Led模塊以及照明裝置製造方法
2023-09-19 23:47:40 3
Led模塊以及照明裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種能夠改善照明器具短邊方向的兩端側的亮度的線狀安裝型的LED模塊以及配設該LED模塊的照明裝置。LED模塊(1)具備：長形基板(2)；LED晶片(3)，在基板(2)的一面(2a)側沿該長邊方向安裝成多個列；透光性的封固樹脂(4、5)，以將LED晶片(3)分別密封成圓頂狀的方式設置於基板(2)的一面(2a)側，基板(2)的最端側的列的封固樹脂(5)的形狀或者大小不同於與最端側的列鄰接的列的封固樹脂(4)的形狀或者大小。
【專利說明】LED模塊以及照明裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型的實施方式涉及一種以透光性的封固樹脂密封作為光源的LED晶片的LED模塊以及配設有該LED模塊的照明裝置。
【背景技術】
[0002]在照明裝置中使用COB (chip on board)型的LED模塊，該COB型的LED模塊在基板的一面側並列設置多個LED晶片並且設置包圍LED晶片的堤部(框部)，且在該堤部內填充混合有螢光體的透光性樹脂，通過該透光性樹脂埋設各LED晶片(例如參照專利文獻I)。該LED模塊若不具有堤部，則透光性樹脂的周緣側容易沿基板的表面流出，通過該流出透光性樹脂無法形成為預定的穩定形狀。
[0003]然而，若設置堤部，則堤部的材料或形成需要耗費時間，因而導致LED模塊的成本增加。另外，存在因不發光的堤部而破壞LED模塊的外觀的問題。並且，近年來設施用的基礎照明燈等大型的照明器具逐漸普及，而使用於該照明器具的大型化的LED模塊製造困難。
[0004]因此，在LED模塊中出現不形成堤部而通過透光性樹脂將LED晶片直接密封的線狀安裝型LED模塊(例如參照專利文獻2)。即，在基板上以一定間隔安裝LED晶片，含有螢光體的觸變性的封固樹脂覆蓋塗布於LED晶片。
[0005]專利文獻1:日本特開2011 - 60961號公報(第6頁、圖3)
[0006]專利文獻2:日本特開2013 — 4941號公報(第4頁、圖1)
[0007]線狀安裝型的LED模塊由於從分別密封LED晶片的封固樹脂放射照明光，因此在相互鄰接的封固樹脂之間容易產生照明不均。由此，基板短邊方向最端側的照度在整個長邊方向上變低，若安裝於設施用的基礎照明燈等大型照明器具中，則該照明器具的短邊方向(寬度方向)的兩端側在整個長邊方向上發暗，存在給人帶來不適感的問題。
【發明內容】
[0008]本實用新型的實施方式的目的在於提供一種能夠改善照明器具的短邊方向兩端側的亮度的線狀安裝型LED模塊以及配設該LED模塊的照明裝置。
[0009]實施方式的LED模塊包括基板、LED晶片以及封固樹脂。
[0010]基板形成為長形，且LED晶片在其一面沿長邊方向安裝成多個列。封固樹脂具有透光性，且以將LED晶片分別密封成圓頂狀的方式設置於基板的一面側。並且，就封固樹脂而言，基板的最端側的列的封固樹脂的形狀或者大小不同於與最端側列鄰接的列的封固樹脂的形狀或者大小。
[0011]本實用新型的將LED晶片直接密封於基板上的線狀安裝型LED模塊包括封固樹月旨，所述封固樹脂以使光從基板短邊方向的端部朝向外側放射的方式形成。
[0012]本實用新型的照明裝置包括LED模塊、裝置主體以及點燈裝置，其中，LED模塊為本實用新型的上述LED模塊，裝置主體配設有該LED模塊，點燈裝置將上述LED晶片點亮。
[0013]根據本實施方式的LED模塊，由於基板的最端側的列的封固樹脂的形狀或者大小不同於與最端側的列相鄰接的列的封固樹脂的形狀或者大小，因此可以朝向基板的最端側的端部以及比該端部更外側方向放射光，能夠期待基板短邊方向的最端側遍及長邊方向較亮地照明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是表示本實用新型的第I實施方式的LED模塊的概略俯視圖。
[0015]圖2是上述LED模塊的將封固樹脂透視後的局部概略俯視圖。
[0016]圖3是圖2的A部分的放大圖。
[0017]圖4是沿圖3的B— B箭頭的概略剖面圖。
[0018]圖5是表示上述LED模塊在短邊方向上的封固樹脂的形狀以及大小的說明圖。
[0019]圖6是上述LED模塊在照明裝置中的配置圖。
[0020]圖7是表示本實用新型的第2實施方式的LED模塊的概略俯視圖。
[0021 ] 圖8是上述LED模塊的短邊方向的概略側視圖。
[0022]圖9(a)及圖9(b)是表示本實用新型的第3實施方式的照明裝置，圖9 (a)是概略立體圖，圖9(b)是局部剖切概略側視圖。
[0023]圖中:1-LED模塊，2、36-基板，3-LED晶片，4、5、37-封固樹脂，41 -作為照明裝置的照明器具，42-作為裝置主體的器具主體，43-點燈裝置。
【具體實施方式】
[0024]以下，參照附圖對本實用新型的一種實施方式進行說明。首先，對本實用新型的第I實施方式進行說明。本實施方式的LED模塊I的結構如圖1至圖6所示。另外，在各圖中，對相同部分標註相同符號且省略重複說明。LED模塊I包括基板2、LED晶片3以及封固樹脂4、5。
[0025]在圖1中，基板2由合成樹脂例如環氧玻璃材料構成，形成為一面2a以及另一面2b (圖4所示)呈平面狀的長尺寸的長方形(長形)。例如，長邊尺寸為280?300mm，短邊(寬度)尺寸為15?20mm。另外,基板2使用板厚為0.5?1.8mm的基板,在此使用1.2mm的基板。
[0026]並且，如圖3所示，基板2在一面2a側設置有具有安裝區域7及連接體8、8的安裝部9和一對配線體10、11。在安裝區域7安裝有LED晶片3，並且在安裝部9設置有封固樹脂4或者封固樹脂5。安裝部9用作LED模塊I的發光部，如圖1所示，沿基板2的長邊方向等間隔設置，並且在短邊方向上以預定間隔而設置成2列。
[0027]基板2在其長邊方向的兩端側2c，2d分別配設有輸入端子12以及連接端子13。另外，基板2上設置有多個安裝孔14等。並且，如圖4所示，在基板2的另一面2b的整個區域形成有例如銅箔15以及在該銅箔15上形成有抗蝕層16。銅箔15以及抗蝕層16防止基板2的彎曲，因而相互協作加固基板2。
[0028]安裝區域7由形成在基板2的一面2a的第I至第3金屬層17、18、19的3層結構構成。第I金屬層17例如將形成在基板2的一面2a的銅箔蝕刻成預定的形狀而形成。第2金屬層18由電鍍於第I金屬層17上的例如鎳構成,第3金屬層19由電鍍於第2金屬層18上的例如銀或者金構成。第I至第3金屬層17、18、19分別形成為例如1ym的厚度。
[0029]另外，連接體8、8與安裝區域7同樣地形成為3層結構。即，包括:電鍍於由銅箔構成的配線體10、11上的例如由鎳構成的金屬層20、電鍍於該金屬層20上的例如由銀或者金構成的金屬層21。配線體10、11以及金屬層20、21分別形成為例如1ym的厚度。
[0030]安裝區域7又被稱為安裝焊盤，如圖3所示，上表面7a形成為在橢圓形的短軸方向的兩側切除圓弧狀的大致斧形。連接體8、8又被稱為配線焊盤，上表面8a、8a形成為橢圓形。並且，連接體8、8形成為在安裝區域7短軸方向的兩側與安裝區域7確保預定的絕緣距離。
[0031]並且，在基板2的一面2a側例如通過網板印刷以使安裝區域7的上表面7a以及連接體8、8的上表面8a、8a露出的方式形成有白色保護層22。白色保護層22具有電絕緣性，並且具有作為光反射層的功能。另外，如圖4所示，白色保護層22以比安裝區域7的上表面7a以及連接體8、8的上表面8a、8a更向外側突出的方式塗布於基板2的一面2a。白色保護層22不讓一對配線體10、11與空氣接觸，從而防止一對配線體10、11的劣化。
[0032]並且，在安裝區域7的上表面7a安裝有LED晶片3。LED晶片3使用具有透光性的晶片接合材料23粘接於安裝區域7的上表面7a。LED晶片3發出藍色光，根據已知的結構例如形成為面朝上型的大致長方體形狀。
[0033]並且，如圖3所示，LED晶片3安裝於安裝區域7的上表面7a的中央部。另外，LED晶片3配設成其長邊方向沿安裝區域7的短軸方向。並且，LED晶片3的電極3a分別通過焊絲24電連接於一個連接體8的上表面8a，電極3b分別通過焊絲24電連接於另一個連接體8的上表面8a。電極3a構成陽極側，電極3b構成陰極側。電極3a、3b經由連接體8、8連接於一對配線體10、11。
[0034]一對配線體10、11例如將形成於基板2的一面2a的銅箔蝕刻而形成為預定的配線圖案，形成為例如具有10 μ m厚度的預定寬度。並且，如圖2所示，一對配線體10、11將4組LED晶片3並聯連接，且串聯連接該每4組LED晶片。並且，基板2的一端側2c的配線體10、10與輸入端子12電連接，基板2的另一端側2d的配線體11、11與連接端子13電連接。
[0035]LED晶片3的電極3a以及電極3b經由連接體8、8與一對配線體10、11連接，以使電極3a以及電極3b間流有電流。另外，通過一對配線體10、11並聯連接的LED晶片3的組數並不限於4組，可以是任意的組數。
[0036]連接端子13通過導線等未圖示的電連接機構與並列設置的LED模塊I的鄰接的LED模塊I的輸入端子12電連接。並且，在使用I個LED模塊I或者並列設置的最後端LED模塊I的連接端子13中，電連接於該配線體11、11的未圖示的端子通過導線等短路機構而短路，以使2列的配線體11、11彼此電連接。
[0037]LED模塊中，若從未圖示的點燈裝置向輸入端子12供給預定的電力，則預定的電壓施加於與輸入端子12電連接的配線體10、10之間，LED晶片3上流過預定電流。由此，LED晶片3分別發光(點亮)而放射藍色光。
[0038]在圖4中，封固樹脂4以覆蓋LED晶片3、安裝區域7以及連接體8、8的方式設置在白色保護層22上。另外，封固樹脂5也相同。封固樹脂4、5例如以具有透光性的樹脂系矽酮樹脂或者混合系矽酮樹脂作為主成分，混合有預定量的螢光體粒子25以及未圖示的填料。螢光體粒子25的粒徑為I μπι以上，並且大致均勻的分散於封固樹脂4、5內。作為螢光體粒子25使用被LED晶片3發出的藍色光激勵而發出黃色光的黃色螢光體粒子。
[0039]封固樹脂4、5通過剖面形狀形成為預定的圓頂狀形狀例如半球形的預定量設置於安裝部9內並固化，由此形成剖面半球形的形狀。並且，如圖1所示，封固樹脂4對在基板2短邊方向的一端側2e沿基板2的長邊方向安裝成列狀的LED晶片3進行密封。並且，封固樹脂5對在基板2短邊方向的另一端側2f沿基板2的長邊方向安裝成列狀的LED晶片3進行密封。
[0040]並且，如圖5所示，封固樹脂4設置成從基板2的一面2a側到圓頂狀的頂點27的高度Hl與基板2的一面2a側的密封底面26的最大徑Dl的比例(以下稱為縱橫尺寸比)成為0.2以上且1.0以下。另外，所述高度Hl嚴格來說是從白色保護層22到頂點27的高度。
[0041]另外，封固樹脂5設置成從基板2的一面2a側到圓頂狀的頂點29的高度H2與基板2的一面2a側的密封底面28的最大徑D2的比例(以下稱為縱橫尺寸比)大於封固樹脂4的縱橫尺寸比，在本實施方式中為高5%以上。所述高度H2嚴格來說是從白色保護層22到頂點29的高度。
[0042]並且，由於封固樹脂4的密封底面26與封固樹脂5的密封底面28在本實施方式中形成為相同，因此封固樹脂5設置成其高度H2大於封固樹脂4的高度HI。S卩，封固樹脂5隻要設置為其高度H2大於封固樹脂4的高度Hl即可，密封底面26，28的大小或形狀等可以不相同。如此，在本實施方式中，封固樹脂4、5設置成封固樹脂5的大小不同於封固樹脂4的大小。
[0043]封固樹脂4、5設置成LED晶片3位於該頂點27、29的正下方。在封固樹脂4、5內，LED晶片3發出的藍色光與螢光體粒子25發出的黃色光相混合，從封固樹脂4、5的外表面4a、5a放射出白色光。由於LED晶片3位於封固樹脂4、5的頂點27、29的正下方，因此LED晶片3的藍色光大致均勻地放射到這些整個區域。並且，若以上述縱橫尺寸比形成封固樹脂4、5，則能夠合適地進行藍色光與黃色光的混合。由此，能夠得到抑制了色度不均勻的白色光。
[0044]另外，當LED模塊I為放射藍色光的LED模塊時，可以不在封固樹脂4、5中混合螢光體粒子25。並且，封固樹脂4、5的剖面形狀也可以是三角形狀。
[0045]並且，如圖6所示，本實施方式的LED模塊I搭載於基礎照明燈等的照明裝置30中。例如有2個LED模塊I沿裝置主體31的長邊方向配設。2個LED模塊I設置成一個LED模塊I的一端側2c以及另一個LED模塊I的另一端側2d位於裝置主體31長邊方向的一端側31a，且一個LED模塊I的另一端側2d以及另一個LED模塊I的一端側2c位於裝置主體31長邊方向的另一端側31b。由此，在照明裝置30中，LED模塊1、1的封固樹脂5、5位於裝置主體31短邊方向的兩端側31c、31d且沿裝置主體31的長邊方向延伸，封固樹脂
4、4位於裝置主體31短邊方向的內側且沿裝置主體31的長邊方向延伸。
[0046]其次，對本實用新型的第I實施方式的作用進行敘述。
[0047]LED模塊I若基板2的輸入端子12上供有預定電力，則經由一對配線體10、11在LED晶片3流過預定的電流。LED晶片3放射藍色光。該藍色光的一部分通過混合於封固樹脂4、5的黃色螢光體25波長轉換為黃色光。並且，藍色光和黃色光混合後的白色光從封固樹脂4、5的外表面4a、5a向外側射出。封固樹脂4、5設置成LED晶片3位於其頂點27、29的正下方，並且，封固樹脂4、5的剖面形狀形成為預定的形狀例如半球形，因此能夠抑制從基板2的各安裝部9放射的白色光的色度不均勻，該白色光分別向預定方向射出。
[0048]並且，在基板2的短邊方向的另一端側2f沿基板2的長邊方向設置的封固樹脂5的高度H2大於封固樹脂4的高度H1，因此，從外表面5a放射的白色光向基板2的另一端側2f的最端側的外側射出。基板2短邊方向的另一端側2f的最端側部分遍及基板2長邊方向照明稍變亮。由此，圖6所示的照明裝置30能夠防止裝置主體31短邊方向的兩端側31c、31d遍及裝置主體31的長邊方向發暗，從而不易給人帶來不適感等。
[0049]根據本實施方式的LED模塊1，由於將基板2短邊方向的最端側的列的LED晶片3密封的封固樹脂5的從基板2的一面2a側到其頂點29的高度H2大於與封固樹脂5鄰接的封固樹脂4的高度H1，因此能夠向基板2短邊方向最端側的端部以及比該端部更向外側放射放射光，由此，具有能夠使基板2短邊方向的最端側遍及基板2長邊方向稍變亮的效果。
[0050]另外，在本實施方式中，LED晶片3沿基板2的長邊方向設置有2列，但是並不限於此，也可以設置3列以上。此時，也可在基板2的短邊方向的兩端側2e、2f的最端側沿基板2的長邊方向分別設置封固樹脂5，並且在短邊方向的中間側沿基板2的長邊方向設置封固樹脂4，也可以設置成隨著短邊方向的一端側2e朝向另一端側2f使封固樹脂的大小(高度)逐漸增大。前者可在照明裝置搭載例如I個LED模塊，後者如圖6所示，能夠以並列設置方式搭載例如2個LED模塊。
[0051]另外，在本實施方式中，雖然在連接體8、8之間設置I個LED晶片3，但並不限於此，也可以將多個並聯設置。並且，LED晶片3形成為大致長方體的形狀，但並不限於此，也可以是立方體形狀、圓柱形狀或角柱形狀等。另外，LED晶片3雖然使用的是在主體部的上表面側具有兩個電極3a、3b的面朝上型，但並不限於此，也可以是在主體部的上表面側具有一個電極3a，且在下表面側具有另一個電極3b的上下型，或者是在主體部的下表面側具有兩個電極3a、3b的面朝下型。在所述上下型中，例如一個電極3a以通過焊絲24連接於一個連接體8，且另一個電極3b直接連接於另一個連接體8的方式設置I對配線體10、11。另外，在面朝下型中，兩個電極3a、3b直接連接於連接體8、8的方式設置一對配線體10、11。在這些情況下，連接體8包含在LED晶片3的安裝區域7。
[0052]接著，對本實用新型的第2的實施方式進行說明。
[0053]本實施方式的LED模塊35的結構如圖7所示。另外，對與圖1相同的部分標註相同的符號並省略重複說明。
[0054]LED模塊35的LED晶片3在基板36的一面36a側沿長邊方向等間隔安裝成3列。基板36除了短邊方向的長度比基板2大之外，其餘與基板2相同。並且，在基板36的短邊方向的兩端側36e、36f沿基板36的長邊方向安裝的LED晶片3、3上設置有封固樹脂37、37，並且在短邊方向的中央部沿基板36的長邊方向安裝的LED晶片3上設置有封固樹脂4。
[0055]如圖8所示，封固樹脂37、37中，密封底面38、38的中心38c、38c和頂點39、39在高度方向上不同。並且，封固樹脂37、37設置為，頂點39、39的位置位於比密封底面38、38的中心38c、38c的位置更靠基板36的最端側36e，36f的外側。該頂點39、39相對於密封底面38、38的中心38c、38c的傾斜角度Kl相對於高度方向傾斜5°至70°。另外，封固樹脂37、37設置為LED晶片3、3位於其頂點39、39的正下方。由此，基板36最端側的列的密封樹脂37、37的形狀不同於鄰接的列的封固樹脂4的形狀。
[0056]由於封固樹脂37、37的頂點39、39偏靠基板36短邊方向的兩端側36e、36f的外側方向，且LED晶片3、3設置於頂點39、39的正下方，因此面朝兩端側36e、36f的最端側的外表面37a、37a側比其相反側的外表面37a、37a更靠近LED晶片3、3，由此，從LED晶片3、3放射的藍色光以及被螢光體25波長轉換的黃色光容易從面朝最端側的外表面37a、37a側射出。即，從封固樹脂37、37的外表面37a、37a放射的放射光中，向基板36短邊方向的各兩端側36e、36f射出的光量更多。由此，能夠使基板36短邊方向兩端側36e、36f的最端側空間遍及基板36的長邊方向稍變亮。搭載有LED模塊35的照明裝置能夠防止在該短邊方向的兩端側遍及長邊方向發暗，從而不易給人帶來不適感等。
[0057]另外，即使封固樹脂37、37傾斜，且該頂點39、39比密封底面38、38的中心38c、38c的正上方更向外側方向偏位，但是由於LED晶片3、3位於封固樹脂37、37的頂點39、39的正下方，因此能夠抑制LED晶片3、3與封固樹脂37、37的整個外表面37a、37a之間存在較大的色度不均勻，由此能夠抑制從外表面37a、37a射出的白色光的色度的下降或不均勻。
[0058]接著，對本實用新型的第3的實施方式進行說明。
[0059]本實施方式的照明器具41的機構如圖9(a)和圖9(b)所示。另外，對與圖1相同的部分標註相同的符號並省略說明。
[0060]如圖9(b)所示，照明器具41為直接安裝於天花板面的照明裝置(天花板燈)，且包括:作為裝置主體的器具主體42、圖1所示的LED模塊I以及點燈裝置43。器具主體42例如通過冷軋鋼板形成為在4邊具有高度較矮的立起部42a的長方形板狀。並且，如圖9 (a)所示，器具主體42在短邊方向中央部遍及長邊方向配設有V型罩44，在該V型罩44的兩側遍及長邊方向配設有罩45。
[0061]V型罩44通過薄鋼板形成為大致V形的筒狀，且外表面44a形成為白色。另外，罩45例如由透光性的聚碳酸酯(PC)樹脂形成為大致凹形的筒狀，且白色化。罩45具有低擴散性。在V型罩44的長邊方向兩端安裝有端板46、46，且在罩45的長邊方向兩端安裝有蓋47、47。端板46以及蓋47分別由聚碳酸酯樹脂形成。
[0062]如圖9(b)所示，LED模塊I在罩45內通過未圖示的螺絲安裝於固定在器具主體42的安裝板48上。在各罩45內設置有多個例如4個LED模塊I。在各擴散罩45內，多個LED模塊I串聯連接。並且，LED模塊I通過未圖示的導線與點燈裝置43連接。
[0063]點燈裝置43在V型罩44內安裝於器具主體42。並且，點燈裝置43的未圖示的輸入線與外部商用交流電源連接且未圖示的導線(出力線)與各擴散罩45內的LED模塊I連接。點燈裝置43通過向LED模塊I供給預定的電流使LED晶片3點亮的已知結構形成。
[0064]本實施方式的照明器具41由於在基板2短邊方向兩端側2e、2f的端部側遍及基板2長邊方向配設有多個LED模塊1，因此能夠防止器具主體42短邊方向的兩端側遍及長邊方向發暗，並且具有能夠以所希望的照明光照亮被照射面側的效果。
[0065]另外，本實用新型的上述實施方式只是舉例說明，並沒有限制本實用新型範圍的意圖。這些新實施方式能夠以其他各種方式實施，在不脫離本實用新型的宗旨的範圍內，可進行各種省略、置換、變更。這些實施方式及其變形均包含在本實用新型的範圍及宗旨內，並且也包含在技術方案中記載的發明及其等同的範圍內。
【權利要求】
1.一種LED模塊,其特徵在於,具備: 長形基板； LED晶片，在該基板的一面側沿其長邊方向安裝成多個列； 透光性的封固樹脂，以將LED晶片分別密封成圓頂狀的方式設置於基板的一面側；所述基板最端側的列的封固樹脂的形狀或者大小不同於與所述最端側的列鄰接的列的封固樹脂的形狀或者大小。
2.根據權利要求1所述的LED模塊，其特徵在於， 所述基板最端側的列的封固樹脂設置成從所述基板的一面側到頂點的高度大於與所述最端側的列鄰接的列的封固樹脂的所述高度。
3.根據權利要求1或2所述的LED模塊，其特徵在於， 所述基板最端側的列的封固樹脂設置成從所述基板的一面側到頂點的高度與密封底面的最大徑的比例大於與所述最端側的列鄰接的列的封固樹脂的所述比例。
4.根據權利要求1或2所述的LED模塊，其特徵在於， 所述基板最端側的列的封固樹脂設置成其密封底面的中心與頂點在高度方向上不同，所述頂點的位置位於比所述中心的位置更偏靠所述基板的最端側的外側方向。
5.根據權利要求1或2所述的LED模塊，其特徵在於， 所述LED晶片在所述基板的一面設置在所述封固樹脂的頂點的正下方。
6.一種將LED晶片直接密封於基板上的線狀安裝型LED模塊，其特徵在於， 具有封固樹脂，所述封固樹脂以使光從所述基板短邊方向的端部朝向外側放射的方式形成。
7.一種照明裝置，其特徵在於，具備: 權利要求1至6的任一項所述的LED模塊； 裝置主體，配設有該LED模塊； 點燈裝置，將所述LED晶片點亮。
【文檔編號】F21S2/00GK204088375SQ201420516485
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月9日 優先權日:2013年10月2日
【發明者】澀沢裕美子 申請人:東芝照明技術株式會社