JP6110896B2 - 発光装置及びこれを備えた照明装置 - Google Patents

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Description

本発明は、発光装置及びこれを備えた照明装置に関する。
従来、発光素子を搭載した発光装置が提供されている(例えば特許文献1参照)。
図12は、特許文献1に開示されている発光装置の概略構造図である。この発光装置100は、LEDチップ101を備え、このLEDチップ101が配線基板103上に実装されている。配線基板103は、LEDチップ101が搭載されるベース部材を構成している。
LEDチップ101の一表面側に設けられた電極には、ボンディングワイヤー105が接続されており、このボンディングワイヤー105は、LEDチップ101の一の対角線に沿った方向に伸びている。
107,109は導体パターンを形成しており、いずれもCu膜とNi膜とAu膜との積層膜により構成されている。このうち、平面視において枠体(リフレクタ、不図示)よりも内側の部位がインナーリード部107を構成し、枠体よりも外側の部位がアウターリード部109を構成している。
特開2007−116095号公報
特許文献1のように、基板103上に外部接続用の導体パターンとして金(Au膜)から成る導体パターンを形成した場合において、はんだを利用して導体パターンとの外部接続を形成しようとすると、導体パターンに含まれる金がはんだに拡散して金属間化合物が形成されることがある。そして、この現象が繰り返し生じると、基板上にAu膜、Cu膜とNi膜がなくなって電極ランドとはんだが接続しなくなるという問題が生じ、実用上好ましくない。
また、はんだ付けによらず、コネクタを使用して外部接続を形成したいユーザーにおいては、特許文献1に記載の発光装置を利用することができない。一方で、はんだ付けを使用して外部接続を形成したいユーザーにおいては、上述したような問題点が顕在化する。
本発明は、上記の問題点を鑑み、はんだ付け及びコネクタの両方の接続方法によって、発光素子と電極間の電気的接続を実用上問題なく確保できる発光装置及びこれを備えた照明装置を提供することを第1の目的とする。
また、本発明は、LEDチップを高密度でコンパクトに搭載できる発光装置を提供することを第2の目的とする。
上記第1の目的を達成すべく、本発明の発光装置は、
基板上に発光部と前記発光部に対して電気的に接続されたはんだ付け用電極ランド及びコネクタ接続用電極ランドを有し、
前記はんだ付け用電極ランドは、はんだ拡散防止機能を有する第1導電性材料を含んで形成され、
前記コネクタ接続用電極ランドは、酸化防止機能を有する第2導電性材料を含んで形成されていることを特徴とする。
このとき、前記はんだ付け用電極ランドの最表面を前記第1導電性材料で形成し、前記コネクタ接続用電極ランドの最表面を前記第2導電性材料で形成するのが好適である。
ここで、前記第1導電性材料としては、Ag、Ag−Pt、Ag−Pdの何れか一の材料を採用することができる。
また、前記第2導電性材料としては、Auを採用することができる。
更に、本発光装置は、
前記はんだ付け用電極ランドは、アノード接続用の第1はんだ付け用電極ランドと、カソード接続用の第2はんだ付け用電極ランドの一対で構成され、
前記コネクタ接続用電極ランドは、アノード接続用の第1コネクタ接続用電極ランドと、カソード接続用の第2コネクタ接続用電極ランドの一対で構成されていることを別の特徴とする。
このとき、前記基板を矩形形状とし、前記第1はんだ付け用電極ランドと前記第2はんだ付け用電極ランドの一対、並びに前記第1コネクタ接続用電極ランドと前記第2コネクタ接続用電極ランドの一対のうち、一方若しくは双方を前記基板の角部に配置するのが好適である。
また、本発光装置は、前記基板上に、アノード接続用の第1配線パターンと、カソード接続用の第2配線パターンが対向して配置されており、
前記発光部は、前記第1配線パターンを介して、前記第1はんだ付け用電極ランド及び前記第1コネクタ接続用電極ランドと電気的接続が形成され、前記第2配線パターンを介して、前記第2はんだ付け用電極ランド及び前記第2コネクタ接続用電極ランドと電気的接続が形成されていることを特徴とする。
このとき、前記第1配線パターンと前記第2配線パターンが、共に同一の円環の一部をなす円弧形状を構成し、前記発光部が、前記円環の内側に充填された封止体で覆われる構成とすることができる。
また、本発光装置は、上記特徴に加えて、一端を前記第1配線パターンの一端に接続し、他端を前記第2配線パターンの一端に接続してなる印刷抵抗素子を有し、前記印刷抵抗素子が、前記円環の一部をなす円弧形状を構成していることを別の特徴とする。
上述した発光装置の形状とすることで、円環の内側部分に複数のLEDチップを配置して、回転対称の発光装置を実現できる。
上記第2の目的を達成すべく、本発明の発光装置は、
基板と、
前記基板上に形成された発光部と、
前記発光部を覆う封止体と、
前記基板上に形成されたアノード接続用の第1配線パターンと、
前記基板上に形成されたカソード接続用の第2配線パターンと、を備え、
前記発光部は、第1列及び第2列を含む複数の列に配置された複数のLEDを有し、
前記第1列内のLED配置数は、前記第2列内のLED配置数よりも少なくなるように配置され、
同数の前記LEDを直列に接続した直列回路が複数形成され、前記直列回路の夫々の一端が前記第1配線パターンと接続し、前記直列回路の夫々の他端が前記第2配線パターンと接続しており、
前記直列回路は、前記第1列に属する前記LEDと、その隣接する列に属する前記LEDとの間で電気的接続を構成する箇所が含まれていることを特徴とする。
複数個のLEDチップが直列に接続された直列回路を複数列有するように配置することで、例えば25W級以上の高輝度の発光装置が実現される。
そして、空間的に、一列に並べられるチップ数が少なくなる円環の外周部分に近い箇所については、隣接する列に配置されたLEDチップを直列回路内に組み入れることで、同数のLEDチップからなる直列回路をできるだけ多く並列に配置することができ、高密度にLEDチップを配置することができる。これにより、コンパクトで高輝度の発光装置が実現できる。
また、本発明に係る照明装置は、上記特徴を有する発光装置とコネクタ用治具を備え、
前記コネクタ用治具は、発光面用開口部、及びコネクタ端子を挿入するためのコネクタ端子用開口部を有する樹脂板で構成されており、
前記発光部が前記発光面用開口部から露出し、前記コネクタ接続用電極ランドと前記コネクタ端子用開口部が対向するように、前記発光装置と前記コネクタ用治具が重ね合わせられていることを特徴とする。
また、上記特徴に加えて、本照明装置は、前記発光装置と前記コネクタ用治具が重ね合わせられている面に直交する方向から見たときに、前記コネクタ用治具の外周が前記発光装置の外周よりも外側にはみ出さない構造であることを別の特徴とする。
本発明の発光装置によれば、複数個のLEDチップが直列に接続された直列回路を複数列有するように配置することで、例えば25W級以上の高輝度の発光装置が実現できる。
このとき、空間的に、一列に並べられるチップ数が少なくなる箇所については、隣接する列に配置されたLEDチップを直列回路内に組み入れることで、同数のLEDチップからなる直列回路をできるだけ多く並列に配置することができ、高密度にLEDチップを配置することができる。これにより、コンパクトで高輝度の発光装置が実現できる。
さらに、本発明の発光装置によれば、予めはんだ付け用電極ランドとコネクタ接続用電極ランドの両者が基板上に設けられているため、外部との電気的接続を確保する際に、利用者の利用態様に応じて、はんだ付けとコネクタ接続のどちらの方法も採用できる。これにより、汎用性の高い発光装置が実現できる。
また、はんだ付けによって外部接続する場合においては、はんだ付け用電極ランドがはんだ拡散防止機能を有する第1導電性材料を含んで形成されているため、従来のようにAuがはんだに拡散して金属間化合物が形成されて電気的接続が確保されないという問題を解消できる。
本発明の発光装置の一例を示す概略構造図 本発明の発光装置の製造途中の段階を示す概略構造図 コネクタ用治具及びこれと発光装置を重ね合わせた状態を示す概略構造図 コネクタ用治具と発光装置を重ね合わせた状態でケース部に固定した状態を示す概略構造図 発光装置を搭載した照明装置の外観図 コネクタ接続用電極ランドとコネクタ用治具との電気的接続を確保する方法を説明するための図 はんだ付けにより外部接続を行った発光装置をケース部に固定した状態を示す概略構造図 本発明の発光装置の別の一例を示す概略構造図 本発明の発光装置の別の一例を示す概略構造図 コネクタ用治具と発光装置を重ね合わせた状態を示す概略構造図 コネクタ用治具と発光装置を重ね合わせた状態を示す別の概略構造図 従来の照明装置の概略構造図
図1は、本実施形態の発光装置の一例を示す概略構造図である。図1に示すように、本実施形態の発光装置1は、セラミック基板3、配線パターン7(7a,7k)、蛍光体含有樹脂層9、LEDチップ11、ワイヤー13,印刷抵抗素子15,はんだ付け用電極ランド17(17a,17k)、コネクタ接続用電極ランド19(19a,19k)、樹脂ダム21、位置決め用の開口部25を備える。なお、(a)は上面図、(b)は一部断面図である。(a)においては、接続関係を明瞭にするために、内部を透明化して図示している。
また、図2は、図1(a)の状態を形成する前段階の状態を示す概略図であり、(a)は、LEDチップ11を搭載する前の概略構造、(b)はLEDチップ11を搭載後、蛍光体含有樹脂層9及び樹脂ダム21を形成する前の概略構造を示した図である。
配線パターン7a、電極ランド17a,19aは、何れもアノード端子と電気的に接続され、配線パターン7k、電極ランド17k,19kは、何れもカソード端子と電気的に接続される。
セラミック基板3は、長方形状で形成されている。一例として、外形を24mm×20mm、厚みを1mmとする。
そして、アノード接続用の電極ランド17a,19aと、カソード接続用の電極ランド17k,19kとは、セラミック基板3の対角線上で対向する角部に夫々配置されている。
はんだ付け用電極ランド17a,17kは、はんだ付けを行うことで配線パターン7との外部接続(例えば電源供給用途)を形成する場合に用いられる電極である。材質はAg−Ptで構成され、スクリーン印刷方法により形成した。厚みの一例は20μmである。
Ag−Pt(の層)は、はんだ付け用電極ランド17a,17kの最表面に形成されることが好ましいが、はんだがAg−Pt(の層)で拡散反応を防止できれば良いので、Ag−Pt(の層)の表面に別の金属層が薄く形成されている構成でも良い。また、Ag−Pt(の層)の下層に比抵抗の小さい金属層を形成しても良い。
コネクタ接続用電極ランド19a,19kは、コネクタを介して配線パターン7との外部接続(例えば電源供給用途)を形成する場合に用いられる電極である。材質はAuで構成され、スクリーン印刷方法により形成した。厚みの一例は3μmである。
ここでコネクタ接続用電極ランド19a,19kの材料として用いられているAuは、表面に酸化膜を形成しにくいという特徴を有している。これにより、コネクタ接触によって容易に外部との電気的接続を確保することができる。
なお、Au(の層)は、コネクタ接触時に導通が容易にとれるようにコネクタ接続用電極ランド19a,19kの最表面に形成されることが好ましいが、コネクタの接触時における損傷を防止するために、硬く比抵抗の小さい金属層(Ti,W等)を薄く形成しても良い。また、Au(の層)の代わりに、硬く酸化しにくく、比抵抗の小さい金属を使用することも可能である。
配線パターン7a,7kは、相互に対向するようにセラミック基板3上に形成される。夫々は、発光装置1の上面から見て円環から一部切り出された円弧形状を構成している。また、はんだ付け用電極ランド17aは配線パターン7aの一端と引き出し用配線を介して接続され、はんだ付け用電極ランド17kは配線パターン7kの一端と引き出し用配線を介して接続されている。コネクタ接続用電極ランド19aは、はんだ付け用電極ランド17aと引き出し用配線又は接触電極を介して電気的に接続しており、コネクタ接続用電極ランド19kもはんだ付け用電極ランド17kと同様に電気的に接続している。
印刷抵抗素子15は、静電耐圧を高める目的で設けられており、一例として幅200μm、幅6μm、抵抗値50MΩのRhOによって形成される。図1及び図2に示すように、印刷抵抗素子15は、配線パターン7aの一端と配線パターン7kの一端に接続するように配置され、円環から一部切り出された円弧形状を構成している。本実施形態では、配線パターン7a,印刷抵抗素子15,及び配線パターン7kの夫々が、同一の円環の外周の一部分を構成するように配置されている。
セラミック基板3上には、複数のLEDチップ11が実装されている。本実施形態では、12個のLEDチップ11からなる直列回路が12列並列に接続された回路で構成されている。
なお、LEDチップ11は、基板の一辺にほぼ平行になるように直線状に複数列配置されている。そして、配線パターン7で囲まれたエリア内で高密度に配置できるよう、配線パターン7と印刷抵抗素子15とで形成される円環形状の中心付近において列内のチップ数を最も多くし、中心から基板の周辺に向かうに連れて列内のチップ数が少なくなるように配置されている。
このように配置した場合、発光装置1の上面から見て、LEDチップ11の配列の集合体の外形が蛍光体含有樹脂層9(封止体)の外形とほぼ同形(もしくは相似形)になる。本実施形態では、図1に示すように、上面から見た封止体の形状が円形状であり、LEDチップ11の配列の集合体の外形も円形状になっている。この構成により、封止体の周辺で光源が配置されていないことによる影ができて、封止体と同形の発光パターンが得られないという不具合が回避できる。
基本的には、1つのLEDチップ列内において、隣接するLEDチップ11間でワイヤー13により直接電気的に接続される。ただし、各直列回路が有するLEDチップ11の数を同数にすべく、同一列に存在するチップ数が少なくなる基板の周辺付近では、隣接列のLEDチップとの間でも電気的接続を構成する箇所が存在する。また、配線パターン7の近傍に配置されるLEDチップ11は、配線パターン7と直接ワイヤーで電気的に接続される。
樹脂ダム21は、封止樹脂を堰き止めるための樹脂であり、有着色材料(白色や乳白色が好ましい)で構成されている。本実施形態では、樹脂ダム21を、白色シリコン樹脂(フィラーTiO含有)の材質で、幅1mm、径9mmの円環(リング)形状で形成した。形成に際しては、樹脂を流し込んだ後、150℃の硬化温度で60分の硬化処理を行った。樹脂ダム21は、図1(a)に示したように、配線パターン7,印刷抵抗15,ワイヤー13の一部を覆うように形成されるのが好ましい。
蛍光体含有樹脂層9は、LEDチップから放射された光(例えば青色光)を白色光に変換させるために形成されている。本実施形態では、緑色蛍光体(例えばCa3(Sr・Mg)2 Si3O12 : Ce)と赤色蛍光体(例えば(Sr・Ca)AlSiN3 : Eu)を含有した材料を、リング状に形成された樹脂ダム21の内側に注入し、150℃で5時間熱硬化させることで蛍光体含有樹脂層9を形成した。
本実施形態では、図1(a)に示すように、セラミック基板3の対角線上で対向する角部に、位置決め用の開口部25を2箇所設けている。この開口部25は、発光装置1を後述のコネクタ用治具を固定して利用する場合のネジ留めに利用される。
図3は、コネクタ用治具、及びこれと発光装置1を重ね合わせた状態を示す概略構造図である。(a)がコネクタ用治具、(b)が発光装置1と重ね合わせた状態を示している。
コネクタ用治具31は、セラミック基板3上に形成されたコネクタ接続用電極ランド19(19a,19k)と外部配線を電気的に接続するための治具であり、セラミック基板3とほぼ同じ大きさの樹脂板30で構成されている。樹脂板30上には、位置決め用開口部33、コネクタ端子用開口部35、発光面用開口部39の各開口部が形成されている。発光面用開口部39の外周側面には傾斜部37が形成されており、反射部材の役目を担う。樹脂板30は、PBT(ポリブチレンテレフタレート)樹脂、PC(ポリカーボネイト)樹脂等で形成される。本実施形態では、一例として、発光部から放射された放射光に対して高反射率を有する乳白色又は白色のPBT樹脂を採用した。
図3(a)に示すように、位置決め用開口部33がコネクタ用治具31の一方の対角線上の対向する2つの角部に設けられており、コネクタ端子用開口部35が他方の対角線上の対向する2つの角部に設けられている。コネクタ端子用開口部35は、樹脂板30の側面部分から内側にコネクタを挿入させることができるように構成されている。
図3(b)に示すように、発光装置1とコネクタ用治具31を重ね合わせると、発光装置1のセラミック基板3に設けられていた開口部25とコネクタ用治具31に設けられていた位置決め用開口部33が重なり合う。また、LEDチップ11、蛍光体含有樹脂層9を含む発光面が発光面用開口部39から露出する。更に、発光装置1に設けられていたコネクタ接続用電極ランド19a,19k夫々の一部と、コネクタ用治具31に設けられていたコネクタ端子用開口部35とが鉛直方向に対向する。図3(b)では、コネクタ端子用開口部35の下方にコネクタ接続用電極ランド19a,19kが存在することを明瞭にするために、この上方に位置する樹脂板30を透過させて表示している。
このようにコネクタ用治具31をセッティングし、コネクタ46をコネクタ端子用開口部35に嵌め込むことで、図4に示すように、コネクタに附属されているリード線(コネクタ内リード線)41とコネクタ接続用電極ランド19a,19kとの電気的接続が形成される。そして、開口部25,33を貫通するようにネジ43(例えばM5ネジ)を嵌め込んでケース部51に固定する。その後、レンズドーム55を嵌め込むことでLED照明装置50が形成される(図5参照)。なお、図5において、53は口金であり、ケース部51と一体化されているものとしても良い。
図6は、コネクタ用治具31の樹脂板30と発光装置1のセラミック基板3を重ね合わせたときの、コネクタ接続用電極ランド19とコネクタ用治具31の電気的接続を確保する方法を説明するための概念図である。図6において、45は治具附属リード線である。
前述したように、セラミック基板3上に設けられていた開口部25と、樹脂板30上に設けられていた位置決め用開口部33が重なり合うように、発光装置1とコネクタ用治具31とを重ね合わせることで、コネクタ用治具31に設けられていたコネクタ端子用開口部35とコネクタ接続用電極ランド19は鉛直方向に対向する位置関係となる。コネクタ用治具31には、コネクタ内リード線41とコネクタ接続用電極ランド19との電気的接続を形成するための、治具附属リード線45が設けられている。
治具附属リード線45は、バネ状に巻かれた導電性材料で形成されている。バネ状にしているのは、コネクタ用治具31と発光装置1を重ね合わせた際に、治具附属リード線45の先端がコネクタ接続用電極ランド19の表面に鋭利な形状で接触して、同表面を傷つけることのないよう、リード線45とコネクタ接続用電極ランド19の接触面積を拡大させて、接触時に加えられる力を分散させるためである。上述したように、ケース部51に固定する際、開口部25,33を貫通するようにネジ43を嵌め込むため、このネジ締めによって、リード線45とコネクタ接続用電極ランド19との電気的接続は完全なものとなる。
なお、図6(b)のように、コネクタ端子用開口部35内に挿入したコネクタ46が容易に抜けることのないよう、コネクタ端子用開口部35内に爪部48を予め形成しておくのも好適である。
また、本実施形態の発光装置1をはんだ付けによって外部接続する場合には、図7に示すように、はんだ付け用電極ランド17(17a,17k)に対してはんだ付けを行うことで、はんだ47を介して外部リード線42とはんだ付け用電極ランド17との電気的接続を形成する。そして、押え部49によってケース部51に固定する。本実施形態の発光装置1においては、はんだ付け用電極ランド17とコネクタ接続用電極ランド19の双方を設けているが、いずれもセラミック基板3上の角部に近接して配置しているため、基板3の周縁部には押え部49を設けることのできる空間を十分確保することが可能である。
そして、セラミック基板3とケース部51を押え部49で固定した状態で、ネジ44によって全体を固定する。その後については、コネクタ接続の場合と同様に、レンズドーム55を嵌め込むことでLED照明装置50が形成される(図5参照)。
本実施形態の構成によれば、予めはんだ付け用電極ランド17(17a,17k)とコネクタ接続用電極ランド19(19a,19k)の両者がセラミック基板3上に設けられているため、配線パターン7に対する外部との電気的接続を確保する際に、利用者の利用態様に応じて、はんだ付けとコネクタ接続のどちらの方法も採用できる。また、はんだ付けによって外部接続する場合においては、はんだ付け用電極ランド17がAuで形成されていないため、従来のようにAuがはんだに拡散して金属間化合物が形成されて電気的接続が確保されないという問題が生じることがない。
また、上面から見て円形状を示す発光装置において、LEDチップを高密度に配置することができ、25W級の高輝度の照明装置の小型化にも寄与することができる。
更に、本実施形態の発光装置1をコネクタを介して外部接続する場合には、LEDチップ11を搭載したセラミック基板3とほぼ同じ大きさのコネクタ用治具を重ね合わせる。このとき、コネクタ用治具31は、セラミック基板3の構造に対応した開口部(33,35,39)を備えているため、重ね合わせ時に自動的に位置合わせが行われる。これにより、発光装置1の発光部(LEDチップ11)の位置決めを行うことができる。また、コネクタ用治具31は樹脂板30で構成されているため、LEDチップ11を搭載したセラミック基板3の保護機能も実現される。
[変形例]
はんだ付け用電極ランド17とコネクタ接続用電極ランド19の配置位置は、図1(a)に示す態様に限られない。以下、図8及び図9を参照して変形例について説明する。
図8(a)に示す変形例では、発光装置1は、配線パターン7aのほぼ中央付近と連絡する引き出し用配線を介して配線パターン7aとコネクタ接続用電極ランド19aとの電気的接続が確保され、更にそこから伸びる引き出し用配線を介して配線パターン7aとはんだ付け用電極ランド17aとの電気的接続が確保されている。コネクタ接続用電極ランド19k、はんだ付け用電極ランド17kにおいても同様である。
図8(a)に示すような発光装置1に対し、コネクタ端子により配線パターン7との外部接続を形成する場合には、図8(b)に示すようなコネクタ用治具31をセラミック基板3に重ね合わせる。図8(b)のコネクタ用治具31は、樹脂板30の周縁部において、向かい合う1組の辺のほぼ中央付近にコネクタ端子用開口部35が設けられており、セラミック基板3と重ね合わせられることで、コネクタ端子用開口部35内にコネクタ接続用電極ランド19(19a,19k)の夫々の一部が露出するように配置されている。位置決め用開口部33,発光面用開口部39の形成箇所については、上述した実施形態と同様である。
これにより、図4と同様の方法でコネクタを介した外部接続が可能となり、図7と同様の方法ではんだを介した外部接続が可能となる。
また、図9(a)に示す変形例では、発光装置1は、コネクタ接続用電極ランド19aと19kをセラミック基板3の一方の対角線上の対向する2つの角部に配置し、はんだ付け用電極ランド17aと17kを他方の対角線上の対向する2つの角部に配置する。つまり、セラミック基板3の4つの角付近には、夫々、コネクタ接続用電極ランド19a,19k,はんだ付け用電極ランド17a,17kが形成されている。また、開口部25は、セラミック基板3の周縁部において、向かい合う1組の辺のほぼ中央付近に設けられている。
そして、コネクタ接続用電極ランド19aは、配線パターン7aの一方の端子と引き出し用配線を介して電気的に接続され、はんだ付け用電極ランド17aは、配線パターン7aの他方の端子と引き出し用配線を介して電気的に接続される。同様に、コネクタ接続用電極ランド19kは、配線パターン7kの一方の端子と引き出し用配線を介して電気的に接続され、はんだ付け用電極ランド17kは、配線パターン7kの他方の端子と引き出し用配線を介して電気的に接続される。
図9(a)に示すような発光装置1に対し、コネクタ端子により配線パターン7との外部接続を形成する場合には、図9(b)に示すようなコネクタ用治具31をセラミック基板3に重ね合わせる。図9(b)のコネクタ用治具31は、樹脂板30の周縁部において、向かい合う1組の辺のほぼ中央付近に位置決め用開口部33が設けられており、セラミック基板3と重ね合わせられることで、位置決め用開口部33と開口部25が重なり合う。また、一の対角線上の対向する2つの角部にコネクタ端子用開口部35が設けられており、セラミック基板3と重ね合わせられることで、コネクタ端子用開口部35内にコネクタ接続用電極ランド19の一部が露出するように配置されている。
これにより、図4と同様の方法でコネクタを介した外部接続が可能となり、図7と同様の方法ではんだを介した外部接続が可能となる。
図10は、図9の構成において、コネクタ用治具31と発光装置1を重ね合わせた状態の別の概略構造図である。(a)は、一部を透過させずに上面から見たときの状態を示す図、(b)は、対向する2つの開口部25(33)を結ぶ線で切断したときの断面の状態を示す図である。図面上には現われていないが、既述の通り、樹脂層9の下方にはLEDチップ11が形成されており、コネクタ接続用開口部35の下方には、治具附属リード線45及びコネクタ接続用電極ランド19が形成されている。
図11は、図1及び図8に示す構成について、コネクタ用治具31と発光装置1を重ね合わせた状態の別の概略構造図であり、図10(a)と同様に一部を透過させずに上面から見たときの状態を図示したものである。図10及び図11は、構造の理解のために図示されたものである。
[別実施形態]
以下、別実施形態につき説明する。
〈1〉 上記実施形態では、基板3としてセラミック製の基板を想定したが、金属基板をコアとし、表面に絶縁層を形成してなるメタルコア基板を採用することも可能である。
〈2〉 上記実施形態では、はんだ付け用電極ランド17の材質としてAg−Ptを想定したが、はんだの拡散を防止する機能を有する導電性材料(「第1導電性材料」に対応)を含んで構成されていれば良い。このような材料としては、前述のAg−Ptの他、Agや、Ag−Pd等が利用できる。また、このとき、少なくともはんだが接触する最表面部分を第1導電性材料で形成するのが好適である。
また、コネクタ接続用電極ランド19の材質としてAuを想定したが、酸化の進行を防止する機能を有する導電性材料(「第2導電性材料」に対応)を含んで構成されていれば良い。Auは酸化進行を防止する導電性材料の一例である。また、このとき、少なくともコネクタと電気的に接続されたリード線(図6の構造では治具附属リード線45)が接触する最表面部分を第2導電性材料で形成するのが好適である。
〈3〉 上記実施形態では、隣接するLEDチップ11同士がワイヤー13にて直接電気的に接続する構成を想定したが、中継電極を介して接続する構成を採用することも可能である。
〈4〉 上記実施形態では、はんだ付け用電極ランド17を、セラミック基板3上においてコネクタ接続用電極ランド19と同じ側(主面側)に設けるものとしたが、基板3の裏面側に設ける構成としても良い。この場合、基板を貫通し、配線パターン7に接続される貫通電極を設け、裏面側に設けられたはんだ付け用電極ランド17がこの貫通電極と電気的に接続される構成とすれば良い。
なお、はんだ付け用電極ランド17を基板3の側面に設ける構成とすることも可能である。
〈5〉 上述した実施形態において、電極ランド(17,19)、開口部(25,33,35)の形状はあくまで一例であり、他の形状を採用しても良い。
〈6〉 上記実施形態では、コネクタ用治具31を構成する樹脂板30は、LEDチップ11を搭載したセラミック基板3とほぼ同じ大きさであるとしたが、樹脂板30の大きさはどのようなものであっても良い。ただし、照明装置50の小型化という観点を考慮すれば、樹脂板30とセラミック基板3の両者の開口部(25,33)を重ね合わせられる範囲内において、出来る限り樹脂板30の大きさを小さくするのが好適である。つまり、発光装置と前記コネクタ用治具が重ね合わせられている面に直交する方向から見たときに、コネクタ用治具31の外周が発光装置1の外周よりも外側にはみ出さない構造とするのが好適である。
〈7〉 上記実施形態では、はんだ付け用電極ランド17とコネクタ接続用電極ランド19の一方或いは双方を、セラミック基板3の角部に配置したが、配置位置は角部に限定されるものではない。ただし、これらの電極ランドを基板の角部に配置した場合、セラミック基板3上において開口部25を設けることのできる空間が十分に確保できると共に、LEDチップ11から放射される放射光が電極ランド(17,19)で吸収される割合を減らすことができる点において好ましい。
〈8〉 上記実施形態において、コネクタ用治具31を、白色又は乳白色からなる樹脂板30で構成するものとしたが、反射部材としての機能を持たせず、単にセラミック基板3を固定してコネクタ接続を確保する目的で用いられる場合には、コネクタ用治具31を透明な部材で構成しても良い。
〈9〉 上記実施形態において、発光装置1は印刷抵抗素子15を備える構成としたが、耐圧保護機能を持たせない場合には必ずしも印刷抵抗素子を設ける必要はない。また、耐圧保護機能を持たせる素子として、印刷抵抗素子に代えてツェナーダイオード等を実装しても良い。
〈10〉 上記実施形態では、基板3上に、LEDチップ11が12個直列に接続されてなる直列回路を12列並列に有する構成としたが、無論、直列に接続されるLEDチップ11の数や、直列回路そのものの数(並列数)はこの例に限定されるものではない。このとき、直列に接続されるチップ数と、直列回路の並列数を等しく設定する必要もない。
また、図1(a)の図面では、同一列に存在するチップ数が少なくなる基板の周縁付近では、隣接列のLEDチップ11についても適宜直列に接続することで、直列回路を構成するLEDチップ11の数を均一化した。このとき、3列以上の隣接列のLEDチップ11を直列回路の構成要素として組み入れても良い。
〈11〉 上記実施形態では、コネクタ46を樹脂板30の側面部分から内側に向けてコネクタ端子用開口部35内に挿入するものとしたが、コネクタ46の挿入方向はこの方向に限定されるものではない。また、コネクタ内リード線41とコネクタ接続用電極ランド19の間の電気的接続を形成させるための治具附属リード線45の形状は、本実施形態のようにバネ形状に限定されるものではない。
1: 本発明の発光装置
3: セラミック基板
7(7a,7k): 配線パターン
9: 蛍光体含有樹脂層
11: LEDチップ
13: ワイヤー
15: 印刷抵抗素子
17(17a,17k): はんだ付け用電極ランド
19(19a,19k): コネクタ接続用電極ランド
21: 樹脂ダム
25: 開口部
30: 樹脂板
31: コネクタ用治具
33: 位置決め用開口部
35: コネクタ端子用開口部
37: 傾斜部
39: 発光面用開口部
41: コネクタ内リード線
42: 外部リード線
43: ネジ
44: ネジ
45: 治具附属リード線
46: コネクタ
47: はんだ
48: 爪部
49: 押え部
50: LED照明装置
51: ケース部
53: 口金
55: レンズドーム
100: 従来の発光装置
101: LEDチップ
103: 配線基板
105: ボンディングワイヤー
107: 導体パターン(インナーリード部)
109: 導体パターン(アウターリード部)

Claims (17)

  1. 発光装置と、
    前記発光装置にコネクタを介して外部接続するためのコネクタ用治具と、を備え、
    前記発光装置は、
    基板と、
    前記基板上に形成された発光部と、
    前記発光部を覆う封止体と、
    前記基板上に形成されたアノード接続用の第1配線パターンと、
    前記基板上に形成されたカソード接続用の第2配線パターンと、を備え、
    前記発光部は、第1列及び第2列を含む複数の列に配置された複数のLEDを有し、
    前記第1列内のLED配置数は、前記第2列内のLED配置数よりも少なくなるように配置され、
    同数の前記LEDを直列に接続した直列回路が複数形成され、前記直列回路の夫々の一端が前記第1配線パターンと接続し、前記直列回路の夫々の他端が前記第2配線パターンと接続しており、
    前記直列回路は、前記第1列に属する前記LEDと、その隣接する列に属する前記LEDとの間で電気的接続を構成する箇所が含まれており、
    前記第1配線パターンと前記第2配線パターンは、夫々、前記基板上において前記発光部の周囲に形成され、前記第1配線パターンは外部との電気的接続を行うためのアノード接続用のランドと、前記第2配線パターンは外部との電気的接続を行うためのカソード接続用のランドと、夫々電気的に接続され、
    前記アノード接続用のランド、及び前記カソード接続用のランドは、夫々、はんだ付け用電極ランド及びコネクタ用電極ランドを有し、
    前記コネクタ用治具は、
    前記発光部を露出させる第1開口部と、
    前記第1開口部の周辺全体を取り囲む領域に設けられ、前記第1開口部を挟んで互いに対向して配置された2つの第2開口部と、を有し、
    前記発光装置と前記コネクタ用治具が前記基板上で重ね合わせられていることを特徴とするLED照明装置。
  2. 前記基板上に、前記第1配線パターンと前記第2配線パターンが、対向して配置されていることを特徴とする請求項1に記載のLED照明装置。
  3. 前記発光部を取り囲むように形成された樹脂ダムを備え、
    前記封止体は、前記樹脂ダムの内側に充填されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のLED照明装置。
  4. 前記樹脂ダムは円環形状であることを特徴とする請求項3に記載のLED照明装置。
  5. 前記第1配線パターンと前記第2配線パターンが、共に前記円環の一部をなす円弧形状を構成することを特徴とする請求項4に記載のLED照明装置。
  6. 前記直列回路の夫々の一端と前記第1配線パターンが、第1のワイヤーで接続され、
    前記直列回路の夫々の他端と前記第2配線パターンが、第2のワイヤーで接続され、
    前記樹脂ダムは、前記第1のワイヤーの一部、前記第2のワイヤーの一部、前記第1配線パターン、及び前記第2配線パターンを覆うように形成されていることを特徴とする請求項3〜5の何れか1項に記載のLED照明装置。
  7. 前記樹脂ダムの下部に、保護素子が配置されていることを特徴とする請求項3〜6の何れか1項に記載のLED照明装置。
  8. 前記第1開口部から前記樹脂ダムが露出していることを特徴とする請求項3〜7の何れか1項に記載のLED照明装置。
  9. 前記コネクタ用治具は、コネクタを挿入するためのコネクタ挿入部を有することを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載のLED照明装置。
  10. 前記コネクタ挿入部に前記コネクタが設置されており、
    前記アノード接続用のランド及び前記カソード接続用のランドがそれぞれ前記コネクタと電気的に接続されていることを特徴とする請求項9に記載のLED照明装置。
  11. 前記封止体が、蛍光体含有樹脂からなることを特徴とする請求項1〜10の何れか1項に記載のLED照明装置。
  12. 前記発光部を構成する前記複数のLEDの配列の集合体の外形が、前記封止体の外形と略相似形となることを特徴とする請求項1〜11の何れか1項に記載のLED照明装置。
  13. 前記基板は前記発光部の周辺全体を取り囲む、前記封止体で封止されていない領域を備え、
    前記封止体で封止されていない領域に第3開口部を有していることを特徴とする請求項1〜12の何れか1項に記載のLED照明装置。
  14. 前記第3開口部が、前記第2開口部と重なり合っていることを特徴とする請求項13に記載のLED照明装置。
  15. 前記コネクタ用治具は、樹脂材料を備えて構成されていることを特徴とする請求項1〜14の何れか1項に記載のLED照明装置。
  16. 前記コネクタはリード線を含んでいることを特徴とする請求項1〜15の何れか1項に記載のLED照明装置。
  17. 前記発光装置と前記コネクタ用治具が重ね合わせられている面に直交する方向から見たときに、前記コネクタ用治具の外周が前記発光装置の外周よりも外側にはみ出さない構造であることを特徴とする請求項1〜16の何れか1項に記載のLED照明装置。
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