WO2006134839A1 - 発光素子実装用基板、発光モジュール及び照明装置 - Google Patents

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Koichiro Masuko
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Fujikura Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a light-emitting element mounting substrate for mounting a plurality of light-emitting elements such as light-emitting diodes (hereinafter referred to as “LEDs”).
  • LEDs light-emitting diodes
  • a light-emitting element mounting substrate that can supply power to a plurality of light-emitting elements with only a conductive layer in the substrate without separately wiring, while ensuring heat dissipation when mounted, and a light-emitting device in which the light-emitting elements are mounted on the substrate
  • the present invention relates to a module and a lighting device having the light emitting module. Background art
  • each light emitting module is connected to an electric wire or formed in a large illuminating device main body, and each light emitting module is connected to a connector to supply necessary power to the light emitting module.
  • Patent Documents 2 and 3 have been proposed as examples of an electronic circuit configuration using a hollow substrate.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-55160
  • Patent Document 2 Japanese Patent No. 2890809
  • Patent Document 3 JP-A-4-88694
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and a large number of light emitting elements can be mounted only with wiring in a substrate having good heat dissipation, and the connection between the substrate and another substrate is simple, and the expandability is excellent.
  • the object is to provide a light-emitting element mounting substrate, a light-emitting module in which the light-emitting element is mounted on the substrate, and a lighting device.
  • the present invention comprises two or more conductive layers and an insulating layer provided between the conductive layers on the outside of a hollow substrate in which a core metal surface is coated with a hollow layer.
  • the conductive layer provided on the enamel layer side is provided in communication from one end to the other end of the enamel substrate, and supplies power to a plurality of light-emitting elements mounted along the longitudinal direction of the conductive layer.
  • a light emitting element mounting substrate in which the conductive layer is extended on the surface of the protruding portion provided at both ends of the enamel substrate to form a connection portion with another substrate.
  • the conductive layer on which the light emitting element is mounted is formed directly on the enamel layer covering the surface of the core metal. I prefer it.
  • a recess is provided in the hollow substrate, and an outer conductive layer of the conductive layer is formed so that a part thereof extends into the recess. It is preferable that a light emitting element mounting position is provided on the formed conductive layer.
  • the present invention provides a light emitting module in which a light emitting element is mounted on the light emitting element mounting substrate according to the present invention described above.
  • the present invention also provides a lighting device having the above-described light emitting module according to the present invention. To do.
  • the substrate for mounting a light-emitting element of the present invention includes two or more conductive layers and an insulating layer provided between the conductive layers on the outside of a single-hole single substrate in which a hollow metal layer is coated on the surface of a core metal.
  • the conductive layer formed and provided on the hollow layer side is provided in communication from one end to the other end of the hollow substrate, and supplies power to a plurality of light emitting elements mounted along the longitudinal direction of the conductive layer. Since the conductive layer is extended on the surface of the protrusions provided at both ends of the hollow substrate to form a connection with another substrate, separate wiring with good heat dissipation is routed. Thus, it is possible to mount a large number of light emitting elements using the conductive layer in the substrate, and it is possible to provide a light emitting element mounting substrate that can be easily connected to another substrate and has excellent expandability.
  • the light emitting module and the lighting device of the present invention use the light emitting element mounting substrate of the present invention, and a large number of light emitting elements are mounted using conductors in the substrate without separately wiring. , And can be provided at low cost.
  • a large number of lighting devices can be easily realized by connecting a large number of vertical and horizontal spaces without any gaps.
  • FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a light emitting element mounting substrate according to the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a first conductive layer in the light emitting element mounting substrate of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a plan view showing an embodiment of the light emitting module of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the light emitting module of FIG.
  • FIG. 1 and 2 are diagrams showing an embodiment of a light emitting element mounting substrate of the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view of the light emitting element mounting substrate 1
  • FIG. 3 is a perspective view showing a position where one conductive layer 5 is formed.
  • FIG. 3 and 4 are diagrams showing an embodiment of the light emitting module of the present invention.
  • FIG. 3 shows a light emitting module in which a plurality of light emitting elements 8 are mounted on the light emitting element mounting substrate 1 shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the light emitting module 10.
  • the light emitting element mounting substrate 1 of the present embodiment includes a first conductive layer 5 and a second enamel layer on the outside of an enamel substrate 2 in which a surface of a core metal 3 is covered with a first enamel layer 4. 6 and the second conductive layer 7 are laminated in order, and the first conductive layer 5 provided on the first enamel layer 4 is formed in the longitudinal direction of the enamel substrate 2 as shown in FIG.
  • the first conductive layer 5 communicates with one end force of the hollow substrate 2 to the other end, and a plurality of light emitting elements mounted along the longitudinal direction of the first conductive layer 5 are provided.
  • the first conductive layer 5 is extended on the surface of the projecting portion provided at both ends of the hollow substrate 2 to form a connection terminal 14 serving as a connection portion with another substrate. Yes.
  • the intermediate portion is omitted, in the present embodiment, 30 light emitting elements 8 are connected in series.
  • the material of the core metal 3 is on the surface.
  • the first enamel layer 4 and the second enamel layer 6 are formed by baking glass powder.
  • the first conductive layer 5 and the second conductive layer 7 are preferably formed by a method of printing and baking a conductive silver paste along a predetermined pattern by a method such as a screen printing method.
  • the hollow substrate 2 is provided with a groove 11 (concave portion) serving as a light emitting element mounting position along the longitudinal direction of the hollow substrate 2. It has been.
  • the groove 11 is provided between the two first conductive layers 5 and has a bottom surface serving as a light emitting element mounting position and a tapered wall surface.
  • the outermost second conductive layer 7 has a substantially Z shape, and a plurality of the second conductive layers 7 are arranged adjacent to each other along the longitudinal direction of the hollow substrate 2. ing. A part of the second conductive layer 7 extends on the bottom surface of the groove 11 described above, and forms a light emitting element mounting position.
  • the second conductive layer 7 formed in the groove 11 is directly provided on the first enamel layer 4, and the portion of the second conductive layer 7 other than the groove 11 is one of the two rows. It is formed on the second enamel layer 6 formed on the first conductive layer 5.
  • the second conductive layer 7 provided near the end of the hollow substrate 2 has an L shape, and a part of the second conductive layer 7 is formed on the other first conductive layer 5 in the two rows. 6 is formed on.
  • the second enamel layer 6 is provided with a plurality of holes leading to the first conductive layer 5, and the holes are filled with a thick film silver paste and baked, or filled with solder, or up and down. Conductive layer connecting portions 12 and 13 for connecting the conductive layers are formed.
  • connection terminals 14 for positive and negative electrodes protrude from each other.
  • the first conductive layer 5 is extended on one or both of the front and back surfaces of the connection terminals 14. Both ends of the first conductive layer 5 are electrically connected to connection terminals 14 for supplying power to the substrate and connecting to another substrate.
  • one row of conductive layers for series circuits is provided.
  • a plurality of series circuits may be formed inside the substrate in accordance with the number of light emitting elements 8 to be mounted.
  • a structure in which 30 light emitting elements are connected in series, or two or more rows can be employed.
  • the light emitting element mounting substrate 1 of the present embodiment has the above-described configuration, it has good heat dissipation.
  • a large number of light-emitting elements 8 can be mounted using the conductive layers 5 and 7 in the substrate without separately wiring, and the force can be easily connected to another substrate and has excellent expandability.
  • the light emitting module 10 of the present embodiment is configured by mounting a plurality of light emitting elements 8 on a light emitting element mounting substrate 1 shown in FIG. Each light emitting element 1 is mounted on the second conductive layer 7 extending in the groove 11 of the light emitting element mounting substrate 1, that is, at the light emitting element mounting position.
  • the light emitting element 8 is preferably an LED.
  • the light emitting element 8 is preferably a white LED.
  • a white LED for example, a white LED that combines a blue LED made of gallium nitride semiconductor power and one or more phosphors that are excited by blue light and emit visible light other than blue, such as yellow. It is desirable to use an LED or the like.
  • the phosphor is desirably mixed and dispersed in a transparent resin for sealing the light emitting element 8 mounted on the substrate.
  • each light emitting element 8 is mounted on the second conductive layer 7 extending on the bottom surface of the groove 11, whereby one electrode of the light emitting element 8 is provided.
  • the terminal is electrically connected to the second conductive layer 7, and one electrode terminal of the light emitting element 8 is electrically connected to the end of the adjacent second conductive layer 7 by a bonding wire 8 such as a gold thin wire.
  • a bonding wire 8 such as a gold thin wire.
  • the light emitting element 8 on the other end side is mounted on an L-shaped second conductive layer 7, and the second conductive layer 7 is connected to the other through an adjustment circuit 15 for current adjustment and element protection.
  • the plurality of light emitting elements 8 mounted on the light emitting element mounting substrate 1 are connected in series in a line, and as shown in FIG.
  • all the light-emitting elements 8 mounted on the substrate can be fed to emit light.
  • a method for manufacturing the above-described light emitting element mounting substrate 1 and the light emitting module 10 using the same will be described.
  • a metal plate for preparing a core metal is prepared, cut into a long plate shape, and further subjected to mechanical calorie to form a groove 11 serving as a light emitting element mounting position and to form a connection terminal 14.
  • the core metal 3 is manufactured by processing both ends into a U shape.
  • the core metal 3 is immersed in a liquid in which glass powder is dispersed in an appropriate solvent, a counter electrode is disposed in the vicinity, and a voltage is applied between the core metal 3 and the counter electrode, so that the glass powder is cored. Electrodeposit on the surface of metal 3. After electrodeposition, the liquid medium strength core metal 3 is pulled up and dried, put in a heating furnace and heated in a predetermined temperature range, and glass powder is baked on the surface of the core metal 3 to form the first enamel layer 4 and enamel Substrate 2 is produced.
  • a thick silver paste is printed on one side of the hollow substrate 2 along the first conductive layer formation pattern shown in FIG. 2 by a method such as screen printing, and then baked to form the first conductive layer. 5 and a connection terminal 14 are formed.
  • the substrate is immersed in a liquid in which glass powder is dispersed, a voltage is applied between the first conductive layer 5 and the counter electrode, and the first Electrodeposit glass powder on the surface of the conductive layer 1.
  • the portions to be the conductive layer connecting portions 12 and 13 are masked so that the glass powder is not electrodeposited, or the glass powder is removed after the electrodeposition.
  • the glass is baked by heating to a predetermined temperature to form a second enamel layer 6.
  • a thick film silver paste is printed along the second conductive layer formation pattern shown in FIG. 1 by a method such as screen printing, and then baked to form the second conductive layer 7 and the conductive layer connecting portion 12, 13 is formed.
  • the light-emitting element mounting substrate 1 shown in FIG. 1 is obtained.
  • a light emitting element 8 is mounted by die bonding on a predetermined position of the light emitting element mounting substrate 1 manufactured as described above, and an adjustment circuit 15 is formed, and each light emitting element is connected by wire bonding.
  • a light emitting module 10 shown in FIG. 3 can be obtained by electrically connecting the second conductive layer 7.
  • a protective resin or a resin mixed and dispersed with a phosphor is filled in the groove 11 and cured to seal the light emitting element 8.
  • the light emitting element 8 includes the first hole in the groove 11. Since it is mounted on the second conductive layer 7 directly extending on the first layer 4, heat generated from the light emitting element 8 is easily conducted to the core metal 3 and has good heat dissipation. In addition, since the conductive layer and the additional enamel layer are not formed on the back surface of the enamel substrate 2, it does not affect the heat radiation due to heat conduction from the back surface of the enamel substrate 2. Since it does not occur, it is safe to fix to a metal case.
  • the light emitting module 10 When the light emitting module 10 is actually used, it is desirable to attach it to a long metal plate casing or structure. For example, adapters are attached to both ends and held in a casing, and adjacent boards are electrically connected in the adapter. In this way, even if 10 or several tens of light emitting modules are connected in a line, if the power is supplied to the end module with a single power supply, all modules can be powered.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and modifications can be made.
  • a configuration may be adopted in which four rows of light emitting elements are arranged and the first conductive layer 5 is provided in a lower layer where there is no light emitting element row.
  • the first conductive layer 5 may have two or more rows.
  • a single module can be made to emit a large amount of light by a two-dimensional array.
  • the first conductive layer 5 is used only for one pole, and the other pole is connected to the core metal 3 so as to be electrically connected to the core metal 3 as a feed line and a power supply wiring into the substrate. It can also be used. As a result, the cross-sectional area of the feed line can be increased.
  • the light-emitting module 10 uses the light-emitting element mounting substrate 1 and mounts a large number of light-emitting elements 8 using conductors in the substrate without separately wiring, the light-emitting module 10 can be downsized. In addition, it can be provided at low cost. Since it can be easily connected to another light emitting module 10 that is not shown in the drawing via the connection terminal 14, a large number of lighting devices can be easily realized by connecting a large number of vertical and horizontal gaps. . In addition, it is possible to easily supply power to a large number of light emitting modules 10 by sequentially sending the power supplied from one end to the adjacent light emitting modules without reducing the voltage so much.
  • a steel plate having a thickness of 2 mm is cut into a long plate shape and machined to obtain a light emitting element mounting position. In addition to forming grooves, both ends were processed into a U shape to form a core metal.
  • glass was electrodeposited on the surface of the core metal, and thereafter sintered, and the surface of the core metal was covered with a first enamel layer having a thickness of about 100 ⁇ m to produce a hollow substrate.
  • a thick silver paste is printed on one side of the hollow substrate by screen printing according to the first conductive layer formation pattern shown in Fig. 2, and then baked to form a first conductive layer with a thickness of about 30 m. A layer was formed.
  • a thick film silver base was printed by screen printing according to the second conductive layer formation pattern of FIG. 1, and then baked to form a second conductive layer having a thickness of about 30 m.
  • the light-emitting element mounting substrate thus fabricated has a total length of 300 mm, a width of 20 mm, a thickness of about 1.5 mm, a groove bottom width of 1. Omm, a groove sidewall inclination angle of 45 degrees, and a connection terminal length.
  • the connection terminal width was 7 mm
  • the first conductor width was 5 mm
  • the number of second conductors formed was 30.

Abstract

　コア金属の表面にホーロー層が被覆されたホーロー基板の外側に、２層以上の導電層と各導電層間に設けられた絶縁層とが形成され、前記ホーロー層側に設けられた導電層は、ホーロー基板の一端から他端まで連通して設けられ、該導電層の長手方向に沿って実装される複数の発光素子に給電すると共に、ホーロー基板の両端に設けられた突出部の表面に該導電層が延設されて他の基板との接続部をなしている発光素子実装用基板。この基板に発光素子を実装してなる発光モジュール。

Description

明 細 書
発光素子実装用基板、発光モジュール及び照明装置
技術分野
[0001] 本発明は、発光ダイオード (以下、 LEDと記す。）などの発光素子を複数個実装す るための発光素子実装用基板に関し、特に、照明などの用途で、高密度に発光素子 を実装した場合に放熱性を確保しつつ別途に配線の引き回しをせずに基板内の導 電層のみで複数の発光素子に給電が可能な発光素子実装基板及び該基板に発光 素子を実装した発光モジュール及び該発光モジュールを有する照明装置に関する。 背景技術
[0002] LEDなどの発光素子を基板に実装した発光モジュールを照明などの用途に使用 する場合、 1個の発光モジュールでは照明用光源として十分な明るさを得ることがで きないため、多数の発光モジュールを並べて配置することが行われている。この場合 、個々の発光モジュールに対してそれぞれ電線をつないだり、あるいは大型の照明 装置本体に形成してぉ 、たコネクタに各発光モジュールを接続し、発光モジュール に対して必要な電源を供給していた (例えば、特許文献 1参照。 ) o
またホーロー基板を使った電子回路構成の例としては、例えば、特許文献 2、 3が 提案されている。
特許文献 1 :特開 2004— 55160号公報
特許文献 2：特許第 2890809号公報
特許文献 3 :特開平 4— 88694号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] LEDなどの発光素子を基板に実装した発光モジュールを複数個連ねて用いる場 合、使用する発光モジュールの数量が 2, 3個程度であれば、各発光モジュールに対 して給電用の配線 (電線)を引き回すことは容易である。しかし、より多数の発光モジ ユールを組み合わせる場合、発光モジュール実装用基板とは別に配線を引き回すの は煩雑であり、コスト上昇を招いてしまう。また、配線が外部から損傷を受けないように するために、照明装置内部に納める場合、その収納スペースのために照明装置の設 計が制限を受けることになる。
[0004] また、特に LEDを使用した発光モジュールでは、 LED素子の発熱により基板の温 度が高くなるため、基板の裏面に配線を取り付けると、配線の絶縁材料の熱劣化を 加速する可能性がある。
[0005] また、基板の表面に送り用の配線を形成する場合、他の電気回路との兼ね合いが あるため、十分な配線幅を確保するには、基板そのものの幅を広げる必要があり、装 置の大型化を招いてしまう問題がある。
課題を解決するための手段
[0006] 本発明は前記事情に鑑みてなされ、放熱性が良ぐ基板内の配線のみで多数の発 光素子を実装でき、し力も別の基板との接続が簡単にでき拡張性に優れた発光素子 実装用基板と該基板に発光素子を実装してなる発光モジュール及び照明装置の提 供を目的とする。
[0007] 前記目的を達成するため、本発明は、コア金属の表面にホーロー層が被覆された ホーロー基板の外側に、 2つ以上の導電層と各導電層間に設けられた絶縁層とが形 成され、前記ホーロー層側に設けられた導電層は、ホーロー基板の一端から他端ま で連通して設けられ、該導電層の長手方向に沿って実装される複数の発光素子に 給電すると共に、ホーロー基板の両端に設けられた突出部の表面に該導電層が延 設されて他の基板との接続部をなしている発光素子実装用基板を提供する。
[0008] 本発明の発光素子実装用基板において、発光素子を実装する導電層のうち、少な くとも発光素子を実装する部分は、コア金属の表面を被覆したホーロー層上に直接 形成されて ヽることが好ま ヽ。
[0009] 本発明の発光素子実装用基板において、前記ホーロー基板に凹部が設けられ、 前記導電層のうち外側の導電層が前記凹部内に一部が延出するように形成され、該 凹部に形成された導電層上に発光素子実装位置が設けられていることが好ましい。
[0010] また、本発明は、前述した本発明に係る発光素子実装用基板に、発光素子が実装 されてなる発光モジュールを提供する。
[0011] また、本発明は、前述した本発明に係る発光モジュールを有する照明装置を提供 する。
発明の効果
[0012] 本発明の発光素子実装用基板は、コア金属の表面にホーロー層が被覆されたホ 一口一基板の外側に、 2層以上の導電層と各導電層間に設けられた絶縁層とが形成 され、前記ホーロー層側に設けられた導電層は、ホーロー基板の一端から他端まで 連通して設けられ、該導電層の長手方向に沿って実装される複数の発光素子に給 電すると共に、ホーロー基板の両端に設けられた突出部の表面に該導電層が延設さ れて他の基板との接続部をなしている構成としたので、放熱性が良ぐ別途配線を引 き回すことなく基板内の導電層を用いて多数の発光素子を実装でき、し力も別の基 板との接続が簡単にでき拡張性に優れた発光素子実装用基板を提供することができ る。
[0013] また、本発明の発光モジュール及び照明装置は、前記本発明の発光素子実装用 基板を用い、別途配線を引き回すことなく基板内の導電体を用いて多数の発光素子 を実装したものなので、小型化でき、また安価に提供することができる。し力も基板の 接続部を介して別の発光モジュールとの接続が簡単にできるので、縦横に隙間なく 多数連結でき、大面積の照明装置を簡単に実現することができる。
本発明の上記及び他の目的、作用 ·効果等については、添付図面及び本発明の 実施形態の記載から、当業者に明らかになろう。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]本発明の発光素子実装用基板の一実施形態を示す平面図である。
[図 2]図 1の発光素子実装用基板における第 1の導電層の透視図である。
[図 3]本発明の発光モジュールの一実施例を示す平面図である。
[図 4]図 3の発光モジュールの断面図である。
符号の説明
[0015] 1 発光素子実装用基板
2 ホーロー基板
3 コア金属
4 第 1のホーロー層 5 第 1の導電層
6 第 2のホーロー層
7 第 2の導電層
8 発光素子
9 ボンディングワイヤ
10 発光モジュール
11 溝 (凹部）
12、 13 導電層接続部
14 接続用端子 (接続部）
15 調整回路
発明を実施するための最良の形態
[0016] 以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図 1及び図 2は、本発明の発光素子実装用基板の一実施形態を示す図であり、図 1は発光素子実装用基板 1の平面図、図 2はこの発光素子実装用基板 1における第 1の導電層 5の形成位置を示す透視図である。
また図 3及び図 4は、本発明の発光モジュールの一実施形態を示す図であり、図 3 は、図 1に示す発光素子実装用基板 1に複数の発光素子 8を実装してなる発光モジ ユール 10の平面図、図 4はこの発光モジュール 10の断面図である。
[0017] 本実施形態の発光素子実装用基板 1は、コア金属 3の表面に第 1のホーロー層 4が 被覆されたホーロー基板 2の外側に、第 1の導電層 5と第 2のホーロー層 6と第 2の導 電層 7とが順に積層形成されてなり、第 1のホーロー層 4上に設けられた第 1の導電 層 5は、図 2に示すように、ホーロー基板 2の長手方向に沿って平行に 2本設けられ、 それぞれの第 1の導電層 5はホーロー基板 2の一端力も他端まで連通し、この第 1の 導電層 5の長手方向に沿って実装される複数の発光素子 8に給電すると共に、ホー ロー基板 2の両端に設けられた突出部の表面に該第 1の導電層 5が延設されて他の 基板との接続部となる接続用端子 14をなしている。なお、中間部は省略しているが、 本実施形態では発光素子 8を 30個直列接続する構造としている。
[0018] 本実施形態の発光素子実装用基板 1において、コア金属 3の材料としては、表面に ホーロー層を強固に形成可能な金属であればよぐ特に限定されず、例えば鋼板な どが用いられる。また、第 1のホーロー層 4及び第 2のホーロー層 6は、ガラス粉末を 焼き付けて形成されている。また第 1の導電層 5及び第 2の導電層 7は、例えば、スク リーン印刷法などの方法によって所定のパターンに沿って導電性銀ペーストを印刷 し焼き付ける方法などによって形成することが望ましい。
[0019] 本実施形態の発光素子実装用基板 1において、図 4に示すように、ホーロー基板 2 には、ホーロー基板 2の長手方向に沿って発光素子実装位置となる溝 11 (凹部）が 設けられている。この溝 11は、 2本の第 1の導電層 5間に設けられ、発光素子実装位 置となる底面とテーパ状の壁面とを有して 、る。
[0020] 本実施形態の発光素子実装用基板 1において、最外層の第 2の導電層 7は、略 Z 字状をなし、ホーロー基板 2の長手方向に沿って複数個が隣接して配置されている。 第 2の導電層 7の一部は、前述した溝 11の底面に延設され、発光素子実装位置を形 成している。溝 11内に形成された第 2の導電層 7は、第 1のホーロー層 4上に直接設 けられており、第 2の導電層 7の溝 11以外の部分は、 2列のうち一方の第 1の導電層 5上に形成された第 2のホーロー層 6上に形成されている。また、ホーロー基板 2の端 近傍に設けられた第 2の導電層 7は L字形をなし、その一部は 2列のうち他方の第 1 の導電層 5上に形成された第 2のホーロー層 6上に形成されている。
[0021] 第 2のホーロー層 6には、第 1の導電層 5に通じる複数の穴が設けられ、これらの穴 に厚膜銀ペーストを充填して焼き付ける力、あるいは半田で埋めることによって、上下 の導電層を接続するための導電層接続部 12及び 13が形成されている。
[0022] ホーロー基板 2の両端には、それぞれに正'負電極用の 2つの接続用端子 14が突 出形成されて 、る。これらの接続用端子 14の表裏面のうち一方又は両方の面には、 第 1の導電層 5が延設されている。第 1の導電層 5の両端は、基板への給電及び別な 基板との接続のための接続用端子 14と電気的に接続されている。
[0023] なお、本実施形態では、 1列の直列回路用の導電層を設けているが、発光素子 8を 実装する数量に応じて、基板内部で直列回路を複数形成してもよい。例えば、発光 素子を 30個直列に接続したものが 2列又はそれ以上ある構造とすることができる。
[0024] 本実施形態の発光素子実装用基板 1は、前記構成としたものなので、放熱性が良 ぐ別途配線を引き回すことなく基板内の導電層 5, 7を用いて多数の発光素子 8を実 装でき、し力も別の基板との接続が簡単にでき拡張性に優れて 、る。
[0025] 次に、図 3及び図 4を参照して本発明の発光モジュールの一実施形態を説明する。
本実施形態の発光モジュール 10は、図 1に示す発光素子実装用基板 1に複数の発 光素子 8を実装して構成されている。それぞれの発光素子 1は、発光素子実装用基 板 1の溝 11内に延設された第 2の導電層 7上、すなわち発光素子実装位置に実装さ れている。
[0026] 本実施形態の発光モジュール 10において、発光素子 8としては LEDが好ましい。
更に、発光モジュール 10を照明装置に適用する場合、発光素子 8としては白色 LED が好ましい。この白色 LEDとしては、例えば、窒化ガリウム系半導体力も作られた青 色 LEDと、青色光により励起されて黄色など青色以外の可視光を発する 1種又は 2 種以上の蛍光体とを組み合わせた白色 LEDなどを用いることが望ましい。なお、前 記蛍光体は、基板に実装した発光素子 8を封止するための透明榭脂中に混合、分散 させて用いることが望ましい。
[0027] 本実施形態の発光モジュール 10において、それぞれの発光素子 8は、溝 11底面 上に延設されている第 2の導電層 7上に実装されることにより、発光素子 8の一方の 電極端子が第 2の導電層 7に電気的に接続され、また発光素子 8の一方の電極端子 は、金細線などのボンディングワイヤ 8によって隣り合う第 2の導電層 7の端部に電気 的に接続されている。ホーロー基板 2の長手方向両端に実装された発光素子 8のうち 、一端側の発光素子 8は、ボンディングワイヤ 9により一方の導電層接続部 12と接続 されている。また、他端側の発光素子 8は、 L字形をなす第 2の導電層 7に実装され、 その第 2の導電層 7は、電流調整及び素子の保護用の調整回路 15を介して、他方 の導電層接続部 13に接続されている。これにより、発光素子実装用基板 1に実装さ れた複数の発光素子 8は、一列に直列接続され、図 2に示すように、負電極となる接 続用端子 14と正電極となる他方の接続用端子 14間に電圧を印加することで、該基 板に実装したすべての発光素子 8に給電して発光させることができる。
[0028] 次に、前述した発光素子実装用基板 1及びそれを用いた発光モジュール 10の製 造方法を説明する。 まず、コア金属作製用の金属板を用意し、これを長板状に切り出し、さらに機械カロ ェを施して、発光素子実装位置となる溝 11を形成すると共に、接続用端子 14を形成 するために両端をコ字状に加工し、コア金属 3を作製する。
次に、前記コア金属 3を、ガラス粉末を適当な溶媒に分散した液中に浸漬し、近傍 に対向電極を配置し、コア金属 3と該対向電極間に電圧を印加し、ガラス粉末をコア 金属 3の表面に電着させる。電着後、液中力 コア金属 3を引き上げて乾燥し、加熱 炉に入れて所定温度域で加熱し、コア金属 3の表面にガラス粉末を焼き付け、第 1の ホーロー層 4を形成してホーロー基板 2を作製する。
次に、スクリーン印刷などの方法によって図 2に示す第 1の導電層形成パターンに 沿って、ホーロー基板 2の一方の面側に厚膜銀ペーストを印刷し、その後焼き付けし て第 1の導電層 5と接続用端子 14を形成する。
次に、前述した第 1のホーロー層 4の形成の場合と同様に、ガラス粉末を分散した 液中に前記基板を浸漬し、第 1の導電層 5と対向電極間に電圧を印加し、第 1の導電 層 5の表面にガラス粉末を電着させる。この時、導電層接続部 12, 13となる部分は、 ガラス粉末を電着させな ヽようにマスクしておくか、或いは電着後にガラス粉末を除 去する。この基板を乾燥後、所定温度に加熱してガラスを焼き付けて第 2のホーロー 層 6を形成する。
次に、スクリーン印刷などの方法によって、図 1に示す第 2の導電層形成パターンに 沿って、厚膜銀ペーストを印刷し、その後焼き付けして第 2の導電層 7と導電層接続 部 12, 13を形成する。以上の各工程を行うことで、図 1に示す発光素子実装用基板 1が得られる。
[0029] 前記のように作製した発光素子実装用基板 1の所定位置にダイボンディングによつ て発光素子 8を実装し、さらに調整回路 15を形成し、ワイヤボンディングによってそれ ぞれの発光素子と第 2の導電層 7とを電気的に接続することで、図 3に示す発光モジ ユール 10が得られる。
なお、この後必要に応じて、保護用の榭脂、あるいは、蛍光体を混合、分散させた 榭脂を溝 11内に充填、硬化させ、発光素子 8を封止する。
[0030] 本実施形態の発光モジュール 10において、発光素子 8は、溝 11内の第 1のホー口 一層 4上に直接延設された第 2の導電層 7上に実装されているため、発光素子 8から 発する熱がコア金属 3に伝導し易ぐ放熱性が良好である。また、ホーロー基板 2の裏 面に導電層や追加のホーロー層は形成されていないため、ホーロー基板 2裏面側か らの熱伝導による放熱にも影響を与えないと共に、ホーロー基板 2裏面には電位が 生じないので、金属などの筐体に固定しても安全である。
[0031] この発光モジュール 10を実際に使用する場合は、長尺の金属板筐体あるいは構 造物に取り付けることが望ましい。例えば、両端部にアダプタを取り付けて、筐体に保 持すると共に、アダプタ内で隣同士の基板の電気的接続をとるようにする。このように して、 10個力 数十個の発光モジュールを一列に並べて接続しても単一の電源で一 番端のモジュールに対して電源を供給すれば、全てのモジュールに給電可能である
。また、第 1の導電層 5に十分な幅を確保することで、電源カゝら離れたモジュールにも 十分に給電でき、電源力 離れるに従って暗くなると 、うことはな 、。
[0032] なお、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されず、種々の変更や修正が可能 である。例えば、発光素子を 4列並べ、発光素子列のない部分の下層に第 1の導電 層 5を設けた構成としてもよい。第 1の導電層 5は 2列以上何列であってもよい。また、 2次元配列により、単体モジュールを大光量ィ匕することもできる。
また、第 1の導電層 5は、片方の極のみに使用し、他方の極は、コア金属 3と電気的 接続をとるようにしてコア金属自体を送り線、基板内への給電用配線として利用する こともできる。これによつて送り線の断面積を多く取ることができる。
[0033] この発光モジュール 10は、前記発光素子実装用基板 1を用い、別途配線を引き回 すことなく基板内の導電体を用いて多数の発光素子 8を実装したものなので、小型化 でき、また安価に提供することができる。し力も接続用端子 14を介して図示していな い別の発光モジュール 10との接続が簡単にできるので、縦横に隙間なく多数連結で き、大面積の照明装置を簡単に実現することができる。また、片端から供給した電力 をあまり電圧を落とすことなく隣の発光モジュールに順次送ることで、多数の発光モジ ユール 10に容易に給電することができる。
実施例
[0034] 厚さ 2mmの鋼板を長板状に切り出し、機械加工を施して、発光素子実装位置とな る溝を形成すると共に、接続用端子を形成するために両端をコ字状に加工し、コア金 属を作製した。
次に、前記コア金属の表面にガラスを電着し、その後焼結し、コア金属の表面を厚 さ 100 μ m程度の第 1のホーロー層で被覆してホーロー基板を作製した。
次に、ホーロー基板の一方の面側に、スクリーン印刷により、図 2に示す第 1の導電 層形成パターンに従って厚膜銀ペーストを印刷し、その後焼き付けて厚さ 30 m程 度の第 1の導電層を形成した。
次に、第 1の導電層に電圧を印力!]してガラスを電着し、その後焼結することで、第 1 の導電層の表面に厚さ 100 m程度の第 2のホーロー層を形成した。
次に、図 1の第 2の導電層形成パターンに従って、スクリーン印刷により厚膜銀べ一 ストを印刷し、その後焼き付けて厚さ 30 m程度の第 2の導電層を形成した。
[0035] このように作製した発光素子実装用基板は、全長 300mm、幅 20mm、厚さ約 1. 5 mm、溝底部の幅 1. Omm,溝側壁部傾斜角度 45度、接続用端子長さ 7mm、接続 用端子幅 7mm、第 1の導電体の幅 5mm、第 2の導電体形成個数 30個であった。
[0036] この発光素子実装用基板の所定位置に、中心発光波長 460nmの青色 LEDを 30 個ダイボンディングにより実装し、金細線を用いたワイヤボンディングによって青色 L EDと各導電層を接続した。次に、基板の溝内に、青色光により励起して黄色光を発 する蛍光体を分散させたエポキシ榭脂を充填し、硬化させて各発光素子を封止し、 白色光を発する照明装置用の発光モジュールを作製した。
同様に作製した 4個の発光モジュールを、それぞれの接続用端子で接続して直線 状に連結し、片端のモジュールの接続用端子から、 200mAの直流電流を給電し、 すべての発光モジュールを点灯させた。その結果、すべての発光モジュールが同等 の照度で白色光を発し、給電側と反対側の発光モジュールが暗くなることはな力つた 。 1時間点灯後、消費電力は約 19Wで基板表面の温度は 30°Cであり、十分な放熱 '性を有していた。

Claims

請求の範囲
[1] コア金属の表面にホーロー層が被覆されたホーロー基板の外側に、 2つ以上の導 電層と各導電層間に設けられた絶縁層とが形成され、前記ホーロー層側に設けられ た導電層は、ホーロー基板の一端から他端まで連通して設けられ、該導電層の長手 方向に沿って実装される複数の発光素子に給電すると共に、ホーロー基板の両端に 設けられた突出部の表面に該導電層が延設されて他の基板との接続部をなしている 発光素子実装用基板。
[2] 発光素子を実装する導電層のうち、少なくとも発光素子を実装する部分は、コア金 属の表面を被覆したホーロー層上に直接形成されている請求項 1に記載の発光素 子実装用基板。
[3] 前記ホーロー基板に凹部が設けられ、前記導電層のうち外側の導電層が前記凹部 内に一部が延出するように形成され、該凹部に形成された導電層上に発光素子実 装位置が設けられている請求項 2に記載の発光素子実装用基板。
[4] 請求項 1に記載の発光素子実装用基板に、発光素子が実装されてなる発光モジュ 一ノレ。
[5] 請求項 4の発光モジュールを有する照明装置。
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