JP2012216602A

JP2012216602A - Ｌｅｄ光源基板およびｌｅｄランプ

Info

Publication number: JP2012216602A
Application number: JP2011079638A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Onishi; 弘朗大西; Takumi Yamade; 琢巳山出; Shinobu Obata; 忍小畠
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-11-08

Abstract

【課題】経年劣化を抑制可能なＬＥＤ光源基板およびＬＥＤランプを提供すること。
【解決手段】複数のＬＥＤチップ２を搭載するためのＬＥＤ光源基板１１であって、セラミックスからなる基材１１０と、基材１１０上に形成されたＡｇ層１３０、Ａｕ層１４０、Ａｇ−Ｐｔ層１５０からなる配線パターン１２０と、配線パターン１２０の一部を覆うガラス層１６０と、を備えているとともに、Ａｇ層１３０は、ガラス層１６０にそのすべてが覆われており、Ａｕ層１４０は、Ａｇ層１３０と重なる接続部、およびガラス層１６０から露出するとともに基材１１０に接する複数のワイヤボンディング用パッドを有しており、Ａｇ−Ｐｔ層１５０は、Ａｇ層１３０と重なる接続部、およびガラス層１６０から露出するとともに基材１１０に接する複数のハンダ用パッドを有している。
【選択図】図５

Description

本発明は、ＬＥＤ光源基板およびこれを用いたＬＥＤランプに関する。

図２６は、従来のＬＥＤランプの一例を示す断面図である。同図に示されたＬＥＤランプ９００は、ＬＥＤ光源基板９１と、複数のＬＥＤモジュール９２と、放熱部材９５と、チューブ９３と、端子９４と、を備える。各ＬＥＤモジュール９２は、ＬＥＤ光源基板９１に搭載されている。放熱部材９５には、ＬＥＤ光源基板９１が取り付けられている。チューブ９３は、円筒状であり、ＬＥＤ光源基板９１と、ＬＥＤモジュール９２と、放熱部材９５とを収容している。端子９４は、直管型の蛍光灯用ソケットの差込口にはめ込まれる。ＬＥＤ光源基板９１には、複数のＬＥＤモジュール９２および端子９４に接続される図示しない配線パターンが形成されている。ＬＥＤランプについては、たとえば、特許文献１に記載されている。

ＬＥＤモジュール９２は、一般的な蛍光灯などと比べて寿命が長い。このため、ＬＥＤ光源基板９１の使用期間は、蛍光灯の使用期間よりも格段に長い程度となる。このため、ＬＥＤ光源基板９１の経年劣化が進むと、たとえばＬＥＤモジュール９２がＬＥＤ光源基板９１から脱落することが懸念される。あるいは、ＬＥＤ光源基板９１と端子９４とを導通させる接続箇所（図示略）が、断線してしまうおそれがある。

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、経年劣化を抑制可能なＬＥＤ光源基板およびＬＥＤランプを提供することをその課題とする。

本発明の第１の側面によって提供されるＬＥＤ光源基板は、複数のＬＥＤチップを搭載するためのＬＥＤ光源基板であって、セラミックスからなる基材と、上記基材上に形成されたＡｇ層、Ａｕ層、Ａｇ−Ｐｔ層からなる配線パターンと、上記配線パターンの一部を覆うガラス層と、を備えているとともに、上記Ａｇ層は、上記ガラス層にそのすべてが覆われており、上記Ａｕ層は、上記Ａｇ層と重なる接続部、および上記ガラス層から露出するとともに上記基材に接する複数のワイヤボンディング用パッドを有しており、上記Ａｇ−Ｐｔ層は、上記Ａｇ層と重なる接続部、および上記ガラス層から露出するとともに上記基材に接する複数のハンダ用パッドを有していることを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記Ａｕ層は、ガラスを含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記Ａｕ層は、Ａｕおよびガラスを含むペーストを印刷したのちに、このペーストを焼成することによって形成されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記Ａｇ層は、Ａｇを含むペーストを印刷したのちに、このペーストを焼成することによって形成されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記Ａｇ−Ｐｔ層は、ＡｇおよびＰｔを含むペーストを印刷したのちに、このペーストを焼成することによって形成されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記Ａｇ層は、上記Ａｕ層の上記接続部と上記基材との間に介在している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記Ａｕ層は、上記接続部および上記ワイヤボンディング用パッドを有する帯状部を含む。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記帯状部は、上記接続部および上記ワイヤボンディング用パッドを形成する一定幅部と、上記Ａｇ層の端縁を覆っているとともに上記一定幅部よりも幅が広い広幅部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記帯状部は、長手方向と直角である断面形状が、幅方向両側部分が幅方向中央部分よりも厚い形状となっている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記帯状部の上記接続部側にある長手方向端縁は、上記Ａｇ層の端縁の一部と一致している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記帯状部の上記接続部側にある長手方向端縁は、上記Ａｇ層の端縁内方に位置している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記帯状部の上記接続部側にある長手方向端縁は、上記Ａｇ層の端縁を越えて上記基材と接している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記Ａｕ層の上記接続部は、上記Ａｇ層と上記基材との間に介在している。

本発明の第２の側面によって提供されるＬＥＤランプは、本発明の第１の側面によって提供される１以上のＬＥＤ光源基板と、上記ＬＥＤ光源基板に搭載されるとともに、各々が上記ワイヤボンディング用パッドに対してワイヤを介して接続された複数のＬＥＤチップと、上記複数のハンダ用パッドに対してハンダを介して固定されたコネクタと、を備えることを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ＬＥＤ光源基板は、長矩形状であり、上記ＬＥＤ光源基板の端部を支持する１対のキャップと、上記キャップから突出する端子と、上記ＬＥＤ光源基板を収容する円筒形状であり、両端が上記１対のキャップに支持されたチューブと、を備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のＬＥＤチップに対して過大な逆電圧が印加されることを回避するためのツェナーダイオードをさらに備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ＬＥＤチップを覆っており、上記ＬＥＤチップからの光を透過する透明樹脂と、上記ＬＥＤチップからの光によって励起されることにより上記ＬＥＤチップからの光とは異なる光を発する蛍光材料と、からなる封止樹脂を備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ガラス層は、上記ＬＥＤチップを囲む枠状部分を有しており、上記封止樹脂は、上記ガラス層の上記枠状部分内に形成されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記Ａｇ層は、上記ＬＥＤ光源基板の長手方向に沿って互いに平行に延びる複数対の平行帯状部と、上記ＬＥＤ光源基板の長手方向において隣り合う上記複数対の平行帯状部のうち上記ＬＥＤ光源基板の幅方向において反対側に位置するものどうしを連結する連結部と、を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ガラス層は、上記複数対の平行帯状部を覆う平行帯状部被覆部と、上記連結部を覆う連結部被覆部と、を有する。

このような構成によれば、上記Ａｇ層が、上記ガラス層によってそのすべてが覆われていることにより、上記Ａｇ層が経年変化によって変色したり、上記基材から剥離することを防止することができる。上記Ａｕ層のうち上記Ａｇ層と接している上記接続部は、上記層とともに上記ガラス層によって覆われている。これにより、上記接続部を構成するＡｕが上記Ａｇ層に浸透してしまうことを防止することができる。一方、上記ワイヤボンディング用パッドは、上記基材に直接接している。上記ワイヤボンディング用パッドを構成するＡｕは、上記基材を構成するセラミックスには、ほとんど拡散しない。このため、上記ワイヤボンディング用パッドの経年変化を抑制することができる。また、Ａｕからなる上記ワイヤボンディング用パッドは、Ａｕからなるワイヤとの接合強度を高めるのに適している。上記Ａｇ−Ｐｔ層のうち上記Ａｇ層と接している上記接続部は、上記Ａｇ層とともに上記ガラス層によって覆われている。これにより、上記接続部を構成するＡｇおよびＰｔが上記Ａｇ層に拡散してしまうことを防止することができる。一方、上記ハンダ用パッドは、上記基材に直接接している。上記ハンダ用パッドを構成するＡｇ−Ｐｔは、セラミックスには、ほとんど拡散しない。このため、上記ハンダ用パッドの経年変化を抑制することができる。また、ＡＧ−Ｐｔからなる上記ハンダ用パッドは、上記基材およびハンダとの接合強度を高めるのに適している。したがって、上記ＬＥＤ光源基板の経年変化を抑制することが可能であり、上記ＬＥＤランプにおいて、上記ＬＥＤチップやコネクタが外れてしまうことを防止することができる。

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。

本発明にかかるＬＥＤランプの一例を示す正面図である。本発明にかかるＬＥＤランプの一例の底面図である。図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う分解断面図である。図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。図１のＬＥＤランプを示す要部平面図である。図１のＬＥＤランプを示す要部平面図である。図１のＬＥＤランプを示す要部平面図である。図１のＬＥＤランプを示す要部拡大平面図である。図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う要部断面図である。図８のＸ−Ｘ線に沿う要部断面図である。図５のＸＩ−ＸＩ線に沿う要部断面図である。本発明にかかるＬＥＤ光源基板の一例を示す要部平面図である。本発明にかかるＬＥＤ光源基板の一例を示す要部平面図である。本発明にかかるＬＥＤ光源基板の一例を示す要部平面図である。本発明にかかるＬＥＤ光源基板の一例の製造方法においてＡｇ層を形成した状態を示す要部平面図である。本発明にかかるＬＥＤ光源基板の一例の製造方法においてＡｕ層を形成した状態を示す要部平面図である。本発明にかかるＬＥＤ光源基板の一例の製造方法においてＡｇ−Ｐｔ層を形成した状態を示す要部平面図である。本発明にかかるＬＥＤランプおよびＬＥＤ光源基板の変形例を示す要部拡大平面図である。図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿う分解断面図である。本発明にかかるＬＥＤランプおよびＬＥＤ光源基板の他の変形例を示す要部断面図である。本発明にかかるＬＥＤランプおよびＬＥＤ光源基板の他の変形例を示す要部断面図である。本発明にかかるＬＥＤランプおよびＬＥＤ光源基板の他の変形例を示す要部断面図である。本発明にかかるＬＥＤランプおよびＬＥＤ光源基板の他の変形例を示す要部断面図である。本発明にかかるＬＥＤランプおよびＬＥＤ光源基板の他の変形例を示す要部断面図である。本発明にかかるＬＥＤランプおよびＬＥＤ光源基板の他の変形例を示す要部断面図である。従来のＬＥＤランプの一例を示す断面図である。

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〜図１１は、本発明にかかるＬＥＤランプの一例を示している。本実施形態のＬＥＤランプ１０１は、支持部材１、複数のＬＥＤチップ２、回路部品３１、アース用端子３２、チューブ４、接着層５、およびキャップ７，８を備えている。ＬＥＤランプ１０１は、直管型蛍光灯の代替として用いられる。

支持部材１は、複数のＬＥＤチップ２を支持しており、複数のＬＥＤ光源基板１１および放熱部材１９からなる。本実施形態においては、複数のＬＥＤ光源基板１１が直列に配置されており、これらの複数のＬＥＤ光源基板１１が放熱部材１９に取り付けられている。

ＬＥＤ光源基板１１は、基材１１０、配線パターン１２０、およびガラス層１３０を具備しており、方向Ｘを長手方向とする長矩形状である。図５は、ＬＥＤランプ１０１のうちＬＥＤ光源基板１１のＸ２方向端部付近を示しており、図６は、ＬＥＤランプ１０１のうちＬＥＤ光源基板１１のＸ方向中央部付近を示しており、図７は、ＬＥＤランプ１０１のうちＬＥＤ光源基板１１のＸ１方向端部付近を示している。また、図１２は、ＬＥＤ光源基板１１単体のＸ２方向端部付近を示しており、図１３は、ＬＥＤ光源基板１１単体のＸ方向中央部付近を示しており、図１４は、ＬＥＤ光源基板１１単体のＸ１方向端部付近を示している。

基材１１０は、アルミナなどのセラミックスからなり、本実施形態においては、Ｘ方向に沿う長手方向寸法が２５０ｍｍ程度、幅方向寸法が１５ｍｍ程度、厚さが１．５ｍｍ程度とされている。

配線パターン１２０は、基材１１０上に形成されており、複数のＬＥＤチップ２に電力を供給する経路となるものである。配線パターン１２０は、Ａｇ層１３０、Ａｕ層１４０、およびＡｇ−Ｐｔ層１５０からなる。

Ａｇ層１３０は、配線パターン１２０の主要な電流経路を構成する層であり、Ａｇからなる。Ａｇ層１３０は、Ａｇを含むペーストを印刷し、このペーストを焼成することによって形成されている。Ａｇ層１３０は、複数対の平行帯状部１３１、複数の連結部１３２、およびバイパス部１３３を有しており、その厚さがたとえば１０μｍ程度である。

各平行帯状部１３１は、Ｘ方向に延びる帯状であり、その幅がたとえば０．５ｍｍ程度とされている。各対の平行帯状部１３１は、ＬＥＤ光源基板１１の幅方向互いに離間しており、かつ平行に配置されている。複数対の平行帯状部１３１は、Ｘ１方向端部方向に配列されている。各連結部１３２は、Ｘ方向に隣り合う２対の平行帯状部１３１の間に形成されており、一方の対の平行帯状部１３１のいずれか一方と、他方の平行帯状部１３１のうち上記一方の平行帯状部１３１と幅方向において反対側にあるものとを連結している。複数対の平行帯状部１３１および複数の連結部１３２により、Ａｇ層１３０は、複数対の平行帯状部１３１によって形成される複数の並列導通経路が互いに直列に接続された導通経路を実現している。

バイパス部１３３は、基材１１０のほぼ全長にわたってＸ方向に延びる帯状部分であり、その幅がたとえば０．５ｍｍ程度とされている。バイパス部１３３は、複数のＬＥＤ光源基板１１を連結する際に、これらのＬＥＤ光源基板１１を縦断する電流経路を形成するための部位である。

Ａｕ層１４０は、複数のＬＥＤチップ２を配線パターン１２０に導通させる部位を構成するものであり、ガラスが混入されたＡｕからなる。Ａｕ層１４０は、Ａｕおよびガラスを含むペーストを印刷し、このペーストを焼成することによって形成されている。Ａｕ層１４０は、複数の帯状部１４１を有しており、その厚さが５μｍ程度である。

本実施形態においては、１対ずつの帯状部１４１が互いに近接して配置されており、複数対の帯状部１４１がＸ方向に配列されている。図８〜図１０に示すように、各対の帯状部１４１は、Ａｇ層１３０の各対の平行帯状部１３１の一方に重なるものと他方に重なるものとからなる。各帯状部１４１は、平行帯状部１３１と重なる接続部１４２と後述するガラス層１６０から露出したパッド１４３を有する。パッド１４３は、本発明でいうワイヤボンディング用パッドの一例である。接続部１４２は、平行帯状部１３１と接している。本実施形態においては、接続部１４２と基材１１０との間に平行帯状部１３１が介在している。また、帯状部１４１の長手方向端縁は、平行帯状部１３１の端縁と一致している。帯状部１４１の幅は、たとえば０．２ｍｍ程度である。

図８に示すように、帯状部１４１は、２つの一定幅部１４４とこれらに挟まれた広幅部１４５とに区画される。２つの一定幅部１４４は、平行帯状部１３１に重なる部分と、基材１１０に接する部分である。広幅部１４５は、平行帯状部１３１の端縁を跨ぐ部分であり、平行帯状部１３１の端縁に沿うようにして一定幅部１４４より広幅となっている。また、Ａｕ層１４０は、図１２〜図１４に示すようにパッド１４６を有している。パッド１４６は、後述するツェナーダイオード２９をボンディングするための部位である。また、図９に示すように、帯状部１４１の断面形状は、幅方向両側部分が、幅方向中央部分よりも厚い形状となっている。

Ａｇ−Ｐｔ層１５０は、後述するコネクタ１７を固定するとともに、配線パターン１２０に導通させる部位を構成するものであり、Ａｇに０．８重量％程度のＰｔが混入された材質からなり、その厚さが５〜１０μｍ程度である。Ａｇ−Ｐｔ層１５０は、ＡｇとＰｔとを含むペーストを印刷したのちに、このペーストを焼成することによって形成される。Ａｇ−Ｐｔ層１５０は、複数の接続部１５２、複数のパッド１５３、および複数のパッド１５４を有する。各接続部１５２と各パッド１５３とは互いにつながっている。接続部１５２は、Ａｇ層１３０の平行帯状部１３１につながる部分、あるいはバイパス部１３３につながる部分と重なっており、これらの部分と接している。本実施形態においては、接続部１５２と基材１１０との間にＡｇ層１３０が介在している。パッド１５３は、後述するガラス層１６０から露出しており、基材１１０に接している。パッド１５３は、本発明でいうハンダ用パッドの一例である。パッド１５４は、Ａｇ層１３０およびＡｕ層１４０のいずれとも導通しておらず、基材１１０上に形成されている。２つのパッド１５３と２つのパッド１５４とに、１つのコネクタ１７が固定される。

ガラス層１６０は、ガラスからなり、配線パターン１２０の一部を除き大部分を覆っている。ガラス層１６０は、たとえば透明なガラスからなり、その厚さがたとえば１５μｍ程度である。ガラス層１６０は、配線パターン１２０を形成した後に、ガラスを含むペーストを印刷し、印刷されたペーストを焼成することによって形成される。ガラス層１６０は、複数の平行帯状部被覆部１６１および複数の連結部被覆部１６２を有する。

各平行帯状部被覆部１６１は、Ａｇ層１３０の平行帯状部１３１およびバイパス部１３３を覆っている部分である。各平行帯状部被覆部１６１は、Ａｕ層１４０の接続部１４２およびＡｇ−Ｐｔ層の接続部１５２を覆っており、Ａｕ層１４０のパッド１４３、およびＡｇ−Ｐｔ層１５０のパッド１５３，１５４を露出させている。各連結部被覆部１６３は、Ａｇ層１３０の連結部１３２を覆っている。

図１５〜図１７は、ＬＥＤ光源基板１１の製造方法の一例を示している。これらの図においては、理解の便宜上１つのＬＥＤ光源基板１１の製造を示しているが、複数の基材１１０を構成可能なセラミック材料を用いて複数のＬＥＤ光源基板１１を一括して製造してもよい。

まず、図１５に示すように、基材１１０にＡｇを含むペーストを図示した形状に印刷する。そして、この印刷されたペーストを焼成することにより、Ａｇ層１３０が得られる。次いで、図１６に示すように、Ａｕを含むペーストを、図示した形状に印刷する。そして、この印刷されたペーストを焼成することにより、Ａｕ層１４０が得られる。次いで、図１７に示すように、ＡｇとＰｔとを含むペーストを図示された形状に印刷する。そして、この印刷されたペーストを焼成することにより、Ａｇ−Ｐｔ層１５０が得られる。こののちは、図１２〜１４に図示された形状にガラスペーストを印刷する。そして、この印刷されたペーストを焼成することにより、ガラス層１６０が得られる。以上の工程を経ることにより、ＬＥＤ光源基板１１が完成する。

複数のＬＥＤチップ２は、ＬＥＤランプ１０１の光源であり、ＬＥＤ光源基板１１に搭載されている。図９に示すように、各ＬＥＤチップ２は、サブマウント基板２１および半導体層２２を具備している。サブマウント基板２１は、たとえばＳｉからなる。半導体層２２は、たとえばＧａＮからなるｎ型半導体層、活性層およびｐ型半導体層が積層されており、たとえば青色光を発する。半導体層２２には、サブマウント基板２１側に形成された電極パッドが形成されている。これらの電極パッドが、サブマウント基板２１に形成された配線パターン（図示略）に接合されている。図８に示すようにＬＥＤチップ２は、Ａｇ層１３０の１対の平行帯状部１３１とＡｕ層１４０の１対の帯状部１４１とに挟まれた領域に搭載されている。図９に示すようにＬＥＤチップ２と基材１１０とは、たとえば絶縁性ペースト２３によって接合されている。サブマウント基板２１には、２つの電極（図示略）が形成されており、Ａｕからなるワイヤ２６によってＡｕ層１４０のパッド１４３に接続されている。ＬＥＤチップ２と基材１１０との接合は、たとえばＡｇペースト、エポキシ樹脂、あるいは高熱伝導率を有する材料からなるフィラーが混入されたエポキシ樹脂を用いれば、放熱効果の促進に好ましい。

図８〜図１０に示すように、ＬＥＤチップ２は、封止樹脂２７によって覆われている。封止樹脂２７は、たとえば透明なエポキシ樹脂などのＬＥＤチップ２からの光を透過する材料と、ＬＥＤチップ２からの光によって励起されることにより、ＬＥＤチップ２からの光とは異なる波長の光を発する蛍光材料とからなる。この蛍光材料としては、青色光によって励起されることにより黄色光を発するものが挙げられる。封止樹脂２７は、ワイヤ２６を覆っており、ガラス層１６０の平行帯状部被覆部１６１によってせき止められた形状となっている。これは、蛍光材料を含む液状のエポキシ樹脂材料をＬＥＤチップ２に向けて滴下することによって封止樹脂２７を形成する際に、このエポキシ樹脂材料が平行帯状部被覆部１６１によってせき止められるからである。封止樹脂２７を備えることにより、ＬＥＤランプ１０１は、青色光と黄色光とが混色された白色光を発する。

図５〜図７に示すように、ＬＥＤ光源基板１１には、複数のツェナーダイオード２９が搭載されている。ツェナーダイオード２９は、ＬＥＤチップ２に過大な逆電圧が印加させることを防止するためのものである。本実施形態においては、１対の平行帯状部１３１ごとに、１つのツェナーダイオード２９が配置されている。各ツェナーダイオード２９は、Ａｕ層１４０のパッド１４６に搭載されている。

図５、図７および図１１に示すように、ＬＥＤ光源基板１１のＸ方向両端付近には、コネクタ１７が取り付けられている。コネクタ１７は、隣り合うＬＥＤ光源基板１１の配線パターン１２０どうしを接続する機能を果たす。また、コネクタ１７は、回路部品３１およびアース用端子３２とＬＥＤ光源基板１１の配線パターン１２０を接続する機能を果たす。コネクタ１７は、筐体１７１、複数の端子１７２、および複数のケーブル１７３を備えている。筐体１７１は、薄い直方体形状であり、たとえば白色樹脂からなる。複数の端子１７２は、コネクタ１７をＬＥＤ光源基板１１に取り付け、配線パターン１２０と導通する部位である。端子１７２は、Ａｇ−Ｐｔ層１５０のパッド１５３，１５４に対してハンダ１７５を介して接合されている。ケーブル１７３は、筐体１７１から延びており、他のＬＥＤ光源基板１１に取り付けられたコネクタ１７に接続されているか、あるいは回路部品３１およびアース用端子３２に接続されている。

放熱部材１９は、ＬＥＤチップ２にて発生した熱を、ＬＥＤランプ１０１の外部に効率的に排出するためのものである。図３および図４に示すように、放熱部材１９は方向Ｘに沿って延びている。放熱部材１９にはＬＥＤ光源基板１１が接合されている。放熱部材１９は比較的熱伝導率の高い材料よりなる。放熱部材１９を構成する材料の熱伝導率は、ＬＥＤ光源基板１１を構成する材料の熱伝導率より大きい。放熱部材１９はたとえばＡｌよりなる。

図４に示すように、放熱部材１９は、基部１９ａと、凸部１９ｂ，１９ｃとを有する。基部１９ａは、方向Ｘに沿って延びる形状である。各凸部１９ｂは、ＬＥＤ光源基板１１に沿って基部１９ａから突出している。各凸部１９ｂは、方向Ｘに沿って延びている。基部１９ａおよび凸部１９ｂはＬＥＤ光源基板１１を支持している。各凸部１９ｃは、ＬＥＤチップｐ２から離間するように、基部１９ａから突出している。各凸部１９ｃは方向Ｘに沿って延びている。放熱部材１９には、複数の第１溝１９１（本実施形態では２つ）が形成されている。各溝１９１は、隣接する２つの凸部１９ｃの間に位置する。各溝１９１は方向Ｘに沿って延びている。本実施形態においては、各溝１９１は、放熱部材１９の方向Ｘにおける一端から他端にわたって形成されている。各溝１９１は溝面１９２によって規定されている。図３に示すように、放熱部材１９には、貫通孔１９９ａ，１９９ｂが形成されている。貫通孔１９９ａは放熱部材１９の方向Ｘにおける一端に位置し、貫通孔１９９ｂは放熱部材１９の方向Ｘにおける他端に位置する。

回路部品３１は、図３に示すように、基板３１１と、ダイオードブリッジ３１２と、抵抗３１３と、ヒューズ３１４と、ＡＣ／ＤＣコンバータ（図示略）と、２つの端子３１６とを含む。基板３１１はたとえばガラスエポキシ樹脂よりなる。各端子３１６は、ＬＥＤランプ１０１の外部からＬＥＤチップ２に電力を供給するためのものである。各端子３１６は、ＬＥＤランプ１０１を設置するためのソケットに形成された２つの差込口のいずれか１つに挿入される。

ダイオードブリッジ３１２は、は常にＬＥＤチップ２のアノード側に向かって、電流を流す。よって、端子３１６のいずれをソケットにおける２つの差込口のいずれに挿入すべきかを考慮しなくてよい。抵抗３１３は、ＬＥＤランプ１０１が上記ソケットに装着されているか否かを図示しない回路が検知するためのものである。

ヒューズ３１４は、ＬＥＤランプ１０１に過大な電流が流れることを未然に防止するためのものである。なお、回路部品３１はヒューズ３１４を有する必要は必ずしも無い。上記ＡＣ／ＤＣコンバータは、供給される交流電流を直流定電流に変換する。なお、回路部品３１は、上記ＡＣ／ＤＣコンバータを有する必要は必ずしも無い。

アース用端子３２は、放熱部材１９に電気的に接続している。ＬＥＤランプ１０１の使用時においてアース用端子３２はアース接続される。そのため、放熱部材１９が導電性材料よりなる場合、ＬＥＤチップ２に電流が流れるＬＥＤランプ１０１の使用時に、放熱部材１９に人間の手が触れたとしても感電するおそれがない。

チューブ４は、支持部材１と複数のＬＥＤチップ２とを保護するためのものである。チューブ４は、支持部材１および複数のＬＥＤチップ２を収容している。チューブ４は方向Ｘに延びる。チューブ４は、たとえば、ポリカーボネイト等の樹脂よりなる。チューブ４は押出成形によって形成される。チューブ４はガラスよりなっていてもよい。チューブ４を構成する材料の線膨張係数は、放熱部材１９を構成する材料の線膨張係数より大きいことが多い。本実施形態においては、チューブ４の方向Ｘにおける寸法は、支持部材１の方向Ｘにおける寸法より小さい。チューブ４は、方向Ｘのうちの方向Ｘ１側に開口し、且つ、方向Ｘのうちの方向Ｘ２（方向Ｘ１とは逆方向）側に開口している。チューブ４の方向Ｘ１側の開口からは支持部材１が方向Ｘ１に突出している。同様に、チューブ４の方向Ｘ２側の開口からは支持部材１が方向Ｘ２に突出している。チューブ４には、ＬＥＤチップ２から放たれた光が通過する光通過空間４５が形成されている。本実施形態においては、光通過空間４５は、チューブ４の内部空間のうち、支持部材１に対し軸Ｏｘの位置する側の空間である。

図４に示すように、本実施形態においては、複数のＬＥＤチップ２、放熱部材１９、および後述の接着層５は、いずれも全体にわたって、チューブ４に囲まれ且つチューブ４に規定される空間（本実施形態では断面が円形状の空間）のうち、チューブ４の軸Ｏｘを通る仮想平面８９１によって区画された２つの空間のいずれか１つに収容されている。同図にて、チューブ４のうち、上述の２つの空間の一方に臨む部位（同図における下側の部位）を、部位４８としている。同図にて、チューブ４のうち上述の２つの空間の他方に臨む部位（同図における上側の部位）を、部位４９としている。

図４に示すように、チューブ４は、外筒部４１と複数の突出片４２，４３とを含む。外筒部４１は、円筒状であり、方向Ｘに垂直な面による断面形状が円形である。各突出片４２，４３は、ＬＥＤ光源基板１１の広がる方向に沿って外筒部４１から延びている。突出片４２，４３は、方向Ｘに沿って延びる形状である。各突出片４２は、ＬＥＤ光源基板１１における図４の上側に当接している。各突出片４３は、放熱部材１９における凸部１９ｂに当接している。突出片４２，４３は、支持部材１がチューブ４内にて位置ずれをすることを防止するためのものである。

図４に示すように、接着層５は、支持部材１の放熱部材１９とチューブ４とを接着している。接着層５は、放熱部材１９とチューブ４との間に介在している。接着層５は、放熱部材１９とチューブ４とに直接接している。本実施形態においては、接着層５は各溝１９１に形成されている。接着層５は方向Ｘに沿って延びる形状である。接着層５は溝面１９２の方向Ｘにおける一端から他端にわたって溝面１９２に接している。同様に、接着層５は、チューブ４の方向Ｘにおける一端から他端にわたってチューブ４に接している。図２、図４に示すように、接着層５は、各々が方向Ｘに沿って延びる端縁５３を有する。

図４に示すように、接着層５は、樹脂部５１とフィラー５２とを含む。樹脂部５１は、たとえば、シリコーン系の樹脂や、エポキシ系の樹脂よりなる。フィラー５２は、樹脂部５１に散在している。フィラー５２は、樹脂部５１を構成する材料よりも熱伝導率が大きい材料よりなる。このような材料としては、たとえば酸化チタンが挙げられる。接着層５としては、たとえば、信越シリコーン社製の品番ＫＥ３４６７のゴムを用いると良い。

図１〜図３に示すように、キャップ７は、チューブ４の方向Ｘ１側の端に位置する。キャップ７は、チューブ４の方向Ｘ１側の開口を塞いでいる。キャップ７は支持部材１に固定されている。一方、キャップ７とチューブ４との間にはわずかに隙間がある。そのため、キャップ７は、チューブ４に部分的に接触しているが、チューブ４に対し固定されていない。キャップ７は、たとえば、樹脂、セラミック、もしくは金属よりなる。本実施形態においてキャップ７は樹脂よりなる。キャップ７は回路部品３１を収容している。キャップ７からは端子３１６が突出している。本実施形態ではキャップ７は第１部材７１と第２部材７２とを含む。第１部材７１および第２部材７２は、各々、一体成型されたものである。本実施形態と異なり、キャップ７全体が一体成型されたものであってもよい。

図１〜図３に示すように、キャップ８は、チューブ４の方向Ｘ２側の端に位置する。キャップ８は、キャップ７の構成とほぼ同様の構成を有する。キャップ８は、チューブ４の方向Ｘ２側の開口を塞いでいる。キャップ８は支持部材１に固定されている。一方、キャップ８とチューブ４との間にはわずかに隙間がある。そのため、キャップ８はチューブ４に部分的に接触しているが、チューブ４に対し固定されていない。キャップ８は、たとえば、樹脂、セラミック、もしくは金属よりなる。本実施形態においてキャップ８は樹脂よりなる。キャップ８からはアース用端子３２が突出している。本実施形態ではキャップ８は第１部材８１と第２部材８２とを含む。第１部材８１および第２部材８２は、各々、一体成型されたものである。本実施形態と異なり、キャップ８全体が一体成型されたものであってもよい。

次に、ＬＥＤランプ１０１およびＬＥＤ光源基板１１の作用について説明する。

本実施形態によれば、Ａｇ層１３０は、ガラス層１６０によってそのすべてが覆われている。これにより、Ａｇ層１３０が経年変化によって変色したり、基材１１０から剥離することを防止することができる。Ａｇ層１３０は、比較的明るい白色を呈するため、ＬＥＤランプ１０１の輝度を向上させることができる。また、比較的低抵抗であるため、ＬＥＤランプ１０１に不可避的に生じる不必要な抵抗を小さくすることができる。

Ａｕ層１４０のうちＡｇ層１３０と接している接続部１４２は、Ａｇ層１３０とともにガラス層１６０によって覆われている。これにより、接続部１４２を構成するＡｕがＡｇ層１３０に浸透してしまうことを防止することができる。一方、ワイヤ２６がボンディングされたパッド１４３は、基材１１０に直接接している。パッド１４３を構成するＡｕは、基材１１０を構成するセラミックスには、ほとんど拡散しない。このため、パッド１４３の経年変化を抑制することができる。また、Ａｕからなるパッド１４３は、Ａｕからなるワイヤ２６との接合強度を高めるのに適している。

Ａｇ−Ｐｔ層１５０のうちＡｇ層１３０と接している接続部１５２は、Ａｇ層１３０とともにガラス層１６０によって覆われている。これにより、接続部１５２を構成するＡｇおよびＰｔがＡｇ層１３０に拡散してしまうことを防止することができる。一方、コネクタ１７を固定するためのハンダ１７５が接合されたパッド１５３は、基材１１０に直接接している。パッド１５３を構成するＡｇ−Ｐｔは、セラミックスには、ほとんど拡散しない。このため、パッド１５３の経年変化を抑制することができる。また、ＡＧ−Ｐｔからなるパッド１５３は、基材１１０およびハンダ１７５との接合強度を高めるのに適している。したがって、ＬＥＤ光源基板１１の経年変化を抑制することが可能であり、ＬＥＤランプ１０１において、ＬＥＤチップ２やコネクタ１７が外れてしまうことを防止することができる。

図８および図１０に示すように、帯状部１４１の広幅部１４５は、平行帯状部１３１と基材１１０とによって生じる段差を覆っている。この段差によって、帯状部１４１は、図１０に示すように屈曲した形状となっている。この屈曲部分には、これ以外の部分よりも亀裂が生じるおそれが大きい。しかしながら、一定幅部１４４よりも幅が広い広幅部１４５を設けることにより、断線の発生を回避することができる。広幅部１４５を有する帯状部１４１は、印刷によってＡｕ層１４０を形成することにより、適切に形成することができる。

図１８〜図２５は、ＬＥＤランプ１０１およびＬＥＤ光源基板１１の変形例を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

図１８および図１９は、ＬＥＤランプ１０１およびＬＥＤ光源基板１１の変形例を示している。本変形例においては、Ａｇ層１３０がアイランド部１３４を有し、ガラス層１６０が枠状部１６３を有している。アイランド部１３４は、基材１１０に形成されており、矩形状である。ＬＥＤチップ２は、アイランド部１３４に絶縁性ペースト２３を介して接合されている。枠状部１６３は、１対の平行帯状部被覆部１６１の一部ずつと、１対の平行帯状部被覆部１６１を繋ぐ部分とによって構成されており、ＬＥＤチップ２を囲む略矩形枠状である。封止樹脂２７は、枠状部１６３に囲まれた領域に形成されており、枠状部１６３にせき止められた形状となっている。

このような変形例によっても、ＬＥＤ光源基板１１の経年変化を抑制することが可能であり、ＬＥＤランプ１０１において、ＬＥＤチップ２やコネクタ１７が外れてしまうことを防止することができる。アイランド部１３４は、ＬＥＤチップ２から基材１１０に向かって進行した光を反射することにより、ＬＥＤランプ１０１の高輝度化に寄与しうる。枠状部１６３を備えることにより、封止樹脂２７を形成する際に液状の樹脂材料が意図しない範囲に広がってしまうことを防止することができる。

図２０および図２１は、ＬＥＤランプ１０１およびＬＥＤ光源基板１１の他の変形例を示している。本変形例においては、図２０に示すように、Ａｕ層１４０の帯状部１４１の接続部１４２側にある長手方向端縁が、Ａｇ層１３０の平行帯状部１３１の端縁とは一致しておらず、平行帯状部１３１の幅方向内方に位置している。また、図２１に示すように、Ａｇ−Ｐｔ層１５０の接続部１５２の端縁は、Ａｇ層１３０の平行帯状部１３１から延びる部分の端縁とは一致しておらず、この部分の内方に位置している。

このような変形例によっても、ＬＥＤ光源基板１１の経年変化を抑制することが可能であり、ＬＥＤランプ１０１において、ＬＥＤチップ２やコネクタ１７が外れてしまうことを防止することができる。

図２２および図２３は、ＬＥＤランプ１０１およびＬＥＤ光源基板１１の他の変形例を示している。本変形例においては、図２２に示すように、Ａｕ層１４０の帯状部１４１の接続部１４２側にある長手方向端縁が、Ａｇ層１３０の平行帯状部１３１を超えて、基材１１０に接している。ただし、この帯状部１４１の端縁は、ガラス層１６０に覆われている。また、図２３に示すように、Ａｇ−Ｐｔ層１５０の接続部１５２の端縁は、Ａｇ層１３０の平行帯状部１３１から延びる部分を越えて、基材１１０に接している。ただし、この接続部１５２の端縁は、ガラス層１６０によって覆われている。

図２４および図２５は、ＬＥＤランプ１０１およびＬＥＤ光源基板１１の他の変形例を示している。本変形例においては、図２４に示すように、Ａｕ層１４０の帯状部１４１が、Ａｇ層１３０の平行帯状部１３１と基材１１０との間に介在している。また、図２５に示すように、Ａｇ−Ｐｔ層１５０の接続部１５２が、Ａｇ層１３０の平行帯状部１３１から延びる部分と基材１１０との間に介在している。

本発明に係るＬＥＤ光源基板および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。本発明に係るＬＥＤ光源基板および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。

１０１ＬＥＤランプ
１支持部材
１１ＬＥＤ光源基板
１１０基材
１２０配線パターン
１３０Ａｇ層
１３１平行帯状部
１３２連結部
１３３バイパス部
１３４アイランド部
１４０Ａｕ層
１４１帯状部
１４２接続部
１４３（ワイヤボンディング用）パッド
１４４一定幅部
１４５広幅部
１４６パッド
１５０Ａｇ−Ｐｔ層
１５２接続部
１５３（ハンダ用）パッド
１５４パッド
１６０ガラス層
１６１平行帯状部被覆部
１６２連結部被覆部
１６３枠状部
１７コネクタ
１７１筐体
１７２端子
１７３ケーブル
１７５ハンダ
１９放熱部材
１９ａ基部
１９ｂ，１９ｃ凸部
１９１，１９４溝
１９２，１９５溝面
１９６，１９７外面
１９８空洞部
１９９ａ，１９９ｂ貫通孔
２ＬＥＤチップ
２１サブマウント基板
２２半導体層
２３絶縁性ペースト
２６ワイヤ
２７封止樹脂
２９ツェナーダイオード
３１回路部品
３１１基板
３１２ダイオードブリッジ
３１３抵抗
３１４ヒューズ
３１６端子
３２アース用端子
４チューブ
４１外筒部
４２，４３突出片
４４突出部
４４１帯状片
４５光通過空間
５接着層
５１樹脂部
５２フィラー
５３端縁
５９接着剤
６１，６２ネジ
７キャップ
７１第１部材
７２第２部材
８キャップ
８１第１部材
８２第２部材

Claims

複数のＬＥＤチップを搭載するためのＬＥＤ光源基板であって、
セラミックスからなる基材と、
上記基材上に形成されたＡｇ層、Ａｕ層、Ａｇ−Ｐｔ層からなる配線パターンと、
上記配線パターンの一部を覆うガラス層と、を備えているとともに、
上記Ａｇ層は、上記ガラス層にそのすべてが覆われており、
上記Ａｕ層は、上記Ａｇ層と重なる接続部、および上記ガラス層から露出するとともに上記基材に接する複数のワイヤボンディング用パッドを有しており、
上記Ａｇ−Ｐｔ層は、上記Ａｇ層と重なる接続部、および上記ガラス層から露出するとともに上記基材に接する複数のハンダ用パッドを有していることを特徴とする、ＬＥＤ光源基板。
上記Ａｕ層は、ガラスを含む、請求項１に記載のＬＥＤ光源基板。
上記Ａｕ層は、Ａｕおよびガラスを含むペーストを印刷したのちに、このペーストを焼成することによって形成されている、請求項２に記載のＬＥＤ光源基板。
上記Ａｇ層は、Ａｇを含むペーストを印刷したのちに、このペーストを焼成することによって形成されている、請求項１ないし３のいずれかに記載のＬＥＤ光源基板。
上記Ａｇ−Ｐｔ層は、ＡｇおよびＰｔを含むペーストを印刷したのちに、このペーストを焼成することによって形成されている、請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤ光源基板。
上記Ａｇ層は、上記Ａｕ層の上記接続部と上記基材との間に介在している、請求項１ないし５のいずれかに記載のＬＥＤ光源基板。
上記Ａｕ層は、上記接続部および上記ワイヤボンディング用パッドを有する帯状部を含む、請求項６に記載のＬＥＤ光源基板。
上記帯状部は、上記接続部および上記ワイヤボンディング用パッドを形成する一定幅部と、上記Ａｇ層の端縁を覆っているとともに上記一定幅部よりも幅が広い広幅部を有する、請求項７に記載のＬＥＤ光源基板。
上記帯状部は、長手方向と直角である断面形状が、幅方向両側部分が幅方向中央部分よりも厚い形状となっている、請求項７または８に記載のＬＥＤ光源基板。
上記帯状部の上記接続部側にある長手方向端縁は、上記Ａｇ層の端縁の一部と一致している、請求項７ないし９のいずれかに記載のＬＥＤ光源基板。
上記帯状部の上記接続部側にある長手方向端縁は、上記Ａｇ層の端縁内方に位置している、請求項７ないし９のいずれかに記載のＬＥＤ光源基板。
上記帯状部の上記接続部側にある長手方向端縁は、上記Ａｇ層の端縁を越えて上記基材と接している、請求項７ないし９のいずれかに記載のＬＥＤ光源基板。
上記Ａｕ層の上記接続部は、上記Ａｇ層と上記基材との間に介在している、請求項１ないし５のいずれかに記載のＬＥＤ光源基板。
請求項１ないし１３のいずれかに記載の１以上のＬＥＤ光源基板と、
上記ＬＥＤ光源基板に搭載されるとともに、各々が上記ワイヤボンディング用パッドに対してワイヤを介して接続された複数のＬＥＤチップと、
上記複数のハンダ用パッドに対してハンダを介して固定されたコネクタと、
を備えることを特徴とする、ＬＥＤランプ。
上記ＬＥＤ光源基板は、長矩形状であり、
上記ＬＥＤ光源基板の端部を支持する１対のキャップと、
上記キャップから突出する端子と、
上記ＬＥＤ光源基板を収容する円筒形状であり、両端が上記１対のキャップに支持されたチューブと、を備える、請求項１４に記載のＬＥＤランプ。
上記複数のＬＥＤチップに対して過大な逆電圧が印加されることを回避するためのツェナーダイオードをさらに備える、請求項１４または１５に記載のＬＥＤランプ。
上記ＬＥＤチップを覆っており、上記ＬＥＤチップからの光を透過する透明樹脂と、上記ＬＥＤチップからの光によって励起されることにより上記ＬＥＤチップからの光とは異なる光を発する蛍光材料と、からなる封止樹脂を備える、請求項１４ないし１６のいずれかに記載のＬＥＤランプ。
上記ガラス層は、上記ＬＥＤチップを囲む枠状部分を有しており、
上記封止樹脂は、上記ガラス層の上記枠状部分内に形成されている、請求項１７に記載のＬＥＤランプ。
上記Ａｇ層は、上記ＬＥＤ光源基板の長手方向に沿って互いに平行に延びる複数対の平行帯状部と、上記ＬＥＤ光源基板の長手方向において隣り合う上記複数対の平行帯状部のうち上記ＬＥＤ光源基板の幅方向において反対側に位置するものどうしを連結する連結部と、を有する、請求項１４ないし１８のいずれかに記載のＬＥＤランプ。
上記ガラス層は、上記複数対の平行帯状部を覆う平行帯状部被覆部と、上記連結部を覆う連結部被覆部と、を有する、請求項１９に記載のＬＥＤランプ。