JP2012009396A - 発光モジュール及びこれを備えた照明器具 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体発光素子群の配設スペースが小さくかつ配線パターン数を減らすことができるとともに、低い印加電圧で発光させることが可能な発光モジュールを提供する。
【解決手段】発光モジュール21のモジュール基板22上に第1配線パターン25を囲んで第2配線パターン26を設ける。第2配線パターン26は、ワイヤ接続部25bの両側に第1素子配設スペースと第2素子配設スペースを形成する第1ワイヤ接続部26bと第2ワイヤ接続部26dを有する。発光素子列45Rを、第1及び第2ワイヤ接続部にボンディングワイヤ47〜49で電気的に接続して第1素子配設スペースに配設する。また、発光素子列45Lを、第1及び第2ワイヤ接続部にボンディングワイヤ50〜52で電気的に接続して第2素子配設スペースに配設する。
【選択図】図5
【解決手段】発光モジュール21のモジュール基板22上に第1配線パターン25を囲んで第2配線パターン26を設ける。第2配線パターン26は、ワイヤ接続部25bの両側に第1素子配設スペースと第2素子配設スペースを形成する第1ワイヤ接続部26bと第2ワイヤ接続部26dを有する。発光素子列45Rを、第1及び第2ワイヤ接続部にボンディングワイヤ47〜49で電気的に接続して第1素子配設スペースに配設する。また、発光素子列45Lを、第1及び第2ワイヤ接続部にボンディングワイヤ50〜52で電気的に接続して第2素子配設スペースに配設する。
【選択図】図5
Description
本発明の実施形態は、例えば光源等に好適に使用可能な発光モジュール、及びこのモジュールを光源として備えた例えば道路灯等の照明器具に関する。
COB(Chip On Board)形発光モジュールとして、モジュール基板上に正極用と負極用の配線パターンを交互に設け、これら配線パターンのうちで対をなす正極用及び負極用の配線パターン間に、直列に接続される複数の半導体発光素子例えばチップ状のLED(発光ダイオード)を配置し、これらLEDをボンディングワイヤで配線パターンに電気的に接続するとともに、透光性の封止樹脂で配線パターン及び各LED等を埋設した構成を備えるものが、従来技術として知られている。
この発光モジュールで白色発光を得る場合、一般的に、青色発光をするLEDが用いられるとともに、封止樹脂に青色光により励起されて黄色の光を放射する黄色蛍光体が混ぜられた封止樹脂が用いられている。それにより、封止樹脂の表面は白色の発光面として機能するようになっている。
以上のように交互に設けられた正極用と負極用の配線パターンのうちで対をなした正極用及び負極用の配線パターン間に、複数のLEDを直列接続してなるLED列を配置した構成のCOB形発光モジュールでは、以下の課題がある。
即ち、このCOB形発光モジュールでは、正極用配線パターンとこれに対をなして設けられた負極用配線パターンとの間に複数のLED列を配設してなる発光系統を、LED列が延びる方向に並設することで、複数のLED列が縦横に並べられるので、略正方形の領域を占めて複数のLED列を配設することが可能である。
しかし、この構成では、隣接する発光系統の間に絶縁距離を確保するためのスペースが必要であるとともに、全ての発光系統が正極用配線パターンとこれに対をなす負極用配線パターンを備えるので、それらを個々に配設するためのスペースも必要であるから、全てのLEDを配設するためのスペースが大きい、という課題がある。しかも、発光系統毎に正極用配線パターンと負極用配線パターンが設けられているので、配線パターン数が多く、コスト高の一因となっている。
こうした課題は、発光系統を単一にすること、つまり、各LED列に含まれるLEDの数を増やすとともに、このLED列を挟むように単一の正極用配線パターンと負極用配線パターンを設けてなる一つの発光系統にすることにより、解消可能である。しかし、こうした構成では、各LED列が有するLED数の増加に伴い、各LED列に印加される電圧が増える。そのため、こうした高い電圧を供給するために照明器具が備える電源装置の回路構成は、高電圧に耐えてそれを給電できる能力が必要であるので、コスト高になることは避けられない。
実施形態は、半導体発光素子群の配設スペースが小さくかつ配線パターン数を減らすことができ、更に、低い印加電圧で発光させることが可能な発光モジュール、及びこのモジュールを備えた照明器具を提供しようとするものである。
前記課題を解決するために、実施形態の発光モジュールは、モジュール基板上に配設された共通ワイヤ接続部を有する第1配線パターンと、この第1配線パターンとは異極をなす第2配線パターンと、複数の半導体発光素子を直列接続してなる複数の第1発光素子列並びに複数の第2発光素子列を具備する。第1配線パターンを囲んで第2配線パターンを設ける。第2配線パターンは、共通ワイヤ接続部の両側に第1素子配設スペースと第2素子配設スペースを形成する第1ワイヤ接続部と第2ワイヤ接続部を有する。第1発光素子列を、共通ワイヤ接続部と第1ワイヤ接続部にボンディングワイヤで電気的に接続して第1素子配設スペースに配設する。第2発光素子列を、共通ワイヤ接続部と第2ワイヤ接続部にボンディングワイヤで電気的に接続して第2素子配設スペースに配設したことを特徴としている。
実施形態の発光モジュールによれば、半導体発光素子群の配設スペースが小さくかつ配線パターン数を減らすことができ、更に、低い印加電圧で発光させることが可能である、という効果を期待できる。
実施形態1の発光モジュールは、モジュール基板と;共通ワイヤ接続部を有して前記モジュール基板上に設けられた第1配線パターンと;前記共通ワイヤ接続部との間に第1素子配設スペースを形成する第1ワイヤ接続部、前記共通ワイヤ接続部を境に前記第1ワイヤ接続部とは反対側で前記共通ワイヤ接続部との間に第2素子配設スペースを形成する第2ワイヤ接続部、及び前記第1、第2ワイヤ接続部を連続させる中間パターン部を有して、前記第1配線パターンを囲んでこの第1配線パターンとは異極をなして前記モジュール基板上に設けられた第2配線パターンと;複数の半導体発光素子を直列接続してなるとともに、前記共通ワイヤ接続部と前記第1ワイヤ接続部にボンディングワイヤを介して電気的に接続して前記第1素子配設スペースに前記共通ワイヤ接続部及び前記第1ワイヤ接続部が延びる方向に並べて配設された複数の第1発光素子列と;複数の半導体発光素子を直列接続してなるとともに、前記共通ワイヤ接続部と前記第2ワイヤ接続部にボンディングワイヤを介して電気的に接続して前記第2素子配設スペースに前記共通ワイヤ接続部及び前記第2ワイヤ接続部が延びる方向に並べて配設された複数の第2発光素子列と;を具備することを特徴としている。
この実施形態1で、モジュール基板は、エポキシ樹脂等の合成樹脂製、金属板に絶縁層が積層された金属ベース基板、或いは無機材料例えばセラミックス製のいずれであっても良い。そして、このモジュール基板を白色のセラミックス製とする場合、そのセラミックスには、酸化アルミニウム(アルミナ)、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド、窒化ケイ素、酸化マグネシウム、フォルステライト、ステアタイト、低温焼結セラミックスから選ばれるいずれか、又はこれらの複合材料を用いることが可能であり、特に、安価で光反射率が高く、加工し易いアルミナを好適に使用できる。
この実施形態1で、第1、第2の配線パターンは、銅、銀、金等の金属により形成できるが、金製よりも低コストで、かつ、発光モジュールが例えば白色光を出射する構成である場合、その出射光に配線パターンの色が影響を与え難い点で、銀製とすることが好ましい。この実施形態で、第1配線パターンと第2配線パターンのうちの一方は正極であり、他方は負極であるとともに、それらのワイヤ接続部とはボンディングワイヤが接続される部位を指している。
この実施形態1で、半導体発光素子には、例えば素子基板上に化合物半導体を設けた各種の発光素子を使用することが可能であり、特に、青色発光をするベアチップ製の青色LEDを用いることが好ましいが、紫外線或いは緑色光を発する半導体発光素子を使用することも可能である。また、LED以外の半導体発光素子を使用することも可能である。
この実施形態1で、ボンディングワイヤには、金属細線、例えば金線、アルミニウム線、銅線、及び白金線等を用いることができるが、特に、耐湿性、耐環境、密着性、電気伝導性、熱伝導性、及び伸び率が良好である金線をボンディングワイヤとして用いることが好ましい。
実施形態1の発光モジュールでは、第1配線パターンを第2配線パターンで囲んで、第1、第2の素子配設スペースに夫々配設された複数の第1、第2発光素子列に対し、第1配線パターンの共通ワイヤ接続部を共通して用いている。これにより、複数の第1発光素子列がなした第1発光系統と、これに隣接して複数の第2発光素子列がなした第2発光系統との間に、配線パターン相互に絶縁距離を確保するためのスペースが不要であることに加えて、共通ワイヤ接続部により、発光モジュール全体で必要とする配線パターンの数具体的にはワイヤ接続部の数を減少できる。
その上、共通ワイヤ接続部の両側に配設された複数の第1発光素子列と複数の第2発光素子列とは電気的には並列である。これにより、各発光素子列が有する半導体発光素子の数が増加しないので、低い印加電圧で各発光素子列を発光させることが可能である。
実施形態2の発光モジュールは、実施形態1において、前記第1、第2の発光素子列の長さを合計した合計素子列長さと、前記共通ワイヤ接続部の長さとが略等しくなるように、前記複数の第1発光素子列及び前記複数の第2発光素子列が前記共通ワイヤ接続部の両側に配設されていることを特徴としている。
この実施形態2では、共通ワイヤ接続部が延びる方向に全ての発光素子列が並べられて配設される構成に比較して、全ての半導体発光素子が実装された領域の縦横の寸法差を生じないか、寸法差があっても小さい。したがって、前記領域が細長く形成されることがない。そのため、この実施形態2では、実施形態1において、更に、発光モジュールからの出射光の配光分布を各方向に均一することが可能である。
実施形態3の発光モジュールは、実施形態1又は2において、前記共通ワイヤ接続部が連続された前記第1配線パターンのパターン基部と、前記第1、第2ワイヤ接続部のうちの一方が連続された前記第2配線パターンのパターン基部とが、基部間絶縁距離を隔てて並設されているとともに、2本の端子ピンを有した2本ピン形の給電用のコネクタが前記モジュール基板に実装されていて、前記2本の端子ピンが前記両パターン基部に個別に接続されていることを特徴としている。
この実施形態3は、実施形態1又は2において、更に、各発光素子列に給電するために必要な配線パターンとしては、第1の配線パターンと第2の配線パターンを備えるだけでよいため、給電用のコネクタに、汎用されていて低コストである2本ピン形のコネクタを用いることができる。これとともに、第1、第2の配線パターンのパターン基部間の基部間絶縁距離を大きく確保することが可能であるので、第1、第2の配線パターンが銀製である場合、銀マイグレーションを生じても、それによる第1、第2の配線パターンのパターン基部間の短絡を長期間防止することが可能である。
実施形態4の発光モジュールは、実施形態1から3のうちのいずれかにおいて、前記共通ワイヤ接続部の先端と前記中間パターン部の長手方向中間部とが、前記基部間絶縁距離以上の絶縁距離で隔てられていることを特徴としている。
この実施形態4は、実施形態1から3のうちのいずれかにおいて、更に、両配線パターンが銀製である場合には、銀マイグレーションを生じても、それによる共通ワイヤ接続部と中間パターン部との間の短絡を長期間防止することが可能である。
実施形態5の発光モジュールは、実施形態1から4のうちのいずれかにおいて、複数の前記第1発光素子列と複数の前記第2発光素子列は前記共通ワイヤ接続部を境に対称であり、前記両配線パターンと同じ金属製のアライメントマークが、各発光素子列の延長線上に位置して前記モジュール基板上に設けられていて、前記各アライメントマークのうちで、前記第1ワイヤ接続部に近い位置に配置されたアライメントマークが、前記第1ワイヤ接続部の縁から1.0mm以上離れているとともに、前記第2ワイヤ接続部に近い位置に配置されたアライメントマークが、前記第2ワイヤ接続部の縁から1.0mm以上離れていることを特徴としている。
この実施形態5は、実施形態1から4のうちのいずれかにおいて、更に、両配線パターンとアライメントマークが同じ金属であるので、これらを同じ工程によりモジュール基板に形成することが可能である。
ところで、半導体発光素子をモジュール基板の素子配設スペースに実装機で実装する場合、この実装機は、第1、第2の素子配設スペースを間に置いて設けられた一対のアライメントマークを認識して、これらアライメントマークを通る直線(実装ライン)上に半導体発光素子を間隔的に実装する。この実装において、実装機が前記一対のアライメントマークを適正に認識した場合は、適正な実装が行われるが、アライメントマーク列をなすアライメントの相互間隔は小さいので、実装機が、アライメントマークを不適正に誤認識して半導体発光素子を実装することがある。こうした状況に至った場合、前記誤認識に従った不良実装ライン上に実装されようとする半導体発光素子の一部が、既に正常に実装されている半導体発光素子の一部に、干渉する恐れがある。
しかし、実施形態5では、第1、第2ワイヤ接続部に沿うように延びる列をなして配設された各アライメントマークは、これら第1、第2ワイヤ接続部の縁から1.0mm以上離れているので、この実施形態5は、更に、既に半導体発光素子が実装された正常実装ラインに対し、前記誤認識に基づく不良実装ラインの傾斜が緩くなって、これらラインが収束する側でのライン間間隔を広げることができる。それにより、正常実装ラインに既に実装されている半導体発光素子に、前記不良実装ラインに実装されようとする半導体発光素子が干渉することを抑制可能である。
実施形態6の発光モジュールは、実施形態5において、前記モジュール基板の縁に対する前記アライメントマークの距離が、前記第1、第2ワイヤ接続部に対する前記アライメントマークの離間距離より大きいことを特徴としている。
この実施形態6は、実施形態5において、更に、各アライメントとモジュール基板の縁との間に、絶縁上必要な延面距離を確保できる。これとともに、発光モジュールの製造上の運搬やセッティング等の取扱いにおいて、アライメントマークと干渉しないようにモジュール基板をハンドリングすることが可能な部位を、モジュール基板の周部に確保することが可能である。
実施形態7の照明器具は、実施形態1から6のいずれかに記載の発光モジュールを光源として有した光源装置と;この光源装置が取付けられた器具本体と;を具備することを特徴としている。この実施形態7は、後述の実施例1で説明する道路灯に制約されることなく、いかなるタイプの照明器具にも適用することが可能である。
この実施形態7の照明器具では、光源装置が実施形態1から6のいずれかに記載の発光モジュールを光源として有しているので、このモジュールでの半導体発光素子群の配設スペースが小さくかつ配線パターンをなす金属の使用量を低減でき、更に、低い印加電圧で発光可能である。
以下、実施例1の発光モジュールを備えた照明器具例えば道路灯について、図1〜図10を参照して詳細に説明する。なお、図10は説明の都合上後述する保護層を省略して描かれている。
図1中符号1は道路照明のために設置される道路灯1を示している。道路灯1は、支柱2の上端部に灯具3を取付けて形成されている。
支柱2は、道路傍に立設され、その上部は道路上に覆い被さるように曲げられている。灯具3は、図2に示すように支柱2に連結された器具本体例えば灯体4と、道路に臨んだ灯体4の下面開口を塞いで灯体4に装着された透光板5と、この透光板5に対向して灯体4に収容された少なくとも一台の光源装置6を備えて形成されている。灯体4は、金属例えば複数個のアルミニウムダイキャスト成形品を組み合わせて形成されている。透光板5は強化ガラスからなる。
図3及び図4に示すように光源装置6は、装置ベース11の裏面に複数の放熱フィン14を突設するとともに、装置ベース11の正面に、反射器15と、光源として発光モジュール21を取付けてユニット化された構成である。
装置ベース11は、金属例えばアルミニウムダイキャスト製であって、四角形に作られている。装置ベース11はその正面に開放された四角い凹みからなるモジュール設置部12(図4及び図10参照)を有している。モジュール設置部12の底面12aは平坦であり、モジュール設置部12を区画する四つの側面12bは互に直角に連続している。放熱フィン14は装置ベース11に一体に形成されている。
反射器15は、第1の反射板15a〜第4の反射板15dをラッパ状に組み合わせて形成されている。第1の反射板15aと第2の反射板15bは、平らな構成の平面ミラーであり、互に平行に設けられている。これら第1の反射板15aと第2の反射板15bに連結された第3の反射板15cと第4の反射板15dは、湾曲した構成のカーブミラーであり、互いの間隔が次第に広くなるように設けられている。
光源装置6は、その反射器15の出射開口を透光板5に対向させて灯体4内に固定されている。この固定状態で、装置ベース11の一部例えば周部は灯体4の内面に熱伝導可能に接続されている。この熱的接続は、前記周部を灯体4の内面に直接接触させることにより実現できる他、前記周部を放熱性の高い金属やヒートパイプ等の熱伝導部材を介して灯体4の内面に接続することで実現できる。これにより、光源装置6が発した熱を金属製の灯体4を放熱面として外部に放出できるようになっている。
次に、発光モジュール21について説明する。図5等に示すように発光モジュール21は、モジュール基板22と、第1配線パターン例えば正極をなす配線パターン25と、第2配線パターン例えば負極をなす配線パターン26と、アライメントマーク35,36と、第1の保護層37と、第2の保護層38と、複数のアイデンティティーマーク例えば第1のアイデンティティーマーク41〜第4のアイデンティティーマーク44と、複数の半導体発光素子45と、ボンディングワイヤ47〜52と、枠55と、封止樹脂57と、コネクタ61と、コンデンサ65等を備えている。
モジュール基板22は、白色のセラミックス例えば白色のAL2O3(酸化アルミニウム)で形成されている。このモジュール基板22は、酸化アルミニウムのみで形成されていても良いが、酸化アルミニウムを主成分としこれに他のセラミックス等が混ぜられていてもよく、その場合、酸化アルミニウムを主成分とするために、その含有率を70%以上とすることが好ましい。
可視光領域に対する白色のモジュール基板22の平均反射率は80%以上であり、特に、85%以上99%以下であることがより好ましい。したがって、モジュール基板22は、後述する青色LEDが発する特定の発光波長440nm〜460nmの青色光、及び後述する蛍光体が放射する特定の発光波長470nm〜490nmの黄色光に対しても、同様な光反射性能を発揮する。
モジュール基板22は図4に示すようにモジュール設置部12より多少小さい略四角形である。図5に示すようにモジュール基板22の四隅は丸みを帯びている。モジュール基板22の厚みは、図10に示すようにモジュール設置部12の深さより薄い。このモジュール基板22の両面は、互に平行に作られた平坦な面からなり、そのうちの一面は部品実装面22aとして用いられている。
正極用の配線パターン25及び負極用の配線パターン26は部品実装面22aに設けられている。
詳しくは、図6等に示すように正極用の配線パターン25は、正極パターン基部25aと共通ワイヤ接続部25bを有して形成されている。共通ワイヤ接続部25bは真っ直ぐに延びて形成されている。正極パターン基部25aと共通ワイヤ接続部25bは略平行で、かつ、斜めのパターン部を介して一体に連続されている。正極パターン基部25aに、第1の正極パッド部25cと第2の正極パッド部25dが一体に突設されている。
負極用の配線パターン26は、負極パターン基部26aと、第1ワイヤ接続部26bと、中間パターン部26cと、第2ワイヤ接続部26dを有して形成されている。この配線パターン26は正極用の配線パターン25を囲むように設けられている。
即ち、負極パターン基部26aは配線パターン25の正極パターン基部25aに対して所定の基部間絶縁距離A(図6参照)を隔てて隣接して設けられている。この負極パターン基部26aに、第1の正極パッド部25cに並べて設けられる第1の負極パッド部26eが一体に突設されている。第1ワイヤ接続部26bは、負極パターン基部26aに対して略90°折れ曲がるように一体に連続している。この第1ワイヤ接続部26bは、配線パターン25の共通ワイヤ接続部25bとの間に第1素子配設スペースS1を形成して共通ワイヤ接続部25bに対し略平行に設けられている。ここに「略平行」とは、図6に示すように平行である形態、又は共通ワイヤ接続部25bに対して多少傾いた形態、若しくは多少湾曲した形態等も含んでいる。
中間パターン部26cは、第1ワイヤ接続部26bに対して略90°折れ曲がるように一体に連続して設けられている。この中間パターン部26cの長手方向中間部は、共通ワイヤ接続部25bの先端(正極パターン基部25aと反対側の端)に対して前記基部間絶縁距離A以上の絶縁距離B(図6参照)を隔てて隣接されている。この絶縁距離Bを確保するために、中間パターン部26cの両端部は互いに逆方向に傾いていて、中間パターン部26cは略湾曲形状に形成されている。それにより、中間パターン部26cの長手方向中間部は共通ワイヤ接続部25bの先端から遠ざけられている。
第2ワイヤ接続部26dは、中間パターン部26cに対して略90°折れ曲がるように一体に連続して設けられている。それにより、第2ワイヤ接続部26dは、配線パターン25の共通ワイヤ接続部25bとの間に第2素子配設スペースS2を形成して共通ワイヤ接続部25bに対し略平行に設けられている。ここに「略平行」とほ、図6に示すように平行である形態、又は共通ワイヤ接続部25bに対して多少傾いた形態、或いは多少湾曲した形態等も含んでいる。
したがって、負極用の配線パターン26は正極用の配線パターン25を三方から囲むように設けられている。負極用の配線パターン26で囲まれた領域の中央部に配設された配線パターン25の共通ワイヤ接続部25bを境に、負極用の配線パターン26の第1ワイヤ接続部26bと第2ワイヤ接続部26dは対称に配設されている。
第2ワイヤ接続部26dの先端に一体に連続して第2の負極パッド部26fが、第2の正極パッド部25dに対応して設けられている。これら第2の負極パッド部26fは第2の正極パッド部25dから離間しているとともに、これらの間に位置して中間パッド27が部品実装面22aに形成されている。
なお、配線パターン25を負極用とするとともに配線パターン26を正極用としてもよく、この場合、前記説明の「正極用」又は「正極」を「負極用」又は「負極」に読み替えるとともに、「負極用」又は「負極」を「正極用」又は「正極」に読み替えればよい。又、負極パターン基部26aに第2ワイヤ接続部26dを直接連続させることもでき、この場合、第1ワイヤ接続部26bと正極用パターン基部25aと野間に中間パターン部26cを設けて実施すればよい。
更に、部品実装面22aに、点灯確認試験用の点灯検査パッド28,29と、温度測定用の温度検査パッド31と、部品固定用の実装パッド33が設けられている。
即ち、点灯検査パッド28は正極用の配線パターン25に接続されている。具体的には、正極パターン基部25aから枝分かれして一体に突出されたパターン部28aを介して点灯検査パッド28が設けられている。同様に、点灯検査パッド29は負極用の配線パターン26に接続されている。具体的には、負極パターン基部26aから枝分かれして一体に突出されたパターン部29aを介して点灯検査パッド29が設けられている。
温度検査パッド31は、点灯検査パッド29及び負極用の配線パターン26の近傍に、これらとは電気的な接続関係を有することなく独立して設けられている。この温度検査パッド31に熱電対を接続して発光モジュール21の温度を測定できるようになっている。
実装パッド33は一対形成されていて、これらは点灯検査パッド28,29の間に位置して設けられている。
夫々複数のアライメントマーク35,36は、共通ワイヤ接続部25b、この両側の第1素子配設スペースS1及び第2素子配設スペースS2、第1素子配設スペースS1に隣接した第1ワイヤ接続部26b、及び第2素子配設スペースS2に隣接した第2ワイヤ接続部26dを間に置いて、その両側に設けられている。
具体的には、複数のアライメントマーク35は、第1ワイヤ接続部26bの長手方向に沿って一列に設けられている。これらアライメントマーク35は、第1ワイヤ接続部26bの縁から離れていて、その離間距離G(図6参照)は、1.0mm以上であることが好ましく、例えば1.2mm〜2.0mm、具体的には1.6mmである。これとともに、各アライメントマーク35は、モジュール基板22の縁から距離E(図6参照)を隔てて設けられていて、この距離Eは離間距離Gより大きい。更に、隣接するアライメントマーク35の配設ピッチF(図6参照)は、共通ワイヤ接続部25bの長手方向に沿う後述の発光素子列の配設ピッチに等しい。
同様に、複数のアライメントマーク36は、第2ワイヤ接続部26dの長手方向に沿って一列に設けられている。これらアライメントマーク36は、第2ワイヤ接続部26dの縁から離れていて、その離間距離G(図6参照)は、1.0mm以上であることが好ましく、例えば1.2mm〜2.0mm、具体的には1.6mmである。これとともに、各アライメントマーク36は、モジュール基板22の縁から距離E(図6参照)を隔てて設けられていて、この距離Eは前記離間距離Gより大きい。更に、隣接するアライメントマーク36の配設ピッチF(図6参照)は、後述の発光素子列の前記配設ピッチに等しい。
前記配線パターン25,26、中間パッド27、点灯検査パッド28,29、実装パッド33、及びアライメントマーク35,36は、いずれも同じ金属製例えば銀製具体的には銀を主成分として形成されており、これらは印刷例えばスクリーン印刷で部品実装面22aに印刷して設けられたものである(第1製造工程)。なお、印刷に代えてメッキにより設けることもできる。
前記第1の保護層37及び第2の保護層38は、電気絶縁材料からなるとともに、スクリーン印刷により部品実装面22a上に印刷されていて、前記銀製の印刷物のうちで後述する封止部材57では封止されない部位の劣化を防止するためにこの部位を主として覆って設けられている(第2製造工程)。
即ち、図7に示すように第1の保護層37は、第1の正極パッド部25c及び第2の正極パッド部25dを除いて正極パターン基部25aに被着されているとともに、第1の負極パッド部26eを除いて負極パターン基部26aに被着されている。更に、第1の保護層37は、正極パターン基部25aと負極パターン基部26aとの間の基部間絶縁距離Aを確保した隙間部分にも被着されているとともに、点灯検査パッド28,29を除いてパターン部28a,29aにも被着されている。加えて、第1の保護層37は、第2ワイヤ接続部26dの第2の負極パッド部26f側の端部に、第2の負極パッド部26fを除いて被着されているとともに、中間パッド27の両端部を除いてこの中間パッド27にも被着されている。第2の保護層38は、中間パターン部26cの略全体に被着されている。
前記第1のアイデンティティーマーク41〜第4のアイデンティティーマーク44は、モジュール基板22とは異なる色で部品実装面22aにスクリーン印刷等により設けられている(第3製造工程)。更に、この印刷等により「+」「−」の極性表示等も部品実装面22aに設けられている。第1のアイデンティティーマーク41は製造者を示す社名であり、第2のアイデンティティーマーク42は商品名であり、第3のアイデンティティーマーク43は製品番号であり、第4のアイデンティティーマーク44は発光モジュール21についての情報を示した二次元バーコード(QRコード)である。
複数の前記半導体発光素子45の夫々には、発光状態で発熱を伴う発光素子、例えば青色発光をするチップ状の青色LEDが用いられている。これら半導体発光素子45は、好ましくはサファイアガラス製の透光性素子基板上に半導体発光層を設けるとともに、この発光層上に一対の素子電極を設けた構成を備えるベアチップからなる。
LEDの発光は、半導体のp−n接合に順方向電流を流すことで実現されるので、LEDは電気エネルギーを直接光に変換する固体素子である。こうした発光原理で発光する半導体発光素子は、通電によりフィラメントを高温に白熱させて、その熱放射により可視光を放射させる白熱電球と比較して、省エネルギー効果を有している。
各半導体発光素子45のうちの半数は、前記第1素子配設スペースS1内でモジュール基板22に直に実装されている。この実装は、透明なダイボンド材を用いて素子基板を部品実装面22aに接着することで実現されており、第1素子配設スペースS1に実装された複数の半導体発光素子45は縦横に整列してマトリックス状に配設されている。同様に、残りの半導体発光素子45は、前記第2素子配設スペースS2内でモジュール基板22に直に実装されている。この実装も、透明なダイボンド材を用いて素子基板を部品実装面22aに接着することで実現されており、第2素子配設スペースS2に実装された複数の半導体発光素子45も縦横に整列してマトリックス状に配設されている。
第1素子配設スペースS1に配設された複数の半導体発光素子45と、第2素子配設スペースS2に配設された複数の半導体発光素子45は、共通ワイヤ接続部25bを境に対称に設けられている。
配線パターン25の共通ワイヤ接続部25bと配線パターン26の第1ワイヤ接続部26bとが並んだ方向に列をなした半導体発光素子45同士は、ボンディングワイヤ47で直列に接続されている。こうして直列接続された第1発光素子列45R(図5、図8、図9参照)の一端に配置された半導体発光素子45は、共通ワイヤ接続部25bにボンディングワイヤ48で接続されている。これとともに、第1発光素子列45Rの他端に配置された半導体発光素子45は、第1ワイヤ接続部26bにボンディングワイヤ49で接続されている。
同様に、配線パターン25の共通ワイヤ接続部25bと配線パターン26の第2ワイヤ接続部26dとが並んだ方向に列をなした半導体発光素子45同士は、ボンディングワイヤ50で直列に接続されている。こうして直列接続された第2発光素子列45Lの一端に配置された半導体発光素子45は、共通ワイヤ接続部25bにボンディングワイヤ51で接続されている。これとともに、第2発光素子列45Lの他端に配置された半導体発光素子45は、第2ワイヤ接続部26dにボンディングワイヤ52で接続されている(第4製造工程)。なお、ボンディングワイヤ47〜52はいずれも金属細線好ましくは金線からなり、ワイヤボンディングにより設けられている。
モジュール基板22上に実装された複数の半導体発光素子45を以上のように電気的に接続したことにより、COB(Chip On Board)形の発光モジュール21が構成されている。前記電気的接続により、各素子配設スペースS1、S2に設けられた複数の半導体発光素子45は、例えば7個の半導体発光素子45を直列接続してなる例えば12個の第1発光素子列45Rと、同じく12個の第2発光素子列45Lを、電気的には並列接続した配列となっている。
第1発光素子列45Rと第2発光素子列45Lは互いの延長線上に設けられており、更にこれらの延長線上にアライメントマーク35,36が夫々配設されている。そして、前記延長線上に位置された左右(図において)のアライメントマーク35,36を基準に、これらを通る直線上に半導体発光素子45が実装機(図示しない)により実装される。
更に、図8に示す第1発光素子列45Rの長さLと、この第1発光素子列45Rの延長線上に配置された第2発光素子列45Lの長さMとの合計長さと、共通ワイヤ接続部25bの長さN(図7参照)とが略等しくなるように、複数の第1発光素子列45Rと複数の第2発光素子列45Lが、共通ワイヤ接続部25bの両側に配設されている。
これにより、図7及び図8中符号Xで示す素子列並び方向の第1配設寸法と、符号Yで示す第2配設寸法との差が小さい四角い領域S(図7参照)に全ての半導体発光素子45が満遍なく配設されている。
第1配設寸法Xは、第1発光素子列45Rの長さL、この第1発光素子列45Rの延長線上に位置された第2発光素子列45Lの長さM、共通ワイヤ接続部25bの幅、及び共通ワイヤ接続部25bの縁からこれに隣接されている半導体発光素子45までの距離の2倍の値を、合計した寸法である。第2配設寸法Yは、複数の第1発光素子列45Rの並び方向の寸法、及び複数の第2発光素子列45Lの並び方向の寸法である。
更に、前記「第1配設寸法Xと第2配設寸法Yとの差が小さい四角い領域S」とは、第1配設寸法Xに対して第2配設寸法Yが65%以上でかつ135%以下となる領域を指しており、したがって、寸法差がない形態、つまり、第1配設寸法Xと第2配設寸法Yが同じで領域Sが正四角形である形態も含んでいる。
図9に示すように前記枠55は、例えば四角環状をなして、その内側に各ワイヤ接続部25b,26b,26d、複数の半導体発光素子45、及び各ボンディングワイヤ47〜52を収めて部品実装面22a上に装着されている。枠55は白色の合成樹脂でつくることが好ましい。この枠55は第1の保護層37の一部及び第2の保護層38の一部に被着されている。
前記封止樹脂57は、枠55内に充填されて、各ワイヤ接続部25b,26b,26d、複数の半導体発光素子45、及び各ボンディングワイヤ47〜52を埋設した状態でこれらを封止して、モジュール基板22上に設けられている(第5製造工程)。封止樹脂57に、透光性樹脂材料例えばシリコーン樹脂が用いられているが、これに代えてエポキシ樹脂、ユリア樹脂等を用いることも可能である。封止樹脂57はガス透過性を有している。
封止樹脂57には蛍光体(図示しない)が混ぜられている。蛍光体は、半導体発光素子45が発した光で励起されて、この光とは異なった色の光を放射し、この放射された光の色と半導体発光素子45の発光色との組み合わせ等により照明に必要とする色の光を形成するものである。半導体発光素子に青色LEDを用いた条件で白色の照明光を得るためには、黄色の蛍光体を用いられている。なお、半導体発光素子に紫外線を発するLEDを用いた条件で白色の照明光を得るためには、赤色、青色、及び黄色の各蛍光体を用いればよい。
前記青色LEDが発した青色の光とこれに対して補色の関係にある黄色の光が混じることによって白色の光が形成され、この白色光は封止樹脂57の表面から光の利用方向に出射される。そのため、封止樹脂57の表面、つまり、光出射面によって、発光モジュール21の発光面57aが形成されている。この発光面57aの大きさは枠55によって規定されている。
封止樹脂57で覆われた銀製の部分の面積をCとし、発光面57aの面積をDと置いた場合、面積Dに対する面積Cの占有率は、5%以上40%以下に設定されている。配線パターン25,26の封止樹脂57で覆われた部分とは、各ワイヤ接続部25b、26b、26dである。
なお、枠55に相当する型部材を設けて、この内部に封止樹脂57を設けた後に、型部材をモジュール基板22上から離脱させることにより、封止樹脂57を設けても良い。この場合、配線パターン25,26の封止樹脂57からはみ出す部位を、予め第1の保護層37又は第2の保護層38で被着して置くと良い。
図5に示すように部品実装面22aには、面実装部品からなる1個のコネクタ61及び2個のコンデンサ65が実装されている(第6製造工程)。
即ち、コネクタ61は、その一側面から突出された第1の端子ピン61aと第2の端子ピン61bを有した2ピン形の構成である。このコネクタ61は、前記実装パッド33に半田付けされ、それにより、前記点灯検査パッド28,29間に配設されている。これとともに、第1の端子ピン61aが第1の正極パッド部25cに、第2の端子ピン61bが第1の負極パッド部26eに夫々田付けされている。このコネクタ61には図示しない電源装置に接続された直流給電用の絶縁被覆電線が差し込み接続される。それにより、コネクタ61を経由して発光モジュール21への給電が可能となっている。
2個のコンデンサ65のうちの一方は、配線パターン25の第2の正極パッド部25d及び中間パッド27の一端部に半田付けされて、これらにわたって配設されている。同様に、2個のコンデンサ65のうちの他方は、配線パターン26の第2の負極パッド部26f及び中間パッド27の他端部に半田付けされて、これらにわたって配設されている。各半導体発光素子45に直流が供給される通常の点灯状態では、コンデンサ65に電流が流れることはない。しかし、ノイズが重畳して交流が流れるような事態に至った場合、コンデンサ65に電流が流れて配線パターン25,26が短絡され、それにより、各半導体発光素子45に交流が供給されることを防止している。
図10に示すようにコンデンサ65の高さはコネクタ61の高さより低い。高さが高い電気部品程、前記励起により発光する封止樹脂57の中心、言い換えれば、発光中心から遠ざけて配設されている。詳しくは、図10中符号Jはコネクタ61より高さが低いコンデンサ65と発光中心との間の距離を示し、同様に、符号Kはコンデンサ65より高さが高いコネクタ61と発光中心との間の距離を示しており、距離Kは距離Jより大きい。
こうした高さに応じて電気部品を配置することによって、図10矢印で代表して示すように半導体発光素子45から出射される発光線Hと、部品実装面22aとが挟む角度θを小さくできる。それに伴い、背が高いコネクタ61によって発光線Hが遮られることを防止しつつ、出射される光の角度を大きくすることが可能である。
前記構成の発光モジュール21は、第1配線パターン25が有した共通ワイヤ接続部25bの片側に形成された第1素子配設スペースS1に複数の第1発光素子列45Rを配設するとともに、共通ワイヤ接続部25bのもう一方の片側に形成された第2素子配設スペースS2に複数の第2発光素子列45Lを配設し、両発光素子列45R,45Lをワイヤボンディングで共通ワイヤ接続部25bに接続したので、各第1発光素子列45R及び各第2発光素子列45Lに対して共通ワイヤ接続部25bは共通して用いられている。
これにより、第1ワイヤ接続部26bと対をなすワイヤ接続部と、第2ワイヤ接続部26dと対をなすワイヤ接続部とを個々に設ける必要がないので、互に並列な複数の第1発光素子列45Rがなした第1発光系統と、これに隣接しかつ互に並列な複数の第2発光素子列45Lがなした第2発光系統との間に、絶縁距離を確保するためのスペースが不要である。これに加えて、共通ワイヤ接続部25bの採用により、発光モジュール21全体で必要とするワイヤ接続部の数を減少できる。
したがって、各半導体発光素子45を配設するためのスペースを小さくすることが可能であり、それにより、複数の半導体発光素子45が高密度実装された発光モジュール21のコンパクト化を図ることが可能である。これとともに、共通ワイヤ接続部25bの採用により、既述のように第1ワイヤ接続部26bと対をなすワイヤ接続部と、第2ワイヤ接続部26dと対をなすワイヤ接続部とを個々に設ける必要がない。したがって、配線パターンを形成するための金属の使用量を減らすことが可能であり、それに応じたコストダウンが可能である。
更に、既述のように第1配線パターン25の共通ワイヤ接続部25bが共通して用いられているので、複数の第1発光素子列45Rと複数の第2発光素子列45Lとは電気的には並列である。これにより、第1発光素子列45Rが有する複数の半導体発光素子45の数が増加しないとともに、第2発光素子列45Lが有する複数の半導体発光素子45の数も同様に増加しないことに伴い、低い印加電圧で複数の第1発光素子列45Rと複数の第2発光素子列45Lを発光させることが可能である。そのため、道路灯1が備える図示しない電源装置の回路構成は、発光モジュール21に高い電圧を供給することを要求されないので、電源装置のコストを低減することも可能である。
図10に示すように前記構成の発光モジュール21は、そのモジュール基板22の裏面、つまり、部品実装面22aと反対側の面を、前記モジュール設置部12の底面12aに密接させて装置ベース11に支持されている。それにより、モジュール基板22からモジュール設置部12への放熱ができるように発光モジュール21が装置ベース11に支持されている。このように支持された発光モジュール21が灯体4に取付けられた状態で、発光面57aは、透光板5に対向されている。
前記モジュールの支持のために、図4及び図10に示すように装置ベース11に複数例えば2個の金属製の押え板71がねじ止めされている。これら押え板71の先端部はモジュール基板22の周部に対向していて、この先端部にモジュール基板22の周部を押圧する金属製のばね72が取付けられている。これらのばね72のばね力でモジュール基板22の裏面が底面12aに密接された状態が保持されている。こうした保持によって、発光モジュール21の点灯に伴う温度上昇と消灯に伴う温度下降によるヒートサイクルで、セラミックス製のモジュール基板22にストレスが作用しても、このモジュール基板22が損傷することを防止できるように構成されている。
前記構成の道路灯1への給電が行われると、発光モジュール21が有した複数の半導体発光素子45が一斉に発光するので、発光面57aから出射された白色の光は、透光板5を直接透過し、若しくは反射器15の内面で反射された上で透光板5を透過して、照明対称の道路を照射する。この照明で、平面ミラーからなる第1の反射板15a及び第2の反射板15bで反射された光は、略広がらずに主に道路の長手方向に照射される。これとともに、カーブミラーからなる第3の反射板15c及び第4の反射板15dで反射された光は、道路の幅方向に対する照射角を制御されて主に道路の幅方向に照射される。
こうした照明において発光面57aから出射される光は、半導体発光素子45から封止樹脂57を直接透過した光、封止樹脂57内の蛍光体から放射されて封止樹脂57を直接透過した光の他に、半導体発光素子45の素子基板及びダイボンド材を通って部品実装面22aに入射されて、この部品実装面22aで反射されて封止樹脂57を透過した光、及び蛍光体から放射されて封止樹脂57を通って部品実装面22aに入射されて、この部品実装面22aで反射されて再び封止樹脂57を透過した光を含んでいる。
発光モジュール21は、既述のように部品実装面22aを有したモジュール基板22が白色のセラミックス製で、その平均反射率は80%以上であるので、部品実装面22aに入射された光、つまり、半導体発光素子45をなす青色LEDが発した発光波長440nm〜460nmの青色光、及び蛍光体が放射した発光波長470nm〜490nmの黄色光を、道路方向、言い換えれば、光の取出し方向に効率良く反射させることができる。特に、モジュール基板22の部品実装面22aの平均反射率を85%以上99%以下とした場合は、更に効率よく、部品実装面22aに入射された光を光の取出し方向に効率良く反射させることができる。
このように光を反射する部品実装面22aを有したモジュール基板22は、白色のセラミックス製であり、その地肌面を部品実装面22aとして利用しているので、このモジュール基板22での反射性能は、発光モジュール21の使用開始からの経過時間に拘らず、一定に維持される。
更に、モジュール基板22側での光の反射は、部品実装面22aだけではなく、封止樹脂57で封止された銀製の配線パターン25の共通ワイヤ接続部25b、及び銀製の配線パターン26の第1ワイヤ接続部26b並びに第2ワイヤ接続部26dでも行われる。ところで、銀製のワイヤ接続部25b,26b,26dは、空気中の硫黄成分と反応(硫化)するので、道路灯1が設置された時からの経過時間が長くなるほど、黒ずみが進行して、その光反射性能は次第に低下する。
しかし、前記構成の発光モジュール21は、既述のように発光面57aの面積に対する銀製の各ワイヤ接続部25b,26b,26dの面積占有率が40%以下に規定されている。言い換えれば、部品実装面22aでの反射面積が、発光面57aの面積の60%を超える大きさに確保されている。この場合、銀製の配線パターン25の正極パターン基部25a、及び銀製の配線パターン26の中間パターン部26cは、封止樹脂57で封止されておらず、発光面57aの外側に外れているので、前記面積占有率を40%以下にする上で好ましい。
前記面積占有率の規定により、各ワイヤ接続部25b,26b,26dの黒化の進行に伴う光反射性能の低下が発光モジュール21全体の光反射性能に与える影響を、小さく制限できる。したがって、実施例1の発光モジュール21によれば、その光束維持率の低下を緩慢にすることが可能である。言い換えれば、発光面57aで覆われた反射領域での光反射性能の低下が緩慢である。それに伴い光の取出し効率が高く維持されるので、省エネルギー効果を促進することが可能である。
そして、このように光束維持率の低下が緩慢であることに伴い、光源としての発光モジュール21が規定寿命例えば光束維持率が70%に達するまでに要する時間が長い道路灯1を提供することが可能である。言い換えれば、封止された銀の部分の発光面57aに対する面積占有率が40%以下であることにより、道路灯(照明器具)1が推奨寿命を超えて使用された場合にも、前記銀の部分の黒化に拘らず、発光モジュール21の光束維持率を70%以上に保持することができる。なお、道路灯1の交換の目安となる推奨寿命としては、光束維持率が70%に達する時期をもって規定されている。
なお、封止された銀の部分の発光面57aに対する面積占有率が40%を超えると、前記銀の部分の黒化の進行による発光モジュール21全体の光反射性能に与える影響が大きくなり過ぎ、それに伴い発光モジュール21の光束維持率の低下が早められて、光束維持率が70%に達するまでに要する時間が短くなる。そのため、本実施形態の課題を解決できなくなるので不適当である。
又、封止樹脂57で封止された配線パターン25,26の各ワイヤ接続部25b,26b,26dの発光面57aに対する面積占有率は5%以上である。それにより、各ワイヤ接続部25b,26b,26dの幅を、これらの部分に対するボンディングワイヤ48,49、51,52のワイヤボンディングに支障がないように、ある程度広く形成できる。したがって、製造上の問題を招かないようにできる。
更に、以上のように発光する発光モジュール21は、第1発光素子列54Rの長さL及び第2発光素子列45Lの長さMを合計した合計素子列長さと、共通ワイヤ接続部25bの長さNとが略等しくなるように、全ての半導体発光素子45を共通ワイヤ接続部25bの両側に配設した構成を備えている。
これにより、限られた面積の領域S内に複数の半導体発光素子45を高密度に配設する場合、共通ワイヤ接続部25bが延びる方向に全ての発光素子列を並べて配設した構成に比較して、全ての半導体発光素子45が実装された領域Sの縦横の寸法差を生じないか、寸法差があっても小さくできて、領域Sが細長く形成されることがない。
このように細長くない領域Sに満遍なく高密度に配設された全ての半導体発光素子45が、通電に伴い一斉に発光することにより、発光モジュール21からの出射光の配光分布を各方向に均一することが可能である。しかも、共通ワイヤ接続部25bの両側に第1発光素子列45R及び第2発光素子列45Lを配設したことにより、既述のように縦横の寸法差が小さい領域Sが大きい。そのため、領域Sに対する半導体発光素子45の実装数が多いことに伴い、照明に必要十分な光量を得ることが可能である。
又、既述の構成の発光モジュール21の第1発光素子列45Rと第2発光素子列45Lは電気的に並列であるので、これらに給電をするための配線パターンは、単一の第1配線パターン25と単一の第2配線パターン26があればよい。そして、第1配線パターン25の正極パターン基部25aと、第2配線パターン26の負極パターン基部26aとは、基部間絶縁距離Aを隔てて並設されている。
そのため、発光モジュール21が、複数の第1発光素子列45Rがなした第1発光系統とこれに隣接されるとともに複数の第2発光素子列45Lがなした第2発光系統を備えているにも拘らず、給電用のコネクタ61に、汎用されていて低コストである2本ピン形のコネクタを用いることができる。
ところで、コネクタ61の大きさは発光モジュール21の大きさに適合して小さく規定されている。それにも拘らず、2本ピン形のコネクタ61であるから、そのピン間隔、つまり、第1の端子ピン61aと第2の端子ピン61bの間隔が広い。これにより、これら端子ピンが半田付けされる正極パターン基部25aと負極パターン基部26aとの間の基部間絶縁距離Aを、前記ピン間隔に応じて広く確保することが可能である。そのため、第1配線パターン25と第2配線パターン26が銀製であるにも拘らず、それらの正極パターン基部25aと負極パターン基部26aとの間に銀マイグレーションを生じても、それによる正極パターン基部25aと負極パターン基部26a間の短絡を長期間にわたって防止することが可能である。
しかも、共通ワイヤ接続部25bの先端と中間パターン部26cの長手方向中間部とは、基部間絶縁距離A以上の絶縁距離Bを設けて隔てられている。そのため、共通ワイヤ接続部25bと中間パターン部26cとの間に銀マイグレーションを生じても、それによる共通ワイヤ接続部25bと中間パターン部26cとの間の短絡を長期間にわたって防止することが可能である。
又、発光モジュール21が備える複数の第1発光素子列45Rと複数の第2発光素子列45Lは共通ワイヤ接続部25bを境に対称である。これとともに、アライメントマーク35,36は、第1配線パターン25及び第2配線パターン26と同じ金属製であって、第1発光素子列45Rとこの列の延長線上に位置された第2発光素子列45Lの延長線上に位置してモジュール基板22上に設けられている。
このため、同じ金属である第1配線パターン25及び第2配線パターン26とアライメントマーク35,36とを、同じ工程(前記第1製造工程)で、モジュール基板22に形成することが可能である。それにより、コストの低減に寄与することが可能である。
更に、第1ワイヤ接続部26bに沿って近い位置に配置された複数のアライメントマーク35は、第1ワイヤ接続部26bの縁から1.0mm以上離れて設けられているとともに、第2ワイヤ接続部26dに沿って近い位置に配置された複数のアライメントマーク36は、第2ワイヤ接続部26dの縁から1.0mm以上離れて設けられている。このため、図示しない実装機でモジュール基板22に半導体発光素子45を実装する際に、実装機がアライメントマークを誤認識することに起因して、実装機の実装ヘッド等が損傷する不都合を改善することが可能である。
即ち、モジュール基板22の第1素子配設スペースS1及び第2素子配設スペースS2に半導体発光素子45を実装機で実装する場合、この実装機は、第1素子配設スペースS1及び第2素子配設スペースS2を間に置いて設けられ、かつ、図7において同一高さ位置のアライメントマーク35,36を認識して、これらアライメントマーク35,36を通る直線上に半導体発光素子45を間隔的に実装する。この実装において、実装機が同一高さ位置のアライメントマーク35,36を認識した場合は、適正な実装が行われる。
しかし、第1ワイヤ接続部26bに沿って列をなした複数のアライメントマーク35の相互間隔、及び第2ワイヤ接続部26dに沿って列をなした複数のアライメントマーク36の相互間隔は狭いので、実装機が、いずれか一方のアライメントマーク列の列が延びる方向に隣り合った他のアライメントマークを誤認識して、半導体発光素子45が不適正に実装されることがある。
例えば、図7中最も上位置のアライメントマーク(図7では識別のために符号35a,36aで示す。)を認識して正常な実装が行われた後に、図7中上から2番目の位置のアライメントマーク(識別のために符号35b,36bで示す。)を認識すべきところを、アライメントマーク35bと、図7中上から1番目の位置のアライメントマーク36aを誤認識して実装が行われる可能性がある。
こうした状況に至った場合、正常に実装された半導体発光素子45の正常実装ラインLl(図7参照)に対して、不適正に実装された半導体発光素子45の不良実装ラインL2(図7参照)が傾斜し、これら正常実装ラインLlと不良実装ラインL2は、アライメントマーク36aに向けて収束するようになる。そのため、収束点に近付くに従い、正常実装ラインLlに既に実装されている半導体発光素子45に、不良実装ラインL2に実装されようとする半導体発光素子45が干渉する恐れがある。
しかし、アライメントマーク35は第1ワイヤ接続部26bの縁から1.0mm以上離れており、アライメントマーク36は第2ワイヤ接続部26dの縁から1.0mm以上離れている。このようにアライメントマーク35,36の相互間距離が長いので、正常実装ラインLlに対する不良実装ラインL2の傾斜が緩くなって、全ての半導体発光素子45が配設される領域S内での前記両ライン間の最小間隔を広げることができる。加えて、領域Sは、第1ワイヤ接続部26bと第2ワイヤ接続部26d間に設定されていて、前記収束点から比較的大きく離されているので、この点でも領域S内での前記両ライン間の最小間隔距離を広げることができる。
したがって、正常実装ラインLlに既に実装されている半導体発光素子45に、不良実装ラインL2に実装されようとする半導体発光素子45が干渉することを抑制できる。これにより、実装機の実装ヘッド等が損傷する不都合を改善することが可能である。
又、発光モジュール21のモジュール基板22の縁に対するアライメントマーク35,36の距離Eは、第1ワイヤ接続部26bの縁に対するアライメントマーク35の離間距離G、及び第2ワイヤ接続部26dの縁に対するアライメントマーク36の離間距離Gより大きい。これにより、アライメントマーク35,36とモジュール基板22の縁との間に、絶縁上必要な延面距離を確保できる。これとともに、発光モジュール21の製造上の運搬やセッティング等の取扱いにおいて、アライメントマーク35,36と干渉しないようにモジュール基板22をハンドリングすることが可能な部位を、モジュール基板22の周部に確保することが可能である。
1…道路灯(照明器具)、4…灯体(器具本体)、6…光源装置、21…発光モジュール、22…モジュール基板、22a…部品実装面、25…配線パターン、25a…正極パターン基部、25b…共通ワイヤ接続部、26…配線パターン、26a…負極パターン基部、26b…第1ワイヤ接続部、26c…中間パターン部、26d…第2ワイヤ接続部、35,36…アライメントマーク、45…半導体発光素子、45R…第1発光素子列、45L…第2発光素子列、47〜52…ボンディングワイヤ、61…コネクタ、61a…第1の端子ピン、61b…第2の端子ピン、S1…第1素子配設スペース、S2…第2素子配設スペース、A…基部間絶縁距離、B…絶縁距離、G…離間距離、E…距離、L…第1発光素子列の長さ、M…第2発光素子列の長さ、N…共通ワイヤ接続部の長さ
Claims (7)
- モジュール基板と;
共通ワイヤ接続部を有して前記モジュール基板上に設けられた第1配線パターンと;
前記共通ワイヤ接続部との間に第1素子配設スペースを形成する第1ワイヤ接続部、前記共通ワイヤ接続部を境に前記第1ワイヤ接続部とは反対側で前記共通ワイヤ接続部との間に第2素子配設スペースを形成する第2ワイヤ接続部、及び前記第1、第2ワイヤ接続部を連続させる中間パターン部を有して、前記第1配線パターンを囲んでこの第1配線パターンとは異極をなして前記モジュール基板上に設けられた第2配線パターンと;
複数の半導体発光素子を直列接続してなるとともに、前記共通ワイヤ接続部と前記第1ワイヤ接続部にボンディングワイヤを介して電気的に接続して前記第1素子配設スペースに前記共通ワイヤ接続部及び前記第1ワイヤ接続部が延びる方向に並べて配設された複数の第1発光素子列と;
複数の半導体発光素子を直列接続してなるとともに、前記共通ワイヤ接続部と前記第2ワイヤ接続部にボンディングワイヤを介して電気的に接続して前記第2素子配設スペースに前記共通ワイヤ接続部及び前記第2ワイヤ接続部が延びる方向に並べて配設された複数の第2発光素子列と;
を具備することを特徴とする発光モジュール。 - 前記第1、第2の発光素子列の長さを合計した合計素子列長さと、前記共通ワイヤ接続部の長さとが略等しくなるように、前記複数の第1発光素子列及び前記複数の第2発光素子列が前記共通ワイヤ接続部の両側に配設されていることを特徴とする請求項1に記載の発光モジュール。
- 前記共通ワイヤ接続部が連続された前記第1配線パターンのパターン基部と、前記第1、第2ワイヤ接続部のうちの一方が連続された前記第2配線パターンのパターン基部とが、基部間絶縁距離を隔てて並設されているとともに、2本の端子ピンを有した2本ピン形の給電用のコネクタが前記モジュール基板に実装されていて、前記2本の端子ピンが前記両パターン基部に個別に接続されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の発光モジュール。
- 前記共通ワイヤ接続部の先端と前記中間パターン部の長手方向中間部とが、前記基部間絶縁距離以上の絶縁距離で隔てられていることを特徴とする請求項1から3のうちのいずれか一項に記載の発光モジュール。
- 複数の前記第1発光素子列と複数の前記第2発光素子列は前記共通ワイヤ接続部を境に対称であり、前記両配線パターンと同じ金属製のアライメントマークが、各発光素子列の延長線上に位置して前記モジュール基板上に設けられていて、前記各アライメントマークのうちで、前記第1ワイヤ接続部に近い位置に配置されたアライメントマークが、前記第1ワイヤ接続部の縁から1.0mm以上離れているとともに、前記第2ワイヤ接続部に近い位置に配置されたアライメントマークが、前記第2ワイヤ接続部の縁から1.0mm以上離れていることを特徴とする請求項1から4のうちのいずれか一項に記載の発光モジュール。
- 前記モジュール基板の縁に対する前記アライメントマークの離間距離が、前記第1、第2ワイヤ接続部に対する前記アライメントマークの離間距離より大きいことを特徴とする請求項5に記載の発光モジュール。
- 請求項1から6のうちのいずれか一項に記載の発光モジュールを光源として有した光源装置と;
この光源装置が取付けられた器具本体と;
を具備することを特徴とする照明器具。
Priority Applications (7)
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-
2010
- 2010-06-28 JP JP2010146730A patent/JP2012009396A/ja not_active Withdrawn
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