JP6403390B2 - 照明ランプの製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施の形態1に係る照明ランプ1を示す斜視図である。図2は、実施の形態1に係る照明ランプ1を示す図1のA−A断面図である。図3は、実施の形態1に係る照明ランプ1の発光ユニット4の断面図である。これらの図1〜図3に基づいて、照明ランプ1について説明する。
本実施の形態1に係る照明ランプ1は、放熱性能を向上させること、及び部品点数を低減することができる改良が加えられたものである。
照明ランプ1は、たとえば円筒状の外郭であるカバー2と、カバー2の一端側に取り付けられた給電口金3Aと、カバー2の他端側に取り付けられたアース口金3Bと、カバー2に収納され、複数のLEDパッケージ4Aが実装された絶縁膜部4Bを有する発光ユニット4とを備えているものである。
カバー2は、図1に示すカバー2の中心軸Oと平行な方向に延びるように形成された筒状部材である。カバー2は、その内部に発光ユニット4を収納している。カバー2は、透光性を有するものであり、たとえば樹脂材料を押出成形することで得られるものである。カバー2を構成する樹脂材料としては、たとえば、ポリカーボネート(PC)、アクリルなどを使用するとよい。
給電口金3Aは、カバー2の一端側の開口部を閉じるように取り付けられるものである。給電口金3Aは、導電性を有する給電端子3A1と、給電端子3A1が埋め込まれている給電口金筐体3A2とを備えている。給電端子3A1と給電口金筐体3A2は、たとえばインサート成形などで一体的に形成される。給電口金3Aとしては、たとえば、GX16タイプの口金を用いることができる。
アース口金3Bは、カバー2の他端側の開口部を閉じるように取り付けられているものである。アース口金3Bは、導電性を有するアース端子3B1と、アース端子3B1が埋め込まれるアース口金筐体3B2とを備えている。アース端子3B1とアース口金筐体3B2とは、たとえばインサート成形などで一体的に形成される。アース口金3Bとしては、たとえば、GX16タイプの口金を用いることができる。
発光ユニット4は、複数のLEDパッケージ4Aと、複数のLEDパッケージ4Aが実装される絶縁膜部4Bと、絶縁膜部4B上に形成される配線パターン及び電極パッドなどに対応する導電膜部4Cと、絶縁膜部4Bが敷設されるヒートシンク4Dとを備えているものである。
また、ネジなどの固定手段を用いる場合には、基板とヒートシンクとの間に隙間ができて密着性を確保できずにLEDパッケージ4Aの放熱が不充分になっていた。その隙間を埋めて密着性を確保するためにシリコーン接着剤を用いる必要があった。このため、シリコーン接着剤を塗布したり、ヒートシンク4D上に基板を設置した後にシリコーン接着剤を乾燥固化させたりする工程が別途発生してしまい、組立作業の工数が増加するとともに、シリコーン接着剤の分の製造コストが増加してしまっていた。照明ランプ1では、1mm程度の厚みを有する基板と比較すると薄い膜で構成された絶縁膜部4Bを有しているものであるので、絶縁膜部4Bとヒートシンク4Dとの密着性を確保しやすく、別途シリコーン接着剤を用いて絶縁膜部4Bとヒートシンク4Dとの間の隙間を埋めるような工程を入れる必要がなくなっている。
また、絶縁膜部4Bは、後述するヒートシンク4Dの敷設面4D1の全面に広がるように設けられていてもよいし、部分的に設けられていてもよい。たとえば、導電膜部4Cが形成されない箇所については、絶縁膜部4Bを敷設しないようにしてもよい。
図4は、実施の形態1に係る照明ランプ1の製造に利用される一体型治具30の説明図である。この図4では、LEDパッケージ4Aを絶縁膜部4B(導電膜部4Cの電極パッド)上に実装している様子を示している。照明ランプ1の製造方法では、ヒートシンク4Dの敷設面4D1上に絶縁膜部4Bを形成し、絶縁膜部4B上に導電膜部4Cを形成し、導電膜部4C上に素子パッケージを実装する工程を有している。図4に示すように、複数のヒートシンク4Dを載置することができる凹部が形成された一体型治具30を用いることで、この製造工程を高効率に実施することができる。
なお、後段で説明する図8のフローチャートで示す製造方法は、この図4に示す一体型治具30を使用しても適用することができる。
ここでは、絶縁膜部4Bとして感光用レジストを用い、電極パッド及び配線の形成手段としてフォトリソグラフィを用いる場合を一例に説明する。
一体型治具30に複数のヒートシンク4Dを設置する。一体型治具30に設置された複数のヒートシンク4Dに絶縁膜部4Bとしてのレジストを塗布する。レジストを塗布した後に、UV感光してレジストを固化させて絶縁膜部4Bを形成する。その後、エッチング、ディッピング、アディディブなどの技術を用いて電極パッド及び配線を形成する。その後、図4に示すように、LEDパッケージ4Aを電極パッド上に実装する。なお、この電極パッドへの実装は、たとえばリフロー炉などを用いるとよい。ここで、図示は省略しているが、複数のヒートシンク4Dに絶縁膜部4Bとしてのレジストを塗布する際なども、図4に示す例と同様に一体型治具30に複数のヒートシンク4Dを載置して実施する。
図5は、本実施の形態に係る照明ランプ1の製造に利用される第1の治具31、第2の治具32及び第3の治具33の斜視図である。図6は、本実施の形態1に係る照明ランプの製造に利用される第1の治具31、第2の治具32及び第3の治具33の断面図であって、第2の治具32からヒートシンク4Dが離れている状態の断面図である。図7は、本実施の形態1に係る照明ランプ1の製造に利用される第1の治具31、第2の治具32及び第3の治具33の断面図であって、第2の治具32にヒートシンク4Dを押しつけた状態の断面図である。図8は、第1の治具31、第2の治具32及び第3の治具33を利用して照明ランプ1を製造するときのフローチャートである。図5〜図8を参照して、第1の治具31、第2の治具32及び第3の治具33を用いた照明ランプ1の製造方法について説明する。
回路形成工程では、まず、絶縁膜部4Bを形成する。レジストをヒートシンク4Dに塗布し、その後、露光などによって固化させて絶縁膜部4Bを形成する。ここで、レジストを塗布する際には、ヒートシンク4Dの敷設面4D1を、ヒートシンク4Dの上側に配設されたスクリーン(図示省略)に押し当てる。すなわち、第1の治具31に各ヒートシンク4Dを配置し、第3の治具33の力を利用してスクリーンに押し当て、その状態でレジストを塗布することができる。
レジスト塗布では、第1の治具31及び第3の治具33を利用することができる。
露光では、第1の治具31、第2の治具32及び第3の治具33を利用することができる。
その後、塗布したレジストに露光を行うことでレジストを硬化させる。この露光をするにあたっても、上述したように、第1の治具31、第2の治具32及び第3の治具33を利用し、ヒートシンク4Dの上側に配置された第2の治具32に押し当る方法を採用することができる。
さらに、銅、アルミニウムなどの金属粒子を拡散させた液体(ペースト)を絶縁膜部4B上に射出し、液体が射出された絶縁膜部4Bを焼結させて導電膜部4Cを形成することもできる。このように金属粒子を拡散させた液体を焼結させる方法では、絶縁膜部4Bとして高耐熱性を有するポリイミドシートを用いてもよいし、レジストを用いてもよい。
本実施の形態1に係る照明ランプ1は、たとえば1mm程度の厚みを有する基板の代わりに、たとえば5〜50μm程度の厚みを有する絶縁膜部4Bを備えたものである。すなわち、本実施の形態1に係る照明ランプ1は、基板と比較すると薄い絶縁膜部4Bに配線などを形成し、光源回路を構成したものであり、その分、LEDパッケージ4Aで発生した熱を高効率にヒートシンク4Dに伝達させることができ、放熱性能が向上している。
このように、本実施の形態に係る照明ランプ1では、放熱性能が向上しているので、LEDのサーマルディケイを抑制することができ、LEDから出射される光量が小さくなってしまうことを抑制することができる。
また、本実施の形態1に係る照明ランプ1では、絶縁膜部4Bをヒートシンク4D上に貼り付ける作業などで敷設することができるものである(ポリイミドシート)。すなわち、基板とヒートシンクとをネジで締結する作業、及び、基板とヒートシンクとの間の隙間を埋めるためのシリコーン接着剤を塗布する作業をなくすことができ、その分、組立作業の工数と部材費を低減することができる。
このように、本実施の形態に係る照明ランプ1では、部品点数の低減及び組立作業の工数の低減を図ることができるので、その分、製造コストを抑制することができる。具体的には、基板をヒートシンクに配設する従来の照明ランプと比較すると、照明ランプ1では、3〜4割の製造コストの抑制を図ることができる。
図9は、実施の形態2に係る照明ランプの製造に利用される第2の治具32Bである。なお、図9(a)は、第2の治具32Bの上面図であり、図9(b)は、第2の治具32Bを側方側から見た図であり、図9(c)は、第2の治具32Bにヒートシンク4Dが突き当てられた状態の上面図である。
実施の形態2では、図9に示すように、実施の形態1で説明した2つの第2の治具32の代わりに、複数のスリット32B1が形成された一体型の第2の治具32Bを用いて照明ランプ1の製造を行う。なお、本実施の形態2では、実施の形態1と共通するものには同一符号を振り、主に相違点について説明する。
図10は、実施の形態3に係る照明ランプの製造に利用される第1の治具31Bである。図10(a)は、第1の治具31Bをエアー制御で動作させることを模式的に示した図であり、図10(b)は、第1の治具31Bを第3の治具33で動作させることを模式的に示した図である。
実施の形態3では、図10に示すように、実施の形態1で説明した第1の治具31の代わりに、断面コの字状の第1の治具31Bを用いて照明ランプ1の製造を行う。なお、本実施の形態3では、実施の形態1、2と共通するものには同一符号を振り、主に相違点について説明する。
第1の治具31Bは、たとえば、図10(a)に示すようにエアー制御(空気圧)でヒートシンク40Dを上下に移動させてもよいし、図10(b)に示すように第3の治具33のバネの力を利用してヒートシンク40Dを上下に移動させてもよい。この第1の治具31Bを用いることで、一体型治具30及び第1の治具31に設置できないような形状を有するヒートシンク40Dであっても、ヒートシンク40Dを第2の治具32に突き当てることができる。
図11は、実施の形態4に係る照明ランプ200である。図12は、図11に示す照明ランプ200のグローブ201などを取り外した状態における説明図である。図12(a)が斜視図及び図12(b)が縦断面図である。本発明は、直管形の照明ランプ1だけでなく、図11及び図12に示す電球形の照明ランプ200についても適用することができる。なお、本実施の形態4では、実施の形態1〜3と共通するものには同一符号を振り、主に相違点について説明する。
照明ランプ200は、球状のグローブ201、LEDパッケージ202、グローブ201及びLEDパッケージ202が取り付けられる筐体203、及び筐体203に取り付けられる口金部204などを有する電球形の照明ランプである。
なお、筐体203の形状に対応するように、実施の形態1〜3で説明した一体型治具30、第1の治具31、第1の治具31B、第2の治具32、第2の治具32B及び第3の治具33を形成するとよい。これにより、実施の形態4の態様の照明ランプ200においても、実施の形態1〜3で説明した照明ランプ1の製造方法を実施することができる。
図13は、本実施の形態5に係る照明ランプ300である。図13は、照明ランプ300の縦断面図を示している。なお、本実施の形態5では、実施の形態1〜4と共通するものには同一符号を振り、主に相違点について説明する。照明ランプ300は、カバー301、LEDパッケージ302、カバー301が取り付けられる筐体303、筐体303内に設けられたヒートシンク304、及びLEDパッケージ302に電力を供給するのに利用される電源回路部305などが設けられている器具一体型照明ランプである。ヒートシンク304は、筐体303内に収容されているものである。ヒートシンク304は、強度や筐体303への取り付けを勘案して、板金などを折り曲げるなどして形成されるものである。このヒートシンク304の下面には、導電膜部4C(図示しない)が形成された絶縁膜部4Bが敷設されている。そして、導電膜部4Cの電極パッドにLEDパッケージ302が実装されている。
実施の形態6は、実施の形態1〜実施の形態5で説明した照明ランプ1、照明ランプ200及び照明ランプ300が取り付けられた照明装置600、照明装置800及び照明装置400である。なお、本実施の形態6では、実施の形態1〜5と共通するものには同一符号を振り、主に相違点について説明する。まず、照明装置600について説明する。
照明器具700は、照明ランプ200を内包する器具本体701と、照明ランプ200の口金部204(図示省略)が取り付けられるソケット702と、器具本体701内に設けられ照明ランプ200から出射される光を反射するリフレクタ703とを備えているものである。図15に例示する照明装置800は、天井900に形成された開口部に挿入され、天井900側から室内などを照明するものである。
実施の形態6に係る照明装置600、照明装置800及び照明装置400は、実施の形態1に係る照明ランプ1、実施の形態4に係る照明ランプ200、及び実施の形態5に係る照明ランプ300を備えているので、照明ランプ1、照明ランプ200及び照明ランプ300と同様の効果を得ることができる。
Claims (3)
- 放熱部の敷設面上に絶縁膜部を形成し、前記絶縁膜部上に導電膜部を形成し、前記導電膜部上に素子パッケージを実装する照明ランプの製造方法であって、
前記絶縁膜部を形成する工程と、
前記絶縁膜部上に前記導電膜部を形成する工程と、
前記絶縁膜部上に配線の絶縁のためのレジストを塗布する工程とを有する回路形成工程とを備え、
前記回路形成工程では、
前記絶縁膜部としてのレジストを塗布した後に露光をする際に、
各放熱部の下面側を支持する第1の治具と、複数の前記放熱部の前記敷設面の上側に設けられ、各放熱部の前記敷設面が突き当てられる第2の治具と、前記第1の治具を押し上げて前記第2の治具に突き当てる第3の治具とを用い、
前記第1の治具を上側に移動させて各放熱部の前記敷設面を、前記第2の治具に突き当てて、複数の前記放熱部の前記敷設面の高さ位置を揃える
ことを特徴とする照明ランプの製造方法。 - 前記回路形成工程を実施した後に、複数の前記放熱部の前記導電膜部上に前記素子パッケージを実装する実装工程を実施する
ことを特徴とする請求項1に記載の照明ランプの製造方法。 - 前記実装工程では、
前記第1の治具を上側に移動させて各放熱部の前記絶縁膜部を、前記第2の治具に突き当てて、各放熱部の実装面の高さ位置を揃える
ことを特徴とする請求項2に記載の照明ランプの製造方法。
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