーを挟持する挟持手段を設け、
前記発光手段の本体部および前記スペーサーを前記放熱板と前記挟持手段とで挟持してそのスペーサーを前記発光手段の放熱部および前記放熱板の面に当接させたことを特徴とする。

この発明によれば、熱伝導率が低い、例えば、一般的なガラスエポキシ等のプリント回路基板に実装される高輝度ＬＥＤから発する熱を効率良く放熱させることができる。

発光装置と実施例１の冷却構造を示す分解斜視図である。発光装置と実施例１の冷却構造を示す斜視図である。図２のＡ‐Ａ線に沿う発光装置と冷却構造の断面を示す図である。図２のＢ‐Ｂ線に沿う発光装置と冷却構造の断面を示す図である。実施例１の冷却構造の放熱板に接するスペーサーの下面にシリコーンを塗布した他の例の冷却構造を示す図である。実施例１のスペーサーに絶縁性で熱伝導性のシートを設けた例の冷却構造を示す図である。実施例１の図２のＢ−Ｂ線に対応する発光装置と実施例２の冷却構造の断面を示す図である。発光装置と実施例２の他の例の冷却構造の上面を示す図である。図８のＭ−Ｍ線に沿う断面を示す図である。発光装置と実施例２の他の例を示す図である。発光装置と実施例３の冷却構造を示す分解斜視図である。発光装置と実施例３の冷却構造を示す斜視図である。図１２のＣ−Ｃ線に沿う断面を示す。実施例３の冷却構造のシートとして弾性を有したシートを適用し、冷却構造のプリント回路基板を直接ネジ固定した際に生じる物理的な力を示す図である。発光装置と実施例４の冷却構造の断面を示す図である。発光装置と実施例４の他の例の冷却構造の断面を示す図である。発光装置と従来の冷却構造の断面を示す図である。

以下、本発明に係る冷却構造を実現する最良の形態である実施例を図面に基づいて説明する。

まず、本発明に係る実施例１の発光装置用の冷却構造について説明する。

本発明に係る発光装置は、図１および図２に示すように、プリント回路基板１４と、プリント回路基板１４の上面１４ａに取り付けられる高輝度ＬＥＤ（発光手段）１５等とを有している。発光装置には、冷却構造１００が設けられている。
高輝度ＬＥＤ１５は、ＬＥＤ素子を封入した略直方体状に形成された樹脂製の本体部１５ｃと、本体部１５ｃの上面１５ｃａに設けられたレンズ部（発光部）１５ｆとを有している。

高輝度ＬＥＤ１５の本体部１５ｃの両側面１５ｃｃ，１５ｃｄには端子１５ａ，１５ｂがそれぞれ設けられている。端子１５ａ，１５ｂはＬＥＤ素子（図示せず）のアノード，カソードに接続されている。

また、高輝度ＬＥＤ１５の本体部１５ｃの底面（底部）１５ｃｂには、この底面１５ｃｂと面一となるように高輝度ＬＥＤ１５の放熱部１５ｃｅが形成されている。

このプリント回路基板１４には、貫通穴１４ｃと、この貫通穴１４ｃを囲うように複数のネジ穴１４ｆ，・・・が形成されている。この貫通穴１４ｃは、高輝度ＬＥＤ１５の放熱部１５ｃｅと平面視で略同一形状に且つこの放熱部１５ｃｅよりも小さく形成されている。

高輝度ＬＥＤ１５の各端子１５ａ，１５ｂは、プリント回路基板１４の上面１４ａに設けられた端子接続部１４ｅａ，１４ｅｂにそれぞれはんだ付けされており、プリント回路基板１４の貫通穴１４ｃが本体部１５ｃの放熱部１５ｃｅで覆われている。

冷却構造１００は、高輝度ＬＥＤ１５が発する熱を放熱させるための放熱板１１と、プリント回路基板１４より厚さが厚く、熱伝導性に優れた直方体状のスペーサー１０と、押圧板１３と、高輝度ＬＥＤ１５を放熱板１１に固定するための複数のネジ（締結部材）Ｎ，・・・等とを有している。そして、ネジＮと押圧板１３とで挟持手段を構成する。

放熱板１１は、一般的にプリント回路基板１４の放熱に用いられるヒートシンクなどと同質の金属の材料（例えば、アルミニウムなど）からなる。

この放熱板１１には、プリント回路基板１４のネジ穴１４ｆや押圧板１３のネジ穴１３ａに対応する複数のネジ穴１１ｃ，・・・が形成されている。複数のネジ穴１１ｃにはネジＮのネジ部Ｎａが螺合される。

スペーサー１０は、放熱板１１と同質の素材からなり、平面視でプリント回路基板１４の貫通穴１４ｃと略同一の形状に且つ貫通穴１４ｃより小さく形成されている。

スペーサー１０の材質については、上記のものに限られず、成形性があり所定以上の熱伝導率を有しているものであればよい。
また、金属製の押圧板１３には、高輝度ＬＥＤ１５のレンズ部１５ｆと平面視で略同一形状の貫通穴１３ｂと、複数のネジ穴１３ａ，・・・とが形成され、押圧板１３の一方の上面１３ｃは、鏡面仕上げとなっている。

次に、本実施例の冷却構造１００の組み付けを説明する。

先ず、プリント回路基板１４に高輝度ＬＥＤ１５を実装しておく。次に、図１に示すように、スペーサー１０を放熱板１１の上面１１ａの所定位置に配置する。

そして、図４に示すようにプリント回路基板１４の貫通穴１４ｃにスペーサー１０を入れて、プリント回路基板１４を放熱板１１の上に配置する。

この際、プリント回路基板１４のネジ穴１４ｆを放熱板１１のネジ穴１１ｃに一致させる。

この状態では、スペーサー１０の厚さがプリント回路基板１４の厚さより厚いことにより、プリント回路基板１４の下面１４ｂと放熱板１１の上面１１ａとは所定の間隔離間した状態となり、スペーサー１０の上面１０ａが高輝度ＬＥＤ１５の放熱部１５ｃｅに当接する。

そして、押圧板１３の貫通穴１３ｂに高輝度ＬＥＤ１５のレンズ部１５ｆを通してこの押圧板１３を高輝度ＬＥＤ１５の本体部１５ｃの上面１５ｃａに当接させる。これにより、押圧板１３の上面１３ｃから高輝度ＬＥＤ１５のレンズ部１５ｆが突出する。

この際、押圧板１３のネジ穴１３ａがプリント回路基板１４のネジ穴１４ｆおよび放熱板１１のネジ穴１１ｃと平面視で一致させる。

次に、図３に示すように、押圧板１３のネジ穴１３ａ、プリント回路基板１４のネジ穴１４ｆおよび放熱板１１のネジ穴１１ｃにネジＮをそれぞれ通し、このネジＮのネジ部Ｎａを放熱板１１のネジ穴１１ｃに螺合させて各ネジＮを締めていく。

この締め付けにより、高輝度ＬＥＤの本体部１５ｃおよびスペーサー１０が放熱板１１と押圧板１３に挟持されるとともに、スペーサー１０の上面１０ａが高輝度ＬＥＤの放熱部１５ｃｅに、スペーサー１０の下面１０ｂが放熱板１１の上面１１ａに密着し、冷却構造１００の組み付けが完了する。

この組み付けでは、プリント回路基板１４のネジ穴１４ｆにネジＮを通しているだけなので、高輝度ＬＥＤ１５の端子１５ａ，１５ｂのみによってプリント回路基板１４が保持される。

次に、本実施例の冷却構造１００の作用を図３および図４を参照しながら説明する。

高輝度ＬＥＤ１５を点灯させると、高輝度ＬＥＤ１５から熱が発生し、この熱は、その放熱部１５ｃｅからスペーサー１０を介して放熱板１１へと伝わり、この放熱板１１から放熱されていくが、スペーサー１０の上面１０ａと下面１０ｂとが高輝度ＬＥＤ１５の放熱部１５ｃｅと放熱板１１の上面１１ａに密着していることにより、高輝度ＬＥＤ１５で発生した熱が効率良く放熱板１１へ伝わり、このため高輝度ＬＥＤ１５の放熱効率が高まる。

また、高輝度ＬＥＤ１５の熱をスペーサー１０を介して放熱板１１から放熱させるようにしたので、熱伝導性の高いプリント回路基板を用いる必要がなくなり、発熱量が多い高輝度ＬＥＤであっても熱伝導性の低い一般的なガラスエポキシ等のプリント回路基板に実装することができる。

なお、本実施例では、底面に放熱部１５ｃｅが設けられた高輝度ＬＥＤを例に挙げているが、樹脂パッケージに特に放熱部を持たず、端子１５ａ，１５ｂからのみ発熱する高輝度ＬＥＤにおいても、本実施例の冷却構造により樹脂パッケージの底面を冷却して放熱効果を高める事ができる。

また、プリント回路基板１４は、高輝度ＬＥＤ１５の端子１５ａ，１５ｂに保持され、プリント回路基板１４のネジ穴１４ｆにはネジＮが通されているだけなので、ネジＮの締め付けの際に、高輝度ＬＥＤ１５の端子１５ａ，１５ｂのはんだ付け部分を剥がすような物理的な力がプリント回路基板１４に働くことがない。

因みに、押圧板１３を設けずに、放熱板１１から離間した状態でプリント回路基板１４を放熱板１１に直接ネジ止めすると、ネジの頭でプリント基板１４が押さえ込まれて歪んでしまうが、本実施例１では、このような歪みが発生することがなく、プリント回路基板の歪みによって高輝度ＬＥＤ１５や他の電子部品の端子のはんだ付け部分が剥がれたり、端子自体が損傷してしまう問題が生じない。

すなわち、高輝度ＬＥＤ１５の端子１５ａ，１５ｂに物理的なストレスを掛けずにスペーサー１０、プリント回路基板１４および高輝度ＬＥＤ１５を放熱板１１に固定することができる。

加えて、プリント回路基板１４の下面１４ｂが放熱板１１に接していないので、下面１４ｂにもプリント配線を施すことができ、電子部品をプリント回路基板に高密度で実装することができるようになるため、発光装置をより小型化できる。

さらに、押圧板１３の上面１３ｃから高輝度ＬＥＤ１５のレンズ部１５ｆが突出し、この押圧板１３の上面１３ｃが鏡面仕上げとなっているので、レンズ部１５ｆから発光した光がこの押圧板１３により遮られることがなく（図２参照）、しかも、その光を押圧板１３の上面１３ｃで反射させることができ、この結果高輝度ＬＥＤ１５のみかけ上の輝度を上げることができる。
このように、押圧板１３の上面１３ｃで高輝度ＬＥＤ１５の光を反射させているので白色レジストを塗布したプリント回路基板１４で反射させる通常の方法より高い反射率が得られる。
また、押圧板１３の上面１３ｃで光を反射させていることにより、プリント回路基板１４の表面色が問われない事ととなり、プリント回路基板１４に一般的なレジストやシルク印刷を施すことができる。
実施例１では、押圧板１３と放熱板１１でスペーサー１０および高輝度ＬＥＤ１５の本体部１５ｃを挟持したが、スペーサー１０および高輝度ＬＥＤ１５の本体部１５ｃを放熱板１１とで挟持することができるものであれば押圧板１３以外のものを用いてもよい。

図５は実施例１の他の例を示したものであり、この例は、シリコーンＳｉをスペーサー１０の下面１０ｂに塗布し放熱板１１の上面１１ａにスペーサー１０を載置して冷却構造を組み付けるものである。このシリコーンＳｉにより、放熱板１１の上面１１ａおよびスペーサー１０の下面１０ｂの傷Ｓｃｒを埋めて、放熱板１１の上面１１ａに接する面積を増加させることで、スペーサー１０からの熱の伝導効率を高めることができる。

また、図６は実施例１の別の他の例を示したものであり、放熱板１１にスペーサー１０Ａを一体に形成したものである。一体に形成することによりスペーサー１０Ａと放熱板１１と間の接触熱抵抗を無くし熱伝導効率を高めることができる。

図７は実施例２を示したものであり、この実施例２の発光装置２００は、図示はしていないが、その高輝度ＬＥＤ１５０のアノードとカソードに電気的に接続された端子１５０ａ，１５０ｂの何れか一方が放熱部１５０ｃｅと接続されている。そして、この高輝度ＬＥＤ１５０の放熱部１５０ｃｅとスペーサー１０の上面１０ａとの間に絶縁性のシートＳ１を設けて絶縁したものである。

このシートＳ１は、組み付け時の加圧によりほとんど厚さが変わらない樹脂製のシートであり、上記絶縁の維持ができる範囲で可能な限り薄く設定され、例えば、シリコン製のシートが用いられる。

このシートＳ１の絶縁により、高輝度ＬＥＤ１５０を点灯した際に放熱部１５０ｃｅからスペーサー１０へ電流が流れない。このため、単一の高輝度ＬＥＤ１５０を実装している場合では、その端子１５０a，１５０ｂの一方を流れる電流が地絡することがなく、また複数の高輝度ＬＥＤ１５０を実装している場合には、高輝度ＬＥＤ１５０間で短絡することがない。

図８および図９は、実施例２の他の例を示すものである。この他の例は、図８および９に示すように、プリント回路基板１４０と放熱板１１との間に且つネジＮ，Ｎ間に、絶縁性を有し且つ例えばシリコン製のシートＳ２を設けたものである。

シートＳ２の短手方向の巾は、ネジＮ，Ｎ間の離間距離より狭く、好適には放熱板１１に対向するスペーサー１０の下面１０ｂの巾とほぼ同一に設定されている。

このシートＳ２により、実施例２と同様の効果に加え、シートＳ１のようにシートＳ２を個々の高輝度ＬＥＤ１５０ごとに切断加工して配置する手間を省略することができ、またシートＳ２に固定用ネジ穴を設ける必要もなく、多数の高輝度ＬＥＤ１５０を実装する場合にその工程が短縮される。

実施例２やその他の例では、高輝度ＬＥＤ１５０の端子１５０ａ，１５０ｂ間の短絡等を防止するために絶縁性を有し且つ高い熱伝導性を有するシートＳ１やＳ２を用いているが、上述したようにその肉厚は薄く設定されている。この理由は、シートＳ１，Ｓ２がスペーサー１０や放熱板１１に比べて熱伝導性が低く、シートＳ１，Ｓ２の肉厚を厚く設定すると放熱効率が下がってしまうということによる。

しかし、放熱効率が低下しても高輝度ＬＥＤ１５０の温度やその周囲の電子部品の温度が各電子部品の規格の許容値範囲内に収まるのであれば、図１０に示すように、シートＳ１より厚いシートＳ３をスペーサー１０の代わりに用いても良い。
この場合、例えば、シートＳ１，Ｓ２より熱伝導性が高く且つ絶縁性を有する別の素材を用いてスペーサー１０の代わりとしてもよい。なお、シートＳ３の厚さがシートＳ１，Ｓ２の厚さより厚くなることから、シートＳ１，Ｓ２より体積抵抗率が低い素材を用いることができ、製造コストを低く抑えることができる。

図１１〜１３に示す実施例３は、プリント回路基板１４の振動を抑制するシートＳ４を設けた例である。なお、実施例１と同一の部材には同一符号を付してその説明を省略する。

図１１〜１３に示す冷却構造３００は、スペーサー１０と、放熱板１１と、押圧板１３と、絶縁性を有し且つ弾性を有し加圧により変形するシートＳ４，Ｓ４と、複数のネジＮ（締結手段）とを有している。

このシートＳ４の弾性率は、冷却構造３００を組み付ける際に、ネジＮの締結により、その厚みを減じながらもプリント回路基板１４を構造的に支持しうる適度な弾性率（所定の硬さ）に設定されている。

実施例３の冷却構造３００によれば、シートＳ４がプリント回路基板１４の下面１４ｂと放熱板１１の上面１１ａとの間に挟まれているので、プリント回路基板１４の上下方向（図１３において）の振動が抑制される。

また、シートＳ４に絶縁性を有するものを用いることで、プリント回路基板１４の下面１４ｂにもプリント配線を施すことができる。このシートＳ４の厚さは、プリント回路基板１４と放熱板１１との絶縁の維持ができる範囲の厚さに設定されている。このシートＳ４には、例えば、シリコン製のシートが用いられる。シートＳ４による短絡などの問題もない。
図１４は、実施例３の他の例を示したものである。この例のものは、絶縁性のシートＳ５を放熱板１１とプリント回路基板１４との間に介在させて、押圧板１３（図１３参照）を省略したものである。

シートＳ５は、例えばシリコン製のシートであり、所定の硬さを有し、ネジＮの締め付けによってプリント回路基板１４のネジＮの頭部周辺部が矢印Ｐ方向へ沈み込むことがないようになっている。このため、プリント回路基板１４をシートＳ５を介して放熱板１１にネジＮにより固定することが可能となる。

因みに、プリント回路基板１４のネジＮの頭部周辺部が矢印Ｐ方向に沈み込んでしまうと、ネジＮとネジＮとの間のプリント回路基板１４の部分に矢印Ｑ方向の力が作用し、高輝度ＬＥＤ１５の端子１５ａ，１５ｂのハンダ付け部分が剥がれてしまう場合がある。
この実施例では、シートＳ５が所定の硬さを有していることに拠り、このような問題を発生させること無く、ネジＮによってプリント回路基板１４を放熱板１１に固定することができ、これにより押圧板１３の省略を図ったものである。
また、シートＳ５をシートＳ４と同質の素材にすることに拠り、プリント回路基板１４の裏面１４ｂにもプリント配線を施すことができる。

図１５に示す実施例４は、プリント回路基板１４に高輝度ＬＥＤ１５をはんだ付けによらなくとも実装できるようにした例である。

なお、実施例1と同一の部材には同一符号を付してその説明を省略する。

この実施例４では、高輝度ＬＥＤ１５の端子１５ａ，１５ｂ（図省略）はプリント回路基板１４にはんだ付けされていない。

図１５に示す冷却構造４００は、放熱板１１と、押圧板１３と、プリント回路基板１４より厚さが厚いスペーサー１０と、シートＳ５より柔らかく弾性材料からなるシートＳ６と、複数のネジ（締結手段）Ｎ，・・・等を有している。

スペーサー１０の厚さは、圧縮される前のシートＳ６と略同一の厚さである。

プリント回路基板１４の裏面１４ｂにプリント配線を施さないので、シートＳ６は必ずしも絶縁性を必要としない。

この冷却構造４００によれば、実施例1の効果に加え以下のような作用・効果が得られる。

ネジＮの締め付けによって、押圧板１３が高輝度ＬＥＤ１５の本体部１５ｃを押圧していき、シートＳ６が所定の弾性を有していることに拠り押圧圧縮されていく。

そして、このシートＳ６が圧縮されていくことに拠り、高輝度ＬＥＤ１５の端子１５ａ，１５ｂの先端部がプリント回路基板１４の端子接続部１４ｅａ，１４ｅｂ（図省略）に圧接される。この圧接により、高輝度ＬＥＤ１５をプリント回路基板１４にはんだ付けにより実装する必要がなくなる。ネジＮは、スペーサー１０がプリント回路基板１４と高輝度ＬＥＤ１５の本体部１５ｃとで挟持されるまで締め付ける。

高輝度ＬＥＤ１５の端子１５ａ，１５ｂがはんだ付けされていないため、高輝度ＬＥＤ１５の長時間点灯および高輝度ＬＥＤ１４の点灯中に端子１５ａ，１５ｂが高温となっても、はんだ内部の鉛相とすず相が粗大化してはんだクラックの原因となる問題やはんだ内部のすずがプリント回路基板の銅等への拡散が加速して端子１５ａ，１５ｂやプリント回路基板１４とはんだとの間に界面剥離が生じはんだクラックとなる問題、高輝度ＬＥＤ１５をプリント回路基板へはんだ付けする際のヒートショックによるはんだクラックの問題等が生じず、発光装置の製品信頼性が向上する。

図１６は、実施例４の他の例の冷却構造５００を示す。この冷却構造５００は、両面にプリント配線を施したプリント回路基板１４１と、このプリント回路基板１４１と放熱板１１との間にシートＳ８を設けるとともに高輝度ＬＥＤ１５０の放熱部１５０ｃｅとスペーサー５０の上面５０ａとの間にスペーサー５０と平面視で略同一に形成された絶縁性シートＳ７を設け、高輝度ＬＥＤ１５０のはんだ付けを省略したものである。

シートＳ８は、シートＳ６と略同じ厚さおよびやわらかさであり、絶縁性を有している。

この冷却構造５００によれば、実施例２および４と同様な効果を得ることができる。

実施例１乃至４では、発光装置に対し冷却構造を適用する例を示したが、高輝度ＬＥＤを実装した高熱伝導性のプリント回路基板にも適用することができる。要するに、高輝度ＬＥＤが実装されたプリント回路基板を有する機器であれば適用できる。

１０スペーサー
１０ａ上面
１１放熱板
１３押圧手段（押圧板）
１４プリント回路基板
１４ａ上面
１４ｃ貫通穴
１５発光手段としての高輝度ＬＥＤ
１５ｃｅ放熱部

Claims

プリント回路基板と、前記プリント回路基板の一方の面に実装される発光手段とを備え、前記発光手段は、底部に放熱部が形成された本体部と、この本体部の上部に設けられた発光部とを有した発光装置であって、前記発光手段の放熱部の熱を放熱する放熱板を前記プリント回路基板の他方の面の側に配置する発光装置用の冷却構造において、
前記プリント回路基板に貫通穴を形成し、
前記発光手段の放熱部で前記プリント回路基板の貫通穴を覆うように前記発光手段を前記プリント回路基板に実装し、
前記プリント回路基板より厚さが厚い熱伝導性のスペーサーを、前記プリント回路基板の貫通穴内に配置し、
前記発光手段の本体部と前記スペーサーを挟持するための挟持手段を設け、
前記発光手段の本体部および前記スペーサーを前記放熱板と前記挟持手段とで挟持してそのスペーサーを前記発光手段の放熱部および前記放熱板の面に当接させたことを特徴とする発光装置用の冷却構造。
前記挟持手段は、前記発光手段の本体部を押圧する押圧板と、この押圧板と前記放熱板とを締結する締結部材とを有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置用の冷却構造。
前記発光手段の発光部が突出する側の前記押圧板の面を鏡面仕上げとしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光装置用の冷却構造。
前記プリント回路基板と前記放熱板との間に、弾性のシートを設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１つに記載の発光装置用の冷却構造。
前記プリント回路基板は、前記発光手段の本体部の端子を接続するための端子接続部を有し、
前記挟持により、前記端子の先端部を前記端子接続部に圧接して電気的に接続することを特徴とする請求項４に記載の発光装置用の冷却構造。
プリント回路基板と、前記プリント回路基板の一方の面に実装される発光手段とを備え、前記発光手段は、底部に放熱部が形成された本体部と、この本体部の上部に設けられた発光部とを有した発光装置であって、前記発光手段の放熱部の熱を放熱する放熱板を前記プリント回路基板の他方の面の側に配置する発光装置用の冷却構造において、
前記プリント回路基板に貫通穴を形成し、
前記発光手段の放熱部で前記プリント回路基板の貫通穴を覆うように前記発光手段を前記プリント回路基板に実装し、
前記プリント回路基板より厚さが厚い熱伝導性のスペーサーを前記プリント回路基板の貫通穴内に配置し、
前記放熱板を前記プリント回路基板から所定距離離間させた状態で、前記プリント回路基板に締結手段により締結したことを特徴とする発光装置用の冷却構造。
前記プリント回路基板と前記放熱板との間に、弾性のシートを設けたことを特徴とする請求項６に記載の発光装置用の冷却構造。
前記プリント回路基板の両面にプリント配線を施し、前記シートが絶縁性を有していることを特徴とする請求項４、請求項５および請求項７の何れか１つに記載の発光装置用の冷却構造。
前記放熱板の面に接する前記スペーサーの面に熱伝導性の樹脂を塗布したことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１つに記載の発光装置用の冷却構造。
前記スペーサーを前記放熱板に一体形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１つに記載の発光装置用の冷却構造。
前記発光手段はＬＥＤ素子を有し、このＬＥＤ素子のアノードもしくはカソードに接続された端子の何れか一方と前記発光手段の放熱部が接続され、前記発光手段の放熱部に接する前記スペーサーの面を、絶縁性を有し且つ熱伝導性を有するシートで覆うことを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか１つに記載の発光装置用の冷却構造。