JP2015179676A - Led lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LED素子を基板に備えるLEDランプに関する。 The present invention relates to an LED lamp including an LED element on a substrate.
半導体発光素子の一種であるLED素子は、従来の光源である白熱電球や蛍光灯に比べて高効率であるため省エネルギー光源として注目され、近年、LED素子を利用したLEDランプが開発されている(特許文献1〜3)。
このようなLEDランプとして、直管状の蛍光灯器具に装着できるLEDランプがある(特許文献4参照)。この特許文献4に記載のLEDランプは、複数のLED素子(4)を実装する実装基板(5)と、実装基板(5)を装着すると共に高い放熱特性を有するヒートシンク(3)と、LED素子(4)と実装基板(5)とを被覆し前記ヒートシンク(3)に取着された樹脂チューブ(2)とを備え、ヒートシンク(3)の一部が、樹脂チューブ(2)の溝(20)から外部へと張り出している。
An LED element, which is a kind of semiconductor light emitting element, is attracting attention as an energy-saving light source because it is more efficient than conventional incandescent bulbs and fluorescent lamps, and in recent years, LED lamps using LED elements have been developed (
As such an LED lamp, there is an LED lamp that can be mounted on a straight-tube fluorescent lamp fixture (see Patent Document 4). The LED lamp described in
そして、点灯時にLED素子(4)に発生した熱が実装基板(5)からヒートシンク(3)に伝わり、ヒートシンク(3)における樹脂チューブ(2)の外部に存する部分から放出される。 And the heat | fever generate | occur | produced in the LED element (4) at the time of lighting is transmitted to a heat sink (3) from a mounting board | substrate (5), and is discharge | released from the part which exists outside the resin tube (2) in a heat sink (3).
本発明は、放熱特性を悪化させることなく、軽量化を図ることができるLEDランプを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the LED lamp which can achieve weight reduction, without deteriorating a thermal radiation characteristic.
上記目的を達成するために、本発明に係るLEDランプは、複数のLEDと、前記複数のLEDを表面に備える実装基板と、前記実装基板を内部に格納する樹脂チューブと、前記実装基板と前記樹脂チューブとを接合する接着材とを備え、前記実装基板の裏面と前記樹脂チューブの内面との間に前記接着材が前記樹脂チューブの長手方向に間隔をおいた複数箇所に設けられ、前記実装基板における前記複数のLEDの実装領域の裏側に相当する各位置に前記接着材が存在している。 In order to achieve the above object, an LED lamp according to the present invention includes a plurality of LEDs, a mounting board having the plurality of LEDs on a surface thereof, a resin tube for storing the mounting board therein, the mounting board, and the mounting board. An adhesive for joining the resin tube, and the adhesive is provided at a plurality of locations spaced in the longitudinal direction of the resin tube between the back surface of the mounting substrate and the inner surface of the resin tube, and the mounting The adhesive is present at each position corresponding to the back side of the mounting area of the plurality of LEDs on the substrate.
これにより、実装基板を接合するための接着材の使用量を少なくでき、LEDの熱の伝導特性をさほど低下させることなく、軽量化を図ることができる。 Thereby, the usage-amount of the adhesive material for joining a mounting board | substrate can be decreased, and weight reduction can be achieved, without reducing the heat conductive characteristic of LED so much.
以下、本発明のLEDランプの一例である実施の形態について図面を参照しながら説明する。
1.構成
図1は、第1の実施の形態に係るLEDランプの斜視図であり、内部の様子が分かるように一部を切り欠いている。図2は、図1の矢印A方向からLEDランプを見た図であり、内部の様子が分かるように一部を切り欠いている。図3は、図2のB−B線断面を矢印方向から見た図であり、図4は、LEDランプの一端部の拡大断面図である。
Hereinafter, an embodiment which is an example of an LED lamp of the present invention will be described with reference to the drawings.
1. Configuration FIG. 1 is a perspective view of an LED lamp according to a first embodiment, with a part cut away so that the inside can be seen. FIG. 2 is a view of the LED lamp as seen from the direction of arrow A in FIG. 1, and is partially cut away so that the inside can be seen. 3 is a view of the cross section taken along the line B-B in FIG. 2 as viewed from the direction of the arrow, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of one end portion of the LED lamp.
LEDランプ1は、一般照明用の直管状の蛍光灯タイプについて説明する。
LEDランプ1は、長尺状のガラス管3と、前記ガラス管3内に配される実装基板(本発明の「基板」に相当する。)5と、前記実装基板5の主面に実装された複数のLED7と、前記実装基板5を前記ガラス管3に接触状態で接合(固着)する接着材9(図3参照)と、前記ガラス管3の両端に装着された口金11と、前記口金11を介して給電を受けて前記LED7を発光させる点灯回路13(図4参照)とを備える。
The
The
ガラス管3は、ここでは直管であり、例えば、その横断面形状が円環状をしている(図3参照)。ガラス管3は、外面又は内面が拡散処理されていても良いし、当然されていなくても良い。なお、このガラス管3には、直管状の蛍光灯で利用されているガラス管により構成することができる。
実装基板5は、長尺状のガラス管3に対応して長尺の平板形状をしている。実装基板5は、図1に示すように、絶縁性の基板本体15と、基板本体15の主面(表面)に形成された配線パターン17とを含む。配線パターン17は、複数のLED7を電気的に接続するLED接続部と、点灯回路13と電気的に接続する端子部とを有する。
The
The
実装基板5は、ガラス管3の内面であって互いに離間する2箇所を架橋する状態で、ガラス管3内に配され、この状態を維持しつつ、実装基板5の裏面とガラス管3の内面との間に接着材9が充填されている。
LED7は、ここでは、表面実装(SMD)型であり、対象とする蛍光灯の輝度に対応して定められた個数が、実装基板5の長手方向に等間隔をおいて実装基板5に実装されている。
The
Here, the
LED7は、1個又は複数個のLED素子と、前記1個又は複数個のLED素子を実装する素子実装基板と、前記1個又は複数個のLED素子を封止する封止体とを備え、前記素子実装基板からは、実装基板5の配線パターン17と接続する端子部が設けられている。
封止体は、例えば、透光性樹脂等により構成され、LED素子から発せられた光の波長を変換する必要がある場合は、蛍光体粉末等の波長変換機能を有する材料が透光性樹脂に混入される。なお、LED素子から発せられた光の波長を変換する必要がある場合、例えば、ガラス管の内面に蛍光体粉末を含む蛍光膜を形成することでも実施できる。
The
The sealing body is made of, for example, a translucent resin, and when it is necessary to convert the wavelength of light emitted from the LED element, a material having a wavelength conversion function such as a phosphor powder is used as the translucent resin. It is mixed in. In addition, when it is necessary to convert the wavelength of the light emitted from the LED element, for example, a phosphor film containing phosphor powder can be formed on the inner surface of the glass tube.
接着材9は、実装基板5をガラス管3内に接合させる接合機能と、LED7の発光時に発生した熱を実装基板5からガラス管3へと伝える伝熱機能とを有する。このため、接着材9としては、伝熱率の高い材料を用いるのが好ましい。さらに軽量化を考慮して比重の小さな材料を用いるのが好ましい。
伝熱機能は、実装基板5がガラス管3の内面に接触した状態で接着材9を介してガラス管3の内面に接合されることで実現される。特に、実装基板5における長手方向に延伸する端縁がガラス管3の内面に接触し、実装基板5の裏面(LED7を実装していない主面である。)とガラス管3の内面との間に接着材9が存している。
The
The heat transfer function is realized by bonding the
口金11は、蛍光灯で利用されているG型口金であるが、別のタイプの口金、例えば、G10q、GX10q、GY10q等の口金やP口金であっても良く、対象とする蛍光灯やLEDランプを装着する照明器具に合わせて適宜決定すれば良い。
口金11は、有底筒状の口金本体19と、口金本体19の底部19aの外面から外方へと延出する一対の口金ピン21とを備える。
The
The
図5は、LEDランプに係る回路図である。
点灯回路13は、同図に示すように、整流回路部23を備える。ここでは、整流回路部23として、4個のツェナダイオード25を用いたダイオードブリッジが用いられている。
整流回路部23は、その入力端が口金11の一対の口金ピン21を短絡状態にして当該口金ピン21に配線27,29により、出力端が実装基板5の端子部に配線31,33によりそれぞれ接続されている。なお、配線29,33は、図3及び図4に示すように実装基板5の裏面に配されている。
FIG. 5 is a circuit diagram relating to an LED lamp.
The
The
整流回路部23は回路基板35に実装されている。この回路基板35は、両端が開口しているガラス管3の一端側の開口を塞いだ状態で、ガラス管3の端部を覆う口金11をガラス管3に接着することで、ガラス管3に装着される。
2.実施例
LEDランプ1の実施例について具体的に説明する。
The
2. Example An example of the
ここで説明する一実施例に係るLEDランプ1は、その全長が580[mm]で、直管状の蛍光灯20Wの代替用である。
ガラス管3は、直径が28[mm]、全長が565[mm]で、その肉厚が0.8[mm]である。材料は、ソーダガラスであり、その熱伝導率が0.75[W/m・K]である。
The
The
実装基板5は、幅(短手方向の寸法)が14[mm]、長さが560[mm]で、その肉厚が1.6[mm]である。材料は、ガラスエポキシであり、その熱伝導率が0.36[W/m・K]である。
配線パターン17は、銅箔が利用され、その厚みは35[μm]で、熱伝導率が390[W/m・K]である。
The mounting
The
LED7は、所謂、表面実装型であり、長手方向に等間隔で実装基板5に18個実装されている。LED7は、厚み(高さ)が1.5[mm]で4.5[mm]角の直方体状をし、素子実装基板に複数個のLED素子が実装されている。LED素子は、厚み(高さ)が0.3[mm]で0.4[mm]角の直方体状をし、GaN系が用いられている。
封止体は、厚み(高さ)が1[mm]で、直径1.5[mm]の円柱状をし、透光性樹脂としてシリコーン樹脂が用いられている。蛍光体粉末として、(Ba,Sr)2SiO4:Eu2+の黄緑色蛍光体粉末とSr2Si5N8:Eu2+赤色蛍光体粉末が用いられている。
The
The sealing body has a columnar shape with a thickness (height) of 1 [mm] and a diameter of 1.5 [mm], and a silicone resin is used as the translucent resin. As the phosphor powder, a yellow-green phosphor powder of (Ba, Sr) 2 SiO 4 : Eu 2+ and a Sr 2 Si 5 N 8 : Eu 2+ red phosphor powder are used.
接着材9は、セメントが用いられ、その熱伝導率が1[W/m・K]であり、また、口金11はG13タイプの口金である。
3.放熱特性
実施の形態に係るLEDランプ1の放熱性の効果についてシミュレーションを行った。
シミュレーションしたモデルは、実施の形態に係るLEDランプ(以下、発明品とする。)、背景技術で説明したLEDランプ(以下、従来品とする。)、従来品を改良した2種類のLEDランプ(以下、改良品1及び改良品2とする。)の4種類である。
The adhesive 9 is made of cement and has a thermal conductivity of 1 [W / m · K], and the
3. Heat Dissipation Characteristics A simulation was performed on the effect of heat dissipation of the
The simulated model is an LED lamp according to an embodiment (hereinafter referred to as an invention product), an LED lamp described in the background art (hereinafter referred to as a conventional product), and two types of LED lamps (referred to as a conventional product) ( Hereinafter, it is referred to as
図6は、従来品の横断面図である。
従来品であるLEDランプ900は、樹脂チューブ(発明品の「ガラス管」に相当する。)903と、発明品と同じ仕様のLED7と、発明品と同じ仕様(サイズ・材料等)の実装基板5と、表面に実装基板5を装着し且つ放熱機能を有するヒートシンク905とを備える。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional product.
A conventional LED lamp 900 includes a resin tube (corresponding to a “glass tube” of an invention product) 903, an
樹脂チューブ903は中心軸(長手)方向に延伸する溝907を有する。ヒートシンク905は、横断面形状が矩形状をし、一対の側面に溝909を備える。そして、樹脂チューブ903の溝907の両側に位置する縁部903aがヒートシンク905の溝909に嵌ることで、ヒートシンク905が樹脂チューブ903に装着される。
樹脂チューブ903の材料は、ポリカーボネートであり、その熱伝導率が0.19[W・m/K]であり、外径、肉厚は発明品のガラス管3と同じである。ヒートシンク905の材料は、アルミニウムであり、厚みが2[mm]で、その熱伝導率が200[W・m/K]である。
The
The material of the
改良品1は、図6の従来品において、ヒートシンク905を有しておらず、実装基板5が直接樹脂チューブ903の内面に接着材(発明品と同じ仕様である。)で接合されたものであり、改良品2は、従来品における樹脂チューブ903を本願発明と同じ仕様のガラス管3に置き換えたものである。
図7は、シミュレーション結果を示す図である。
The
FIG. 7 is a diagram illustrating a simulation result.
図7中の「LEDの温度差」は、各サンプルでのLED温度を、従来品のLEDの温度を基準にして現したものである。
放熱特性は、ヒートシンクをなくした改良品1では、従来品に対して、LED温度が29[℃]上昇しているが、樹脂チューブをガラス管に置き換えた改良品2では、従来品に対してLED温度が23[℃]上昇している。しかしながら、改良品2は、改良品1に対してLED温度が6[℃]下がっている。このことから、樹脂チューブをガラス管に変更することで、放熱特性が改善することが分かる。
The “LED temperature difference” in FIG. 7 represents the LED temperature in each sample on the basis of the temperature of the conventional LED.
With regard to the heat dissipation characteristics, the
一方、発明品では、従来品のヒートヒンクを有していないにも拘わらず、従来品に対して、LED温度が2[℃]低下している。このことから、発明品は、ヒートシンクを備えなくても、従来品に対して放熱特性を向上させることができ、しかも、ランプ重量が従来品に対して85[%]となっており、軽量化も図れることが分かる。
4.実装基板位置
(1)放熱特性
図8は、実装基板の幅と放熱効果を示す図である。
On the other hand, although the invention product does not have the heat sink of the conventional product, the LED temperature is lowered by 2 [° C.] compared to the conventional product. For this reason, the inventive product can improve the heat dissipation characteristics compared to the conventional product without the heat sink, and the lamp weight is 85 [%] compared to the conventional product. It can be seen that
4). Mounting Board Position (1) Heat Dissipation Characteristics FIG. 8 is a diagram showing the width of the mounting board and the heat dissipation effect.
図8における横軸は、ガラス管の内径に対する実装基板(図中では「基板」で表す。)の幅の比を示し、縦軸は、従来品の温度を基準温度としたとき、LEDの温度を前記基準温度に対する温度差で表したものである。なお、このデータはシミュレーションにより算出している。
同図に示すように、LED温度が基準温度よりも低くなる(つまり、温度差がマイナスになる。)のは、基板幅がガラス管の内径に対して0.44のときである。つまり、基板幅がガラス管の内径に対して0.44以上になると、従来品よりも放熱特性が向上することになる。
(2)配光特性
図9は基板幅と配光特性を示す図であり、図10は配光角の説明図である。
The horizontal axis in FIG. 8 indicates the ratio of the width of the mounting substrate (represented by “substrate” in the figure) to the inner diameter of the glass tube, and the vertical axis indicates the LED temperature when the temperature of the conventional product is the reference temperature. Is expressed as a temperature difference with respect to the reference temperature. This data is calculated by simulation.
As shown in the figure, the LED temperature becomes lower than the reference temperature (that is, the temperature difference becomes negative) when the substrate width is 0.44 with respect to the inner diameter of the glass tube. That is, when the substrate width is 0.44 or more with respect to the inner diameter of the glass tube, the heat dissipation characteristics are improved as compared with the conventional product.
(2) Light Distribution Characteristics FIG. 9 is a diagram showing the substrate width and light distribution characteristics, and FIG. 10 is an explanatory diagram of the light distribution angle.
図9における横軸は、図8と同様に、ガラス管の内径に対する実装基板の幅の比を示し、縦軸は配光角[°]を示す。
まず、図9の縦軸の配光角について図10を用いて説明する。
配光角[°]は、ガラス管の断面において実装基板の表裏で2つの領域に分けたとき、実装基板におけるLEDが配置された側の端縁(図10では表面側の左右両端縁である。)とガラス管の中心とを結んでできる角度であってLEDが存しない側の角度θ[°]である(所謂、実装基板のLEDが配置された側の、ガラス管の中心からの見込み角である。)。
The horizontal axis in FIG. 9 indicates the ratio of the width of the mounting substrate to the inner diameter of the glass tube, as in FIG. 8, and the vertical axis indicates the light distribution angle [°].
First, the light distribution angle on the vertical axis in FIG. 9 will be described with reference to FIG.
When the light distribution angle [°] is divided into two regions on the front and back of the mounting board in the cross section of the glass tube, the edges on the side where the LEDs are arranged on the mounting board (in FIG. 10, the left and right edges on the surface side). ) And the center of the glass tube, and the angle θ [°] on the side where the LED does not exist (so-called expectation from the center of the glass tube on the side where the LED of the mounting substrate is arranged) It is a horn.)
LEDから放射された光は、実装基板のLEDが配置されていない側には回りこまないため、図10に示す配光角はLEDランプの光を取り出しうる角度となる。一方、蛍光灯の光は、蛍光灯のガラス管の全周から光を取り出すことができ、蛍光灯の側方や裏側にも光が出射される。
従って、LEDランプを蛍光灯代替用として用いる場合には、例えば、実装基板がガラス管の中心を通る位置(ガラス管の内径に対する実装基板の幅の比が1である。)に配されると、実装基板の裏側には光が出射されず、ガラス管の後半分(実装基板の裏側の領域である。)が暗くなる。
Since the light emitted from the LED does not travel to the side of the mounting substrate where the LED is not disposed, the light distribution angle shown in FIG. 10 is an angle at which the light from the LED lamp can be extracted. On the other hand, the light from the fluorescent lamp can be extracted from the entire circumference of the glass tube of the fluorescent lamp, and the light is emitted to the side and the back side of the fluorescent lamp.
Accordingly, when the LED lamp is used as a substitute for a fluorescent lamp, for example, the mounting substrate is disposed at a position passing through the center of the glass tube (the ratio of the width of the mounting substrate to the inner diameter of the glass tube is 1). No light is emitted to the back side of the mounting substrate, and the rear half of the glass tube (the region on the back side of the mounting substrate) becomes dark.
そこで、LEDランプにおいて、実装基板の幅を変え、つまり、ガラス管の内径に対する実装基板の幅の比を変えて、LEDランプのガラス管の側方の明るさと蛍光灯の側方の明るさとの比較試験を行った。
その結果、LEDランプにおいて、図10における角度θ、つまり図9における配光角が220[°]以上あれば、側方の明るさは蛍光灯には劣るものの、蛍光灯の代替として十分使用できる明るさを有することが分かった。そして、配光角が220[°]以上となる、ガラス管の内径に対する実装基板の幅の比は、図9から0.94以下であることが分かる。
Therefore, in the LED lamp, the width of the mounting substrate is changed, that is, the ratio of the width of the mounting substrate to the inner diameter of the glass tube is changed, and the brightness of the side of the glass tube of the LED lamp is compared with the brightness of the side of the fluorescent lamp. A comparative test was conducted.
As a result, in the LED lamp, if the angle θ in FIG. 10, that is, the light distribution angle in FIG. 9 is 220 [°] or more, the side brightness is inferior to that of the fluorescent lamp, but it can be used as a substitute for the fluorescent lamp. It was found to have brightness. And it turns out that the ratio of the width | variety of the mounting board | substrate with respect to the internal diameter of a glass tube from which a light distribution angle becomes 220 [degrees] or more is 0.94 or less from FIG.
よって、LEDランプを蛍光灯代替として利用する場合には、配光角が220[°]以上、つまり、ガラス管の内径に対する実装基板の幅の比が0.94以下であることが望ましい。
<変形例>
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明の内容が、上記の実施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を実施することができる。
1.ガラス管
実施の形態では、ガラス管3は、その横断面形状が円環状であったが、他の横断面形状であっても良い。他の形状としては、三角形等の多角形をした環状であっても良いし、楕円形の環状であっても良い。
2.実装基板
(1)材質
実施の形態では、ガラスエポキシを利用したが、他の材料も利用することができるが、LEDで発生した熱を効率良く、ガラス管や接着材に伝えるためには、伝熱性の高い材料を用いるのが好ましく、例えば、紙フェノールであっても良い。また、アルミ基板や銅基板等の伝熱性の高い金属製基板を用いることで、LED7への熱負荷をさらに低減できる。
(2)個数
実施の形態では、1個の実装基板5に複数のLED7が実装されていたが、実装基板は複数あっても良い。この場合、実装基板ごとにガラス管の内面に接触する状態で接着材により接合することで実施できる。なお、複数個の実装基板を用いる場合、その個数によっては、実装基板の形状が平面視において正方形状となる。
(3)端面の形状
実施の形態では、実装基板の長手方向に延伸する側面が、当該実装基板の横断面において、主面と直交し且つ直線状をしていたが、他の構成(形状)であっても良い。他の構成としては、ガラス管の内面に面接触するように実装基板の側面を円弧状(ガラス管の内径と一致)にしたり、1つの側面においてガラス管の内面に2点で接触するように実装基板の側面を傾斜状にしたりすることができる。
(4)構造
実施の形態では、実装基板は横断面形状及び縦断面形状が矩形状をしていたが、例えば、横断面形状が円弧状でも良い。
Therefore, when the LED lamp is used as a fluorescent lamp alternative, it is desirable that the light distribution angle is 220 [°] or more, that is, the ratio of the width of the mounting substrate to the inner diameter of the glass tube is 0.94 or less.
<Modification>
Although the present invention has been described based on the embodiments, the content of the present invention is not limited to the specific examples shown in the above embodiments. For example, the following modifications are possible. Can be implemented.
1. Glass Tube In the embodiment, the
2. Mounting substrate (1) material In the embodiment, glass epoxy is used, but other materials can be used. However, in order to efficiently transmit the heat generated by the LED to the glass tube and the adhesive, It is preferable to use a material having high thermal properties, and for example, paper phenol may be used. Moreover, the thermal load to LED7 can further be reduced by using metal substrates with high heat conductivity, such as an aluminum substrate and a copper substrate.
(2) Number In the embodiment, a plurality of
(3) Shape of end surface In the embodiment, the side surface extending in the longitudinal direction of the mounting substrate is orthogonal to the main surface and linear in the cross section of the mounting substrate. It may be. As another configuration, the side surface of the mounting substrate is formed in an arc shape (coincidence with the inner diameter of the glass tube) so as to be in surface contact with the inner surface of the glass tube, or is in contact with the inner surface of the glass tube at two points on one side surface. The side surface of the mounting substrate can be inclined.
(4) Structure In the embodiment, the mounting substrate has a rectangular cross-sectional shape and a vertical cross-sectional shape. However, for example, the cross-sectional shape may be an arc shape.
さらには、実装基板の長手方向(ガラス管の軸と平行な方向)に沿ってリブを設けても良い。
図11は、変形例1に係るLEDランプの横断面図である。
変形例1に係るLEDランプ101は、実施の形態に係るLEDランプ1と、実装基板の構造が異なる(正確には、接着材107の形状も異なる。)。
Furthermore, you may provide a rib along the longitudinal direction (direction parallel to the axis | shaft of a glass tube) of a mounting board | substrate.
FIG. 11 is a cross-sectional view of an LED lamp according to
The
LEDランプ101の実装基板103は、図11に示すように、横断面形状において、実装基板103の長手方向に延伸している端部(換言すると短手方向の端部であり、図11の左右方向の端部になる。)がリブ部105となっている。このリブ部105は、当該端部がLEDの実装側と反対側に屈曲して構成される。
変形例1においても、実装基板103のリブ部105の底面105aがガラス管3の内面に接触し、さらに接触面積を大きくするために、底面105aの形状がガラス管3の内面に対応した円弧状をしている。
As shown in FIG. 11, the mounting
Also in
なお、実装基板の長手方向の機械的特性を向上させるためには、上記変形例1以外に、例えば、長手方向に延伸するリブ部を実装基板の略中央に設けても良いし、さらには、実装基板の短手方向の機械的特性を向上させるために、例えば短手方向に延伸するリブ部を長手方向に所定の間隔をおいて有しても良い。
3.接着材
実施の形態では、接着材9としてセメントを利用したが、他の接着材を利用しても良く、例えばシリコーン樹脂を用いても良い。しかしながら、接着材の機能としての伝熱性を考慮すると、伝熱率の高い材料を用いるのが好ましく、具体的には、熱伝導率が1[W/m・K]以上が好ましい。
In order to improve the mechanical properties in the longitudinal direction of the mounting substrate, in addition to the first modification, for example, a rib portion extending in the longitudinal direction may be provided in the approximate center of the mounting substrate. In order to improve the mechanical characteristics of the mounting substrate in the short direction, for example, rib portions extending in the short direction may be provided at predetermined intervals in the long direction.
3. Adhesive In the embodiment, cement is used as the adhesive 9, but other adhesive may be used, for example, a silicone resin may be used. However, considering the heat transfer as a function of the adhesive, it is preferable to use a material having a high heat transfer rate. Specifically, the heat conductivity is preferably 1 [W / m · K] or more.
なお、接着材の伝熱率を高めるために、接着材に無機粒子が混入されていても良い。このような無機粒子としては、銀、銅、アルミニウム等の金属粒子、アルミナ、窒化アルミニウム、炭化珪素、グラファイト等の非金属粒子がある。
また、軽量化を考慮すると、比重の低い材料を用いるのが好ましく、具体的には、比重が2[Kg/m3]以下が好ましく、このような材料にシリコーン樹脂等がある。
4.接合構造
実施の形態では、実装基板5の裏面とガラス管3の内面とを接着材9で接合していたが、他の構造で接合しても良い。 接合構造としての変形例について説明する。
(1)貫通孔
図12は変形例2に係るLEDランプの横断面図である。
In order to increase the heat transfer rate of the adhesive, inorganic particles may be mixed in the adhesive. Examples of such inorganic particles include metal particles such as silver, copper, and aluminum, and nonmetal particles such as alumina, aluminum nitride, silicon carbide, and graphite.
In view of weight reduction, it is preferable to use a material having a low specific gravity. Specifically, the specific gravity is preferably 2 [Kg / m 3 ] or less. Examples of such a material include a silicone resin.
4). Bonding Structure In the embodiment, the back surface of the mounting
(1) Through-hole FIG. 12 is a cross-sectional view of an LED lamp according to
変形例2に係るLEDランプ111は、実施の形態に係るLEDランプ1と、実装基板の形状と接合構造が異なる。
LEDランプ111の実装基板113は、図12に示すように、横断面形状において基板本体115を貫通する貫通孔117を複数有する。ここでの貫通孔117は、実装基板113の長手方向に沿って複数列(ここでは2列である。)に形成されている。各列の貫通孔117は、長手方向に一定の間隔をおいて、且つ長手方向に略同じ位置に形成されている。なお、ここでの2列は基板本体115の短手方向の両端部に形成されている。
The
As shown in FIG. 12, the mounting
接着材119は、実装基板113をガラス管3の内面に接合するための基板接合部121と、実装基板113と基板接合部121との間で剥離が生じたときに実装基板113がガラス管3から外れる(落下する)のを防止する外れ防止部123とを有する。
基板接合部121は実装基板113とガラス管3との間の隙間及び貫通孔117に充填されている。外れ防止部123は、実装基板113の貫通孔117から実装基板113の表面へと張り出した部分である。つまり、外れ防止部123の大きさが貫通孔117よりも大きくなっており、外れ防止部123が実装基板113の表面を係止する構造となっている。
The adhesive 119 is used when the mounting
The
図13は変形例3に係るLEDランプの横断面図である。
変形例3係るLEDランプ131は、変形例2に係るLEDランプ111と、実装基板の貫通孔の形状が異なる(正確には、接着材139の形状も異なる。)。
LEDランプ131の実装基板133は、変形例2に係る実装基板113と同様に、図13に示すように基板本体135に貫通孔137を有する。
FIG. 13 is a cross-sectional view of an LED lamp according to
The
The mounting
貫通孔137は、裏面から表面にかけて孔径が大きくなるテーパ孔である。つまり、貫通孔137の周面が表側広がりに傾斜している。
接着材139は基板接合部141と外れ防止部143とを有し、外れ防止部143は、実装基板133の貫通孔137内に充填された部分である。これにより、外れ防止部143の大きさが貫通孔137の裏面側の開口径よりも大きくなり、外れ防止部143が実装基板133の貫通孔137の周面を係止する構造となっている。
The through-
The adhesive 139 has a
なお、変形例2及び3における貫通孔117,137は、貫通孔117,137の中心軸の延伸する方向から見たときに、その形状が、円形状であっても良いし、多角形状であっても良い。さらには、長孔であっても良い。
さらに、複数列状に形成されている貫通孔は、図12や図13に示すように、実装基板の長手方向と直交する方向に複数(2個)形成されていたが、例えば、千鳥状(互い違い)に形成されていても良い。また、実装基板の短手方向の略中央を、実装基板の長手方向に所定の間隔をおいて設けても良いし、仮想線の近くに設けても良い。
(2)接合箇所
実施の形態や変形例等では、実装基板の裏面全体が接着材によりガラス管の内面に接合されていたが、実装基板の裏面全体が接合されていなくても良い。
Note that the through
Furthermore, as shown in FIGS. 12 and 13, a plurality of (two) through-holes formed in a plurality of rows are formed in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the mounting substrate. It may be formed alternately. Further, the approximate center in the short direction of the mounting substrate may be provided at a predetermined interval in the longitudinal direction of the mounting substrate, or may be provided near the virtual line.
(2) Joining location In the embodiment and the modification, the entire back surface of the mounting substrate is bonded to the inner surface of the glass tube by the adhesive, but the entire back surface of the mounting substrate may not be bonded.
図14は、変形例4に係るLEDランプの横断面図であり、図15は、変形例5に係るLEDランプの横断面図である。
変形例4に係るLEDランプ151は、実施の形態に係るLEDランプ1と、実装基板をガラスに接合する接合範囲・接合数が異なる。
LEDランプ151の実装基板153は、図14に示すように、横断面形状において、ガラス管3の内径に略等しい幅を有し、この実装基板153の長手方向と平行な端部が接着材155によりガラス管3に接合されている。
FIG. 14 is a cross-sectional view of an LED lamp according to
The
As shown in FIG. 14, the mounting
このように実装基板153の端部のみが接合されることにより、接着材155の使用量を少なくでき、結果的にLEDランプ151の軽量化を図ることができる。
また、変形例4に係るLEDランプ151は、実装基板153の裏面だけが接合されていたが、変形例5に係るLEDランプ161では、図15に示すように、実装基板163の裏面及び表面の両面の端部で接着材165によりガラス管3に接合されている。このように実装基板163の表面も接合することで、実装基板163の外れ防止となる他、伝熱機能も向上させることができる。
As described above, only the end portion of the mounting
Further, in the
図16は、変形例6に係るLEDランプの縦断面図である。
変形例6に係るLEDランプ171は、実施の形態に係るLEDランプ1と、実装基板をガラスに接合する接合範囲・接合数が異なる。
LEDランプ171の実装基板173は、図16に示すように、この実装基板173の長手方向に所定の間隔をおいた複数箇所に配された接着材175により接合されている。各接着材175は、実装基板173におけるLED7の実装領域の裏側に相当する位置に設けられている。
FIG. 16 is a longitudinal sectional view of an LED lamp according to
The
As shown in FIG. 16, the mounting
このように、実装基板173はLED7の実装領域の裏面で接着材175を介してガラス管3に接合されているので、LED7で発生した熱が直下に設けられた接着材175を介してガラス管3へと伝わる。
これにより、実装基板173をガラス管3に接合するための接着材の使用量を少なくでき、LED7の熱の伝導特性をさほど低下させることなく、軽量化を図ることができる。
5.LED素子の実装
実施の形態では表面実装(SMD)型LEDを実装基板に実装する形態について説明したが、LED素子を実施の形態における実装基板に直接実装するようにしても良い。なお、LEDやLED素子やこれらの実装について詳細に説明していないが、これらLED等の実装基板への実装方法(電気的接続を含む)としては従来の公知の技術を利用することができ、バンプ、ダイボンド、半田、ワイヤ等を利用することができる。
6.透光性樹脂
実施の形態では、透光性樹脂はシリコーン樹脂により構成されていたが、別の材料を利用しても良い。別の材料としては、ガラス等がある。
Thus, since the mounting
Thereby, the usage-amount of the adhesive material for joining the mounting board |
5. Mounting of LED Element In the embodiment, the form in which the surface mount (SMD) type LED is mounted on the mounting board has been described. However, the LED element may be directly mounted on the mounting board in the embodiment. Although LEDs and LED elements and their mounting have not been described in detail, conventional well-known techniques can be used as mounting methods (including electrical connection) of these LEDs and the like on the mounting substrate, Bumps, die bonds, solder, wires, etc. can be used.
6). Translucent resin Although translucent resin was comprised with the silicone resin in embodiment, you may utilize another material. Another material is glass or the like.
また、実施の形態では、透光性樹脂に混入されている蛍光体粉末として、(Ba,Sr)2SiO4:Eu2+やY3(Al,Ga)5O12:Ce3+の黄緑色蛍光体粉末と、Sr2Si5N8:Eu2+や(Ca,Sr)S:Eu2+などの赤色蛍光体粉末とを用いたが、他の蛍光体粉末を利用することもできる。
なお、例えば、青色発光のLED素子を利用する場合、黄色蛍光体粉末と緑色蛍光体粉末との混合、赤色蛍光体粉末と緑色蛍光体粉末との混合の透光性樹脂であっても良い。
7.ランプ
実施の形態や変形例等では、直管状の蛍光灯をモデルにしたLEDランプであったが、例えば、円環状の蛍光灯をモデルにしても良い。この場合、例えば、LEDランプの横断面における構造が図3となるような構造をし、実装基板は環状のガラス管内への挿入を可能にするために円環状をしていれば実施できる。さらに、円環状の蛍光灯をモデルにする場合、実装基板の表面がガラス管の形状である環状の径方向と直交或いは所定の角度で傾斜するようにして外方に向くようにしても良い。
In the embodiment, the phosphor powder mixed in the translucent resin is yellow (Ba, Sr) 2 SiO 4 : Eu 2+ or Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce 3+ . Although green phosphor powder and red phosphor powder such as Sr 2 Si 5 N 8 : Eu 2+ and (Ca, Sr) S: Eu 2+ are used, other phosphor powders can also be used. .
For example, when a blue light emitting LED element is used, a translucent resin of a mixture of a yellow phosphor powder and a green phosphor powder or a mixture of a red phosphor powder and a green phosphor powder may be used.
7). Lamp In the embodiment and the modification, the LED lamp is modeled on a straight tube fluorescent lamp. However, for example, an annular fluorescent lamp may be used as a model. In this case, for example, the LED lamp can be implemented as long as the cross-sectional structure of the LED lamp is as shown in FIG. 3 and the mounting substrate has an annular shape to enable insertion into an annular glass tube. Furthermore, when an annular fluorescent lamp is used as a model, the surface of the mounting substrate may be directed outwardly so as to be inclined at a predetermined angle or perpendicular to the annular radial direction that is the shape of the glass tube.
本発明は、照明用のランプとして利用可能である。 The present invention can be used as a lamp for illumination.
1 LEDランプ
3 ガラス管
5 実装基板
7 LED
9 接着材
11 口金
13 点灯回路
1
9 Adhesive 11
Claims (3)
前記複数のLEDを表面に備える実装基板と、
前記実装基板を内部に格納する樹脂チューブと、
前記実装基板と前記樹脂チューブとを接合する接着材と
を備え、
前記実装基板の裏面と前記樹脂チューブの内面との間に前記接着材が前記樹脂チューブの長手方向に間隔をおいた複数箇所に設けられ、前記実装基板における前記複数のLEDの実装領域の裏側に相当する各位置に前記接着材が存在していることを特徴とするLEDランプ。 A plurality of LEDs;
A mounting substrate having the plurality of LEDs on its surface;
A resin tube for storing the mounting board therein;
An adhesive for joining the mounting substrate and the resin tube;
Between the back surface of the mounting substrate and the inner surface of the resin tube, the adhesive is provided at a plurality of locations spaced in the longitudinal direction of the resin tube, and on the back side of the mounting region of the plurality of LEDs on the mounting substrate. An LED lamp, wherein the adhesive is present at each corresponding position.
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