JP2013175623A - 発光モジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発光モジュール10は、絶縁基板上に搭載された複数個のLEDチップと、そのLEDチップを封止する透明な封止体と、絶縁基板におけるLEDチップと同一面上に配置形成されてLEDチップに接続された外部電極とを有するLEDランプ11と、電極部を有するフレキシブル基板12と、LEDランプ11およびフレキシブル基板12を挟持固定する接続部材13とを備える。そして、接続部材により電極部が外部電極に押圧されて直接的に接触して電気的に接続され、接続部材13における絶縁基板上から最も高い部分が、封止体における絶縁基板上から最も高い部分よりも低く形成されている。
【選択図】 図1
Description
また、特許文献1には、導電部材として、Ag等の金属を樹脂に含有させた金属ペースト、Au等の軟金属、AuSn,AuGe,AuSi等のハンダを挙げ、これらの中で、接合工程が簡便であるハンダが好ましいことが記載されている(段落[0017]参照)。
以下、フレキシブル基板(FPC:Flexible Printed Circuits)は、下記のように定義する。
JIS C 5603で規定されたフレキシブルプリント配線板、フレックスリジッドプリント配線板、片面フレキシブルプリント配線板、両面フレキシブル配線板、多層フレキシブル配線板と同類のフレキシブル基板、および、フレキシブルフラットケーブル(FFC:Flexible Flat Cable)、すなわち平型電気導体を平型の絶縁体で覆った構造のもの。
第1の局面は、
基板と、
前記基板上に搭載された複数個のLEDチップと、
前記LEDチップを封止する透明な封止体と、
前記基板におけるLEDチップと同一面上に配置形成され、前記LEDチップに接続された外部電極とを有するLEDランプと、
電極部を有するフレキシブル基板と、
前記LEDランプおよび前記フレキシブル基板を挟持固定する接続部材と
を備えた発光モジュールであって、
前記外部電極に対して前記電極部が、前記フレキシブル基板に被着された前記接続部材により押圧され、前記外部電極と前記電極部とが直接的に接触して電気的に接続され、
前記接続部材における前記基板上から最も高い部分が、前記封止体における前記基板上から最も高い部分よりも低く形成された発光モジュールである。
また、第1の局面では、LEDランプが備えたLEDチップの放出光が接続部材によって遮光されないことから、LEDランプから光を効率的に放出できることに加え、LEDランプの放出光が照射される被照射面に接続部材の影が生じるのを防止できる。
従って、第1の局面によれば、フレキシブル基板とLEDランプとの電気的接続を確実かつ簡単に行うことが可能であり、LEDランプが備えるLEDチップの放出光を遮光せず、発光品位の低下を防止可能で低コストな発光モジュールを提供できる。
第2の局面は、第1の局面において、前記接続部材の弾性力により、前記接続部材が前記フレキシブル基板における前記電極部の背面側を押圧し、その押圧力により前記電極部が前記外部電極の側に付勢される発光モジュールである。
第2の局面によれば、電極部と外部電極とが密着して接触抵抗が低減されるため電気的接続を確実なものにできる。
第3の局面は、第1,第2の局面において、前記接続部材から下向きに突出した凸部を備え、前記凸部の先端部分が前記フレキシブル基板における前記電極部の背面側を押圧する発光モジュールである。
第3の局面によれば、凸部の先端部分に押圧力が集中することから、第2の局面の作用・効果を高めることができる。
尚、凸部の高さは、フレキシブル基板のフィルム厚に応じた最適な高さを実験的に求めて設定すればよい。
第4の局面は、第1,第2の局面において、前記接続部材と前記フレキシブル基板との間に挟設された押圧部材を備え、前記接続部材は前記押圧部材を介して前記フレキシブル基板における前記電極部の背面側を押圧する発光モジュールである。
第4の局面によれば、押圧部材に押圧力が集中することから、第2の局面の作用・効果を高めることができる。
尚、押圧部材の寸法形状は、フレキシブル基板のフィルム厚に応じた最適な寸法形状を実験的に求めて設定すればよい。
第5の局面は、第1〜第4の局面において、前記基板上にて前記複数個のLEDチップを取り囲むように形成された封止枠を備え、前記封止体は前記封止枠の内側に充填されて前記LEDチップを封止し、前記保持接触端子における前記基板上から最も高い部分が、前記封止枠における前記基板上から最も高い部分よりも低く形成された発光モジュールである。
そして、接続部材における基板上から最も高い部分が、封止枠における基板上から最も高い部分よりも低く形成されている。
そのため、第1の局面と同じく、LEDチップの放出光が接続部材によって遮光されないことから、LEDチップから光を効率的に放出できることに加え、LEDチップの放出光の被照射面に接続部材の影が生じるのを防止できる。
第6の局面は、第1〜第5の局面において、前記LEDランプの外側にて、前記フレキシブル基板の端面は前記接続部材の端面と面一になっているか、または、前記フレキシブル基板の端面は前記接続部材の端面の内側に位置しており、前記接続部材から前記フレキシブル基板がはみ出ない発光モジュールである。
第6の局面によれば、LEDランプの放出光がフレキシブル基板によって遮光されないことから、LEDランプから光を効率的に放出できることに加え、LEDランプの放出光が照射される被照射面にフレキシブル基板の影が生じるのを防止できる。
第7の局面は、第1〜第6の局面において、前記接続部材は金属の薄板材によって形成されている発光モジュールである。
第7の局面では、金属の薄板材は熱伝導性が高いため、LEDチップが発生する熱を外部電極から接続部材を介して外部へ伝達させて放熱することが可能になり、LEDチップの過熱を防止できるため、故障を防ぐと共に発光品位を高くできる。
第8の局面は、第1〜第7の局面において、前記基板における前記LEDチップが搭載されている面の反対面に面接触する放熱部材を備えた発光モジュールである。
第8の局面によれば、LEDチップが発生する熱を基板から放熱部材へ伝達させて放熱することが可能になるため、放熱性を更に高めることができる。
第9の局面は、第8の局面において、前記フレキシブル基板の一部が前記LEDランプの前記封止体を除く部分を覆うように折り曲げられ、そのフレキシブル基板の折り曲げられた部分が前記放熱部材に当接する発光モジュールである。
第9の局面によれば、放熱部材上に載置されているLEDランプに対してフレキシブル基板が位置ズレを起こすのを確実に防止できる。
第10の局面は、第9の局面において、前記フレキシブル基板は、前記電極部と接続された配線パターンを備え、前記配線パターンは、前記フレキシブル基板の折り曲げられた部分に配置形成され、前記フレキシブル基板の折り曲げられた部分が前記放熱部材に面接触する発光モジュールである。
第10の局面によれば、LEDチップが発生する熱を外部電極から配線を介して放熱部材へ伝達させて放熱することが可能になるため、放熱性を更に高めることができる。
第11の局面は、第1〜第10の局面において、前記電極部の表面にディンプル加工が施されて凹凸が形成された発光モジュールである。
第11の局面によれば、外部電極と電極部との接触抵抗が低減されるため電気的接続を更に確実なものにできる。
<第12の局面>
第12の局面のように、第1〜第11の局面において、前記フレキシブル基板はフレキシブルフラットケーブルにしてもよい。
図1〜図6に示すように、第1実施形態の発光モジュール10は、LEDランプ11(絶縁基板11a、発光部11b、封止枠11c、封止体11d、LEDチップ11e、外部電極11f,11g)、フレキシブル基板12(電極部12a〜12d、配線パターン12e,12f、取付孔12g、ネジ孔12h,12i)、接続部材13(取付孔13a、ネジ孔13b,13c、凸部13d、係止爪13e)、筺体14(雌ネジ穴14a〜14d)、雄ネジ15などから構成されている。
尚、筺体14は、例えば、ヒートシンクや、発光モジュール10が取り付けられる発光装置のケースなどである。
絶縁基板11aは正方形で両面が平坦な板状であり、発光部11bは四隅にアールが設けられた正方形の扁平状であり、絶縁基板11aと発光部11bとはそれぞれの中心軸Oを一致させて重ね合わされると共に、中心軸Oを中心とし、発光部11bを絶縁基板11aに対して略45゜回転させて配置した状態で、絶縁基板11a上に発光部11bが設置されている。
発光部11bには、複数個のLEDチップ11eが間隙を空けて碁盤目状に並べられている。尚、図2では、3個のLEDチップ11eのみを図示してある。
LEDチップ11eは、絶縁基板11a上に実装・搭載され、透明な封止体11dで埋設されることにより封止されている。
換言すれば、発光部11bの外周縁には封止枠11cが配置形成されており、封止枠11cは絶縁基板11a上にて複数個のLEDチップ11eを取り囲むように形成されている。
そして、発光部11bの表面が、LEDランプ11の発光面となる。
LEDチップ11eは絶縁基板11a上に形成された配線層から成る配線パターン(図示略)に接続されて回路が構成され、その配線パターンのうち絶縁基板11a上から露出した部分が外部電極11f,11gとなる。換言すれば、LEDチップ11eと外部電極11f,11gとは、外部電極11f,11gをその一部とする配線パターンを介して接続されている。
また、封止枠11cは合成樹脂から成り、封止体11dは蛍光体を含有したシリコン樹脂から成る。
シート状の長尺物であるフレキシブル基板12の長手方向両端部にそれぞれ電極部12a,12bが配置形成され、フレキシブル基板12の長手方向中央部には取付孔12gが貫通形成され、略正方形状の取付孔12gの各辺の外側には電極部12c,12dが配置形成され、電極部12a,12bと電極部12c,12dとの略中間部にはネジ孔12h,12iが貫通形成されている。
電極部12a〜12dは、フレキシブル基板12の裏面側の可撓性フィルム材が除去されて金属箔が露出した部分から成る。
すなわち、図3に示すフレキシブル基板12の表面側は可撓性フィルム材によって被覆され、電極部12a〜12dはフレキシブル基板12の裏面側に形成されている。
尚、電極部12a〜12dにおいて、露出した金属箔の腐食による接触抵抗の増大を防止するため、金属箔の表面に各種金属(例えば、ニッケル、金など)のメッキ加工を施してもよい。
また、図3に示す例では、透明な可撓性フィルム材を用いているため、電極部12a〜12dおよび配線パターン12e,12fが可撓性フィルム材から透けて見えている。
矩形状の接続部材13の中央部には取付孔13aが貫通形成され、接続部材13の長手方向にて取付孔13aの両側にはそれぞれネジ孔13b,13cが貫通形成され、略正方形状の取付孔13aの各辺の近傍には接続部材13の裏面側に突出した略円錐形状の4個の凸部13dが形成され、各凸部13dの外側には接続部材13に略コ字形に切り込まれた係止爪13eが形成されている。
図1に示すように、筺体14において、雌ネジ穴14a,14bは一直線上に配置され、雌ネジ穴14c,14dは一直線上に配置され、雌ネジ穴14a,14bが配置された直線と、雌ネジ穴14c,14dが配置された直線とは直交する。
図1〜図6を参照しながら、発光モジュール10の組み立て方を説明する。
まず、図5(C)に示すように、筺体14の表面上にLEDランプ11を発光部11bが上向きになるように載置する。
また、筺体14の表面上に放熱用グリス(図示略)を塗布し、その放熱用グリス上にLEDランプ11を載置すれば、筺体14に対するLEDランプ11の仮固定が可能になることに加え、筺体14の表面と絶縁基板11aの裏面とが放熱用グリスを介して面接触するため放熱性を高めることが可能になる。
すると、フレキシブル基板12の2個の電極部12cとLEDランプ11の2個の外部電極11fとがそれぞれ接触すると共に、フレキシブル基板12の2個の電極部12dとLEDランプ11の2個の外部電極11gとがそれぞれ接触し、それらが電気的に接続される。
また、取付孔12gを封止枠11cよりも僅かに大きく形成しておけば、取付孔12gに対して封止枠11cが略隙間無く嵌合されるため、外部電極11f,11gに対して電極部12c,12dが位置ズレを起こすのを防止して確実に接触させることができる。
そして、接続部材13の上方から雄ネジ15を各ネジ孔12h,12i,13b,13cに挿入し、雄ネジ15を雌ネジ穴14a〜14dに螺着させる。
その結果、LEDランプ11およびフレキシブル基板12は、筺体14と接続部材13との間で挟持固定される。
このとき、接続部材13の長手方向両端部は雄ネジ15によって筺体14上に取付固定され、接続部材13の中央部はLEDランプ11の絶縁基板11a上に被着されていることから、接続部材13における長手方向両端部が低くなると共に中央部が高くなる。
そのため、接続部材13が僅かに弾性変形し、その弾性変形による応力が凸部13dの押圧力に加えられるため、電極部12c,12dと外部電極11f,11gとの電気的接続が更に確実なものになる。
そのため、図1に示すように、4個の係止爪13eがそれぞれLEDランプ11の絶縁基板11aの4辺の外周端部に当接するため、LEDランプ11に対して接続部材13が位置ズレを起こすのを防止して確実に保持固定することができる。
ここで、接続部材13の取付孔13aをLEDランプ11の封止枠11cよりも僅かに大きく形成しておけば、取付孔13aに対して封止枠11cが略隙間無く嵌合されるため、LEDランプ11に対して接続部材13が位置ズレを起こすのを更に確実に防止できる。
そのため、筺体14に対して、LEDランプ11とフレキシブル基板12および接続部材13が位置ズレを起こすのを防止して確実に固定できる。
第1実施形態の発光モジュール10によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
そして、LEDランプ11の外部電極11f,11gに対して、フレキシブル基板12の電極部12c,12dが、フレキシブル基板12に被着された接続部材13により押圧され、外部電極11f,11gと電極部12c,12dとが直接的に接触して電気的に接続されている。
従って、発光モジュール10では、特許文献1の導電部材に係る問題を解決することができる。
すなわち、接続部材13における筺体14の表面上(LEDランプ11の絶縁基板11a上)から最も高い部分は、封止枠11cにおける筺体14の表面上から最も高い部分よりも低く形成されている。
そのため、LEDランプ11(LEDチップ11e)の放出光が接続部材13によって遮光されないことから、LEDランプ11から光を効率的に放出できることに加え、LEDランプ11の放出光が照射される被照射面に接続部材13の影が生じるのを防止できる。
尚、凸部13dの高さは、フレキシブル基板12のフィルム厚に応じた最適な高さを実験的に求めて設定すればよい。
そのため、絶縁基板11a上からの封止枠11cの高さ位置を調整することにより、LEDチップ11eからの光の放出方向を制御できる。
そのため、LEDランプ11の放出光がフレキシブル基板12によって遮光されないことから、LEDランプ11から光を効率的に放出できることに加え、LEDランプ11の放出光が照射される被照射面にフレキシブル基板12の影が生じるのを防止できる。
そのため、LEDチップ11eが発生する熱を絶縁基板11aの裏面から筺体14へ伝達させて放熱することが可能になるため、放熱性を更に高めることができる。
また、特許文献1には、カバーに設けた突起がフレキシブル基板を押圧することが開示されているが、この押圧は、フレキシブル基板の位置ズレを防止することを目的としており、LEDランプとフレキシブル基板との電気的接続に前記押圧が関係することについては一切開示されておらず示唆すらもされていない(段落[0020][0025]参照)。
従って、特許文献1に基づいて、前記[1]の構成を想到することは、たとえ当業者といえども困難であり、また、前記[1]の作用・効果についても予測し得るものではない。
図7〜図10に示すように、第2実施形態の発光モジュール20は、LEDランプ21(封止体11d、LEDチップ11e、絶縁基板21a、発光部21b、封止枠21c、切欠部21d,21e、外部電極21f,21g、ネジ孔21h、取付凹部12i〜12l)、フレキシブル基板22a,22b(電極部22c,22d、配線パターン22e、取付凹部22f,22g)、接続部材23(ネジ孔23c、凸部23d、係止爪23e,23f)、筺体14、雄ネジ15などから構成されている。
絶縁基板21aは矩形で両面が平坦な板状であり、発光部21bは円形の扁平状であり、絶縁基板21aと発光部21bとはそれぞれの中心軸Oを一致させて重ね合わされた状態で、絶縁基板21a上に発光部21bが設置されている。
絶縁基板21aは、絶縁基板11aと同じく、窒化アルミニウムなどの絶縁材料のバルク材から成る基板や、アルミニウムなどの金属材料の表面に絶縁層が形成された基板などから構成されている。
封止枠21cは、封止枠11cと同じく、合成樹脂から成る。
発光部21bには、複数個のLEDチップ11eが間隙を空けて碁盤目状に並べられている。尚、図8では、3個のLEDチップ11eのみを図示してある。
LEDチップ11eは、絶縁基板21a上に実装・搭載され、透明な封止体11dで埋設されることにより封止されている。
換言すれば、発光部21bの外周縁には封止枠21cが配置形成されており、封止枠21cは絶縁基板21a上にて複数個のLEDチップ11eを取り囲むように形成されている。
そして、発光部21bの表面が、LEDランプ21の発光面となる。
LEDチップ11eは絶縁基板21a上に形成された配線層から成る配線パターン(図示略)に接続されて回路が構成され、その配線パターンのうち絶縁基板21a上から露出した部分が外部電極21f,21gとなる。換言すれば、LEDチップ11eと外部電極21f,21gとは、外部電極21f,21gをその一部とする配線パターンを介して接続されている。
絶縁基板21aの角部分には、ネジ孔21hが貫通形成されている。
絶縁基板21aの裏面側において、外部電極21fの近傍の2辺にはそれぞれ、絶縁基板21aの端面から半円形に穿設された取付凹部21i,21jが形成されている。
絶縁基板21aの裏面側において、外部電極21gの近傍の2辺にはそれぞれ、絶縁基板21aの端面から半円形に穿設された取付凹部21k,21lが形成されている。
フレキシブル基板22a,22bは、フレキシブル基板12と同じく、絶縁性を有する合成樹脂から成る可撓性フィルム材により、導電性の高い金属箔を挟み込んだ構造である。
電極部22c,22dは、フレキシブル基板22a,22bの裏面側の可撓性フィルム材が除去されて金属箔が露出した部分から成る。
すなわち、図9に示すフレキシブル基板22a,22bの表面側は可撓性フィルム材によって被覆され、電極部22c,22dはフレキシブル基板22の裏面側に形成されている。
フレキシブル基板22a,22bには、取付凹部22f,22gが形成されている。
尚、電極部22c,22dにおいて、露出した金属箔の腐食による接触抵抗の増大を防止するため、金属箔の表面にメッキ加工を施してもよい。
また、図9に示す例では、透明な可撓性フィルム材を用いているため、電極部22c,22dおよび配線パターン22eが可撓性フィルム材から透けて見えている。
接続部材23a,23bにはネジ孔23cが貫通形成され、接続部材23a,23bの裏面側に突出した略円錐形状の凸部23dが形成され、接続部材23a,23bの端面から裏面側に突出して裏面と平行に折り曲げられた係止爪23e,23fが形成されている。
図7〜図10を参照しながら、発光モジュール20の組み立て方を説明する。
まず、筺体14の表面上にLEDランプ21を発光部21bが上向きになるように載置し、LEDランプ21のネジ孔21hに雄ネジ15を挿入し、雄ネジ15を筺体14の雌ネジ穴(図示略)に螺着させることにより、LEDランプ21を筺体14に取付固定する。
その結果、LEDランプ21およびフレキシブル基板22a,22bは、筺体14と接続部材23a,23bとの間で挟持固定される。
このとき、接続部材23a,23bが僅かに弾性変形し、その弾性変形による応力が凸部23dの押圧力に加えられるため、電極部22dと外部電極21f,21gとの電気的接続が更に確実なものになる。
そして、接続部材23a,23bの係止爪23e,23fが、フレキシブル基板22a,22bの取付凹部22f,22gに嵌合されるため、LEDランプ21に対してフレキシブル基板22a,22bが位置ズレを起こすのを防止して確実に保持固定することができる。
第2実施形態の発光モジュール20によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
そして、LEDランプ21の外部電極21f,21gに対して、フレキシブル基板22a,22bの電極部22dが、フレキシブル基板22a,22bに被着された接続部材23a,23bにより押圧され、外部電極21f,21gと電極部22dとが直接的に接触して電気的に接続されている。
従って、発光モジュール20では、特許文献1の導電部材に係る問題を解決することができる。
すなわち、接続部材23a,23bにおける筺体14の表面上(LEDランプ21の絶縁基板21a上)から最も高い部分は、封止枠21cにおける筺体14の表面上から最も高い部分よりも低く形成されている。
そのため、LEDランプ21(LEDチップ11e)の放出光が接続部材23a,23bによって遮光されないことから、LEDランプ21から光を効率的に放出できることに加え、LEDランプ21の放出光が照射される被照射面に接続部材23a,23bの影が生じるのを防止できる。
尚、凸部23dの高さは、フレキシブル基板22a,22bのフィルム厚に応じた最適な高さを実験的に求めて設定すればよい。
そのため、絶縁基板21a上からの封止枠21cの高さ位置を調整することにより、LEDチップ11eからの光の放出方向を制御できる。
そのため、LEDランプ21の放出光がフレキシブル基板22a,22bによって遮光されないことから、LEDランプ21から光を効率的に放出できることに加え、LEDランプ21の放出光が照射される被照射面にフレキシブル基板22a,22bの影が生じるのを防止できる。
尚、LEDランプ21の封止枠21cの外側において、フレキシブル基板22a,22bの端面を、接続部材23a,23bの端面と面一になるようにした場合でも、同様の効果が得られる。
そのため、LEDチップ11eが発生する熱を絶縁基板21aの裏面から筺体14へ伝達させて放熱することが可能になるため、放熱性を更に高めることができる。
図11〜図16に示すように、第3実施形態の発光モジュール30は、LEDランプ11(絶縁基板11a、発光部11b、封止枠11c、封止体11d、LEDチップ11e、外部電極11f,11g)、フレキシブル基板31(電極部31a〜31d、配線パターン31e〜31j、取付孔31k、折り曲げ部31l〜31o、上面部31p)、接続部材32(取付孔32a、ネジ孔32b,32c、凸部32d、係止爪32e、収容部32f、取付部32g,32h)、放熱体33(切欠部33a)などから構成されており、雄ネジ15を用いて筺体14に取付固定される。
シート状のフレキシブル基板31には、略正方形状の上面部31pが形成されている。
上面部31pには取付孔32kが貫通形成され、略正方形状の取付孔32kの各辺の外側には電極部31c,31dが配置形成され、上面部31pの各辺には略矩形状の折り曲げ部31l〜31oが接続されている。
電極部31a〜31dは、フレキシブル基板31の裏面側の可撓性フィルム材が除去されて金属箔が露出した部分から成る。
すなわち、図12(A)に示すフレキシブル基板31の表面側は可撓性フィルム材によって被覆され、図12(B)に示すフレキシブル基板31の裏面側に電極部31a〜31dが形成されている。
また、折り曲げ部31lの端部には電極部31a,31bが形成され、折り曲げ部31mには2箇所の電極部31cを接続する配線パターン31gが形成され、折り曲げ部31nには電極部31c,31dにそれぞれ接続された配線パターン31i,31jが形成され、折り曲げ部31oには2箇所の電極部31dを接続する配線パターン31hが形成されている。
また、図12に示す例では、透明な可撓性フィルム材を用いているため、電極部31a〜31dおよび配線パターン31e〜31jが可撓性フィルム材から透けて見えている。
尚、収容部32fの側壁部は単に折り曲げられているだけであり、側壁部同士は互いに接続固定されてはいない。
図11〜図16を参照しながら、発光モジュール30の組み立て方を説明する。
まず、図15(B)に示すように、放熱体33の上面にLEDランプ11を発光部11bが上向きになるように載置する。
ここで、放熱体33の上面の寸法形状は、LEDランプ11の絶縁基板11aの裏面の寸法形状と略同一であるため、絶縁基板11aの裏面全面が放熱体33の上面全面に接触する。
また、放熱体33の上面に放熱用グリス(図示略)を塗布し、その放熱用グリス上にLEDランプ11を載置すれば、放熱体33に対するLEDランプ11の仮固定が可能になることに加え、放熱体33の上面と絶縁基板11aの裏面とが放熱用グリスを介して面接触するため放熱性を高めることが可能になる。
すると、フレキシブル基板31の2個の電極部31cとLEDランプ11の2個の外部電極11fとがそれぞれ接触すると共に、フレキシブル基板31の2個の電極部31dとLEDランプ11の2個の外部電極11gとがそれぞれ接触し、それらが電気的に接続される。
ここで、フレキシブル基板31の上面部31pと各折り曲げ部31l〜31oとの接続部分には折り癖が付けられているため、各折り曲げ部31l〜31oはフレキシブル基板31の裏面側に容易に折り曲げ可能になっている。
また、フレキシブル基板31の取付孔31kをLEDランプ11の封止枠11cよりも僅かに大きく形成しておけば、取付孔31kに対して封止枠11cが略隙間無く嵌合されるため、外部電極11f,11gに対して電極部31c,31dが位置ズレを起こすのを防止して確実に接触させることができる。
また、接続部材32の側壁部のうち取付部32g,32hが接続されていない側壁部が撓むことにより、接続部材32の4個の係止爪32eがそれぞれ放熱体33の4個の切欠部33aに嵌合される。
その結果、フレキシブル基板31とLEDランプ11と放熱体33とは接続部材32によって保持固定され、フレキシブル基板31とLEDランプ11と放熱体33と接続部材32とが一体化される。
このとき、接続部材32の上面が僅かに弾性変形し、その弾性変形による応力が凸部32dの押圧力に加えられるため、電極部31c,31dと外部電極11f,11gとの電気的接続が更に確実なものになる。
また、接続部材32の収容部32fを、LEDランプ11とフレキシブル基板31と放熱体33との一体物よりも僅かに大きく形成しておけば、収容部32fに対して当該一体物が略隙間無く嵌合されるため、LEDランプ11に対して接続部材32が位置ズレを起こすのを更に確実に防止できる。
そのため、筺体14の表面に鏡面加工を施して平滑にしておけば、放熱体33の底面が筺体14の表面と密着して面接触するため、LEDランプ11が発生する熱を筺体14へ効率的に伝達させて放熱することが可能になる。
また、筺体14の表面上に放熱用グリス(図示略)を塗布し、その放熱用グリス上に放熱体33を載置すれば、筺体14に対する発光モジュール30の仮固定が可能になることに加え、筺体14の表面と放熱体33の底面とが放熱用グリスを介して面接触するため放熱性を高めることが可能になる。
第3実施形態の発光モジュール30によれば、第1実施形態の前記[5]の作用・効果に加え、以下の作用・効果を得ることができる。
そして、LEDランプ11の外部電極11f,11gに対して、フレキシブル基板31の電極部31c,31dが、フレキシブル基板31に被着された接続部材32により押圧され、外部電極11f,11gと電極部31c,31dとが直接的に接触して電気的に接続されている。
従って、発光モジュール30では、特許文献1の導電部材に係る問題を解決することができる。
すなわち、接続部材32における筺体14の表面上(LEDランプ11の絶縁基板11a上)から最も高い部分は、封止枠11cにおける筺体14の表面上から最も高い部分よりも低く形成されている。
そのため、LEDランプ11(LEDチップ11e)の放出光が接続部材32によって遮光されないことから、LEDランプ11から光を効率的に放出できることに加え、LEDランプ11の放出光が照射される被照射面に接続部材32の影が生じるのを防止できる。
尚、凸部32dの高さは、フレキシブル基板31のフィルム厚に応じた最適な高さを実験的に求めて設定すればよい。
そのため、LEDランプ11の放出光がフレキシブル基板31によって遮光されないことから、LEDランプ11から光を効率的に放出できることに加え、LEDランプ11の放出光が照射される被照射面にフレキシブル基板31の影が生じるのを防止できる。
そのため、LEDチップ11eが発生する熱を絶縁基板11aの裏面から放熱体33へ伝達させて放熱することが可能になるため、放熱性を更に高めることができる。
そして、フレキシブル基板31の折り曲げ部31l〜31oを折り曲げて放熱体33の側壁部に当接させることにより、放熱体33上に載置されているLEDランプ11に対してフレキシブル基板31が位置ズレを起こすのを確実に防止できる。
そのため、フレキシブル基板31の折り曲げ部31l〜31oが放熱体33の側壁部に面接触すると、LEDチップ11eが発生する熱を絶縁基板11aの外部電極11f,11gから各配線パターン31e〜31jを介して放熱体33へ伝達させて放熱することが可能になるため、放熱性を更に高めることができる。
図17〜図22に示すように、第4実施形態の発光モジュール40は、LEDランプ11(絶縁基板11a、発光部11b、封止枠11c、封止体11d、LEDチップ11e、外部電極11f,11g)、フレキシブル基板41(電極部31a〜31d、配線パターン31e〜31j、取付孔31k、折り曲げ部31l,31n、上面部41p)、接続部材42(取付孔32a、ネジ孔32b,32c、取付部32g,32h、凸部42e、収容部42f)、放熱体43(凹部43a)、Oリング44などから構成されており、雄ネジ15を用いて筺体14に取付固定される。
第4実施形態の発光モジュール40において、第3実施形態の発光モジュール30と異なるのは以下の点だけである。
第4実施形態のフレキシブル基板41において、第3実施形態のフレキシブル基板31と異なるのは、折り曲げ部31m,31oが省かれていることと、配線パターン31e〜31jの形状が異なることと、上面部41pが略円形状であることである。
尚、上面部41pは、フレキシブル基板31の上面部31pに相当する。
第4実施形態の接続部材42において、第3実施形態の接続部材32と異なるのは、凸部32dおよび係止爪32eが省かれていることと、収容部42fが下面側が開放された円筒状であることと、収容部42fの側壁部の下端部には収容部42fの内側に突出した略半球状の4個の凸部42eが形成されていることである。
尚、収容部42fは、接続部材32の収容部32fに相当する。
図17〜図22を参照しながら、発光モジュール40の組み立て方を説明する。
まず、図21(B)に示すように、放熱体43の上面にLEDランプ11を発光部11bが上向きになるように載置する。
ここで、放熱体43の上面は、LEDランプ11の絶縁基板11aの裏面よりも大きいため、絶縁基板11aの裏面全面が放熱体43の上面全面に接触する。
そして、放熱体43の上面に鏡面加工を施して平滑にしたり、放熱体43の上面に放熱用グリスを塗布しておけば、第3実施形態の放熱体33と同様の作用・効果が得られる。
すると、フレキシブル基板41の2個の電極部31cとLEDランプ11の2個の外部電極11fとがそれぞれ接触すると共に、フレキシブル基板41の2個の電極部31dとLEDランプ11の2個の外部電極11gとがそれぞれ接触し、それらが電気的に接続される。
ここで、フレキシブル基板41の上面部41pと各折り曲げ部31l,31nとの接続部分には折り癖が付けられているため、各折り曲げ部31l,31nはフレキシブル基板41の裏面側に容易に折り曲げ可能になっている。
そして、図22(A)に示すように、接続部材42の取付孔32aにLEDランプ11の封止枠11cが嵌合されるように、Oリング44とフレキシブル基板41とLEDランプ11とが載置された放熱体43に対して接続部材42の収容部42fを被着し、Oリング44とフレキシブル基板41とLEDランプ11と放熱体43とを収容部42fに収容する。
その結果、Oリング44とフレキシブル基板41とLEDランプ11と放熱体43とは接続部材42によって保持固定され、Oリング44とフレキシブル基板41とLEDランプ11と放熱体43と接続部材42とが一体化される。
このとき、接続部材42の上面が僅かに弾性変形し、その弾性変形による応力がOリング44の押圧力に加えられるため、電極部31c,31dと外部電極11f,11gとの電気的接続が更に確実なものになる。
ここで、接続部材42の開放された下方側から放熱体43の底面が露出しているため、放熱体43の底面が筺体14の表面と面接触する。
そのため、筺体14の表面に鏡面加工を施して平滑にしたり、筺体14の表面上に放熱用グリスを塗布しておけば、第3実施形態の筺体14と同様の作用・効果が得られる。
第4実施形態の発光モジュール40によれば、第1実施形態の前記[5]および第3実施形態の前記[22]〜[24][26]〜[29]の作用・効果に加え、以下の作用・効果を得ることができる。
尚、Oリング44の直径は、フレキシブル基板41のフィルム厚に応じた最適な高さを実験的に求めて設定すればよい。
そして、フレキシブル基板41の折り曲げ部31l,31nを折り曲げて放熱体43の側壁部に当接させることにより、放熱体43上に載置されているLEDランプ11に対してフレキシブル基板41が位置ズレを起こすのを確実に防止できる。
そのため、フレキシブル基板41の折り曲げ部31l,31nが放熱体43の側壁部に面接触すると、LEDチップ11eが発生する熱を絶縁基板11aの外部電極11f,11gから各配線パターン31e,31f,31i,31jを介して放熱体43へ伝達させて放熱することが可能になるため、放熱性を更に高めることができる。
本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、前記各実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
この場合には、接続部材13,23a,23b,32,42における絶縁基板11a,21a上から最も高い部分を、封止体11dにおける絶縁基板11a,21a上から最も高い部分よりも低く形成することにより、前記[2][13][23]と同様の作用・効果が得られる。
この場合には、LEDランプ11,21の外部電極11f,11g,21f,21gと、フレキシブル基板12,22a,22b,31,41の電極部12a,12d,22d,31c,31dとの接触抵抗が低減されるため電気的接続を更に確実なものにできる。
この場合にも、前記[B]と同様の作用・効果が得られる。
また、絶縁基板11aと発光部11bとはそれぞれの中心軸Oを一致させずに重ね合わせてもよい。
11,21…LEDランプ
11a,21a…絶縁基板
11b,21b…発光部
11c,21c…封止枠
11d…封止体
11e…LEDチップ
11f,11g,21f,21g…外部電極
12,22a,22b,31,41…フレキシブル基板
12a,12d,22d,31c,31d…電極部
13,22a,22b,32,42…接続部材
31l〜31o…折り曲げ部(折り曲げられた部分)
14…筺体(放熱部材)
33,43…放熱体(放熱部材)
44…Oリング(押圧部材)
Claims (12)
- 基板と、
前記基板上に搭載された複数個のLEDチップと、
前記LEDチップを封止する透明な封止体と、
前記基板におけるLEDチップと同一面上に配置形成され、前記LEDチップに接続された外部電極と
を有するLEDランプと、
電極部を有するフレキシブル基板と、
前記LEDランプおよび前記フレキシブル基板を挟持固定する接続部材と
を備えた発光モジュールであって、
前記外部電極に対して前記電極部が、前記フレキシブル基板に被着された前記接続部材により押圧され、前記外部電極と前記電極部とが直接的に接触して電気的に接続され、
前記接続部材における前記基板上から最も高い部分が、前記封止体における前記基板上から最も高い部分よりも低く形成された発光モジュール。 - 前記接続部材の弾性力により、前記接続部材が前記フレキシブル基板における前記電極部の背面側を押圧し、その押圧力により前記電極部が前記外部電極の側に付勢される、請求項1に記載の発光モジュール。
- 前記接続部材から下向きに突出した凸部を備え、
前記凸部の先端部分が前記フレキシブル基板における前記電極部の背面側を押圧する、請求項1または請求項2に記載の発光モジュール。 - 前記接続部材と前記フレキシブル基板との間に挟設された押圧部材を備え、
前記接続部材は前記押圧部材を介して前記フレキシブル基板における前記電極部の背面側を押圧する、請求項1または請求項2に記載の発光モジュール。 - 前記基板上にて前記複数個のLEDチップを取り囲むように形成された封止枠を備え、
前記封止体は前記封止枠の内側に充填されて前記LEDチップを封止し、
前記保持接触端子における前記基板上から最も高い部分が、前記封止枠における前記基板上から最も高い部分よりも低く形成された、請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光モジュール。 - 前記LEDランプの外側にて、前記フレキシブル基板の端面は前記接続部材の端面と面一になっているか、または、前記フレキシブル基板の端面は前記接続部材の端面の内側に位置しており、前記接続部材から前記フレキシブル基板がはみ出ない、請求項1〜5のいずれか1項に記載の発光モジュール。
- 前記接続部材は金属の薄板材によって形成されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の発光モジュール。
- 前記基板における前記LEDチップが搭載されている面の反対面に面接触する放熱部材を備えた、請求項1〜7のいずれか1項に記載の発光モジュール。
- 前記フレキシブル基板の一部が前記LEDランプの前記封止体を除く部分を覆うように折り曲げられ、そのフレキシブル基板の折り曲げられた部分が前記放熱部材に当接する、請求項8に記載の発光モジュール。
- 前記フレキシブル基板は、前記電極部と接続された配線パターンを備え、
前記配線パターンは、前記フレキシブル基板の折り曲げられた部分に配置形成され、
前記フレキシブル基板の折り曲げられた部分が前記放熱部材に面接触する、請求項9に記載の発光モジュール。 - 前記電極部の表面にディンプル加工が施されて凹凸が形成された、請求項1〜10のいずれか1項に記載の発光モジュール。
- 前記フレキシブル基板はフレキシブルフラットケーブルである、請求項1〜11のいずれか1項に記載の発光モジュール。
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