(57)【要約】【課題】回路基板の一方の面にＬＥＤダイとともに他の電子部品を実装することによって、小型化と薄型化とを図るＬＥＤモジュールを提供することを目的とする。【解決手段】回路基板（11）と、回路基板の一方の面上にベアチップのまま実装され且つ直列回路を構成する複数のＬＥＤダイ（13）と、回路基板の一方の面上にベアチップのまま実装され且つ複数のＬＥＤダイに流れる電流を制限するＦＥＴダイ（15）と、回路基板の一方の面上に実装され且つ直列回路と直列接続された定電流回路（36）を有し、定電流回路がＦＥＴダイを含み、ＬＥＤダイとＦＥＴダイが樹脂（26）により被覆されていることを特徴とするＬＥＤモジュール（10）。【選択図】図２
2014078687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤモジュールであって、
回路基板と、
前記回路基板の一方の面上にベアチップのまま実装され、直列回路を構成する複数のＬＥＤダイと、
前記回路基板の前記一方の面上にベアチップのまま実装され、前記複数のＬＥＤダイに流れる電流を制限するＦＥＴダイと、
前記回路基板の前記一方の面上に実装され、前記直列回路と直列接続された定電流回路と、を有し、
前記定電流回路が前記ＦＥＴダイを含み、
前記ＬＥＤダイと前記ＦＥＴダイが樹脂により被覆されている、
ことを特徴とするＬＥＤモジュール。
【請求項２】
前記複数のＬＥＤダイが実装されるＬＥＤブロック領域及び前記ＦＥＴダイが実装される回路ブロック領域の周囲を仕切るダム材を更に有する、請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項３】
前記ＬＥＤブロック領域の周囲を仕切る前記ダム材の一部が、前記回路ブロック領域を仕切るダム材の一部を構成する、請求項２に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項４】
前記ＬＥＤブロック領域の周囲を仕切る前記ダム材が円環状の形状を有し、前記回路ブロック領域の周囲を仕切る前記ダムが矩形の形状を有する、請求項３に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項５】
前記直列回路の中間端子に接続されたバイパス回路を更に有し、
前記バイパス回路が前記ＦＥＴダイを含む、請求項１〜４の何れか一項に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項６】
前記ＦＥＴダイがディプレッション型である、請求項１〜５の何れか一項に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項７】
前記回路基板へ商用交流電源から得た整流波形電圧を供給する供給端子を更に有する、請求項１〜６の何れか一項に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項８】
前記回路基板の前記一方の面上に実装され、前記複数のＬＥＤダイの発光光量を調整する調光回路を更に有する、請求項１〜７の何れか一項に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項９】
前記回路基板の前記一方の面上にベアチップのまま実装されたネットワーク抵抗を更に有する、請求項１〜８の何れか一項に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１０】
前記ネットワーク抵抗は、保護抵抗及び電流検出抵抗を含む、請求項９に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１１】
前記電流検出抵抗は、ボンディングオプション用のパッドを備える、請求項１０に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項１２】
前記ボンディングオプション用のパッドは、帯状の抵抗体の中間部と接続するパッドと前記帯状の抵抗体の端部と接続するパッドを含む、請求項１１に記載のＬＥＤモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤモジュールに関し、特に、複数のＬＥＤとともに他の電子部品を回路基板に実装したＬＥＤモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤを使った照明器具が普及してきている。このような中で電気スタンドやランプなどの照明器具の設計手番を短くするためには光源部をモジュール化すると良い。例えば特許文献１の図３には、複数のＬＥＤチップとともに駆動回路を同一の回路基板に実装したＬＥＤモジュールが示されている。
【０００３】
図１０はＩＥＣ規格の口金（ＧＸ５３型）を使用するＬＥＤランプの断面図であり、特許文献１の図３に対応する。
【０００４】
図１０において、ＬＥＤモジュールは、回路基板２、ドライバー回路４、及びＬＥＤ３からなる。ドライバー回路４は回路基板２の上面に実装され、ＬＥＤ３は回路基板２の下面に実装されている。ＬＥＤモジュールは口金１のハウジングにはめ込まれ、発光面カバーケース５で抑えられている。薄型化が要請されるときは、ＬＥＤ３をＣＯＢ（チップオンボード）とすれば良い。なお、ＣＯＢとは、ベアチップ状態のＬＥＤ（以下特に断らない限りＬＥＤダイとよぶ）を回路基板２に直接的に実装するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５７６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１０に示したＬＥＤモジュールは、回路基板２の一方の面に駆動回路４を配置し、他方の面にＬＥＤ３を配置することにより駆動回路４とＬＥＤ３を一体化していた。さらに、特許文献１には、ＬＥＤ３をＣＯＢとすることで薄型化が図れることを示唆していた。しかしながら、回路基板の一方の面だけにＬＥＤダイとドライバー回路を配置できれば、よりいっそうの薄型化が図れる。その場合、実装できる領域が狭くなるのでドライバー回路も小さくしておかなければない。しかしながら、ドライバー回路を抵抗１個からなるような単純で性能の低いものとすると、電源電圧変動に対して安定した動作を保証できなくなる。
【０００７】
また、ＬＥＤダイとベアチップ状態の集積回路を回路基板の同一面に実装した場合、ＬＥＤダイを実装し、その実装領域の周辺にダム材を設け、ダム材の内側の領域に蛍光樹脂を充填しＬＥＤダイを被覆する。さらに、集積回路を実装し、集積回路の周辺にダム材を設け、ダム材の内側にモールド材を充填し集積回路を被覆する。すなわち、ＬＥＤモジュールの製造工程は、ＬＥＤダイの実装・被覆と集積回路の実装・被覆を合算したものとなり、工程の長さが課題となっていた。
【０００８】
そこで本発明は、上記の課題を解決することを可能とするＬＥＤモジュールを提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、複数のＬＥＤダイとともに他の電子部品を回路基板に実装したＬＥＤモジュールにおいて、回路基板の一方の面にＬＥＤダイとともに他の電子部品を実装するとき、小型化と薄型化とが図られ、かつ電源電圧変動に対し安定して動作するＬＥＤモジュールを提供することを目的とする。
【００１０】
さらに、本発明は、複数のＬＥＤダイとともに他の電子部品を回路基板に実装したＬＥＤモジュールにおいて、回路基板の一方の面にＬＥＤダイとともにベアチップ状態の半導体素子を実装しても製造工程が短いＬＥＤモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
ＬＥＤモジュールは、回路基板と、回路基板の一方の面上にベアチップのまま実装され且つ直列回路を構成する複数のＬＥＤダイと、回路基板の前記一方の面上にベアチップのまま実装され且つ複数のＬＥＤダイに流れる電流を制限するＦＥＴダイと、回路基板の前記一方の面上に実装され且つ直列回路と直列接続された定電流回路を有し、定電流回路が前記ＦＥＴダイを含み、ＬＥＤダイと前記ＦＥＴダイが樹脂により被覆されていることを特徴とする。
【００１２】
ＬＥＤモジュールでは、複数のＬＥＤダイが実装されるＬＥＤブロック領域及びＦＥＴダイが実装される回路ブロック領域の周囲を仕切るダム材を更に有することが好ましい。
【００１３】
ＬＥＤブロック領域の周囲を仕切る前記ダム材の一部が、回路ブロック領域の周囲を仕切るダム材の一部を構成することが好ましい。
【００１４】
ＬＥＤモジュールでは、直列回路の中間端子に接続されたバイパス回路を更に有し、バイパス回路がＦＥＴダイを含むことが好ましい。
【００１５】
ＬＥＤモジュールでは、ＦＥＴダイがディプレッション型であることが好ましい。
【００１６】
ＬＥＤモジュールでは、回路基板へ商用交流電源から得た整流波形電圧を供給する供給端子を更に有することが好ましい。
【００１７】
ＬＥＤモジュールでは、回路基板の一方の面上に実装され、複数のＬＥＤダイの発光光量を調整する調光回路を更に有することが好ましい。
【００１８】
ＬＥＤモジュールでは、回路基板の一方の面上にベアチップのまま実装されたネットワーク抵抗を更に有することが好ましい。
【００１９】
ＬＥＤモジュールでは、ネットワーク抵抗は、保護抵抗及び電流検出抵抗を含むことが好ましい。
【００２０】
ＬＥＤモジュールでは、電流検出抵抗は、ボンディングオプション用のパッドを備えることが好ましい。
【００２１】
ＬＥＤモジュールでは、ボンディングオプション用のパッドは、帯状の抵抗体の中間部と接続するパッドと帯状の抵抗体の端部と接続するパッドを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
ＬＥＤモジュールでは、ＬＥＤダイと電流制限用のＦＥＴダイが回路基板の同一面上に実装されるので、小型化及び薄型化が可能となると共に、安定した動作が達成される。
【００２３】
ＬＥＤモジュールでは、ＬＥＤダイとベアチップ状態の半導体素子の被覆材を蛍光樹脂により共通化しているので製造工程が短縮する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ＬＥＤモジュール１０の平面図である。
【図２】ＬＥＤモジュール１０から蛍光樹脂を除いた状態の平面図である。
【図３】図１のＡＡ´断面図である。
【図４】ＬＥＤモジュール１０の回路図である。
【図５】ＬＥＤモジュール１０を駆動するための外部回路４０の回路図である。
【図６】他の電流制限回路５０を示す回路図である。
【図７】調光回路６０の回路図である。
【図８】他のＬＥＤモジュール７０の回路図である。
【図９】ＬＥＤモジュール７０に含まれるネットワーク抵抗７４の平面図である。
【図１０】従来例におけるＬＥＤモジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下図面を参照して、ＬＥＤモジュールについて説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。なお図面の説明において、同一または相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また説明のため部材の縮尺は適宜変更している。
【００２６】
図１は、ＬＥＤモジュール１０の平面図である。
【００２７】
図１に示す様に、回路基板１１上には円形のダム材１２と一辺が欠けた矩形状のダム材２０がある。ダム材１２の内側の領域にはモールド材２６が充填され、ダム材１２とダム材２０で囲まれた領域にはモールド材２７が充填されている。ダム材１２とダム材２０で囲まれた領域は図の左右２箇所にある。また、回路基板１１上には、ソース端子電極１６及び１７、マイナス側電極１８、及びプラス側電極１９が形成されている。
【００２８】
図２は、ＬＥＤモジュール１０から蛍光樹脂（モールド部材２６、２７）を除いた状態の平面図である。図２において、回路基板１１上の金属配線は一部を除き図示していない。さらに、図２において、接続用のワイヤは図示していない。
【００２９】
図２に示す様に、回路基板１１上には８３個のＬＥＤダイ１３と、２個のＦＥＴダイ１５（ベアチップ状態のＦＥＴ）と、４個の抵抗１４が搭載されている。ＬＥＤダイ１３の実装領域であるＬＥＤブロック２６ａは、周囲を円形のダム材１２で囲まれている。ＦＥＴダイ１５及び抵抗１４を実装した左右の回路ブロック２７ａは、ダム材１２の円弧とダム材２０の矩形の一部で囲まれている。回路基板１１上には、マイナス側電極１８、プラス側電極１９、ソース端子電極１６及び１７が形成されている。回路基板１１の金属配線（ソース端子電極１６及び１７、マイナス側電極１８及びプラス側電極１９を除いて図示していない）は、上面側だけに形成されており、回路基板１１にスルーホールは形成されていない。
【００３０】
ＬＥＤダイ１３のサイズは５００μｍ×２９０μｍ、ＦＥＴダイ１５のサイズは１．５ｍｍ×１．５ｍｍ、抵抗１４のサイズは５００μｍ×５００μｍであり、それぞれ図示していない回路基板１１の金属配線上にダイボンディングされている。回路基板１１は熱伝導性と反射率を考慮してアルミナにより形成されている。ソース端子電極１６及び１７、マイナス側電極１８及びプラス側電極１９、及び図示していない金属配線は、Ａｇ上にＮｉ、Ｐｄ、Ａｕを積層した構成を有している。ダム材１２及び２０は、シリコーン樹脂から構成され、太さは０．７〜１．０ｍｍであり、高さは０．５〜０．７ｍｍである。
【００３１】
ＬＥＤダイ１３を被覆するモールド材２６は蛍光体を含有したシリコーン樹脂等からなる透光性樹脂であり、ＦＥＴダイ１５及び抵抗１４を被覆するモールド材２７は黒色樹脂又は前述の蛍光体を含有した透光性樹脂である。モールド材２６及び２７の厚さは、４００〜８００μｍ程度である。なお、モールド材２６の厚さはその変動が色度ずれを引き起こすので厳密に管理しなければならないが、それに比べモールド材２７の厚さは精度を緩くしても良い。なお、ＦＥＴダイ２２のモールド材２７を蛍光樹脂としても光による誤動作はなかった。
【００３２】
次に図１〜３を参照しつつ、ＬＥＤモジュール１０の製造方法を説明する。
【００３３】
まず回路基板１１上にＬＥＤダイ１３、ＦＥＴダイ１５及び抵抗１４をダイボンディングし、その後ワイヤボンディングする。次に、ディスペンサで硬化前のダム材１２及び２０を配置し、ダム材１２及び２０を約１５０℃で硬化させる。なお、前述したようにＬＥＤブロック２６ａにおけるモールド材２６の厚さを精度良く管理しなければならないためダム材１２の外形も高精度に形成する必要がある。これに比べダム材２０の精度は緩くても良い。次に、ディスペンサでＬＥＤブロック２６ａと回路ブロック２７ａに、モールド材２６及び２７として、同じ蛍光体を含有したシリコーン樹脂を塗布する。最後に、シリコーン樹脂を焼結により硬化させて、ＬＥＤモジュール１０を完成する。なお、シリコーン樹脂の焼結温度は約１５０℃、焼結後のモールド材２６の厚さばらつきは１００μｍ以内が好ましい。
【００３４】
図３は、図２のＡＡ´断面図である。
【００３５】
以下、図３を用いて素子の電気的な接続状況を説明する。なお、図３では金属配線２２、２３、２４及び２５、ワイヤ２１も図示した。回路基板１１上には金属配線２２、２３、２４及び２５が形成され、金属配線２２、２３、２４上にそれぞれＦＥＴダイ１５、ＬＥＤダイ１３、抵抗１４がダイボンディングされている。
【００３６】
ＦＥＴダイ１５、ＬＥＤダイ１３、抵抗１４はそれぞれダム材１２及び２０により仕切られている。ダム材１２及び２０で仕切られたＬＥＤブロック２６ａ及び回路ブロック２７ａには、モールド材２６及び２７が充填され、ＦＥＴダイ１５、ＬＥＤダイ１３、及び抵抗１４を被覆している。ＦＥＴダイ１５は、底面がドレインであり、ゲートとソースにワイヤ２１を備えている。ゲートは隣接する抵抗１４（図２参照）とワイヤ２１で接続され、ソースはワイヤ２１によりソース端子電極１６（図２参照）と接続されている。
【００３７】
ＬＥＤダイ１３は、カソードが隣接するＬＥＤダイ１３のアノードとワイヤ２１で接続され、アノードが反対側で隣接するＬＥＤダイ１３のカソードとワイヤ２１で接続されている。最左端及び最右端のＬＥＤダイ１３は、図３において、紙面の裏及び表側で隣接するＬＥＤダイ１３とワイヤ２１で接続されている。抵抗１４は、ソース端子電極１６（図２参照）と接続する金属配線２４とワイヤ２１で接続され、ソース端子電極１７（図２参照）と接続する金属配線２５とワイヤ２１で接続されている。なおＬＥＤダイ１３及び抵抗１４の底面は絶縁されている。
【００３８】
図４は、ＬＥＤモジュール１０の回路図である。
ＬＥＤモジュール１０は、プラス側端子３１、マイナス側端子３２、ソース端子３７，３８、ＬＥＤ列３３及び３５、バイパス回路３４、及び定電流回路３６を有している。プラス側端子３１、マイナス側端子３２、ソース端子３７及び３８は、それぞれ図２のプラス側電極１９、マイナス側電極１８、ソース端子電極１６及び１７に対応する。
【００３９】
ＬＥＤ列３３は５２個のＬＥＤダイ３３１が直列接続したものであり、ＬＥＤ列３５は３１個のＬＥＤダイ３５１が直列接続したものである。ＬＥＤ列３３とＬＥＤ列３５は直列接続し、全ＬＥＤを含む直列回路を構成する。全ＬＥＤ列において、ＬＥＤ列３３のカソードとＬＥＤ列３５のアノードとの接続部が中間端子Ｂとなる。中間端子Ｂにバイパス回路３４が接続され、直列回路のカソードに定電流回路３６が接続されている。
【００４０】
バイパス回路３４はディプレッション型のＦＥＴダイ３４１、抵抗３４２及び３４３から構成され、定電流回路３６はディプレッション型のＦＥＴダイ３６１、抵抗３６２及び３６３から構成される。図４のＬＥＤダイ３３１及び３５１、ＦＥＴダイ３４１及び３６１、及び抵抗３４２、３４３、３６２及び３６３は、図２のＬＥＤダイ１３、ＦＥＴダイ１５、及び抵抗１４と対応する。抵抗３４２及び３６２はサージやノイズに対する保護抵抗であり、抵抗３４３及び３６３は電流検出抵抗である。
【００４１】
次に図４に示したＬＥＤモジュール１０の回路の動作を説明する。
【００４２】
プラス側端子３１及びマイナス側端子３２には、半波整流波形や全波整流波形などの脈流が印加される。脈流電圧がＬＥＤ列３３の閾値より高く、ＬＥＤ列３３とＬＥＤ列３５からなる直列回路の閾値よりも低いとき、ＬＥＤ列３３を流れる電流はＦＥＴダイ３４１を通りマイナス側端子３２に向かう。このとき抵抗３４３による電圧降下が抵抗３４２を通じてＦＥＴダイ３４１のゲートにフィードバックし、ＦＥＴダイ３４１を流れる電流を制限する。なお、ＬＥＤ列３３の閾値は、ＬＥＤダイ３３１の順方向電圧ドロップを３．０Ｖとした場合、３．０（Ｖ）×５２（個）＝１５６（Ｖ）である。同様にＬＥＤ列３５の閾値は９３Ｖである。
【００４３】
脈流電圧がＬＥＤ列３３とＬＥＤ列３５からなる直列回路の閾値（２４９Ｖ）より高くなると、ＬＥＤ列３５にも電流が流れるようになる。脈流電圧がＬＥＤ列３３とＬＥＤ列３５からなる直列回路の閾値より若干高くなっている状態では、ＦＥＴダイ３４１に流れる電流とＦＥＴダイ３６１に流れる電流の合算値が一定になるようＦＥＴダイ３４１にフィードバックが掛かる。脈流電圧がＬＥＤ列３３とＬＥＤ列３５からなる直列回路の閾値より充分に高くなるとＬＥＤ列３５を流れる電流が増加しＦＥＴダイ３４１がカットオフする。このとき定電流回路３６は、抵抗３６３による電圧降下が抵抗３６２を通じてＦＥＴダイ３６１のゲートにフィードバックしＦＥＴダイ３６１を流れる電流を制限する。
【００４４】
図５は、ＬＥＤモジュール１０を駆動するための外部回路４０の回路図である。
【００４５】
外部回路４０は、ヒューズ４２、サージアブソーバ４５、４個のダイオード４３を含み、商用交流電源４１と接続している。ヒューズ４２とサージアブソーバ４５が安全回路を構成し、４個のダイオード４３がダイオードブリッジを構成する。ダイオードブリッジ回路は、端子４６及び４７から全波整流波形を出力する。端子４６はプラス側の電源出力端子であり、図２に示したＬＥＤモジュール１０のプラス側電極１９（図４のプラス側端子３１）にリード線で接続される。同様に端子４７はマイナス側の電源出力端子であり、ＬＥＤモジュール１０のマイナス側電極１８（図４のマイナス側端子３２）にリード線で接続される。
【００４６】
ＬＥＤモジュール１０のソース端子電極１６及び１７は、後述するように調光回路を接続するために準備した端子である。ＬＥＤモジュール１０においてＦＥＴダイ１５（図４ではＦＥＴダイ３４１及び３６１）及び抵抗１４（図４では抵抗３４３及び３６３）は、ＬＥＤダイ１３（図４ではＬＥＤダイ３３１及び３５１）と同様に発熱するため、回路基板１１全体を熱伝導性の良いものとしている。ＬＥＤダイ１３、ＦＥＴダイ１５及び抵抗１４は、全て回路基板１１にダイボンディングされているため、回路基板１１全体の熱伝導性を良くすることにより放熱対策を共通化することができた。
【００４７】
図４に示したＬＥＤモジュール１０の回路において、バイパス回路３４と定電流回路３６とは相似していた。つまりバイパス回路３４と定電流回路３６はともに電流制限回路であった。またバイパス回路３４と定電流回路３６はディプレッション型ＦＥＴダイ３４１及び３６１を備えていた。電流制限回路にディプレッション型ＦＥＴを使うと、付加する素子は実質的に一個の抵抗だけで良い。例えば定電流回路３６ではＦＥＴダイ３６１と抵抗３６３となる。なお抵抗３４２及び３６２はサージ又はノイズによる破壊若しくは誤動作を防止するために挿入した保護抵抗なので省略できる。このように、電流制限回路が簡単な構成となるため、回路基板１１の上面に金属配線を設けるだけでＬＥＤモジュール１０の回路が構成できるようになった。
【００４８】
図３に示したようにＬＥＤモジュール１０では、ＬＥＤダイ１３、ＦＥＴダイ１５及び抵抗１４は、ダイボンディング（フェイスアップ実装ともいう）で実装されている。良く知られているように、ＬＥＤダイやＦＥＴダイはフリップチップ実装（フェイスダウン実装ともいう）しても良い。フリップチップ実装では実装面積が小さくなり、放熱効率や発光効率が向上する。同様に抵抗をリフローで半田付けしても良い。
【００４９】
またＬＥＤモジュール１０では、図４で示した様に、ＬＥＤ列３３及び３５は、個別のＬＥＤダイ３３１及び３５１を直列接続させたものであった。ＬＥＤダイは、一つのダイ上に一つの発光ダイオードが形成されたものに限られず、一つのダイ上に複数の発光ダイオードが形成された集積型のＬＥＤダイであっても良い。
【００５０】
図６は、他の電流制限回路５０を示す回路図である。
【００５１】
図６に示す電流制限回路５０は、所望の特性に合うディプレッション型ＦＥＴが入手できない場合に、図２〜４に示したＬＥＤモジュール１０のバイパス回路３４及び定電流回路３６の代わりに用いることができる回路である。
【００５２】
電流制限回路５０は、端子５１、５２及び５３、抵抗５０１及び５０４、エンハンスメント型でｎ型ＭＯＳのＦＥＴダイ５０２、ＮＰＮバイポーラ型のトランジスタ５０３を備えている。電流制限回路５０の端子５１、５２及び５３は、図４で示したバイパス回路３４に含まれるＦＥＴダイ３４１のドレイン側の端子、ソース側の端子、及び抵抗３４３のマイナス側の端子に対応する。電流制限回路５０は、トランジスタ５０３のベース−エミッタ間電圧が０．６Ｖを維持するようＦＥＴダイ５０２に流れる電流を制限し、端子５２から多量の電流が流れ込んだら、ＦＥＴダイ５０２がカットオフするように動作する。なお、電流制限回路５０を定電流回路として使用する場合、端子５２はオープンにする。
【００５３】
図７は、調光回路６０の回路図である。
【００５４】
図２に示したように、ＬＥＤモジュール１０は回路基板１１上にソース端子電極１６及び１７を備えており、ソース端子電極１６及び１７はマルチレベルの調光回路を接続するための端子であった。マルチレベルの調光とは、電源のオン・オフをきっかけとして発光強度を段階的に切り替えるものである。そこで、ＬＥＤモジュールの機能を向上させるため、図４に示したＬＥＤモジュール１０の回路とともにマルチレベルの調光回路６０を回路基板に実装することも考えられる。以下、調光回路６０について、図４に示したＬＥＤモジュール１０の回路図と組合せて説明する。
【００５５】
調光回路６０は、端子６１、６２、６４及び６５、電源・制御回路６６、及びスイッチ回路６３を備えている。端子６１、６２、６４及び６５は、それぞれ図４に示したＬＥＤモジュール１０の回路におけるソース端子３７及び３８、プラス側端子３１、マイナス側端子３２と接続する。
【００５６】
電源・制御回路６６において、抵抗６６０及び抵抗６６１は、端子６４及び６５に印加される脈流電圧を降下させる。ダイオード６６２及びコンデンサ６６３は、電圧降下させた脈流の平滑化と保持を行い、カウンタ６６９のプラス側電源端子ＶＤに供給する。抵抗６６４及びコンデンサ６６５は、リセット回路として動作する。抵抗６６４及びコンデンサ６６５は、時定数が短期間の脈流電源のオン・オフを無視するように設定され、長期間電源がオフされ、そのあと最初に脈流電圧が供給されたときにのみカウンタ６６９をリセットする。ダイオード６６６、コンデンサ６６７及び抵抗６６８からなる回路は、脈流が短時間途切れ、再び入力するときに、インパルスを発生し、発生したインパルスをカウンタ６６９のクロック端子ＣＫに供給する。
【００５７】
スイッチ回路６３において、エンハンスメント型でｎ型ＭＯＳのＦＥＴダイ６３１、６３３、６３５及び６３７は、カウンタ６６９の出力端子Ｑ１及びＱ２の状態により、導通と非導が切り替わるように設定されている。最初、カウンタ６６９の出力端子Ｑ１及びＱ２が両方ともローレベルであるとき、ＦＥＴダイ６３１、６３３、６３５及び６３７は全て非導通状態となるように設定されている。この場合、図４に示したＬＥＤモジュール１０の回路に含まれるＬＥＤ列３３及び３５は、抵抗３４３及び３６３の値で、その明るさが決定されることとなる。
【００５８】
脈流を一旦遮断し且つ短時間のうちに遮断を解消すると、カウンタ６６９の出力端子Ｑ１がハイレベル、出力端子Ｑ２がローレベルとなり、ＦＥＴダイ６３１及び６３３が導通状態となるように設定されている。この場合、バイパス回路３４は抵抗３４３と抵抗６３２との並列回路で決まる抵抗値で電流制限を行い、定電流回路３６は抵抗３６３と抵抗６３４との並列回路で決まる抵抗値で電流制限を行う。この結果、図４に示したＬＥＤモジュール１０の回路に含まれるＬＥＤ列３３及び３５に流れる電流量が増加し、その明るさが増す。
【００５９】
さらに脈流を一旦遮断し且つ短時間のうちに遮断を解消すると、カウンタ６６９の出力端子Ｑ１及びＱ２が両方ともにハイレベルとなり、ＦＥＴダイ６３１、６３３、６３５及び６３７が導通状態となるように設定されている。この場合、バイパス回路３４は、抵抗３４３と、抵抗６３２及び６３６との並列回路で決まる抵抗値で電流制限を行う。定電流回路３６は、抵抗３６３と、抵抗６３４及び６３８との並列回路で決まる抵抗値で電流制限を行う。この結果、図４に示したＬＥＤモジュール１０の回路に含まれるＬＥＤ列３３及び３５に流れる電流量が増加し、その明るさが最大になる。
【００６０】
さらに脈流を一旦遮断し且つ短時間のうちに遮断を解消すると、カウンタ６６９の出力端子Ｑ１及びＱ２が両方ともにローハイレベルとなり最初の状態に戻る。
【００６１】
上記の様に、調光回路６０では、３段階で調光したが、カウンタ６６９の構成を変更し及び抵抗６３２、６３４、６３６及び６３８の値を調整すれが４段階に調光することも可能である。カウンタ６６９は、市販されているＣ−ＭＯＳロジックＩＣを組合せれば容易に構成できるが、回路基板上に実装する場合はベアチップであることが望ましい。なお、調光回路６０はマルチレベルの調光を行うものであったが、連続的な調光を行う回路を準備しても良い。その場合、例えばスイッチ回路６３に含まれる抵抗６３２及び６３６、及びＦＥＴダイ６３１及び６３５を一個の可変抵抗に置き換え（同時に抵抗６３４及び６３８、及びＦＥＴダイ６３３及び６３７を別の可変抵抗とする）、無線通信等で制御信号を送り、マイクロコンピュータで可変抵抗を調節し明るさを制御すると良い。
【００６２】
図８は、他のＬＥＤモジュール７０の回路図である。
【００６３】
一般に複数の抵抗があるとき、これらをネットワーク抵抗で置き換えることにより製品の小型化を図ることがある。図４に示したように、ＬＥＤモジュール１０では、例えばＦＥＴダイ３４１の周りに抵抗３４２及び３４３がある。そこで、ネットワーク抵抗を使ったＬＥＤモジュール７０を以下に説明する。
【００６４】
図８において示した部品、端子及び回路ブロックのなかで、図４に示したＬＥＤモジュール１０の回路に含まれる部品、端子及び回路ブロックと同じ番号を持つ部品、端子及び回路ブロックは、同等のものであり説明を省略する。
【００６５】
図８に示すＬＥＤモジュール７０と図４に示すＬＥＤモジュール１０との違いは、図４に示した抵抗３４２、３４２、３６２及び３６３がネットワーク抵抗７４及び７６に置き換わっていることだけである。
【００６６】
ネットワーク抵抗７４は、抵抗７４１、７４２及び７４３を含み、端子７４４、７４５、４７６及び７４７を有している。抵抗７４１は、ＦＥＴダイ３４１の保護抵抗であり、図４の抵抗３４２に相当する。抵抗７４２及び抵抗７４３が直列接続した抵抗は、電流検出抵抗であり、図４の抵抗３４３に相当する。端子７４４、７４５及び７４７は、それぞれＦＥＴダイ３４１のゲート、端子３２及びＦＥＴダイ３４１のソースと接続しており、端子７４４はフローティング状態とされている。
【００６７】
ネットワーク抵抗７６は、抵抗７６１、７６２及び７６３を含み、端子７６４、７６５、７６６及び７６７を有している。抵抗７６１は、ＦＥＴダイ３６１の保護抵抗であり、図４の抵抗３６２に相当する。抵抗７６２は、電流検出抵抗であり、図４の抵抗３６３に相当する。抵抗７６３は、ネットワーク抵抗に含まれているだけで機能していない。端子７６４、７６５及び７４７は、それぞれＦＥＴダイ３６１のゲート、ＦＥＴダイ３４１のソース及びＦＥＴダイ３６１のソースと接続しており、端子７６７はフローティング状態とされている。ネットワーク抵抗７４及びネットワーク抵抗７６は、同じものであり、抵抗７４１と抵抗７６１、抵抗７４２と抵抗７６２、及び、抵抗７４３と抵抗７６３はそれぞれ同じ値である。
【００６８】
図９は、ＬＥＤモジュール７０に含まれるネットワーク抵抗７４の平面図である。
【００６９】
ネットワーク抵抗７４は、シリコン基板７４８上にＴａＮで抵抗７４１、７４２及び７４３を形成したものであり、チップサイズは０．５ｍｍ角である。シリコン基板７４８の周辺部には、端子７４４〜７４７が配置されている。端子７４４〜７４７は、ワイヤボンディング用のパッドであり、抵抗７４１〜７４３に接続している。抵抗７４１は、サージ対策用の保護抵抗であり１０ｋΩ程度あれば良く、発熱しないので細長い形状をとっている。これに対し抵抗７４２及び７４３は、電流検出用の抵抗であり、数十〜数百Ω程度になり、発熱するので定格電力を大きくするため帯状で幅の広い形状となっている。抵抗７４２及び７４３は、一本の帯状のＴａＮからなる抵抗体に含まれ、抵抗７４２が端子７４５と端子７４６の間の部分、抵抗７４３が端子７４６と端子７４７の間の部分から構成されている。なお、図８で示したネットワーク抵抗７６はネットワーク抵抗７４と同じものなので説明を省略する。
【００７０】
ネットワーク抵抗７４及び７６は、サージ等からＦＥＴダイ３４１及び３６１を保護するための抵抗７４１及び７６１と、電流検出用の抵抗７４２、７４３、７６２及び７６３を備えている。しかしながら、ネットワーク抵抗に取り込む抵抗には自由度があるので、ネットワーク抵抗７４及び７６に示した抵抗の組合せに限定されるものではない。なお、ネットワーク抵抗７４及び７６に、サージ保護用の抵抗７４１及び７６１と電流検出用の抵抗７４２、７４３、７６２及び７６３を含ませると、ディプレッション型のＦＥＴダイ３４１及び３６１を使用しているバイパス回路３４及び定電流回路３６では、ワイヤボンディングがそれぞれの回路で一本ずつ減るため、製品の小型化に加えコストダウン及び生産性向上につながる。
【００７１】
ＬＥＤモジュール７０では、同じネットワーク抵抗７４及び７６を利用し、バイパス回路３４に使う場合と、定電流回路３６に使う場合で、それぞれワイヤボンディングする端子７４７と端子７４６を切り替えている。すなわち、端子７４７及び７４６がボンディングオプション用のパッドとなる。製品の小型化を目指すだけなら、二つのネットワーク抵抗を共通化せず、サージ保護用の抵抗と電流検出用の抵抗を備え、それぞれ電流検出用の抵抗値が異なる２種のネットワーク抵抗を準備しても良い。しかしながら、ネットワーク抵抗７４及び７６を同じものとし、ボンディングオプションで使い分けると、部品管理にかかわる負荷が大幅に低減する。
【００７２】
図４に示したＬＥＤモジュール１０の回路において、バイパス回路３４に含まれる電流検出用抵抗３４３に対し、定電流回路３６に含まれる電流検出抵抗３６３は小さな値になる。そこで図８及び図９に示したボンディングオプション用のパッドである端子７４６は、抵抗７４２と抵抗７４３を含む帯状の抵抗体の中間部と接続している。
【００７３】
高価で製造期間の長いＦＥＴダイ３４１及び３６１は、閾値（オフさせるためのゲート−ソース間電圧）が製造ロットにより変動することがある。ＦＥＴダイ３４１及び３６１に比べ製造期間が短く価格の安いネットワーク抵抗７４及び７６を、ＦＥＴダイ３４１及び３６１の特性にあわせてトリミングすると、電子部品の利用効率が良くなる。
【符号の説明】
【００７４】
１０、７０    ＬＥＤモジュール
１１    回路基板
１２、２０    ダム材
１３    ＬＥＤダイ
１４    抵抗
１５    ＦＥＴダイ
１６、１７    ソース端子電極
１８    マイナス側電極
１９    プラス側電極
２６    モールド材
２６ａ    ＬＥＤブロック
２７ａ    回路ブロック
３４    バイパス回路
３６    定電流回路
５０    電流制限回路
６０    調光回路
７４、７６    ネットワーク抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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