WO2025183191A1 - 照明装置 - Google Patents

照明装置

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WO2025183191A1
WO2025183191A1 PCT/JP2025/007248 JP2025007248W WO2025183191A1 WO 2025183191 A1 WO2025183191 A1 WO 2025183191A1 JP 2025007248 W JP2025007248 W JP 2025007248W WO 2025183191 A1 WO2025183191 A1 WO 2025183191A1
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circuit board
light
pressing
lighting device
emitting element
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昭貴 金森
祐也 伊左治
敦士 石上
康史 荒井
陽平 藤田
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Koito Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Koito Manufacturing Co Ltd
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • This disclosure relates to a lighting device, and in particular to a lighting device in which light-emitting elements are mounted on a circuit board.
  • LEDs light-emitting diodes
  • Patent Document 1 multiple LEDs are sometimes arranged on a circuit board to emit light with the desired brightness and light distribution pattern.
  • the purpose of this disclosure is to provide a lighting device that uses a thin circuit board that is less likely to warp and has improved heat dissipation properties.
  • a lighting device includes a circuit board having a first surface on which a light-emitting element is mounted, a heat dissipation member disposed on a second surface of the circuit board, and a heat conduction member disposed between the circuit board and the heat dissipation member.
  • the circuit board has fastening holes formed therein for inserting fastening members.
  • a line connecting the center of the fastening hole and the center of the light-emitting element is defined as an imaginary line
  • a line perpendicular to the imaginary line is defined as an imaginary boundary line
  • a portion of the area farther from the fastening hole than the imaginary boundary line is defined as a pressing area
  • at least one pressing member abuts within the pressing area.
  • the pressing member abuts against the first surface of the circuit board in a pressing area located farther from the fastening hole, allowing the fastening hole and pressing member to apply force to the circuit board on both sides of the light-emitting element in the direction of the heat dissipation member.
  • An illumination device includes a circuit board having a light-emitting element mounted on a first surface thereof, a heat dissipation member disposed on a second surface of the circuit board, a thermally conductive member disposed between the circuit board and the heat dissipation member, and a pressing member that abuts against the first surface at a pressing position on the first surface; the circuit board has multiple fastening holes formed therein for inserting fastening members, and the center of the light-emitting element is located within a warpage reduction region connecting the outer peripheries of the multiple fastening holes and the pressing position.
  • the area connecting the outer peripheries of multiple fastening holes and the pressing position is defined as a warp reduction area, and the center of the light-emitting element is located within the warp reduction area, so the fastening member and pressing member can press down on the vicinity of the light-emitting element.
  • This disclosure makes it possible to provide a lighting device that uses a thin circuit board, making the circuit board less likely to warp and improving heat dissipation.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view illustrating an overview of an illumination device according to a second embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic plan view showing an example of an arrangement on a circuit board according to the second embodiment and the position of the pressing area 12.
  • FIG. 10 is a schematic perspective view showing an example of mounting the circuit board to the housing.
  • FIG. 11 is a schematic partial enlarged view showing an example of the structure of a housing portion to which a circuit board is attached and an example of a pressing member.
  • FIG. 12 is a schematic plan view illustrating fastening holes, pressing positions, and mounting positions of light emitting elements.
  • FIG. 13 is a schematic plan view illustrating fastening holes, pressing positions, and mounting positions of the light emitting element 10 in the lighting device according to the third embodiment.
  • FIG. 14 is a schematic plan view illustrating fastening holes, pressing positions, and mounting positions of light-emitting elements in a lighting device according to a fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an overview of the illumination device 100 according to this embodiment.
  • the illumination device 100 includes a light-emitting element 10, an electronic component 20, a circuit board 30, and a heat dissipation member 40.
  • the circuit board 30 also includes a connection terminal portion 21, a first wiring layer 31, a second wiring layer 32, through-hole wiring 33, a hole-filling resin 34, a protective layer 35, fastening holes 36, and a heat-conducting member 37.
  • the circuit board 30 is fixed to the heat dissipation member 40 with a fastening member 50, and a pressing member 71 abuts against a first surface of the circuit board 30.
  • a connector 60 is connected to the connection terminal portion 21.
  • an amber LED may be used as the light-emitting element 10.
  • the structure of the light-emitting element 10 is not limited, and may be a packaged LED chip or a bare LED chip directly mounted.
  • the white LED may be a combination of a GaN-based LED that emits primary light in the blue to ultraviolet wavelength range and a phosphor, or a combination of RGB LED chips.
  • connection terminal portion 21 is mounted on the front surface, which is the first surface, or the back surface, which is the second surface, of the circuit board 30.
  • the connection terminal portion 21 is a component to which a connector 60 of a cable (not shown) that transmits power and signals from the outside is electrically connected.
  • a connector 60 of a cable (not shown) that transmits power and signals from the outside is electrically connected.
  • the connector 60 has a shape that corresponds to the shape of the connection terminal portion 21, and can be mechanically and electrically connected to the connection terminal portion 21.
  • the circuit board 30 is a plate-like member having a first wiring layer 31, a second wiring layer 32, through-hole wiring 33, a hole-filling resin 34, a protective layer 35, and fastening holes 36 formed on a substantially plate-like base material.
  • a thermally conductive member 37 is disposed between the circuit board 30 and the heat dissipation member 40. While there are no particular restrictions on the material that constitutes the base material of the circuit board 30, it is preferable to use a resin material with excellent electrical insulation properties.
  • the base material of the circuit board 30 may be a glass epoxy resin, which is used in ordinary printed wiring boards; more specifically, FR4 (Flame Retardant Type 4) may be used.
  • the heat dissipation member 40 is made of a material with a higher thermal conductivity than the base material of the circuit board 30.
  • the heat dissipation member 40 is arranged on the back side, which is the second surface of the circuit board 30, and is a member that dissipates heat from the circuit board 30.
  • There are no restrictions on the material that makes up the heat dissipation member 40 but metals such as anodized aluminum or copper may be used.
  • the heat dissipation member 40 has a shape with multiple heat dissipation fins standing up from a plate-like portion, but the shape and structure of the heat dissipation member 40 are not limited.
  • the pressing member 71 is a member that comes into contact with the first surface of the circuit board 30 and applies a force to the circuit board 30 in the direction of the heat dissipation member 40, thereby pressing the circuit board 30.
  • the pressing member 71 is columnar, but the specific shape and structure of the pressing member 71 are not limited.
  • a portion of the housing part 70 or reflector 80, which will be described later, may extend toward the circuit board 30 so that a force is applied to the position where it comes into contact with the circuit board 30. The position on the circuit board 30 where the pressing member 71 comes into contact will be described in detail below.
  • the second wiring layer 32 which is the heat dissipation wiring, is a wiring pattern formed on the back surface, which is the second surface of the circuit board 30. As shown in FIG. 1, the second wiring layer 32 may have different regions: a region electrically connected to the first wiring layer 31 by through-hole wiring 33, and a region electrically isolated from the through-hole wiring 33.
  • the region of the second wiring layer 32 connected to the through-hole wiring 33 functions as a heat dissipation path, as described below.
  • the region of the second wiring layer 32 electrically isolated from the through-hole wiring 33 may be connected to ground potential.
  • the through-hole wiring 33 is electrically conductive wiring formed on the inner walls of through-holes (penetrating holes) that penetrate from the front side to the back side of the circuit board 30.
  • Methods for forming the through-hole wiring 33 include conventional plating methods.
  • the through-hole wiring 33 electrically connects a portion of the first wiring layer 31 to a portion of the second wiring layer 32. There are no restrictions on the area in which the through-hole wiring 33 is provided, but by providing the through-hole wiring 33 at a position on the first wiring layer 31 that corresponds to the land portion on which the light-emitting element 10 is mounted, heat generated by light emission can be efficiently transmitted to the back side.
  • the hole-filling resin 34 is a resin material that fills the through-holes in which the through-hole wiring 33 is formed. There are no restrictions on the material that makes up the hole-filling resin 34, and one example is a thermosetting epoxy resin. Furthermore, to improve the thermal conductivity of the hole-filling resin 34, a filler with high thermal conductivity may be mixed into the resin material.
  • Protective layer 35 is a layer made of an insulating material and formed on the back side of circuit board 30 so as to cover second wiring layer 32. There are no restrictions on the material that makes up protective layer 35, and conventionally known resist materials may be used. Furthermore, although not shown in Figure 1, protective layer 35 may also be formed on the front side of circuit board 30 so as to cover part of first wiring layer 31. In the example shown in Figure 1, protective layer 35 is formed over the entire back side of circuit board 30, but as long as at least the area where second wiring layer 32 is formed is covered, part of the back side of circuit board 30 may be exposed.
  • the fastening holes 36 are through holes formed to penetrate from the front surface, which is the first surface, of the circuit board 30 to the back surface, which is the second surface. As described above, fastening members 50 are inserted into the fastening holes 36 and fastened, thereby fixing the circuit board 30 to the heat dissipation member 40.
  • the position and shape of the fastening holes 36 are not limited, but inserting and fastening the fastening members 50 into the fastening holes 36 may cause distortion of the circuit board 30 in the vicinity of the fastening holes 36. Therefore, it is preferable that no light-emitting elements 10 or electronic components 20 are located within 15 mm of the center of the fastening holes 36.
  • the heat conduction member 37 is a member with high thermal conductivity that is placed between the circuit board 30 and the heat dissipation member 40. In order to improve the voltage resistance of the lighting device 100, it is preferable that the heat conduction member 37 be insulating. There are no restrictions on the material that makes up the heat conduction member 37, but one example is heat dissipation grease mixed with a filler of metal particles or metal oxide particles. Alternatively, a heat conduction sheet molded into a sheet shape may be used as the heat conduction member 37.
  • FIG. 2 is a schematic plan view showing an example of an arrangement on a circuit board 30 according to this embodiment.
  • a first wiring layer 31 is patterned on the circuit board 30, and multiple light-emitting elements 10 are surface-mounted in a light-emitting element mounting area 11 indicated by a dashed line on the first wiring layer 31.
  • multiple electronic components 20 and connection terminal portions 21 are mounted on the first wiring layer 31 on the circuit board 30.
  • a fastening hole 36 is formed near the center of the circuit board 30.
  • the light-emitting element mounting area 11 is located closer to the outer periphery than the fastening holes 36 are on the surface of the circuit board 30. Furthermore, as shown in Figure 1, the heat-conducting member 37 is located directly below the light-emitting element 10 and through-hole wiring 33. Therefore, the heat-conducting member 37 is located in a position that overlaps with the light-emitting element mounting area 11, the light-emitting element 10, and the through-hole wiring 33 when viewed from above the circuit board 30.
  • power and control signals are transmitted from the outside to an electronic circuit made up of the first wiring layer 31, light-emitting element 10, and electronic component 20 via a cable, connector 60, and connection terminal 21, causing the light-emitting element 10 to emit light. Furthermore, heat generated by the light emission of the light-emitting element 10 is transmitted to the heat dissipation member 40 via the first wiring layer 31, through-hole wiring 33, second wiring layer 32, protective layer 35, and thermally conductive member 37. The heat dissipation member 40 releases the heat to the outside of the lighting device 100, thereby cooling the lighting device 100.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing the position of the pressure area 12 on the surface of the circuit board 30.
  • the areas indicated by thin dashed lines in the upper left and lower right of the circuit board 30 are the pressure areas 12.
  • the thick dashed lines, dashed lines, and double-dashed lines shown in the figure are all imaginary lines used to define the pressure areas 12.
  • the line segment connecting the center of the fastening hole 36 and the center of the light-emitting element 10 is set as a virtual line.
  • a line perpendicular to the virtual line within the plane of the circuit board 30 is set as a virtual boundary line.
  • a virtual square including the virtual line and virtual boundary line is imagined.
  • the length of the virtual line is the distance D between the fastening hole 36 and the light-emitting element 10, and the virtual square has one side equal to the distance D.
  • Figure 3 shows an example in which virtual lines, virtual boundary lines, and virtual squares are set for three light-emitting elements 10, but virtual lines, virtual boundary lines, and virtual squares may be set in the same way for all light-emitting elements 10.
  • the pressure area 12 At least a portion of the area farther from the fastening hole 36 than the imaginary boundary line set in the above-described procedure is set as the pressure area 12.
  • the lower right area farther from the fastening hole 36 than the imaginary square shown by the dashed-dotted line and the upper left area farther from the fastening hole 36 than the imaginary square shown by the dashed-dotted line are set as pressure areas 12.
  • the pressure area 12 set in the upper left is an area farther from the imaginary boundary line of the imaginary square shown by the thick dashed line.
  • pressure areas 12 may be set for each of multiple light-emitting elements 10.
  • a pressure area 12 may also be set within a larger imaginary square shown by the dashed-dotted line, using the imaginary boundary line shown by the thick dashed line as a reference.
  • the pressure area 12 is set based on the light-emitting element 10 located farther from the fastening hole 36, and the area not included in any of the imaginary squares is set as the pressure area 12.
  • the pressing area 12 is an area farther from the fastening hole 36 than the imaginary boundary line, but since warping of the circuit board 30 is likely to occur if the pressing area 12 is too far from the light-emitting element 10, it is preferable to set the pressing area 12 within a specified distance from the light-emitting element 10. More specifically, the pressing area 12 is preferably set within 50 mm from the center of the light-emitting element 10, and more preferably within 30 mm.
  • the circuit board 30 is fixed to the heat dissipation member 40 by the fastening members 50 at the fastening holes 36, and the pressing members 71, 81 abut against the surface of the circuit board 30 in the pressing area 12. Furthermore, the pressing area 12 is located farther from the fastening holes 36 than the imaginary boundary line described above, and the light-emitting element 10 is located midway between the position where the pressing members 71, 81 abut and the fastening hole 36.
  • the pressing members 71, 81 and the fastening members 50 apply force in the direction of the heat dissipation member 40 to two points on the surface of the circuit board 30 that sandwich the light-emitting element 10, causing it to press.
  • the circuit board 30 is less likely to warp when the heat conduction member 37 is sandwiched between the circuit board 30 and the heat dissipation member 40, making it easier to maintain a uniform thickness of the heat conduction member 37 and improving the heat dissipation performance of the lighting device 100.
  • FIG 4 is a schematic perspective view showing an example of mounting the circuit board 30 to the housing part 70.
  • the heat dissipation member 40 is provided with a flange part and a frame part 41, and the circuit board 30 is fastened to the heat dissipation member 40 within the frame part 41 with fastening members 50.
  • the lighting device 100 also has a housing part 70.
  • the frame part 41 is inserted into an opening formed at a predetermined position in the housing part 70, thereby mounting the heat dissipation member 40 to the housing part 70.
  • the specific structure and method for mounting the heat dissipation member 40 to the housing part 70 are not limited, and conventionally known methods such as fitting or screw fastening may be used.
  • FIG. 5 is a schematic partial enlarged view showing an example structure of the housing part 70 to which the circuit board 30 is attached.
  • an opening shaped to correspond to the frame part 41 is formed in the housing part 70, and the frame part 41 is inserted into the opening to attach the heat dissipation member 40 to the housing part 70.
  • a reflector 80, pressing members 71, 81, and inner lenses 91, 92 are provided within the opening of the housing part 70.
  • the reflector 80 is an optical element that has a reflective surface that reflects light, and reflects the light emitted from the light-emitting element 10 toward the outer lens, adjusting the light distribution pattern and emitting the light. Therefore, the reflector 80 corresponds to the light distribution adjustment unit in this disclosure. Furthermore, a portion of the reflector 80 is erected within the opening as a pressing member 81, and the pressing member 81 extends toward the circuit board 30.
  • the pressing member 71 is a portion of the housing portion 70 that extends toward the circuit board 30.
  • the pressing member 81 is a portion of the reflector 80 that extends toward the circuit board 30. As described above, the pressing members 71 and 81 abut against the first surface of the circuit board 30 and apply a force to the circuit board 30 in the direction of the heat dissipation member 40, thereby pressing it.
  • Figure 6 is a schematic perspective view showing an example of pressing members 71, 81 contacting the circuit board 30.
  • Figure 6 omits the tip portions of the pressing members 71, 81 extending from the housing portion 70 and the reflector 80.
  • the multiple pressing members 71, 81 contact the surface, which is the first surface of the circuit board 30, that they face at their respective positions.
  • the pressing members 71, 81 located at positions facing the above-mentioned pressing area 12 contact the surface, which is the first surface of the circuit board 30, within the pressing area 12.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view illustrating an overview of a lighting device 100 according to a second embodiment.
  • the lighting device 100 of the second embodiment also includes a light-emitting element 10, an electronic component 20, a circuit board 30, and a heat dissipation member 40.
  • the circuit board 30 includes a connection terminal 21, a first wiring layer 31, a second wiring layer 32, through-hole wiring 33, a hole-filling resin 34, a protective layer 35, fastening holes 36, and a heat-conducting member 37.
  • the circuit board 30 is fixed to the heat dissipation member 40 with a fastening member 50, and a pressing member 71 abuts against a first surface.
  • a connector 60 is connected to the connection terminal 21.
  • the pressing member 71 is a member that abuts against the first surface of the circuit board 30 and applies a force to the circuit board 30 in the direction of the heat dissipation member 40, thereby pressing the circuit board 30.
  • the pressing position 72 which is the position on the circuit board 30 where the pressing member 71 abuts, will be described in detail below.
  • Figure 9 is a schematic plan view showing an example of a layout on a circuit board 30 according to the second embodiment and the position of the pressure area 12.
  • Figure 9 shows the first wiring layer 31, but some of the pattern shape has been omitted to simplify the explanation.
  • the first wiring layer 31 is patterned on the circuit board 30, and multiple light-emitting elements 10 are surface-mounted on the first wiring layer 31 near the center of the circuit board 30.
  • multiple electronic components 20 and connection terminal portions 21 are mounted on the first wiring layer 31 on the circuit board 30.
  • multiple fastening holes 36 are formed near the lower right and upper left of the circuit board 30.
  • a pressing area 12 is set near the light-emitting element 10 on the surface of the circuit board 30. Furthermore, multiple light-emitting elements 10 are arranged in a position sandwiched between multiple fastening holes 36. As will be described later, the pressing area 12 is an area on the surface, which is the first surface of the circuit board 30, where a pressing position 72 can be set, where a pressing member 71 abuts. In Figure 9, the pressing area 12 is drawn as a rectangle with dashed lines, but the specific shape of the pressing area 12 is not limited. Furthermore, the pressing area 12 is a virtual area in the design, and no specific structure is required to be provided on the circuit board 30.
  • the heat conduction member 37 is disposed directly below the light emitting element 10 and the through-hole wiring 33. Therefore, the heat conduction member 37 is disposed in a position that overlaps with the light emitting element 10 and the through-hole wiring 33 when the circuit board 30 is viewed from above.
  • power and control signals are transmitted from the outside to an electronic circuit comprising a first wiring layer 31, light-emitting element 10, and electronic component 20 via a cable, connector 60, and connection terminal portion 21, causing the light-emitting element 10 to emit light. Furthermore, heat generated by the light emission of the light-emitting element 10 is transmitted to the heat dissipation member 40 via the first wiring layer 31, through-hole wiring 33, second wiring layer 32, protective layer 35, and thermally conductive member 37. The heat dissipation member 40 dissipates heat to the outside of the lighting device 100, thereby cooling the lighting device 100.
  • FIG 10 is a schematic perspective view showing an example of mounting the circuit board 30 to the housing part 70.
  • Figure 11 is a schematic partial enlarged view showing an example of the structure of the housing part 70 to which the circuit board 30 is mounted, and examples of pressing members 71, 81.
  • the heat dissipation member 40 is provided with a flange part and a frame part 41, and the circuit board 30 is fastened to the heat dissipation member 40 within the frame part 41 with fastening members 50.
  • the lighting device 100 also has a housing part 70, and the frame part 41 is inserted into an opening formed at a predetermined position in the housing part 70, and the heat dissipation member 40 is mounted to the housing part 70.
  • the specific structure and method of mounting the heat dissipation member 40 to the housing part 70 are not limited, and conventionally known methods such as fitting and screw fastening can be used.
  • the housing portion 70 constitutes the exterior of the lighting device 100 and is the housing portion that houses and holds each component. It is made of a light-blocking material that blocks light. Although not shown in Figures 10 and 11, the housing portion 70 has a front opening that is covered by an outer lens. Furthermore, a portion of the housing portion 70 is erected within the opening as a pressing member 71, which extends toward the circuit board 30.
  • a reflector may be provided in the opening of the housing portion 70.
  • the reflector has a reflective surface that reflects light, and is an optical element that reflects light emitted from the light-emitting element 10 toward the outer lens, adjusting the light distribution pattern and emitting the light. Therefore, the reflector corresponds to the light distribution adjustment portion in this disclosure. Furthermore, within the opening, a portion of the reflector is erected as a pressing member 81, and the pressing member 81 extends toward the circuit board 30.
  • the pressing member 71 is a portion of the housing portion 70 that extends toward the circuit board 30.
  • the pressing member 81 is a portion of the reflector that extends toward the circuit board 30. As described above, the pressing members 71 and 81 abut against the first surface of the circuit board 30 and apply a force to the circuit board 30 in the direction of the heat dissipation member 40, thereby pressing it.
  • Figure 11 omits the tip portions of the pressing members 71, 81 extending from the housing portion 70 and the reflector. As shown in Figure 11, the multiple pressing members 71, 81 abut against the surface, which is the first surface of the circuit board 30, at their respective positions. Furthermore, the pressing members 71, 81 located at positions opposite the pressing area 12 described above abut against the surface, which is the first surface of the circuit board 30, within the pressing area 12.
  • Figure 12 is a schematic plan view illustrating the fastening holes 36, pressing positions 72, and mounting positions of the light-emitting elements 10.
  • two fastening holes 36 are formed on the front surface, which is the first surface of the circuit board 30, and multiple light-emitting elements 10 are mounted between the two fastening holes 36.
  • an imaginary diagonal line is drawn on one of the light-emitting elements 10 to indicate the center position of the light-emitting element 10 in plan view.
  • Figure 12 shows an example in which rectangular light-emitting elements 10 are arranged in a row, but the shape and arrangement of the light-emitting elements 10 are not limited.
  • one pressing position 72 is shown as an imaginary rectangle. Furthermore, the imaginary line segment connecting the outer peripheries of two fastening holes 36 is shown as dashed line 73a, and the imaginary line segment connecting the pressing position 72 and the outer periphery of the two fastening holes 36 is shown as dashed line 73b. If the area surrounded by dashed lines 73a and 73b in a plan view of the circuit board 30 is defined as a warpage reduction area, then all of the multiple light-emitting elements 10 are arranged within the warpage reduction area.
  • Figure 12 shows an example in which the entirety of each light-emitting element 10 is located within the warpage reduction area
  • the light-emitting elements 10 may be arranged so that part of the light-emitting element 10 is outside the warpage reduction area, as long as at least the center of the light-emitting element 10 is located within the warpage reduction area.
  • fastening members 50 are inserted into two fastening holes 36 and fastened. This fixes the circuit board 30 to the heat dissipation member 40. Furthermore, when a pressing member 71 abuts against one pressing position 72, the circuit board 30 is pressed at at least three points in the direction of the heat dissipation member 40, in addition to being fastened by the fastening members 50.
  • the circuit board 30 is less likely to warp even when the heat conduction member 37 is sandwiched between the circuit board 30 and the heat dissipation member 40, and the heat conduction member 37 is more likely to maintain a uniform thickness, improving the heat dissipation performance of the lighting device 100.
  • the thermally conductive member 37 is positioned so as to overlap the light-emitting element 10 and the through-hole wiring 33 in a plan view of the circuit board 30. Therefore, the fastening hole 36 and pressing position 72 are preferably located within a predetermined range from the center of any one of the light-emitting elements 10. Specifically, the fastening hole 36 is preferably located within 50 mm, and more preferably within 30 mm, from the center of any one of the light-emitting elements 10. Furthermore, the pressing position 72 is preferably located within 50 mm, and more preferably within 30 mm, from the center of any one of the light-emitting elements 10.
  • an inner lens may be disposed opposite the light-emitting element 10, and a reflector may be provided around the light-emitting element 10.
  • Figure 12 shows an example in which a pressing member 71 abuts against the pressing position 72, a pressing member 81 formed by extending from a light distribution adjustment section such as a reflector or inner lens may also abut against the pressing position 72.
  • the area connecting the outer peripheries of the multiple fastening holes 36 and the pressing positions 72 is the warp reduction area, and the center of the light-emitting element 10 is located within the warp reduction area.
  • the fastening members 50 and pressing members 71, 81 can press down on the vicinity of the light-emitting element 10, making it less likely to warp even when the circuit board 30 is made thinner, and improving the heat dissipation properties of the lighting device 100.
  • FIG. 13 is a schematic plan view illustrating the fastening holes 36, pressing positions 72, and mounting positions of the light-emitting element 10 in the lighting device 100 according to this embodiment.
  • two fastening holes 36 are formed on the front surface, which is the first surface of the circuit board 30.
  • the third embodiment has two pressing positions 72.
  • the two pressing positions 72 are shown as virtual rectangles.
  • the multiple light-emitting elements 10 are mounted between the two fastening holes 36 and the two pressing positions 72.
  • the imaginary line connecting the pressing positions 72 and the outer peripheries of the two fastening holes 36 is indicated by the dashed line 73b. If the area surrounded by the dashed line 73b is defined as the warp reduction area in a plan view of the circuit board 30, then all of the multiple light-emitting elements 10 are arranged within the warp reduction area.
  • Figure 13 shows an example in which the entirety of each light-emitting element 10 is located within the warp reduction area, but as long as at least the center of the light-emitting element 10 is located within the warp reduction area, the light-emitting elements 10 may be arranged so that part of the light-emitting element 10 is outside the warp reduction area.
  • fastening members 50 are inserted into two fastening holes 36 and fastened. This secures the circuit board 30 to the heat dissipation member 40.
  • the circuit board 30 is pressed at at least four points in the direction of the heat dissipation member 40, in addition to the fastening by the fastening members 50.
  • the circuit board 30 is less likely to warp within the warpage reduction region even when the heat conduction member 37 is sandwiched between the circuit board 30 and the heat dissipation member 40.
  • the region surrounded by two fastening holes 36 and two pressing positions 72 is defined as the warpage reduction region, but the number of fastening holes 36 and pressing positions 72 is not limited.
  • the area connecting the outer peripheries of the multiple fastening holes 36 and the pressing positions 72 is the warp reduction area, and the center of the light-emitting element 10 is located within the warp reduction area.
  • the fastening members 50 and pressing members 71, 81 can press down on the vicinity of the light-emitting element 10, making it less likely to warp even when the circuit board 30 is made thinner, and improving the heat dissipation properties of the lighting device 100.
  • FIG. 14 is a schematic plan view illustrating fastening holes 36, pressing positions 72, and mounting positions of light-emitting elements 10 in a lighting device 100 according to this embodiment.
  • two fastening holes 36 and one pressing position 72 are provided on the front surface, which is the first surface of the circuit board 30.
  • one pressing position 72 is shown as a virtual rectangle.
  • Multiple light-emitting elements 10 are mounted between two fastening holes 36. Some of the light-emitting elements 10 are located outside the warp reduction area surrounded by dashed line 73b, but the center of the light-emitting elements 10 is located within the warp reduction area. Therefore, even when the heat conduction member 37 is sandwiched between the circuit board 30 and the heat dissipation member 40, the circuit board 30 is less likely to warp, and the heat conduction member 37 is more likely to maintain a uniform thickness, thereby improving the heat dissipation performance of the lighting device 100.
  • the area connecting the outer peripheries of the multiple fastening holes 36 and the pressing positions 72 is the warp reduction area, and the center of the light-emitting element 10 is located within the warp reduction area.
  • the fastening members 50 and pressing members 71, 81 can press down on the vicinity of the light-emitting element 10, making it less likely to warp even when the circuit board 30 is made thinner, and improving the heat dissipation properties of the lighting device 100.

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Abstract

第一面に発光素子（１０）が搭載される回路基板（３０）と、回路基板（３０）の第二面に配置された放熱部材（４０）と、回路基板（３０）および放熱部材（４０）の間に配置された熱伝導部材（３７）とを有し、回路基板（３０）には締結部材（５０）を挿入する締結孔（３６）が形成されており、第一面の面内において、締結孔（３６）の中心と発光素子（１０）の中心を結んだ線を仮想線とし、仮想線に垂直な線を仮想境界線とし、仮想境界線よりも締結孔（３６）から遠い領域の一部を押圧領域とし、押圧領域内に当接する押圧部材（７１）を少なくとも一つ有する照明装置（１００）。

Description

照明装置
　本開示は、照明装置に関し、特に発光素子を回路基板に搭載した照明装置に関する。
　近年光源として発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）が用いられる車両用灯具が普及してきている。また、車両用灯具に用いられる照明装置において、例えば特許文献1のように、複数のＬＥＤが回路基板上に複数配列され、所望の輝度と配光パターンで光が照射されることがある。
　一般的に、ＬＥＤは発光に伴う発熱で温度が上昇し、発光波長が変化することや発光効率が低下することが知られている。よって大光量を照射する前照灯などでは、ＬＥＤで生じた熱を良好に外部に放熱し、温度上昇を抑制することが重要である。また、絶縁性材料で形成された回路基板にスルーホール配線と放熱用配線が形成されており、ＬＥＤからの熱が良好に裏面側の放熱用配線に伝達され、放熱用配線に接触させた放熱部材から放熱されることがある。
日本国特開２０１８－０７３７６２号公報
　このような従来技術の照明装置では、放熱部材と回路基板の間に熱伝導部材が接触して、発光素子からの放熱性が向上している。しかし、放熱性をさらに向上させるために回路基板が薄型化されると、回路基板の剛性が低下し、放熱部材と回路基板の間に挟まれた熱伝導部材が十分に拡がらず、回路基板に反りが生じて放熱性が低下することがある。
　本開示は、薄い回路基板が用いられ、回路基板が反りにくく放熱性が向上した照明装置を提供することを目的とする。
　本開示の一態様に係る照明装置は、第一面に発光素子が搭載される回路基板と、前記回路基板の第二面に配置された放熱部材と、前記回路基板および前記放熱部材の間に配置された熱伝導部材と、を有し、前記回路基板は、締結部材を挿入する締結孔が形成されており、前記第一面の面内において、前記締結孔の中心と前記発光素子の中心を結んだ線を仮想線とし、前記仮想線に垂直な線を仮想境界線とし、前記仮想境界線よりも前記締結孔から遠い領域の一部を押圧領域とし、前記押圧領域内に当接する押圧部材を少なくとも一つ有する。
　本開示の一態様に係る照明装置では、締結孔より遠い位置に設けられた押圧領域において、押圧部材が回路基板の第一面に当接することで、締結孔と押圧部材によって発光素子の両側で回路基板に放熱部材の方向への力を加えることができる。これにより、薄い回路基板が用いられ、回路基板が反りにくく放熱性が向上した照明装置を提供できる。
　本開示の別の態様に係る照明装置は、第一面に発光素子が搭載される回路基板と、前記回路基板の第二面に配置された放熱部材と、前記回路基板および前記放熱部材の間に配置された熱伝導部材と、前記第一面の押圧位置において、前記第一面に当接する押圧部材と、を有し、前記回路基板は、締結部材を挿入する複数の締結孔が形成されており、複数の前記締結孔の外周と前記押圧位置を結んだ反り低減領域内に、前記発光素子の中心が位置する。
　本開示の別の態様に係る照明装置では、複数の締結孔の外周と押圧位置を結んだ領域を反り低減領域とし、反り低減領域内に発光素子の中心が位置するため、締結部材と押圧部材で発光素子の近傍を押さえることができる。これにより、薄い回路基板が用いられ、回路基板が反りにくく放熱性が向上した照明装置を提供できる。
　本開示によれば、薄い回路基板が用いられ、回路基板が反りにくく放熱性が向上した照明装置を提供できる。
図１は、第一実施形態に係る照明装置の概要を説明する模式断面図である。 図２は、第一実施形態に係る回路基板上の配置例を示す模式平面図である。 図３は、回路基板の面内における押圧領域の位置を示す模式平面図である。 図４は、回路基板のハウジング部への装着例を示す模式斜視図である。 図５は、回路基板を装着するハウジング部の構造例を示す模式部分拡大図である。 図６は、回路基板に接触する押圧部材の例を示す模式斜視図である。 図７は、回路基板に接触する押圧部材の例を示す模式断面図である。 図８は、第二実施形態に係る照明装置の概要を説明する模式断面図である。 図９は、第二実施形態に係る回路基板上の配置例と押圧領域１２の位置を示す模式平面図である。 図１０は、回路基板のハウジング部への装着例を示す模式斜視図である。 図１１は、回路基板を装着するハウジング部の構造例と、押圧部材の例を示す模式部分拡大図である。 図１２は、締結孔と押圧位置と発光素子の搭載位置について説明する模式平面図である。 図１３は、第三実施形態に係る照明装置における締結孔と押圧位置と発光素子１０の搭載位置について説明する模式平面図である。 図１４は、第四実施形態に係る照明装置における締結孔と押圧位置と発光素子の搭載位置について説明する模式平面図である。
　（第一実施形態）
　以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。以下の説明では、本開示に係る照明装置１００を、車両用灯具に適用した形態を例示して説明する。図１は、本実施形態に係る照明装置１００の概要を説明する模式断面図である。図１に示すように照明装置１００は、発光素子１０と、電子部品２０と、回路基板３０と、放熱部材４０とを備えている。また回路基板３０は、接続端子部２１と、第一配線層３１と、第二配線層３２と、スルーホール配線３３と、孔埋樹脂３４と、保護層３５と、締結孔３６と、熱伝導部材３７を備えている。また、回路基板３０は締結部材５０で放熱部材４０に固定され、第一面に押圧部材７１が当接している。また、接続端子部２１にはコネクタ６０が接続されている。
　発光素子１０は、第一面である回路基板３０の表面上に搭載され、電圧を印加されることで所定波長の光を発光する部品である。図１では、発光素子１０が第一配線層３１上に半田を用いて電気的に接続された表面実装型の場合を例示しているが、発光素子１０は、ワイヤを用いたワイヤボンディングで第一配線層３１と電気的に接続されていてもよい。一例として、照明装置１００が車両用灯具の前照灯として用いられる場合には、発光素子１０として白色ＬＥＤが用いられてもよい。照明装置１００がテールランプやストップランプとして用いられる場合には、発光素子１０として赤色ＬＥＤが用いられてもよい。照明装置１００がターンシグナルランプとして用いられる場合には、発光素子１０としてアンバー色のＬＥＤが用いられてもよい。発光素子１０の構造は限定されず、ＬＥＤチップがパッケージ化されたものであってもよく、ベアチップのＬＥＤが直接実装されたものであってもよい。白色ＬＥＤとしては、青色から紫外光の波長を一次光として発光するＧａＮ系ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせたものや、ＲＧＢ各色のＬＥＤチップを組み合わせるものなどが用いられてもよい。
　電子部品２０は、回路基板３０の第一面である表面上または第二面である裏面上に搭載されている。電子部品２０は、電力や制御信号が供給されることで各種機能を実現して、電子回路を構成する部品である。図１では、電子部品２０が第一配線層３１上に半田を用いて電気的に接続された表面実装型の場合を例示しているが、電子部品２０は、ワイヤを用いたワイヤボンディングで第一配線層３１と電気的に接続されてもよい。電子部品２０の種類や個数は限定されず、抵抗やコンデンサ、集積回路等の公知の部品が用いられてもよい。
　接続端子部２１は、回路基板３０の第一面である表面上または第二面である裏面上に搭載されている。接続端子部２１は、外部からの電力や信号を伝達するケーブル（図示省略）のコネクタ６０が電気的に接続される部品である。接続端子部２１の形状や構造は限定されない。またケーブルの形状や構造も限定されず、従来公知のフレキシブルケーブル等が用いられてもよい。また、コネクタ６０は、接続端子部２１に対応した形状であり、接続端子部２１に対して機械的におよび電気的に接続可能である。
　回路基板３０は、略板状の基材に第一配線層３１と、第二配線層３２と、スルーホール配線３３と、孔埋樹脂３４と、保護層３５と、締結孔３６が形成された板状の部材である。また、回路基板３０と放熱部材４０との間には、熱伝導部材３７が配置されている。回路基板３０の基材を構成する材料は特に限定されないが、電気的な絶縁性に優れた樹脂材料が用いられることが好ましい。例えば、回路基板３０の基材として、通常のプリント配線基板に用いられるガラスエポキシ樹脂等が用いられてもよく、より具体的には、ＦＲ４（Ｆｌａｍｅ　Ｒｅｔａｒｄａｎｔ　Ｔｙｐｅ　４）が用いられてもよい。
　放熱部材４０は、回路基板３０の基材よりも熱伝導率が高い材料で構成されている。放熱部材４０は、回路基板３０の第二面である裏面側に配置されて、回路基板３０からの熱を放熱する部材である。放熱部材４０を構成する材料は限定されないが、例えばアルマイト処理されたアルミニウムや銅等の金属が用いられてもよい。図１の例示では、放熱部材４０は、板状の部分から複数の放熱フィンが立設された形状であるが、放熱部材４０の形状や構造は限定されない。
　締結部材５０は、回路基板３０に形成された締結孔３６に挿入されて、回路基板３０を放熱部材４０に締結する部材である。締結部材５０の具体的な構成は限定されない。例えば、締結部材５０は、放熱部材４０に形成したネジ孔に螺合するネジやボルトであってもよく、放熱部材４０から突出して形成されたカシメ部であってもよい。回路基板３０が放熱部材４０に対して締結部材５０で締結されることで、回路基板３０は、締結孔３６の位置で放熱部材４０方向に押圧された状態で固定される。
　押圧部材７１は、回路基板３０の第一面である表面に当接して、回路基板３０に放熱部材４０方向への力を加えて押圧する部材である。図１の例示では、押圧部材７１は柱状の形状であるが、押圧部材７１の具体的な形状や構造は限定されない。一例としては、回路基板３０に当接した位置に力が加わるように、後述するハウジング部７０やリフレクタ８０の一部が回路基板３０方向に延伸されていてもよい。押圧部材７１が当接する回路基板３０上での位置は、詳細を後述する。
　素子用配線である第一配線層３１は、回路基板３０の第一面である表面上に形成された配線パターンである。また、第一配線層３１の一部は、発光素子１０や電子部品２０が搭載されるランド部や、ワイヤが電気的に接続される端子部として機能する。第一配線層３１には発光素子１０や電子部品２０が電気的に接続されており、回路基板３０上に電子回路が構成される。第一配線層３１のうち、発光素子１０が搭載されるランド部の領域には、スルーホール配線３３が形成されている。
　放熱用配線である第二配線層３２は、回路基板３０の第二面である裏面上に形成された配線パターンである。図１に示したように、第二配線層３２には、スルーホール配線３３によって第一配線層３１と電気的に接続された領域と、スルーホール配線３３と電気的に分離された領域が、異なる領域に設けられてもよい。第二配線層３２のうちスルーホール配線３３と接続された領域は、後述するように放熱の経路として機能する。また、第二配線層３２のうちスルーホール配線３３と電気的に分離された領域は、接地電位に接続されてもよい。
　スルーホール配線３３は、回路基板３０の表面側から裏面側に貫通して形成されているスルーホール（貫通孔）の内壁に形成された、電気を伝導する配線である。スルーホール配線３３の形成方法としては従来公知のメッキ法等が挙げられる。またスルーホール配線３３は、第一配線層３１の一部と第二配線層３２の一部とを電気的に接続されている。スルーホール配線３３が設けられる領域は限定されないが、第一配線層３１のうち発光素子１０が搭載されるランド部に対応した位置にスルーホール配線３３に設けられることで、発光による発熱を裏面側に良好に伝達することができる。
　孔埋樹脂３４は、スルーホール配線３３が形成されたスルーホール内を充填する樹脂材料である。孔埋樹脂３４を構成する材料は限定されず、一例として熱硬化性のエポキシ樹脂が用いられてもよい。また、孔埋樹脂３４の熱伝導率を向上させるために、樹脂材料に熱伝導率が高いフィラーが混入されてもよい。
　保護層３５は、回路基板３０の裏面側において第二配線層３２を覆うように形成されている、絶縁性材料で構成された層である。保護層３５を構成する材料は限定されないが、従来公知のレジスト材料が用いられてもよい。また、図１では図示を省略しているが、回路基板３０の表面側にも、第一配線層３１の一部を覆うように保護層３５が形成されていてもよい。図１に示した例では、回路基板３０の裏面側全域に保護層３５が形成されているが、少なくとも第二配線層３２が形成された領域が覆われていれば、回路基板３０の裏面が一部露出していてもよい。
　締結孔３６は、回路基板３０の第一面である表面から第二面である裏面まで貫通するように形成されている貫通孔である。上述したように、締結孔３６に締結部材５０が挿入されて締結されることで、回路基板３０が放熱部材４０に対して固定される。締結孔３６の位置や形状は限定されないが、締結孔３６に締結部材５０が挿入されて締結されることで、締結孔３６の近傍において回路基板３０に歪みが生じる可能性がある。したがって、締結孔３６の中心から１５ｍｍ以内には、発光素子１０や電子部品２０が配置されていないことが好ましい。
　熱伝導部材３７は、回路基板３０と放熱部材４０の間に配置された熱伝導率が高い部材である。照明装置１００の耐電圧性を向上させるためには、熱伝導部材３７が絶縁性であることが好ましい。熱伝導部材３７を構成する材料は限定されないが、一例としては金属粒子や金属酸化物粒子のフィラーが混入された放熱グリースが用いられてもよい。また、熱伝導部材３７としてシート状に成型された熱伝導シートが用いられてもよい。
　図２は、本実施形態に係る回路基板３０上の配置例を示す模式平面図である。図２に示した例では、回路基板３０上に第一配線層３１がパターニングされており、第一配線層３１上に破線で示した発光素子搭載領域１１に複数の発光素子１０が表面実装で搭載されている。また、回路基板３０上の第一配線層３１には、複数の電子部品２０と、接続端子部２１が搭載されている。また、回路基板３０の中央近傍には、締結孔３６が形成されている。
　図２に示した例では、回路基板３０の面内において、発光素子搭載領域１１が締結孔３６よりも外周に近い位置に設けられている。また、図１に示したように熱伝導部材３７は、発光素子１０およびスルーホール配線３３の直下位置に配置されている。よって、熱伝導部材３７は、回路基板３０の平面視において発光素子搭載領域１１、発光素子１０、スルーホール配線３３と重なる位置に配置されている。
　図１および図２に示した照明装置１００では、第一配線層３１と発光素子１０と電子部品２０で構成された電子回路に、外部からケーブル、コネクタ６０および接続端子部２１を介して電力と制御信号が伝達されることで、発光素子１０が発光する。また、発光素子１０が発光することによって生じた熱は、第一配線層３１、スルーホール配線３３、第二配線層３２、保護層３５および熱伝導部材３７を経由して放熱部材４０に伝達される。放熱部材４０では、照明装置１００の外部に熱が放出され、照明装置１００が冷却される。
　図３は、回路基板３０の面内における押圧領域１２の位置を示す模式平面図である。図３に示した例では、回路基板３０の左上および右下に細い破線で示した領域を押圧領域１２としている。図中に示した太い破線、一点鎖線および二点鎖線の矩形は、何れも押圧領域１２を設定するための仮想的な線である。
　押圧領域１２を設定する際には、まず締結孔３６の中心と発光素子１０の中心を結んだ線分を仮想線とする。次に、回路基板３０の面内において仮想線に対して垂直な線を仮想境界線とする。最後に、仮想線と仮想境界線を含んだ仮想正方形を想定する。ここで、仮想線の長さは締結孔３６と発光素子１０の距離Ｄであり、仮想正方形は一辺が距離Ｄと等しい正方形となる。図３は、３箇所の発光素子１０に対して仮想線、仮想境界線、仮想正方形が設定されたた例を示しているが、全ての発光素子１０に対して同様に仮想線、仮想境界線、仮想正方形が設定されてもよい。
　次に、前述の手順で設定された仮想境界線よりも、締結孔３６から遠い領域の少なくとも一部が押圧領域１２として設定される。図３に示した例では、一点鎖線で示された仮想正方形よりも締結孔３６から遠い右下の領域と、二点鎖線で示された仮想正方形よりも締結孔３６から遠い左上の領域をそれぞれ押圧領域１２としている。また、左上に設定された押圧領域１２は、太い破線で示された仮想正方形における仮想境界線よりも遠い領域となっている。図３では図示していないが、複数の発光素子１０に対して各々に押圧領域１２が設定されてもよい。一例としては、太い破線の仮想境界線を基準にして、二点鎖線の大きな仮想正方形内にも押圧領域１２が設定されてもよい。図３に示した例では、締結孔３６から遠い位置にある発光素子１０を基準にして押圧領域１２が設定されており、全ての仮想正方形に含まれない領域が押圧領域１２とされている。
　押圧領域１２は、上述したように仮想境界線よりも締結孔３６から遠い領域であるが、発光素子１０から遠すぎると回路基板３０の反りが発生しやすいため、発光素子１０から所定距離以内となるように設定されることが好ましい。より具体的には、押圧領域１２は、発光素子１０の中心から５０ｍｍ以内に設定されることが好ましく、３０ｍｍ以内に設定されることがより好ましい。
　図１から図３を用いて説明したように、照明装置１００では、回路基板３０は締結孔３６で締結部材５０によって放熱部材４０に固定されており、押圧領域１２において押圧部材７１，８１が回路基板３０の表面に当接している。また、押圧領域１２は上述した仮想境界線よりも締結孔３６から遠い位置であり、発光素子１０は押圧部材７１，８１が当接する位置と締結孔３６の中間に位置している。これにより、発光素子１０と重なる位置に熱伝導部材３７が配置されていても、発光素子１０を挟む回路基板３０面内の二箇所に対して、押圧部材７１，８１と締結部材５０で放熱部材４０方向への力が加えられ押圧される。これにより、回路基板３０が薄く形成されて回路基板３０の剛性が低い場合にも、熱伝導部材３７が回路基板３０と放熱部材４０で挟み込まれても回路基板３０は反りにくくなり、熱伝導部材３７の均一な厚さが保たれやすくなり照明装置１００の放熱性が向上する。
　図４は、回路基板３０のハウジング部７０への装着例を示す模式斜視図である。図４に示した例では、放熱部材４０にはフランジ部とフレーム部４１が設けられており、回路基板３０はフレーム部４１内において締結部材５０で放熱部材４０に締結されている。また、照明装置１００はハウジング部７０を備えている。ハウジング部７０の所定位置に形成された開口部にフレーム部４１が挿入されており、これにより、放熱部材４０がハウジング部７０に装着されている。放熱部材４０のハウジング部７０への具体的な装着構造や方法は限定されず、従来公知の篏合やネジ止め等が用いられてよい。
　図５は、回路基板３０を装着するハウジング部７０の構造例を示す模式部分拡大図である。図５に示した例では、ハウジング部７０にはフレーム部４１に対応した形状の開口部が形成されており、開口部にフレーム部４１が挿入されて放熱部材４０がハウジング部７０に装着される。また、ハウジング部７０の開口部内には、リフレクタ８０と、押圧部材７１，８１と、インナーレンズ９１，９２が設けられている。
　ハウジング部７０は、照明装置１００の外形を形成し、各部材を収容して保持する筐体部分であり、光を遮る遮光性材料で形成されている。図５では図示を省略しているが、ハウジング部７０には前方開口部が形成されており、前方開口部を覆うようにアウターレンズが設けられている。また、ハウジング部７０には開口部内において、一部が押圧部材７１として立設されており、押圧部材７１は回路基板３０に向かって延伸されている。
　リフレクタ８０は、光を反射する反射面を有し、発光素子１０から照射された光をアウターレンズ方向に反射して配光パターンを調整して照射する光学部材である。したがって、リフレクタ８０は本開示における配光調整部に相当している。また、リフレクタ８０には開口部内において、一部が押圧部材８１として立設されており、押圧部材８１は回路基板３０に向かって延伸されている。
　インナーレンズ９１，９２は、発光素子１０の光出射面側に配置され、発光素子１０から照射された光の配光パターンを調整して照射する光学部材である。したがって、インナーレンズ９１，９２も本開示における配光調整部に相当している。インナーレンズ９１，９２の形状や大きさは限定されず、従来公知の凸レンズや凹レンズ、フレネルレンズ、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ　Ｉｎｔｅｒｎａｌ　Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）レンズ等が用いられてもよい。
　押圧部材７１は、ハウジング部７０の一部が回路基板３０方向に延伸された部分である。押圧部材８１は、リフレクタ８０の一部が回路基板３０方向に延伸された部分である。上述したように、押圧部材７１，８１は、回路基板３０の第一面である表面に当接して、回路基板３０に放熱部材４０方向への力を加えて押圧する。
　図６は、回路基板３０に接触する押圧部材７１，８１の例を示す模式斜視図である。図６では簡便のために、ハウジング部７０およびリフレクタ８０から延伸された押圧部材７１，８１の先端部分を省略して示している。図６に示したように、複数の押圧部材７１，８１はそれぞれの位置において対向する回路基板３０の第一面である表面に当接する。また、上述した押圧領域１２に対向する位置に設けられた押圧部材７１，８１は、押圧領域１２内において回路基板３０の第一面である表面に当接する。
　図７は、回路基板３０に接触する押圧部材７１，８１の例を示す模式断面図である。図７に示した例では、回路基板３０上の押圧領域１２以外での押圧部材７１，８１と回路基板３０の当接を模式的に示している。図７に示すように、押圧部材８１は発光素子１０の周囲に設けられたリフレクタ８０から延伸されている。発光素子１０に対向する位置にインナーレンズ９１，９２が配置されている。インナーレンズ９１，９２はハウジング部７０またはリフレクタ８０によって保持されていてもよい。図５および図７では、押圧部材８１としてリフレクタ８０の一部が延伸された部分の例を示しているが、配光調整部であるインナーレンズ９１，９２の一部が延伸した部分が押圧部材８１として用いられてもよい。
　上述したように、本実施形態の照明装置１００では、締結孔３６より遠い位置に設けられた押圧領域１２において、押圧部材７１，８１が回路基板３０の第一面に当接する。このため、締結孔３６と押圧部材７１，８１によって発光素子１０の両側で回路基板３０に放熱部材４０の方向への力が加えられる。これにより、回路基板３０が薄型化しても反りにくく、照明装置１００の放熱性が向上する。
　（第二実施形態）
　図８は、第二実施形態に係る照明装置１００の概要を説明する模式断面図である。図８に示すように、第二実施形態の照明装置１００も、発光素子１０と、電子部品２０と、回路基板３０と、放熱部材４０とを備えている。また回路基板３０は、接続端子部２１と、第一配線層３１と、第二配線層３２と、スルーホール配線３３と、孔埋樹脂３４と、保護層３５と、締結孔３６と、熱伝導部材３７を備えている。また、回路基板３０は締結部材５０で放熱部材４０に固定され、第一面に押圧部材７１が当接している。また、接続端子部２１にはコネクタ６０が接続されている。
　また、第二実施形態においても、押圧部材７１は、回路基板３０の第一面である表面に当接して、回路基板３０に放熱部材４０方向への力を加えて押圧する部材である。押圧部材７１が当接する回路基板３０上での位置である押圧位置７２については、詳細を後述する。
　図９は、第二実施形態に係る回路基板３０上の配置例と押圧領域１２の位置を示す模式平面図である。図９では第一配線層３１を示しているが、説明を簡略化するためにパターン形状は一部を省略している。図９に示した例では、回路基板３０上に第一配線層３１がパターニングされており、回路基板３０の中央近傍には、第一配線層３１上に複数の発光素子１０が表面実装で搭載されている。また、回路基板３０上の第一配線層３１には、複数の電子部品２０と、接続端子部２１が搭載されている。また、回路基板３０の右下近傍および左上近傍には、複数の締結孔３６が形成されている。
　図９に示した例では、回路基板３０の面内において、発光素子１０の近傍に押圧領域１２が設定されている。また、複数の発光素子１０は複数の締結孔３６に挟まれる位置に配置されている。後述するように、押圧領域１２は、回路基板３０の第一面である表面において押圧部材７１が当接する押圧位置７２が設定され得る領域である。図９では押圧領域１２は破線で矩形に描かれているが、押圧領域１２の具体的な形状は限定されない。また、押圧領域１２は設計上の仮想的な領域であり、回路基板３０上に特定の構造が設けられている必要はない。
　また、図８に示したように熱伝導部材３７は、発光素子１０およびスルーホール配線３３の直下位置に配置されている。よって、熱伝導部材３７は、回路基板３０の平面視において発光素子１０およびスルーホール配線３３と重なる位置に配置されている。
　図８および図９に示した照明装置１００では、第一配線層３１と発光素子１０と電子部品２０とを備える電子回路に、外部からケーブル、コネクタ６０および接続端子部２１を介して電力と制御信号が伝達されることで、発光素子１０が発光する。また、発光素子１０が発光することによって生じた熱は、第一配線層３１、スルーホール配線３３、第二配線層３２、保護層３５および熱伝導部材３７を経由して放熱部材４０に伝達される。放熱部材４０では、照明装置１００の外部に熱が放出され、照明装置１００が冷却される。
　図１０は、回路基板３０のハウジング部７０への装着例を示す模式斜視図である。図１１は、回路基板３０を装着するハウジング部７０の構造例と、押圧部材７１，８１の例を示す模式部分拡大図である。図１０および図１１に示した例では、放熱部材４０にはフランジ部とフレーム部４１が設けられており、回路基板３０はフレーム部４１内において締結部材５０で放熱部材４０に締結されている。また、照明装置１００はハウジング部７０を備えており、ハウジング部７０の所定位置に形成された開口部にフレーム部４１が挿入され、放熱部材４０がハウジング部７０に装着される。放熱部材４０のハウジング部７０への具体的な装着構造や方法は限定されず、従来公知の篏合やネジ止め等を用いることができる。
　ハウジング部７０は、照明装置１００の外形を構成し、各部材を収容して保持する筐体部分であり、光を遮る遮光性材料で構成されている。図１０および図１１では図示を省略しているが、ハウジング部７０には前方開口部が形成されており、前方開口部を覆ってアウターレンズが設けられている。また、ハウジング部７０には開口部内において、一部が押圧部材７１として立設されており、押圧部材７１は回路基板３０に向かって延伸されている。
　また図１０および図１１では図示を省略しているが、ハウジング部７０の開口部には、リフレクタが設けられているとしてもよい。リフレクタは、光を反射する反射面を有し、発光素子１０から照射された光をアウターレンズ方向に反射して配光パターンを調整して照射する光学部材である。したがって、リフレクタは本開示における配光調整部に相当している。また、開口部内において、リフレクタの一部が押圧部材８１として立設されており、押圧部材８１は回路基板３０に向かって延伸されている。
　押圧部材７１は、ハウジング部７０の一部が回路基板３０方向に延伸された部分である。押圧部材８１は、リフレクタの一部が回路基板３０方向に延伸された部分である。上述したように、押圧部材７１，８１は、回路基板３０の第一面である表面に当接して、回路基板３０に放熱部材４０方向への力を加えて押圧する。
　図１１では簡便のために、ハウジング部７０およびリフレクタから延伸された押圧部材７１，８１の先端部分を省略して示している。図１１に示したように、複数の押圧部材７１，８１はそれぞれの位置において対向する回路基板３０の第一面である表面に当接する。また、上述した押圧領域１２に対向する位置に設けられた押圧部材７１，８１は、押圧領域１２内において回路基板３０の第一面である表面に当接する。
　図１２は、締結孔３６と押圧位置７２と発光素子１０の搭載位置について説明する模式平面図である。図１２に示した例では、回路基板３０の第一面である表面上に、二つの締結孔３６が形成されており、複数の発光素子１０は二つの締結孔３６の間に搭載されている。図１２において、平面視における発光素子１０の中心位置を示すために、発光素子１０の一つに仮想の対角線が描かれている。図１２では矩形状の発光素子１０は一列に配列されている例が示されているが、発光素子１０の形状や配置は限定されない。
　また図１２に示した例では、一つの押圧位置７２は仮想の矩形状として示している。また、二つの締結孔３６の外周を結んだ仮想の線分は破線７３ａとして示され、押圧位置７２と二つの締結孔３６の外周を結んだ仮想の線分は破線７３ｂとして示されている。回路基板３０の平面視において、破線７３ａと破線７３ｂで囲まれた領域を反り低減領域と定義すると、複数の発光素子１０は全てが反り低減領域の内部に配置されている。図１２では、それぞれの発光素子１０の全体が反り低減領域内に位置した例を示しているが、少なくとも発光素子１０の中心が反り低減領域内に位置していれば、発光素子１０の一部が反り低減領域から外れるように発光素子１０が配置されていてもよい。
　図１２に示した例では、二箇所の締結孔３６にそれぞれ挿入された締結部材５０が締結される。これにより、回路基板３０は放熱部材４０に固定される。さらに、一箇所の押圧位置７２に押圧部材７１が当接することで、回路基板３０は、締結部材５０による締結と合わせて、少なくとも三点で放熱部材４０方向への力が加えられて押圧される。これにより、回路基板３０が薄く形成されて剛性が低い場合にも、反り低減領域内では、熱伝導部材３７が回路基板３０と放熱部材４０で挟み込まれても回路基板３０が反りにくくなり、熱伝導部材３７の均一な厚さが保たれやすくなり照明装置１００の放熱性が向上する。
　上述したように熱伝導部材３７は、回路基板３０の平面視において発光素子１０およびスルーホール配線３３と重なる位置に配置されているため、締結孔３６および押圧位置７２は、何れかの発光素子１０の中心から所定範囲以内に設けられることが好ましい。具体的には、締結孔３６は何れかの発光素子１０の中心から５０ｍｍ以内に設けられることが好ましく、３０ｍｍ以内に設けられることがより好ましい。また、押圧位置７２は何れかの発光素子１０の中心から５０ｍｍ以内に設けられることが好ましく、３０ｍｍ以内に設けられることがより好ましい。
　また照明装置１００では、発光素子１０に対向してインナーレンズが配置されてもよく、発光素子１０の周囲にリフレクタが設けられてもよい。図１２では押圧位置７２に押圧部材７１が当接する例が示されているが、リフレクタやインナーレンズ等の配光調整部から延伸して形成された押圧部材８１が、押圧位置７２に当接してもよい。
　上述したように、本実施形態の照明装置１００では、複数の締結孔３６の外周と押圧位置７２を結んだ領域を反り低減領域とし、反り低減領域内に発光素子１０の中心が位置する。このため、締結部材５０と押圧部材７１，８１によって発光素子１０の近傍が押さえられることができ、回路基板３０が薄型化されても反りにくく、照明装置１００の放熱性が向上する。
（第三実施形態）
　次に、本開示の第三実施形態について図１３を用いて説明する。第一実施形態および第二実施形態と重複する内容は説明を省略する。図１３は、本実施形態に係る照明装置１００における締結孔３６と押圧位置７２と発光素子１０の搭載位置について説明する模式平面図である。図１３に示した例では、第二実施形態と同様、回路基板３０の第一面である表面上に、二つの締結孔３６が形成されている。第三実施形態においては、第二実施形態と異なり、押圧位置７２は二か所に設けられている。図１３において、二つの押圧位置７２は仮想の矩形状として示している。
　複数の発光素子１０は、二つの締結孔３６と二つの押圧位置７２の間に搭載されている。また、押圧位置７２と二つの締結孔３６の外周を結んだ仮想の線分は破線７３ｂとして示している。回路基板３０の平面視において、破線７３ｂで囲まれた領域を反り低減領域と定義すると、複数の発光素子１０は全てが反り低減領域の内部に配置されている。図１３では、それぞれの発光素子１０の全体が反り低減領域内に位置した例を示しているが、少なくとも発光素子１０の中心が反り低減領域内に位置していれば、発光素子１０の一部が反り低減領域から外れるように発光素子１０が配置されていてもよい。
　図１３に示した例では、二箇所の締結孔３６にそれぞれ挿入された締結部材５０が締結される。これにより、回路基板３０は放熱部材４０に固定される。二箇所の押圧位置７２に押圧部材７１が当接することで、回路基板３０は、締結部材５０による締結と合わせて、少なくとも四点で放熱部材４０方向への力が加えられて押圧される。これにより、回路基板３０が薄く形成されて剛性が低い場合にも、反り低減領域内では、熱伝導部材３７が回路基板３０と放熱部材４０で挟み込まれても回路基板３０が反りにくくなり、熱伝導部材３７の均一な厚さが保たれやすくなり照明装置１００の放熱性が向上する。図１３に示した例では、二つの締結孔３６と二つの押圧位置７２で囲まれた領域が反り低減領域と定義されたが、締結孔３６と押圧位置７２の個数は限定されない。
　上述したように、本実施形態の照明装置１００でも、複数の締結孔３６の外周と押圧位置７２を結んだ領域を反り低減領域とし、反り低減領域内に発光素子１０の中心が位置する。このため、締結部材５０と押圧部材７１，８１によって発光素子１０の近傍が押さえられることができ、回路基板３０が薄型化されても反りにくく、照明装置１００の放熱性が向上する。
（第四実施形態）
　次に、本開示の第四実施形態について図１４を用いて説明する。第一実施形態、第二実施形態および第三実施形態と重複する内容は説明を省略する。図１４は、本実施形態に係る照明装置１００における締結孔３６と押圧位置７２と発光素子１０の搭載位置について説明する模式平面図である。図１４に示した例では、回路基板３０の第一面である表面上に、二つの締結孔３６および一つの押圧位置７２が設けられている。図１４において、一つの押圧位置７２は仮想の矩形状として示されている。
　複数の発光素子１０は、二つの締結孔３６の間に搭載されている。発光素子１０の一部は、破線７３ｂで囲まれた反り低減領域より外側に位置しているが、発光素子１０の中心は反り低減領域内に位置している。このため、熱伝導部材３７が回路基板３０と放熱部材４０で挟み込まれても、回路基板３０は反りにくく、熱伝導部材３７の均一な厚さが保たれやすくなり、照明装置１００の放熱性の向上を図ることができる。
　上述したように、本実施形態の照明装置１００でも、複数の締結孔３６の外周と押圧位置７２を結んだ領域を反り低減領域とし、反り低減領域内に発光素子１０の中心が位置する。このため、締結部材５０と押圧部材７１，８１によって発光素子１０の近傍が押さえられることができ、回路基板３０が薄型化されても反りにくく、照明装置１００の放熱性が向上する。
　本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
　本出願は、２０２４年２月２８日に出願された日本国特許出願２０２４－０２９２３６号および２０２４年２月２８日に出願された日本国特許出願２０２４－０２９２３７号に基づく優先権を主張し、前記出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

Claims (12)

  1. 　第一面に発光素子が搭載される回路基板と、
    　前記回路基板の第二面に配置された放熱部材と、
    　前記回路基板および前記放熱部材の間に配置された熱伝導部材と、を有し、
    　前記回路基板には、締結部材を挿入する締結孔が形成されており、
    　前記第一面の面内において、前記締結孔の中心と前記発光素子の中心を結んだ線を仮想線とし、前記仮想線に垂直な線を仮想境界線とし、前記仮想境界線よりも前記締結孔から遠い領域の一部を押圧領域とし、
    　前記押圧領域内に当接する押圧部材を少なくとも一つ有する照明装置。
  2. 　請求項１に記載の照明装置であって、
    　前記押圧領域は、前記発光素子の中心から５０ｍｍ以内である照明装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の照明装置であって、
    　前記回路基板は、前記第一面から前記第二面に貫通して形成されたスルーホール配線を有し、
    　前記発光素子は、平面視において前記スルーホール配線に重なる位置に搭載されている照明装置。
  4. 　請求項３に記載の照明装置であって、
    　前記熱伝導部材は、平面視において前記スルーホール配線に重なる位置に配置されている照明装置。
  5. 　請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の照明装置であって、
    　前記押圧領域および前記押圧部材の組み合わせが複数設けられている照明装置。
  6. 　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の照明装置であって、
    　前記回路基板が装着されるハウジング部と、
    　前記発光素子からの配光パターンを調整する配光調整部を備え、
    　前記押圧部材は、前記ハウジング部または前記配光調整部に一体に形成されている照明装置。
  7. 　第一面に発光素子が搭載される回路基板と、
    　前記回路基板の第二面に配置された放熱部材と、
    　前記回路基板および前記放熱部材の間に配置された熱伝導部材と、
    　前記第一面の押圧位置において、前記第一面に当接する押圧部材と、を有し、
    　前記回路基板には、締結部材を挿入する複数の締結孔が形成されており、
    　複数の前記締結孔の外周と前記押圧位置を結んだ反り低減領域内に、前記発光素子の中心が位置する照明装置。
  8. 　請求項７に記載の照明装置であって、
    　前記押圧位置は、何れかの前記発光素子の中心から５０ｍｍ以内である照明装置。
  9. 　請求項７または請求項８に記載の照明装置であって、
    　前記回路基板は、前記第一面から前記第二面に貫通して形成されたスルーホール配線を有し、
    　前記発光素子は、平面視において前記スルーホール配線に重なる位置に搭載されている照明装置。
  10. 　請求項９に記載の照明装置であって、
    　前記熱伝導部材は、平面視において前記スルーホール配線に重なる位置に配置されている照明装置。
  11. 　請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載の照明装置であって、
    　前記押圧部材および前記押圧位置を複数備える照明装置。
  12. 　請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載の照明装置であって、
    　前記回路基板が装着されるハウジング部と、
    　前記発光素子からの配光パターンを調整する配光調整部を備え、
    　前記押圧部材は、前記ハウジング部または前記配光調整部に一体に形成されている照明装置。
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