JP4798632B2 - ソケット型ｌｅｄ装置 - Google Patents

Description

本発明はＬＥＤモジュールを結合するソケット型ＬＥＤ装置に関し、特に例えばプラスチック・リード・チップ・キャリア（Ｐｌａｓｔｉｃ Ｌｅａｄｅｄ Ｃｈｉｐ Ｃａｒｒｉｅｒ、ＰＬＣＣ）ソケットといった放熱機構を結合したソケット型ＬＥＤ装置に関する。

従来の電子素子の大部分ははんだ付けの方式で配線基板と接合する必要がある。はんだの温度は約３５０度ないし３８０度の間であるため、このような高温の作業においては、電子素子においては、不適切な作業および発生した高温によって素子の破損を引き起こしてしまう可能性がある。また一方では、電子素子を交換するためにはんだ除去作業を行う際にも同じ問題があるうえ、素子交換の不便さにより製品のコストを効果的に削減することが難しくなる。

また、電子素子の電力が増大するにつれ、これに伴って単位面積当たりに生じる熱も急激に増加している。従来のハイパワーＬＥＤを例に取り説明すると、ＬＥＤは反応速度が速く、体積が小さく、消費電力が小さく、発熱が少なく、使用寿命が長いなどの長所を備えていることから、従来の照明用ランプに徐々に取って代わっており、その単位面積上で生じる温度は動作の時間と正比例する対応関係を備えており、加えてハイパワーＬＥＤの大部分は長時間の照明器具に用いられている。もしモジュール全体の放熱機構に不良があれば、長い動作時間にて生じる高熱によりＬＥＤチップが使用不可能となってしまう可能性がある。よってモジュールの放熱機構もまた重要な研究・開発の課題である。

したがって、作業によって発生する高温による素子への影響を回避する機能を有するとともに、その放熱機構により優れた放熱効果を達成するための、従来のはんだ付け接合の方式に取って代わるべく優れた放熱機構を備えた配線接合方式を如何に開発するかということになる。

本発明の目的は、従来のはんだ付け接合方式に比べて、ＬＥＤチップのはんだ付け工程における熱による損傷、およびはんだ除去工程における高温に起因する周辺素子の損傷の問題を解決可能な、ＬＥＤモジュールに結合するソケット型ＬＥＤ装置を提供するところにある。

本発明の他の目的は、ＬＥＤ装置に適用され、放熱効果を高めることができる、放熱機構を結合したＰＬＣＣソケットを提供するところにある。

本発明の上記目的によれば、第１の本体部と、第２の本体部と、導電手段と、放熱手段と、ＬＥＤモジュールとを備えたソケット型ＬＥＤ装置を提供するものである。第１の本体部および第２の本体部はプラスチックまたはセラミックスなどの絶縁性材質により製作されている。第１の本体部は、結合面と、結合面に背面対向して設けられた第１の接続面とを備えている。第２の本体部は第１の本体部に挿抜可能に設けられるとともに、第１の接続面に対応する第２の接続面を備えている。放熱手段は第１の本体部と第２の本体部との間に設けられ、一体成型した熱伝導体または第１の接続面および第２の接続面上にそれぞれ設けられた第１の熱伝導体および第２の熱伝導体である。導電手段は第１の接続面および第２の接続面上にそれぞれ設けられ、対応して嵌合する二つの導電性ピンと二つの導電性ソケットとを備えている。

放熱型ＰＬＣＣソケットに接合されるＬＥＤモジュールは、熱伝導性基体と導電部とを備えており、熱伝導性基体は放熱手段の熱伝導体に密着し、そして導電部は導電手段の導電性ピンに電気的に接続されることにより、ＬＥＤモジュール中の素子を電気的に駆動する。

（１）結合面と、前記結合面に背面対向して設けられた第１の接続面とを有する第１の本体部と、
前記第１の本体部に挿抜可能に設けられるとともに、前記第１の接続面に対応する第２の接続面を有する第２の本体部と、
前記第１の接続面および前記第２の接続面上に設けられた導電手段と、
前記第１の本体部と前記第２の本体部との間に設けられた放熱手段と、
前記結合面上に設けられるとともに、前記放熱手段に密着する熱伝導性基体と、前記導電手段組に電気的に接続される導電部とを有するＬＥＤモジュールと、
を備えたことを特徴とするソケット型ＬＥＤ装置。

（２）前記導電手段組が、対応して嵌合する二つの導電性ピンと二つの導電性ソケットとを備えたことを特徴とする（１）に記載のソケット型ＬＥＤ装置。

（３）前記放熱手段が、前記第１の接続面および前記第２の接続面上にそれぞれ設けられた第１の熱伝導体と第２の熱伝導体とを更に備えたことを特徴とする（１）に記載のソケット型ＬＥＤ装置。

（４）前記第１の熱伝導体と前記第２の熱伝導体との間に塗布された熱伝導性ペーストを更に含むことを特徴とする（３）に記載のソケット型ＬＥＤ装置。

（５）前記第１の本体部および前記第２の本体部がプラスチックまたはセラミックスであることを特徴とする（１）に記載のソケット型ＬＥＤ装置。

（６）前記放熱手段が金属またはセラミックスであることを特徴とする（１）に記載のソケット型ＬＥＤ装置。

（７）前記熱伝導性基体が前記放熱手段の第１の熱伝導体に密着していることを特徴とする（６）に記載のソケット型ＬＥＤ装置。

熱伝導性基体を有するＬＥＤモジュールを、放熱手段の熱伝導体を備えた放熱型ＰＬＣＣソケットに接合することにより、熱伝導性基体上におけるＬＥＤ素子に生じた熱を互いに密着させた放熱手段の熱伝導体に伝導し、放熱機構によって熱エネルギーを逓減するように消耗させることができる。熱伝導体の接合部位には、放熱効果を高めるために、熱伝導性ペーストを更に塗布することができる。放熱手段は金属またはセラミックスとすることができる。ＬＥＤモジュールの導電部に電気的に接続される導電性ピンは絶縁した第１の本体部上に設けられるとともに、第１の熱伝導体の両側に配設されて、熱伝導経路領域と隔絶することにより、熱電分離の効果を達成することができる。

したがって、本発明のソケット型ＬＥＤ装置は下記の効果を備えるものである。

１．本発明のソケット型ＬＥＤ装置では熱電分離の構造およびカスケード状の熱伝導経路により放熱効果を強化している。
２．本発明の放熱型ＰＬＣＣソケットがＬＥＤモジュールに結合されて応用されるとき、従来のはんだ付け装置を介してはんだ付けする電気的接合方法に取って代わって、ＬＥＤチップのはんだ付け工程における熱を受けて損傷する問題を解決できる。
３．本発明の放熱型ＰＬＣＣソケットがＬＥＤモジュールに結合されて応用されるとき、従来のはんだ付けの電気的接合方法に取って代わって、ＬＥＤ交換の際のはんだ除去の温度に起因して周辺素子が損傷する問題を解決でき、また交換が便利となる効果も達成することができる。
本発明の上記およびその他目的、特徴、長所および実施例をより明確に理解できるよう、添付の図面の詳細な説明を下記のとおり行う。

図１を参照する。図１は本発明の一実施例における放熱型ＰＬＣＣソケットの側面構造概略図である。本実施例における放熱型ＰＬＣＣソケットは、第１の本体部１００と、第２の本体部２００と、導電手段３００と、放熱手段６００とを備えている。

第１の本体部１００はプラスチックまたはセラミックスなどの絶縁性材質により製作されているとともに、第１の接続面１１０を備えている。第２の本体部２００は同様にプラスチックまたはセラミックスなどの絶縁性材質により製作され、かつ前記第１の本体部１００上に挿抜可能に設けられ、第１の接続面１１０に対応する第２の接続面２１０を備えている。放熱手段６００は第１の本体部１００と第２の本体部２００との間に設けられており、このうち放熱手段６００は一体成型した熱伝導体または本実施例に示すような第１の熱伝導体６１０および第２の熱伝導体６２０とすることができる。導電手段３００は第１の接続面１１０および第２の接続面２１０上に設けられている。本実施例において、導電手段３００は第１の接続面１１０および第２の接続面２１０上にそれぞれ設けられ、対応して嵌合する複数の導電性ピン３１０と複数の導電性ソケット３６０とを備えている。

嵌合された第１の熱伝導体６１０および第２の熱伝導体６２０は直接密着した状態となり、接合部位には、間接的に接合した状態で放熱効果を高めるための熱伝導性ペースト６３０を更に塗布することができる。第１の熱伝導体６１０および第２の熱伝導体６２０は金属またはセラミックス材質である。

図２および図３を参照する。図２は本発明の一実施例におけるソケット型ＬＥＤ装置の側面構造概略図である。図３は図２におけるソケット型ＬＥＤ装置の立体分解図である。本実施例におけるソケット型ＬＥＤ装置は、前記ＰＬＣＣソケットとＬＥＤモジュール４００とを備えており、このうちＬＥＤモジュール４００は放熱型ＰＬＣＣソケットの第１の本体部１００上に配設されている。ＬＥＤモジュール４００の型式は異なるソケット形状に応じて調整変更が可能である。

第１の本体部１００はＬＥＤモジュール４００に結合する結合面１２０を更に備え、かつ結合面１２０上には凹部１２５が設けられている。ＬＥＤモジュール４００は熱伝導性基体４１０と導電部４２０とを備えており、このうち熱伝導性基体４１０は第１の熱伝導体６１０に密接するように凹部１２５に嵌入しており、そして導電部４２０は導電手段３００の導電性ピン３１０に電気的に接続されることで、ＬＥＤモジュール４００中の素子を電気的に駆動する。熱伝導性基体４１０を有するＬＥＤモジュール４００に、第１の熱伝導体６１０および第２の熱伝導体６２０を有する放熱型ＰＬＣＣソケットを接合することにより、熱伝導性基体４１０上におけるＬＥＤ素子に生じた熱エネルギーを互いに密接させた第１の熱伝導体６１０に伝達するとともに、更に第１の熱伝導体６１０に直接または間接的に密着している第２の熱伝導体６２０上に伝達して、カスケード状の放熱機構により熱エネルギーを逓減するように消耗させることができる。また、ＬＥＤモジュール４００の導電部４２０に電気的に接続される導電性ピン３１０は絶縁した第１の本体部１００上に設けられるととも第１の熱伝導体６１０の両側に配設されて、熱伝導経路領域と隔絶することにより、熱電分離の効果を達成することができる。

図４を参照する。図４はソケット型ＬＥＤ装置を照明用ランプ５００に応用した概略図である。本発明の実施例におけるソケット型ＬＥＤ装置を応用した照明用ランプ５００においては、ＬＥＤモジュール４００が損傷した場合、導電性ピン３１０を有する第１の本体部１００に結合されるＬＥＤモジュール４００を直接挿抜する操作により部品を交換することができる。従来におけるはんだ除去により交換の目的を達成する方法に比べて、はんだ付けの高温に起因して部品・素子が破損するという問題を低減することができる。

上記から理解できるように、本発明における放熱型ＰＬＣＣソケットは下記のような効果および長所を備えている。

１．本発明のソケット型ＬＥＤ装置では熱電分離の構造およびカスケード状の熱伝導経路（熱伝導性基体４１０、第１の熱伝導体６１０および第２の熱伝導体６２０）により放熱効果を強化している。
２．本発明の放熱型ＰＬＣＣソケットがＬＥＤモジュール４００に結合されて応用されるとき、従来のはんだ付け装置を介してはんだ付けする電気的接合方法に取って代わって、ＬＥＤチップのはんだ付け工程における熱を受けて損傷する問題を解決できる。
３．本発明の放熱型ＰＬＣＣソケットがＬＥＤモジュール４００に結合されて応用されるとき、従来のはんだ付けの電気的接合方法に取って代わって、ＬＥＤ交換の際のはんだ除去の温度に起因して周辺素子が損傷する問題を解決でき、また交換が便利となる効果も達成することができる。

確かに本発明ではいくつかの実施例を上記のように開示したが、これは本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば、本発明の主旨および範囲を逸脱することなく、各種の変更および修正を行うことができるので、本発明の保護範囲は別紙の特許請求の範囲による限定を基準と見なす。

本発明の一実施例における放熱型ＰＬＣＣソケットの側面構造概略図である 本発明の一実施例におけるソケット型ＬＥＤ装置の側面構造概略図である。 図２におけるソケット型ＬＥＤ装置の立体分解図である。 ソケット型ＬＥＤ装置を照明用ランプに応用した概略図である

符号の説明

１００…第１の本体部
１１０…第１の接続面
１２０…結合面
１２５…凹部
２００…第２の本体部
２１０…第２の接続面
３００…導電手段
３１０…導電性ピン
３６０…導電性ソケット
４００…ＬＥＤモジュール
４１０…熱伝導性基体
４２０…導電部
５００…照明用ランプ
６００…放熱手段
６１０…第１の熱伝導体
６２０…第２の熱伝導体
６３０…熱伝導性ペースト

Claims (5)

1. 結合面と、前記結合面に背面対向して設けられた第１の接続面とを有する第１の本体部と、
   前記第１の本体部に挿抜可能に設けられるとともに、前記第１の接続面に対応する第２の接続面を有する第２の本体部と、
   前記第１の接続面および前記第２の接続面上に設けられた導電手段組と、
   前記第１の本体部における第１の接続面上に設けられた第１の熱伝導体、および前記第２の本体部における前記第２の接続面上に設けられた第２の熱伝導体を備えた放熱手段と、
   前記第１の本体部の結合面上に設けられるとともに、前記第１の熱伝導体に密着する熱伝導性基体と、前記導電手段組に電気的に接続される導電部とを有するＬＥＤモジュールと、
   を備え
   前記第１の本体部および前記第２の本体部がプラスチックまたはセラミックスなどの絶縁性材質により製作されたことを特徴とするソケット型ＬＥＤ装置。
2. 前記導電手段組が、対応して嵌合する二つの導電性ピンと二つの導電性ソケットと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のソケット型ＬＥＤ装置。
3. 前記第１の熱伝導体と前記第２の熱伝導体との間に塗布された熱伝導性ペーストを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のソケット型ＬＥＤ装置。
4. 前記放熱手段が金属またはセラミックスであることを特徴とする請求項１に記載のソケット型ＬＥＤ装置。
5. 前記熱伝導性基体が前記放熱手段の第１の熱伝導体に密着していることを特徴とする請求項４に記載のソケット型ＬＥＤ装置。

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