(57)【要約】  本発明におけるＬＥＤユニット１００は、複数のＬＥＤモジュール１と放熱板４０を含み、次の構成を備える。各ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ１０と、ＬＥＤチップ１０を内部に収める電気絶縁性のパッケージ２０を含む。各パッケージ２０は、ＬＥＤチップ１０と放熱板４０との間に位置する部分に、熱伝導性を有するサブマウント部材２２ａが一体に形成されて、  これらのＬＥＤモジュール１は、放熱板４０の第一面に並べて配置される。この構成により、ＬＥＤユニット１００はＬＥＤチップ１０からの発熱を効率良く放熱板４０に拡散することができる。
2010119872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤモジュールと放熱板を含むＬＥＤユニットであって、
各ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤチップと、上記ＬＥＤチップを内部に収める電気絶縁性のパッケージを含み、
上記の各パッケージは、上記ＬＥＤチップと上記放熱板との間に位置する部分に、熱伝導性を有するサブマウント部材が一体に形成されて、
各ＬＥＤモジュールは、上記放熱板の第一面に並べて配置されたことを特徴とするＬＥＤユニット。
【請求項２】
上記の各ＬＥＤモジュールの外面に、それぞれ上記ＬＥＤチップのアノードとカソードにそれぞれ電気的に結合された正端子と負端子が露出し、
上記放熱板は、その上記第一面において、上記ＬＥＤモジュールに隣接するように電気絶縁体が備えられ、
この電気絶縁体の第一面にパターン回路が形成され、このパターン回路は複数の上記ＬＥＤモジュールを互いに電気的に接続するように形成され、上記の各ＬＥＤモジュールの端子へ半田接合されるための複数のパッドが形成されたことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤユニット。
【請求項３】
上記正端子と上記負端子は、上記ＬＥＤモジュールの第一面に形成されたことを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤユニット。
【請求項４】
上記正端子と上記負端子は、上記ＬＥＤモジュールの上記第一面と第二面に形成されたことを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤユニット。
【請求項５】
上記正端子と上記負端子のうち少なくともいずれか一方は上記ＬＥＤモジュールに複数個備えられることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項６】
上記パターン回路は、上記複数のＬＥＤモジュールを並列に接続するように形成されたことを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項７】
上記パターン回路は、上記複数のＬＥＤモジュールを直列に接続するように形成されたことを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項８】
上記電気絶縁体は、上記放熱板の上記第一面で互いに離間する一対の電気絶縁体であり、一対の電気絶縁体の間に上記ＬＥＤモジュールが配置され、電気絶縁体それぞれの上記第一面に上記のパターン回路が形成されることを特徴とする請求項２から７のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項９】
上記パターン回路は、上記電気絶縁体の上記第一面の長辺方向に沿って延びる複数の配線ラインを有し、上記複数のＬＥＤモジュールは上記正端子と負端子を介して上記配線ラインに電気的に接続されることを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１０】
上記複数の配線ラインは、各ＬＥＤモジュールの上記正端子が接続される正側配線ラインと、各ＬＥＤモジュールの上記負端子が接続される負側配線ラインであることを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１１】
上記正側配線ラインと上記負側配線ラインは、単一の上記電気絶縁体に形成されることを特徴とする請求項１０に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１２】
上記パターン回路の一部は、上記電気絶縁体に埋設されたことを特徴とする請求項２から１１のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１３】
上記電気絶縁体は、上記放熱板の上記第一面で互いに離間する一対の電気絶縁体であり、一対の電気絶縁体の間に上記ＬＥＤモジュールが配置され、上記正側配線ラインと上記負側配線ラインが、それぞれ上記一対の電気絶縁体に形成されたことを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１４】
上記ＬＥＤモジュールの上記正端子と負端子が上記パッドと同一レベルに位置するように形成されたことを特徴とする請求項２から１３のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１５】
上記電気絶縁体には、上記ＬＥＤモジュールに対向する第二面から延出する延出部が設けられて、この延出部に上記ＬＥＤモジュールの第三面の端部が重複したことを特徴とする請求項２から１４のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１６】
上記電気絶縁体には、上記ＬＥＤモジュール側に突出する突起が上記第二面に形成され、
上記ＬＥＤモジュールには上記突起に嵌合する凹所が形成されたことを特徴とする請求項２から１５のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１７】
上記の各パッドが上記突起に形成されて、上記端子が上記凹所内の壁面に露出したことを特徴とする請求項２から１６のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１８】
上記の各ＬＥＤモジュールはＬＥＤチップからの光を透過する第四面を有し、上記複数のＬＥＤモジュールはこの第四面の短辺方向に沿う形で並べて配置されることを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１９】
各ＬＥＤモジュールは、ろう付け又は熱伝導性接着剤によって、上記放熱板の上記第一面に接合されることを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項２０】
上記放熱板は、上記複数のＬＥＤモジュールを搭載する搭載台と、この搭載台に着脱自在の基台で構成されることを特徴とする請求項１から１９のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項２１】
上記放熱板の上記第一面には、パターン回路が形成された電気絶縁板が搭載されて、このパターン回路と上記ＬＥＤモジュールとがワイヤによって接続されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤモジュールを実装したＬＥＤユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、放電ランプやレーザ発振器などを光源として用いた光源装置が提供されているが、近年、低消費電力化や長寿命化などを目的として、放電ランプなどの代わりにＬＥＤ（発光ダイオード）モジュールを光源として用いたＬＥＤユニットが種々提案されている。【０００３】
ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップを内部に収めるパッケージから構成される。ＬＥＤモジュールは、放電ランプなどの従来の光源装置と同程度の光量が得られるように、複数個を組み合わせて用いられる。特開２００４−５２８６９８は、複数のＬＥＤを含むＬＥＤモジュールを開示している。このＬＥＤモジュールにおける各ＬＥＤは、熱伝導性材料を含むスプレッダ上に電気絶縁性サブマウント部材を介して搭載されている。このＬＥＤモジュールにおける各ＬＥＤは、ワイヤを介して、電気接点に接続されている。特開２００７−２３４５７１は、複数の点灯ユニットとプリント回路を搭載した照明装置を開示している。この照明装置での複数の点灯ユニットとプリント回路は、金属材料から成る放熱板上に、熱伝導性絶縁膜を介して搭載されている。この点灯ユニットは、それぞれＬＥＤとＬＥＤを覆う透明カバーを有している。この照明装置における各々のＬＥＤはワイヤボンディングによって、プリント回路に電気接続されている。【０００４】
しかしながら、上記のＬＥＤモジュールや照明装置には、ＬＥＤチップを搭載するサブマウント部材を底面に有して、放熱板に直接搭載できるＬＥＤモジュールを開示していない。しかも、基板上に設けられた回路とを電気接続するためにボンディングワイヤを必要とする。ボンディングワイヤを用いることにより、部品点数が増えて、接合工程に手間がかかり、製造コストがかかる要因となりうる。さらに、製造時に、外部との接触によってワイヤボンディングが破損する恐れも考えられる。
【発明の開示】
【０００５】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワイヤボンディングを用いることなく、ＬＥＤモジュールと外部の回路（配線）とを電気接続することを可能にするＬＥＤユニットを提供することにある。
【０００６】
本発明におけるＬＥＤユニットは、複数のＬＥＤモジュールと放熱板を含み、次に述べる構成を備える。各ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップを内部に収める電気絶縁性のパッケージを含む。各パッケージは、ＬＥＤチップと放熱板との間に位置する部分に、熱伝導性を有するサブマウント部材が一体に形成されている。これら複数のＬＥＤモジュールは、放熱板の第一面に並べて配置される。この構成により、ＬＥＤユニット１００はＬＥＤチップ１０からの発熱を効率良く放熱板４０に拡散することができる。
【０００７】
ＬＥＤユニットは、さらに次に述べる構成を有することが好ましい。各ＬＥＤモジュールの外面には、ＬＥＤチップのアノードとカソードにそれぞれ電気的に結合された正端子と負端子が露出している。放熱板は、その第一面において、ＬＥＤモジュールに隣接するように電気絶縁体が備えられる。この電気絶縁体の第一面にパターン回路が形成され、このパターン回路は複数のＬＥＤモジュールを互いに電気的に接続するように形成される。このパターン回路には、各ＬＥＤモジュールの端子へ半田接合されるための複数のパッドが形成される。この構成によれば、ワイヤボンディングを用いることなく、より簡便な半田接合によってＬＥＤモジュールとパターン回路とを電気接続できて、製造コストを抑えることができる。
【０００８】
さらに、正端子と負端子は、ＬＥＤモジュールの第一面に形成されることが好ましい。この構成によれば、単一面で半田接合できるので、簡便に電気的に接続することができる。あるいは、正端子と負端子は、ＬＥＤモジュールの第一面と第二面にそれぞれ形成されることも好ましい。
【０００９】
さらに、正端子と負端子のうち少なくともいずれか一方はＬＥＤモジュールに複数個備えられることが好ましい。さらに、パターン回路は、複数のＬＥＤモジュールを並列あるいは直列に接続するように形成されることが好ましい。この構成により、様々な方法で複数のＬＥＤモジュールを接続できる。
【００１０】
さらに、次の構成を備えていることが好ましい。電気絶縁体は、放熱板の第一面で互いに離間する一対の電気絶縁体である。一対の電気絶縁体の間にＬＥＤモジュールが配置され、電気絶縁体それぞれの第一面にパターン回路が形成される。
【００１１】
複数のＬＥＤモジュールを並列に接続した場合には、さらに次の構成を備えていることが好ましい。パターン回路は電気絶縁体の第一面の長辺方向に沿って延びる複数の配線ラインを有している。複数のＬＥＤモジュールは、正端子と負端子を介して配線ラインに電気的に接続される。この構成により、様々な方法で複数のＬＥＤモジュールを接続できる。
【００１２】
複数のＬＥＤモジュールを並列に接続した場合には、さらに次の構成を備えていることが好ましい。複数の配線ラインは、各ＬＥＤモジュール正端子が接続される正側配線ラインと、各ＬＥＤモジュールの上記負端子が接続される負側配線ラインであることが好ましい。さらに、正側配線ラインと負側配線ラインは、単一の電気絶縁体に形成されることが好ましい。この時、パターン回路の一部が、電気絶縁体に埋設されることが一層好ましい。この構成により、単一の電気絶縁体上で複数の配線ラインと複数の端子とを接続できるので、半田接合が容易になり製造コストを抑えることができる。
【００１３】
さらに、次の構成を備えていることが好ましい。電気絶縁体は、一対の電気絶縁体として放熱板の第一面で互いに離間するように設けられる。一対の電気絶縁体の間にＬＥＤモジュールが配置される。正側配線ラインと負側配線ラインが、それぞれ一対の電気絶縁体に形成される。この構成により、様々な方法で複数のＬＥＤモジュールを接続できる。
【００１４】
さらに、ＬＥＤモジュールの正端子と負端子が、パッドと同一レベルに位置するように形成されることが好ましい。この構成により、少量の半田によって容易に端子とパッドとを電気的に接合することができる。
【００１５】
さらに、次の構成を備えていることが好ましい。電気絶縁体には、ＬＥＤモジュールに対向する第二面から延出する延出部が設けられる。この延出部にＬＥＤモジュールの第三面の端部が重複する。この構成における、ＬＥＤモジュールの第三面に重複する延出部の第一面は、接合時においてＬＥＤモジュールと絶縁体の面上を流れた液状の半田が濡れ広がるためのスペースとなる。すなわち、この延出部によって、液状の半田が放熱板の第一面に達することによる短絡を抑止する。
【００１６】
さらに、次の構成を備えていることが好ましい。電気絶縁体には、ＬＥＤモジュール側に突出する突起が第三面に形成される。ＬＥＤモジュールにはこの突起に嵌合する凹所が形成される。この構成により、各ＬＥＤモジュールの位置決めが可能になる。
【００１７】
さらに、ＬＥＤモジュールは、各パッドが突起に形成されて、端子がこの凹所内の壁面に露出することが好ましい。この構成により、位置決めを可能にしつつ、端子とパッドとを少量の半田によって接合できる。
【００１８】
さらに好ましくは、次の構成を備える。各ＬＥＤモジュールはＬＥＤチップからの光を透過する第四面を有している。複数のＬＥＤモジュールはこの第四面の短辺方向に沿う形で並べて配置される。この構成によって、ＬＥＤユニット１から発せられる光の光度を大きくすることができる。
【００１９】
さらに、ＬＥＤモジュールは、ろう付け又は熱伝導性接着剤によって、放熱板の第一面に接合されることが好ましい。この構成により、ねじ孔をＬＥＤモジュールに設けることなく、高い熱伝導性を確保したままＬＥＤモジュールと放熱板とを接合することができる。さらに、ＬＥＤモジュールを小型化することが可能になり、ＬＥＤモジュールの高密度実装が可能となる。
【００２０】
さらに好ましくは、放熱板は、複数のＬＥＤモジュールを搭載する搭載台と、この搭載台に着脱自在の基台とで構成される。この構成によれば、ＬＥＤモジュールを交換する際に、基台と独立してＬＥＤモジュールを搭載した搭載台のみを交換できるので、交換作業が容易になる。
【００２１】
あるいは、ＬＥＤチップを内部に収めるパッケージを含むＬＥＤモジュールと放熱板から成るＬＥＤユニットにおいて、さらに次の構成を備えることも好ましい。放熱板の第一面には、パターン回路が形成された電気絶縁板が搭載されて、このパターン回路とＬＥＤモジュールとがワイヤによって接続される。この構成においても、ＬＥＤモジュールとパターン回路との電気的な接合を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態１のＬＥＤユニットの構成を示す斜視図である。
【図２Ａ】同上のＬＥＤユニットにおけるパッケージの一例を示し、このパッケージを上方から見たときの斜視図である。
【図２Ｂ】同上のＬＥＤユニットにおけるパッケージの一例を示し、このパッケージを下方から見たときの下面図である。
【図２Ｃ】同上のＬＥＤユニットにおけるパッケージの他例を示し、このパッケージを上方から見たときの斜視図である。
【図２Ｄ】同上のＬＥＤユニットにおけるパッケージの他例を示し、このパッケージを下方から見たときの下面図である。
【図３】同上のＬＥＤユニットにおけるパッケージの内部構造を示す斜視図である。
【図４】同上のＬＥＤユニットにおける、端子とＬＥＤチップとの接続関係を示す回路図である。
【図５】実施形態２のＬＥＤユニットの構成を示す斜視図である。
【図６Ａ】同上のＬＥＤユニットにおける、端子とＬＥＤチップとの接続関係を示す回路図である。
【図６Ｂ】同上のＬＥＤユニットにおける、端子とＬＥＤチップとの他の接続関係を示す回路図である。
【図７】実施形態３のＬＥＤユニットの構成を示す斜視図である。
【図８Ａ】同上のＬＥＤユニットにおける、端子とＬＥＤチップとの接続関係を示す回路図である。
【図８Ｂ】同上のＬＥＤユニットにおける、端子とＬＥＤチップとの他の接続関係を示す回路図である。
【図９】実施形態４のＬＥＤユニットの構成を示す斜視図である。
【図１０】実施形態５のＬＥＤユニットの構成を示す斜視図である。
【図１１】実施形態６のＬＥＤユニットの構成を示す斜視図である。
【図１２】同上のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤモジュールの構成を示す斜視図である。
【図１３】同上のＬＥＤユニットにおけるＬＥＤモジュールの構成を示す分解斜視図である。
【図１４】同上のＬＥＤユニットの要部構成を示す側面断面図である。
【図１５】実施形態７のＬＥＤユニットの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
（実施形態１）
実施形態１のＬＥＤユニット１００は、図１に示すように、複数（本実施形態では１０個）の略直方体状のＬＥＤモジュール１と、略直方体状の電気絶縁体３０と、略直方体型の放熱板４０を含む。電気絶縁体３０の第一面（本実施形態では上面)には、複数のＬＥＤモジュール１を互いに電気的に接続するように形成された配線ライン（パターン回路）５０が設けられている。この配線ライン５０は、負側配線ライン５０ａと正側配線ライン５０ｂを有している。以下、図１に示された方向を用いて説明する。放熱板４０の厚み方向を上下方向として説明する。各ＬＥＤモジュール１は放熱板の４０の上面（第一面）４０ａに搭載されているとする。放熱板４０の長手方向（あるいは、複数ＬＥＤモジュール１の配列方向)を前後方向とする。左右方向は、上下方向、前後方向のいずれに対しても垂直であるとする。なお、各ＬＥＤモジュール１が搭載される放熱板の４０の上側が、ＬＥＤユニット１００の使用時における正面側となる。
【００２５】
放熱板４０には、前後方向に沿って延びる溝４１が上面に形成されている。溝４１は、電気絶縁体３０の一部を収めている。放熱板４０の上面において、溝４１よりも左側でＬＥＤモジュール１が搭載されている。
【００２６】
電気絶縁体３０は、主部３１と延出部３２から成り、前後方向に垂直な断面がＬ字型になるように形成されている。主部３１は、配線ライン５０を搭載する上面を有している。延出部３２は、主部３１の第二面（本実施形態では左側面）の下部から突出する形で形成されている。なお、本実施形態では、主部３１の上面と左側面が、それぞれ電気絶縁体３０の第一面と第二面となる。主部３１の下部と延出部３２とが溝４１に収められている。延出部３２は、その上面で、各ＬＥＤモジュール１の第三面（本実施形態では底面）１ｃの右端部を搭載する。
【００２７】
すなわち、各ＬＥＤモジュール１は、電気絶縁体３０の延出部３２と、放熱板４０によって支持されている。複数のＬＥＤモジュール１は、互いに所定間隔で離間しながら、電気絶縁体３０の長手方向に沿って一列に配置されている。
【００２８】
図１、図３に示すように、ＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ１０と、電気絶縁性材料から形成されてＬＥＤチップ１０を収納するパッケージ２０を含んでいる。ＬＥＤチップ１０は、上面にカソード、下面にアノードが位置するようにパッケージ２０の底に搭載されている。本発明において、ＬＥＤチップ１０の搭載方法はこれに限定されず、上面にアノード、下面にカソードが位置するように搭載されていてもよい。各パッケージ２０は、図３に示すように、平面視矩形状に形成されており、カバー２１（図１には図示なし）とハウジング２２とから成っている。カバー２１は、ガラスなどの光透過性材料から形成されて、四角錐台の形状を有している。このカバー２１は、底面に開口を有し、上面でＬＥＤチップ１０からの光を透過する。このカバー２１の上面が、ＬＥＤモジュール１における第四面（上面）１ｄとなっている。カバー２１の下面の周縁は、ハウジング２２の上面の周縁に接合される。
【００２９】
ハウジング２２は、高い電気絶縁性と、高い熱伝導性を有する複数の材料を含むＭＩＤ（ｍｏｌｄｅｄ  ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  ｄｅｖｉｃｅ）や積層体（低温同時焼成セラミックス（Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ（ＬＴＣＣ））等）により形成される。さらに、ハウジング２２は高い電気絶縁性と熱伝導性の両方を有するサブマウント部材２２ａが一体に形成されている。このサブマウント部材２２ａは、ＬＥＤチップ１０と放熱板４０との間に位置するように、ハウジング２２の底（すなわち、パッケージ２０の底）に形成されている。すなわち、ＬＥＤチップ１０は、サブマウント部材２２ａを介して放熱板４０の上面４０ａに搭載されている。なお、サブマウント部材の材料として、例えばＡｌＮ（窒化アルミニウム）やＬＴＣＣなどが採用される。ＬＥＤチップ１０と放熱板４０の上面４０ａとの間にサブマウント部材２２ａが介在する形で各ＬＥＤモジュール１が放熱板４０に直接搭載されていることで、このＬＥＤユニット１００はＬＥＤチップ１０から発せられる熱をすばやく拡散できる。
【００３０】
このハウジング２２の外面（すなわち、各ＬＥＤモジュール１の外面）において、負側配線ライン５０ａと正側配線ライン５０ｂにそれぞれ半田によって接合される負端子２７ａと正端子２７ｂ（２７１ｂ，２７２ｂ）が露出している。この正端子２７ｂは、本実施形態では複数（本実施形態では２つ）設けられているが、一つだけが設けられていてもよい。
【００３１】
このハウジング２２の外面（すなわち、各ＬＥＤモジュール１の外面）は、電気絶縁体３０に対向する第一面（本実施形態では右側面）と、第二面（本実施形態では左側面）と、第三面（本実施形態では底面）を有している。このハウジング２２の第一面、第二面、第三面が、それぞれＬＥＤモジュール１の第一面１ａ、第二面１ｂ、第三面１ｃとなっている。各ＬＥＤモジュール１の（ハウジング２２の）右側面１ａには負端子２７ａと正端子２７１ｂが一つずつ設けられている。各ＬＥＤモジュール１の（ハウジング２２の）左側面１ｂには正端子２７２ｂが設けられている。本実施形態では、この正端子２７２ｂはパッド５３に半田接合されていない。
【００３２】
また、図１に示すように、複数のＬＥＤモジュール１は、ＬＥＤチップ１０からの光を透過する上面の短辺方向に沿う形で並べて配置されている。このように配置することによって、ＬＥＤユニット１から発せられる光の光度を大きくすることができる。
【００３３】
図３は、ＬＥＤモジュール１のハウジング２２の内部構造を示している。このハウジング２２は、上部が開口した直方体型形状を有している。ハウジング２２の内底面の中央には、上側で開口する凹所２３が設けられている。この凹所２３は八角錐台状に形成されている。この凹所２３の内底面の中央には、導電性部材から成る第一ランド２４ａ、第二ランド２４ｂ、第三ランド２４ｃが備えられている。第一ランド２４ａは矩形状に形成されて、その上面にはダイボンドによってＬＥＤチップ１０が電気的に接合されている。上述したように、本実施形態ではＬＥＤチップ１０は、上面にカソード、下面にアノードが位置するように搭載されているので、ＬＥＤチップ１０のアノードが第一ランド２４ａに電気的に接続される。第一ランド２４ａの左右両側に、第二ランド２４ｂ，第三ランド２４ｃが設けられている。また、第一ランド２４ａの左右両側には２つのハンプ２５ａ，２５ｂが設けられている。ハンプ２５ａは第一ランド２４ａと第二ランド２４ｂとの間に介在するように設けられていて、導体パターン（図示なし）によって第二ランド２４ｂに電気的に接続されている。ハンプ２５ｂは第一ランド２４ａと第三ランド２４ｃとの間に介在するように設けられている。また、２つのハンプ２５ａ，２５ｂは、互いに導体パターン（図示なし）によって電気的に接続されている。
【００３４】
ハンプ２５ａは、ボンディングワイヤ（図示せず）を介してＬＥＤチップ１０の上面に電気接続されている。すなわち、ＬＥＤチップ１０のカソードは、ボンディングワイヤ（図示せず）とハンプ２５ａと導体パターン（図示なし）を介して第二ランド２４ｂに電気接続される。さらに、この第二ランド２４ｂには、内壁が導電性部材により被膜されたビアホール（例えば、導電ペーストスルーホール）２８が形成されている。このビアホール２８は、第二ランド２４ｂからハウジング２２の下側に向かうように直線状に延びている。このビアホール２８の下端は、ハウジング２２の下面側に設けられた下面側導体パターン２６ａに電気接続される。この下面側導体パターン２６ａの一端は、ハウジング２２の側面１ａ，１ｂで露出する負端子２７ａとなっている。
【００３５】
パッケージ２０の一例として、この負端子２７ａがハウジング２２の側面の上端からほぼ中央部にかけて露出するように設けられる。このとき、下面側導体パターン２６ａはハウジング２２の底壁内部に設けられる。図２Ａ，図２Ｂはそれぞれ、このパッケージを上方、下方から見たときの図である。
【００３６】
パッケージ２０の他例として、この負端子２７ａがハウジング２２の側面の上端から下端にかけて露出するように設けられる。このとき、下面側導体パターン２６ａは、ハウジング２２の底面１ｃで露出するように設けられる。図２Ｃ，図２Ｄはそれぞれ、このパッケージを上方、下方から見たときの図である。なお、下面側導体パターン２６ａをハウジング２２の底面で露出するように設けたときは、場合によっては、下面側導体パターン２６ａと放熱板４０間の短絡を防止するために電気絶縁体３０に延出部３２を必ず設けなければならない。さらに、ビアホール２８は第二ランド２４ｂからハウジング２２の底面１ｃまでハウジング２２の内壁を貫通するように延びている。
【００３７】
どちらの例においても、各負端子２７ａは、下面側導体パターン２６ａ、ビアホール２８、第二ランド２４ｂ、導体パターン（図示なし）、ボンディングワイヤ（図示なし）を介してＬＥＤチップ１０のカソードに電気的に接続されている。なお、ＬＥＤチップ１０は、図２Ｂ、図２Ｄで示されるハウジング２２の底の上面（紙面裏側）のうち、点線の四角形で示された領域に搭載されている。すなわち、上述したサブマウント部材２２ａは、ハウジング２２の底のうち、少なくとも図２Ｂ（図２Ｄ）中の点線の四角形で示された領域に形成されている。以下の説明では、主に下面側導体パターン２６ａがハウジング２２の底壁内部に設けられた場合（すなわち、図２Ａ，図２Ｂに示す構成を備えた場合）について説明する。
【００３８】
第三ランド２４ｃには、ツェナーダイオード（図示せず）が搭載され、導電パターンによって第一ランド２４ａと上面側導体パターン２６ｂに電気的に接続されている。このツェナーダイオードは、ダイボンドにより第三ランド２４ｃに電気的に接続されて、ボンディングワイヤ（図示せず）によりハンプ２５ｂに電気的に接続されている。このハンプ２５ｂは、ボンディングワイヤ（図示せず）を介してＬＥＤチップ１０の上面に電気接続されている。すなわち、このツェナーダイオードは、ＬＥＤチップ１０に対して並列に接続されている。
【００３９】
ハウジング２２の上面のうち、凹所２３の周辺と凹所２３の側壁の一部に上面側導体パターン２６ｂが設けられている。この上面側導体パターンは略Ｔ字型に形成されていて、一端が第一ランド２４ａに接続されている。残りの二端は２つの正端子２７ｂ（２７１ｂ，２７２ｂ）に接続されている。すなわち、各正端子２７ｂは、上面側導体パターン２６ｂと第一ランド２４ａを介してＬＥＤチップ１０のアノードに電気的に接続されている。図４の回路図は、本実施形態のＬＥＤユニットにおける、ＬＥＤチップ１０と端子２７ａ，２７ｂ（２７１ｂ）との接続関係を示している。
【００４０】
この正端子２７ｂは、回路（配線パターン）５０ｂに対向する形でハウジング２２の右側面１ａから外部に露出し、半田によって回路（配線パターン）５０ｂに接合される。
【００４１】
上述したように、負端子２７ａは、内壁が導電性部材により被膜されたビアホール２８とボンディングワイヤ（図示せず）を介してＬＥＤチップ１０のカソードに電気的に接続されている。この負端子２７ａは、回路（配線パターン）５０ａに対向する形でハウジング２２の右側面１ａから外部に露出している。図２Ａ，図２Ｃに示すように、本実施形態では、負端子２７ａは上下方向に細長い帯状の形状を有し、上端が半円状に形成されている。なお、本発明では、負端子２７ａは必ずしもこの形状に限定されない。例えば、負端子２７ａの上端は、矩形状に形成されてもよい。
【００４２】
電気絶縁体３０の主部３１の上面に形成された２つの配線ライン５０（負側配線ライン５０ａ、正側配線ライン５０ｂ）は、それぞれメインライン５１（５１ａ，５１ｂ）と、複数のブランチライン５２（５２ａ，５２ｂ）と、複数のパッド５３（５３ａ，５３ｂ）を有している。各パッド５３の形状は、本実施形態では半円状になっているが、必ずしもこれに限定されない。例えば、各パッド５３は矩形状に形成されてもよい。
【００４３】
各メインライン５１は外部電源（図示なし）に接続されて、電気絶縁体３０の上面で前後方向に延びている。各ブランチライン５２は、メインライン５１から各ＬＥＤモジュール１へと左右方向に延びている。
【００４４】
本実施形態では、各パッド５３は、各ブランチライン５２の一端に形成されて、各ＬＥＤモジュール１の右側面１ａに設けられた各端子２７に半田接合される。そして、負側配線ライン５０ａのブランチライン５２ａの一部が電気絶縁体３０に埋設されている。
【００４５】
本実施形態では、外部に露出する各端子２７と各パッド５３とが同一レベル(同一高さ)に位置するように、電気絶縁体３０の厚みが決定されている。ここでは、各負端子２７ａの上端と各パッド５３ａとが同一レベル(同一高さ)に位置し、各正端子２７ｂの上端と各パッド５３ｂとが同一レベル(同一高さ)に位置している。
【００４６】
このような設計により、ボンディングワイヤを用いずに少量の半田によって各端子２７と各パッド５３とを接合できて、容易に複数のＬＥＤモジュール１を並列に接続できる。本実施形態では、半田ペーストを各パッド５３上に塗布した後に、放熱板４０の下面から加熱することによるリフロー方式により、各端子２７と各パッド５３とを半田接合している。
【００４７】
上述したように、電気絶縁体３０は、主部３１の第二面（本実施形態では左側面）の下部から突出する延出部３２を有している。加熱に伴い液状になった半田がＬＥＤモジュール１の右側面や主部３１の左側面上部を流れた場合において、延出部３２はその上面において液状の半田が広がるためのスペースを提供している。すなわち、延出部３２は、液状の半田が放熱板４０の上面に達することによる短絡を抑止している。
【００４８】
なお、下面側導体パターン２６ａと放熱板４０間の短絡の恐れがなく、ごく少量の半田ペーストで各端子２７と各パッド５３とを接合できて液状の半田による短絡の恐れがなければ、延出部３２を必ずしも設ける必要はない。延出部３２を設けない場合においては、放熱板４０の溝４１は電気絶縁体３０の主部３１の下部を収める大きさに設計されて、各ＬＥＤモジュール１の底面１ｃ全体が放熱板４０の上面４０ａに搭載される。
【００４９】
なお、上述したように、ＬＥＤチップ１０は上面にアノード、下面にカソードが位置するように搭載されていてもよい。この場合では、各ＬＥＤモジュールにおいて、２７ａで示される端子が正端子、２７ｂで示される端子が負端子となる。そして、電気絶縁体３０の配線ラインのうち、５０ａが正側配線ライン、５０ｂが負側配線ラインとなる。そして、負端子２７ｂ，正端子２７ａが、それぞれ半田によってパッド５３ｂ，５３ａに接合される。
【００５０】
また、本実施形態では、各ＬＥＤモジュール１に備えられる負端子２７ａが
１個の場合について説明した。この負端子２７ａは１個に限らず、複数個備えられていてもよい。例えば、２個の負端子２７ａが備えられる場合は、２個の負端子２７ａが各ＬＥＤモジュール１の第一面１ａと第二面１ｂ（ＬＥＤモジュール１の（ハウジング２２の）右側面と左側面）で露出するように設けられる。この場合は、下面側導体パターン２６ａは、ビアホール２８の下端からＬＥＤモジュール１の左右両側面１ａ，１ｂに向かって延出するように形成される。そして、負端子２７ａが各ＬＥＤモジュール１の左右両側面１ａ，１ｂから外部に露出するように形成される。後述するように、各ＬＥＤモジュール１に負端子２７ａと正端子２７ｂをそれぞれ複数個設けることで、複数のＬＥＤモジュール１を様々な方法で電気接続することができる。
【００５１】
（実施形態２）
図５に示す本実施形態のＬＥＤユニット１００の基本構成は、実施形態１とほぼ同じであって、同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、放熱板４０に設けられる溝４１の本数、電気絶縁体３０の本数、半田による接合箇所などが実施形態１と異なっている。
【００５２】
本実施形態では、放熱板４０の上面に溝４１が２個形成されている。放熱板４０の上面４０ａには、２個の溝４１にそれぞれ収められる形で２個の電気絶縁体３０（３０ａ，３０ｂ）が搭載されている。２個の電気絶縁体３０ａ，３０ｂは、各ＬＥＤモジュール１を間に挟む形でそれぞれ放熱板４０の上面４０ａの右側と左側にそれぞれ搭載されている。各電気絶縁体３０は、配線ライン５０を搭載する主部３１と、主部３１の第二面の下部から突出する延出部３２から成る。２個の電気絶縁体３０ａ，３０ｂには、それぞれ負側配線ライン５０ａと正側配線ライン５０ｂが上面（第一面）に形成されている。なお、本実施形態では、電気絶縁体３０ａの主部３１の左側面と、電気絶縁体３０ｂの主部３１の左側面が、電気絶縁体３０における第二面となる。
【００５３】
本実施形態における各ＬＥＤモジュール１の構成は、実施形態１と略同じである。すなわち、ＬＥＤモジュール１において、電気絶縁体３０ａに対向する右側面には負端子２７ａと正端子２７１ｂが露出していて、電気絶縁体３０ｂに対向する左側面には正端子２７２ｂが露出している。
【００５４】
負側配線ライン５０ａの各パッド５３ａは、ＬＥＤモジュール１の各負端子２７ａに対して同一レベル（同一高さ）で対向するように電気絶縁体３０ａ上に形成されている。正側配線ライン５０ｂの各パッド５３ｂは、ＬＥＤモジュール１の各正端子２７２ｂに対して同一レベル（同一高さ）で対向するように電気絶縁体３０ａ上に形成されている。本実施形態では、各負端子２７１ｂはパッド５３に半田接合されていない。図６Ａの回路図は、本実施形態のＬＥＤユニット１００における、ＬＥＤチップ１０と端子２７ａ，２７ｂ（２７１ｂ，２７２ｂ）との接続関係を示している。
【００５５】
この構成によって、実施形態１のときと同様、ボンディングワイヤを用いずに少量の半田によって各端子２７と各パッド５３とを接合することで、容易に複数のＬＥＤモジュール１を並列に接続できる。同様に、電気絶縁体３０の延出部３２は、その上面において液状の半田が広がるためのスペースを提供しているので、液状の半田が放熱板４０の上面に達することによる短絡を抑止している。なお、実施形態１のときと同様、下面側導体パターン２６ａと放熱板４０間の短絡の恐れがなく、ごく少量の半田ペーストで各端子２７と各パッド５３とを接合できて液状の半田による短絡の恐れがなければ、延出部３２を必ずしも設ける必要はない。
【００５６】
また、実施形態１のときと同様、本実施形態においても、各ＬＥＤモジュール１に備えられる負端子２７ａは１個に限らず、複数個備えられていてもよい。上述したように２個の負端子２７ａ（２７１ａ，２７２ａ）が各ＬＥＤモジュール１の左右両側面１ａ，１ｂから外部に露出するように形成された場合には、各電気絶縁体３０ａ，３０ｂの上面に、複数の配線ライン５０ａ，５０ｂが形成される。そして、各ＬＥＤモジュール１の左右両側面１ａ，１ｂ側で、各端子２７ａと各パッド５３ａとの間、各端子２７ｂと各パッド５３ｂとの間で半田接合される。図６Ｂの回路図は、この方法によって接合された場合における、ＬＥＤチップ１０と端子２７ａ（２７１ａ，２７２ａ），２７ｂ（２７１ｂ，２７２ｂ）との接続関係を示している。また、本実施形態においても、ＬＥＤチップ１０は上面にアノード、下面にカソードが位置するように搭載されていてもよい。この場合でも、端子２７ａとパッド５３ａとの間、端子２７ｂとパッド５３ｂとの間で半田接合される。
【００５７】
（実施形態３）
図７に示す本実施形態のＬＥＤユニット１００の基本構成は、実施形態１とほぼ同じであって、同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態における各ＬＥＤモジュール１の構成は、実施形態１と略同じである。本実施形態は、ＬＥＤモジュール１が直列に接続されている点などに関して実施形態１と異なっている。図８Ａの回路図は、本実施形態のＬＥＤユニット１００における、ＬＥＤチップ１０と端子２７ａ，２７ｂとの接続関係を示している。
【００５８】
本実施形態では、パターン回路５０が、複数のＬＥＤモジュール１を直列に接続するように形成されて、各ＬＥＤモジュール１の負端子２７ａと正端子２７ｂ（２７１ｂ）とにそれぞれ半田接合されるパッド５３ａ，５３ｂを有している。また、各パッド５３は、各端子２７に対して同一レベル（同一高さ）で対向するように設計されている。
【００５９】
この構成によって、ボンディングワイヤを用いずに各端子２７と各パッド５３とを少量の半田によって、容易に複数のＬＥＤモジュール１を直列に接続できる。同様に、電気絶縁体３０の延長部３２は、液状の半田が放熱板４０の上面に達することによる短絡を抑止している。なお、実施形態１のときと同様、下面側導体パターン２６ａと放熱板４０間の短絡の恐れがなく、液状の半田による短絡の恐れがなければ、延出部３２を必ずしも設ける必要はない。
【００６０】
また、実施形態１のときと同様、本実施形態においても、各ＬＥＤモジュール１に備えられる負端子２７ａは１個に限らず、複数個備えられていてもよい。２個の負端子２７ａ（２７１ａ，２７２ａ）が各ＬＥＤモジュール１の左右両側面１ａ，１ｂから露出するように形成された場合には、実施形態２のように、放熱板４０の上面に２個の溝４１が形成されて、２個の電気絶縁体３０が搭載される。そして、各電気絶縁体３０の上面に、パターン回路５０が形成される。複数のＬＥＤモジュール１が直列に接続されるように、各端子２７と各パッド５３との間で半田接合される。この直列接続は、例えば図８Ｂの回路図に従って行うことができる。すなわち、各ＬＥＤモジュール１は、負端子２７１ａと正端子２７２ｂの両方において半田接合されるか、負端子２７２ａと正端子２７１ｂの両方において半田接合されることで、電気接続される。また、本実施形態においても、ＬＥＤチップ１０は上面にアノード、下面にカソードが位置するように搭載されていてもよい。この場合でも、端子２７ａとパッド５３ａとの間、端子２７ｂとパッド５３ｂとの間で半田接合される。
【００６１】
（実施形態４）
図９に示す本実施形態のＬＥＤユニット１００の基本構成は、実施形態１とほぼ同じであって、同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態は、各端子２７と電気絶縁体３０の形状などに関して実施形態１と異なっている。
【００６２】
本実施形態における電気絶縁体３０は、上面が同じレベル（同じ高さ)の主部３１と延出部３２を有し、直方体状に形成されている。
【００６３】
各負端子２７ａと各正端子２７ｂはそれぞれ上下方向に細長い帯状の形状を有し、下端が半円状に形成されている。本発明では、各端子の形状はこれに限定されない。本実施形態では、各端子２７ａ，２７ｂの下端が同一レベル（同じ高さ)に位置していて、各正端子２７ｂが各負端子２７ａよりも上下方向に長くなっている。また、各パッド５３ａ，５３ｂは、各端子２７ａ，２７ｂの下端と同一レベル（同じ高さ)に位置している。この構成においても、少量の半田によって各端子２７と各パッド５３とを容易に接合でき、延出部３２の上面によって液状の半田による短絡を抑止している。
【００６４】
本実施形態の構成について、図９を参照しながら、実施形態１と同様の基本構成を有している場合について説明したが、本実施形態はこの構成に限定されない。すなわち、本実施形態における構成は、実施形態２、実施形態３と同様の基本構成を有している場合にも適用できる。
【００６５】
（実施形態５）
図１０に示す本実施形態のＬＥＤユニット１００の基本構成は、実施形態４とほぼ同じであって、同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態は、各ＬＥＤモジュール１と電気絶縁体３０の形状などに関して実施形態４と異なっている。
【００６６】
電気絶縁体３０には、その第二面（主部３１の左側面）の上部から突出する形で突起３３が形成されている。さらに、各ＬＥＤモジュール１には、この突起３３に嵌合する凹所２９が形成されている。本実施形態では、この凹所２９は、ハウジング２２の底面１ｃに設けられている。この構成によって、各ＬＥＤモジュール１の位置決めを行うことができる。
【００６７】
さらに、電気絶縁体３０の各突起３３の上面には、パッド５３が形成されている。さらに、各ＬＥＤモジュール１において、凹所２９は、その壁面において下面側導体パターン２６ａが負端子２７ａの一部として露出するように形成されている。各正端子２７ｂは、各ＬＥＤモジュール１の第一面（右側面）１ａと凹所２９の内壁上面に跨って形成されている。なお、図１０に示すように、本実施形態では、各負端子２７ａも各ＬＥＤモジュール１の第一面（右側面）１ａと凹所２９の内壁上面に跨って形成されている。この構成により、凹所２０の内壁とＬＥＤモジュール１の側面に跨って半田接合できるので、接合信頼性が向上する。
【００６８】
この構成により、ＬＥＤモジュール１の位置決めが行えるだけでなく、少量の半田によって各端子２７と各パッド５３とを電気的に接合できる。また、本実施形態における構成は、実施形態１、実施形態２、実施形態３と同様の基本構成を有している場合にも適用できる。
【００６９】
（実施形態６）
本実施形態のＬＥＤユニット１００は、図１１に示すように、複数のＬＥＤモジュール１を、放熱板４０の上面（第一面）４０ａに実装して構成される。
【００７０】
ＬＥＤモジュール１は、図１２、図１３に示すように、ＬＥＤチップ１０と、ＬＥＤチップ１０を収納するパッケージ２０とで構成されている。パッケージ２０は、上面にＬＥＤチップ１０をＡｕＳｎ接合したサブマウント基板２２ａと、ＬＥＤチップ１０を囲むようにサブマウント基板２２ａの上面にＡｕＳｎ接合した枠体２２ｂと、枠体２２ｂの円状の開口周縁にＡｕＳｎ接合した光学ガラス２１とで構成される。サブマウント基板２２ａは、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）で形成されており、その両面はＡｕ（金）めっきされ、さらに枠体２２ｂに対向する上面は環状にＡｕＳｎ（金すず）めっきされている（図１３中のＸ領域）。枠体２２ｂは、絶縁性材料のなかでも比較的熱伝導率が高く、ＡｌＮと熱膨張率が近いＡｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）等で形成されており、その上面はＡｕめっきされ、さらにサブマウント基板２２ａに対向する下面には環状のＡｕＳｎめっきが施されている。光学ガラス２１は、枠体２２ｂの開口周縁に対向して環状のＡｕめっきが施されている。そして、上記各部に施したＡｕＳｎめっきによって、サブマウント基板２２ａ、枠体２２ｂ、光学ガラス２１が互いにＡｕＳｎ接合される。
【００７１】
ＬＥＤチップ１０は、例えば、紫外領域にピーク波長を有する紫外線ＬＥＤチップである。ＬＥＤチップ１０のアノードはワイヤー８０を導出して、サブマウント基板２２ａ（または枠体２２ｂ）上面のＡｕめっきにダイボンドにより接続される。ＬＥＤチップ１０のカソードもワイヤー８０を導出して、枠体２２ｂ（またはサブマウント基板２２ａ）上面のＡｕめっきにワイヤボンドにより接続されている。つまり、ＬＥＤチップ１０のアノードはサブマウント基板２２ａ上面の金めっき部分（アノード７１）に電気的に接続され、カソードは枠体２２ｂ上面の金めっき部分（カソード７２）に電気的に接続されている。したがって、アノード７１およびカソード７２をパッケージ２０の上下層で構成できるため、パッケージ２０のコンパクト化を図ることができる。なお、ＬＥＤチップ１０のアノードを枠体２２ｂ上面の金めっき部分に電気的に接続し、カソードをサブマウント基板２２ａ上面の金めっき部分に電気的に接続してもよい。また、本実施形態ではＬＥＤチップ１０の一例として紫外線ＬＥＤチップを例示したが、ＬＥＤチップ１０は紫外線ＬＥＤチップに限定されない。
【００７２】
ところで、サブマウント基板２２ａは、ＬＥＤチップ１０と同等の線膨張率を有するＡｌＮで形成されて、ＬＥＤチップ１０と放熱板４０との間に介在している。このサブマウント基板２２ａは、ＬＥＤチップ１０と放熱板４０との熱膨張差に起因するＬＥＤチップ１０への応力を低減するとともに、ＬＥＤチップ１０の発熱をすばやく横方向に広げ、かつ縦方向に伝達する熱拡散機能を有しており、熱抵抗が低減されている。
【００７３】
放熱板４０は、直方体状の銅プレートで形成され、ＬＥＤモジュール１を２列に長手方向に並べて実装する第一面（上面）４０ａを有した支持基台として機能する。放熱板４０は、ＬＥＤチップ冷却用の冷媒の複数（図示例では２つ）の流路４６，４７を内部に備えている。流路４６，４７は、円筒状に形成され、それぞれの長さ方向が同方向（放熱部材２の長手方向）となる。流路４６，４７は、その長さ方向に直交する方向（放熱部材２の短手方向）において、所定間隔を隔てて平行するように放熱板４０に形成されている。流路４６，４７に流す冷媒としては、水、シリコーン樹脂等の周知のものを用いる。なお、放熱板４０２の上面にＬＥＤモジュール１を実装する形態は、長手方向に２列に並べる構成に限定されず、１列，３列，．．．や他の実装形態であってもよい。
【００７４】
このような放熱板４０に本実施形態のＬＥＤモジュール１を取り付けるには、図１４に示すように、放熱板４０の上面４０ａに、ＬＥＤモジュール１のサブマウント基板２２ａの下面を半田６０によって直接接合する。したがって、従来のようにＬＥＤモジュールをねじ留め固定する構成に比べて、ねじ孔をＬＥＤモジュール１に設ける必要がなく、ＬＥＤモジュール１を小型化することができ、ＬＥＤモジュール１の高密度実装が可能となる。
【００７５】
また、ＬＥＤモジュール１のサブマウント基板２２ａを放熱板４０に接合する手段としては、半田６０によるはんだ付け以外に、熱伝導性接着剤を用いてもよい。この熱伝導性接着剤は、固着機能を有するエポキシ等の樹脂と導電機能を有する銀等の金属（導電性フィラー）とを混合して熱伝導率の高い性質を有する導電性接着剤、または絶縁性の高い材料から形成されて熱伝導率の高い性質を有する絶縁性接着剤を用いる。
【００７６】
そして、放熱板４０には、流路４６，４７が形成されており、ＬＥＤモジュール１で発生した熱は、サブマウント基板２２ａおよび放熱板４０を通じて、流路４６，４７を通る冷媒に伝熱されるようになっている。ここで、サブマウント基板２２ａの下面はアノード７１およびカソード７２に対して電気的に絶縁されているため、放熱経路の絶縁性が確保されている。また、サブマウント基板２２ａの両面に施されたＡｕめっきと上記熱拡散機能とによって熱抵抗が低減されており、放熱効率が向上している。
【００７７】
ところで、冷媒は、流路４６，４７を通る際に熱を吸収するため、流路４６，４７を通った後に比べれば、流路４６，４７を通る前のほうが温度は低い。したがって、流路における冷媒流入口側では冷却効率が相対的に高く、冷媒流出口側では冷却効率が相対的に低くなり、その結果、冷媒流出口側にいけばいくほどＬＥＤチップ１０の発光効率が悪くなる。
【００７８】
そこで、本実施形態では、流路４６には放熱板４０の長手方向一端側（図１１における右側）から冷媒を流入させ、流路４７には放熱板４０の長手方向他端側（図１における左側）から冷媒を流入させている。この構成によって、流路４６における冷媒の流動方向と流路４７における冷媒の流動方向とを逆向きにしている。つまり、隣り合う流路４６，４７における冷媒の流動方向は互いに逆方向となっている。
【００７９】
このようにすれば、流路４６においては、放熱板４０の長手方向他端側よりも長手方向一端側のほうが冷媒の温度が低くなるのに対し、流路４６においては、放熱板４０の長手方向一端側よりも長手方向他端側のほうが冷媒の温度が低くなり、放熱板４０全体としては、冷媒の温度分布が均一となる。したがって、冷媒流出口側の冷媒が冷媒流入口側の冷媒よりも高温となることに起因する放熱板４０における温度分布の不均一を軽減することができ、ＬＥＤモジュール１のＬＥＤチップ１０が放射する光の輝度が偏ってしまうことを防止できる。なお、本実施形態における流路の数は一例であり、流路の数は２本より多くてもよい。
【００８０】
また、放熱板４０の上面４０ａには、長手方向の両縁端に沿って一対の電気絶縁体３０が実装されており、電気絶縁体３０の上面には、パターン回路５０が形成されている。パターン回路５０には、図示しない直流電源からの正・負の各電源線が接続される。パターン回路５０は、各ＬＥＤモジュール１のパッケージ２０に形成したアノード７１およびカソード７２を、パターン回路５０の正・負電圧にワイヤー接続することによって、複数のＬＥＤモジュール１が直流電源に対して並列接続される。図１１では、パッケージ２０に形成したアノード７１およびカソード７２の各々が放熱板４０の長手方向に露出するように、ＬＥＤモジュール１を配置しており、上記並列接続に適した配置となっている。また、複数のＬＥＤモジュール１を直流電源に対して直列接続することも可能である。さらに、電気絶縁体３０のパターン回路５０には、ツェナダイオード、コンデンサ等の電子部品を必要に応じて実装してもよい。
【００８１】
このように、放熱板４０の上面４０ａにＬＥＤモジュール１および電気絶縁体３０を実装することによって、ＬＥＤモジュール１の電源への接続を容易に行うことができ、作業性が向上する。
【００８２】
（実施形態７）
本実施形態のＬＥＤユニットは図１５に示すように、放熱板４０を、搭載台４４と基台４５との２ブロックに分割可能に構成している。そして、搭載台４４は、複数のＬＥＤモジュール１を接合する実装面２０を上面に有し、その下面が基台４５の上面に対向して、基台４５に着脱自在に形成されている。搭載台４４は、実施形態６と同様にＬＥＤチップ冷却用の冷媒の複数（図示例では２つ）の流路４６，４７を内部に備えている。そして、搭載台４４の下面および基台４５の上面は面粗度が小さく、さらに搭載台４４の下面が、基台４５の上面に対して密着するようにねじ留め等で取り付けられており、搭載台４４と基台４５との間の熱抵抗を低減させている。
【００８３】
このように、放熱板４０を分割して構成することで、寿命や故障等によってＬＥＤモジュール１を交換する場合には、基台４５とは独立してＬＥＤモジュール１を実装した搭載台４４のみを交換できるので、流路４６，４７の再配管を行う必要がなく、交換作業を容易に行うことができる。さらに、基台４５の熱容量を大きくして、搭載台４４の熱容量を小さくできるため、ＬＥＤモジュール１を搭載台４４の上面に半田付けまたは熱伝導性接着剤によって接合する場合には、半田付けのための熱源または熱伝導性接着剤の硬化のための熱源を小さくでき、接合プロセスが容易且つ早くなる。
【００８４】
また、基台４５とは別に搭載台４４を設けることによって、ＬＥＤチップ１０の発熱をすばやく横方向に広げ、かつ縦方向に伝達する熱拡散機能がさらに向上する。
【００８５】
なお、上記の実施形態に示したＬＥＤユニット１００の用途としては、例えば、紫外線を放射するＬＥＤチップ（紫外線ＬＥＤチップ）を用いた光源装置（紫外線硬化装置）が挙げられる。このような光源装置は、紫外線を受光することによって硬化する紫外線硬化材、例えば、紫外線硬化型のインク（インキともいう）などを硬化させる印刷システムなどに利用される。
【図１】
2010119872.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年2月2日(2011.2.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤモジュールと放熱板を含むＬＥＤユニットであって、
各ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤチップと、上記ＬＥＤチップを内部に収めるハウジングを有する電気絶縁性のパッケージを含み、
上記の各パッケージは、上記ＬＥＤチップと上記放熱板との間に位置する部分に、熱伝導性を有するサブマウント部材が一体に形成されて、
各ＬＥＤモジュールは、上記放熱板の第一面に並べて配置され、
上記の各ＬＥＤモジュールの外面に、それぞれ上記ＬＥＤチップのアノードとカソードにそれぞれ電気的に結合された正端子と負端子が露出し、
上記放熱板は、その上記第一面において、上記ＬＥＤモジュールに隣接するように電気絶縁体が備えられ、
この電気絶縁体の第一面にパターン回路が形成され、このパターン回路は複数の上記ＬＥＤモジュールを互いに電気的に接続するように形成され、上記の各ＬＥＤモジュールの端子へ半田接合されるための複数のパッドが形成され、
上記正端子と上記負端子は、上記ハウジングの第一面に形成されたことを特徴とするＬＥＤユニット。
【請求項２】
上記正端子と上記負端子は、上記ＬＥＤモジュールの上記第一面と第二面に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤユニット。
【請求項３】
上記正端子と上記負端子のうち少なくともいずれか一方は上記ＬＥＤモジュールに複数個備えられることを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤユニット。
【請求項４】
上記パターン回路は、上記複数のＬＥＤモジュールを並列に接続するように形成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項５】
上記パターン回路は、上記複数のＬＥＤモジュールを直列に接続するように形成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項６】
上記電気絶縁体は、上記放熱板の上記第一面で互いに離間する一対の電気絶縁体であり、一対の電気絶縁体の間に上記ＬＥＤモジュールが配置され、電気絶縁体それぞれの上記第一面に上記のパターン回路が形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項７】
上記パターン回路は、上記電気絶縁体の上記第一面の長辺方向に沿って延びる複数の配線ラインを有し、上記複数のＬＥＤモジュールは上記正端子と負端子を介して上記配線ラインに電気的に接続されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項８】
上記複数の配線ラインは、各ＬＥＤモジュールの上記正端子が接続される正側配線ラインと、各ＬＥＤモジュールの上記負端子が接続される負側配線ラインであることを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤユニット。
【請求項９】
上記正側配線ラインと上記負側配線ラインは、単一の上記電気絶縁体に形成されることを特徴とする請求項８に記載のＬＥＡＤユニット。
【請求項１０】
上記パターン回路の一部は、上記電気絶縁体に埋設されたことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１１】
上記電気絶縁体は、上記放熱板の上記第一面で互いに離間する一対の電気絶縁体であり、一対の電気絶縁体の間に上記ＬＥＤモジュールが配置され、上記正側配線ラインと上記負側配線ラインが、それぞれ上記一対の電気絶縁体に形成されたことを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１２】
上記ＬＥＤモジュールの上記正端子と負端子が上記パッドと同一レベルに位置するように形成されたことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１３】
上記電気絶縁体には、上記ＬＥＤモジュールに対向する第二面から延出する延出部が設けられて、この延出部に上記ＬＥＤモジュールの第三面の端部が重複したことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１４】
上記電気絶縁体には、上記ＬＥＤモジュール側に突出する突起が上記第二面に形成され、
上記ＬＥＤモジュールには上記突起に嵌合する凹所が形成されたことを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１５】
上記の各パッドが上記突起に形成されて、上記端子が上記凹所内の壁面に露出したことを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１６】
上記の各ＬＥＤモジュールはＬＥＤチップからの光を透過する第四面を有し、上記複数のＬＥＤモジュールはこの第四面の短辺方向に沿う形で並べて配置されることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１７】
各ＬＥＤモジュールは、ろう付け又は熱伝導性接着剤によって、上記放熱板の上記第一面に接合されることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１８】
上記放熱板は、上記複数のＬＥＤモジュールを搭載する搭載台と、この搭載台に着脱自在の基台で構成されることを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１９】
上記放熱板の上記第一面には、パターン回路が形成された電気絶縁板が搭載されて、このパターン回路と上記ＬＥＤモジュールとがワイヤによって接続されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤユニット。
【手続補正書】
【提出日】平成23年10月13日(2011.10.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤモジュールと放熱板を含むＬＥＤユニットであって、
各ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤチップと、上記ＬＥＤチップを内部に収める電気絶縁性のパッケージを含み、
上記の各パッケージは、上記ＬＥＤチップと上記放熱板との間に位置する部分に、熱伝導性を有するサブマウント部材が一体に形成されて、
各ＬＥＤモジュールは、上記放熱板の第一面に並べて配置され、
上記の各ＬＥＤモジュールの外面に、それぞれ上記ＬＥＤチップのアノードとカソードにそれぞれ電気的に結合された正端子と負端子が露出し、
上記放熱板は、その上記第一面において、上記ＬＥＤモジュールに隣接するように電気絶縁体が備えられ、
この電気絶縁体の第一面にパターン回路が形成され、このパターン回路は複数の上記ＬＥＤモジュールを互いに電気的に接続するように形成され、上記の各ＬＥＤモジュールの端子へ半田接合されるための複数のパッドが形成され、
上記正端子と上記負端子とのうち少なくともいずれか一方は、上記ＬＥＤモジュールに複数個設けられていることを特徴とするＬＥＤユニット。
【請求項２】
上記正端子と上記負端子は、上記ＬＥＤモジュールの第一面に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤユニット。
【請求項３】
上記正端子と上記負端子は、上記ＬＥＤモジュールの上記第一面と第二面に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤユニット。
【請求項４】
上記パターン回路は、上記複数のＬＥＤモジュールを並列に接続するように形成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項５】
上記パターン回路は、上記複数のＬＥＤモジュールを直列に接続するように形成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項６】
上記電気絶縁体は、上記放熱板の上記第一面で互いに離間する一対の電気絶縁体であり、一対の電気絶縁体の間に上記ＬＥＤモジュールが配置され、電気絶縁体それぞれの上記第一面に上記のパターン回路が形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項７】
上記パターン回路は、上記電気絶縁体の上記第一面の長辺方向に沿って延びる複数の配線ラインを有し、上記複数のＬＥＤモジュールは上記正端子と負端子を介して上記配線ラインに電気的に接続されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項８】
上記複数の配線ラインは、各ＬＥＤモジュールの上記正端子が接続される正側配線ラインと、各ＬＥＤモジュールの上記負端子が接続される負側配線ラインであることを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤユニット。
【請求項９】
上記正側配線ラインと上記負側配線ラインは、単一の上記電気絶縁体に形成されることを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１０】
上記パターン回路の一部は、上記電気絶縁体に埋設されたことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１１】
上記電気絶縁体は、上記放熱板の上記第一面で互いに離間する一対の電気絶縁体であり、一対の電気絶縁体の間に上記ＬＥＤモジュールが配置され、上記正側配線ラインと上記負側配線ラインが、それぞれ上記一対の電気絶縁体に形成されたことを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１２】
上記ＬＥＤモジュールの上記正端子と負端子が上記パッドと同一レベルに位置するように形成されたことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１３】
上記電気絶縁体には、上記ＬＥＤモジュールに対向する第二面から延出する延出部が設けられて、この延出部に上記ＬＥＤモジュールの第三面の端部が重複したことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１４】
上記電気絶縁体には、上記ＬＥＤモジュール側に突出する突起が上記第二面に形成され、
上記ＬＥＤモジュールには上記突起に嵌合する凹所が形成されたことを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１５】
上記の各パッドが上記突起に形成されて、上記端子が上記凹所内の壁面に露出したことを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１６】
上記の各ＬＥＤモジュールはＬＥＤチップからの光を透過する第四面を有し、上記複数のＬＥＤモジュールはこの第四面の短辺方向に沿う形で並べて配置されることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１７】
各ＬＥＤモジュールは、ろう付け又は熱伝導性接着剤によって、上記放熱板の上記第一面に接合されることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１８】
上記放熱板は、上記複数のＬＥＤモジュールを搭載する搭載台と、この搭載台に着脱自在の基台で構成されることを特徴とする請求項１から１７のいずれか一項に記載のＬＥＤユニット。
【請求項１９】
上記放熱板の上記第一面には、パターン回路が形成された電気絶縁板が搭載されて、このパターン回路と上記ＬＥＤモジュールとがワイヤによって接続されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤユニット。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明におけるＬＥＤユニットは、複数のＬＥＤモジュールと放熱板を含み、次に述べる構成を備える。各ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤチップと、ＬＥＤチップを内部に収める電気絶縁性のパッケージを含む。各パッケージは、ＬＥＤチップと放熱板との間に位置する部分に、熱伝導性を有するサブマウント部材が一体に形成されている。これら複数のＬＥＤモジュールは、放熱板の第一面に並べて配置される。この構成により、ＬＥＤユニット１００はＬＥＤチップ１０からの発熱を効率良く放熱板４０に拡散することができる。
また、各ＬＥＤモジュールの外面には、ＬＥＤチップのアノードとカソードにそれぞれ電気的に結合された正端子と負端子が露出している。放熱板は、その第一面において、ＬＥＤモジュールに隣接するように電気絶縁体が備えられる。この電気絶縁体の第一面にパターン回路が形成され、このパターン回路は複数のＬＥＤモジュールを互いに電気的に接続するように形成される。このパターン回路には、各ＬＥＤモジュールの端子へ半田接合されるための複数のパッドが形成される。この構成によれば、ワイヤボンディングを用いることなく、より簡便な半田接合によってＬＥＤモジュールとパターン回路とを電気接続できて、製造コストを抑えることができる。
そして、正端子と負端子のうち少なくともいずれか一方はＬＥＤモジュールに複数個備えられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
さらに、パターン回路は、複数のＬＥＤモジュールを並列あるいは直列に接続するように形成されることが好ましい。この構成により、様々な方法で複数のＬＥＤモジュールを接続できる。
【国際調査報告】
2010119872.tif 000023
2010119872.tif 000024
2010119872.tif 000025
2010119872.tif 000026