TW201210460A - Substrate module for mounting heat source and illuminating device - Google Patents

Description

201210460 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於發熱源實裝用基板模組及具備發熱源實 裝用基板模組之照明裝置。 【先前技術】 做為發熱源之半導體元件係於驅動時產生熱。來自發 :原之’’’、會隨發熱源之種類而不同。+導體元件之性能有 隨’皿度上升而降低之傾向。近年來，已開發藉由改善發熱 源本身之性能來使發熱量減少之方法。此外，針對如何將 發熱去除之放熱手法亦已開發眾多之方法。做為此種放熱 源有發光一極體（Llght Emiuing Di〇de，以下稱為[ED )。 近年來’發光二極體做為隨著電力·光轉換效率之提升之省 能源化為可能且長壽命之發光元件而開始利用於照明等。 然而，雖然電力·光轉換效率提升，但投入電力之一半 以上不使用而做為熱消耗。因此，會有因熱之消耗而咖 之壽命降低之問題。因此，纟⑽元件之開發中，如何散 熱成為重要之課題。LED元件具有〇 3mm〜丨爪爪之尺寸。 一般LED το件係在搭載於陶瓷基板或引線架之狀態下實裝 於電路基板或直接實裝於電路基板而使用。另一方面，做 為電路基板而使用撓性印刷配線板者已製品化。例如，於 專利文獻1揭示有具備實裝LED之撓性印刷配線板之照明 裝置。 專利文獻1 :日本特開20〇2· 184209號公報 201210460 【發明内容】 [發明欲解決之課題] 根據於專利文獻1揭示之照明裝置，藉由將發光二極 體之三維之配置自動化，生產效率提高。此外，抑制發光 二極體之溫度上升，故抑制發光二極體之發光效率之降 低，照明裝置之光輸出更提高。然而，於專利文獻1揭示 之發明係關於筒狀之照明裝置者，並未考慮細長螢光管等 照明裝置。因λ ’會有即使於為了放熱之設計自由度不高 之勞光管等使用專利文| 1之發明亦無法獲得充分之放執 特性之虞。 … 本發明之目的在於提供藉由簡易之構成而放熱特性提 升且於螢光管等照明裝置使用之場合亦獲得優良放熱特性 之發熱源實裝用基板模組及具備發熱源實裝用&板模組之 照明裝置。 [解決課題之手段] 為了解決上述課題，根據本發明之第一態樣，提供一 種發熱源實裝用基板模組，係將實裝有發熱源之撓性印刷 配線板安裝於金屬’其特徵在於：前述撓性印刷配線板 之面積係設定為比前述金屬板之面積廣；力前述繞性印刷 配線板之表面5又有導電層；前述撓性印刷配線板係在從前 述金屬板之一對表面中之一面往另一面彎折之狀態下安裝 於前述金屬板之一對表面之各表面上。 根據此構成，可將撓性印刷配線板之導電層做為使在 4 201210460 發熱源產生之熱放熱之放熱層及使在發_產生之熱往金 眉板傳熱及放熱之放熱通路利用。此外，可藉由簡易之構 成使放熱層之表面積及放熱通路之數量或面積增加。因 此，可藉由簡易之構成而放熱特性提升。此外，於金屬板 之^度較窄之場合亦可藉由簡易之構成使使在發熱源產生 …層之表面積及放熱通路之數量或面積增 加因此’可藉由簡易之構成形成寬度狹窄且放熱特性優 良之發熱源實裝用基板模組。 板.二ί述之發熱源實裝用基板模組中’前述金屬板係銘 /、°根據此構成，藉由使用熱傳導性良好之紹板， 可將透過撓性印刷配線板傳熱之 地放熱。因此，發轨㈣讲… …、原之熱效率良好 hU裝用基板模組之放熱特性更加 开。 ▲於上述之發熱源實·裝用基板模m中’前述導電層係， 於則述撓性印刷配線板之一對 ’、又 M 〈谷表面上較理想。根 可藉由簡易之構成而放熱特性更加提升。 於上述之發熱源實裝用基板模組， 係發光元株4 r ’别述發熱源 ’、 交理遘。根據此構成，可藉由簡县夕姐 放熱特性優良之昭明, 《之構成形成 外，於使用… 熱源實裝用基板模組。此 、；、田長螢光管等照明裝置之場合亦可形成妨叙 特性優良之發熱源實裝用基板模組。 熱 為了解決上述課題，根據本發 種照明裝置，且備上、……：第—態樣，提供- 構成，可藉由簡基板模組。根據此 ’易之構成形成放熱特性優良之照明裝置。 201210460 此外’於細長螢光管等照明裝置亦可獲得優良之放熱特 1J 式 方 施 實 以下，針對本發明之發熱源實裝用基板模組及具備發 熱源實裝用基板模組之照明裝置之一實施形態參照圖面說 明。本發明之發熱源實裝用基板模組係配置於細長螢光管 等照明裝置内之照明用模組。 如圖1 ( a )、（ b )所示，發熱源實裝用基板模組1具 備金屬板1 0及撓性印刷配線板20。於撓性印刷配線板2〇 之上面實裝有複數發熱源3 0。在此狀態下，發熱源實裝用 基板模組1係配置於不圖示之螢光管等照明裝置内。 金屬板1 0係由細長之板構成❶金屬板1 〇係做為發熱 源實裝用基板模組1之基台使用。金屬板！ 〇係將透過撓性 印刷配線板20傳熱之來自發熱源30之熱放熱。金屬板j 〇 係由鋁板構成。藉由使用熱傳導性良好之鋁板，可形成放 熱特性優良且可輕量化之發熱源實裝用基板模組1。金屬板 1 〇之寬度A為1 5mm以下較理想。根據此構成，可形成適 合螢光管等照明裝置之寬度狹窄之發熱源實裝用基板模組 1。金屬板10之長度及厚度係可任意變更。 撓性印刷配線板2 0係單面撓性印刷配線板。因此，導 電層僅a史於撓性印刷配線板2 0之一方之面。撓性印刷配線 板20係透過接著劑s安裝於金屬板1 〇上。實裝於挽性印 刷配線板20之上面之發熱源30係對不圖示之外部配線電 氣連接。撓性印刷配線板20係將於發熱源30之驅動時產 6 201210460 生之熱對金屬板10放熱。 如圖2所示，撓性印刷配線板2〇具備基材層2丨、導電 層22、覆蓋層23。基材層2丨係成為撓性印刷配線板2〇之 基台Μ 4㈣21係由絕緣性之樹脂膜構成。做為樹脂 膜’使用由柔軟性優良之樹脂材料構成之膜，例如聚醯亞 胺膜或聚賴等’只要是用於撓性印刷配線板用之樹脂 膜’可使用任意者4中，冑為樹脂膜，較理想係、使用除 柔軟性外還具有㈣熱性之樹脂膜，例如使用聚酿胺系之 樹脂膜或聚醯亞胺、聚醯胺_醯亞胺等聚醯亞胺系之樹脂膜 或聚2 6萘—甲酸乙二g旨。做為耐熱性樹脂，只要是聚酿 亞胺樹脂、環氧樹脂等用於撓性印刷配線板用之耐轨性樹 脂，可使用任意者。基材層21之厚度為13_〜5〇^較 理想。 導電層22具備電路區域22a及放熱區$22b。電路區 域22a係形成為了將發熱源、3〇與外部配線電氣連接之電氣 電路之區域。此外，放熱區域22b係積層於基材層η之上 面之導電性金屬羯之層。電路區域22a及放熱區域⑽係將 同-導電層22钱刻等而形成。根據此構成，可容易形成電 路區域22a及放熱區域22b。做為導電性金屬落雖使用例如 銅’但只要是用於撓性印刷配線板2〇導電層Μ之導電性 金屬猪，可使用任意者。導電層22之厚度為18一〇5 t路區域22a之電氣電路係透過料Η與發 …源30之不圖不之電極電氣連接。 、 覆蓋層23係形成撓性印刷配線板2q之絕緣層。覆蓋 201210460 層23具備由熱硬化性接著劑等構成之覆蓋接著劑23a、透 過覆蓋接著劑23a貼附於基材層21及導電層22之各層之覆 蓋部23b。覆蓋層23於與發熱源30對應之位置具有用來填 充銲料Η之穿通孔23c。做為覆蓋部23b可使用聚醯亞胺 膜、感光性光阻、液狀光阻等。覆蓋層23之厚度為13//m 〜5 0 " m較理想。 如圖1、圖2、圖4所示，撓性印刷配線板2〇之面積 係设定為比金屬板1 〇之面積廣。撓性印刷配線板2 〇係在 從金屬板10之上面往下面折彎之狀態下透過接著劑s貼附 於金屬板10之上面及下面之各面。根據此構成，可將撓性 印刷配線板20之導電層22做為使在發熱源3〇產生之熱放 熱之放熱層及使在發熱源30產生之熱往金屬板1〇傳熱及 放熱之放熱通路利用。此外，可藉由簡易之構成使放熱層 之表面積及放熱通路之數量或面積增加。因此，可藉由簡 易之構成而放熱特性提升。 更具體地係如圖2所示，可在使在發熱源3〇產生之熱 往構成電路區域22a之導電層22傳熱後，使往構成放熱區 域22b之導電層22之全域傳熱。因此，可將導電層22之 全域做為使在發熱源3 0產生之熱藉由與空氣之熱交換（對 流、輻射）而放熱之放熱層利用。另外，藉由將撓性印刷 配線板2 0從金屬板1 〇之上面往下面折臀，貼附於上面及 下面之各面’可以簡易之構成使放熱層之表面積增加，可 使與空氣之熱交換所導致之放熱促進。因此，可以簡易之 構成形成放熱特性優良之發熱源實裝用基板模組i。 201210460 此外，藉由將撓性印刷配線板20從金屬板1 〇之上面 往下面折彎並貼附於金屬板10之上面及下面之各面，可使 在發熱源30產生之熱從接觸於金屬板之上面之導電層 22之電路區域22 a往金屬板10之上面傳熱並從金屬板1〇 放熱。另外’亦可使在發熱源30產生之熱從接觸於金屬板 10之下面之導電層22之放熱區域22b往金屬板1〇之下面 傳熱並從金屬板1 0放熱。因此，可將導電層2 2做為使在 發熱源30產生之熱往金屬板10傳熱及放熱之放熱通路利 用。此外，藉由將該放熱通路設於金屬板1〇之上面及下面 之各面，可藉由簡易之構成使放熱通路之數量或面積增 加，降低熱阻。因此，可以簡易之構成形成放熱特性優良 之發熱源實裝用基板模組1。 在於圖3 ( b )顯示之以往之發熱源實裝用基板模組2 係實裝發熱源60之撓性印刷配線板5〇透過接著劑s僅安 裝於金屬板40之上面。在此發熱源實裝用基板模組2能做 為放熱層及放熱通路利用之撓性印刷配線板5〇僅設於金屬 板40之上面。因&，除放熱層之表面積外，放熱通路之凄 量或面積受限’故有放熱特性不良之問題。此現象在於# 備寬度狹窄之金屬板40之螢光管等照明裝置使用發熱源負 裝用基板模組2之場合更加顯著。在此場合，為了使放旁 層之表面積增加，亦可考慮將撓性印刷配線板50之尺寸^ 金屬板40之上面於水平方向延長。然而，在於細長螢光窄 等照明裝置使用發熱源實裝用基板模組2之場合無法採用 此種構成。 9 201210460 相對於上述狀況，根據本發明，如圖3 ( a)所示，可 2簡易之構成使放熱層之表面積及放熱通路之數量或面積 曰力因此可以簡易之構成形成放熱特性優良之發熱源 實裝用基«纟m外’可將發熱源實裝用基板模組k 寬度B維持為金屬板1G之寬度a大致相同並使放熱層之表 面積及放熱通路之數量或面積增加◊因此，即使於具備寬 度狹乍且細長之金屬板！ 〇之場合，亦可形成放熱特性優良 且適合勞光管等照明裝置之發熱源實裝用基板模組ι。圖3 (〇、（b)之粗箭頭係顯示發熱源實裝用基板模組中之來 自發熱源之熱之移動° ®中’為了使熱之移動明確，撓性 P刷配線板2G之構成係簡略化。做為接著劑§，可使用熱 硬化性接著劑等。發熱源30係半導體元件。 如圖1所示，於撓性印刷配線板20之上面沿撓性印刷 配線板20之長度方向並排實裝有複數發熱源3〇。如圖2所 不’發熱源3G之電極係透過銲料H對撓性印刷配線板 之電路區域22a之電氣電路電氣連接。於本實施形態中，做 為為發熱源3〇之發光元件，使用由氮化鎵構成之發光二極 體（LED)。發光二極體之材料可對應於使發色之顏色任意 變更。此外，發熱源30除發光元件以外，亦可對應於發熱 源實裝用基板模組之用途任意變更。發熱源Μ之大小、實 裝於撓性印刷配線板2G之發熱源3Q之數量或位置等亦可 任意變更。 其次，針對發熱源實裝用基板模組1及具備發熱源實 裝用基板模組1之照明裝置之形成方法參照圆4(a)〜圖4 10 201210460 (C )說明。 首先，如圖4 ( a )所示，在撓性印刷配線板安裝步驟p 係準備具有比金屬板1 〇廣之面積之撓性印刷配線板2〇。其 次’將撓性印刷配線板20透過接著劑S貼附於金屬板1〇 之上面之全面。接著，如圖4 ( b )所示，將撓性印刷配線 板20從金屬板10之上面往背面折彎，並且透過接著劑s 貼附於金屬板10之下面之全面。經過以上之步驟，形成發 熱源實農用基板模組1。 之後，如圖4 ( c )所示，在發熱源實裝步驟Q係將發 熱源30於發熱源實裝用基板模組i之撓性印刷配線板汕 上透過銲料Η實裝（參照圖2)。之後，於螢光管等照明裝 置内安裝發熱源實裝用基板模組丨。經過以上之步驟，形成 具備發熱源貫裝用基板模組1之照明裝置。 另外，發熱源實裝用基板模，组i及具備發熱源實裝用 基板模組i之照明裝置之形成方法可任意變更。此外，本 實施形態中，撓性印刷配線板20雖係單面換性印刷配線 板，但亦可為於撓性印刷配線才反2〇之兩面具備㈣層之兩 面撓性印刷配線板。根據此構成，可使成為放熱層之導電 層之表面積及剖面積更加增加。因此，可藉由簡易之構成 而放熱特性更加提升。 此外，針對導電層22之面積、電路區域仏及放熱區 域22b之位置或面積亦可任意變更。但導電層^之面積若 考慮熱性’盡可能使寬廣較理想。 (實施例） 201210460 為了比較於圖3顯示之本實施形態之發熱源實裝用基 板模組1與以往之發熱源實裝用基板模組2,將發熱源實裝 用基板模組1與發熱源實裝用基板模組2以於以下顯示之 同一條件形成。另外，令LED之個數為5個、鄰接之ίΕΙ) 間之距離為25_、對各led之輸入電力為iw,測定LED 接點溫度（”接合部之溫度）。此外，於發熱源實裝用基 板模組1與發熱源實裝用基板模組2之比較係使用接點溫 度之計算值及實測值。令發熱源實裝用基板模組1之寬度 (短方向之長度）B為16.5 mm。 •金屬板 材質：鋁基板 寬度：15mm，厚度：i.5mm •撓性印刷配線板 (基材層） 材質：聚醢亞胺 厚度：25 y m (導電層） 材質：銅箔 厚度：3 5 μ m (覆蓋層） 材質：聚醯亞胺 厚度：1 3 e m *接著劑 材質：熱硬化性接著劑 12 201210460 厚度：25 v m 在發熱源實裝用基板模組1係計算值為机，實測值 :々C #對於此’在以往之發熱源實裝用基板模組2係 t算值為63 C，實測值為6rc。亦即，可獲得發熱源實裝 用基板模組1之放熱效果比以往之發熱源實裝用基板模組2 之放熱效果高約兩成之結果。 [產業上之可利用性] 根據本發明，於將實裝有發熱源之撓性印刷配線板安 裝於金屬板之發熱源實裝用基板模組中，可藉由簡易之構 成而放熱特性提升。因此’於具備將實裝有發熱源之撓性 印刷配線板文裝於金屬板之發熱源實裝用基板模組之照明 裝置之領域之利用性甚高。 1 明 說 單 簡 式 圖 圖1U)係顯示本發明之一實施形態之發熱源實裝用 基板模組之立體圖。 圖1 ( b )係發熱源實裝用基板模組之俯視圖。 圖2係沿圖1 ( b )之2-2線之剖面圖。 圖3 ( a )係顯示於發熱源實裝用基板模組中從發熱源 產生之熱之移動之示意圖。 圖3 ( b )係顯示於以往之發熱源實裝用基板模組中從 發熱源產生之熱之移動之示意圖。 圖4 ( a )、（ b )係顯示於照明裝置之製程中撓性印刷 13 201210460 配線板之安裝步驟之側面圖。 圖4 ( c )係顯示發熱源之實裝步驟之側面圖。 【主要元件符號說明】 1 發熱源實裝用基板模組 10 金屬板 20 撓性印刷配線板 21 基材層 22 導電層 22a 電路區域 22b 放熱區域 23 覆蓋層 23a 覆蓋接著劑 23b 覆蓋部 23c 穿通孔 30 發熱源 H 銲料 S 接著劑 14

Claims (1)

1. 201210460 七、申請專利範圍： 1、一種發熱源實裝用基板模組，係將實裝有發熱源之 挽性印刷配線板安裝於金屬板，其特徵在於： 則述換性印刷配線板之面積係設定為比前述金屬板之 面積廣； 於則述撓性印刷配線板之表面設有導電層； 前述撓性印刷配線板係在從前述金屬板之一對表面中 >面往另面奢折之狀態下安裝於前述金屬板之一對表 面之各表面上。 2、 如申請專利範圍第1項記載之發熱源實裝用基板模 組，其中，前述金屬板係鋁板。 3、 如申請專利範圍第i或2項記載之發熱源實裝用基 板模組，其中，前述導電層係設於前述撓性印刷配線板之 一對表面之各表面上。 4、 如申請專利範圍第1或2項記載之發熱源實裝用基 板模組，其中，前述發熱源係發光元件。 5、 —種照明裝置，具備申請專利範圍第4項記載之發 熱源實裝用基板模組。 八、圖式： (如次頁） 15