(57)【要約】      （修正有）【課題】高い位置精度で実装することができる発光素子搭載用基板及びその固定方法と提供する。【解決手段】平面視において、一辺７０ａ側に面して配置された第１凹部８０及び第２凹部９０を備えた発光素子搭載用基板７０であって、第１凹部８０は、２つの隅部８１、８２とこれら２つの隅部８１、８２を繋ぐ直線部８３とを有し、かつ第２凹部９０は、その内側の端部に向かって幅狭となる少なくとも２つの線部９３、９４を有する。【選択図】図１Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視において、一辺側に面して配置された第１凹部及び第２凹部を備えた発光素子搭載用基板であって、
前記第１凹部は、２つの隅部と該２つの隅部を繋ぐ直線部とを有し、かつ
前記第２凹部は、その内側の端部に向かって幅狭となる少なくとも２つの線部を有する発光素子搭載用基板。
【請求項２】
前記第２凹部は、前記２つの線部の間で互いに連結した２つのアール部を有する請求項１の発光素子搭載用基板。
【請求項３】
前記第２凹部は、前記２つの線部が前記端部において鋭角を構成する請求項１の発光素子搭載用基板。
【請求項４】
前記第１凹部の２つの隅部は、アール部である請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光素子搭載用基板。
【請求項５】
前記第１凹部の直線部の長さが、該直線部の前記一辺側からの位置に相当する位置における第２凹部の幅よりも大きい請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光素子搭載用基板。
【請求項６】
前記第１凹部と第２凹部とは、同じ深さである請求項２に記載の発光素子搭載用基板。
【請求項７】
前記発光素子搭載用基板は、さらに、発光素子が配置された発光領域を有する請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光素子搭載用基板。
【請求項８】
前記発光素子搭載用基板は、さらに、前記第１凹部及び第２凹部が配置された辺から離れた位置に貫通孔又は第３凹部を備える請求項７に記載の発光素子搭載用基板。
【請求項９】
前記発光素子搭載用基板は、前記第１凹部及び第２凹部が配置された辺と対向する辺を有し、
前記貫通孔又は第３凹部は、前記対向する辺に近接して又は面して配置される請求項８に記載の発光素子搭載用基板。
【請求項１０】
前記貫通孔又は第３凹部は、前記発光領域を介して、前記第１凹部及び第２凹部に対して前記発光素子搭載用基板の反対側に配置されている請求項８に記載の発光素子搭載用基板。
【請求項１１】
前記第１凹部と前記第２凹部とは、前記一辺側において同じ幅を有する請求項１〜１０のいずれか１つに記載の発光素子搭載用基板。
【請求項１２】
前記第１凹部は、前記発光素子搭載用基板の一辺側から前記２つのアール部の間に、それぞれ、互いに平行な又は少なくとも一方が前記アール部に向かって傾斜する第１線部及び第２線部を有する請求項１〜１１のいずれか１つに記載の発光素子搭載用基板。
【請求項１３】
前記第２凹部の２つの線部は、少なくとも一方が、前記端部に向かって傾斜した第３線部及び第４線部を有する請求項１の発光素子搭載用基板。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか１つに記載の発光素子搭載用基板と所定間隔で配置された２つの螺子を備えた実装基板とを準備し、
前記発光素子搭載用基板における第１凹部の直線部及び第２凹部の少なくとも１つの線部又は連結した２つのアール部に前記実装基板の螺子をそれぞれ当接させ、
前記螺子を締めて前記発光素子搭載用基板を前記実装基板に固定することを含む発光素子搭載用基板の固定方法。
【請求項１５】
請求項８〜１３のいずれか１つに記載の発光素子搭載用基板と所定間隔で配置された２つの螺子を備えた実装基板とを準備し、
前記第１凹部の直線部及び第２凹部に前記実装基板の螺子をそれぞれ当接させ、
前記貫通孔又は第３凹部に螺子を嵌め込み前記発光素子搭載用基板を前記実装基板に固定することを含む発光素子搭載用基板の固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光素子搭載用基板及び該基板の固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高輝度及び／又は高出力を必要とする発光装置として、発光ダイオード又はレーザダイオード等を複数備える発光装置が提案されている。
このような発光装置は、通常、回路等が形成された実装基板に固定されて使用されるため、その基板に切欠き及び／又は螺子穴がそれぞれ形成されている（例えば、特許文献２）。そして、このような発光装置を実装基板に固定する場合、その使用目的によって、高度な位置精度が求められている。
【０００３】
しかし、発光装置の基板に設けられた切欠き及び／又は螺子穴の形態等によって、また、実装基板側に取り付けられた螺子の形態によって、位置精度を高めることに限界が生じる。
例えば、発光装置における切欠き及び／又は螺子穴の配置精度が良好であっても、実装基板側の螺子等に起因して、高精度の固定が実現できないことがある。また、その固定の際にずれが生じると、位置精度を高めることができない。その結果、発光装置の基板に歪を生じさせることとなり、発光装置の基板がその使用における温度サイクルにより膨張収縮を繰り返し、基板の破損又は割れを招く。また、発光装置を実装基板から浮きあがらせることとなり、発光装置の放熱性を低下させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１１／００４７９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、高い位置精度で実装することができる発光素子搭載用基板及びその固定方法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】
【０００６】
本発明者らは、発光装置における基板の切欠き及び／又は螺子穴の配置形態と、実装基板の螺子の取り付け形態との関係、両者における位置精度における誤差の発生について鋭意研究した結果、発光装置における基板の切欠き及び螺子孔の形状及び位置関係を調整することにより、発光装置の実装基板への位置合わせが容易であり、発光装置及び実装基板のそれぞれにおいて位置精度に若干の誤差が生じた場合であっても、取り付けの際にその誤差を最大限に吸収することができる発光素子搭載用の基板の形態と、その基板の固定方法とを見出し、本発明の完成に至った。
【０００７】
すなわち、本発明の発光素子搭載用基板は、
平面視において、一辺側に面して配置された第１凹部及び第２凹部を備えた発光素子搭載用基板であって、
前記第１凹部は、２つの隅部と該２つの隅部を繋ぐ直線部とを有し、かつ
前記第２凹部は、その内側の端部に向かって幅狭となる少なくとも２つの線部を有することを特徴とする。
また、本発明の発光素子搭載用基板の固定方法は、
上述した発光素子搭載用基板と所定間隔で配置された２つの螺子を備えた実装基板とを準備し、
前記発光素子搭載用基板における第１凹部の直線部及び第２凹部の少なくとも１つの線部又は連結した２つのアール部に前記実装基板の螺子をそれぞれ当接させ、
前記螺子を締めて前記発光素子搭載用基板を前記実装基板に固定することを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高い位置精度で実装することができる発光素子搭載用基板を提供することができる。また、その固定方法によって、簡便かつ確実に高精度の実装が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】本発明の発光素子搭載用基板の一実施形態を示す平面図である。
【図１Ｂ】本発明の発光素子搭載用基板の別の実施形態を示す平面図である。
【図１Ｃ】本発明の発光素子搭載用基板のさらに別の実施形態を示す平面図である。
【図２】本発明の発光素子搭載用基板の別の実施形態を示す平面図である。
【図３】図２の発光素子搭載用基板の斜視図である。
【図４】本発明の発光素子搭載用基板のさらに別の実施形態を示す平面図である。
【図５】本発明の発光素子搭載用基板のさらに別の実施形態を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の発光素子搭載用基板（以下、「基板」ということがある）は、平面視において、一辺側の側面に配置された第１凹部及び第２凹部を備える。また、通常、この基板は、複数の発光素子を搭載する発光領域を備える。
【００１１】
〔発光素子搭載用基板〕
発光素子搭載用基板は、板状の部材であり、複数の発光素子を保持し得る程度の厚みがあればよい。従って、剛性を有するものであってもよいし、柔軟性を有するもののいずれでもよい。
基板の平面の概形は、特に限定されるものではなく、多角形やその少なくとも１つの多角形を構成する辺が丸みをおびたもの等の種々の形状とすることができる。なかでも、四角形であることが好ましい。ただし、これらの形状に、凹部や凸部、切欠き、孔等が規則的又は不規則的に配置されていてもよい（図１Ｃの基板１ａ参照）。
【００１２】
基板は、どのような材料で形成されていてもよく、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂、木材、パルプ等の絶縁材料、半導体、金属（例えば、銅、銀、金、アルミニウム等）等の導電材料及びこれらの組み合わせが挙げられる。なかでも、金属、セラミックス、樹脂等が好ましい。
【００１３】
図１Ａ及び図１Ｂ等に示すように、基板１、７０は、平面視において、一辺側に面して配置された第１凹部１０、８０及び第２凹部２０、９０を有する。
ここで、一辺側とは、図１Ａ又は図１Ｂに示すように、基板１、７０の概形が四角形の場合は、その一辺２ａ、７０ａを指す。また、基板１ａが、その外周の一部に凹部や凸部を有する場合には、図１Ｃに示すように、発光領域６に対して同じ側、つまり、１つの辺が配置する側に第１凹部１０及び第２凹部２０配置されていること、必ずしも同じ辺において、第１凹部１０及び第２凹部２０が配置されていなくてもよいことを包含する。
また、第１凹部及び第２凹部は、言い換えると、板状基板において側面（平面視における一辺に相当）に形成されているものであり、板状基板の側面からその内側において、表裏面の一部が切り欠かれた部位を指す。第１凹部及び第２凹部は、必ずしも同じ側面に配置されていなくてもよく、上記と同様に発光領域６に対して同じ側に配置する側面に配置されていればよい（図１Ｃ参照）。
【００１４】
第１凹部は、平面視、２つの隅部とこれら２つの隅部を繋ぐ直線部とを有する。隅部は、所定の角度を有する部位であってもよいし、アール部であってもよい。
例えば、図１Ａに示すように、第１凹部１０は、隅部として、２つのアール部１１、１２と、これら２つのアール部１１、１２を繋ぐ直線部１３とを有する。あるいは、図１Ｂに示すように、第１凹部８０は、隅部として、２つの直角の部位と、これら２つの隅部８１、８２を繋ぐ直線部８３とを有する。以下、第１凹部１０、８０の最も基板内側の端部を「終端」ということがある。
第１凹部１０、８０の一辺２ａ、７０ａから終端までの深さは、特に限定されず、実装基板に固定する際の螺子の大きさに応じて適宜調整することができる。例えば、使用する螺子の１〜３倍程度の深さ、１２〜１．８倍程度の深さが挙げられる。具体的には、１ｍｍ〜数ｃｍ程度が挙げられ、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度又は数ｍｍ〜１０ｍｍ程度が好ましい。
【００１５】
第１凹部１０、８０の一辺２ａ、７０ａにおける幅は、特に限定されず、実装基板に固定する際の螺子の大きさに応じて適宜調整することができる。例えば、使用する螺子の１〜３倍程度の幅、１．１〜１．７倍程度の幅が挙げられる。具体的には、１ｍｍ〜数ｃｍ程度が挙げられ、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度又は数ｍｍ〜１０ｍｍ程度が好ましい。
アール部１１、１２の曲率半径は、特に限定されず、実装基板に固定する際の螺子の大きさに応じて適宜調整することができる。例えば、使用する螺子の直径の０．１〜２倍程度、０．３〜１倍程度が挙げられる。具体的には、０．数ｍｍ〜数ｃｍ程度の曲率半径が挙げられ、０．数ｍｍ〜１０ｍｍ程度又は１ｍｍ〜５ｍｍ程度が好ましい。
アール部１１とアール部１２とは、異なる曲率半径を有していてもよいが、同じであることが好ましい。
【００１６】
隅部８１、８２の角度は、特に限定されず、例えば、７０〜１１０°程度が挙げられ、８０〜１００°程度が好ましく、直角がより好ましい。ここでの直角とは、必ずしも９０°のみを意味するものではなく、±５°程度の角度の変動が許容され、さらに、加工精度等を考慮して若干の丸みを帯びた形状も許容されることを意味する。
隅部８１、８２は、異なる角度を有していてもよいが、同じであることが好ましい。
【００１７】
直線部１３、８３の長さは、特に限定されるものではなく、実装基板に固定する際の螺子の大きさに応じて適宜調整することができる。例えば、使用する螺子の０．１〜２倍程度の長さ、０．２〜１倍程度の長さが挙げられる。具体的には、０．数ｍｍ〜数ｃｍ程度が挙げられ、０．数ｍｍ〜１０ｍｍ程度又は０．数ｍｍ〜５ｍｍ程度が好ましい。
【００１８】
第１凹部１０、８０は、基板１の一辺２ａ、７０ａと２つの隅部８１、８２又はアール部１１、１２との間に、それぞれ、第１線部１４、８４及び第２線部１５、８５を有する。
第１線部１４、８４及び第２線部１５、８５は、曲線あるいは蛇行した曲線又は直線のいずれでもよく、なかでも、直線であることが好ましい。また、第１線部１４、８４及び第２線部１５、８５は、互いに平行であることが好ましいが、基板の一辺と２つの隅部８１、８２又はアール部１１、１２との間で、少なくとも一方の隅部又はアール部に向かって、または双方の隅部又はアール部に向かって傾斜していてもよい。言い換えると、第１凹部の終端に向かって第１凹部の幅が狭くなるように、一辺２ａ、７０ａに対して傾斜していてもよい。ここでの傾斜の角度（図１Ａ中、α）は、一辺２ａ、７０ａに対して９０±５°程度が挙げられる。第１線部１４、８４及び第２線部１５、８５の傾斜の角度は、異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。ここでの傾斜の角度は、後述する第２凹部２０、９０の傾斜角度よりも小さいことが好ましい。
【００１９】
第１凹部は、直線部の中点を通り、一辺に対して垂直な線に対して対称であることが好ましいが、必ずしも対称でなくてもよい。
【００２０】
第１凹部は、実装基板に固定する際の螺子の大きさによるが、この螺子に対して、基板の一辺に直交する方向及び一辺が延長する方向（互いに直交する方向、以下それぞれ「縦方向」、「横方向」ということがある。）にマージンを有する程度に大きいことが好ましい。言い換えると、螺子が第１凹部にはめ込まれた際に、螺子が第１凹部の終端に当接されるが、それでもなお、横方向、つまり、直線部１３の延長方向に移動できるマージンがあることが好ましい。このようなマージンを確保するために、例えば、用いる螺子（山部）の直径の１００〜３００％程度の深さ、３０〜１００％程度のアール部の曲率半径、２０〜８０％程度の直線部の長さとすることが好ましく、用いる螺子（山部）の直径の１００〜２００％程度の深さ、３０〜８０％程度のアール部の曲率半径、２０〜５０％程度の直線部の長さとすることがより好ましい。
【００２１】
これにより、螺子を第１凹部に当接した場合において、横方向に対してマージンを確保しながら、後述する第２凹部によって、横方向に対する位置を固定することが可能となり、実装基板に設けられた２つの螺子の位置精度にばらつきがあっても、縦横方向に高精度に位置合わせをしながら、発光素子搭載用基板に歪を生じさせることなく固定することが可能となる。つまり、第１凹部１０の直線部１３は、第１凹部１０及び第２凹部２０が配置された一辺２と平行であることが好ましい。
【００２２】
第２凹部は、平面視、その内側の端部に向かって幅狭となる少なくとも２つの線部を有する（図１Ａの第３線部２３、第４線部２４、図１Ｂの第３線部９３、第４線部９４参照）。以下、これらの線部を第３線部及び第４線部ということがある。
これらの第３線部２３、９３及び第４線部２４、９４は、曲線あるいは蛇行した曲線又は直線のいずれでもよく、なかでも、直線であることが好ましい。
第３線部と第４線部とは、少なくとも一方が、端部に向かって、一辺に対して傾斜していればよく、双方が傾斜していることが好ましい。この場合の傾斜の角度（図１Ａ中、β）は、一辺２ａ、７０ａに対して９０°より大きく〜１００°程度が挙げられる。第３線部及び第４線部の傾斜の角度は、異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。
【００２３】
第３線部及び第４線部の端部側は、これら２つの線部の間で互いに連結した２つのアール部を有していてもよいし（図１Ａ参照）、これら２つの線部が鋭角を構成していてもよい（図１Ｂの９１参照）。ここで、２つのアール部２１、２２が連結するとは、直線部分を介さずに、直接アール部同士が隣接していることを意味する。以下、アール部２１、２２が連結された又は鋭角を構成する第２凹部２０の最も基板内側の端部を「終端」ということがある。第２凹部２０は、終端における幅が、一辺２ａ、７０ａにおける幅よりも小さい。
【００２４】
第２凹部２０、９０の一辺２ａ、７０ａから終端までの深さは、１ｍｍ〜数ｃｍ程度が挙げられ、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度又は数ｍｍ〜１０ｍｍ程度が好ましい。特に、第２凹部２０は、第１凹部１０と同じ深さであることが好ましい。言い換えると、第１凹部１０の直線部１３と、第２凹部２０の２つのアール部２１、２２の連結した部位とを結ぶ直線が、第１凹部１０及び第２凹部２０が配置された一辺２と平行であることが好ましい。
【００２５】
あるいは、第２凹部９０は、第１凹部８０よりも深いことが好ましい。この深さは、実装基板に固定する際の螺子の大きさ、傾斜の角度βに応じて適宜調整することができる。第２凹部の深さの数％〜数十％程度深いことが好ましい。
いずれの場合においても、第１凹部の端部に相当する位置における第２凹部の幅、つまり、図１Ａで説明すると、第１凹部の直線部が位置する部位Ｘにおける第２凹部の幅は、第１凹部の直線部の長さよりも小さいことが好ましい。例えば、図１Ａでは、アール部２１とアール部２２との連結点（長さゼロ）は、直線部１３の長さよりも小さく、図１Ｂでは、第１凹部の直線部８３が位置する部位Xに相当する位置において、直線部８３の長さは、その位置における第２凹部の幅Ｚよりも長いことが好ましい。ここでの幅Ｚは、実装基板に固定する際の螺子の大きさによるが、例えば、０．５ｍｍ〜数ｃｍ程度が挙げられ、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度又は１ｍｍ〜５ｍｍ程度が好ましい。
【００２６】
第２凹部２０、９０の一辺２ａ、７０ａにおける幅は、例えば、１ｍｍ〜数ｃｍ程度が挙げられ、１ｍｍ〜１０ｍｍ程度又は数ｍｍ〜１０ｍｍ程度が好ましい。第２凹部２０、９０の一辺２ａ、７０ａにおける幅は、第１凹部１０、８０と同じであることが好ましい。
【００２７】
アール部２１、２２の曲率半径は、例えば、０．数ｍｍ〜数ｃｍ程度が挙げられ、０．数ｍｍ〜１０ｍｍ程度又は１ｍｍ〜５ｍｍ程度が好ましい。アール部２１とアール部２２とは、異なる曲率半径を有していてもよいが、同じであることが好ましい。また、アール部２１、２２は、アール部１１、１２と、異なる曲率半径を有していてもよいが、同じであることが好ましい。
【００２８】
第２凹部は、アール部２１、２２の連結部又は鋭角を通り、一辺２ａ、７０ａに対して垂直な線に対して対称であることが好ましいが、必ずしも対称でなくてもよい。
【００２９】
第２凹部は、実装基板に固定する際の螺子の大きさによるが、この螺子に対して、第２凹部の入り口では縦横方向にマージンを有する程度に大きいが、螺子が第２凹部にはめ込まれた際に、横方向において適所にて固定することができるマージンがあることが好ましい。このようなマージンを確保するために、例えば、用いる螺子（山部）の直径の１００〜３００％程度の深さ、３０〜１００％程度のアール部の曲率半径とすることが好ましく、用いる螺子（山部）の直径の１００〜２００％程度の深さ、３０〜８０％程度のアール部の曲率半径とすることがより好ましい。
【００３０】
これにより、螺子を第１凹部及び第２凹部のそれぞれに当接した場合において、螺子の一方を、傾斜した第２凹部の第３線部及び／又は第４線部に沿わせて終端に当接させるまでに、縦方向に対してマージンを確保しながら、横方向において、適所に螺子を固定することが可能となる。その結果、上述したように、実装基板に設けられた２つの螺子の位置精度にばらつきがあっても、縦横方向に高精度に位置合わせをしながら、発光素子搭載用基板に歪を生じさせることなく固定することが可能となる。
【００３１】
また、基板１は、図１Ａ又は図１Ｂに示すように、第１凹部１０、８０及び第２凹部２０、９０が配置された辺２ａ、７０ａから離れた位置に貫通孔３０、３１又は第３凹部を備えることが好ましい。貫通孔３０、３１又は第３凹部は１つ以上であればよい。ここで、第１凹部１０及び第２凹部２０が配置された辺２ａから離れた位置とは、第１凹部１０及び第２凹部２０が配置された辺２ａと異なる辺に最も近いことを意味する。異なる辺は、辺２ａと隣接する辺（図１Ａにおいて、辺２ｂ又は辺２ｄ、図１Ｂにおいて、辺７０ｂ又は辺７０ｄ）であってもよいが、例えば、基板１が、第１凹部１０及び第２凹部２０が配置された辺２ａと対向する辺２ｃ（又は７０ｃ）を有する場合には、その対向する辺２ｃであることが好ましい。なお、第３凹部は、上述した異なる辺に面して配置されることになるが、その辺は、第１凹部１０及び第２凹部２０が配置された一辺２ａに対向する辺２ｃであってもよいし、これに隣接する辺２ｂ、２ｄ等であってもよい。
【００３２】
貫通孔３０又は第３凹部は、後述する発光領域６を介して、第１凹部１０及び第２凹部２０に対して基板１の反対側に配置されていることが好ましい。両者の距離が長いほど、固定の際の位置ずれの程度を低減することができる。
【００３３】
貫通孔３０は、円又は楕円等の形状とすることができ、その大きさは、用いる螺子によって適宜設定することができる。例えば、螺子の直径に対して１００〜１５０％の直径を有する円又は楕円（短軸）とすることが好ましく、さらに１１０〜１５０％とすることが好ましい。
第３凹部は、第１凹部及び／又は第２凹部の何れかと同様の形状又はこれらの大きさで例示された範囲の大きさとすることができる。
このような貫通孔又は第３凹部を有することにより、第１凹部及び第２凹部によって高精度に位置合わせした基板を、強固に実装基板に固定することができる。
【００３４】
基板１は、さらに、発光素子が配置された発光領域６を有する。
発光領域６には、複数の発光素子が搭載されている。発光素子としては、特に限定されるものではなく、当該分野で通常用いられている種々の半導体層からなる、種々の発光波長のものが挙げられる。例えば、発光素子は、列状、行状に又はマトリクス状に配列されているものが好ましい。その数は、例えば、１〜数十×１〜数十個程度が挙げられる。これらの発光素子の接続形態は、特に限定されず、直列、並列、直並列、並直列の１以上の回路を含むものが挙げられる。なかでも、直並列又は並直列、具体的には、２並列×１０直列が、複数回路含まれるものが好ましい。このような接続形態とすることにより、１つの発光素子が不通となっても、または複数の発光素子がランダムに不通となっても、この発光素子を含まない回路において不通を回避することができる。
【００３５】
基板１は、通常、上述した発光領域６に複数の発光素子を搭載し、かつ上述したように発光素子を接続するために、回路パターンを備える。このような回路パターンは、基板上に形成されているものでもよいし、基体上に回路パターンが形成されたものを基板１に載置するものであってもよい。
回路パターンは、通常、発光素子の電気的な接続に用いられるものであれば、特に限定されるものではなく、当該分野で公知の材料（例えば、銅、アルミニウム箔、厚み：数μｍ〜数百μｍ）を、公知の方法で形成したものを利用することができる。
【００３６】
基板は、さらに、コンデンサ、バリスタ、ツェナーダイオード、ブリッジダイオード等の保護素子、サーミスタ等の過熱防止素子等を備えていてもよい。また、放熱性を確保するために、放熱性の良好な部位又は部材を露出させていてもよいし、外部電源を供給するためのコネクタ等を備えていてもよい。これにより、静電耐圧等を向上させた高性能の発光装置を、小型化を図りながら提供することができる。
【００３７】
〔発光素子搭載用基板の固定方法〕
本発明の発光素子搭載用基板の固定方法では、まず、上述した発光素子搭載用基板と所定間隔で配置された２つの螺子を備えた実装基板とを準備する。
実装基板は、通常、発光装置等を実装するための基板であり、任意に配線パターン等をその表面に有する。実装基板は、例えば、例えば、ガラス、セラミックス、樹脂、の絶縁材料、半導体、金属（例えば、銅、銀、金、アルミニウム等）等の導電材料及びこれらの複合体等によって形成することができる。
ここに配置された螺子は、２つあればよく、上述した発光素子搭載用基板の第１凹部及び第２凹部の間隔に対応する間隔で設けられていればよい。例えば、これらの間隔は、発光素子搭載用基板の大きさによるが、例えば、１０ｍｍ〜１００ｍｍ程度、さらに１５ｍｍ〜５０ｍｍ程度が挙げられる。
螺子の大きさは、固定する発光素子搭載用基板の大きさによって適宜調整することができるが、山部の直径が０．数ｍｍ〜１０ｍｍ程度、１ｍｍ〜５ｍｍ程度が挙げられる。
【００３８】
次いで、基板における第１凹部の直線部及び第２凹部の少なくとも１つの線部又は連結した２つのアール部に実装基板の螺子をそれぞれ当接させる。通常、第１凹部は、容易に螺子が終端である直線部に当接するが、第２凹部は、一辺側から終端に向かって幅狭となっているため、必ずしも第２凹部内で、螺子が、２つのアール部に当接しないことも考えられる。この場合には、少なくとも第２凹部内で、一方のアール部と第３線部及び第４線部とのいずれかと、あるいは第３線部及び第４線部の一方又は双方と、好ましくは、アール部と第３線部又は第４線部との連結部位と、あるいはアール部の一方と第３線部及び第４線部の双方との連結部位とに当接するように実装基板の螺子を配置することが好ましい。第２凹部は、連結した２つのアール部に、一方のアール部と第３線部及び第４線部のいずれかに、第３線部及び第４線部の一方又は双方に、アール部と第３線部又は第４線部との連結部位に、アール部と第３線部及び第４線部の双方との連結部位に、螺子が当接されれば、螺子の直径よりも小さい範囲において、２つのアール部の間に直線部を設けてもよい。
【００３９】
このように実装基板の螺子を、第１凹部及び第２凹部を構成する部位に当接させることにより、比較的幅広の第１凹部によって、縦方向における位置を確定させることができるとともに、第２凹部によって、その終端までの間の少なくとも１点で、好ましくは終端で螺子と当接することにより、横方向における位置を確定させることができ、精度の高い位置決めを行うことができる。
【００４０】
その後、螺子を締めて発光素子搭載用基板を前記実装基板に固定する。
これによって、上述した精度の高い位置決めを行った状態で、発光素子搭載用基板を前記実装基板に固定することができる。その結果、たとえ、実装基板における２つの螺子における若干の位置ずれが発生していたとしても、発光素子搭載用基板における第１凹部及び第２凹部が面した辺が延びる方向における基板の歪を発生させることなく基板を実装基板に固定することができる。従って、発光素子搭載用基板を実装基板から浮きあがらせることを防止することができ、発光素子の放熱性を確保することができる。
【００４１】
また、上述した精度の高い位置決めを短時間で行うことができるため、発光素子搭載基板の高精度の実装基板への固定を容易かつ簡便に実行することができる。このような容易かつ簡便な実装基板への固定は、製造時のみならず、メンテナンスの際の発光素子搭載基板の取替えにおいても、有効である。
【００４２】
発光素子搭載用基板が、貫通孔又は第３凹部を備える場合には、上述した第１凹部及び第２凹部への螺子の当接の後、この貫通孔又は第３凹部に螺子を嵌め込み固定することによって、強固に発光素子搭載用基板を固定することができる。固定する際の螺子を締める順序としては、特に限定されないが、ここでは第１凹部と第２凹部とを比べて、貫通孔又は第３凹部からの距離が大きい一方の凹部（図１Ａでは第２凹部）と貫通孔又は第３凹部とを締めた後で、第１凹部を締めることがもっとも高精度に実装でき好ましい。
【００４３】
以下に、本発明の発光素子搭載用基板の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
実施形態１
この実施形態の発光素子搭載用基板１は、図２に示すように、平面視において、２５ｍｍ×４５ｍｍの略長方形の基板であって、厚み４．５ｍｍのアルミニウムから形成されている。
基板１には、その一辺２ａに面して、第１凹部１０及び第２凹部２０が配置されている。
【００４４】
基板１は、その表面に回路パターン(図３中の９参照）を有し、その回路パターンにそれぞれ接続された複数の発光素子３が配置されて、発光領域６が形成されている。複数の発光素子３は、例えば、１０直列×２並列の接続形態で３回路搭載されている。発光領域６の上方には、発光素子３を保護するためのガラスからなる透光部材４が被覆されている。
この基板１の一辺２ａに対向する辺２ｃに近接して、貫通孔３０が配置されている。貫通孔３０は、発光領域６を介して、第１凹部１０及び第２凹部２０に対して基板１の反対側に配置されている。
また、基板１上には、各回路に接続した保護素子５ａが搭載されている。さらに、これら回路に接続されたサーミスタ５ｂと、コネクタ５ｃとが搭載されている。
なお、基板１上では、回路パターン９の一部が放熱性等を向上させるために、露出している。
【００４５】
図３に示すように、基板１の第１凹部１０は、２つのアール部１１、１２とこれら２つのアール部１１、１２を繋ぐ直線部１３とを有している。アール部１１、１２は、同じ曲率半径を有する。ここでは、例えば、１．５ｍｍ程度である。直線部１３は、アール部１１、１２の曲率半径の２／３程度の長さを有する。ここでは、例えば、１ｍｍ程度である。
【００４６】
第１凹部１０は、基板１の一辺２ａと２つのアール部１１、１２との間に、それぞれ、互いに平行な第１線部１４及び第２線部１５を有する。第１線部１４及び第２線部１５の長さは、アール部１１、１２の曲率半径の２倍程度の長さを有する。ここでは、例えば、３ｍｍ程度である。よって、第１凹部１０の一辺２ａから終端までの深さは、例えば、後述する螺子の直径の１．５倍程度である。ここでは、例えば、４．５ｍｍ程度である。
第１線部１４及び第２線部１５は、基板１の一辺２ａと直交している。
【００４７】
第２凹部２０は、互いに連結した２つのアール部２１、２２を有している。アール部２１、２２は、同じ曲率半径を有する。また、アール部２１、２２は、アール部１１、１２と同じ曲率半径を有する。
第２凹部２０は、基板１の一辺２ａと２つのアール部２１、２２との間に、それぞれ、アール部２１、２２に向かって幅狭になるように傾斜した第３線部２３及び第４線部２４を有する。
【００４８】
第３線部２３及び第４線部２４は、基板１の一辺２ａに対して９９°傾斜している（図１Ａ中のβ参照）。
第１凹部１０と第２凹部２０とは、一辺２ａにおいて同じ幅を有する。ここでは、例えば、４ｍｍ程度である。
また、第１凹部１０と第２凹部２０とは、同じ深さである。
【００４９】
基板１上の全表面には、絶縁膜（図示せず）としてガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させた膜が形成されており、その表面において、回路パターン９が銅薄膜によって所定形状に形成されている。そして、回路パターン９上に、個々の発光素子３が、フェイスアップ実装され、発光素子３における一方の電極が回路パターン９にワイヤボンディングされ、他方の電極が半田等の接合部材（図示せず）によって回路パターン９に接続されている。さらに、回路パターン９を含み、発光素子３が搭載された領域以外の領域には、反射層８として、酸化チタン含有のシリコーン樹脂膜が形成されている。
【００５０】
このように、基板の一辺に面して第１凹部及び第２凹部を備えるために、実装基板に設けられた２つの螺子を第１凹部及び第２凹部のそれぞれに当接する際に、螺子の一方を、傾斜した第２凹部の第３線部及び／又は第４線部に沿わせて終端に当接させるまでに、縦方向に対してマージンを確保しながら、横方向において、適所に螺子を固定することが可能となる。その結果、実装基板に設けられた２つの螺子の位置精度のばらつきの有無にかかわらず、縦横方向に高精度に位置合わせをしながら、発光素子搭載用基板に歪を生じさせることなく固定することが可能となる。
【００５１】
この実施形態の発光素子搭載用基板１は、以下のように、所定間隔で配置された２つの螺子を備えた実装基板に固定することができる。
まず、発光素子搭載用基板１を準備するとともに、所定間隔、例えば、１３ｍｍの間隔で設けられた２つの螺子（山部の直径３ｍｍ）を備えた実装基板（ガラスエポキシ樹脂製）を準備する。
【００５２】
続いて、基板における第１凹部の直線部及び第２凹部の連結した２つのアール部に実装基板の螺子をそれぞれ当接させる。
このように実装基板の螺子を第１凹部及び第２凹部を構成する部位に当接させることにより、比較的幅広の第１凹部によって、縦方向における位置を確定させることができるとともに、第２凹部によって、その終端までの間の少なくとも１点で、好ましくは終端で螺子と当接することにより、横方向における位置を確定させることができ、精度の高い位置決めを行うことができる。
【００５３】
その後、螺子を締めて発光素子搭載用基板を前記実装基板に固定する。
これによって、上述した精度の高い位置決めを行った状態で、発光素子搭載用基板を前記実装基板に固定することができる。その結果、たとえ、実装基板における２つの螺子における若干の位置ずれが発生していたとしても、発光素子搭載用基板における第１凹部及び第２凹部が面した辺が延びる方向における基板の歪を発生させることなく基板を実装基板に固定することができる。従って、発光素子搭載用基板を実装基板から浮きあがらせることを防止することができ、発光素子の放熱性を確保することができる。
また、上述した精度の高い位置決めを短時間で行うことができるため、発光素子搭載基板の高精度の実装基板への固定を容易かつ簡便に実行することができる。このような容易かつ簡便な実装基板への固定は、製造時のみならず、メンテナンスの際の発光素子搭載基板の取替えにおいても取り替え時間を短縮することができる。
【００５４】
次いで、基板１の貫通孔３０に螺子を嵌め込み固定することによって、強固に発光素子搭載用基板を固定することができる。
【００５５】
実施形態１の変形例
この実施形態の発光素子搭載用基板７０は、図１Ｂに示すように、平面視において、２５ｍｍ×４５ｍｍの略長方形の基板であって、厚み４．５ｍｍのアルミニウムから形成されている。基板７０には、その一辺７０ａに面して、第１凹部８０及び第２凹部９０が配置され、基板７０の一辺７０ａに対向する辺７０ｃに近接して、貫通孔３１が２つ配置されている以外は、実質的に実施形態１と同様である。
【００５６】
基板７０の第１凹部８０は、略直角の２つの隅部８１、８２とこれら２つの隅部を繋ぐ直線部８３とを有している。直線部８３は、例えば、１．８ｍｍ程度である。
第１凹部８０は、基板７０の一辺７０ａと２つの隅部８１、８２との間に、それぞれ、互いに平行な第１線部８４及び第２線部８５を有する。第１線部８４及び第２線部８５の長さは、例えば、４．５ｍｍ程度である。第１線部８４及び第２線部８５は、基板７０の一辺７０ａと直交している。なお、第１凹部８０は、実施形態１の第１凹部１０を用いてもよく、実施形態１の第１凹部１０は本変形例の第１凹部８０を用いてもよく、第２凹部との組合せとしてそれぞれを用いることができる。
【００５７】
第２凹部９０は、その内側の端部に向かって幅狭になるように傾斜した第３線部９３及び第４線部９４を有する。第３線部９３及び第４線部９４は、基板７０の一辺７０ａに対して１１０°傾斜し、その端部において、４０度の鋭角を構成している。
第１凹部８０と第２凹部９０とは、一辺７０ａにおいて同じ幅を有する。ここでは、例えば、４ｍｍ程度である。
また、第１凹部８０と第２凹部９０とは、１：１２の深さ比である。
【００５８】
この変形例でも、実施形態１と同様の効果を有する。
また、この変形例の発光素子搭載用基板７０を、所定間隔で配置された２つの螺子を備えた実装基板に固定する場合、基板における第１凹部の直線部及び第２凹部の少なくとも１つの直線部又は連結した２つのアール部に実装基板の螺子をそれぞれ当接させ、その後、実施形態１と同様に、所定間隔で配置された２つの螺子を備えた実装基板に固定することができる。
この変形例に対し、実施形態１は、第２凹部２０に不要な深さを設けることがなく、第１凹部１０と第２凹部２０が同じ深さからなり、つまりは一定の大きさの基板で比較して発光領域を大きく設けることができる点で好ましい。
【００５９】
実施形態２
この実施形態の発光素子搭載用基板５０は、図４に示すように、平面視において、１５ｍｍ×１１５０ｍｍの略長方形の基板であって、厚み０．１ｍｍ程度の可撓性を有するポリイミドから形成されている。
基板５０には、その一辺５２ａに面して、第１凹部１０及び第２凹部２０が配置されている。
基板５０は、その表面に銅膜からなる回路パターン９を有し、その回路パターン９にそれぞれ接続された複数の発光素子３が配置されて、発光領域５６が形成されている。複数の発光素子３は、例えば、３直列×２並列の接続形態で１回路搭載されている。
【００６０】
また、基板５０の一辺５２ａに対向する辺５２ｃに近接して、貫通孔３０が配置されている。貫通孔３０は、発光領域５６を介して、第１凹部１０及び第２凹部２０に対して基板５０の反対側に配置されている。
また、基板５０上の回路パターン９には、コネクタ５１が形成されている。
【００６１】
基板５０の第１凹部１０及び第２凹部２０の形状はそのスケールを３／５と縮小した以外は実質的に実施形態１における基板４０に形成されたものと同様である。
また、貫通孔３０の大きさ等も実質的に実施形態１に示されたものと同様である。
従って、実施形態１と同様に実装基板に固定することができ、実質的に実施形態１と同様の作用／効果を有する。
【００６２】
実施形態３
この実施形態の発光素子搭載用基板６０は、図５に示すように、アルミニウム、銅などの熱伝導性に優れた材料からなり、略長方形の一辺６０ａにおいて、第１凹部１０と第２凹部２０とを有している。また、基板６０の一辺に対向する辺６０ｃの近傍に第３凹部６８を有している。
【００６３】
基板６０の第１凹部１０及び第２凹部２０の形状は、実質的に実施形態１における基板６０に形成されたものと同様である。
また、貫通孔３０の大きさ等も実質的に実施形態１に示されたものと同様である。
従って、実施形態１と同様に実装基板に固定することができ、実質的に実施形態１と同様の作用／効果を有する。
【００６４】
この基板６０の上には、複数の発光素子３が搭載されたセラミック基板６１が、開口６３を有する透光基板６４における開口６３内に嵌め合わされて積層されており、これらセラミック基板６１及び透光基板６４が、上方から、板ばねや螺子６２等によって基板６０に押圧固定されている。
【００６５】
透光基板６４は、ガラスエポキシ樹脂に、一部のみ図示する回路パターン６６及びコネクタ６７が形成されて、端子としても機能するプリント基板として構成されている。透光基板６４には、螺子孔６５が設けられており、セラミック基板６１を嵌め合わせて、螺子６２が、螺子孔６５及び基板６０における孔６５ａに嵌め込まれ、固定されている。
セラミック基板６１は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などの熱伝導度の高い板状の材料からなり、その表面において配線パターン（図示せず）が形成され、その回路パターンに複数の発光素子３が接続されて、例えば、２並列×１２直列で配列されている。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の光源装置は、プロジェクタ、照明用光源、各種インジケーター用光源、車載用光源、ディスプレイ用光源、液晶のバックライト用光源、信号機、車載部品、看板用チャンネルレターなど、種々の光源に使用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１、１ａ、４０、５０、６０、７０  発光素子搭載用基板／基板
２ａ、６０ａ、７０ａ  辺
２ｂ、２ｄ、７０ｂ、７０ｄ  隣接する辺
２ｃ、６０ｃ、７０ｃ  対向する辺
３  発光素子
４  透光部材
５ａ  保護素子
５ｂ  サーミスタ
５ｃ、６７  コネクタ
６  発光領域
８  反射層
９、６６  回路パターン
１０、８０  第１凹部
１１、１２、２１、２２  アール部
１３  直線部
１４  第１線部
１５  第２線部
２０、９０  第２凹部
２３  第３線部
２４  第４線部
３０、３１  貫通孔
６１  セラミック基板
６２  螺子
６３  開口
６４  透光基板
６５  螺子孔
６５ａ  孔
６８  第３凹部
８１、８２  隅部
８３  直線部
８４  第１線部
８５  第２線部
９３  第３線部
９４  第４線部  
【図１Ａ】
2015065431.tif 000003
【図１Ｂ】
2015065431.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図２】
2015065431.tif 000006
【図３】
2015065431.tif 000007
【図４】
2015065431.tif 000008
【図５】
2015065431.tif 000009