JP4937241B2

JP4937241B2 - Ｌｅｄ光源及びその製造方法

Info

Publication number: JP4937241B2
Application number: JP2008317213A
Authority: JP
Inventors: 芳照宮脇
Original assignee: Sanyu Rec Co Ltd
Current assignee: Sanyu Rec Co Ltd
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2028-12-12
Also published as: JP2010141200A

Description

本発明は、ＬＥＤ光源及びその製造方法に関する。

ＬＥＤ光源は、省電力化や高寿命化の観点から、照明器具や光学機器などに広く利用されつつある。従来のＬＥＤ光源として、例えば特許文献１に開示されたＬＥＤモジュールが知られている。このＬＥＤモジュールは、円筒状の実装基板の表面に複数のチップ型ＬＥＤ素子が実装されており、各ＬＥＤ素子は、配線パターンを介して口金に接続されている。実装基板は筒状のレンズユニットに挿入されており、レンズユニットは、各ＬＥＤ素子に対応する位置にレンズを有している。
特開２００４−２９６２４９号公報

ところが、特許文献１に開示されたＬＥＤ光源は、円筒状の実装基板にＬＥＤ素子を実装する必要があるため実装が困難であり、多数のＬＥＤ素子を使用する場合には、製造が繁雑であるという問題があった。特許文献１には、実装基板として、中心軸の周囲に複数の帯状基板が配置された構成も開示されているが、構成が複雑なものとなり、やはり製造上の問題を有していた。

そこで、本発明は、製造が容易であり簡易な構成で広範囲に照射可能なＬＥＤ光源及びその製造方法の提供を目的とする。

本発明の前記目的は、回路パターンが形成された実装領域に１又は複数のＬＥＤチップが実装され、前記ＬＥＤチップが透光性樹脂により封止された実装基板を複数備え、可撓性を有するシート体に前記各実装基板が間隔をあけて整列配置されており、整列方向に隣接する前記実装基板間で、前記ＬＥＤチップが外側となるように前記シート体を折り曲げ可能に構成されたＬＥＤ光源により達成される。

このＬＥＤ光源において、前記シート体には回路パターンを形成することができ、前記実装基板同士が前記シート体の回路パターンを介して導通接続されるように構成することができる。

また、前記実装基板は、整列方向と直交する方向に間隔をあけて分割することができ、前記シート体を前記実装基板の分割部で折り曲げて構成することができる。

また、本発明の前記目的は、回路パターンが形成された実装領域がスリット状開口部により区分けされた集合基板と可撓性のシート体とが積層されており、前記実装領域には透光性樹脂により封止されたＬＥＤチップが複数実装されている積層体を形成するステップと、前記積層体における前記スリット状開口部の長手方向両側を切り離すことにより前記集合基板を分割し、前記シート体上に間隔をあけて配置された複数の実装基板を形成するステップとを備えるＬＥＤ光源の製造方法により達成される。

本発明によれば、製造が容易であり簡易な構成で広範囲に照射可能なＬＥＤ光源及びその製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１及び図２は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ光源の製造方法を説明するための工程図であり、図１は平面図、図２は側面図である。なお、図２（ａ）から（ｅ）は、それぞれ図１（ａ）から（ｅ）に対応している。

まず、図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように、矩形平板状のベース基材１０の表面実装領域に、後工程で搭載されるＬＥＤチップへの通電を行うための回路パターン１２を形成する。ベース基材１０は、例えば、エポキシ樹脂がガラス繊維に含浸されたガラスエポキシ基板（ＦＲ−０４またはＣＥＭ−０３）に対して、片面または両面に銅箔を形成した銅張り積層板を使用することができ、厚みが０．５〜２ｍｍ程度のものが好ましい。ベース基材１０としては、その他に、アルミ基材やセラミック基材を使用することもできる。

回路パターン１２は、銅箔のエッチング処理により形成することができ、銅箔がベース基材１０の両面に形成されている場合には、ベース基材１０に貫通孔を形成して表裏面の導通を図ることができる。形成された回路パターン１２の表面は、金などの貴金属によりめっき処理が施される。ベース基材１０は、ルーターカットや金型などにより適当な大きさにカットすることができる。

ついで、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示すように、回路パターン１２が形成された実装領域を複数に区分けするように、ベース基材１０にスリット状開口部１４を形成すると共に、各スリット状開口部１４の長手方向両端部をそれぞれ通過するように、ベース基材１０の表裏両面にＶカット１６を形成する。スリット状開口部１４は、ベース基材１０の一辺に沿って、両側部を僅かに残すようにほぼ全体にわたって形成されており、開口幅は、例えば、0.5〜10 mm程度である。スリット状開口部１４の数は特に限定されるものでなく、単一であってもよいが、本実施形態のように複数のスリット状開口部１４を形成する場合には、分割された実装領域が整列状態となるように互いに平行であることが好ましい。また、Ｖカット１６は、後工程における実装領域の分割を容易にするためのものであるが、本製造工程において必須ではない。

次に、図１（ｃ）及び図２（ｃ）に示すように、ベース基材１０の回路パターン１２とは反対の裏面側を、可撓性を有するシート体２０に貼着する。シート体２０は、例えば、ポリイミド、アルミニウム、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）などの材料から形成することができ、厚みが0.1〜1 mm程度（より好ましくは、0.2〜0.5 mm程度）の薄膜状のものを好ましく用いることができる。本実施形態においては、ポリイミドフィルムに銅箔を積層してシート体２０を構成しており、銅箔をエッチングすることにより、シート体２０に回路パターンが形成される。

ベース基材１０とシート体２０とを貼着する方法は、特に限定されるものではなく、例えば熱圧着することも可能であるが、本実施形態のようにシート体２０に回路パターンを形成する場合には、ベース基材１０とシート体２０との間で回路パターン同士の確実な導通を図ることができるように、異方性導電接着剤、異方性導電フィルム、銀ペースト等の導電性接着剤、半田ペーストなどの導電性材料を用いて貼着することが好ましい。半田ペーストのように導電性材料を溶融加熱してベース基材１０とシート体２０とを貼着する場合、ベース基材１０またはシート体２０の回路パターンにチップ抵抗などの電子部品をこの段階で半田付けすることにより、リフロー炉において、ベース基材１０及びシート体２０の貼着と電子部品の実装とを同時に行うことができ、作業効率を高めることができる。

この後、図１（ｄ）及び図２（ｄ）に示すように、ベース基材１０の実装領域に複数のＬＥＤチップ３０及びボンディングワイヤ３２を実装した後、液状の透光性樹脂を滴下して硬化させることにより、ＬＥＤチップ３０及びボンディングワイヤ３２を透光性樹脂３４で封止する。透光性樹脂３４は、表面張力により凸レンズ状となり、ＬＥＤチップ３０の保護と共に光学特性を向上させることができる。こうして、複数のＬＥＤチップ３０が実装された集合基板２とシート体２０との積層体４が得られる。なお、図１（ｄ）においては、回路パターンは図示を省略している。

そして、積層体４におけるスリット状開口部１４の長手方向両側を、この長手方向と直交する方向に延びるＶカット１６，１６で折り曲げて切り離す。これにより、集合基板２は、図１（ｅ）及び図２（ｅ）に示すように、スリット状開口部１４の幅に相当する間隔をあけて複数の実装基板６に分割され、各実装基板６がシート体２０上に整列配置されたＬＥＤ光源１が得られる。集光基板２の切り離し線の位置は、複数の実装基板６が確実に分割される位置であればよく、本実施形態のＶカット１６よりも内側であってもよい。各実装基板６には、１又は複数のＬＥＤチップ３０が実装される。

本実施形態のＬＥＤ光源１によれば、可撓性を有するシート体２０に、複数の実装基板６が間隔をあけて整列配置されているため、図３に示すように、整列方向に隣接する実装基板６，６間でシート体２０を折り曲げることにより、各実装基板６のＬＥＤチップ３０から異なる方向に光照射することができる。したがって、配光特性を向上させて、広範囲に照射することができる。

ＬＥＤ光源１における長手方向の一端または両端には、折り曲げられた状態で各実装基板６の端部が嵌入する溝部を有するエンドキャップを設けてもよく、これによって、各実装基板６の折り曲げ角度を所望の値に維持することができる。

各実装基板６に実装されたＬＥＤチップ３０には、実装基板６の表面に形成した回路パターン１２により通電される。実装基板６に複数のＬＥＤチップ３０が存在する場合には、これらを直列または並列に接続することで、実装基板６毎に通電することができる。また、本実施形態のように、シート体２０に回路パターンを形成し、各実装基板６の回路パターン１２との導通が行われる場合には、複数の実装基板６を導通接続することができ、口金などの導通端子を介して、複数の実装基板６におけるそれぞれのＬＥＤチップ３０に通電することができる。

各実装基板６の折り曲げ状態は、目的や形状に応じて決定すればよく、特に限定されるものではない。例えば、図３に示すように半筒状に折り曲げたり、図４に示すように多角筒状に折り曲げて、両端をピン端子付きのエンドキャップで覆うことにより、直管蛍光灯型に構成することができる。

或いは、シート体２０に間隔をあけて整列配置された各実装基板６を、図５に示すように、整列方向と直交する長手方向に間隔をあけて分割することにより、筒状に形成したＬＥＤ光源１の両端側を、分割部６ａで先細となるように折り曲げて、多面体形状にすることができる。このような構成を有するＬＥＤ光源１は、図１（ｄ）に示す集合基板２とシート体２０との積層体４において、図６に示すように、スリット状開口部１４の長手方向両側を、端部に向けてテーパ状に拡がるように形成すると共に、このスリット状開口部１４と直交するように同じくスリット状の補助開口部４２を形成し、周囲を枠体４４で支持するように集合基板４０を構成することで、この集合基板４０とシート体２０とからなる積層体４１が得られる。この積層体４１は、外縁の各辺に沿ってそれぞれ形成された４つのＶカット４６で枠体４４を切り離すことにより、スリット状開口部１４及び補助開口部４２で折り曲げ可能な状態になるので、スリット状開口部１４でシート体２０を筒状に折り曲げた後、補助開口部４２で両端が先細になるようにシート体２０を更に折り曲げることで、図６に示すＬＥＤ光源１が得られる。なお、補助開口部４２で折り曲げる際に、スリット状開口部１４の両端部に生じるシート体２０の余剰分は、ＬＥＤ光源１の内方へと折り込むことで、外観を良好に維持することができる。図６に示すＬＥＤ光源１は、一方端に口金４８が設けられる一方、他方端がエンドキャップ５０に覆われており、例えば、ＬＥＤ電球として使用することができる。

本発明の一実施形態に係るＬＥＤ光源の製造方法を説明するための工程平面図である。図１に対応する工程側面図である。本発明の一実施形態に係るＬＥＤ光源の端面図である。本発明の他の実施形態に係るＬＥＤ光源の端面図である。本発明の更に他の実施形態に係るＬＥＤ光源の斜視図である。図５に示すＬＥＤ光源の製造方法を説明するための平面図である。

符号の説明

１ＬＥＤ光源
２集合基板
４積層体
６実装基板
１０ベース基材
１２回路パターン
１４スリット状開口部
１６Ｖカット
２０シート体
３０ＬＥＤチップ
３２ボンディングワイヤ
３４透光性樹脂

Claims

実装領域に回路パターンを形成するステップと、
前記実装領域をスリット状開口部により区分けして集合基板を形成するステップと、
前記集合基板と可撓性のシート体とを積層して積層体を形成するステップと、
前記実装領域に透光性樹脂により封止されたＬＥＤチップを複数実装するステップと、
前記積層体における前記スリット状開口部の長手方向両側を切り離すことにより前記集合基板を分割し、前記シート体上に間隔をあけて配置された複数の実装基板を形成するステップとを備えるＬＥＤ光源の製造方法。