JP2016106390A - 発光モジュール用基板、発光モジュール、および照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】信頼性の向上を図ることができる発光モジュール用基板、発光モジュール、および照明装置を提供することである。【解決手段】実施形態に係る発光モジュール用基板は、板状を呈する基体と;前記基体の表面に設けられ、銀を含む第1の配線部と;前記第1の配線部を覆う被覆部と;一方の端部が、前記被覆部の内部において前記第1の配線部と電気的に接続され、他方の端部側が、前記被覆部から露出し、導電性を有し、硫黄と反応し難い材料を含む第2の配線部と;を具備している。【選択図】図4
Description
本発明の実施形態は、発光モジュール用基板、発光モジュール、および照明装置に関する。
配線部(配線パターン)を有する発光モジュール用基板と、配線部と電気的に接続された発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)と、配線部と電気的に接続された回路素子などとを備えた照明装置がある。
そして、導通に対する信頼性などの観点から、配線部は銀(Ag)や銀合金などを用いて形成されている。
ここで、照明装置が自動車などの車両用の照明装置である場合には、照明装置が、硫黄(S)を含むガスが多い環境において使用される場合がある。
この場合、配線部に含まれる銀と硫黄とが反応すると硫化銀(AgS)が生成される。硫化銀が生成されると導通が阻害されるので、不灯となったり、明るさが低下したりするおそれがある。
そのため、照明装置が硫黄を含むガスが多い環境において使用される場合であっても、信頼性の向上を図ることができる発光モジュール用基板、発光モジュール、および照明装置の開発が望まれていた。
そして、導通に対する信頼性などの観点から、配線部は銀(Ag)や銀合金などを用いて形成されている。
ここで、照明装置が自動車などの車両用の照明装置である場合には、照明装置が、硫黄(S)を含むガスが多い環境において使用される場合がある。
この場合、配線部に含まれる銀と硫黄とが反応すると硫化銀(AgS)が生成される。硫化銀が生成されると導通が阻害されるので、不灯となったり、明るさが低下したりするおそれがある。
そのため、照明装置が硫黄を含むガスが多い環境において使用される場合であっても、信頼性の向上を図ることができる発光モジュール用基板、発光モジュール、および照明装置の開発が望まれていた。
本発明が解決しようとする課題は、信頼性の向上を図ることができる発光モジュール用基板、発光モジュール、および照明装置を提供することである。
実施形態に係る発光モジュール用基板は、板状を呈する基体と;前記基体の表面に設けられ、銀を含む第1の配線部と;前記第1の配線部を覆う被覆部と;一方の端部が、前記被覆部の内部において前記第1の配線部と電気的に接続され、他方の端部側が、前記被覆部から露出し、導電性を有し、硫黄と反応し難い材料を含む第2の配線部と;を具備している。
本発明の実施形態によれば、信頼性の向上を図ることができる発光モジュール用基板、発光モジュール、および照明装置を提供することができる。
実施形態に係る発明は、板状を呈する基体と;前記基体の表面に設けられ、銀を含む第1の配線部と;前記第1の配線部を覆う被覆部と;一方の端部が、前記被覆部の内部において前記第1の配線部と電気的に接続され、他方の端部側が、前記被覆部から露出し、導電性を有し、硫黄と反応し難い材料を含む第2の配線部と;を具備した発光モジュール用基板である。
この発光モジュール用基板によれば、硫黄を含むガスが多い環境において使用される場合であっても、信頼性の向上を図ることができる。
この発光モジュール用基板によれば、硫黄を含むガスが多い環境において使用される場合であっても、信頼性の向上を図ることができる。
また、前記第2の配線部の前記被覆部から露出した部分を覆い、少なくともニッケルを含む膜と金を含む膜とを有するコート部をさらに具備することができる。
このようにすれば、半田の濡れ性を向上させることができる。
このようにすれば、半田の濡れ性を向上させることができる。
また、前記硫黄と反応し難い材料は、酸化ルテニウム、六硼化ランタン、および銅ニッケル合金からなる群より選ばれた少なくとも1種を含むことができる。
このようにすれば、硫黄との反応をさらに抑制することができる。
このようにすれば、硫黄との反応をさらに抑制することができる。
実施形態に係る発明は、上記の発光モジュール用基板と;前記発光モジュール用基板に設けられた第1の配線部と電気的に接続された発光素子と;前記発光モジュール用基板に設けられた第2の配線部と電気的に接続された回路素子と;を具備した発光モジュールである。
この発光モジュールによれば、硫黄を含むガスが多い環境において使用される場合であっても、信頼性の向上を図ることができる。
この発光モジュールによれば、硫黄を含むガスが多い環境において使用される場合であっても、信頼性の向上を図ることができる。
また、前記回路素子は、前記発光モジュール用基板に設けられたコート部に半田付けされているようにすることができる。
この様にすれば、回路素子の半田付けが容易となる。
この様にすれば、回路素子の半田付けが容易となる。
実施形態に係る発明は、上記の発光モジュールと;前記発光モジュールに設けられた第2の配線部と電気的に接続された給電端子と;前記給電端子と嵌め合わされるソケットと;を具備した照明装置である。
この照明装置によれば、硫黄を含むガスが多い環境において使用される場合であっても、信頼性の向上を図ることができる。
この照明装置によれば、硫黄を含むガスが多い環境において使用される場合であっても、信頼性の向上を図ることができる。
実施形態に係る発明は、板状を呈する基体と;前記基体の表面に設けられ、導電性を有し、硫黄と反応し難い材料を含む配線部と;前記配線部を覆う被覆部と;を具備した発光モジュール用基板である。
この発光モジュール用基板によれば、硫黄を含むガスが多い環境において使用される場合であっても、信頼性の向上を図ることができる。
この発光モジュール用基板によれば、硫黄を含むガスが多い環境において使用される場合であっても、信頼性の向上を図ることができる。
また、前記配線部の前記被覆部から露出した部分を覆い、少なくともニッケルを含む膜と金を含む膜とを有するコート部をさらに具備することができる。
このようにすれば、半田の濡れ性を向上させることができる。
このようにすれば、半田の濡れ性を向上させることができる。
また、前記硫黄と反応し難い材料は、酸化ルテニウム、六硼化ランタン、および銅ニッケル合金からなる群より選ばれた少なくとも1種を含むことができる。
このようにすれば、硫黄との反応をさらに抑制することができる。
このようにすれば、硫黄との反応をさらに抑制することができる。
実施形態に係る発明は、上記の発光モジュール用基板と;前記発光モジュール用基板に設けられた配線部と電気的に接続された発光素子と;前記配線部と電気的に接続された回路素子と;を具備した発光モジュールである。
この発光モジュールによれば、硫黄を含むガスが多い環境において使用される場合であっても、信頼性の向上を図ることができる。
この発光モジュールによれば、硫黄を含むガスが多い環境において使用される場合であっても、信頼性の向上を図ることができる。
また、前記回路素子は、前記発光モジュール用基板に設けられたコート部に半田付けされているようにすることができる。
この様にすれば、回路素子の半田付けが容易となる。
この様にすれば、回路素子の半田付けが容易となる。
実施形態に係る発明は、上記の発光モジュールと;前記発光モジュールに設けられた配線部と電気的に接続された給電端子と;前記給電端子と嵌め合わされるソケットと;を具備した照明装置である。
この照明装置によれば、硫黄を含むガスが多い環境において使用される場合であっても、信頼性の向上を図ることができる。
この照明装置によれば、硫黄を含むガスが多い環境において使用される場合であっても、信頼性の向上を図ることができる。
本実施の形態に係る発光モジュール用基板2、発光モジュール20、および照明装置1は、例えば、自動車などの車両用の照明装置に用いることができる。
車両用の照明装置は、例えば、温泉地などの硫黄を含むガスが多い環境において用いられる場合がある。また、車両用の照明装置は、例えば、環境温度が85℃、湿度が85%という高温高湿の環境でも使用できる様にする必要がある。
すなわち、車両用の照明装置は、配線部に含まれている銀と、硫黄とが反応して、硫化銀が生成されやすい環境において用いられる場合がある。
なお、以下においては、一例として、車両用の照明装置について説明するが、例えば、温泉地などにおいて使用される屋外照明装置や屋内照明装置などにも適用することができる。
車両用の照明装置は、例えば、温泉地などの硫黄を含むガスが多い環境において用いられる場合がある。また、車両用の照明装置は、例えば、環境温度が85℃、湿度が85%という高温高湿の環境でも使用できる様にする必要がある。
すなわち、車両用の照明装置は、配線部に含まれている銀と、硫黄とが反応して、硫化銀が生成されやすい環境において用いられる場合がある。
なお、以下においては、一例として、車両用の照明装置について説明するが、例えば、温泉地などにおいて使用される屋外照明装置や屋内照明装置などにも適用することができる。
車両用の照明装置としては、例えば、自動車に設けられるフロントコンビネーションライト、リアコンビネーションライト(ストップランプ、テールランプ、ターンシグナル、フォグランプなど)、室内用ライト、トランク用ライトなどを例示することができる。
ただし、本実施の形態に係る照明装置は、例示をしたものに限定されるわけではなく、自動車や鉄道車両などに設けられる照明装置に広く適用することができる。
ただし、本実施の形態に係る照明装置は、例示をしたものに限定されるわけではなく、自動車や鉄道車両などに設けられる照明装置に広く適用することができる。
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1および図2は、本実施の形態に係る照明装置1を例示するための模式斜視図である。
なお、図1は照明装置1の模式斜視図、図2は照明装置1の模式斜視分解図である。
図3は、発光モジュール20の模式平面図である。
図1および図2に示すように、照明装置1には、本体部10、発光モジュール20、給電部30、およびソケット40が設けられている。
図1および図2は、本実施の形態に係る照明装置1を例示するための模式斜視図である。
なお、図1は照明装置1の模式斜視図、図2は照明装置1の模式斜視分解図である。
図3は、発光モジュール20の模式平面図である。
図1および図2に示すように、照明装置1には、本体部10、発光モジュール20、給電部30、およびソケット40が設けられている。
本体部10には、収納部11、フランジ部12、およびフィン13が設けられている。 収納部11は、円筒状を呈し、フランジ部12の一方の面から突出している。収納部11の内部には、発光モジュール20が収納されている。また、収納部11の内部には、給電部30の給電端子31が突出している。
フランジ部12は、円板状を呈し、一方の面には収納部11が設けられ、他方の面にはフィン13が設けられている。
フィン13は、フランジ部12の面から突出して複数設けられている。複数のフィン13は、板状を呈し、放熱フィンとして機能する。
フィン13は、フランジ部12の面から突出して複数設けられている。複数のフィン13は、板状を呈し、放熱フィンとして機能する。
本体部10は、発光モジュール20および給電部30などを収納する機能と、発光モジュール20や給電部30で発生した熱を照明装置1の外部に放出する機能とを有する。
そのため、熱を外部に放出することを考慮して、本体部10を熱伝導率の高い材料から形成することができる。例えば、本体部10は、アルミニウム、アルミニウム合金、高熱伝導性樹脂などから形成することができる。高熱伝導性樹脂は、例えば、PET(polyethylene terephthalate)やナイロン等の樹脂に、熱伝導率の高い炭素や酸化アルミニウム等からなる繊維や粒子を混合させたものである。
この場合、収納部11、フランジ部12、およびフィン13を一体成形することができる。
なお、収納部11、フランジ部12、およびフィン13を別々に形成し、これらを接合することもできる。収納部11、フランジ部12、およびフィン13を別々に形成する場合には、これらを同じ材料から形成することもできるし、これらを異なる材料から形成することもできる。
そのため、熱を外部に放出することを考慮して、本体部10を熱伝導率の高い材料から形成することができる。例えば、本体部10は、アルミニウム、アルミニウム合金、高熱伝導性樹脂などから形成することができる。高熱伝導性樹脂は、例えば、PET(polyethylene terephthalate)やナイロン等の樹脂に、熱伝導率の高い炭素や酸化アルミニウム等からなる繊維や粒子を混合させたものである。
この場合、収納部11、フランジ部12、およびフィン13を一体成形することができる。
なお、収納部11、フランジ部12、およびフィン13を別々に形成し、これらを接合することもできる。収納部11、フランジ部12、およびフィン13を別々に形成する場合には、これらを同じ材料から形成することもできるし、これらを異なる材料から形成することもできる。
また、本体部10の主要部分を導電性材料で構成する場合は、給電端子31と、本体部10の導電性材料からなる部分との間の電気絶縁性を確保するため、給電端子31の周囲を絶縁材料(図示しない)で覆い、更に、その周囲に導電性材料を配置する構成としても良い。絶縁材料は、例えば、樹脂などであって、熱伝導率が高い材料が好ましい。
また、本体部10には、照明装置1を車両用灯具に装着する際に用いられる取り付け部が設けられていても良い。
また、本体部10には、照明装置1を車両用灯具に装着する際に用いられる取り付け部が設けられていても良い。
図3に示すように、発光モジュール20には、発光モジュール用基板2、発光素子22、制御素子23、配線25、包囲壁部材26、封止部27、接合部28、回路素子29、および半田部33が設けられている。
また、発光モジュール用基板2には、基体21、第1の配線部24、被覆部51、第2の配線部34、およびコート部44が設けられている。
また、発光モジュール用基板2には、基体21、第1の配線部24、被覆部51、第2の配線部34、およびコート部44が設けられている。
基体21は、本体部10の収納部11の内部に設けられている。
基体21は、板状を呈している。
基板21の材料や構造には特に限定はない。例えば、基板21は、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどの無機材料(セラミックス)、紙フェノールやガラスエポキシなどの有機材料などから形成することができる。また、基板21は、金属板の表面を絶縁材料で被覆したものから形成することもできる。なお、金属板の表面を絶縁材料で被覆する場合には、絶縁材料は、有機材料からなるものであってもよいし、無機材料からなるものであってもよい。
発光部22の発熱量が多い場合には、放熱の観点から熱伝導率の高い材料を用いて基板21を形成することが好ましい。熱伝導率の高い材料としては、例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどのセラミックス、高熱伝導性樹脂、金属板の表面を絶縁材料で被覆したものなどを例示することができる。
また、第1の配線部24や第2の配線部34などを形成する際に焼成を行うことを考慮すると、基板21の材料は、例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどのセラミックスとすることが好ましい。
また、基体21は、単層であってもよいし、多層であってもよい。
基体21は、板状を呈している。
基板21の材料や構造には特に限定はない。例えば、基板21は、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどの無機材料(セラミックス)、紙フェノールやガラスエポキシなどの有機材料などから形成することができる。また、基板21は、金属板の表面を絶縁材料で被覆したものから形成することもできる。なお、金属板の表面を絶縁材料で被覆する場合には、絶縁材料は、有機材料からなるものであってもよいし、無機材料からなるものであってもよい。
発光部22の発熱量が多い場合には、放熱の観点から熱伝導率の高い材料を用いて基板21を形成することが好ましい。熱伝導率の高い材料としては、例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどのセラミックス、高熱伝導性樹脂、金属板の表面を絶縁材料で被覆したものなどを例示することができる。
また、第1の配線部24や第2の配線部34などを形成する際に焼成を行うことを考慮すると、基板21の材料は、例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどのセラミックスとすることが好ましい。
また、基体21は、単層であってもよいし、多層であってもよい。
第1の配線部24は、基体21の少なくとも一方の表面に設けられている。
第1の配線部24は、基体21の両方の面に設けることもできるが、製造コストを低減させるためには、基体21の一方の面に設けるようにすることが好ましい。
第1の配線部24は、銀を主成分とする材料から形成されている。第1の配線部24は、例えば、銀や銀合金から形成されている。
第1の配線部24は、基体21の両方の面に設けることもできるが、製造コストを低減させるためには、基体21の一方の面に設けるようにすることが好ましい。
第1の配線部24は、銀を主成分とする材料から形成されている。第1の配線部24は、例えば、銀や銀合金から形成されている。
被覆部51は、第1の配線部24、および膜状の抵抗器である制御素子23を覆うように設けられている。
なお、回路素子29が設けられる領域、発光素子22が設けられる領域、配線25が接続される領域、および給電端子31が接続される領域には被覆部51が設けられていない。
例えば、被覆部51は、回路素子29が半田付けされる領域35aは覆っていない。被覆部51は、給電端子31が半田付けされる領域35bは覆っていない。
被覆部51は、水分や硫黄を含むガスなどが第1の配線部24、および制御素子23に接触するのを抑制するため、および、電気絶縁性を確保するために設けられている。
被覆部51は、ガラスなどの無機材料や、樹脂などの有機材料を含むものとすることができる。
この場合、ガラスなどの無機材料を含む被覆部51とすれば、水分や硫黄を含むガスなどが被覆部51を透過するのをより抑制することができる。
なお、回路素子29が設けられる領域、発光素子22が設けられる領域、配線25が接続される領域、および給電端子31が接続される領域には被覆部51が設けられていない。
例えば、被覆部51は、回路素子29が半田付けされる領域35aは覆っていない。被覆部51は、給電端子31が半田付けされる領域35bは覆っていない。
被覆部51は、水分や硫黄を含むガスなどが第1の配線部24、および制御素子23に接触するのを抑制するため、および、電気絶縁性を確保するために設けられている。
被覆部51は、ガラスなどの無機材料や、樹脂などの有機材料を含むものとすることができる。
この場合、ガラスなどの無機材料を含む被覆部51とすれば、水分や硫黄を含むガスなどが被覆部51を透過するのをより抑制することができる。
前述したように、第1の配線部24は銀を主成分とする材料から形成されている。そのため、硫黄を含むガスが多い環境においては、第1の配線部24に含まれている銀と硫黄とが反応して硫化銀が生成され易くなる。硫化銀が生成されると導通が阻害されるので、不灯となったり、明るさが低下したりするおそれがある。
そのため、硫化銀が生成されるのを抑制するために、第1の配線部24を覆う被覆部51が設けられている。
そのため、硫化銀が生成されるのを抑制するために、第1の配線部24を覆う被覆部51が設けられている。
ところが、基体21の表面に設けられる配線部のすべてを被覆部51により覆うようにすると、回路素子29などを半田付けすることができなくなる。
そのため、回路素子29などが設けられる領域には、被覆部51を設けないようにしている。
そのため、回路素子29などが設けられる領域には、被覆部51を設けないようにしている。
ここで、発光素子22が設けられる領域、および配線25が接続される領域は、後述する封止部27により覆われている。そのため、これらの領域においては、封止部27により、硫黄を含むガスが第1の配線部24に接触するのが抑制される。
これに対して、回路素子29が設けられる領域35aには回路素子29が半田付けされる。給電端子31が接続される領域35bには給電端子31が半田付けされる。そのため、これらの領域は、被覆部51や封止部27により覆うことができない。
回路素子29が設けられる領域35a、および給電端子31が接続される領域35bには、第2の配線部34、コート部44、および半田部33が設けられている。
なお、第2の配線部34、コート部44、および半田部33が設けられる領域は、例示をした領域35a、35bに限定されるわけではない。
第2の配線部34が設けられる領域は、第2の配線部34が被覆部51から露出する領域とすることができる。
この場合、第2の配線部34、コート部44、および半田部33が設けられる領域は、半田付けが行われる領域とすることができる。
なお、第2の配線部34、コート部44、および半田部33に関する詳細は後述する。
回路素子29が設けられる領域35a、および給電端子31が接続される領域35bには、第2の配線部34、コート部44、および半田部33が設けられている。
なお、第2の配線部34、コート部44、および半田部33が設けられる領域は、例示をした領域35a、35bに限定されるわけではない。
第2の配線部34が設けられる領域は、第2の配線部34が被覆部51から露出する領域とすることができる。
この場合、第2の配線部34、コート部44、および半田部33が設けられる領域は、半田付けが行われる領域とすることができる。
なお、第2の配線部34、コート部44、および半田部33に関する詳細は後述する。
発光素子22は、第1の配線部24の上に複数設けられている。
発光素子22は、第1の配線部24に設けられる側とは反対側の面(上面)に図示しない電極を有したものとすることができる。なお、図示しない電極は、第1の配線部24に設けられる側の面(下面)と、第1の配線部24に設けられる側とは反対側の面(上面)とに設けられていてもよいし、どちらかの面のみに設けられていてもよい。
発光素子22は、第1の配線部24に設けられる側とは反対側の面(上面)に図示しない電極を有したものとすることができる。なお、図示しない電極は、第1の配線部24に設けられる側の面(下面)と、第1の配線部24に設けられる側とは反対側の面(上面)とに設けられていてもよいし、どちらかの面のみに設けられていてもよい。
発光素子22の下面に設けられた図示しない電極は、銀ペーストなどの導電性の熱硬化材を介して第1の配線部24に設けられた実装パッド24bと電気的に接続されている。発光素子22の上面に設けられた図示しない電極は、配線25を介して第1の配線部24に設けられた配線パッド24cと電気的に接続されている。
発光素子22は、例えば、発光ダイオード、有機発光ダイオード、レーザダイオードなどとすることができる。
発光素子22の光の出射面である上面は、照明装置1の正面側に向けられており、主に、照明装置1の正面側に向けて光を出射する。
発光素子22の数、大きさ、配置などは、例示をしたものに限定されるわけではなく、照明装置1の大きさや用途などに応じて適宜変更することができる。
発光素子22の光の出射面である上面は、照明装置1の正面側に向けられており、主に、照明装置1の正面側に向けて光を出射する。
発光素子22の数、大きさ、配置などは、例示をしたものに限定されるわけではなく、照明装置1の大きさや用途などに応じて適宜変更することができる。
制御素子23は、第1の配線部24の上に設けられている。
制御素子23は、発光素子22に流れる電流を制御する。
発光素子22の順方向電圧特性には、ばらつきがあるので、アノード端子と、グランド端子と、の間の印加電圧を一定にすると、発光素子22の明るさ(光束、輝度、光度、照度)にばらつきが生じる。そのため、発光素子22の明るさが所定の範囲内に収まるように、制御素子23により、発光素子22に流れる電流の値が所定の範囲内となるようにしている。
制御素子23は、例えば、抵抗器とすることができる。制御素子23は、例えば、酸化ルテニウム(RuO2)を含む膜状の抵抗器とすることができる。酸化ルテニウムを含む膜状の抵抗器は、例えば、スクリーン印刷法および焼成法を用いて形成することができる。
後述するように、発光素子22に流れる電流の値は、制御素子23および第2の配線部34の少なくともいずれかの抵抗値を変化させることで制御することができる。
制御素子23の数、大きさ、配置などは、例示をしたものに限定されるわけではなく、発光素子22の数や仕様などに応じて適宜変更することができる。
制御素子23は、発光素子22に流れる電流を制御する。
発光素子22の順方向電圧特性には、ばらつきがあるので、アノード端子と、グランド端子と、の間の印加電圧を一定にすると、発光素子22の明るさ(光束、輝度、光度、照度)にばらつきが生じる。そのため、発光素子22の明るさが所定の範囲内に収まるように、制御素子23により、発光素子22に流れる電流の値が所定の範囲内となるようにしている。
制御素子23は、例えば、抵抗器とすることができる。制御素子23は、例えば、酸化ルテニウム(RuO2)を含む膜状の抵抗器とすることができる。酸化ルテニウムを含む膜状の抵抗器は、例えば、スクリーン印刷法および焼成法を用いて形成することができる。
後述するように、発光素子22に流れる電流の値は、制御素子23および第2の配線部34の少なくともいずれかの抵抗値を変化させることで制御することができる。
制御素子23の数、大きさ、配置などは、例示をしたものに限定されるわけではなく、発光素子22の数や仕様などに応じて適宜変更することができる。
配線25は、発光素子22の上面に設けられた図示しない電極と、第1の配線部24に設けられた配線パッド24cとを電気的に接続する。
配線25は、例えば、金を主成分とする線とすることができる。ただし、配線25の材料は、金を主成分とするものに限定されるわけではなく、例えば、銅を主成分とするものや、アルミニウムを主成分とするものなどであってもよい。
配線25は、例えば、金を主成分とする線とすることができる。ただし、配線25の材料は、金を主成分とするものに限定されるわけではなく、例えば、銅を主成分とするものや、アルミニウムを主成分とするものなどであってもよい。
配線25は、例えば、超音波溶着または熱溶着により、発光素子22の上面に設けられた図示しない電極と、第1の配線部24に設けられた配線パッド24cとに電気的に接続される。配線25は、例えば、ワイヤボンディング法を用いて、発光素子22の上面に設けられた図示しない電極と、第1の配線部24に設けられた配線パッド24cとに電気的に接続することができる。
包囲壁部材26は、複数の発光素子22を囲むようにして、基体21上に設けられている。包囲壁部材26は、例えば、環状形状を有し、中央部26aに複数の発光素子22が配置されるようになっている。
包囲壁部材26は、例えば、PBT(polybutylene terephthalate)やPC(polycarbonate)などの樹脂や、セラミックスなどから形成することができる。
包囲壁部材26は、例えば、PBT(polybutylene terephthalate)やPC(polycarbonate)などの樹脂や、セラミックスなどから形成することができる。
また、包囲壁部材26の材料を樹脂とする場合には、酸化チタンなどの粒子を混合して、発光素子22から出射した光に対する反射率を向上させるようにすることができる。
なお、酸化チタンの粒子に限定されるわけではなく、発光素子22から出射した光に対する反射率が高い材料からなる粒子を混合させるようにすればよい。
また、包囲壁部材26は、例えば、白色の樹脂から形成することもできる。
なお、酸化チタンの粒子に限定されるわけではなく、発光素子22から出射した光に対する反射率が高い材料からなる粒子を混合させるようにすればよい。
また、包囲壁部材26は、例えば、白色の樹脂から形成することもできる。
包囲壁部材26の中央部26a側の側壁面26bは斜面となっている。発光素子22から出射した光の一部は、包囲壁部材26の側壁面26bで反射されて、照明装置1の正面側に向けて出射される。
また、発光素子22から照明装置1の正面側に向けて出射された光の一部であって封止部27の上面(封止部27と外気との界面)で全反射した光は、包囲壁部材26の中央部26a側の側壁面26bで反射して、再び照明装置1の正面側に向けて出射される。
また、発光素子22から照明装置1の正面側に向けて出射された光の一部であって封止部27の上面(封止部27と外気との界面)で全反射した光は、包囲壁部材26の中央部26a側の側壁面26bで反射して、再び照明装置1の正面側に向けて出射される。
すなわち、包囲壁部材26は、リフレクタの機能を併せ持つものとすることができる。なお、包囲壁部材26の形態は、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
封止部27は、包囲壁部材26の中央部26aに設けられている。封止部27は、包囲壁部材26の内部を覆うように設けられている。すなわち、封止部27は、包囲壁部材26の内部に設けられ、発光素子22、配線25、および包囲壁部材26の中央部26aに配置された第1の配線部24を覆っている。
封止部27は、透光性を有する材料から形成されている。封止部27は、例えば、シリコーン樹脂などから形成することができる。
封止部27は、例えば、包囲壁部材26の中央部26aに樹脂を充填することで形成することができる。樹脂の充填は、例えば、ディスペンサなどの液体定量吐出装置を用いて行うことができる。
封止部27は、透光性を有する材料から形成されている。封止部27は、例えば、シリコーン樹脂などから形成することができる。
封止部27は、例えば、包囲壁部材26の中央部26aに樹脂を充填することで形成することができる。樹脂の充填は、例えば、ディスペンサなどの液体定量吐出装置を用いて行うことができる。
包囲壁部材26の中央部26aに樹脂を充填すれば、発光素子22、包囲壁部材26の中央部26aに配置された第1の配線部24、および配線25などに対する外部からの機械的な接触を抑制することができる。また、水分や硫黄を含むガスなどが、発光素子22、包囲壁部材26の中央部26aに配置された第1の配線部24、および配線25などに接触するのを抑制することができる。そのため、照明装置1に対する信頼性を向上させることができる。また、第1の配線部24に含まれる銀と硫黄とが反応するのを抑制することができる。
また、封止部27には、蛍光体を含めることができる。蛍光体は、例えば、YAG系蛍光体(イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体)とすることができる。
例えば、発光素子22が青色発光ダイオード、蛍光体がYAG系蛍光体である場合には、発光素子22から出射した青色の光によりYAG系蛍光体が励起され、YAG系蛍光体から黄色の蛍光が放射される。そして、青色の光と黄色の光が混ざり合うことで、白色の光が照明装置1から出射される。なお、蛍光体の種類や発光素子22の種類は例示をしたものに限定されるわけではなく、照明装置1の用途などに応じて所望の発光色が得られるように適宜変更することができる。
例えば、発光素子22が青色発光ダイオード、蛍光体がYAG系蛍光体である場合には、発光素子22から出射した青色の光によりYAG系蛍光体が励起され、YAG系蛍光体から黄色の蛍光が放射される。そして、青色の光と黄色の光が混ざり合うことで、白色の光が照明装置1から出射される。なお、蛍光体の種類や発光素子22の種類は例示をしたものに限定されるわけではなく、照明装置1の用途などに応じて所望の発光色が得られるように適宜変更することができる。
接合部28は、包囲壁部材26と、基体21とを接合する。
接合部28は、膜状を呈し、包囲壁部材26と、基体21と、の間に設けられている。 接合部28は、例えば、シリコーン系接着剤やエポキシ系接着剤を硬化させることで形成されたものとすることができる。
接合部28は、膜状を呈し、包囲壁部材26と、基体21と、の間に設けられている。 接合部28は、例えば、シリコーン系接着剤やエポキシ系接着剤を硬化させることで形成されたものとすることができる。
回路素子29は、半田部33およびコート部44を介して、第2の配線部34の上に設けられている。すなわち、回路素子29は、第2の配線部34の上に半田付けされている。
回路素子29は、逆方向電圧が発光素子22に印加されないようにするため、および、逆方向からのパルスノイズが発光素子22に印加されないようにするために設けられている。
回路素子29は、例えば、ダイオードとすることができる。回路素子29は、例えば、表面実装型のダイオードなどとすることができる。
なお、第2の配線部34、コート部44、および半田部33が設けられる領域に設けられる回路素子は、ダイオードに限定されるわけではなく、例えば、コンデンサ、抵抗器などであってもよい。
回路素子は、例えば、半田付けにより電気的に接続される素子とすることができる。
回路素子29は、逆方向電圧が発光素子22に印加されないようにするため、および、逆方向からのパルスノイズが発光素子22に印加されないようにするために設けられている。
回路素子29は、例えば、ダイオードとすることができる。回路素子29は、例えば、表面実装型のダイオードなどとすることができる。
なお、第2の配線部34、コート部44、および半田部33が設けられる領域に設けられる回路素子は、ダイオードに限定されるわけではなく、例えば、コンデンサ、抵抗器などであってもよい。
回路素子は、例えば、半田付けにより電気的に接続される素子とすることができる。
給電部30には、複数の給電端子31が設けられている。
複数の給電端子31は、収納部11およびフランジ部12の内部を延びている。複数の給電端子31の一方の端部は、収納部11の底面から突出し、半田部33およびコート部44を介して、第2の配線部34と電気的に接続されている。すなわち、複数の給電端子31は、第2の配線部34に半田付けされている。
複数の給電端子31の他方の端部は、本体部10の発光モジュール用基板2側とは反対側から露出している。
複数の給電端子31は、収納部11およびフランジ部12の内部を延びている。複数の給電端子31の一方の端部は、収納部11の底面から突出し、半田部33およびコート部44を介して、第2の配線部34と電気的に接続されている。すなわち、複数の給電端子31は、第2の配線部34に半田付けされている。
複数の給電端子31の他方の端部は、本体部10の発光モジュール用基板2側とは反対側から露出している。
なお、給電端子31の数、配置、形態などは例示をしたものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。
また、給電部30は、図示しない基板、コンデンサ、抵抗器などを備えたものとすることもできる。なお、図示しない基板などは、例えば、収納部11またはフランジ部12の内部に設けることができる。
また、給電部30は、図示しない基板、コンデンサ、抵抗器などを備えたものとすることもできる。なお、図示しない基板などは、例えば、収納部11またはフランジ部12の内部に設けることができる。
ソケット40は、本体部10から露出している複数の給電端子31の端部に嵌め合わされる。
ソケット40には、図示しない電源などが電気的に接続されている。
そのため、ソケット40を給電端子31の端部に嵌め合わせることで、図示しない電源などと、発光素子22とが電気的に接続される。
ソケット40は、例えば、接着剤などを用いて本体部10側の要素に接合することができる。
ソケット40には、図示しない電源などが電気的に接続されている。
そのため、ソケット40を給電端子31の端部に嵌め合わせることで、図示しない電源などと、発光素子22とが電気的に接続される。
ソケット40は、例えば、接着剤などを用いて本体部10側の要素に接合することができる。
次に、第2の配線部34、コート部44、および半田部33についてさらに説明する。 図4は、第2の配線部34、コート部44、および半田部33を例示するための模式断面図である。なお、図4は、図3におけるA−A線断面図である。
図4に示すように、第2の配線部34は基体21の表面に設けられている。
第2の配線部34の一方の端部は、被覆部51の内部において第1の配線部24と電気的に接続されている。そのため、第1の配線部24と第2の配線部34とにより、基体21の表面に配線パターンが形成される。
第1の配線部24および第2の配線部34は、例えば、スクリーン印刷法を用いて形成することができる。
図4に示すように、第2の配線部34は基体21の表面に設けられている。
第2の配線部34の一方の端部は、被覆部51の内部において第1の配線部24と電気的に接続されている。そのため、第1の配線部24と第2の配線部34とにより、基体21の表面に配線パターンが形成される。
第1の配線部24および第2の配線部34は、例えば、スクリーン印刷法を用いて形成することができる。
第2の配線部34の他方の端部側は、被覆部51から露出している。
第2の配線部34は、導電性を有し、硫黄と反応し難い材料から形成されている。
第2の配線部34は、例えば、酸化ルテニウム、六硼化ランタン(LaB6)、銅ニッケル合金(CuNi2)などから形成することができる。
この場合、第2の配線部34は、比抵抗が1×10−5Ω・m以下の抵抗体とすることができる。 第2の配線部34は、硫黄と反応し難い材料から形成されているので、硫黄を含むガスが第2の配線部34に接触したとしても、硫化物が生成されるのを抑制することができる。 そのため、発光素子22が不灯となったり、明るさが低下したりするのを抑制することができる。その結果、照明装置1が硫黄を含むガスが多い環境において使用される場合であっても、信頼性の向上を図ることができる。
第2の配線部34は、導電性を有し、硫黄と反応し難い材料から形成されている。
第2の配線部34は、例えば、酸化ルテニウム、六硼化ランタン(LaB6)、銅ニッケル合金(CuNi2)などから形成することができる。
この場合、第2の配線部34は、比抵抗が1×10−5Ω・m以下の抵抗体とすることができる。 第2の配線部34は、硫黄と反応し難い材料から形成されているので、硫黄を含むガスが第2の配線部34に接触したとしても、硫化物が生成されるのを抑制することができる。 そのため、発光素子22が不灯となったり、明るさが低下したりするのを抑制することができる。その結果、照明装置1が硫黄を含むガスが多い環境において使用される場合であっても、信頼性の向上を図ることができる。
コート部44は、第2の配線部34の被覆部51から露出する部分を覆っている。コート部44は、半田の濡れ性を向上させるために設けられている。コート部44は、必ずしも必要ではなく、必要に応じて設けることができる。
コート部44は、例えば、ニッケル(Ni)を含む膜と、金(Au)を含む膜とを少なくとも有する積層膜とすることができる。
コート部44は、例えば、ニッケルを含む膜と金を含む膜がこの順で積層された積層膜、ニッケルを含む膜とパラジウム(Pd)を含む膜と金を含む膜がこの順で積層された積層膜などとすることができる。
コート部44は、例えば、無電解めっき法を用いて、第2の配線部34の被覆部51から露出する部分を覆うように形成することができる。
コート部44は、例えば、ニッケル(Ni)を含む膜と、金(Au)を含む膜とを少なくとも有する積層膜とすることができる。
コート部44は、例えば、ニッケルを含む膜と金を含む膜がこの順で積層された積層膜、ニッケルを含む膜とパラジウム(Pd)を含む膜と金を含む膜がこの順で積層された積層膜などとすることができる。
コート部44は、例えば、無電解めっき法を用いて、第2の配線部34の被覆部51から露出する部分を覆うように形成することができる。
半田部33は、コート部44の上に設けられている。前述したように、第2の配線部34には、回路素子29や給電端子31が半田付けされる。半田部33は、半田が硬化することで形成されたものとすることができる。
ここで、第2の配線部34を酸化ルテニウム、六硼化ランタン、銅ニッケル合金などから形成すると、第2の配線部34は抵抗器の機能をも有するものとなる。
また、前述したように、発光モジュール20には制御素子23(抵抗器)が設けられている。
そのため、発光素子22に流れる電流の値が所定の範囲内となるように、制御素子23および第2の配線部34の少なくともいずれかの抵抗値を変化させる。
そのため、発光素子22に流れる電流の値が所定の範囲内となるように、制御素子23および第2の配線部34の少なくともいずれかの抵抗値を変化させる。
例えば、制御素子23および第2の配線部34の少なくともいずれかの一部を除去して図示しない除去部を形成することで、抵抗値を変化させることができる。この場合、制御素子23および第2の配線部34の少なくともいずれかの一部を除去すれば、抵抗値は増加することになる。
制御素子23および第2の配線部34の少なくともいずれかの一部の除去は、例えば、レーザ光を制御素子23および第2の配線部34の少なくともいずれかに照射することで行うことができる。
制御素子23および第2の配線部34の少なくともいずれかの一部の除去は、例えば、レーザ光を制御素子23および第2の配線部34の少なくともいずれかに照射することで行うことができる。
第2の配線部34が抵抗器の機能を有するものとすれば、制御素子23の小型化や、制御素子23の数の削減を図ることができる。そのため、発光モジュール20の小型化、ひいては照明装置1の小型化を図ることができる。
制御素子23および第2の配線部34は、同じ材料から形成することもできるし、異なる材料から形成することもできる。
制御素子23および第2の配線部34を同じ材料から形成する場合には、スクリーン印刷法などを用いて制御素子23および第2の配線部34を同時に形成することができる。このようにすれば、製造工程の簡素化や生産コストの低減を図ることができる。
制御素子23および第2の配線部34を同じ材料から形成する場合には、スクリーン印刷法などを用いて制御素子23および第2の配線部34を同時に形成することができる。このようにすれば、製造工程の簡素化や生産コストの低減を図ることができる。
また、第1の配線部24を酸化ルテニウム、六硼化ランタン、銅ニッケル合金などの硫黄と反応し難い材料から形成し、第1の配線部24と第2の配線部34を一体化することもできる。
すなわち、基体21の表面に形成される配線部を酸化ルテニウム、六硼化ランタン、銅ニッケル合金などの硫黄と反応し難い材料から形成することもできる。
この場合、被覆部51は、硫黄と反応し難い材料を含む配線部を覆うようにすることができる。
コート部44は、配線部の被覆部51から露出した部分を覆うようにすることができる。
また、発光素子22および回路素子29は、配線部の被覆部51から露出した部分と電気的に接続されるようにすることができる。
この場合、回路素子29は、コート部44に半田付けされているようにすることができる。
この様にすれば、発光モジュール20の構成の簡素化や製造工程の簡素化などを図ることができる。
ただし、第1の配線部24を抵抗値が低い銀を含む材料から形成し、第2の配線部34を硫黄と反応し難い材料から形成すれば、第1の配線部24が設けられる領域の小型化を図ることができる。そのため、発光モジュール20の小型化、ひいては照明装置1の小型化を図ることができる。
すなわち、基体21の表面に形成される配線部を酸化ルテニウム、六硼化ランタン、銅ニッケル合金などの硫黄と反応し難い材料から形成することもできる。
この場合、被覆部51は、硫黄と反応し難い材料を含む配線部を覆うようにすることができる。
コート部44は、配線部の被覆部51から露出した部分を覆うようにすることができる。
また、発光素子22および回路素子29は、配線部の被覆部51から露出した部分と電気的に接続されるようにすることができる。
この場合、回路素子29は、コート部44に半田付けされているようにすることができる。
この様にすれば、発光モジュール20の構成の簡素化や製造工程の簡素化などを図ることができる。
ただし、第1の配線部24を抵抗値が低い銀を含む材料から形成し、第2の配線部34を硫黄と反応し難い材料から形成すれば、第1の配線部24が設けられる領域の小型化を図ることができる。そのため、発光モジュール20の小型化、ひいては照明装置1の小型化を図ることができる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
1 照明装置、2 発光モジュール用基板、10 本体部、11 収納部、12 フランジ部、13 フィン、20 発光モジュール、21 基体、22 発光素子、23 制御素子、24 第1の配線部、27 封止部、29 回路素子、30 給電部、31 給電端子、33 半田部、34 第2の配線部、40 ソケット、44 コート部、51 被覆部
Claims (12)
- 板状を呈する基体と;
前記基体の表面に設けられ、銀を含む第1の配線部と;
前記第1の配線部を覆う被覆部と;
一方の端部が、前記被覆部の内部において前記第1の配線部と電気的に接続され、他方の端部側が、前記被覆部から露出し、導電性を有し、硫黄と反応し難い材料を含む第2の配線部と;
を具備した発光モジュール用基板。 - 前記第2の配線部の前記被覆部から露出した部分を覆い、少なくともニッケルを含む膜と金を含む膜とを有するコート部をさらに具備した請求項1記載の発光モジュール用基板。
- 前記硫黄と反応し難い材料は、酸化ルテニウム、六硼化ランタン、および銅ニッケル合金からなる群より選ばれた少なくとも1種を含む請求項1または2に記載の発光モジュール用基板。
- 請求項1〜3のいずれか1つに記載の発光モジュール用基板と;
前記発光モジュール用基板に設けられた第1の配線部と電気的に接続された発光素子と;
前記発光モジュール用基板に設けられた第2の配線部と電気的に接続された回路素子と;
を具備した発光モジュール。 - 前記回路素子は、前記発光モジュール用基板に設けられたコート部に半田付けされている請求項4記載の発光モジュール。
- 請求項4または5に記載の発光モジュールと;
前記発光モジュールに設けられた第2の配線部と電気的に接続された給電端子と;
前記給電端子と嵌め合わされるソケットと;
を具備した照明装置。 - 板状を呈する基体と;
前記基体の表面に設けられ、導電性を有し、硫黄と反応し難い材料を含む配線部と;
前記配線部を覆う被覆部と;
を具備した発光モジュール用基板。 - 前記配線部の前記被覆部から露出した部分を覆い、少なくともニッケルを含む膜と金を含む膜とを有するコート部をさらに具備した請求項7記載の発光モジュール用基板。
- 前記硫黄と反応し難い材料は、酸化ルテニウム、六硼化ランタン、および銅ニッケル合金からなる群より選ばれた少なくとも1種を含む請求項7または8に記載の発光モジュール用基板。
- 請求項7〜9のいずれか1つに記載の発光モジュール用基板と;
前記発光モジュール用基板に設けられた配線部と電気的に接続された発光素子と;
前記配線部と電気的に接続された回路素子と;
を具備した発光モジュール。 - 前記回路素子は、前記発光モジュール用基板に設けられたコート部に半田付けされている請求項10記載の発光モジュール。
- 請求項10または11に記載の発光モジュールと;
前記発光モジュールに設けられた配線部と電気的に接続された給電端子と;
前記給電端子と嵌め合わされるソケットと;
を具備した照明装置。
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