JP2016039183A - 照明器具の製造方法および照明器具 - Google Patents
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Abstract
【課題】熱を基板から支持部材へ安定に伝導させることが可能な照明器具の製造方法を提供する。【解決手段】実装基板は、可撓性を有し、第1面および第2面を含む樹脂基板と、樹脂基板の第1面側に実装された発光部品と、を有している。実装基板が取り付けられる支持部材は、外方に向かって突出した凸部を有する取付面を含んでいる。実装基板の樹脂基板は、実装基板の発光部品が支持部材の凸部に重なるよう、樹脂基板の第2面側から、支持部材の取付面に取り付けられる。【選択図】図4
Description
本発明は、発光部品を備える照明器具および照明器具の製造方法に関する。
近年、発光ダイオードなどの発光素子を備えた発光部品を利用して照明装置を構成することが提案されている。例えば、発光部品を駆動するための端子や配線が形成された基板を準備し、この基板の上に発光部品を実装し、そして、発光部品が実装された基板を、照明装置を構成するベースやハウジングなどの支持部材に取り付けることにより、照明装置が構成されている。基板を支持部材に取り付けるための手段としては、一般に、ネジやボルトなどの固定具が用いられている。
ところで近年、基板として、ガラスエポキシ基板などのリジッド基板に代えて、可撓性を有するフレキシブル基板が用いられる傾向がある。フレキシブル基板は、軽量である点、円筒形や山形などの三次元的な形状に対応できる点など、様々な利点を有している。例えば特許文献1において、円錐台形に成形された基材の上に、発光ダイオード素子を含む多数の発光部品が実装されたフレキシブル基板を積層させることにより、円錐台形の照明装置を作製することが提案されている。
発光ダイオードに電力を投入すると、発光ダイオードから光が放射されるとともに、発光ダイオードにおいて熱が発生する。熱が適切に外部に放出されない場合、発光ダイオードや周囲の樹脂などが劣化し、この結果、発光ダイオードを含む発光部品の寿命が短くなってしまう。従って、発光ダイオードなどの発光素子を備えた発光部品を利用して照明装置を構成する場合、発光部品で発生する熱を外部に放出するための放熱経路を適切に確保することが重要になる。
ガラスエポキシ基板などのリジッド基板においては、基板の表面、裏面や内層に、十分な厚みを有する銅などの金属からなる配線層が形成されている。また、配線層の一部は、通常は、基板をハウジングなどの支持部材に固定するよう基板を貫通するネジやボルトなどの固定具に接続される。従ってリジッド基板においては、はじめに、配線層を介して基板の面方向において熱を伝導させ、次に、固定具を介して基板の厚み方向において熱を伝導させ、そして、支持部材を介して熱を外部に放出する、という経路で、発光素子において発生した熱を外部に放出することができる。
一方、フレキシブル基板は、可撓性を有する点を特徴としているため、通常はフレキシブル基板には、放熱性に寄与し得える程度の厚みを有する金属層は設けられない。このためフレキシブル基板においては、リジッド基板に比べて、基板の面方向における熱の伝導性が乏しくなっている。従って、発光ダイオードなどの発光素子をフレキシブル基板に実装する場合、基板の厚み方向において熱を伝導させ、そして、基板が取り付けられる支持部材を介して熱を外部に放出する、という経路での放熱が重要になる。一方、フレキシブル基板は、その可擡性のため変形しやすく、このため、支持部材からフレキシブル基板が部分的に浮いてしまうこと、すなわちフレキシブル基板と支持部材との間に部分的に空気層が形成されてしまうことがある。空気層の熱伝導率は、金属や樹脂の熱伝導率に比べて極めて低い。このため、空気層が形成されてしまうと、発光素子で発生した熱を適切に外部に放出することができず、この結果、発光素子の特性が劣化したり、発光素子が破損してしまったりすることが考えられる。
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、基板を支持部材に密着させ、これによって熱を基板から支持部材へ安定に伝導させることが可能な照明器具および照明器具の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、可撓性を有し、第1面および前記第1面の反対側にある第2面を含む樹脂基板と、前記樹脂基板の前記第1面側に実装された発光部品と、を有する実装基板を準備する工程と、外方に向かって突出した凸部を有する取付面を含む支持部材を準備する工程と、前記実装基板の前記発光部品が前記支持部材の前記凸部に重なるよう、前記樹脂基板の前記第2面側から、前記実装基板の前記樹脂基板を前記支持部材の前記取付面に取り付ける取付工程と、を備える、照明器具の製造方法である。
本発明による照明器具の製造方法において、前記支持部材の前記凸部は、平坦面を含んでいてもよい。この場合、前記取付工程において、前記実装基板は、前記実装基板の前記発光部品が前記支持部材の前記凸部の前記平坦面に重なるよう、前記支持部材の前記取付面に取り付けられてもよい。
本発明による照明器具の製造方法において、前記樹脂基板は、第1側部および第2側部を含み、前記樹脂基板の前記第1面側には、前記第1側部および前記第2側部が延びる方向に沿って少なくとも三列に並ぶ複数の前記発光部品が実装されていてもよい。ここで、三列に並ぶ複数の前記発光部品のうち、前記第1側部側に位置する発光部品を第1発光部品と称し、前記第2側部側に位置する発光部品を第2発光部品と称し、前記第1発光部品と前記第2発光部品との間に位置する発光部品を第3発光部品と称する場合、前記支持部材は、前記第3発光部品に対応する前記凸部の高さが、前記第1発光部品および前記第2発光部品に対応する前記凸部の高さよりも大きくなるよう、構成されていてもよい。この場合、前記第1発光部品に対応する前記支持部材の前記凸部は、前記樹脂基板の前記第1側部側へ向かうにつれて高さが小さくなるように構成され、前記第2発光部品に対応する前記支持部材の前記凸部は、前記樹脂基板の前記第2側部側へ向かうにつれて高さが小さくなるように構成されていてもよい。
本発明による照明器具の製造方法において、前記支持部材の前記取付面には、外方に向かって凸となるよう湾曲した湾曲領域が設けられ、前記凸部は、前記湾曲領域内に形成されていてもよい。この場合、前記樹脂基板は、第1側部および第2側部を含み、前記樹脂基板の前記第1面側には、前記第1側部および前記第2側部が延びる方向に沿って少なくとも二列に並ぶ複数の前記発光部品が実装されていてもよい。
本発明による照明器具の製造方法において、前記発光部品は、発光ダイオード素子を含んでいてもよい。
本発明は、可撓性を有し、第1面および前記第1面の反対側にある第2面を含む樹脂基板と、前記樹脂基板の前記第1面側に実装された発光部品と、を有する実装基板と、前記実装基板が取り付けられた支持部材と、を備え、前記支持部材は、外方に向かって突出した凸部を有する取付面を含み、前記実装基板の前記樹脂基板は、前記実装基板の前記発光部品が前記支持部材の前記凸部に重なるよう、前記樹脂基板の前記第2面側から、前記支持部材の前記取付面に取り付けられている、照明器具である。
本発明による照明器具において、前記支持部材の前記凸部は、平坦面を含んでいてもよい。この場合、前記実装基板は、前記実装基板の前記発光部品が前記支持部材の前記凸部の前記平坦面に重なるよう、前記支持部材の前記取付面に取り付けられていてもよい。
本発明による照明器具において、前記樹脂基板は、第1側部および第2側部を含み、前記樹脂基板の前記第1面側には、前記第1側部および前記第2側部が延びる方向に沿って少なくとも三列に並ぶ複数の前記発光部品が実装されていてもよい。ここで、三列に並ぶ複数の前記発光部品のうち、前記第1側部側に位置する発光部品を第1発光部品と称し、前記第2側部側に位置する発光部品を第2発光部品と称し、前記第1発光部品と前記第2発光部品との間に位置する発光部品を第3発光部品と称する場合、前記支持部材は、前記第3発光部品に対応する前記凸部の高さが、前記第1発光部品および前記第2発光部品に対応する前記凸部の高さよりも大きくなるよう、構成されていてもよい。この場合、前記第1発光部品に対応する前記支持部材の前記凸部は、前記樹脂基板の前記第1側部側へ向かうにつれて高さが小さくなるように構成され、前記第2発光部品に対応する前記支持部材の前記凸部は、前記樹脂基板の前記第2側部側へ向かうにつれて高さが小さくなるように構成されていてもよい。
本発明による照明器具において、前記支持部材の前記取付面には、外方に向かって凸となるよう湾曲した湾曲領域が設けられており、前記凸部は、前記湾曲領域内に形成されていてもよい。この場合、前記樹脂基板は、第1側部および第2側部を含み、前記樹脂基板の前記第1面側には、前記第1側部および前記第2側部が延びる方向に沿って少なくとも二列に並ぶ複数の前記発光部品が実装されていてもよい。
本発明によれば、実装基板を支持部材に密着させ、これによって熱を基板から支持部材へ安定に伝導させることができる。
照明器具
以下、図1乃至図6Cを参照して、本発明の実施の形態における照明器具10について説明する。図1に示すように、照明器具10は、支持部材31と、支持部材31に取り付けられた実装基板40と、を備えている。図1においては、支持部材31に3枚の実装基板40が取り付けられる例が示されているが、しかしながら、支持部材31に取り付けられる実装基板40の枚数が特に限られることはない。
以下、図1乃至図6Cを参照して、本発明の実施の形態における照明器具10について説明する。図1に示すように、照明器具10は、支持部材31と、支持部材31に取り付けられた実装基板40と、を備えている。図1においては、支持部材31に3枚の実装基板40が取り付けられる例が示されているが、しかしながら、支持部材31に取り付けられる実装基板40の枚数が特に限られることはない。
実装基板
以下、図1および図2を参照して、実装基板40について詳細に説明する。実装基板40は、可撓性を有し、いわゆるフレキシブル基板として機能する樹脂基板21と、樹脂基板21上に実装された複数の発光部品41と、を備えている。光源として機能することができる発光素子を備える限りにおいて、発光部品41に含まれる発光素子の種類や、発光部品41のタイプが特に限られることはない。例えば発光素子としては、発光ダイオードなどの点光源を用いることができる。また発光部品41のタイプとしては、表面実装型パッケージに収納された発光ダイオードを備えた表面実装型を採用することができる。
以下、図1および図2を参照して、実装基板40について詳細に説明する。実装基板40は、可撓性を有し、いわゆるフレキシブル基板として機能する樹脂基板21と、樹脂基板21上に実装された複数の発光部品41と、を備えている。光源として機能することができる発光素子を備える限りにおいて、発光部品41に含まれる発光素子の種類や、発光部品41のタイプが特に限られることはない。例えば発光素子としては、発光ダイオードなどの点光源を用いることができる。また発光部品41のタイプとしては、表面実装型パッケージに収納された発光ダイオードを備えた表面実装型を採用することができる。
本実施の形態において、照明器具10の支持部材31は、図1に示すように、長手方向に沿って延びる矩形状の形状を有している。以下の説明において、支持部材31の長手方向のことを第1方向D1とも称する。また、支持部材31や実装基板40が広がる平面において第1方向D1に直交する方向のことを第2方向D2とも称する。
図1および図2に示すように、実装基板40の樹脂基板21は、第1方向D1に沿って延びる形状を有している。すなわち、支持部材31の長手方向と樹脂基板21の長手方向とは一致している。図2においては、樹脂基板21の長手方向に沿って延びる第1側部および第2側部がそれぞれ符号21cおよび符号21dで表されている。図1に示すように、支持部材31には、第1方向D1に沿って延びる樹脂基板21を含む実装基板40が、第2方向D2に沿って3枚並べられている。また各実装基板40は、第1方向D1に沿って樹脂基板21に実装された複数の発光部品41を有している。
図1に示すように、樹脂基板21には、発光部品41に対して電力や制御信号を伝えるための配線23が形成されていてもよい。また樹脂基板21には、配線23を介して発光部品41に電気的に接続された取り出し用電極部24が形成されていてもよい。配線23および取り出し用電極部24は、図1に示すように、樹脂基板21の面のうち発光部品41が実装された面と同一面に形成されていてもよく、若しくは、図示はしないが、発光部品41が実装された面とは反対側の面に形成されていてもよい。
次に図3および図4を参照して、実装基板40の層構成についてさらに説明する。図3は、照明器具10を第1方向D1に沿って、具体的には図1の線IIIに沿って切断した場合を示す断面図である。また図4は、照明器具10を第2方向D2に沿って、具体的には図1の線IVに沿って切断した場合を示す断面図である。
図2に示すように、実装基板40は、可撓性を有する樹脂基板21と、樹脂基板21上に設けられた上述の実装用電極部22と、を備えている。実装用電極部22は、半田などの結合層を介して発光部品41が結合される部分であり、パッドやランドとも称されるものである。以下の説明において、樹脂基板21の面のうち、実装用電極部22が設けられる側の面を第1面21aと称し、第1面21aの反対側にある面を第2面21bと称する。本実施の形態において、樹脂基板21の第1面21aには、実装用電極部22に電気的に接続される上述の配線23および取り出し用電極部24がさらに設けられている。
本実施の形態において、「可撓性」とは、室温例えば25℃の環境下で樹脂基板21を直径30cmのロール状の形態に巻き取った場合に、樹脂基板21に折れ目が生じない程度の柔軟性を意味している。「折れ目」とは、樹脂基板21を巻き取る方向に交差する方向において樹脂基板21に現れる変形であって、変形を元に戻すように樹脂基板21を逆向きに巻き取ったとしても元には戻らない程度の変形を意味している。実装用電極部22や配線23の厚みや形状は、樹脂基板21の可撓性が維持されるように設定されている。
以下、実装基板40の各構成要素について詳細に説明する。
(樹脂基板)
樹脂基板21を構成する材料や、樹脂基板21の厚みは、樹脂基板21に求められる可撓性や強度などの特性に応じて適宜定められる。例えば、樹脂基板21は、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、または、ポリイミド樹脂を含んでいてもよい。また樹脂基板21の厚みは、例えば10μm〜300μmの範囲内に設定される。
樹脂基板21を構成する材料や、樹脂基板21の厚みは、樹脂基板21に求められる可撓性や強度などの特性に応じて適宜定められる。例えば、樹脂基板21は、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、または、ポリイミド樹脂を含んでいてもよい。また樹脂基板21の厚みは、例えば10μm〜300μmの範囲内に設定される。
(実装用電極部、配線および取り出し用電極部)
実装基板40の実装用電極部22、配線23および取り出し用電極部24を構成する材料としては、導電性を有する材料が用いられ、例えば銅や銀などの金属材料が用いられる。実装用電極部22、配線23および取り出し用電極部24を構成する材料は、いずれも同一であってもよく、異なっていてもよい。例えば実装用電極部22、配線23および取り出し用電極部24は、同一の材料をパターニングすることによって同時にかつ連続的に形成されるものであってもよい。所望の方向において実装基板40が可撓性を有する限りにおいて、実装用電極部22、配線23および取り出し用電極部24の厚みや幅などの寸法が特に限られることはない。
実装基板40の実装用電極部22、配線23および取り出し用電極部24を構成する材料としては、導電性を有する材料が用いられ、例えば銅や銀などの金属材料が用いられる。実装用電極部22、配線23および取り出し用電極部24を構成する材料は、いずれも同一であってもよく、異なっていてもよい。例えば実装用電極部22、配線23および取り出し用電極部24は、同一の材料をパターニングすることによって同時にかつ連続的に形成されるものであってもよい。所望の方向において実装基板40が可撓性を有する限りにおいて、実装用電極部22、配線23および取り出し用電極部24の厚みや幅などの寸法が特に限られることはない。
(結合層)
図2において、符号42は、発光部品41を実装用電極部22に結合して発光部品41を実装用電極部22に電気的に接続するために発光部品41と実装用電極部22との間に介在される結合層を表している。結合層42を構成する材料としては、例えばリフロー工程において実装用電極部22上に塗布されるクリーム半田を挙げることができる。クリーム半田とは、フラックスなどのバインダー材と、バインダー材の中に分散され、リフロー工程の際に溶融する金属粉末と、を含むものである。なお図3,4においては、発光部品41と実装用電極部22との間に結合層42が明確に介在される例を示したが、これに限られることはない。発光部品41を実装用電極部22に結合して発光部品41を実装用電極部22に電気的にすることができる限りにおいて、結合層42の形状や配置が特に限られることはない。
図2において、符号42は、発光部品41を実装用電極部22に結合して発光部品41を実装用電極部22に電気的に接続するために発光部品41と実装用電極部22との間に介在される結合層を表している。結合層42を構成する材料としては、例えばリフロー工程において実装用電極部22上に塗布されるクリーム半田を挙げることができる。クリーム半田とは、フラックスなどのバインダー材と、バインダー材の中に分散され、リフロー工程の際に溶融する金属粉末と、を含むものである。なお図3,4においては、発光部品41と実装用電極部22との間に結合層42が明確に介在される例を示したが、これに限られることはない。発光部品41を実装用電極部22に結合して発光部品41を実装用電極部22に電気的にすることができる限りにおいて、結合層42の形状や配置が特に限られることはない。
なお図示はしないが、樹脂基板21の第1面21aのうち発光部品41が設けられていない領域には、光を反射するための反射層が設けられていてもよい。この場合、発光部品41から放射された後、照明器具10の図示しない拡散板などによって反射されて再び実装基板40に戻ってきた光を、反射層によって反射することができる。これによって、照明器具10における光の利用効率を高めることができる。
支持部材
次に図3および図4を参照して、実装基板40が取り付けられる支持部材31について説明する。支持部材31は、照明装置の一部を構成する部材であり、例えば照明装置を構成するベースやハウジングなどの部材のことである。なおベースとは、発光部品41が実装された実装基板40を含む照明用モジュールの外形を画定する部材のことであり、ハウジングとは、照明装置を天井や壁などに取り付けるために利用される枠体や筐体のことである。支持部材31は、実装基板40の樹脂基板21よりも高い剛性および熱伝導性を有するよう構成されている。このような支持部材31に樹脂基板21を取り付けることにより、照明器具10に十分な強度および放熱性を持たせることができる。以下の説明において、支持部材31のうち実装基板40が取り付けられる面のことを取付面31aと称し、取付面31aの反対側にある面のことを放熱面31bと称することもある。
次に図3および図4を参照して、実装基板40が取り付けられる支持部材31について説明する。支持部材31は、照明装置の一部を構成する部材であり、例えば照明装置を構成するベースやハウジングなどの部材のことである。なおベースとは、発光部品41が実装された実装基板40を含む照明用モジュールの外形を画定する部材のことであり、ハウジングとは、照明装置を天井や壁などに取り付けるために利用される枠体や筐体のことである。支持部材31は、実装基板40の樹脂基板21よりも高い剛性および熱伝導性を有するよう構成されている。このような支持部材31に樹脂基板21を取り付けることにより、照明器具10に十分な強度および放熱性を持たせることができる。以下の説明において、支持部材31のうち実装基板40が取り付けられる面のことを取付面31aと称し、取付面31aの反対側にある面のことを放熱面31bと称することもある。
図3に示すように、第1方向D1、すなわち支持部材31の長手方向における断面図においては、支持部材31の取付面31aは、平坦な形状を有している。一方、図4に示すように、第2方向D2、すなわち支持部材31の長手方向に直交する方向における断面図においては、支持部材31の取付面31aは、外方に向かって突出した複数の凸部32を含んでいる。ここで取付面31aにとって「外方」とは、取付面31aから、取付面31aに取り付けられる実装基板40に向かう方向、とりわけ発光部品41に向かう方向を意味している。
本実施の形態において、実装基板40の樹脂基板21は、実装基板40の発光部品41が支持部材31の凸部32に重なるよう、樹脂基板21の第2面21b側から、支持部材31の取付面31aに取り付けられている。これによって、後述するように、樹脂基板21のうち発光部品41に対応する部分を支持部材31の凸部32に強固に密着させることができる。このことにより、発光部品41において発生した熱を、照明器具10の厚み方向において樹脂基板21から支持部材31へ安定的に伝導させることができる。なお「発光部品41が凸部32に重なる」とは、発光部品41が実装されている樹脂基板21の第1面21aの部分に対応する、樹脂基板21の第2面21bの部分が、凸部32に接していることを意味している。
支持部材31の取付面31aに形成される凸部32の高さは、支持部材31に対する樹脂基板21の密着性を高めるという凸部32の効果が適切に得られるよう、設定される。例えば凸部32の高さは、0.5mm〜3.0mmの範囲内になっている。なお「凸部32の高さ」とは、例えば、取付面31aの基準面から凸部32の頂部までの高さとして定義される。「取付面31aの基準面」とは、取付面31aのうち樹脂基板21の第2面21bが接している部分のことである。例えば、後述するように支持部材31の孔35に固定具33を挿入することによって樹脂基板21が支持部材31に取り付けられる場合、支持部材31の取付面31aのうち孔35の周囲の部分が基準面となる。
好ましくは、支持部材31の凸部32は、平坦面を含んでいる。この場合、実装基板40は、発光部品41が支持部材31の凸部32の平坦面に重なるよう、支持部材31の取付面31aに取り付けられる。なお「平坦面」とは、平面度が例えば0.1mm以下になっている領域のことを意味している。好ましくは、凸部32の平坦面は、その輪郭が実装基板40の発光部品41の輪郭を囲うことができるよう、構成されている。
なお図3においては、樹脂基板21の第2面21bと支持部材31の凸部32とが直接的に接している例が示されているが、これに限られることはない。例えば、図示はしないが、樹脂基板21の第2面21bと支持部材31の凸部32との間に、接着層などの中間層が介在されていてもよい。
支持部材31を構成する材料は、照明器具10に対して求められる放熱性および剛性を満たすよう、適切に定められる。例えば、アルミニウムやステンレスなどの金属材料を用いて、支持部材31を構成することができる。
固定具
次に、実装基板40を支持部材31に取り付けるための構成要素について説明する。本実施の形態においては、ボルトやネジなどの、孔に挿入するタイプの固定具を利用して、実装基板40が支持部材31に取り付けられる例について説明する。
次に、実装基板40を支持部材31に取り付けるための構成要素について説明する。本実施の形態においては、ボルトやネジなどの、孔に挿入するタイプの固定具を利用して、実装基板40が支持部材31に取り付けられる例について説明する。
図2において点線で示すように、実装基板40の樹脂基板21には、樹脂基板21を貫通する一対の25,25が設けられている。図2には示されていないが、支持部材31にも、樹脂基板21の一対の25,25に対応する位置に、一対の孔35,35が設けられている。図1,2,4に示されているように、樹脂基板21の孔25および支持部材31の孔35に固定具33が挿入されることによって、樹脂基板21が支持部材31に対して固定されている。固定具33としては、例えば図4に示すように、樹脂基板21の孔25および支持部材31の孔35に挿入される挿入部33bと、挿入部33bに連結された頭部33aと、を有するものが用いられ得る。なお図2に示すように、固定具33と樹脂基板21との間には保護材34が介在されていてもよい。保護材34については、本実施の形態の変形例として後に詳細に説明する。
一対の孔25,25は例えば、発光部品41を挟んで対向するように設けられている。以下の説明において、一対の孔25,25のうち、第1側部21c側に位置する孔を第1孔25aと称し、第2側部21d側に位置する孔を第2孔25bと称することもある。同様に、支持部材31の一対の孔35,35のうち、樹脂基板21の第1孔25aに対応する孔を第1孔35aと称し、樹脂基板21の第2孔25bに対応する孔を第2孔35bと称することもある。
図1および図2に示すように、第1側部21c側の第1孔25aは、樹脂基板21の第1側部21cに沿って複数設けられていてもよい。同様に、第2側部21d側の第2孔25bも、樹脂基板21の第2側部21dに沿って複数設けられていてもよい。この場合、支持部材31の第1孔35aおよび第2孔35bも、樹脂基板21の第1孔25aおよび第2孔25bに対応して複数設けられる。なお図1および図2においては、1個の発光部品41ごとに一対の孔25,25が設けられる例が示されている。しかしながら、樹脂基板21を固定具33に対して適切に固定することができる限りにおいて、発光部品41の数に対する一対の孔25,25の数の比率が特に限られることはない。
(発光部品)
次に発光部品41について、図5を参照して説明する。図5に示すように、発光部品41は、発光素子46と、発光素子46に電気的に接続されるとともに少なくとも部分的に外部に露出した端子47と、を含んでいる。端子47は、ボンディングワイヤ47aを介して接続されている。端子47は一般に、銅や銀などの金属材料から構成される。実装基板40において発生する熱は、端子47を介して実装用電極部22に伝導される。実装用電極部22に伝導された熱は、樹脂基板21の厚み方向において伝導された後、樹脂基板21が取り付けられる支持部材31を介して外部に放出される。
次に発光部品41について、図5を参照して説明する。図5に示すように、発光部品41は、発光素子46と、発光素子46に電気的に接続されるとともに少なくとも部分的に外部に露出した端子47と、を含んでいる。端子47は、ボンディングワイヤ47aを介して接続されている。端子47は一般に、銅や銀などの金属材料から構成される。実装基板40において発生する熱は、端子47を介して実装用電極部22に伝導される。実装用電極部22に伝導された熱は、樹脂基板21の厚み方向において伝導された後、樹脂基板21が取り付けられる支持部材31を介して外部に放出される。
図5に示すように、発光素子46の周囲には、発光素子46から出射された光の波長を変換するための蛍光体48が設けられていてもよい。また図5に示すように、蛍光体48の周囲には、光を反射する反射板49が配置されていてもよい。これによって、発光素子46から出射された光を高い効率で取り出すことが可能になる。また蛍光体48上には透明樹脂45が設けられていてもよい。
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用および効果について説明する。ここでは、照明器具10の製造方法について、図6A乃至図6Cを参照して説明する。なお図6A乃至図6Cには、照明器具10を製造する工程において、実装基板40および支持部材31を図1の第2方向D2に沿って切断した場合の断面図が示されている。
はじめに図6Aに示すように、樹脂基板21と、樹脂基板21の第1面21aに実装された発光部品41と、を備える実装基板40を準備する。また、外方に向かって突出した複数の凸部32を有する取付面31aを含む支持部材31を準備する。図6Aに示すように、樹脂基板21および支持部材31には、固定具33が挿入される一対の孔25,25および一対の35,35がそれぞれ形成されている。樹脂基板21に後述する張力が加えられていないときの樹脂基板21の一対の孔25a,25bの間の間隔が、支持部材31の一対の孔35a,35bの間の間隔よりも短くなるよう、樹脂基板21および支持部材31が構成されていてもよい。
次に、実装基板40の樹脂基板21の第2面21b側から樹脂基板21を支持部材31の取付面31aに取り付ける取付工程を実施する。まず、支持部材31の凸部32の位置と、実装基板40の発光部品41の位置とが一致するように、実装基板40の位置を調整する。次に図6Bに示すように、実装基板40の発光部品41が支持部材31の凸部32に重なるよう、樹脂基板21を支持部材31の取付面31a上に配置する。この際、樹脂基板21に張力を加えた状態で、樹脂基板21を支持部材31の取付面31a上に配置してもよい。例えば図6Bに示すように、樹脂基板21の第1側部21cおよび第2側部21dに、第2方向D2に沿って働く張力T0を加えてもよい。この際、図6Bに示すように、樹脂基板21の一対の孔25a,25bの間の間隔が支持部材31の一対の孔35a,35bの間の間隔に対応するように、すなわち一致するように、張力T0を設定する。なお、樹脂基板21の第1側部21cおよび第2側部21dに張力T0を加えるための具体的な方法が特に限られることはない。例えば、クランプなどを用いて樹脂基板21の第1側部21cおよび第2側部21dを把持し、そして樹脂基板21を引っ張ることにより、第1側部21cおよび第2側部21dに張力T0を加えることができる。その他にも、人が手で第1側部21cおよび第2側部21dを把持して樹脂基板21を引っ張ってもよい。
その後、図6Cに示すように、樹脂基板21に張力を加えた状態で、樹脂基板21の一対の孔25a,25bおよび支持部材31の一対の孔35a,35bに樹脂基板21側から固定具33を挿入し、これによって、樹脂基板21を支持部材31に対して固定する。この場合、樹脂基板21は、図6Cに示すように、支持部材31の凸部32のエッジ部32e,32fに沿って少なくとも部分的に湾曲または屈曲するようになる。このため本実施の形態によれば、支持部材31に対して樹脂基板21の位置がずれてしまうことを抑制することができる。従って、樹脂基板21と支持部材31との間の密着性を向上させることができ、これによって、発光部品41において発生した熱を、樹脂基板21から支持部材31へ安定に伝導させることができるようになる。このことにより、発光部品41の寿命や信頼性を高めることができる。好ましくは、凸部32のエッジ部32e,32fは、面取りされて角面や丸面などになっている。これによって、凸部32のエッジ部32e,32fとの接触によって樹脂基板21が損傷してしまうことを抑制することができる。
また本実施の形態においては、樹脂基板21に張力を加えた状態で、樹脂基板21が支持部材31に取り付けられる。この場合、樹脂基板21のうち少なくとも一対の孔25a,25bの間に位置する領域においては、固定具33が一対の孔25a,25bに挿入される前に樹脂基板21に働いていた張力が維持され得る。図6Cにおいて、樹脂基板21のうち支持部材31の凸部32のエッジ部32e,32fから固定具33に向かって働く張力が符号T1で表されている。図6Cに示すように、エッジ部32eにおける張力T1およびエッジ部32fにおける張力T1は、第1側部21c側または第2側部21d側に向かう互いに逆方向の成分と、樹脂基板21の厚み方向において支持部材31に向かう成分と、を含んでいる。この結果、樹脂基板21のうち凸部32上に位置する部分、すなわち発光部品41が実装されている部分には、張力T1の合成力として、支持部材31に向かう力T2が働くことになる。このような力T2を生じさせることによって、樹脂基板21の第2面21bをより隙間無く支持部材31の取付面31aに密着させることが可能になる。これによって、発光部品41において発生した熱を、樹脂基板21から支持部材31へより安定に伝導させることができ、このことにより、発光部品41の寿命や信頼性をより高めることができる。
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、必要に応じて図面を参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。また、上述した実施の形態において得られる作用効果が変形例においても得られることが明らかである場合、その説明を省略することもある。
(第1の変形例)
上述の本実施の形態においては、頭部33aおよび挿入部33bを有する固定具33を樹脂基板21側から樹脂基板21の孔25および支持部材31の孔35に挿入することにより、樹脂基板21を支持部材31に取り付ける例を示した。この場合、固定具33が支持部材31に対して強く押し込まれると、固定具33の頭部33aからの圧力によって、樹脂基板21のうち頭部33aに接する部分が大きく変形したり損傷したりしてしまうことが考えられる。このような課題を考慮し、図7に示すように、固定具33の頭部33aと樹脂基板21との間には、樹脂基板21を保護するための保護材34が介在されていてもよい。これによって、孔25の周囲において樹脂基板21が変形したり損傷したりしてしまうことを抑制することができる。
上述の本実施の形態においては、頭部33aおよび挿入部33bを有する固定具33を樹脂基板21側から樹脂基板21の孔25および支持部材31の孔35に挿入することにより、樹脂基板21を支持部材31に取り付ける例を示した。この場合、固定具33が支持部材31に対して強く押し込まれると、固定具33の頭部33aからの圧力によって、樹脂基板21のうち頭部33aに接する部分が大きく変形したり損傷したりしてしまうことが考えられる。このような課題を考慮し、図7に示すように、固定具33の頭部33aと樹脂基板21との間には、樹脂基板21を保護するための保護材34が介在されていてもよい。これによって、孔25の周囲において樹脂基板21が変形したり損傷したりしてしまうことを抑制することができる。
保護材34の形状や材料は、樹脂基板21を保護することができるよう適切に設定される。例えば、保護材34を構成する材料として、印刷などによって樹脂基板21上に設けられたシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などを用いることができる。また保護材34は、複数の孔25に跨るように構成されていてもよい。例えば上述の図2に示されているように、保護材34は、第1側部21cに沿って設けられた複数の第1孔25aに跨るよう延びる第1保護材34aと、第2側部21dに沿って設けられた複数の第2孔25bに跨るよう延びる第2保護材34bと、を含んでいてもよい。
(第2の変形例)
また図8に示すように、樹脂基板21の第1側部21cは、樹脂基板21が部分的に二重になるよう折り返されていてもよい。この場合、第1孔25aは、第1側部21c側で折り返された部分を貫通するように、樹脂基板21の二重に重ねられた部分のそれぞれに設けられる。また固定具33は、これら第1孔25aを貫通するように挿入される。これによって、第1孔25aが設けられている部分における樹脂基板21の強度を高めることができ、このことにより、樹脂基板21が変形したり損傷したりしてしまうことを抑制することができる。
また図8に示すように、樹脂基板21の第1側部21cは、樹脂基板21が部分的に二重になるよう折り返されていてもよい。この場合、第1孔25aは、第1側部21c側で折り返された部分を貫通するように、樹脂基板21の二重に重ねられた部分のそれぞれに設けられる。また固定具33は、これら第1孔25aを貫通するように挿入される。これによって、第1孔25aが設けられている部分における樹脂基板21の強度を高めることができ、このことにより、樹脂基板21が変形したり損傷したりしてしまうことを抑制することができる。
なお図示はしないが、樹脂基板21の第2側部21dも、樹脂基板21が部分的に二重になるよう折り返されていてもよい。この場合、第2孔25bは、第2側部21d側で折り返された部分を貫通するように、樹脂基板21の二重に重ねられた部分のそれぞれに設けられる。また固定具33は、これら第2孔25bを貫通するように挿入される。
また図示はしないが、樹脂基板21の第1側部21cや第2側部21dは、樹脂基板21が部分的に三重またはそれ以上になるように折り返され、そして折り返された部分に孔が形成されていてもよい。
(第3の変形例)
上述の本実施の形態においては、第1側部21cおよび第2側部21dが延びる方向すなわち第1方向D1に沿って一列に並ぶ複数の発光部品41が、各実装基板40に実装される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、例えば図9に示すように、第1方向D1に沿って複数列例えば三列に並ぶ複数の発光部品41が、樹脂基板21に実装されていてもよい。以下の説明において、三列に並ぶ発光部品41のうち、第1側部21c側に位置する発光部品41を第1発光部品41aと称し、第2側部21d側に位置する発光部品41を第2発光部品41bと称することもある。また、第2方向D2において第1発光部品41aと第2発光部品41bとの間に位置する発光部品41を第3発光部品41cと称することもある。なお図示はしないが、本変形例において、発光部品41は、第1方向D1に沿って四列以上に並ぶように樹脂基板21に実装されていてもよい。
上述の本実施の形態においては、第1側部21cおよび第2側部21dが延びる方向すなわち第1方向D1に沿って一列に並ぶ複数の発光部品41が、各実装基板40に実装される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、例えば図9に示すように、第1方向D1に沿って複数列例えば三列に並ぶ複数の発光部品41が、樹脂基板21に実装されていてもよい。以下の説明において、三列に並ぶ発光部品41のうち、第1側部21c側に位置する発光部品41を第1発光部品41aと称し、第2側部21d側に位置する発光部品41を第2発光部品41bと称することもある。また、第2方向D2において第1発光部品41aと第2発光部品41bとの間に位置する発光部品41を第3発光部品41cと称することもある。なお図示はしないが、本変形例において、発光部品41は、第1方向D1に沿って四列以上に並ぶように樹脂基板21に実装されていてもよい。
図9に示す例においても、発光部品41a,41b,41cはそれぞれ、支持部材31の取付面31aの凸部32に重なっている。すなわち支持部材31の取付面31aには、発光部品41a,41b,41cに対応する凸部32がそれぞれ形成されている。以下の説明において、支持部材31の凸部32のうち、第1発光部品41aに対応する凸部を第1凸部32aと称し、第2発光部品41bに対応する凸部を第2凸部32bと称し、第3発光部品41cに対応する凸部を第3凸部32cと称することもある。
好ましくは、図9に示すように、支持部材31は、第3発光部品41cに対応する第3凸部32cの高さが、第1発光部品41aに対応する第1凸部32aの高さおよび第2発光部品41bに対応する第2凸部32bの高さよりも大きくなるよう、構成されている。これによって、各凸部32a,32b,32cのいずれにおいても、それらの少なくとも1つのエッジ部に沿って樹脂基板21を少なくとも部分的に湾曲または屈曲させることができる。従って、支持部材31の各凸部32a,32b,32cのいずれに対しても、対応する発光部品41が実装された樹脂基板21を強固に密着させることができる。また、樹脂基板21の例えば第1側部21cおよび第2側部21dに張力を加えることにより、樹脂基板21のうち各凸部32a,32b,32c上に位置する部分に、支持部材31に向かう力を働かせることができる。これによって、樹脂基板21の第2面21bをより隙間無く支持部材31の各凸部32a,32b,32cに密着させることができる。
なお図10に示すように、第1発光部品41aに対応する支持部材31の第1凸部32aは、樹脂基板21の第1側部21cへ向かうにつれて高さが小さくなるように構成されていてもよい。すなわち第1凸部32aは、第1側部21c側に向かうにつれて放熱面31b側に傾斜する傾斜面を有していてもよい。同様に、第2発光部品41bに対応する支持部材31の第2凸部32bは、樹脂基板21の第2側部21dへ向かうにつれて高さが小さくなるように構成されていてもよい。すなわち第2凸部32bは、第2側部21d側に向かうにつれて放熱面31b側に傾斜する傾斜面を有していてもよい。これによって、樹脂基板21の例えば第1側部21cおよび第2側部21dに張力を加えることにより生成される、支持部材31に向かう力を、より確実に樹脂基板21のうち第3凸部32cに重なる部分に発生させることができる。
(第4の変形例)
上述の本実施の形態においては、支持部材31の平坦な取付面31aに凸部32が形成される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図11に示すように、支持部材31の取付面31aには、外方に向かって凸となるよう湾曲した湾曲領域が設けられており、そして、凸部32が湾曲領域内に形成されていてもよい。この場合、樹脂基板21の例えば第1側部21cおよび第2側部21dに張力を加えることにより生成される、支持部材31に向かう力を、より確実に各凸部32a,32b,32c上の樹脂基板21に発生させることができる。これによって、各凸部32a,32b,32cに対する樹脂基板21の密着の程度をさらに高めることができる。
上述の本実施の形態においては、支持部材31の平坦な取付面31aに凸部32が形成される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、図11に示すように、支持部材31の取付面31aには、外方に向かって凸となるよう湾曲した湾曲領域が設けられており、そして、凸部32が湾曲領域内に形成されていてもよい。この場合、樹脂基板21の例えば第1側部21cおよび第2側部21dに張力を加えることにより生成される、支持部材31に向かう力を、より確実に各凸部32a,32b,32c上の樹脂基板21に発生させることができる。これによって、各凸部32a,32b,32cに対する樹脂基板21の密着の程度をさらに高めることができる。
なお図11に示す例においては、実装基板40の発光部品41が、第1方向D1に沿って三列に並べられている例を示した。しかしながら、図示はしないが、実装基板40の発光部品41が、第1方向D1に沿って一列または二列に並べられている場合であっても、図11に示す本変形例によれば、支持部材31の取付面31aが湾曲領域を有することにより、凸部32に対する樹脂基板21の密着の程度を高めることができる。なお図示はしないが、本変形例において、発光部品41は、第1方向D1に沿って四列以上に並ぶように樹脂基板21に実装されていてもよい。
(その他の変形例)
上述の本実施の形態においては、張力が、樹脂基板21や支持部材31が延びる方向に直交する方向すなわち第2方向D2に沿って樹脂基板21に加えられる例を示した。しかしながら、凸部32に基づいて樹脂基板21を支持部材31に密着させることができる限りにおいて、張力の方向が特に限られることはない。例えば、第2方向D2から傾斜した方向に沿って樹脂基板21に張力が加えられてもよい。若しくは、樹脂基板21や支持部材31が延びる第1方向D1に沿って樹脂基板21に張力が加えられてもよい。
上述の本実施の形態においては、張力が、樹脂基板21や支持部材31が延びる方向に直交する方向すなわち第2方向D2に沿って樹脂基板21に加えられる例を示した。しかしながら、凸部32に基づいて樹脂基板21を支持部材31に密着させることができる限りにおいて、張力の方向が特に限られることはない。例えば、第2方向D2から傾斜した方向に沿って樹脂基板21に張力が加えられてもよい。若しくは、樹脂基板21や支持部材31が延びる第1方向D1に沿って樹脂基板21に張力が加えられてもよい。
また上述の本実施の形態においては、樹脂基板21の孔25および支持部材31の孔35に固定具33を挿入することによって、樹脂基板21を支持部材31に取り付ける例を示した。しかしながら、樹脂基板21を支持部材31に取り付ける方法が特に限られることはない。例えば、樹脂基板21と支持部材31との間に設けられる接着剤を利用して、樹脂基板21を支持部材31に取り付けてもよい。
また上述の本実施の形態および各変形例においては、第2方向D2、すなわち支持部材31の長手方向に直交する方向に沿って照明器具10を切断して見た場合の断面図において、支持部材31の1つの凸部32につき実装基板40の1つの発光部品41が重なる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、支持部材31の1つの凸部32につき実装基板40の複数の発光部品41が重なるよう、支持部材31および実装基板40が構成されてもよい。
また上述の本実施の形態においては、支持部材31および樹脂基板21が、特定の方向に沿って延びる形状を有する例を示したが、これに限られることはない。例えば、図示はしないが、支持部材31または樹脂基板21は、平面視において正方形の形状を有していてもよい。この場合、樹脂基板21の第1側部21cおよび第2側部21dは、樹脂基板21の長手方向に沿って延びる一対の側部ではなく、正方形の形状を有する樹脂基板21の対向する一対の側部を意味することになる。
なお、上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
10 照明装置
21 樹脂基板
21a 第1面
21b 第2面
22 実装用電極部
23 配線
25 孔
31 支持部材
31a 取付面
31b 放熱面
32 凸部
33 固定具
34 保護材
35 孔
40 実装基板
41 発光部品
21 樹脂基板
21a 第1面
21b 第2面
22 実装用電極部
23 配線
25 孔
31 支持部材
31a 取付面
31b 放熱面
32 凸部
33 固定具
34 保護材
35 孔
40 実装基板
41 発光部品
Claims (13)
- 可撓性を有し、第1面および前記第1面の反対側にある第2面を含む樹脂基板と、前記樹脂基板の前記第1面側に実装された発光部品と、を有する実装基板を準備する工程と、
外方に向かって突出した凸部を有する取付面を含む支持部材を準備する工程と、
前記実装基板の前記発光部品が前記支持部材の前記凸部に重なるよう、前記樹脂基板の前記第2面側から、前記実装基板の前記樹脂基板を前記支持部材の前記取付面に取り付ける取付工程と、を備える、照明器具の製造方法。 - 前記支持部材の前記凸部は、平坦面を含み、
前記取付工程において、前記実装基板は、前記実装基板の前記発光部品が前記支持部材の前記凸部の前記平坦面に重なるよう、前記支持部材の前記取付面に取り付けられる、請求項1に記載の照明器具の製造方法。 - 前記樹脂基板は、第1側部および第2側部を含み、
前記樹脂基板の前記第1面側には、前記第1側部および前記第2側部が延びる方向に沿って少なくとも三列に並ぶ複数の前記発光部品が実装されており、
三列に並ぶ複数の前記発光部品のうち、前記第1側部側に位置する発光部品を第1発光部品と称し、前記第2側部側に位置する発光部品を第2発光部品と称し、前記第1発光部品と前記第2発光部品との間に位置する発光部品を第3発光部品と称する場合、前記支持部材は、前記第3発光部品に対応する前記凸部の高さが、前記第1発光部品および前記第2発光部品に対応する前記凸部の高さよりも大きくなるよう、構成されている、請求項1または2に記載の照明器具の製造方法。 - 前記第1発光部品に対応する前記支持部材の前記凸部は、前記樹脂基板の前記第1側部側へ向かうにつれて高さが小さくなるように構成されており、
前記第2発光部品に対応する前記支持部材の前記凸部は、前記樹脂基板の前記第2側部側へ向かうにつれて高さが小さくなるように構成されている、請求項3に記載の照明器具の製造方法。 - 前記支持部材の前記取付面には、外方に向かって凸となるよう湾曲した湾曲領域が設けられており、
前記凸部は、前記湾曲領域内に形成されている、請求項1または2に記載の照明器具の製造方法。 - 前記樹脂基板は、第1側部および第2側部を含み、
前記樹脂基板の前記第1面側には、前記第1側部および前記第2側部が延びる方向に沿って少なくとも二列に並ぶ複数の前記発光部品が実装されている、請求項5に記載の照明器具の製造方法。 - 前記発光部品は、発光ダイオード素子を含む、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の照明器具の製造方法。
- 可撓性を有し、第1面および前記第1面の反対側にある第2面を含む樹脂基板と、前記樹脂基板の前記第1面側に実装された発光部品と、を有する実装基板と、
前記実装基板が取り付けられた支持部材と、を備え、
前記支持部材は、外方に向かって突出した凸部を有する取付面を含み、
前記実装基板の前記樹脂基板は、前記実装基板の前記発光部品が前記支持部材の前記凸部に重なるよう、前記樹脂基板の前記第2面側から、前記支持部材の前記取付面に取り付けられている、照明器具。 - 前記支持部材の前記凸部は、平坦面を含み、
前記実装基板は、前記実装基板の前記発光部品が前記支持部材の前記凸部の前記平坦面に重なるよう、前記支持部材の前記取付面に取り付けられている、請求項8に記載の照明器具。 - 前記樹脂基板は、第1側部および第2側部を含み、
前記樹脂基板の前記第1面側には、前記第1側部および前記第2側部が延びる方向に沿って少なくとも三列に並ぶ複数の前記発光部品が実装されており、
三列に並ぶ複数の前記発光部品のうち、前記第1側部側に位置する発光部品を第1発光部品と称し、前記第2側部側に位置する発光部品を第2発光部品と称し、前記第1発光部品と前記第2発光部品との間に位置する発光部品を第3発光部品と称する場合、前記支持部材は、前記第3発光部品に対応する前記凸部の高さが、前記第1発光部品および前記第2発光部品に対応する前記凸部の高さよりも大きくなるよう、構成されている、請求項8または9に記載の照明器具。 - 前記第1発光部品に対応する前記支持部材の前記凸部は、前記樹脂基板の前記第1側部側へ向かうにつれて高さが小さくなるように構成されており、
前記第2発光部品に対応する前記支持部材の前記凸部は、前記樹脂基板の前記第2側部側へ向かうにつれて高さが小さくなるように構成されている、請求項10に記載の照明器具。 - 前記支持部材の前記取付面には、外方に向かって凸となるよう湾曲した湾曲領域が設けられており、
前記凸部は、前記湾曲領域内に形成されている、請求項8または9に記載の照明器具。 - 前記樹脂基板は、第1側部および第2側部を含み、
前記樹脂基板の前記第1面側には、前記第1側部および前記第2側部が延びる方向に沿って少なくとも二列に並ぶ複数の前記発光部品が実装されている、請求項12に記載の照明器具。
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2014
- 2014-08-05 JP JP2014159787A patent/JP2016039183A/ja active Pending
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