JP2015228523A - 半導体発光素子用ホルダ、及び、半導体発光素子モジュール - Google Patents

半導体発光素子用ホルダ、及び、半導体発光素子モジュール Download PDF

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【課題】透光性部材を容易に着脱可能な半導体発光素子用ホルダ、及び、半導体発光素子モジュールを提供する。【解決手段】発光素子が取り付けられる取付面と、平面視において前記取付面よりも外周側に位置し、前記発光素子から出力された光を透光する透光性部材用の係合孔を有する金属部材と、前記係合孔の少なくとも一部が内周に露出する係合孔露出用孔を有し、前記取付面を露出させて、前記金属部材を覆う樹脂成形部と、を具備することを特徴とする半導体発光素子用ホルダ。【選択図】図13

Description

本発明は、半導体発光素子(LED)を取付け可能な半導体発光素子用ホルダ、及び、半導体発光素子モジュールに関する。
半導体発光素子(LED)を利用した照明器具の従来例としては、例えば特許文献1に開示されたものがある。
この照明器具は、金属やセラミック材料からなるヒートシンクと、ヒートシンクの一方の面に載せたLEDユニットと、ヒートシンクとの間でLEDユニットを挟み込みかつヒートシンクに対してネジ止めされた絶縁性材料からなるハウジングと、ハウジングに固定したコンタクトと、を具備している。LEDユニットは、ヒートシンクと当接する基板と、該基板に実装したLED(半導体発光素子)と、を一体的に備えており、LEDはハウジングに形成した露出窓を介して外側に露出している。ハウジングに固定したコンタクトはケーブルを介して電源と接続し、かつLEDと電気的に導通している。
従って、電源が発生した電力をケーブル及びコンタクトを介してLEDに供給すると、LEDが発光する。
特開2012−164613号公報
LEDで発生した光の一部は、ハウジングの表面(LEDの外周側に位置する部位)によって反射されながら周囲に拡散する。
しかし一般的にハウジングの(光の)可視光反射率は低いので、上記照明器具はLEDの光の強度(明るさ)を大きく低下させながら光を周囲に拡散することになってしまう。
本発明の目的は、透光性部材を容易に着脱可能な半導体発光素子用ホルダ、及び、半導体発光素子モジュールを提供することにある。
本発明の半導体発光素子用ホルダの1つの態様は、発光素子が取り付けられる取付面と、平面視において前記取付面よりも外周側に位置し、前記発光素子から出力された光を透光する透光性部材用の係合孔を有する金属部材と、前記係合孔の少なくとも一部が内周に露出する係合孔露出用孔を有し、前記取付面を露出させて、前記金属部材を覆う樹脂成形部と、を具備することを特徴としている。
前記金属部材は、前記係合孔を構成する部分の一部が、前記係合孔露出用孔の内周よりも内側に位置していてもよい。
前記金属部材は、前記取付面と前記樹脂成形部の間に設けられ、前記発光素子と電気的に接続される導通部をさらに有してもよい。
前記半導体発光素子用ホルダは、前記樹脂成形部の下側に位置し、前記係合孔露出用孔と重なる位置に凹部を持つベース部材をさらに有してもよい。
前記ベース部材は前記凹部を複数有し、複数の前記凹部は異なる形状であってもよい。
前記樹脂成形部は前記係合孔露出用孔を複数有し、平面視において、少なくとも2つの前記係合孔露出用孔は、一方の前記係合孔露出用孔と他方の前記係合露出用孔との間に前記取付面が位置するように配置されていてもよい。
前記半導体発光素子用ホルダは、前記樹脂成形部と接するように配置されたベース部材をさらに有するとともに、前記樹脂成形部は、前記ベース部材の上側に位置する第1樹脂成形部と、前記第1樹脂成形部から前記ベース部材にかけて位置する第2樹脂成形部とを有してもよい。
前記第2樹脂成形部の一部が、前記ベース部材の下方に位置してもよい。
前記係合孔露出用孔は、前記第1樹脂成形部に設けられていてもよい。
前記ベース部材は凹部を有しているとともに、前記第1樹脂成形部は下面に前記係合孔露出用孔と対応した位置に下面側突部を有しており、前記下面側突部は、前記凹部内に収容されてもよい。
前記ベース部材は、前記樹脂成形部の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有してもよい。
前記樹脂成形部は、外部から前記発光素子に電気的に接続するコネクタの一部を収容する収容部をさらに有してもよい。
前記金属部材は、前記コネクタに電気的に接続されるケーブル接続部をさらに有しており、前記ケーブル接続部は、前記収容部に露出して配置されていてもよい。
前記樹脂成形部は、前記収容部を複数有しており、平面視において、少なくとも2つの前記収容部は、一方の前記収容部と他方の前記収容部との間に前記取付面が位置するように配置されていてもよい。
平面視において前記発光素子が取り付けられた取付面よりも外周側に位置し、前記発光素子から出力された光を透光する透光性部材用の係合孔を有する金属部材と、前記係合孔の少なくとも一部が内周に露出する係合孔露出用孔を有し、前記取付面を露出させて、前記金属部材を覆う樹脂成形部と、を具備することを特徴としている。
前記半導体発光素子モジュールは、前記発光素子から出力された光を透過するとともに、前記係合孔露出用孔内に配置される突部を有する透光性部材をさらに有してもよい。
本発明によれば、透光性部材を容易に着脱可能な半導体発光素子用ホルダ、及び、半導体発光素子モジュールを提供することができる。
本発明の一実施形態の導通板の一部の上方から見た斜視図である。 導通板に一次樹脂成形部を一体的に形成した一次一体物の上方から見た斜視図である。 一次一体物の下方から見た斜視図である。 一次一体物の平面図である。 一次カットを行った一次一体物の平面図である。 一次一体物とヒートシンクの上方から見た分離状態の斜視図である。 一次一体物とヒートシンクの下方から見た分離状態の斜視図である。 一次一体物とヒートシンクの結合体の上方から見た斜視図である。 一次一体物とヒートシンクの結合体の下方から見た斜視図である。 一次一体物とヒートシンクの結合体に二次樹脂成形部を一体的に形成した二次一体物の上方から見た斜視図である。 二次一体物の下方から見た斜視図である。 取付面に対して反射膜を形成した二次一体物の平面図である。 二次カットを行うことにより完成したLED用ホルダとLEDの上方から見た斜視図である。 図13のXIV−XIV矢線に沿う断面図である。 LEDモジュールの平面図である。 LEDモジュールと透光性カバー部材とシャシーの結合体の上方から見た斜視図である。 コネクタ付ケーブルの一方の端部及びその近傍部の上方から見た斜視図である。 コネクタ付ケーブルの一方の端部及びその近傍部の下方から見た斜視図である。 放熱部材の上面に対して一つのLEDモジュールのヒートシンクの下面を固定しかつコネクタ付ケーブルのコネクタを接続した照明器具の平面図である。 透光性カバー及びシャシーの図示を省略した図19の照明器具の模式的な平面図である。 一つのLEDモジュールを用いて構成した図19及び図20とは別態様の照明器具の図20と同様の平面図である。 一つのLEDモジュールを用いて構成した図19〜図21とは別態様の照明器具の図20と同様の平面図である。 一つのLEDモジュールを用いて構成した図19〜図22とは別態様の照明器具の図20と同様の平面図である。 複数のLEDモジュールを連鎖的に接続して構成した照明器具の図20と同様の平面図である。 複数のLEDモジュールを連鎖的に接続して構成した図24とは別態様の照明器具の図20と同様の平面図である。 変形例の取付面、反射膜、及びLEDの拡大斜視図である。
以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。なお、以下の説明中の前後、左右、及び上下の方向は、図中の矢印の方向を基準としている。
本実施形態は本発明のLEDモジュール10を照明器具66(図19〜図25参照)の光源として利用したものである。
LEDモジュール10(半導体発光素子モジュール)は、LED用ホルダ15(半導体発光素子用ホルダ)にLED62、ワイヤーボンディング64、及び封止剤(さらに場合によっては後述するワイヤーボンディング90)を取り付けて一体化したものである。まずはLED用ホルダ15の詳しい構造及び製造要領について説明する。
図1はLED用ホルダ15の基材となる導通板17を示している。導通板17は、例えば黄銅、ベリリウム銅、コルソン系銅合金等の導電性と熱伝導性と剛性に優れる金属製の平板をスタンピング成形したものである。導通板17の全体形状は、前後方向に延びる長尺状(図1は導通板17の一部のみを図示している)の平板状である。導通板17の左右両側部は前後方向に延びるキャリア部18A、18Bにより構成してあり、キャリア部18Aとキャリア部18Bの複数箇所どうしを前後方向に等間隔で設けたキャリア接続部19が接続している。キャリア部18A及びキャリア部18Bには等間隔で搬送用孔18Cが穿設してある。キャリア部18A、18B、及び隣接する2つのキャリア接続部19によって囲まれた各部分には、第一導電部材20及び第二導電部材21が共に2つずつ形成してある。さらに2つの第一導電部材20は共に2本の第一切断ブリッジ22によってキャリア部18A、18B及びキャリア接続部19とそれぞれ一体化しており、2つの第二導電部材21は共に1本の第二切断ブリッジ23によってキャリア接続部19と一体化している。さらに隣接する第一導電部材20と第二導電部材21は1本の第三切断ブリッジ24によって互いに接続している。第一導電部材20の内周縁部には円弧状のワイヤー接続部20Aが形成してある。第一導電部材20のワイヤー接続部20Aとは別の部位にはキャリア部18A、18Bと平行な方向に直線的に延びるケーブル接続部20Bが突設してあり、さらに別の部位には非円形形状の係合孔20Cが穿設してある。一方、第二導電部材21の内周縁部には円弧状(ワイヤー接続部20Aと同じ形状)のワイヤー接続部21Aが形成してある。さらに第二導電部材21のワイヤー接続部21Aとは別の部位にはケーブル接続部20Bと平行な方向に直線的に延びるケーブル接続部21Bが突設してあり、さらに別の部位には非円形形状の係合孔21Cが穿設してある。
このような構造の導通板17は、導通板17の各搬送用孔18Cに搬送装置(図示略)のスプロケットを係合させ、各スプロケットを回転させることにより前方に搬送される。そして所定位置まで搬送されたときに導通板17の上下に位置する一対の金型からなる一次成形型(図示略)が閉じ、一次成形型内に導通板17を収納する。上記所定位置まで搬送されたときに導通板17に形成した位置決め孔(図示略)に対して一次成形型に設けた多数の支持用ピン(図示略)が嵌合することにより導通板17が一次成形型内で固定される。そして絶縁性かつ耐熱性が高い樹脂材料(例えば液晶ポリマー等)を用いた射出成形(一次成形。インサート成形)を一次成形型内で行う。そして樹脂材料が硬化した後に一次成形型の各金型を導通板17から上下に分離すると、導通板17の表面に複数の一次樹脂成形部30が一体的に成形された複数の一体物(以下、一次一体物と呼ぶ)が現れる(図2〜図4等に一つのみ図示)。
図示するように一次樹脂成形部30(ベース部材)は、第一導電部材20、第二導電部材21、第一切断ブリッジ22、第二切断ブリッジ23、及び第三切断ブリッジ24と一体化しかつ中央に円形の貫通孔が形成された平面視略方形の本体部31と、本体部31の2カ所から延びて前後のキャリア接続部19と一体化した2本の接続アーム43と、を具備している。本体部31は上記貫通孔の外形を構成する平面円形(テーパ状)の環状内壁部32と、環状内壁部32の内周縁部の4カ所と連続しかつ隣接する第一導電部材20と第二導電部材21の端部間の空間を埋める4本の内側突部33と、を具備している。さらに本体部31の上面には各第三切断ブリッジ24を露出させる2つのブリッジ露出用孔35が形成してあり、本体部31の上下両面の4カ所には係合孔20C及び係合孔21Cを露出させるための係合孔露出用孔36が形成してある。さらに本体部31の2カ所には、ケーブル接続部20B及びケーブル接続部21Bの先端部の上面を露出させながらケーブル接続部20B及びケーブル接続部21Bと一体化したコネクタ接続用突部37と、各コネクタ接続用突部37の周囲に形成したコネクタ接続溝38と、各コネクタ接続溝38の両側面(右側面と左側面)にそれぞれ凹設した2つの係合凹部39とがそれぞれ形成してある。また一次樹脂成形部30の下面には導通板17より下方に突出する8つの下面側突部40A、40B、40C、40Dが突設してある。さらに一次樹脂成形部30は、下面側突部40A、40B、40C、40Dより下方の位置まで突出する断面略L字形の外周壁41を2つ備えており、各外周壁41の内面には係合爪42が一つずつ形成してある(図3及び図7に一つのみ図示)。
次いで各一次一体物(導通板17及び一次樹脂成形部30)を、上記搬送装置を利用して前方の所定位置まで搬送し、当該所定位置に配設した一次切断装置(図子略)によって導通板17の第一切断ブリッジ22、第二切断ブリッジ23、及び第三切断ブリッジ24を切断する(一次カットを行なう)。具体的には各一次樹脂成形部30の本体部31の外周面と平行な方向に各第一切断ブリッジ22及び第二切断ブリッジ23を切断し、かつ、ブリッジ露出用孔35を利用して各第三切断ブリッジ24の中央部を切断する(図5参照)。
次いで、一次一体物は搬送装置によって前方の所定位置まで移送される。
当該所定位置には複数(一次一体物と同数)のヒートシンク45(ベース部材)(伝熱部材)が配設してあり、一次一体物が当該所定位置まで搬送されると各一次一体物の直下にヒートシンク45がそれぞれ位置する(図6、図7)。
ヒートシンク45はアルミニウム等の金属からなる一体成形品であり、その熱伝導率は一次樹脂成形部30(及び後述する二次樹脂成形部54)より高い。ヒートシンク45の外形は本体部31と略同形である。ヒートシンク45の上半部は下半部に比べてやや平面形状が大きい被収納部46により構成してあり、被収納部46の外周縁部の下面の2箇所には係止凹部47が形成してある(図7及び図9に一つのみ図示)。ヒートシンク45の下面は平面からなる当接面48により構成してある。ヒートシンク45の上面の中央部には低寸円筒形状のLED支持部49が突設してある。LED支持部49の上面は水平な平面からなる取付面49aにより構成してある。さらにヒートシンク45の上面には2つの円形凹部50と2つの非円形凹部51が凹設してある。
各一次一体物(導通板17及び一次樹脂成形部30)が各ヒートシンク45の直上に位置すると、上記搬送装置が各ヒートシンク45を各一次一体物に向けて上昇させる(図8、図9参照)。その結果、各ヒートシンク45の被収納部46が対応する一次一体物の2つの外周壁41によって囲まれた空間に収納され、被収納部46の外周面の一部(2カ所)が2つの外周壁41の内周面と微小クリアランスを形成しながら対向し、かつ被収納部46の上面が下面側突部40A、40B、40C、40Dの下面と面接触する。このとき一次一体物(本体部31)の下面に形成された4つの突条(4つの係合孔露出用孔36の周囲に位置する下向きの突条)が2つの円形凹部50と2つの非円形凹部51に対してそれぞれ嵌合する。さらに2つの係合爪42が2つの係止凹部47に対して下方から係合するので、ヒートシンク45が本体部31に対して仮止めされる(本体部31とヒートシンク45が一体化する)。さらにLED支持部49が本体部31の中央の円形孔に遊嵌する。ワイヤー接続部20A及びワイヤー接続部21Aの内周面並びに各内側突部33に対してLED支持部49の外周面が内周側に離間しており、両者の間には環状空間Sが形成される(図8参照)。
一次一体物(導通板17及び一次樹脂成形部30)とヒートシンク45の一体物は上記搬送装置によってさらに前方の所定位置まで搬送される。
すると当該一体物の上下に位置する一対の金型からなる二次成形型(図示略)が閉じて、該一体物を二次成形型内に収納する。このとき上記位置決め孔に対して二次成形型に設けた多数の支持用ピン(図示略)が嵌合することにより、当該一体物が二次成形型内で固定される。そして二次成形型内で絶縁性及び耐熱性が高い樹脂材料(例えば液晶ポリマー等)を射出成形(インサート成形。二次成形)する。そして樹脂材料が硬化した後に二次成形型を上下に分離すると、一次一体物(導通板17及び一次樹脂成形部30)とヒートシンク45の一体物の表面に二次樹脂成形部54(ベース部材)が成形された一体物(二次一体物)が現れる(図10及び図11を参照)。図示するように二次樹脂成形部54は一次樹脂成形部30とヒートシンク45に跨って成形してあるので(係合爪42及び係止凹部47を被覆している)、二次樹脂成形部54が硬化することにより一次樹脂成形部30とヒートシンク45が完全に固定される。二次樹脂成形部54は、環状内壁部32の表面を覆う平面視円形のテーパ面からなりかつ各内側突部33の上面と連続する環状壁55を有している。また二次樹脂成形部54の一部を構成する環状部56が、ワイヤー接続部20A及びワイヤー接続部21Aの内周面並びに各内側突部33とLED支持部49の外周面との間に形成された環状空間Sを埋めており(図10参照)、環状部56の上面はLED支持部49の取付面49a及び各内側突部33の上面と同一平面上に位置している(LED支持部49の取付面49a及び各内側突部33の上面と連続している)。さらに二次樹脂成形部54は、一次樹脂成形部30の下面と被収納部46の上面との間に形成された隙間(一次樹脂成形部30の8つの下面側突部40A、40B、40C、40Dの間に形成された隙間)を埋めている。また二次樹脂成形部54の外周面の2カ所に形成(突設)した被覆突部57が、二次成形前においては露出していた第一切断ブリッジ22及び第二切断ブリッジ23の端部を被覆している。
次いで各二次一体物(導通板17、一次樹脂成形部30、ヒートシンク45、及び二次樹脂成形部54)を、搬送装置を利用して前方の所定位置まで搬送する。
当該所定位置にはパッド印刷機(図示略)が配設してあり、二次一体物が当該所定位置まで搬送されると各二次一体物がパッド印刷機内に位置する。そして、該パッド印刷機から4つの内側突部33の上面、LED支持部49の取付面49a、環状壁55の表面、及び環状部56の上面に対して連続的(一体的)に、反射膜58が厚さ30μmの薄膜として印刷される(図12及び図13参照)。反射膜58は主成分であるポリウレタン樹脂に酸化チタン(TiO2)等を着色剤として混合したものであり、全体として絶縁性を有している。反射膜58は着色剤を含有しているので白色であり、アルミニウムからなるヒートシンク45とは色(色相)が異なり、その(光の)可視光反射率は一次樹脂成形部30、ヒートシンク45、及び二次樹脂成形部54より高い(具体的には可視光反射率が90%以上であり、好ましくは95%以上のものを利用する)。またLED支持部49に形成した反射膜58は取付面49aの一部を避けた態様で形成してある。即ち、図示するように多数(計36個)の平面視矩形領域を避ける態様で取付面49aに形成してある。各平面視矩形領域はそれぞれLED固定部59(半導体発光素子固定部)を構成しており、反射膜58の上面とLED固定部59(取付面49a)の間には反射膜58の肉厚分の段差が生じている。
次いで、二次一体物は搬送装置によって前方の所定位置まで移送され、当該所定位置に配設した二次切断装置(図子略)によって各接続アーム43が切断される(二次カットが行われる)。具体的には各接続アーム43を対応する被覆突部57の端面に沿って直線的に切断し、二次一体物をキャリア接続部19(及びキャリア部18A、18B)から切り離す(図13参照)。その結果、キャリア部18A、18B及びキャリア接続部19との接続部(破断面。不要な金属部)が露出しない複数のLED用ホルダ15の完成品が得られる。
続いてLED用ホルダ15からLEDモジュール10を製造する要領について説明する。
LED用ホルダ15の各LED支持部49に対して略直方体形状のLED62(半導体発光素子)を固定する。図示するように各LED62の平面形状はLED固定部59と略同一(LED固定部59より僅かに小寸)である。LED固定部59に対してLED62を固定する際は、まず各LED固定部59(取付面49a)に接着剤(図示略)を塗布し、次いで図示を省略したLED搬送装置が各LED固定部59にLED62を載置する(図15参照)。上記したように反射膜58の上面とLED固定部59の間には反射膜58の肉厚分の段差が生じているので(LED固定部59が、反射膜58によって囲まれた凹部になっているので)、各LED固定部59に対してLED62を簡単かつ確実に取り付ける(嵌合)ことができる。さらに反射膜58の上面とLED固定部59の間には反射膜58の肉厚分の段差が生じているので、LED固定部59(取付面49a)に塗布した接着剤がLED固定部59の周囲(反射膜58側)に流れるのを抑制できる。また上記LED搬送装置は色相差を識別するセンサーを有しており、上記LED搬送装置は反射膜58とLED固定部59(取付面49a)の間の色相差(境界線)を認識しながらLED固定部59に対してLED62を載置する。そのため、LED固定部59に対してLED62を確実に載置することが可能である。
次いで図15に示すように、各LED固定部59に固定した隣り合うLED62の上面に露出させて形成した端子どうしをワイヤーボンディング64(図15に示した太線)によって接続し、かつ、ワイヤー接続部20Aと対向する位置に位置するLED62の端子とワイヤー接続部20Aをワイヤーボンディング64によって接続すると共にワイヤー接続部21Aと対向する位置に位置するLED62の端子とワイヤー接続部21Aをワイヤーボンディング64によって接続する(さらに必要に応じて後述するワイヤーボンディング90を施す)。
最後に二次樹脂成形部54の上面(環状壁55の上縁部の間に形成された円形孔)に透光性及び絶縁性を有する熱硬化性樹脂材料や紫外線硬化性樹脂材料等からなる封止剤(図示略)を被せて、封止剤によりワイヤー接続部20A、ワイヤー接続部21A、内側突部33、反射膜58、LED62、及びワイヤーボンディング64(90)を覆うことによりLEDモジュール10が完成する。
以上構成のLEDモジュール10は図19〜図25に示した照明器具66の構成物品として利用可能である。
照明器具66は金属板からなるシャシー68(放熱部材)を具備している。LEDモジュール10は、そのヒートシンク45の当接面48をシャシー68の上面に接触させた状態でシャシー68に対して固定してある。
さらに照明器具66は、LEDモジュール10に対して着脱可能な透光性カバー部材70及びコネクタ付ケーブル75を具備している。
透光性カバー部材70は透光性材料からなる下面が開口した中空部材であり、略半球状の拡散レンズ71と、拡散レンズ71の下部から側方に突出する4つの突部72と、突部72の下面にそれぞれ突設した4つの接続用突起73と、を一体的に具備している。接続用突起73の断面形状は係合孔20C及び係合孔21Cと同じ形状である。透光性カバー部材70は、4つの接続用突起73を対応する係合孔20C及び係合孔21Cに対して嵌合することによりLEDモジュール10に対して着脱可能に装着してある。
コネクタ付ケーブル75は、2本のケーブル77と、コネクタ80とを一体化したものである。可撓性を有するケーブル77は、多数の金属線を束ねたものである電線78と、電線78の表面を被覆する絶縁材料からなる被覆チューブ79と、を具備しており、各ケーブル77の両端は被覆チューブ79を除去することにより電線78を露出させてある。コネクタ80は、絶縁材料からなるインシュレータ81と、第一コンタクト85及び第二コンタクト87とを有している。中空部材であるインシュレータ81の両側部には前後方向に延びる係止突条82が形成してあり、左右の係止突条82の先端部には抜止突起83が突設してある。さらにインシュレータ81の先端部(後半部)の下面は薄肉状に形成してあり、当該下面にはインシュレータ81の内部空間と連通する2本の長溝84が形成してある。第一コンタクト85及び第二コンタクト87は共に導電性材料(金属など)からなるものであり、インシュレータ81の内部空間に固定状態で挿入してある。第一コンタクト85及び第二コンタクト87の一端(前端)には2本のケーブル77の一方の端部(後端部)の電線78がそれぞれ圧着してあり(接続しており)、第一コンタクト85及び第二コンタクト87の他方の端部(後端部)は、対応する長溝84を通してインシュレータ81の下方に突出する弾性変形可能な第一接触片86と第二接触片88により構成してある。
図19に示すようにコネクタ付ケーブル75は、LEDモジュール10のコネクタ接続用突部37及びコネクタ接続溝38(ケーブル接続部20B及びケーブル接続部21B)に対して着脱可能である。即ち、コネクタ80をコネクタ接続溝38に対して挿入し、左右の係止突条82をコネクタ接続溝38の左右両側部に嵌合する。すると左右の抜止突起83が左右の係合凹部39と係合するので、コネクタ80を意図的に引き抜かない限りコネクタ接続用突部37及びコネクタ接続溝38とコネクタ80の接続状態が保持される。そしてコネクタ80をコネクタ接続用突部37及びコネクタ接続溝38に接続すると、第一コンタクト85の第一接触片86と第二コンタクト87の第二接触片88が弾性変形しながらケーブル接続部20Bとケーブル接続部21Bに対してそれぞれ接触する。
本実施形態の照明器具66(LEDモジュール10)は様々な態様で実施可能である。
図19〜図23は照明器具66を一つのLEDモジュール10により構成したものである。
図19及び図20に示したLEDモジュール10(LED用ホルダ15)の前側のワイヤー接続部20Aとワイヤー接続部21A及び後側のワイヤー接続部20Aとワイヤー接続部21Aはいずれもワイヤーボンディング90により接続してある。さらにLEDモジュール10の一方のコネクタ接続用突部37及びコネクタ接続溝38に対してコネクタ付ケーブル75のコネクタ80が接続してあり、当該コネクタ付ケーブル75の2本のケーブル77は電源の陽極と陰極にそれぞれ接続している。
図示を省略したスイッチをOFFからONに切り換えると、電源で発生した電流がケーブル77を介して、ワイヤー接続部20A、ワイヤー接続部21A、LED62、ワイヤーボンディング64、及びワイヤーボンディング90によって構成された並列回路に流れるので各LED62(図20ではLEDモジュール10の中心部より左側に位置する全てのLEDをまとめてLED62Aと表示してあり、該中心部より右側に位置する全てのLED62をまとめてLED62Bと表示している)が発光する。各LED62が出射した照明光の一部は直接拡散レンズ71側に向かい、残りの照明光は反射膜58によって反射されながら拡散レンズ71側に向かう。拡散レンズ71に向かった照明光は拡散レンズ71によって拡散されながら透光性カバー部材70の外側に向かう。一方、上記スイッチをONからOFFに切り換えれば、電流のLED62への供給が遮断されるので各LED62は消灯する。
図21に示す照明器具66を構成するLEDモジュール10(LED用ホルダ15)の右側のワイヤー接続部20Aとワイヤー接続部21Aはワイヤーボンディング90により接続してある。またLEDモジュール10の一方のコネクタ接続用突部37及びコネクタ接続溝38に対してコネクタ付ケーブル75のコネクタ80が接続してあり、当該コネクタ付ケーブル75の2本のケーブル77は電源の陽極と陰極にそれぞれ接続している。さらに各LED62のワイヤーボンディング64を介したワイヤー接続部20A及びワイヤー接続部21Aに対する接続態様を上記のものから変更している。即ち、LEDモジュール10の中心部より前側に位置する全てのLED62(図21ではこれらのLED62をまとめてLED62Cと表示している)をワイヤーボンディング64により前側のワイヤー接続部20Aとワイヤー接続部21Aに接続し、LEDモジュール10の中心部より後側に位置する全てのLED62(図21ではこれらのLED62をまとめてLED62Dと表示している)をワイヤーボンディング64により後側のワイヤー接続部20Aとワイヤー接続部21Aに接続している。この照明器具66はワイヤー接続部20A、ワイヤー接続部21A、LED62、ワイヤーボンディング64、及びワイヤーボンディング90によって構成された直列回路を有している。
なお図21に示す照明器具66は、LEDモジュール10(LED用ホルダ15)の右側のワイヤー接続部20Aとワイヤー接続部21Aの間をワイヤーボンディング90により接続する代わりに、もう一方のコネクタ接続用突部37及びコネクタ接続溝38に対して短絡用コネクタ92を接続することによっても構成可能である。この短絡用コネクタ92は、インシュレータ81に相当するインシュレータと、第一コンタクト85と第二コンタクト87に相当する二つのコンタクトとを具備しており、この二つのコンタクトはインシュレータの内部で互いに短絡している。
図22に示す照明器具66は、LEDモジュール10(LED用ホルダ15)に設けた2つのコネクタ接続用突部37及びコネクタ接続溝38に対して2つのコネクタ付ケーブル75のコネクタ80をそれぞれ接続してあり、各コネクタ付ケーブル75のコネクタ80と反対側の端部は互いに別個の電源の陽極と陰極にそれぞれ接続している。
図23に示す照明器具66は、LED62のワイヤーボンディング64を介したワイヤー接続部20A及びワイヤー接続部21Aに対する接続態様が図22とは異なる(図21と同じ)点を除いて図22と同じ構成である。
図24及び図25に示す照明器具66は複数(図24及び図25にはLEDモジュール10を3つ図示しているが、2つでも4つ以上でもよい)のLEDモジュール10を連鎖状につなげて構成したものである。
図24に示す照明器具66は、図19及び図20に示した構成のLEDモジュール10を複数具備するものであり、隣接するLEDモジュール10どうしを、両端にコネクタ80を具備するコネクタ付ケーブル75'により接続している。
図25に示す照明器具66は、図21に示した構成の一つのLEDモジュール10(図25において最も後方に位置するLEDモジュール10)と、図21に示したLEDモジュール10からワイヤーボンディング90を削除した態様の複数のLEDモジュール10と、を具備するものであり、隣接するLEDモジュール10どうしをコネクタ付ケーブル75'により接続している。なお図25に示す態様で照明器具66を構成する場合は、一方の端部に位置するLEDモジュール10(LED用ホルダ15)の右側のワイヤー接続部20Aとワイヤー接続部21Aの間をワイヤーボンディング90により接続する代わりに、当該LEDモジュール10のコネクタ接続用突部37及びコネクタ接続溝38に対して短絡用コネクタ92を接続してもよい。
なお照明器具66を図24又は図25の態様で構成する場合は、各LEDモジュール10に対して上記シャシー68を一つずつ固定してもよいし、前後方向に長い一つのシャシー(放熱部材。図示略)に対して全てのLEDモジュール10を固定してもよい。
以上説明した本実施形態では、LEDモジュール10(LED用ホルダ15)の上面の円形ポケット(環状壁55の上縁部より内周側に位置する部分)内の可視光反射率が低い樹脂部(4つの内側突部33の上面、環状壁55の表面、及び環状部56の上面)及び取付面49aに対して(当該樹脂部及び取付面49aを露出させることなく)、一次樹脂成形部30、LED支持部49、及び二次樹脂成形部54よりも可視光反射率が高い反射膜58を形成している。そのため各LED固定部59(取付面49a)に取り付けるLED62の光をその強度を極力ロスさせることなく反射させることが可能である。
さらにLED用ホルダ15は、LED用ホルダ15を構成する各構成要素(導通板17、一次樹脂成形部30、ヒートシンク45、二次樹脂成形部54)を別個に成形した後に、これら各構成要素を互いに組み付けてネジ等で固定するのではなく、一次樹脂成形部30及び二次樹脂成形部54を射出成形(インサート成形)することにより製造するので、製造が容易である。
また、各内側突部33の上面、LED支持部49の取付面49a、及び環状部56の上面が同一平面上に位置しており(連続しており)、かつLED支持部49の取付面49aと環状壁55が環状部56の上面及び各内側突部33の上面を介して連続しているので、内側突部33の上面、LED支持部49の取付面49a、環状壁55の表面、及び環状部56の上面に対して反射膜58を容易かつ綺麗に形成できる。そのためLED62が発した照明光の反射効率を反射膜58によって確実に高めることが可能である。
さらに各LED62で発生した熱は、薄膜からなる反射膜58を介してヒートシンク45に伝わってヒートシンク45の下半部(露出する部分)から放熱されると共に、ヒートシンク45(当接面48)からシャシー68に伝わった後にシャシー68から放熱されるので、LED62の熱を外部に効率よく放熱できる。そのため高温化によるLED62の発光効率の低下を防ぐことが可能である。また、LED62として発熱量の多い大型のLED素子を利用できるので、光量を多くすることも可能である。
またLEDモジュール10はLED62(拡散レンズ71)の直近に位置する環状壁55(反射膜58の環状壁55に形成された部位)を備えているので、LED62で発生した照明光の指向性や放射角度の制御が可能である。また、LED用ホルダ15に対して反射膜58やLED固定部59を様々な態様で形成することが可能なので(取付面49a上のLED62の配置に自由度があるので)、光学設計の自由度が大きい(LED62の輝度むらを抑制したり、調光(明るさの調節)及び調色(暖色・寒色等の調整)が容易な)LEDモジュール10を得ることが可能である。
以上、本発明を上記各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形を施しながら実施可能である。
例えば、一次樹脂成形部30及び二次樹脂成形部54に相当する部位を予め第一導電部材20及び第二導電部材21と一体化した後に、この一体物に対してヒートシンク45を固定することによりLED用ホルダ15を製造してもよい。さらにこの場合は、一次樹脂成形部30及び二次樹脂成形部54に相当する部位を射出成形(インサート成形)により第一導電部材20及び第二導電部材21と一体化してもよいし、一次樹脂成形部30及び二次樹脂成形部54に相当する部位を成形した後に当該成形物を第一導電部材20及び第二導電部材21に対して組み付けても良い。
ヒートシンク45を、アルミニウムとは別の材料(但し、一次樹脂成形部30及び二次樹脂成形部54より熱伝導率が高い材料)により構成してもよい。
さらにヒートシンク45の当接面48とシャシー68の間に伝熱性のシートや伝熱性の接着剤を介在させてもよい。
また内側突部33又は(及び)環状部56に対する反射膜58の形成を省略してもよい。
さらに図26に示すように、反射膜58を形成した後に各LED固定部59(取付面49a)に対して反射膜58より薄肉の反射膜95(反射膜58と同じ組成のものでもよいし、可視光反射率が一次樹脂成形部30、ヒートシンク45、及び二次樹脂成形部54より高ければ反射膜58とは組成が異なるものでもよい)を形成し、その上で各LED固定部59(反射膜95の上面)にLED62を固定してもよい。
10 LEDモジュール(半導体発光素子モジュール)
15 LED用ホルダ(半導体発光素子用ホルダ)
17 導通板
18A 18B キャリア部
18C 搬送用孔
19 キャリア接続部
20 第一導電部材
20A ワイヤー接続部
20B ケーブル接続部
20C 係合孔
21 第二導電部材
21A ワイヤー接続部
21B ケーブル接続部
21C 係合孔
22 第一切断ブリッジ
23 第二切断ブリッジ
24 第三切断ブリッジ
30 一次樹脂成形部(ベース部材)(樹脂成形部)
31 本体部
32 環状内部壁
33 内側突部
35 ブリッジ露出用孔
36 係合孔露出用孔
37 コネクタ接続用突部
38 コネクタ接続溝
39 係合凹部
40A 40B 40C 40D 下面側突部
41 外周壁
42 係合爪
43 接続アーム
45 ヒートシンク(ベース部材)(伝熱部材)
46 被収納部
47 係止凹部
48 当接面
49 LED支持部
49a 取付面
50 円形凹部
51 非円形凹部
54 二次樹脂成形部(ベース部材)(樹脂成形部)
55 環状壁
56 環状部
57 被覆突部
58 反射膜
59 LED固定部(半導体発光素子固定部)
62 62A 62B 62C 62D LED(半導体発光素子)
64 ワイヤーボンディング
66 照明器具
68 シャシー(放熱部材)
70 透光性カバー部材
71 拡散レンズ
72 突部
73 接続用突起
75 75' コネクタ付ケーブル
77 ケーブル
78 電線
79 被覆チューブ
80 コネクタ
81 インシュレータ
82 係止突条
83 抜止突起
84 長溝
85 第一コンタクト
86 第一接触片
87 第二コンタクト
88 第二接触片
90 ワイヤーボンディング
92 短絡用コネクタ
S 環状隙間

Claims (16)

  1. 発光素子が取り付けられる取付面と、
    平面視において前記取付面よりも外周側に位置し、前記発光素子から出力された光を透光する透光性部材用の係合孔を有する金属部材と、
    前記係合孔の少なくとも一部が内周に露出する係合孔露出用孔を有し、前記取付面を露出させて、前記金属部材を覆う樹脂成形部と、
    を具備することを特徴とする半導体発光素子用ホルダ。
  2. 請求項1記載の半導体発光素子用ホルダにおいて、
    前記金属部材は、前記係合孔を構成する部分の一部が、前記係合孔露出用孔の内周よりも内側に位置している、半導体発光素子用ホルダ。
  3. 請求項1又は2記載の半導体発光素子用ホルダにおいて、
    前記金属部材は、前記取付面と前記樹脂成形部の間に設けられ、前記発光素子と電気的に接続される導通部をさらに有する、半導体発光素子用ホルダ。
  4. 請求項1から3のいずれか1項記載の半導体発光素子用ホルダにおいて、
    前記樹脂成形部の下側に位置し、前記係合孔露出用孔と重なる位置に凹部を持つベース部材をさらに有する、半導体発光素子用ホルダ。
  5. 請求項4記載の半導体発光素子用ホルダにおいて、
    前記ベース部材は前記凹部を複数有し、
    複数の前記凹部は異なる形状である、半導体発光素子用ホルダ。
  6. 請求項1から5のいずれか1項記載の半導体発光素子用ホルダにおいて、
    前記樹脂成形部は前記係合孔露出用孔を複数有し、
    平面視において、少なくとも2つの前記係合孔露出用孔は、一方の前記係合孔露出用孔と他方の前記係合露出用孔との間に前記取付面が位置するように配置されている、半導体発光素子用ホルダ。
  7. 請求項1から3のいずれか1項記載の半導体発光素子用ホルダにおいて、
    前記樹脂成形部と接するように配置されたベース部材をさらに有するとともに、
    前記樹脂成形部は、前記ベース部材の上側に位置する第1樹脂成形部と、前記第1樹脂成形部から前記ベース部材にかけて位置する第2樹脂成形部とを有する、半導体発光素子用ホルダ。
  8. 請求項7記載の半導体発光素子用ホルダにおいて、
    前記第2樹脂成形部の一部が、前記ベース部材の下方に位置する、半導体発光素子用ホルダ。
  9. 請求項7又は8記載の半導体発光素子用ホルダにおいて、
    前記係合孔露出用孔は、前記第1樹脂成形部に設けられている、半導体発光素子用ホルダ。
  10. 請求項7から9のいずれか1項記載の半導体発光素子用ホルダにおいて、
    前記ベース部材は凹部を有しているとともに、前記第1樹脂成形部は下面に前記係合孔露出用孔と対応した位置に下面側突部を有しており、
    前記下面側突部は、前記凹部内に収容される、半導体発光素子用ホルダ。
  11. 請求項1から10のいずれか1項記載の半導体発光素子用ホルダにおいて、
    前記ベース部材は、前記樹脂成形部の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する、半導体発光素子用ホルダ。
  12. 請求項1から11のいずれか1項記載の半導体発光素子用ホルダにおいて、
    前記樹脂成形部は、外部から前記発光素子に電気的に接続するコネクタの一部を収容する収容部をさらに有する、半導体発光素子用ホルダ。
  13. 請求項12記載の半導体発光素子用ホルダにおいて、
    前記金属部材は、前記コネクタに電気的に接続されるケーブル接続部をさらに有しており、
    前記ケーブル接続部は、前記収容部に露出して配置されている、半導体発光素子用ホルダ。
  14. 請求項12又は13記載の半導体発光素子用ホルダにおいて、
    前記樹脂成形部は、前記収容部を複数有しており、
    平面視において、少なくとも2つの前記収容部は、一方の前記収容部と他方の前記収容部との間に前記取付面が位置するように配置されている、半導体発光素子用ホルダ。
  15. 発光素子と、
    平面視において前記発光素子が取り付けられた取付面よりも外周側に位置し、前記発光素子から出力された光を透光する透光性部材用の係合孔を有する金属部材と、
    前記係合孔の少なくとも一部が内周に露出する係合孔露出用孔を有し、前記取付面を露出させて、前記金属部材を覆う樹脂成形部と、
    を具備することを特徴とする半導体発光素子モジュール。
  16. 請求項15記載の半導体発光素子モジュールにおいて、
    前記発光素子から出力された光を透過するとともに、前記係合孔露出用孔内に配置される突部を有する透光性部材をさらに有する、半導体発光素子モジュール。
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