发光二极管单元的制作方法_2

文档序号:9529106阅读:来源:国知局
状的凸缘20e的宽度尺寸。并且,被槽部It的内面、盖20的凸缘 部20b和凸缘20e所包围的空间被由气密密封用的密封材料形成的密封部所密封。因此, 能够抑制水分或杂质等侵入LED单元100内。
[0049] 另外,内盖40具有圆形的开口窗40a。开口窗40a的开口面积在发光装置3的附 近与发光部3a的面积大致相同。但是,在发光装置3的附近以外为下述形状:在发光装置 3的光轴方向,随着远离发光装置3,开口面积逐渐增大。并且,内盖40中内径达到最小径 的小径部40d与安装基板3b的上述一面接触。另外,内盖40设置了锥形部40e,其与小径 部40d连续形成,在安装基板3b的厚度方向随着远离小径部40d,内径逐渐增大。另外,在 内盖40的边缘部具有与支撑体2的边缘部接触的接触部40f。
[0050] 盖压紧构件21由非透光性材料形成,为了尽可能不妨碍由发光装置3放射并由盖 20的主体部20a射出的光而形成为扁平的圆环状。另外,盖压紧构件21将盖20的凸缘部 20b夹持于与基底单元1之间。
[0051] 另外,在盖压紧构件21中的与基底单元1的对置面设置有向基底单元1侧突出的 多个圆柱状的凸起部21c。此外,在盖20的凸缘部20b的外边缘部,在与盖压紧构件21的 各凸起部21c对应的部位形成有插入各凸起部21c的半圆形的切口部20d。另外,在基底单 元1的边缘部,在与盖压紧构件21的各凸起部21c对应的部位形成有使凸起部21c贯通的 贯通孔la。
[0052] 此处,在将盖20安装至基底单元1的情况下,首先,将盖压紧构件21的各凸起部 21c插入基底单元1的各贯通孔la。并且,通过从基底单元1的背面Is侧照射激光等来使 各凸起部21c的前端部发生塑性变形,使前端部比贯通孔la宽。由此,盖压紧构件21被固 定于基底单元1,因而盖20被安装至基底单元1。总之,凸起部21c最终成为蘑菇状的形状。
[0053] 如图3(b)所示,在基底单元1的背面Is侧,在与各贯通孔la对应的部位形成有 收纳蘑菇状的凸起部21c的头部21ca的收纳部lj。并且,收纳部lj与贯通孔la连通地形 成。各收纳部lj的深度尺寸按照凸起部21c的头部21ca不从基底单元1的背面Is突出 的方式来设定。
[0054] 在盖压紧构件21的外边缘部,在与基底单元1的各螺钉插入孔lb对应的部位形 成有插入未图示的安装螺钉的切口部21b。另外,在盖20的凸缘部20b的外边缘部,在与螺 钉插入孔lb和切口部21b对应的部位形成有插入安装螺钉的切口部20c。此外,盖压紧构 件21的切口部21b和盖20的切口部20c均被形成为半圆形。因此,LED单元100能够将 基底单元1从盖20侧安装至照明器具。
[0055] LED单元100中,电线4的一端与发光装置3的端子部3c连接,另一端与连接器 4a连接。该连接器4a能够以装卸自如的方式连接至电源。
[0056] 〈基底单元的构成〉
[0057] 如图4所示,在第一实施方式的LED单元100中使用的基底单元1具备由导热性 树脂构成的单元主体10和配置于单元主体10的内部的金属构件11。
[0058] 如上所述,单元主体10在表面侧形成有圆形的凹处le,在凹处le的底面的中央 形成有凸台部If。并且,在凸台部If的前端面lfa配置有发光装置3的安装基板3b。另 外,单元主体10形成有用于在背面Is插入金属构件11的凹部10a。凹部10a沿着金属构 件11的形状形成为近似长方体形。
[0059] 如图4所示,金属构件11形成为近似长方体形。即,如图1和图4所示,固定发光 装置3的凸台部If形成为近似长方体形。因此,从提高来自发光装置3的散热性的方面考 虑,金属构件11成为顺着凸台部If的形状的近似长方体形。
[0060] 单元主体10由导热性树脂形成。因此,即便不像现有技术那样使用具备电绝缘性 的导热性片,也能够在发光装置3与金属构件11之间确保电绝缘性。作为能够用于单元主 体10的导热性树脂,优选使用导热系数为1. 5W/m · K以上的树脂。在该情况下,能够提高 从发光装置3向金属构件11的散热性,能够提高发光装置的发光效率。此外,对导热性树 脂的导热系数的上限没有特别限定,例如可以为l〇W/m · K。导热系数高的树脂虽然在散热 性方面没有问题,但树脂的流动性不充分,成型性有可能变差。因此,构成单元主体10的导 热性树脂的导热系数优选为1. 5~10W/m · K。
[0061] 此外,作为导热性树脂,优选使用后述的树脂。这种树脂的导热系数为1. 5W/m · K 以上,因而能够高效地进行从发光装置3向金属构件11的散热。
[0062] 作为构成金属构件11的金属,只要能够充分发散发光装置3中产生的热,就可以 使用任意的金属。但是,从进一步提高散热性的方面考虑,构成金属构件11的金属优选导 热系数为50W/m ·Κ以上。在该情况下,能够提高基底单元1的散热性,能够提高发光装置的 发光效率。此外,对构成金属构件11的金属的导热系数的上限没有特别限定,例如可以为 400W/m ·Κ。导热系数高的金属虽然在散热性方面没有问题,但作为物质难以得到且价格多 较高,有时加工性也不优异。因此,构成金属构件11的金属的导热系数优选为50~400W/ m · Κ。此外,从进一步提高散热性的方面考虑,构成金属构件11的金属的导热系数更优选 为 100 ~400W/m · K〇
[0063] 作为导热系数为50W/m · Κ以上的金属,可以举出铝、铜、铁、铬、镍、锰、不锈钢等。 这些金属可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。另外,也可以使用这些金属与其它 金属的合金。此外,为了抑制磨耗、提高与导热性树脂的密合性,由这些金属构成的金属构 件11可以进行表面处理。即,作为金属构件11,可以使用进行铝阳极化处理而被阳极氧化 皮膜覆盖的金属构件。另外,作为金属构件11,也可以使用通过用金属偶联剂进行处理而被 金属氧化皮膜覆盖的金属构件。
[0064] 如上所述,金属构件11被插入单元主体10的凹部10a的内部。因此,除了金属构 件11的背面11a以外,被导热性树脂被覆。并且,金属构件11的除了背面11a以外的表面 和侧面与单元主体10的凹部l〇a的内面接触。因此,在发光装置3的安装基板3b与金属 构件11之间夹有树脂层l〇b。通过夹着这种树脂层10b,能够确保发光装置3与金属构件 11之间的电绝缘性。
[0065] 关于相对于基底单元1和发光装置3的层叠方向的树脂层10b的厚度T1,只要可 确保电绝缘性就没有特别限定,优选为0.3mm~1mm。通过为该范围,能够在确保对于发光 装置的电绝缘性的同时抑制导热系数的降低。此外,在本实施方式的基底单元1中,树脂层 l〇b的厚度T1为0. 5_。
[0066] 另外,相对于基底单元1和发光装置3的层叠方向的金属构件11的厚度T2没有 特别限定。但是,从金属构件11的强度、散热性和形状加工的容易性的方面考虑,金属构件 11的厚度T2优选为1mm~6mm〇
[0067] 在本实施方式的基底单元1中,金属构件11的背面11a优选从基底单元1的背面 Is露出。在该情况下,发光装置3中产生的热通过单元主体10的树脂层10b和金属构件 11而传导至背面11a。并且,能够散热至与背面11a接触的未图示的照明器具。因此,能够 进一步抑制发光装置3的发光效率的降低。
[0068] 此外,单元主体10的背面10s和金属构件11的背面11a优选位于同一平面上。另 外,金属构件11的背面11a还优选与单元主体10的背面10s相比向与发光装置3相反的 一侧突出。由此,安装LED单元100的照明器具与金属构件11的背面11a容易接触,能够 提尚散热性。
[0069] 在本实施方式的基底单元1中,基底单元1的表面与背面Is之间的绝缘击穿电压 优选为5kV/mm以上。通过使绝缘击穿电压为5kV/mm以上,能够防止发光装置3与金属构 件11之间的短路,能够防止发光装置3的运转失误及异常发热。此外,对基底单元1的绝 缘击穿电压的上限没有特别限定,例如可以为40kV/mm以下。基底单元1的绝缘击穿电压 可以根据日本工业标准JIS C2110-1 (固体电绝缘材料-绝缘击穿的强度的试验方法-第 1部:基于工频交流电压施加的试验)进行测定。
[0070] 另外,在基底单元1和发光装置3的层叠方向,金属构件11的面积优选大于发光 装置3的安装基板3b的面积。由此,来自发光装置3的热容易传导至金属构件11,能够进 一步抑制发光效率的降低。
[0071] 〈导热性树脂〉
[0072] 如上所述,构成本实施方式的基底单元1的单元主体10由导热性树脂形成。作为 导热性树脂,优选使用不仅导热性和电绝缘性优异而且成型性也优异的树脂。作为这样的 导热性树脂,可以举出具有结晶性或液晶性的树脂和在热固化性树脂或热塑性树脂中填充 了高导热性的无机填料的复合树脂。这些导热性树脂可以单独使用一种,也可以组合使用 两种以上。
[0073] 作为热固化性树脂,可以举出环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树 月旨、聚氨酯树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂等。另外,作为热固化性树脂,可以举出马来酰亚 胺树脂、氰酸酯树脂、醇酸树脂、加成固化型聚酰亚胺树脂、硅树脂、热固化性弹性体(硅橡 胶、聚氨酯橡胶、含氟橡胶)等。热固化性树脂可以单独使用其中一种,也可以组合使用两 种以上。其中,环氧树脂因粘接性、耐热性、电绝缘性和机械特性优异而优选。
[0074] 在使用环氧树脂作为热固化性树脂的情况下,可以使用公知的物质。例如,可以使 用双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘二酚型环 氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂。另外,也可以使用甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A酚醛清 漆型环氧树脂、环状脂肪族环氧树脂、杂环式环氧树脂(异氰脲酸三缩水甘油酯、二缩水甘 油基乙内酰脲等)。此外,可以使用将这些环氧树脂用各种材料改性而成的改性环氧树脂 等。另外,也可以使用这些环氧树脂的溴化物、氯化物等卤化物。环氧树脂可以单独使用这 些中的一种,也可以组合使用两种以上。
[0075] 作为用于将环氧树脂固化的固化剂,只要是具有能够与环氧基反应的活性基团的 化合物,就可以使用任意的化合物。可以适宜使用公知的环氧固化剂,具有氨基、酸酐基、羟 基苯基的化合物特别合适。例如,可以举出二氰二胺及其衍生物、有机酰肼、胺酰亚胺、脂肪 族胺、芳香族胺、叔胺、多胺的盐、微胶囊型固化剂、咪唑型固化剂、酸酐、酚醛清漆等。固化 剂可以单独使用这些中的一种,也可以组合使用两种以上。
[0076] 另外,可以与上述固化剂合用而使用各种固化促进剂。例如,在使用环氧树脂作为 热固化性树脂的情况下,作为固化促进剂,可以举出叔胺系固化促进剂、脲衍生物系固化促 进剂、咪唑系固化促进剂、二氮杂双环十一烯(DBU)系固化促进剂。另外,可以举出有机磷 系固化促进剂(例如膦系固化促进剂等)、鑰盐系固化促进剂(例如鱗盐系固化促进剂、锍 盐系固化促进剂、铵盐系固化促进剂等)。此外,也可以举出金属螯合物系固化促进剂、酸和 金属盐系固化促进剂等。
[0077] 热塑性树脂通常在主链具有选自碳-碳键、酰胺键、酰亚胺键、酯键、醚键中的至 少一种键。另外,热塑性树脂也可以在主链具有选自碳酸酯键、氨基甲酸酯键、脲键、硫醚 键、砜键、咪唑键、羰基键中的至少一种键。
[0078] 作为热塑性树脂,例如可以举出聚烯烃系树脂、聚酰胺系树脂、热塑性弹性体系 (苯乙烯系、烯烃系、聚氯乙烯(PVC)系、聚氨酯系、酯系、酰胺系)树脂、丙烯酸系树脂、聚酯 系树脂等。另外,可以举出工程塑料、聚乙烯、聚丙烯、尼龙树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 (ABS)树脂、乙烯-丙烯酸酯树脂、乙烯-乙酸乙烯酯树脂、聚苯乙烯树脂。此外,也可以举 出聚苯硫醚树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯弹性体树脂、聚酰胺弹性体树脂、液晶聚合物、聚对苯 二甲酸丁二醇酯树脂等。热塑性树脂可以单独使用这些中的一种,也可以组合使用两种以 上。
[0079] 作为兼具散热性和电绝缘性并构成无机填料的无机化合物,例如可以举出硼化 物、碳化物、氮化物、氧化物、硅
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