JP5333765B2

JP5333765B2 - 発光モジュール用プリント基板

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Publication number: JP5333765B2
Application number: JP2009185316A
Authority: JP
Inventors: 英行宮原
Original assignee: 中村製作所株式会社
Priority date: 2009-08-07
Filing date: 2009-08-07
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2029-08-07
Also published as: JP2011040510A

Description

本発明は、発光素子が発生する熱の放熱性に優れた発光モジュール用プリント基板に関し、特に、発光素子から放射される光の方向を変えるシェード部を一体形成した発光モジュール用プリント基板に関する。

近年、環境問題、特に二酸化炭素の削減において、発光素子としては、低消費電力である半導体発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略記する）が各種の照明装置としての多用されるようになっている。照明に用いる場合は、高輝度のＬＥＤが求められるが、この高輝度ＬＥＤは、大きな電流を流すことから高温の発熱を伴うため、効率よく発光させるためには放熱させる必要がある。そのため、高輝度ＬＥＤを実装したプリント基板に放熱フィンを有する放熱器を接合して放熱すること、或いは、プリント基板自体のコアを金属素材とした金属ベース基板を用いて放熱することが提案されている。また、ＬＥＤから発光する光は拡散するため、一方向に光を集約して放射するためには光反射手段を設ける必要がある。

その例として、特開２００２−９３２０６号公報（特許文献１）には、ＬＥＤ信号灯具において、集中する発熱を熱伝導に放熱可能とするために、ＬＥＤを保持する基板を金属板で自立構造として形成し、基板を絶縁性熱伝導シートを介して放熱フィン上に載置し、基板と絶縁性熱伝導シートとを、反射鏡を兼ねる構成とした樹脂製のプレッシャープレートで放熱フィンに圧接挟持して取付けることが開示されている。また、特開２００７−１７３４４０号公報（特許文献２）には、片面に凹部が形成された金属基板を用い、凹部内には絶縁層形状に合わせて、絶縁層である放熱樹脂と、銅を主体とするリードフレームを形成し、このリードフレーム部分にＬＥＤを実装することで、ＬＥＤで発生した熱をリードフレームに伝え、放熱樹脂を介して金属基板から、さらに金属基板に固定したヒートシンクへ拡散する一方、リードフレームを金属基板の凹部に合わせてプレス加工して、ＬＥＤの側面から放射された光をリードフレームの凹部の側面で反射することで輝度を高めることが開示されている。さらに、特開２００７−３３５８９６号公報（特許文献３）には、金属基材の表面をホーロー層で被覆し、金属基材の表側の平坦面に発光素子を実装し、裏面には少なくとも２つ以上のピン状のフィンからなる放熱部を突設し、前記金属基材の平坦面には、ＬＥＤから発する光を所定方向に向けて反射するカップ構造を形成することが提案されている。

特開２００２−９３２０６号公報特開２００７−１７３４４０号公報特開２００７−３３５８９６号公報

上述した特許文献１に示される放熱構造は、ＬＥＤを保持した金属板を絶縁性熱伝導シートを介して放熱フィン上に載置しているが、一般的に絶縁性熱伝導シートの熱伝導率が小さいことから放熱効率が低く、ＬＥＤの発熱を十分に放熱できない問題がある。一方、ＬＥＤから放射する光を一方向に向けるために、樹脂製のプレッシャープレートを設けていることから、部品点数が多くなり、しかも大型になる問題がある。さらに、特許文献１に示された放熱フィンは、アルミニウム材を引き抜き加工によって形成される放熱器であり、所定の放熱効果を得るためには、必然的に大きな放熱器が必要となることから、重量及び体積が大きくなり、光源をＬＥＤとして小型化しても、放熱構造が大きくなることから、小型化できない問題がある。

特許文献２に開示された放熱構造は、ＬＥＤで発生した熱をリードフレームから放熱樹脂を介して金属基板に伝え、さらにヒートシンクへ伝えて拡散するようにしているが、この構造は、金属基板、放熱樹脂及びヒートシンクを使用して放熱させることについては、特許文献１とほぼ同じ問題を有している。また、ＬＥＤから放射する光を一方向に向けるために、金属基板自体に凹部を形成した上に、リードフレームを凹状に加工することから、加工が煩雑になることから、必然的に製造コストが高騰する問題があり、しかも、凹部が小径のために、光が拡散する問題も有している。

特許文献３に開示された放熱構造は、ＬＥＤで発生した熱を放熱する手段と、ＬＥＤから放射する光を一方向に向ける手段を備えているが、金属基材の裏面にピン状のフィンからなる放熱部を突設する場合、金属の塑性変形には限界があることから、小型のフィンを長く突設できないことから、必然的に大型化する問題がある。また、光を一方向に集光する手段についても、金属基材の平坦面にカップ構造を形成して反射させるために、前述した特許文献２と同様に、光が拡散する問題も有している。

そこで、本発明の課題は、金属板からなるプリント基板に放熱部を一体に設けて放熱面積を大きくし、ＬＥＤから生ずる熱を放熱部の放熱フィンを介して効率よく放熱させることができ、しかも、プリント基板自体を屈曲した反射面により発光モジュールの輝度を高めることができる発光モジュール用プリント基板を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明にかかる発光モジュール用プリント基板は、熱伝導率が良好な金属板の一方面に絶縁層が形成されると共に、この絶縁層を介して金属箔からなる配線パターンが形成され、上記金属板の他方面には、掘り起こし工具によって掘り下げることにより、肉薄な板状に起立形成された複数の放熱フィンからなる少なくとも１列の放熱部が一体に設けられたプリント基板部を有するプリント基板であって、上記プリント基板部には、上記放熱部において上記掘り起こし工具によって上記金属板を掘り下げて上記放熱フィンを起立形成することにより形成される板厚が薄く形成された部位を屈曲線として上記プリント基板部の一方面側に所定角度屈曲することにより、上記プリント基板部の一方面側を反射面とするシェード部が一体に連設され、上記配線パターンに実装された発光素子から放射される光の方向を上記シェード部の反射面に反射させることを要旨としている。

上記屈曲線は、上記放熱部の複数の放熱フィンの基端部の端面を繋げた仮想線、または、放熱フィンの間としている。

上記屈曲線は、放熱部の複数の放熱フィンの間を屈曲線として、各放熱フィンの間を順次屈曲してプリント基板を円弧状に形成しても良い。

本発明にかかる発光モジュール用プリント基板によれば、絶縁性の接着剤層を介して金属箔が貼り合わされた熱伝導率が良好な金属板をベース基材としたプリント基板部の他方面に、肉薄な板状に起立形成された複数の放熱フィンからなる放熱部が一体に設けられているので、上記金属箔によって形成される配線パターンに配設された発熱を伴う発光素子（以下、「ＬＥＤ」と略記する。）の熱をプリント基板部から直接放熱部に伝えて放熱することが可能となる。放熱部は、複数の放熱フィンは放熱面積が大きいことから、放熱効率が高く、所望の放熱が可能となるので、上記ＬＥＤの熱を効率よく拡散して冷却することが可能となる。しかも、ＬＥＤから発する熱が、短時間に放熱部に伝達するので、一段と放熱効率を高めることが可能となる。このようなプリント基板の特徴に加え、本発明においては、放熱部における放熱フィンの一部を屈曲線として上記プリント基板部の一方面側に所定角度屈曲することにより、プリント基板部の一方面側を反射面とするシェード部を連設しているので、配線パターンに実装されたＬＥＤから放射される光の方向をシェード部の反射面に反射させることができる。このように、プリント基板金属板自体に一体に放熱部を形成すると共に、反射面を形成したシェード部を形成しているので、構成が簡素になり、部品コストや製造コストを低減することが可能となる。

シェード部を形成するための屈曲線を、放熱部の複数の放熱フィンの基端部の端面を繋げた仮想線とすると、板状の放熱フィンが複数枚形成されることによって剛性が増し、複数の放熱フィン自体が屈曲せず、しかも、仮想線は複数の板状の放熱フィンが掘り起こし工具によって掘り下げることにより起立形成されていることから、金属板の板厚よりも薄くなって、プリント基板部の一方面側に屈曲し易い状態になっているので、特別な治具を使用しなくても容易に屈曲すること可能となる。

また、シェード部を形成するための屈曲線を、放熱部の複数の放熱フィンの間とすると、上述したように、複数の板状の放熱フィンが掘り起こし工具によって掘り下げることにより起立形成されているので、特に放熱フィンの基端部分が金属板の板厚よりも薄く形成されるので容易に屈曲することができる。

さらに、シェード部を形成するための屈曲線を放熱部の複数の放熱フィンの間とすると、放熱フィンの基端部分が金属板の板厚よりも薄く形成されるので、各放熱フィンの間を容易に屈曲することができ、各放熱フィンの間を順次屈曲することにより、プリント基板に円弧状のシェード部を容易に形成することができる。

また、金属板の素地をシェード部の反射面とすることにより、特別な反射膜等を形成することなく反射率の高い反射面を形成することが可能となる。

本発明による発光モジュール用プリント基板は、熱伝導率が良好な金属板の一方面に絶縁層が形成されると共に、この絶縁層を介して金属箔からなる配線パターンが形成され、上記金属板の他方面には、掘り起こし工具によって掘り下げることにより、肉薄な板状に起立形成された複数の放熱フィンからなる少なくとも１列の放熱部が一体に設けられたプリント基板が用いられる。そして、このプリント基板は、放熱部において、上記掘り起こし工具によって上記金属板を掘り下げて上記放熱フィンを起立形成することにより形成される板厚が薄く形成された部位を屈曲線として金属板の一方面側に所定角度屈曲することにより、金属板の一方面を反射面とするシェード部が形成される。上記配線パターンには発光素子としてのＬＥＤが実装され、ＬＥＤから放射される光の方向をシェード部の反射面によって反射させるように構成される。

次に、図面を参照して本発明にかかる発光モジュール用プリント基板について詳細に説明する。

図１乃至図３に示す発光モジュール用プリント基板１は、熱伝導性の良い銅、鉄、鉄−ニッケル合金、アルミニウムなどの金属板をベース基材とし、中央部には放熱部６を形成したプリント基板部２と、このプリント基板部２の左右両側にシェード部７が一体に連設されている。

プリント基板部２は、周知の金属コアプリント基板と同様に、金属板の一方面２ａに、銅箔などの金属箔が絶縁性の接着剤層を介して張り合わせている。接着剤層としては、例えば、高耐熱性エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂をベース樹脂としている。接着剤層の熱伝導率を向上させるためには、微細粒子の無機充填剤を配合することができる。上記金属箔は、周知のように化学的なエッチング加工により所定の配線パターン３が形成される。また、配線パターン３には、ランドを除いて電気的絶縁性を有するレジスト膜４を被覆している。そして、配線パターン３には、１個乃至複数個の発光素子であるＬＥＤ５が配線されている。

上記金属板からなるプリント基板部２の他方面２ｂには、一列の放熱部６が一体形成されている。放熱部６は、複数枚の肉薄な板状の放熱フィン６ａによって構成されている。これら放熱フィン６ａの基端部は、プリント基板部２の他方面２ｂから一体に連結されていて、放熱フィン６ａの先端側はやや湾曲し、複数の放熱フィン６ａは、同一角度、同一間隔に起立形成されている。さらに、放熱部６の複数枚の放熱フィン６ａは、プリント基板部２に連結された基端部が肉厚に形成され、先端部に至るに従って肉薄に形成されている。

また、放熱フィン６ａの板厚は、金属板の他方面から掘り起こすことによって形成しているので薄くすることが可能である。因みに、空冷方式によって放熱する場合には、放熱フィン６ａを０．０３ｍｍ乃至１．０ｍｍ程度の板厚に形成することが望ましい。また、各放熱フィン５ａの間隔は、１．０ｍｍ乃至８．０ｍｍが望ましい。一方、液冷方式によって放熱する場合は、各放熱フィン５ａの間隔を０．０１ｍｍ乃至８．０ｍｍに設定することが望ましい。

そして、隣接する放熱フィン６ａの間に形成される底面とプリント基板部２の一方面２ａとの間の板厚は、ベース基材である金属板の板厚よりも小さく形成される。なお、各放熱フィン６ａの板厚または間隔は、各々異なるように形成しても良い。さらに、放熱フィン６ａの板厚を基端部が厚く、先端部に至るに従って薄く形成すると、基端部は板厚が厚いことから熱容量が大きくなり、プリント基板部２からの熱を受け入れが容易になる。さらに、熱が先端部方向へ伝達するに従って順次放熱され、先端部では小さい熱容量であっても容易に放熱させることができる。このように、放熱フィン６ａは、熱の伝達と放熱に合わせて板厚を変化させているので、放熱効率が高い放熱部６が得られる。

プリント基板部２の左右両側には、プリント基板部２の一方面側を反射面とするシェード部７が一体に連設されている。このシェード部７は、放熱部６における放熱フィン６ａの一部を屈曲線ＢＬとしてプリント基板部２の一方面側に所定角度屈曲することにより形成される。

図１乃至図３に示す実施例において、屈曲線ＢＬは、放熱部６における複数の放熱フィン６ａの各端面を繋げた仮想線と同じであり、この屈曲線ＢＬは放熱部６における複数の放熱フィン６ａの面と直交している。すなわち、板状の放熱フィン６ａが複数枚形成された放熱部６は、放熱フィン６ａと直角な方向に剛性を有しているので、放熱部６の部位ではシェード部７を形成するためにプリント基板部２を屈曲することはできない。しかし、屈曲線ＢＬとした複数の放熱フィン６ａの端面の基端部位は、後述する放熱フィン形成工程により詳述するように、複数の板状の放熱フィン６ａを掘り起こし工具によって掘り下げて起立形成することにより板厚が薄く形成されていて、プリント基板部２の一方面２ａ側に屈曲し易い状態になっている。従って、シェード部７を屈曲形成するときには、屈曲線ＢＬの部位が放熱部６及びプリント基板部２よりも折り曲げ強度が小さいので、シェード部７は屈曲線ＢＬに沿って容易に屈曲することができる。屈曲線ＢＬは、プリント基板部２の放熱部６の両側に設けられているので、この両側を各々屈曲することにより、左右一対のシェード部７が形成される。

また、図２に示すように、配線パターン３には、ランドを除いて電気的絶縁性を有するレジスト膜４が被覆されている。レジスト膜４は、プリント基板部２の部分のみであり、左右のシェード部７には被覆していない。従って、シェード部７のプリント基板部２の一方面側は、金属板の素地が露出している。金属板は、前述したように、熱伝導性の良いアルミニウムなどの素材を使用することから、通常の状態であっても良好な反射率を有している。

そして、配線パターン３に配線された複数個のＬＥＤ５に通電して発光させると、図３に示すように、ＬＥＤ５から放射された光５ａがシェード部７の反射面によって反射し、図示下方に方向が変えられる。この結果、図示下方から見たＬＥＤ５の輝度を高めるように作用する。

このように、シェード部７のプリント基板部２の一方面側の反射面を金属板の素地とした場合には、露出によって錆が発生することがあるので、錆による反射率の低下を防止するための防錆膜を予めコーティングしておくことが望ましい。

このコーティング手段としては、プリント基板部２に被覆形成したレジスト膜４を、シェード部７のプリント基板部２の一方面２ａ側の反射面まで延設することが望ましい。このとき、レジスト膜４が反射面として機能することから、レジスト膜４としては、色彩の明度を高くするように、白色に近い色彩が望ましく、これにより、ＬＥＤ５から放射される光５ａを効率良く反射させることが可能となる。

なお、上述した発光モジュール用プリント基板１を照明器具等の機器に取り付ける場合には、図３において、二点鎖線で示すように、取付金具８を設けることが望ましい。この取付金具８は、両端部がシェード部７に各々固定され、その高さは、放熱部６よりも高く設定されている。そして、取付金具８の上面に形成された例えばねじ穴と機器とをねじ等によって固定することができる。また、発光モジュール用プリント基板１の取り付けは、シェード部７の一部を利用しても良い。

次に、図４を参照しながら、図１乃至図３に示した発光モジュール用プリント基板１の放熱部６の製造方法について説明する。プリント基板部２の材質としては、熱伝導性の良く、しかも切削加工性が良好な金属板として銅やアルミニウムが好ましい。また、プリント基板部２の板厚は、通常の電子回路において使用される０．５ｍｍ乃至数ｍｍが好ましい。そして、プリント基板部２の一方面２ａには、予め銅箔などの金属箔が絶縁性の接着剤層４を介して張り合わせていて、さらに、金属箔はエッチング加工によって所定の配線パターン３が形成され、さらに、配線パターン３のランドを除いてレジスト膜４が形成され、金属ベースのプリント基板として構成されている。放熱部６を形成する以前の状態では、ＬＥＤ５は配設されていない。このプリント基板部２は、図示しないプレス装置に載置される。その後、掘り起こし工具９によって放熱フィン６ａを起立形成する。

掘り起こし工具９は、底面側の先端に移動方向と直角な刃部９ａが形成されていて、その幅は、放熱部６として必要な幅に設定されている。また、この掘り起こし工具９は、金属板２の一方面に対して後端側が高くなるように所定の角度θで傾斜するように図示しない駆動装置に取り付けられる。この傾斜角度θは、放熱フィン６ａの高さ、板厚、或いは、金属板２の材質等によって適宜に設定されるが、概ね５度から２０度に設定される。

図４（Ａ）において、プリント基板部２の他方面２ｂには、肉薄な板状の放熱フィン６ａが起立形成されている。この放熱フィン６ａは、掘り起こし工具９の刃部９ａをプリント基板部２の他方面２ｂの所定位置に当接させた後、掘り起こし工具９を駆動装置によって所定の角度θで矢示の方向で移動させ、掘り起こし工具９の刃部９ａがプリント基板部２の他方面２ｂを掘り下げることによって起立形成される。この放熱フィン６ａの起立形成によって、プリント基板部２の他方面２ｂには掘り起こし工具９の傾斜角度に等しい傾斜した被加工面２ｃが形成される。

次いで、図４（Ａ）に示すように、プリント基板部２と掘り起こし工具９とを相対的に移動し、刃部９ａを被加工面２ｃよりも上流側の掘り起こし代ｐが得られる位置に当接させる。掘り起こし代ｐは、０．１ｍｍ乃至３．０ｍｍ程度に設定している。そして、掘り起こし工具９を所定の角度θで矢示の方向に移動させると、図４（Ｂ）に示すように、刃部９ａがプリント基板部２に食い込み、放熱フィン６ａの形成が始まる。その後、さらに掘り起こし工具９を移動させると、図４（Ｃ）に示すように、放熱フィン６ａの高さが増加する。そして、掘り起こし工具９を所定の深さまで掘り下げることにより、図４（Ｄ）に示すように、所定の高さの放熱フィン６ａが起立形成される。その後、掘り起こし工具９の刃部９ａを、先に起立形成された放熱フィン６ａによって形成された被加工面２ｃよりも上流側の掘り起こし代ｐが得られる位置に移動し、図４（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、掘り起こし工具９の刃部９ａを所定の深さに達するまで移動させることにより、所定の高さを有する次の放熱フィン６ａが起立形成される。このように、掘り起こし工具９を被加工面２ｃよりも上流側の位置に移動すると共に、所定の深さに達するまで移動させる掘り起こし工程を順次繰り返すことにより、複数枚の放熱フィン６ａが同一角度、かつ、同一間隔に起立形成される。

このように、複数枚の放熱フィン６ａの形成によって、図４及び図５に示すように、隣接する放熱フィン６ａの間にプリント基板部２の板厚ｔ１よりも薄い板厚ｔ２になった凹所２ｄが形成され、凹所２ｄの両側には内壁２ｅが形成される。この内壁２ｅには、放熱フィン６ａの基端部の両側が接している。そして、内壁２ｅを境にした外方の左右両側には、プリント基板部２と一体にシェード部７が連設されている。

以上のように複数枚の放熱フィン６ａからなる放熱部６を形成したプリント基板１は、次のマウント工程において、図２に示すように、配線パターン３に１個乃至複数個の発光素子であるＬＥＤ５を配線する。このマウント工程は、例えば、周知のリフローはんだ付け装置が使用され、この装置によってＬＥＤ５が実装される。このリフローはんだ付け装置を使用する際には、配線パターン３に予めはんだ印刷が施される。

ＬＥＤ５が実装されたプリント基板１は、次の工程において、前述したように、屈曲線ＢＬとしてプリント基板部２の一方面側に所定角度屈曲することによりシェード部７が形成される。屈曲線ＢＬは、図５に示したように、凹所２ｄの両側に形成された内壁２ｅと放熱フィン６ａの基端部の端面が接している部分を繋げた仮想線としている。図５に示す実施例のように、シェード部７を放熱部６の両側に形成する場合には、屈曲線ＢＬが放熱部６の左右に各々形成される。

この状態から、プリント基板部２またはシェード部７のいずれか一方を、図５における二点鎖線で示すように、プリント基板部２の一方面側に向けると、屈曲線ＢＬから屈曲する。すなわち、板状の放熱フィン６ａが複数枚形成された放熱部６は、放熱フィン６ａが屈曲線ＢＬと直角に形成されてために屈曲しない。一方、放熱フィン６ａの基端部の端面と接している内壁２ｅの底面は、図５に示すようにシェード部７の板厚よりも薄いことから、最も折り曲げ強度が小さくなり、必然的に屈曲線ＢＬからプリント基板部２の一方面側に向けて屈曲する。逆に、シェード部７をプリント基板部２の他方面である放熱部６側に屈曲しようとしても、放熱フィン６ａの基端部の端面と内壁２ｅとが圧接状態になって、放熱フィン６ａを破壊することになるなど、屈曲が困難となる。従って、シェード部７の曲げ方向は、プリント基板部２の一方面側のみに限定される。このように、プリント基板部２の放熱部６の両側に設けられている屈曲線ＢＬからプリント基板部２の両側を各々屈曲することにより、左右一対のシェード部７が形成される。

図６は、本発明による発光モジュール用プリント基板の第２の実施例を示している。この図６と、上述した実施例１とを対比すると、実施例１における左右両側に屈曲したシェード部７の位置にプリント基板部１０を形成した点で相違している。すなわち、第２の実施例において、左右両側に屈曲したプリント基板部１０には、他方面１０ｂに複数枚の肉薄な板状の放熱フィン１１ａによって構成された一列の放熱部１１が一体に形成され、一方面１０ａに形成された配線パターンに発光素子であるＬＥＤ５が配線されている。さらに、配線パターンには、ランドを除いて電気的絶縁性を有するレジスト膜が被覆されている。そして、左右両側のプリント基板部１０の間には、平坦に形成された取付部を兼ねるシェード部１２が一体に連設されている。

また、第２の実施例においても、プリント基板部１０とシェード部１２とを屈曲するための屈曲線ＢＬ２は、放熱部１１における複数の放熱フィン１１ａの面と直交している各端面を繋げた仮想線と同じであり、左右の放熱部１１のシェード部１２側に各々形成されている。この屈曲線ＢＬ２とした部位も、複数の板状の放熱フィン１１ａを掘り起こし工具によって起立形成することにより板厚が薄く形成されているので、プリント基板部１０の一方面１０ａ側に屈曲し易い状態になっている。従って、シェード部１１から屈曲形成するときには、屈曲線ＢＬ２の部位が放熱部１１及びプリント基板部１０よりも折り曲げ強度が小さいので、左右のプリント基板部１０は屈曲線ＢＬ２に沿って容易に屈曲することができる。

そして、左右両側のプリント基板部１０に配線されたＬＥＤ５を発光させると、放射された光がシェード部１１および対向側のプリント基板部１０の反射面によって反射して方向が変えられ、ＬＥＤ５の輝度を高めるように作用する。なお、中央のシェード部１２の反射面としては、左右両側のプリント基板部１０の配線パターンに被覆したレジスト膜から延設させて反射面を形成させても良く、或いは、プリント基板を構成する金属板の素地を露出させて反射面を形成しても良い。

なお、第２の実施例における中央のシェード部１２は、発光モジュール用プリント基板の取付部として使用することも可能である。例えば、シェード部１２の上面に、二点鎖線で示すような取付支柱１３を配設することにより、照明器具等の機器にねじ等によって固定することができる。また、シェード部１２に例えばバーリング加工等によって突起を形成し、この突起によって照明器具等の機器に取り付けても良い。

図７は、本発明による発光モジュール用プリント基板の第３の実施例を示している。この実施例３は、前述した実施例１と同様に、プリント基板部２の他方面２ｂには、一列の放熱部６が一体に形成され、プリント基板部２の左右両側には、一対のシェード部７が形成されている。ここで、実施例１と相違する点は、左右両側のシェード部７をプリント基板部２の一方面２ａ側に略円弧状に湾曲させたことである。

そして、配線パターン３に配線された複数個のＬＥＤ５に通電して発光させると、図７に示すように、ＬＥＤ５から放射された光５ａがシェード部７の湾曲した反射面によって反射し、図示下方に方向が変えられる。この反射光は、反射面が湾曲していることから、図示下方に反射し易くなり、この結果、ＬＥＤ５の輝度を高められる。

図８は、本発明による発光モジュール用プリント基板の第４の実施例を示している。実施例４においては、中央のプリント基板部２０の左右両側に第２のプリント基板部２１を形成し、これら中央のプリント基板部２０および両側の第２のプリント基板部２１の他方面２０ｂ、２１ｂには、複数枚の肉薄な板状の放熱フィン２２ａ、２３ａによって構成された一列の放熱部２２、２３が一体に形成されている。さらに、一方面２０ａ、２１ａには配線パターン（図示しない）が形成され、この配線パターンには、発光素子であるＬＥＤ５が配線されている。そして、両側の第２のプリント基板部２１は、中央のプリント基板部２０に対して所定角度一方面２０ａ側に屈曲させている。そして、図８に示す第４の実施例においては、両側の第２のプリント基板部２１をシェード部として兼用している。

また、第４の実施例においても、中央のプリント基板部２０に対して両側の第２のプリント基板部２１を屈曲するための屈曲線ＢＬ４は、中央のプリント基板部２０に形成された放熱部２２における複数の放熱フィン２２ａの面と直交している各端面を繋げた仮想線と同じであり、放熱部２２の両側に各々形成されている。この屈曲線ＢＬ４とした部位も、複数の板状の放熱フィン２２ａを掘り起こし工具によって起立形成することにより板厚が薄く形成されているので、中央のプリント基板部２０の一方面２０ａ側に屈曲し易い状態になっている。従って、両側の第２のプリント基板部２１を屈曲するときには、屈曲線ＢＬ４の部位が放熱部２２よりも折り曲げ強度が小さいので、左右両側の第２のプリント基板部２１は屈曲線ＢＬ４に沿って容易に屈曲することができる。

なお、中央のプリント基板部２０に形成された放熱部２２と、両側の第２のプリント基板部２１形成された放熱部２３における複数の放熱フィン２２ａおよび放熱フィン２３ａを形成する都合上、両者を離間させて起立形成する場合には、両放熱部２２、２３との間が肉厚に形成され、この肉厚部分の両側に各々屈曲線ＢＬ４が形成される。中央のプリント基板部２０の両側から第２のプリント基板部２１を屈曲する場合は、２本の屈曲線ＢＬ４のいずれか一方を選択して屈曲形成するか、或いは、２本の屈曲線ＢＬ４の両方を屈曲して、段階的に第２のプリント基板部２１を屈曲しても良い。

図９は、本発明による発光モジュール用プリント基板の第５の実施例を示している。実施例５においては、前述した実施例１と同様に、プリント基板部２の他方面２ｂには、一列の放熱部６が一体に形成されている点は同じであるが、実施例１と異なる点は、プリント基板部２の左右両側に一対のシェード部７を形成することに加え、プリント基板部２の前後両側に一対のシェード部１７を形成したことである。

この実施例５において、プリント基板部２の左右両側のシェード部７を屈曲するための屈曲線ＢＬは、前述した図１乃至３に示す屈曲線ＢＬと同じであるが、前後両側のシェード部１７を屈曲するための屈曲線ＢＬ５は、放熱部６の放熱フィン６ａの面と平行な線としている。屈曲線ＢＬ５とした放熱フィン６ａの基端部位は、図４に示す放熱フィン形成工程において、板状の放熱フィン６ａを掘り起こし工具９によって掘り下げて起立形成することにより、プリント基板部２板厚は、特に放熱フィン６ａの基端部が薄く形成されているので屈曲し易い状態になっている。従って、この放熱フィン６ａの基端部を屈曲線ＢＬ５としてシェード部１７を容易に屈曲することができる。

また、前後両側のシェード部１７には、放熱フィンが形成されていない。これは、放熱部６をプリント基板部２の他方面２ｂのみに形成したためであり、放熱部６が必要なプリント基板部２の他方面２ｂに対して、図４に示す放熱フィン形成工程によって、掘り起こし工具９を用いて板状の放熱フィン６ａを起立形成することができる。なお、必要に応じて、前後両側のシェード部１７にも複数枚の板状の放熱フィンを形成し、上記屈曲線ＢＬ５で屈曲してシェード部１７を形成するようにしても良い。

図１０は、本発明による発光モジュール用プリント基板の第６の実施例を示している。実施例６は、図６に示した実施例２の変形例であり、左右両側のプリント基板部１０の間に一体に連設される、平坦なシェード部１２の幅を可能な限り狭くしたものである。このシェード部１２の左右両側には、前述したように、プリント基板部１０が屈曲した状態で形成され、これらプリント基板部１０の他方面１０ｂには、複数枚の肉薄な板状の放熱フィン１１ａによって構成された一列の放熱部１１が一体に形成され、一方面１０ａに形成された配線パターンに発光素子であるＬＥＤ５が配線されている。さらに、配線パターンには、ランドを除いて電気的絶縁性を有するレジスト膜が被覆されている。

また、実施例６における屈曲線ＢＬ６は、幅狭なシェード部１２の両側であって、放熱部１１における複数の放熱フィン１１ａの面と直交している各端面を繋げた仮想線と同じであり、左右の放熱部１１のシェード部１２側に各々形成されている。この屈曲線ＢＬ６とした部位も、複数の板状の放熱フィン１１ａを掘り起こし工具によって起立形成することにより板厚が薄く形成されているので、プリント基板部１０の一方面１０ａ側に屈曲し易い状態になっている。従って、シェード部１１から屈曲形成するときには、屈曲線ＢＬ６の部位が放熱部１１及びプリント基板部１０よりも折り曲げ強度が小さいので、左右のプリント基板部１０は屈曲線ＢＬ６に沿って容易に屈曲することができる。なお、実施例６において、幅狭なシェード部１２を形成したが、これは左右両側のプリント基板部１０に放熱部１１を一体に形成するときに、１個の掘り起こし工具９を用いて２列の放熱フィン１１ａを同時に形成するため離間させたものであって、個々に放熱部１１を形成するなど、互いに接近させて形成可能な場合は、幅狭なシェード部を設けなくても良い。

さらに、実施例６においては、プリント基板部１０の他方面１０ｂに一体に形成された放熱部１１が、個別の群として複数に分割して形成されている。これら各放熱部１１の群の位置は、配線パターンに配線された発光素子であるＬＥＤ５が中央になるような位置に対応している。そして、ＬＥＤ５から発する熱が、対応位置する放熱部１１の群に伝達され、効率良く放熱することができる。また、このように、放熱が必要な箇所に放熱部１１の群を形成すると、放熱フィンの形成数が減少するので、製造時間を短縮してコストを低減することが可能となる。

なお、実施例６のように、ＬＥＤ５の配設位置に対応させて、放熱部を群として形成することは、本発明による他の実施例にも適用可能である。

そして、左右両側のプリント基板部１０に配線されたＬＥＤ５を発光させると、放射された光が対向側のプリント基板部１０の反射面によって反射して方向が変えられ、ＬＥＤ５の輝度を高めるように作用する。

図１１は、本発明による発光モジュール用プリント基板の第７の実施例を示している。実施例７は、放熱部の複数の放熱フィンの面と平行な線を屈曲線として、各放熱フィンの間を順次屈曲してプリント基板を円弧状に形成したものである。

この実施例７において、発光モジュール用プリント基板３０は、平坦に形成されたプリント基板部３１と、円弧状に形成されたシェード部３２によって構成され、プリント基板部３１の他方面３１ｂ、および、シェード部３２の他方面３２ｂには、複数枚の肉薄な板状の放熱フィン３３ａによって構成された一列の放熱部３３が一体に形成されている。さらに、プリント基板部３１の一方面３１ａに形成された配線パターンには、発光素子であるＬＥＤ５が配線されている。配線パターンには、ランドを除いて電気的絶縁性を有するレジスト膜３４が被覆されている。なお、レジスト膜３４は、シェード部３２の他方面３２ｂにも延設しても良い。

実施例７においてシェード部３２を屈曲するための屈曲線ＢＬ７は、放熱部３３の放熱フィン３３ａの面と平行な線とし、各々の放熱フィン３３ａの間に複数設けられている。屈曲線ＢＬ７とした放熱フィン３３ａの基端部位は、前述したように、図４に示す放熱フィン形成工程において、板状の放熱フィンを掘り起こし工具によって掘り下げて起立形成することにより、シェード部３２の板厚、特に放熱フィン３３ａの基端部が薄く形成されているので屈曲し易い状態になっている。従って、この放熱フィン３３ａの基端部を屈曲線ＢＬ７とすることにより、シェード部３２を容易に屈曲することができる。そして、板厚が薄くなったシェード部３２の各放熱フィン３３ａの間に設けられた屈曲線ＢＬ７を所定角度で順次屈曲することにより、図１１に示すように、シェード部３２全体を円弧状に湾曲形成することができる。

そして、複数個のＬＥＤ５に通電して発光させると、ＬＥＤ５から放射された光がシェード部３２の円弧状に湾曲した反射面によって反射して方向が変えられ、ＬＥＤ５の輝度が高められることは前述の実施例と同様である。

以上、本発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、発光モジュール用プリント基板におけるプリント基板部およびシェード部の形状は、各実施例において図示したような四角形ではなく、一般的なプリント基板と同様に、取り付けられる機器の構成に合わせて適宜の形状に形成しても良い。また、放熱部の放熱フィンは、ＬＥＤの発熱状態や放熱部の放熱分布に応じて、高さや間隔等を適宜に変更しても良い。

本発明にかかる発光モジュール用プリント基板の第１の実施例を示す斜視図である。図１に示す発光モジュール用プリント基板の一方面側を示す平面図である。図１に示す発光モジュール用プリント基板を示す断面図である。（Ａ）乃至（Ｄ）は、発光モジュール用プリント基板の放熱部を形成する製造工程を示す工程説明図である。図１に示す発光モジュール用プリント基板においてシェード部の屈曲状態を示す要部断面図である。本発明にかかる発光モジュール用プリント基板の第２の実施例を示す斜視図である。本発明にかかる発光モジュール用プリント基板の第３の実施例を示す斜視図である。本発明にかかる発光モジュール用プリント基板の第４の実施例を示す斜視図である。本発明にかかる発光モジュール用プリント基板の第５の実施例を示す斜視図である。本発明にかかる発光モジュール用プリント基板の第６の実施例を示す斜視図である。本発明にかかる発光モジュール用プリント基板の第７の実施例を示す斜視図である。

１発光モジュール用プリント基板
２プリント基板部
２ａ一方端
２ｂ他方面
３配線パターン
４レジスト膜
５ＬＥＤ（発光素子）
６放熱部
６ａ放熱フィン
７シェード部
９掘り起こし工具
９ａ刃部
ＢＬ屈曲線

Claims

熱伝導率が良好な金属板の一方面に絶縁層が形成されると共に、この絶縁層を介して金属箔からなる配線パターンが形成され、上記金属板の他方面には、掘り起こし工具によって掘り下げることにより、肉薄な板状に起立形成された複数の放熱フィンからなる少なくとも１列の放熱部が一体に設けられたプリント基板部を有するプリント基板であって、
上記プリント基板部には、上記放熱部において上記掘り起こし工具によって上記金属板を掘り下げて上記放熱フィンを起立形成することにより形成される板厚が薄く形成された部位を屈曲線として上記プリント基板部の一方面側に所定角度屈曲することにより、上記プリント基板部の一方面側を反射面とするシェード部が一体に連設され、
上記配線パターンに実装された発光素子から放射される光の方向を上記シェード部の反射面に反射させることを特徴とする発光モジュール用プリント基板。
上記屈曲線は、上記放熱部の複数の放熱フィンの基端部の端面を繋げた仮想線とした請求項１に記載の発光モジュール用プリント基板。
上記屈曲線は、上記放熱部の複数の放熱フィンの間とした請求項１に記載の発光モジュール用プリント基板。
上記放熱部の複数の放熱フィンの間の線を屈曲線として、各放熱フィンの間を順次屈曲してプリント基板を円弧状に形成した請求項３に記載の発光モジュール用プリント基板。