Led模块以及照明装置制造方法

Led模块以及照明装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种能够改善照明器具短边方向的两端侧的亮度的线状安装型的LED模块以及配设该LED模块的照明装置。LED模块(1)具备：长形基板(2)；LED芯片(3)，在基板(2)的一面(2a)侧沿该长边方向安装成多个列；透光性的封固树脂(4、5)，以将LED芯片(3)分别密封成圆顶状的方式设置于基板(2)的一面(2a)侧，基板(2)的最端侧的列的封固树脂(5)的形状或者大小不同于与最端侧的列邻接的列的封固树脂(4)的形状或者大小。
【专利说明】LED模块以及照明装置

【技术领域】
[0001]本实用新型的实施方式涉及一种以透光性的封固树脂密封作为光源的LED芯片的LED模块以及配设有该LED模块的照明装置。

【背景技术】
[0002]在照明装置中使用COB (chip on board)型的LED模块，该COB型的LED模块在基板的一面侧并列设置多个LED芯片并且设置包围LED芯片的堤部(框部)，且在该堤部内填充混合有荧光体的透光性树脂，通过该透光性树脂埋设各LED芯片(例如参照专利文献I)。该LED模块若不具有堤部，则透光性树脂的周缘侧容易沿基板的表面流出，通过该流出透光性树脂无法形成为预定的稳定形状。
[0003]然而，若设置堤部，则堤部的材料或形成需要耗费时间，因而导致LED模块的成本增加。另外，存在因不发光的堤部而破坏LED模块的外观的问题。并且，近年来设施用的基础照明灯等大型的照明器具逐渐普及，而使用于该照明器具的大型化的LED模块制造困难。
[0004]因此，在LED模块中出现不形成堤部而通过透光性树脂将LED芯片直接密封的线状安装型LED模块(例如参照专利文献2)。即，在基板上以一定间隔安装LED芯片，含有荧光体的触变性的封固树脂覆盖涂布于LED芯片。
[0005]专利文献1:日本特开2011 - 60961号公报(第6页、图3)
[0006]专利文献2:日本特开2013 — 4941号公报(第4页、图1)
[0007]线状安装型的LED模块由于从分别密封LED芯片的封固树脂放射照明光，因此在相互邻接的封固树脂之间容易产生照明不均。由此，基板短边方向最端侧的照度在整个长边方向上变低，若安装于设施用的基础照明灯等大型照明器具中，则该照明器具的短边方向(宽度方向)的两端侧在整个长边方向上发暗，存在给人带来不适感的问题。


【发明内容】

[0008]本实用新型的实施方式的目的在于提供一种能够改善照明器具的短边方向两端侧的亮度的线状安装型LED模块以及配设该LED模块的照明装置。
[0009]实施方式的LED模块包括基板、LED芯片以及封固树脂。
[0010]基板形成为长形，且LED芯片在其一面沿长边方向安装成多个列。封固树脂具有透光性，且以将LED芯片分别密封成圆顶状的方式设置于基板的一面侧。并且，就封固树脂而言，基板的最端侧的列的封固树脂的形状或者大小不同于与最端侧列邻接的列的封固树脂的形状或者大小。
[0011]本实用新型的将LED芯片直接密封于基板上的线状安装型LED模块包括封固树月旨，所述封固树脂以使光从基板短边方向的端部朝向外侧放射的方式形成。
[0012]本实用新型的照明装置包括LED模块、装置主体以及点灯装置，其中，LED模块为本实用新型的上述LED模块，装置主体配设有该LED模块，点灯装置将上述LED芯片点亮。
[0013]根据本实施方式的LED模块，由于基板的最端侧的列的封固树脂的形状或者大小不同于与最端侧的列相邻接的列的封固树脂的形状或者大小，因此可以朝向基板的最端侧的端部以及比该端部更外侧方向放射光，能够期待基板短边方向的最端侧遍及长边方向较亮地照明。

【专利附图】

【附图说明】
[0014]图1是表示本实用新型的第I实施方式的LED模块的概略俯视图。
[0015]图2是上述LED模块的将封固树脂透视后的局部概略俯视图。
[0016]图3是图2的A部分的放大图。
[0017]图4是沿图3的B— B箭头的概略剖面图。
[0018]图5是表示上述LED模块在短边方向上的封固树脂的形状以及大小的说明图。
[0019]图6是上述LED模块在照明装置中的配置图。
[0020]图7是表示本实用新型的第2实施方式的LED模块的概略俯视图。
[0021 ] 图8是上述LED模块的短边方向的概略侧视图。
[0022]图9(a)及图9(b)是表示本实用新型的第3实施方式的照明装置，图9 (a)是概略立体图，图9(b)是局部剖切概略侧视图。
[0023]图中:1-LED模块，2、36-基板，3-LED芯片，4、5、37-封固树脂，41 -作为照明装置的照明器具，42-作为装置主体的器具主体，43-点灯装置。

【具体实施方式】
[0024]以下，参照附图对本实用新型的一种实施方式进行说明。首先，对本实用新型的第I实施方式进行说明。本实施方式的LED模块I的结构如图1至图6所示。另外，在各图中，对相同部分标注相同符号且省略重复说明。LED模块I包括基板2、LED芯片3以及封固树脂4、5。
[0025]在图1中，基板2由合成树脂例如环氧玻璃材料构成，形成为一面2a以及另一面2b (图4所示)呈平面状的长尺寸的长方形(长形)。例如，长边尺寸为280?300mm，短边(宽度)尺寸为15?20mm。另外,基板2使用板厚为0.5?1.8mm的基板,在此使用1.2mm的基板。
[0026]并且，如图3所示，基板2在一面2a侧设置有具有安装区域7及连接体8、8的安装部9和一对配线体10、11。在安装区域7安装有LED芯片3，并且在安装部9设置有封固树脂4或者封固树脂5。安装部9用作LED模块I的发光部，如图1所示，沿基板2的长边方向等间隔设置，并且在短边方向上以预定间隔而设置成2列。
[0027]基板2在其长边方向的两端侧2c，2d分别配设有输入端子12以及连接端子13。另外，基板2上设置有多个安装孔14等。并且，如图4所示，在基板2的另一面2b的整个区域形成有例如铜箔15以及在该铜箔15上形成有抗蚀层16。铜箔15以及抗蚀层16防止基板2的弯曲，因而相互协作加固基板2。
[0028]安装区域7由形成在基板2的一面2a的第I至第3金属层17、18、19的3层结构构成。第I金属层17例如将形成在基板2的一面2a的铜箔蚀刻成预定的形状而形成。第2金属层18由电镀于第I金属层17上的例如镍构成,第3金属层19由电镀于第2金属层18上的例如银或者金构成。第I至第3金属层17、18、19分别形成为例如1ym的厚度。
[0029]另外，连接体8、8与安装区域7同样地形成为3层结构。即，包括:电镀于由铜箔构成的配线体10、11上的例如由镍构成的金属层20、电镀于该金属层20上的例如由银或者金构成的金属层21。配线体10、11以及金属层20、21分别形成为例如1ym的厚度。
[0030]安装区域7又被称为安装焊盘，如图3所示，上表面7a形成为在椭圆形的短轴方向的两侧切除圆弧状的大致斧形。连接体8、8又被称为配线焊盘，上表面8a、8a形成为椭圆形。并且，连接体8、8形成为在安装区域7短轴方向的两侧与安装区域7确保预定的绝缘距离。
[0031]并且，在基板2的一面2a侧例如通过网板印刷以使安装区域7的上表面7a以及连接体8、8的上表面8a、8a露出的方式形成有白色保护层22。白色保护层22具有电绝缘性，并且具有作为光反射层的功能。另外，如图4所示，白色保护层22以比安装区域7的上表面7a以及连接体8、8的上表面8a、8a更向外侧突出的方式涂布于基板2的一面2a。白色保护层22不让一对配线体10、11与空气接触，从而防止一对配线体10、11的劣化。
[0032]并且，在安装区域7的上表面7a安装有LED芯片3。LED芯片3使用具有透光性的芯片接合材料23粘接于安装区域7的上表面7a。LED芯片3发出蓝色光，根据已知的结构例如形成为面朝上型的大致长方体形状。
[0033]并且，如图3所示，LED芯片3安装于安装区域7的上表面7a的中央部。另外，LED芯片3配设成其长边方向沿安装区域7的短轴方向。并且，LED芯片3的电极3a分别通过焊丝24电连接于一个连接体8的上表面8a，电极3b分别通过焊丝24电连接于另一个连接体8的上表面8a。电极3a构成阳极侧，电极3b构成阴极侧。电极3a、3b经由连接体8、8连接于一对配线体10、11。
[0034]一对配线体10、11例如将形成于基板2的一面2a的铜箔蚀刻而形成为预定的配线图案，形成为例如具有10 μ m厚度的预定宽度。并且，如图2所示，一对配线体10、11将4组LED芯片3并联连接，且串联连接该每4组LED芯片。并且，基板2的一端侧2c的配线体10、10与输入端子12电连接，基板2的另一端侧2d的配线体11、11与连接端子13电连接。
[0035]LED芯片3的电极3a以及电极3b经由连接体8、8与一对配线体10、11连接，以使电极3a以及电极3b间流有电流。另外，通过一对配线体10、11并联连接的LED芯片3的组数并不限于4组，可以是任意的组数。
[0036]连接端子13通过导线等未图示的电连接机构与并列设置的LED模块I的邻接的LED模块I的输入端子12电连接。并且，在使用I个LED模块I或者并列设置的最后端LED模块I的连接端子13中，电连接于该配线体11、11的未图示的端子通过导线等短路机构而短路，以使2列的配线体11、11彼此电连接。
[0037]LED模块中，若从未图示的点灯装置向输入端子12供给预定的电力，则预定的电压施加于与输入端子12电连接的配线体10、10之间，LED芯片3上流过预定电流。由此，LED芯片3分别发光(点亮)而放射蓝色光。
[0038]在图4中，封固树脂4以覆盖LED芯片3、安装区域7以及连接体8、8的方式设置在白色保护层22上。另外，封固树脂5也相同。封固树脂4、5例如以具有透光性的树脂系硅酮树脂或者混合系硅酮树脂作为主成分，混合有预定量的荧光体粒子25以及未图示的填料。荧光体粒子25的粒径为I μπι以上，并且大致均匀的分散于封固树脂4、5内。作为荧光体粒子25使用被LED芯片3发出的蓝色光激励而发出黄色光的黄色荧光体粒子。
[0039]封固树脂4、5通过剖面形状形成为预定的圆顶状形状例如半球形的预定量设置于安装部9内并固化，由此形成剖面半球形的形状。并且，如图1所示，封固树脂4对在基板2短边方向的一端侧2e沿基板2的长边方向安装成列状的LED芯片3进行密封。并且，封固树脂5对在基板2短边方向的另一端侧2f沿基板2的长边方向安装成列状的LED芯片3进行密封。
[0040]并且，如图5所示，封固树脂4设置成从基板2的一面2a侧到圆顶状的顶点27的高度Hl与基板2的一面2a侧的密封底面26的最大径Dl的比例(以下称为纵横尺寸比)成为0.2以上且1.0以下。另外，所述高度Hl严格来说是从白色保护层22到顶点27的高度。
[0041]另外，封固树脂5设置成从基板2的一面2a侧到圆顶状的顶点29的高度H2与基板2的一面2a侧的密封底面28的最大径D2的比例(以下称为纵横尺寸比)大于封固树脂4的纵横尺寸比，在本实施方式中为高5%以上。所述高度H2严格来说是从白色保护层22到顶点29的高度。
[0042]并且，由于封固树脂4的密封底面26与封固树脂5的密封底面28在本实施方式中形成为相同，因此封固树脂5设置成其高度H2大于封固树脂4的高度HI。S卩，封固树脂5只要设置为其高度H2大于封固树脂4的高度Hl即可，密封底面26，28的大小或形状等可以不相同。如此，在本实施方式中，封固树脂4、5设置成封固树脂5的大小不同于封固树脂4的大小。
[0043]封固树脂4、5设置成LED芯片3位于该顶点27、29的正下方。在封固树脂4、5内，LED芯片3发出的蓝色光与荧光体粒子25发出的黄色光相混合，从封固树脂4、5的外表面4a、5a放射出白色光。由于LED芯片3位于封固树脂4、5的顶点27、29的正下方，因此LED芯片3的蓝色光大致均匀地放射到这些整个区域。并且，若以上述纵横尺寸比形成封固树脂4、5，则能够合适地进行蓝色光与黄色光的混合。由此，能够得到抑制了色度不均匀的白色光。
[0044]另外，当LED模块I为放射蓝色光的LED模块时，可以不在封固树脂4、5中混合荧光体粒子25。并且，封固树脂4、5的剖面形状也可以是三角形状。
[0045]并且，如图6所示，本实施方式的LED模块I搭载于基础照明灯等的照明装置30中。例如有2个LED模块I沿装置主体31的长边方向配设。2个LED模块I设置成一个LED模块I的一端侧2c以及另一个LED模块I的另一端侧2d位于装置主体31长边方向的一端侧31a，且一个LED模块I的另一端侧2d以及另一个LED模块I的一端侧2c位于装置主体31长边方向的另一端侧31b。由此，在照明装置30中，LED模块1、1的封固树脂5、5位于装置主体31短边方向的两端侧31c、31d且沿装置主体31的长边方向延伸，封固树脂
4、4位于装置主体31短边方向的内侧且沿装置主体31的长边方向延伸。
[0046]其次，对本实用新型的第I实施方式的作用进行叙述。
[0047]LED模块I若基板2的输入端子12上供有预定电力，则经由一对配线体10、11在LED芯片3流过预定的电流。LED芯片3放射蓝色光。该蓝色光的一部分通过混合于封固树脂4、5的黄色荧光体25波长转换为黄色光。并且，蓝色光和黄色光混合后的白色光从封固树脂4、5的外表面4a、5a向外侧射出。封固树脂4、5设置成LED芯片3位于其顶点27、29的正下方，并且，封固树脂4、5的剖面形状形成为预定的形状例如半球形，因此能够抑制从基板2的各安装部9放射的白色光的色度不均匀，该白色光分别向预定方向射出。
[0048]并且，在基板2的短边方向的另一端侧2f沿基板2的长边方向设置的封固树脂5的高度H2大于封固树脂4的高度H1，因此，从外表面5a放射的白色光向基板2的另一端侧2f的最端侧的外侧射出。基板2短边方向的另一端侧2f的最端侧部分遍及基板2长边方向照明稍变亮。由此，图6所示的照明装置30能够防止装置主体31短边方向的两端侧31c、31d遍及装置主体31的长边方向发暗，从而不易给人带来不适感等。
[0049]根据本实施方式的LED模块1，由于将基板2短边方向的最端侧的列的LED芯片3密封的封固树脂5的从基板2的一面2a侧到其顶点29的高度H2大于与封固树脂5邻接的封固树脂4的高度H1，因此能够向基板2短边方向最端侧的端部以及比该端部更向外侧放射放射光，由此，具有能够使基板2短边方向的最端侧遍及基板2长边方向稍变亮的效果。
[0050]另外，在本实施方式中，LED芯片3沿基板2的长边方向设置有2列，但是并不限于此，也可以设置3列以上。此时，也可在基板2的短边方向的两端侧2e、2f的最端侧沿基板2的长边方向分别设置封固树脂5，并且在短边方向的中间侧沿基板2的长边方向设置封固树脂4，也可以设置成随着短边方向的一端侧2e朝向另一端侧2f使封固树脂的大小(高度)逐渐增大。前者可在照明装置搭载例如I个LED模块，后者如图6所示，能够以并列设置方式搭载例如2个LED模块。
[0051]另外，在本实施方式中，虽然在连接体8、8之间设置I个LED芯片3，但并不限于此，也可以将多个并联设置。并且，LED芯片3形成为大致长方体的形状，但并不限于此，也可以是立方体形状、圆柱形状或角柱形状等。另外，LED芯片3虽然使用的是在主体部的上表面侧具有两个电极3a、3b的面朝上型，但并不限于此，也可以是在主体部的上表面侧具有一个电极3a，且在下表面侧具有另一个电极3b的上下型，或者是在主体部的下表面侧具有两个电极3a、3b的面朝下型。在所述上下型中，例如一个电极3a以通过焊丝24连接于一个连接体8，且另一个电极3b直接连接于另一个连接体8的方式设置I对配线体10、11。另外，在面朝下型中，两个电极3a、3b直接连接于连接体8、8的方式设置一对配线体10、11。在这些情况下，连接体8包含在LED芯片3的安装区域7。
[0052]接着，对本实用新型的第2的实施方式进行说明。
[0053]本实施方式的LED模块35的结构如图7所示。另外，对与图1相同的部分标注相同的符号并省略重复说明。
[0054]LED模块35的LED芯片3在基板36的一面36a侧沿长边方向等间隔安装成3列。基板36除了短边方向的长度比基板2大之外，其余与基板2相同。并且，在基板36的短边方向的两端侧36e、36f沿基板36的长边方向安装的LED芯片3、3上设置有封固树脂37、37，并且在短边方向的中央部沿基板36的长边方向安装的LED芯片3上设置有封固树脂4。
[0055]如图8所示，封固树脂37、37中，密封底面38、38的中心38c、38c和顶点39、39在高度方向上不同。并且，封固树脂37、37设置为，顶点39、39的位置位于比密封底面38、38的中心38c、38c的位置更靠基板36的最端侧36e，36f的外侧。该顶点39、39相对于密封底面38、38的中心38c、38c的倾斜角度Kl相对于高度方向倾斜5°至70°。另外，封固树脂37、37设置为LED芯片3、3位于其顶点39、39的正下方。由此，基板36最端侧的列的密封树脂37、37的形状不同于邻接的列的封固树脂4的形状。
[0056]由于封固树脂37、37的顶点39、39偏靠基板36短边方向的两端侧36e、36f的外侧方向，且LED芯片3、3设置于顶点39、39的正下方，因此面朝两端侧36e、36f的最端侧的外表面37a、37a侧比其相反侧的外表面37a、37a更靠近LED芯片3、3，由此，从LED芯片3、3放射的蓝色光以及被荧光体25波长转换的黄色光容易从面朝最端侧的外表面37a、37a侧射出。即，从封固树脂37、37的外表面37a、37a放射的放射光中，向基板36短边方向的各两端侧36e、36f射出的光量更多。由此，能够使基板36短边方向两端侧36e、36f的最端侧空间遍及基板36的长边方向稍变亮。搭载有LED模块35的照明装置能够防止在该短边方向的两端侧遍及长边方向发暗，从而不易给人带来不适感等。
[0057]另外，即使封固树脂37、37倾斜，且该顶点39、39比密封底面38、38的中心38c、38c的正上方更向外侧方向偏位，但是由于LED芯片3、3位于封固树脂37、37的顶点39、39的正下方，因此能够抑制LED芯片3、3与封固树脂37、37的整个外表面37a、37a之间存在较大的色度不均匀，由此能够抑制从外表面37a、37a射出的白色光的色度的下降或不均匀。
[0058]接着，对本实用新型的第3的实施方式进行说明。
[0059]本实施方式的照明器具41的机构如图9(a)和图9(b)所示。另外，对与图1相同的部分标注相同的符号并省略说明。
[0060]如图9(b)所示，照明器具41为直接安装于天花板面的照明装置(天花板灯)，且包括:作为装置主体的器具主体42、图1所示的LED模块I以及点灯装置43。器具主体42例如通过冷轧钢板形成为在4边具有高度较矮的立起部42a的长方形板状。并且，如图9 (a)所示，器具主体42在短边方向中央部遍及长边方向配设有V型罩44，在该V型罩44的两侧遍及长边方向配设有罩45。
[0061]V型罩44通过薄钢板形成为大致V形的筒状，且外表面44a形成为白色。另外，罩45例如由透光性的聚碳酸酯(PC)树脂形成为大致凹形的筒状，且白色化。罩45具有低扩散性。在V型罩44的长边方向两端安装有端板46、46，且在罩45的长边方向两端安装有盖47、47。端板46以及盖47分别由聚碳酸酯树脂形成。
[0062]如图9(b)所示，LED模块I在罩45内通过未图示的螺丝安装于固定在器具主体42的安装板48上。在各罩45内设置有多个例如4个LED模块I。在各扩散罩45内，多个LED模块I串联连接。并且，LED模块I通过未图示的导线与点灯装置43连接。
[0063]点灯装置43在V型罩44内安装于器具主体42。并且，点灯装置43的未图示的输入线与外部商用交流电源连接且未图示的导线(出力线)与各扩散罩45内的LED模块I连接。点灯装置43通过向LED模块I供给预定的电流使LED芯片3点亮的已知结构形成。
[0064]本实施方式的照明器具41由于在基板2短边方向两端侧2e、2f的端部侧遍及基板2长边方向配设有多个LED模块1，因此能够防止器具主体42短边方向的两端侧遍及长边方向发暗，并且具有能够以所希望的照明光照亮被照射面侧的效果。
[0065]另外，本实用新型的上述实施方式只是举例说明，并没有限制本实用新型范围的意图。这些新实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离本实用新型的宗旨的范围内，可进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形均包含在本实用新型的范围及宗旨内，并且也包含在技术方案中记载的发明及其等同的范围内。
【权利要求】
1.一种LED模块,其特征在于,具备: 长形基板； LED芯片，在该基板的一面侧沿其长边方向安装成多个列； 透光性的封固树脂，以将LED芯片分别密封成圆顶状的方式设置于基板的一面侧；所述基板最端侧的列的封固树脂的形状或者大小不同于与所述最端侧的列邻接的列的封固树脂的形状或者大小。
2.根据权利要求1所述的LED模块，其特征在于， 所述基板最端侧的列的封固树脂设置成从所述基板的一面侧到顶点的高度大于与所述最端侧的列邻接的列的封固树脂的所述高度。
3.根据权利要求1或2所述的LED模块，其特征在于， 所述基板最端侧的列的封固树脂设置成从所述基板的一面侧到顶点的高度与密封底面的最大径的比例大于与所述最端侧的列邻接的列的封固树脂的所述比例。
4.根据权利要求1或2所述的LED模块，其特征在于， 所述基板最端侧的列的封固树脂设置成其密封底面的中心与顶点在高度方向上不同，所述顶点的位置位于比所述中心的位置更偏靠所述基板的最端侧的外侧方向。
5.根据权利要求1或2所述的LED模块，其特征在于， 所述LED芯片在所述基板的一面设置在所述封固树脂的顶点的正下方。
6.一种将LED芯片直接密封于基板上的线状安装型LED模块，其特征在于， 具有封固树脂，所述封固树脂以使光从所述基板短边方向的端部朝向外侧放射的方式形成。
7.一种照明装置，其特征在于，具备: 权利要求1至6的任一项所述的LED模块； 装置主体，配设有该LED模块； 点灯装置，将所述LED芯片点亮。
【文档编号】F21S2/00GK204088375SQ201420516485
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月9日 优先权日:2013年10月2日
【发明者】涩沢裕美子 申请人:东芝照明技术株式会社