(57)【要約】【課題】  絶縁基板を用いた発光装置において、実装時に一定の沿面距離の確保を容易に判定することが可能な発光装置を提供する。【解決手段】  絶縁体からなる基板１上の電極パターン５と基板１の外縁の間に絶縁体からなる指標線６が形成され、導体部が指標線６の内側に位置すれば、発光装置の搭載される金属部面からの沿面距離を基板１の厚みと指標線６の幅の和以上に確保する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体からなる基板上に発光部と電極パターンを有し、
前記電極パターンと前記基板外縁の間の領域の少なくとも一部に絶縁体からなる指標線が形成されていることを特徴とする、発光装置。
【請求項２】
前記指標線と前記基板外縁の間の距離は０．１ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記指標線と前記電極パターンの間の距離は０．１ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記指標線の厚みは前記電極パターンの厚みよりも薄いことを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
前記指標線の線幅と前記基板の厚みの和は０．８ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【請求項６】
前記基板は四角形であり、前記電極パターンは前記基板の角部に位置することを特徴とする、請求項１に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光装置に関し、より特定的にはＣＯＢタイプの発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来光源に対してＬＥＤを使った発光装置は、印加された電力を直接光に変換するため、発光効率が非常に高く、近年、多くの照明装置に用いられている。
【０００３】
照明装置には、電球型、ダウンライト型、スポットライト、直管型、シーリング型など様々な用途と形態があり、ＬＥＤはこれら照明装置に光源として用いられる際、用途に合わせて様々な発光装置の形態をとる。
【０００４】
発光装置の主な形態として、回路基板に対してはんだによる実装を行って用いられる、ＬＥＤ素子を搭載したパッケージ、一般的に、Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ（ＳＭＤ）と呼ばれる形態、および、電極端子を有した配線基板にＬＥＤ素子を直接実装し、基板ごと発光装置として用いられる、一般的に、Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ（ＣＯＢ）と呼ばれる形態がある。
【０００５】
一般的にＳＭＤは、消費電力が１Ｗ以下、ＣＯＢは４Ｗ以上であり、ＣＯＢの多くは発光部が一つの領域として構成され、一つの発光部で大きな光出力が得られるという特徴を持つ。
【０００６】
ダウンライトやスポットライトは、意匠性および配光制御の容易さから、ＣＯＢがＳＭＤと比較して優れており、特に、発光面が円形タイプのＣＯＢが多く用いられている。さらに、ＳＭＤのように回路基板に実装する必要が無く、ＣＯＢタイプの発光装置は取り扱いが容易であるという利点がある。以下、本明細書では「ＣＯＢタイプの発光装置」を「ＣＯＢ」と言う。
【０００７】
ＣＯＢは放熱のために、一般に照明器具を構成する金属部に放熱ペーストや放熱性接着剤、放熱性シートなどを介して実装される。その際、照明器具としての絶縁対策を考慮しなければならない。
【０００８】
ＣＯＢは発光部と同一面に存在するアノードとカソードの電極端子がリード線を通じて電源と接続しており、一般に電極端子は基板の隅部に形成されるため、電極端子とＣＯＢを搭載する金属部の間の絶縁対策が必要となる。
【０００９】
ＣＯＢを金属部に搭載する場合に絶縁対策を考慮する上では、特に電極端子と金属部の間の沿面距離が重要となる。ＩＥＣ６０９５０（１９９９）によれば、基礎絶縁の条件で汚損度２以上における最小沿面距離は０．６ｍｍである。
【００１０】
コストの優位性および作業の単純性から、電極端子は基板上に電極パターンとして形成され、はんだ付けによりリード線と電気的に接続されることが多く、沿面距離として、電極端子のみならず、導体であるはんだおよびリード線の剥き出し部についても考慮されなければならない。
【００１１】
また、ＣＯＢの基板として金属を用いると、ＣＯＢを搭載する金属部と基板が電気的に接続するため、ＬＥＤ素子および電極端子の沿面距離の確保が困難であり、絶縁シートをＣＯＢと実装する金属部の間に敷くなどの対策が必要となる。特許文献１に開示されているように、ＣＯＢの基板として絶縁体であるセラミック基板を用いることで、絶縁シートをＣＯＢの下に敷く等の対策を行わなくても沿面距離を確保できるため、作業性が向上し、コスト上も優位となる。そのため、セラミック基板のＣＯＢは多く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】日本特許第５１１８１１０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
セラミック基板はその性質上、ワレやカケが発生しやすく、沿面距離を確保し、品位を維持するためには、工程上でワレやカケの検査を行わなければならない。しかしながら、一般に照明で用いるセラミック基板は白色など単色材料のため、ワレやカケの判定を目視等で行うことが容易では無く、セラミック基板によって確保される沿面距離を判定し、保証することは困難である。
【００１４】
さらに、リード線についても導体である被覆の剥き出し部からＣＯＢを実装する金属との間の沿面距離確保のために、リード線の剥き出し長さを規定し、剥き出し部の基板上の位置を限定するなどの対策が必要である。剥き出し部の位置を電極パターン内に納めるよう作業上規定することもあるが、作業としては容易でなく、リード線の剥き出し部を基板上の定められた領域内に位置させ、リード線の剥き出し部がセラミック基板に接触したとしても、ＣＯＢを搭載する金属部との間で一定の沿面距離を安定的に確保させることは困難である。
【００１５】
そのため 、ＣＯＢを搭載する金属部において、ＣＯＢの電極部が近く、リード線が引き出される部分に、穴もしくは窪みを設けて沿面距離を確保するなどの対策が講じられることもあるが、金属部の加工がコストアップにつながるだけでなく、ＣＯＢの放熱に必要な金属部が減ることでＣＯＢの温度制御にも好ましくない。
【００１６】
また、一般に樹脂のポッティングによって絶縁を保つ技術が知られているが、多くのＣＯＢにおいては、小型化がコストや取り扱いの上で好まれるため、基板サイズに対して発光面の占める面積が大きく、その結果、電極部が発光部に近くなるため、発光部に触れないよう電極部のみポッティングを行うことは作業上、容易ではない。
【００１７】
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、絶縁基板を用いたＣＯＢの実装において、一定の沿面距離の確保を作業上容易に判定することが可能な発光装置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】
【００１８】
本発明は、絶縁体からなる基板上に発光部と電極パターンを有し、電極パターンと基板外縁の間の領域の少なくとも一部に絶縁体からなる指標線が形成された発光装置である。
【００１９】
本発明の発光装置の一様態において、指標線と基板外縁の間の距離 は０．１ｍｍ以上である。
【００２０】
本発明の発光装置の一様態において、指標線と電極パターンの間の距離は０．１ｍｍ以上である
【００２１】
本発明の発光装置の一様態において、指標線の厚みは電極パターンの厚みよりも薄い。
【００２２】
本発明の発光装置の一様態において、指標線の線幅と基板厚みの和は０．８ｍｍ以上である。
【００２３】
本発明の発光装置の一様態において、基板は四角形であり、電極パターンは基板の角部に位置する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、絶縁基板を用いたＣＯＢの実装において、一定の沿面距離の確保を作業上容易に判定することが可能な発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に関わる発光装置を示す図である。
【図２】図1の破線囲み部の拡大図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図３においてリード線をはんだ付けした図である。
【図５】本発明の実施形態の変形例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態の変形例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態の変形例を示す図である。
【図８】本発明の実施形態の変形例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の発光装置について図面を用いて説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については、原則として同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表すものではない。
【００２７】
図１に示すように、ＣＯＢは基板１上に樹脂ダム３に囲まれた発光部２を有し、基板１上に配線パターン４が形成され、配線パターン４は電気的に電極パターン５と接続する。電極パターン５と基板１の外縁との間に指標線６が形成されている。
【００２８】
（基板）
基板１は絶縁体が用いられる。発光部２内に実装されるＬＥＤ素子からの放熱が必要なため、高熱伝導性であるアルミナや窒化アルミニウム等のセラミック基板が好ましい。
【００２９】
好ましくは、基板１は連基板の分割によって得られ、連基板によって発光部が形成されることで、効率的な生産を行うことが可能となる。セラミックの連基板はダイシングもしくはブレイキングによって分割されるが、ブレイキングが生産上効率的である。ブレイキングを含めた生産の効率化のため、基板形状は四角形であり、連基板も四角形であることが好ましい。
【００３０】
また、基板の生産、配線パターンなどの形成、ＬＥＤ素子の搭載などの生産効率を高め、搭載金属部への設置面積を最大化してＣＯＢの放熱性を高める上で、基板１は上下面ともに平坦であることが好ましい。
【００３１】
（発光部）
発光部２は樹脂ダム３に囲われ、その内部の基板１上にＬＥＤ素子が直接実装されている。ＬＥＤ素子は、透光性樹脂によって覆われており、白色光の発光が所望される場合は透光性樹脂に蛍光体を含んでいる。発光部はその形状を問わないが、光学部品との組み合わせを考えると、円形が好ましい。もしくは長方形の面を照射する用途には、細長い長方形の発光部が好ましい。
【００３２】
なお、発光部は複数であっても良い。
【００３３】
また、発光部はＬＥＤ素子に限らず、有機ＥＬ、無機ＥＬ等の発光体によって形成されても良い。
【００３４】
（樹脂ダム）
樹脂ダム３は発光部２を覆う透光性樹脂を堰き止めるための樹脂であり、透明や白色などの光を吸収しにくい材質であることが好ましい。
【００３５】
（ＬＥＤ素子）
ＬＥＤ素子は、ＩｎＧａＮ系、ＧａＡｌＡｓ系、ＧａＰ系などより、所望の発光色によって適宜選択される。一般照明用として使用される場合、ＬＥＤ素子は青色領域（波長が４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の領域）もしくは紫色領域（波長が３８５ｎｍ以上４３０ｎｍ以下の領域）にピーク発光波長の存在するＩｎＧａＮ系のＬＥＤ素子を用い、蛍光体によって一部の光が他の可視光領域の色に変換され、白色光を発することが好ましい。より好適にはＩｎＧａＮ系ＬＥＤ素子である。発光効率、入手性、入手コストなどの理由により青色ＬＥＤ素子を用いられることが好ましい。
【００３６】
ＬＥＤ素子は、アノード用電極パッドとカソード用電極パッドを有し、金属ワイヤーを介して、他のＬＥＤ素子や基板上の配線パターンと電気的に接続される。もしくは、ＬＥＤ素子が裏面に電極を有し、直接基板上の配線パターンと電気的に接続されていても良い。
【００３７】
（透光性樹脂および蛍光体）
ＬＥＤ素子は、透光性樹脂によって覆われており、所望の発光色に応じてＬＥＤ素子を覆う透光性樹脂には選択的に蛍光体が含まれている。
【００３８】
発光部ではＬＥＤ素子から放射された一次光の一部が蛍光体によって可視光にスペクトル成分を持つ光に変換される。好適には青色ＬＥＤ素子からの光の一部が蛍光体によって緑色から赤色にスペクトル成分を持つ光に変換され、発光部全体として白色系の光を発し、発光部が所望する光の特性となるように蛍光体の混合比率が設定されることが好ましい。
【００３９】
発光部に含まれる透光性樹脂は、透光性を有する樹脂であれば限定されない。例えば、耐熱性を有するシリコーン樹脂などであることが好ましい。
【００４０】
（配線パターン）
配線パターン４は基板１上にＡｇ系やＡｕ系などの導体材料をスクリーン印刷する方法などにより形成される。もしくは、配線パターン４と電極パターン５を有するシートを基板１上に貼ることで形成されても良い。配線パターン４は電極パターン５と接続し、発光部２や樹脂ダム３の領域にも形成され、ＬＥＤ素子と金属ワイヤーなどを介して電気的に接続する。
【００４１】
ＬＥＤ素子の配線部において、外部からの導体の接触による短絡を防ぐため、配線パターンおよび金属ワイヤーは透光性樹脂もしくは樹脂ダム３で覆われていることが好ましい。また、発光部２のチップ実装面積を確保するために、配線パターン４は樹脂ダム３直下にあることが好ましい。  
【００４２】
樹脂ダム３よりも外側の配線パターン４はガラスや樹脂などの絶縁体もしくは高抵抗材料によって保護されていることが好ましい。
【００４３】
（電極パターン）
電極パターン５は基板１上にＡｇ系などの導体材料をスクリーン印刷する方法などにより形成され、発光部２を避けるように設けられている。発光部２とリード線６の引き回しが干渉しないように、発光部２から遠い、基板１の角部に設けられていることが好ましい。
【００４４】
電極パターン５は、楕円や台形、長方形、三角形など様々な形状を取ることが可能であり、より好適には、発光部２との干渉を避けるために、発光部２との距離を広くすることが可能な台形もしくは三角形の形状であることが好ましい。
【００４５】
なお、電極パターン５は図３に示すように、基板の４つの角部の内、３つ以上の角部に設けられていても良い。３つの角部に設けられることで、アノード電極とカソード電極の組が２つと１つとなり、リード線の引き出しを基板の異なる方向か同じ方向かの選択をすることができることで、照明器具の設計の自由度が増す。電極パターンの数が増えると、沿面距離を確認する箇所も増えるため、本発明による沿面距離を判定する手法は好ましい。
【００４６】
もしくは、電極パターン５はアノード電極とカソード電極が１つの角部に隣り合うように 設けられていても良く、束ねたリード線を使って作業することが可能となるため、実装作業がより容易となる。
【００４７】
電極パターン５は沿面距離確保のため、ＣＯＢを搭載する基板１の外縁から一定の距離以上となるように設けられ、さらに基板の寸法精度や分割時のカケに対してマージンを有した位置であることが好ましい。
【００４８】
（指標線）
指標線６は電極パターン５と基板１の外縁との間にスクリーン印刷やインクジェット印刷、描画などによって形成される。指標線６は基板１のワレカケの判定にも用いられるため、連基板のブレイキング前に形成されることが好ましい。また、基板１上の位置精度が必要なため、電極パターン５などと併せて指標線６が形成されることがより好ましい。
【００４９】
基板１の指標線６の材料は絶縁体であり、ガラス材料やエポキシ系、シリコーン系、ポリイミド系などの樹脂材料が用いられる。指標線６の色は基板１の色と異なることが好ましく、目視もしくはカメラによるカケなどの判定が容易となる。視認性に併せて顔料等により指標線６の色を選択することが、より好ましい。
【００５０】
なお、耐熱性がＣＯＢの最大仕様温度と近いエポキシ系などの樹脂材料を用いることで、樹脂材料の劣化具合を確認することにより ＣＯＢの長期熱履歴を把握することができ、故障時の要因判定に用いることができるため、好ましい。もしくは温度履歴によって色が変化する材料を指標線の顔料に用いても良い。
【００５１】
基板１からリード線７の引き出しを妨げないためにも、指標線６の厚みは電極パターン５の厚みよりも薄く形成されることが好ましい。
【００５２】
指標線６の基板外縁側境界は連基板のブレイキングや工程上の取り扱いによって発生する基板１のカケに対する判定基準となる。カケが指標線６の境界に達していなければ、指標線６の基板外縁側境界とＣＯＢを搭載する金属部の間では少なくとも基板１の厚み以上の沿面距離を確保しており、指標線６の基板外縁側境界から内側への距離はさらなる沿面距離の増分となる。
【００５３】
また、指標線６の基板外縁側境界をカケの良否判定基準とすることで、ＣＯＢとしての品位を保つことができる。図４に示すように、基板１の全周を囲んでも良く、カケの判定を全周に渡って目視で行うことが可能となる。
【００５４】
基板１のカケは連基板のブレイキングや工程上の取り扱いによって僅かであれ発生するため、指標線６の基板外縁側境界が実際にカケに対する良否判定基準として機能するためには、指標線６の基板外縁側境界は基板１の設計上の外縁より少なくとも０．１ｍｍ以上の距離が必要である。
【００５５】
指標線６の基板内側境界は、指標線６の線幅の沿面距離を確認するものである。そのため、指標線６の基板外縁側境界にカケが無ければ、指標線６の基板内側境界は、基板１の厚み分と指標線６の線幅の合計の沿面距離を保証する基準となる。つまり、図３において、はんだ８やリード線７の被覆むき出し部７ａが指標線６の基板内側境界よりも基板内側に位置していれば、実装後もＣＯＢとして一定の沿面距離が確保できていることをＣＯＢ上面より目視で判定することが可能となる。好ましくは、指標線６は必要な沿面距離に対して必要十分の線幅とすることで、被覆むき出し部７ａの位置可能な領域が広くなり、リード線７のはんだ付け作業に尤度をもたらすことが可能となる。
【００５６】
指標線６の基板内側境界の視認性を確保するため、指標線６の基板内側境界と電極パターン５の距離は少なくとも０．１ｍｍ以上を有することが好ましい。
【００５７】
指標線６の線幅を設定するための基板１の厚みの値は、指標線６の基板内側境界が一定の沿面距離を保証するために、基板１の仕様上の最小値が用いられるべきである。
【００５８】
リード線の被覆むき出し部７ａは引っ張り応力や熱による被覆樹脂の収縮によって拡大し、沿面距離が初期状態より短くなることがある。そのため、指標線６の線幅と基板１の厚みの和は必要な沿面距離より少なくとも０．２ｍｍ大きいことが好ましい。少なくとも沿面距離０．６ｍｍは一般的に必要であるため、指標線６の線幅と基板１の厚みの和は０．８ｍｍ以上であることが好ましい。
【００５９】
また、指標線６は図７に示すように、指標線６は破線であっても点線であっても良く、リード線剥き出し部７ａなど導体部が、目視によって指標線６が示す境界よりも基板の内側に位置するかを判定できれば良い。
【００６０】
また、指標線６は図８に示すように、電極パターン５と基板１の外縁との間の一部に形成されていれば良く、リード線剥き出し部７ａなど導体部が、目視によって指標線６を延長した線よりも基板内側に位置するかを判定できれば良い。
【００６１】
さらには、指標線６は図９に示すように、リード線７の引き出し方向の領域にのみ形成されていても良い。
【符号の説明】
【００６２】
１  基板
２  発光部
３  ダム樹脂
４  配線パターン
５  電極パターン
６  指標線
７  リード線
７ａ  リード線剥き出し部
８  はんだ
【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】
2018160647.tif 000008
【図７】
2018160647.tif 000009
【図８】
2018160647.tif 000010
【図９】
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