(57)【要約】【課題】実装して照明装置とした場合の歩留まりを向上可能なＬＥＤモジュール及びそれを備える照明装置を提供する。【解決手段】  基板２３と、基板２３に載置される半導体発光素子７と、半導体発光素子７を収納するリフレクタ２と、半導体発光素子７を封止する蛍光体樹脂６と、蛍光体樹脂６上に形成されたレンズ５と、を有し、リフレクタ２の上面の少なくとも一部が平坦かつ露出している。【選択図】図４
2015015404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板に載置される半導体発光素子と、該半導体発光素子を収納するリフレクタと、前記半導体発光素子を封止する蛍光体樹脂材料と、該蛍光体樹脂材料上に形成されたレンズと、を有し、
前記リフレクタの上面の少なくとも一部が平坦かつ外部に露出していることを特徴とするＬＥＤモジュール。
【請求項２】
請求項１に記載のＬＥＤモジュールにおいて、
前記リフレクタの上面には、半導体発光素子よりも外側に位置する上内周面と、該上内周面よりも外側に位置する上外周面と、を有し、
前記上外周面と前記基板との距離は、前記上内周面と前記基板との距離よりも短く、
前記内周面と前記上外周面のうち、少なくとも前記上外周面は、前記基板に対して平坦であり、かつ外部に露出していることを特徴とするＬＥＤモジュール。
【請求項３】
請求項２に記載のＬＥＤモジュールにおいて、
前記レンズは、前記上内周面に接して形成されていることを特徴とするＬＥＤモジュール。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のＬＥＤモジュールにおいて、
前記レンズは、前記リフレクタの内部に形成されており、当該ＬＥＤモジュールの断面において、前記リフレクタと前記レンズのなす角度が９０度より大きいことを特徴とするＬＥＤモジュール
【請求項５】
前記半導体発光素子に電気的に接続され、前記半導体発光素子が配置される側とは反対側が前記リフレクタ外部に露出している第一電極と、前記第一電極に対向する第二電極と、を備える請求項１乃至４の何れか１項に記載のＬＥＤモジュールと、該ＬＥＤモジュールを固定する回路基板と、を有し、
少なくとも前記第一電極及び前記第二電極と、前記回路基板上に形成された電気回路とがはんだにより電気的に接続され、前記ＬＥＤモジュールが前記回路基板に固定されていることを特徴とする、照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤモジュール及びそれを備える照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家電製品に対して、省エネルギ化の要望が高まっている。中でも、家庭用の照明装置においては、より省エネルギ化を図るべく、従来の蛍光灯や白熱灯等の光源に代えて、より消費電力の小さな光源であるＬＥＤ（Light Emitting Diode、半導体発光素子）を用いた照明装置が開発されている。このような照明装置において、ＬＥＤは、通常、電極やＬＥＤを収容するケース等とともに、ＬＥＤモジュールとして構成されている。そして、このＬＥＤモジュールは、電流が流れる回路が形成された回路基板に実装され、備えられている。
【０００３】
このようなＬＥＤモジュールとして、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、胴体と、上記胴体に設けられた第１電極及び上記第１電極と離隔している第２電極と、上記第１電極及び第２電極のうちのいずれか１つの上に形成され、上記第１電極及び第２電極に電気的に連結される発光チップと、上記第１電極及び第２電極の間に突出された保護キャップと、を含む発光素子が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１１９７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記ＬＥＤモジュールの光取り出し効率を上げる手法の一つとして封入材の上に、ポッティングにてレンズを形成する方法がある。しかしながら特許文献１のＬＥＤモジュールに上にレンズを形成すると、ＬＥＤモジュールの上面全てにレンズが形成される恐れがあり、上面全てにレンズが形成されると、照明装置の製造におけるＬＥＤモジュールを吸着して持ち上げ回路基板に実装する工程において、吸着時のＬＥＤモジュールの姿勢が不安定になり、回路基板にＬＥＤモジュールを実装する際の不具合を生じる恐れがある。
【０００６】
本発明は前記課題に鑑みて為されたものであり、本発明が解決する課題は、回路基板にＬＥＤモジュールを実装する際の不具合を抑制し、歩留まりを向上したＬＥＤモジュール及びそれを備える照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは前記課題を解決するべく鋭意検討した結果、基板と、該基板に載置される半導体発光素子と、該半導体発光素子を収納するリフレクタと、前記半導体発光素子を封止する蛍光体樹脂材料と、該蛍光体樹脂材料上に形成されたレンズと、を有し、前記リフレクタの上面の少なくとも一部が平坦かつ外部に露出していることで、前記課題を解決できることを見出した。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、回路基板にＬＥＤモジュールを実装する際の不具合を抑え、歩留まりを向上したＬＥＤモジュール及びそれを備える照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態のＬＥＤモジュールの斜視図である。
【図２】本実施形態のＬＥＤモジュールの上面図である。
【図３】本実施形態のＬＥＤモジュールの下面図である。
【図４】（ａ）図２のＡ−Ａ線断面図である。（ｂ）図４（ａ）の部分拡大図である。
【図５】本実施形態のＬＥＤモジュールを分解し、蛍光体層等を取り外した際のＬＥＤモジュールの上面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図５のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】本実施形態のＬＥＤモジュールを構成する電極に形成されているハーフエッジ構造を示す図である。
【図９】本実施形態のＬＥＤモジュールが実装された照明装置を示す断面図である。
【図１０】本実施形態のＬＥＤモジュールの製造方法を示す図である。
【図１１】本実施形態のＬＥＤモジュール製造時に用いられるエッチング済み金属板を示す図である。
【図１２】図１１に示すエッチング済み金属板に対して、樹脂製リフレクタを形成した様子を示す図である。
【図１３】図１２のＬ部拡大図である。
【図１４】第２実施形態のＬＥＤモジュールの構造を示す断面図である。
【図１５】第２実施形態のＬＥＤモジュールの別構造を示す断面図である。
【図１６】(ａ)第３実施形態のＬＥＤモジュールの構造を示す断面図である。（ｂ）図１６(ａ)の部分拡大図である。
【図１７】第４実施形態のＬＥＤモジュールのレンズ近傍の構造を示す断面図である。
【図１８】第５実施形態のＬＥＤモジュールのレンズ近傍の構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態（本実施形態）を、図面を適宜参照しながら説明する。はじめに、本実施形態のＬＥＤモジュールを説明し、次いで、その製造方法及びそれを備える照明装置について説明する。
［１．第１実施形態のＬＥＤモジュール］
〔構成〕
図１は、本実施形態のＬＥＤモジュール１０の斜視図である。ＬＥＤモジュール１０は、樹脂製のリフレクタ２（ケース）の上面にレンズ５を備えてなる。リフレクタ２は、例えば、６Ｔナイロンや９Ｔナイロン、ポリシクロへキシレンジメチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂により形成されている。リフレクタ２内には半導体発光素子７（ＬＥＤ。図４参照、図１では図示しない）が設けられ、半導体発光素子７からの光等は、透明な樹脂製のレンズ５を通じて、外部に放出されるようになっている。この点の詳細は、図４を参照しながら後記する。
【００１１】
ＬＥＤモジュール１０は、リフレクタ２の側面から突出して（即ち外部に露出して）、負極リード部３ａ，３ａと、正極リード部４ａ，４ａと、負極サブリード部３ｂ（図１では図示しない）と、正極サブリード部４ｂとを備えている。
【００１２】
これらの部材について、図２〜図４を参照しながら説明する。
【００１３】
図２は、本実施形態のＬＥＤモジュール１０の上面図である。また、図３は、本実施形態のＬＥＤモジュール１０の下面図である。図３に示すように、２つの負極リード部３ａは、リフレクタ２の下面で外部に露出して形成されている板状（箔状）の負極３（第一電極）の長手方向に、負極３と一体に形成されている。同様に、２つの正極リード部４ａは、同じくリフレクタ２の下面で外部に露出して形成されている板状（箔状）の正極４（第二電極）の長手方向に、正極４と一体に形成されている。
【００１４】
なお、図３では、負極３と、負極リード部３ａ，３ａと、負極サブリード部３ｂとの部位が明確になるように、前記のようにこれらは一体に形成されているものの、便宜的に破線を付している。正極４等についても同様である。
【００１５】
ちなみに、負極３と正極４とは対向しており、これらの間は、リフレクタ２を形成する樹脂により絶縁されている。そして、詳細は図９を参照しながら後記するが、回路基板２３に対して、負極３と負極回路２４ａとがはんだ付けにより、また、正極４と正極回路２４ｂとがはんだ付けにより、電気的に接続されている。これにより、負極３及び正極４に接続された半導体発光素子７に電力が供給され、ＬＥＤモジュール１０から光が放出されるようになっている。
【００１６】
また、ＬＥＤモジュール１０においては、負極リード部３ａ，３ａの形成方向と同一面内で垂直な方向（負極３の短手方向）に、リフレクタ２の側面から突出して（外部に露出して）、負極サブリード部３ｂ（第一熱付与部）が形成されている。この負極サブリード部３ｂは、負極リード部３ａ，３ａと同様に負極３に一体に形成され、リフレクタ２の下面（外部）に露出して形成されている。即ち、ＬＥＤモジュール１０においては、負極３と負極サブリード部３ｂとは、一体に形成されていることにより、熱的にも接続されている。また、負極サブリード部３ｂは、負極３の長手方向中央近傍に接続されて設けられている。
【００１７】
さらに、正極リード部４ａ，４ａの形成方向と同一面内で垂直な方向（正極４の短手方向）に、リフレクタ２の側面から突出して（外部に露出して）、正極サブリード部４ｂ（第二熱付与部）が形成されている。この正極サブリード部４ｂは、負極リード部３ａ，３ａと同様に、正極４に一体に形成され、リフレクタ２の下面（外部）に露出して形成されている。即ち、ＬＥＤモジュール１０においては、正極４と正極サブリード部４ｂとは、一体に形成されていることにより、熱的にも接続されている。また、正極サブリード部４ｂは、正極４の長手方向中央近傍に接続されて設けられている。
【００１８】
図４は、図２のＡ−Ａ線断面図である。リフレクタ２内は、前記のように半導体発光素子７が設けられているほか、蛍光体材料６により充填されている。また、レンズ５は、凹面形状を有する蛍光体材料６の上に形成されている。レンズ５は、例えば蛍光体材料６の上方から樹脂を滴下して固化させることで形成することができるが、ＬＥＤモジュール１０のように形成すれば、滴下された樹脂がリフレクタ２の上端２ｂに漏出することを抑制できる。これにより、リフレクタ２の上端２ｂ（リフレクタ２の上面）に、レンズ５が形成されていない部分（外部に露出している部分）をより確実に設けることができる。
【００１９】
ここで、蛍光体材料６を形成する材料について説明する。蛍光体材料６は、蛍光体と、それを封止する封止樹脂とを含んでいる。蛍光体材料６に含まれる蛍光体としては、半導体発光素子７の種類によっても異なるため一概にはいえないが、例えば黄色蛍光体、赤色蛍光体、緑色蛍光体等が挙げられる。黄色蛍光体としては、例えば、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、Ｔｂ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、Ｌｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、Ｌａ3Ｓｉ6Ｎ11：Ｃｅ等が挙げられる。また、赤色蛍光体としては、例えば、ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ等が挙げられる。さらに、緑色蛍光体としては、ＣａＳｃ2Ｏ4：Ｃｅ、Ｃａ3Ｓｃ2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ、（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｓｉ，Ａｌ）6（Ｏ，Ｎ）8：Ｅｕ等が挙げられる。これらは１種が単独で含まれていてもよく、２種以上が任意の比率及び組み合わせで含まれていてもよい。また、さらに本実施形態では、蛍光体材料６は、蛍光体及び封止樹脂のほか、フィラーを含んでいる。フィラーは封止樹脂の粘性を向上させ、蛍光体が封止樹脂内で沈降せず、均一に分散することを目的として含有させている。
【００２０】
また、本実施形態のＬＥＤモジュール１０においては、負極３や正極４を銀の薄膜が覆っていて(銀メッキされていて)、この銀の膜は反射材の役割を果たす。しかしながら、経時的に銀は硫化銀に変化して、その結果、銀の表面が黒くなって光を吸収し、ＬＥＤモジュール１０の効率を低下させる。それゆえ、銀の硫化を防止する必要がある。本ＬＥＤモジュール１０においては、硫化防止により、長寿命化を図る観点から、耐硫化性の高い封止樹脂が用いられている。具体的には、このような樹脂としては、例えばポリオルガノシロキサンやポリオルガノハイドロジェンシロキサンを含むシリコーン樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。これらのような樹脂を用いることにより、銀の硫化を抑制することができ、ＬＥＤモジュール１０の長寿命化を図ることができるようになっている。
【００２１】
蛍光体材料６に含まれる封止樹脂として、前記のように耐硫化性の高いものが用いられているが、このような樹脂の屈折率は、高くなる傾向にある。一方で、蛍光体材料６に接合して形成されているレンズ５は、屈折率が低い樹脂材料（ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂やシリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂）により形成されることが多い。そのため、もし、蛍光体材料６の屈折率が、レンズ５の屈折率よりも大きくなる場合、蛍光体材料６からの光の一部がレンズ５に入射せず、接合界面において全反射してしまう可能性がある。このような現象が発生した場合、光の取り出し効率が著しく低下することになる。
【００２２】
そこで、本実施形態において、蛍光体材料６は、前記の蛍光体及び封止樹脂のほか、レンズ５を形成する樹脂よりも屈折率の低いフィラーを含んでいる。このように、蛍光体材料６にレンズ５を形成する樹脂よりも屈折率の低いフィラーを含有させることにより、蛍光体材料６の屈折率を小さくし、レンズ５の屈折率に近づけることができる。これにより、半導体発光素子７からの励起光によって発光した発光体からの光が、蛍光体材料６とレンズ５との接合界面において全反射することを抑制することができる。即ち、ＬＥＤモジュール１０において、半導体発光素子７からの光の取り出し効率を高めることができる。このようなフィラーとしては、例えばシリカや窒化アルミニウム、ジルコニア等が挙げられる。
【００２３】
蛍光体材料６に含まれるフィラーの大きさは特に制限されるものではないが、当該フィラーの粒径として、蛍光体から発せれる光のピーク波長よりも小さなフィラーが好ましく、より好ましくは１００ｎｍ以下であり、よりさらに好ましくは１００ｎｍ未満である。フィラーの大きさをこの大きさとすることにより、より確実に蛍光体材料６の屈折率を小さくすることができ、レンズ５と蛍光体材料６との接合界面における全反射をより確実に抑制することができる。これにより、光の取り出し効率をより高めることができる。
【００２４】
図５は、本実施形態のＬＥＤモジュール１０を分解し、レンズ５、蛍光体材料６及び半導体発光素子７を取り外した際のＬＥＤモジュール１０の上面図である。また、図６は、図５のＢ−Ｂ線断面図であり、図７は、図５のＣ−Ｃ線断面図である。図５において、負極３及び正極４に含まれる破線は、それらの厚みが変化する界面を示す仮想線である。
【００２５】
図５及び図６に示すように、正極４の端部の一部には、正極４の厚みが約半分の厚さになっている（正極４中央近傍の厚さよりも薄くなっている）ハーフエッジ部４ｃが形成されている。ただし、このハーフエッジ部４ｃは、図５や図７に示すように、正極サブリード部４ｂや正極リード部４ａ，４ａの部分には形成されておらず、正極サブリード部４ｂと、隣接する正極リード部４ａとの間に複数形成されている。従って、正極サブリード部４ｂにはハーフエッジ部が設けられず厚さは一様になっているが、正極４の四隅（４箇所）には、厚さが薄くなるハーフエッジ部４ｃが形成されている。よって、ＬＥＤモジュール１０においては、正極４におけるハーフエッジ部４ｃは、正極４の長手方向及び短手方向のいずれにおいても対称になるように形成されている。
【００２６】
また、負極３においても、正極４のハーフエッジ部４ｃと同様の、ハーフエッジ部３ｃが形成されている。負極３のハーフエッジ部３ｃについては、正極４のハーフエッジ部３ｃと同様であるため、説明を省略する。
【００２７】
これらのように、ＬＥＤモジュール１０においては、負極３及び正極４のそれぞれにおいて、ハーフエッジ部３ｃ，４ｃが形成されている。このように厚みが異なるハーフエッジ部３ｃ，４ｃを負極３及び正極４のそれぞれに設けることで、リフレクタ２を形成する樹脂と、負極３及び正極４との接合面積を増加させることができるようになっている。なお、ハーフエッジ部３ｃ，４ｃは、例えばプレス加工やエッチング等により形成することができるが、低コストの観点からは、プレス加工により形成することが好ましい。
【００２８】
図８は、本実施形態のＬＥＤモジュール１０を構成する負極３及び正極４に形成されているハーフエッジ構造を示す図である。図８中、破線はリフレクタ２により隠れた位置にある、負極３及び正極４の端部を示す仮想線である。即ち、図８や前記の図６に示すように、負極３及び正極４におけるハーフエッジ３ｃ，４ｃの部分において、リフレクタ２は、負極３及び正極４のハーフエッジ３ｃ，４ｃを挟みこむようにして、形成されている。そのため、負極３及び正極４をはんだ付け等により回路基板２３（図９参照）に実装した場合、リフレクタ２が上方向（半導体発光素子７が設けられる側）に引き抜かれることが防止されるようになっている。
【００２９】
図９は、本実施形態のＬＥＤモジュール１０が実装された照明装置５０を示す断面図である。なお、図９に示すＬＥＤモジュール１０の断面は、後記する図１０（ｈ）のＫ−Ｋ線断面と同じものである。
【００３０】
基板２３上には、例えば銅からなるプリント回路２４ａ，２４ｂが形成されている。そして、このプリント回路２４ａ，２４ｂに対して、ＬＥＤモジュール１０の負極３及び正極４がはんだ２４により実装（接続固定）されている。はんだ２４は、図９に示すように、ＬＥＤモジュール１０の負極サブリード部３ｂ及び正極サブリード部４ｂの外側にまで拡がり、ＬＥＤモジュール１０が基板２３に実装されるようになっている。
【００３１】
また、ＬＥＤモジュール１０においては、前記のように、負極サブリード部３ｂ、正極サブリード部４ｂ、負極リード部３ａ，３ａ及び正極リード部４ａ，４ａには、厚さが薄くなるハーフエッジ構造（例えば図８参照）が設けられていない。そのため、図９に示すように、はんだ２４は、負極３及び正極４の全面に加えて、負極サブリード部３ｂ及び正極サブリード部４ｂの全面や、図９では図示しないが負極リード部３ａ，３ａ及び正極リード部４ａ，４ａの全面にまで拡がるようになっている。
【００３２】
さらには、はんだ２４は、図示のように、負極サブリード部３ｂ及び正極サブリード部４ｂの側面にまで、即ち、外部からはんだ２４を視認可能な位置まで、拡がるようになっている。このようにすることで、はんだ２４を介した、ＬＥＤモジュール１０と基板２３（より具体的には、基板２３上のプリント回路２４ａ，２４ｂ）との接合面積をより大きく確保することができるようになっている。
〔効果〕
以上の説明したＬＥＤモジュール１０によれば、図９に示す照明装置５０とした場合に、照明装置５０の歩留まりを向上させることができる。具体的には、ＬＥＤモジュール１０には、はんだで接続固定される負極３と一体に形成される負極サブリード部３ｂ、及び、はんだで接続固定される正極４と一体に形成される正極サブリード部４ｂが負極３及び正極４の短手方向に備えられている。そのため、伝熱距離を短くすることができ、負極サブリード部３ｂと正極サブリード部４ｂとのそれぞれについて同時に熱を与えることで、負極３及び正極４等に付着しているはんだを同時かつ速やかに溶融させることができる。
【００３３】
特に、本実施形態のＬＥＤモジュール１０においては、負極サブリード部３ｃ及び正極サブリード部４ｃは、それぞれ、負極３及び正極４の長手方向中央近傍に接続されている。そのため、負極サブリード部３ｃ及び正極サブリード部４ｃに熱を付与させれば、負極３及び正極４のそれぞれにおいて、長手方向で左右に略均等に熱が伝わり、付着しているはんだが溶融し易くなる。従って、より効果的にはんだを溶融させて、よりいっそうＬＥＤモジュール１０を取り外し易くなる。そのため、従来のような不良のＬＥＤモジュールを含む回路基板全体を廃棄する必要が無く、照明装置の歩留まりを向上させることができる。
【００３４】
また、図５〜図８を参照しながら説明したように、ＬＥＤモジュール１０の負極３及び正極４には、厚みが薄くなるハーフエッジ部３ｃ，４ｃが設けられている。特に、ハーフエッジ部３ｃ，４ｃは、負極リード部３ａ，３ａや正極リード部４ａ，４ａのほか、負極サブリード部３ｂや正極サブリード部４ｂには設けられていない。そのため、例えば安価化の観点からプレス加工によってハーフエッジ部３ｃ，４ｃを設ける場合、金属が延性を有するため負極３及び正極４の面積が変化したとしても、負極リード部３ａ，３ａ、正極リード部４ａ，４ａ、負極サブリード部３ｂ、正極サブリード部４ｂの長さや形状に変化が生じにくい。
【００３５】
特に、本実施形態のＬＥＤモジュール１０においては、ハーフエッジ部３ｃ，４ｃは、負極３及び正極４のそれぞれにおいて、長手方向及び短手方向のそれぞれで対称になるように設けられている。そのため、例えばプレス加工を行って負極３及び正極４の形状等に変化が生じたとしても、ハーフエッジ部３ｃ，４ｃが対称に設けられているため、押圧による影響が打ち消されるようにすることができる。そのため、負極３及び正極４等の歪みやそりが生じにくく、リフレクタ２と負極３及び正極４との良好な接合性を図りつつ、回路基板にＬＥＤモジュール１０を固定した場合の接触不良が生じにくいという利点が得られる。
【００３６】
さらに、本実施形態のＬＥＤモジュール１０においては、蛍光体材料６に含まれる封止樹脂として、蛍光体の耐硫化性を高めるために耐硫化性の封止樹脂が用いられている。しかし、これにより、レンズ５の屈折率と比べて、蛍光体材料６の屈折率が大きくなることがある。そこで、蛍光体材料６に屈折率を小さくするフィラーを含有させることで、光の取り出し効率が低下することを抑制することができる。
【００３７】
また、レンズ５は、凹面形状を有する蛍光体材料６の上に形成されている。レンズ５は、例えば蛍光体材料６の上方から樹脂を滴下して固化させることで形成することができるが、ＬＥＤモジュール２０のように形成すれば、滴下された樹脂がリフレクタ２の上端に漏出することを抑制できる。これにより、リフレクタ２の上端２ｂ（リフレクタ２の上面）に、レンズ５が形成されていない部分（外部に露出している部分）をより確実に設けることができリフレクタ２を、吸引手段等を用いて吸着することで、ＬＥＤモジュール１０を容易に移送可能となる。
【００３８】
さらに、図９を参照しながら説明したように、本実施形態の照明装置５０では、はんだ２４による接合面積をより大きく確保することができるようになっている。これにより、プリント回路２４ａ，２４ｂとＬＥＤモジュール１０との電気的導通をより確実に図ることができる。また、はんだ２４を介して、ＬＥＤモジュール１０と基板２３との接合面積を大きくしているため、ＬＥＤモジュール１０の発光に伴って発生する熱を、はんだ２４を介して、基板２３に逃がし易くなる。そのため、特別な部材を設けなくても、ＬＥＤモジュール１０の放熱性を向上させることができる。
【００３９】
さらには、負極サブリード部３ｂ及び正極サブリード部４ｂの双方から熱を与えることで容易にはんだ２４を溶融させて、基板２３からＬＥＤモジュール１０を容易に取り外すことができる。しかも、図９を参照しながら説明したように、はんだ２４は外部から視認可能な位置にまで拡がっている。そのため、負極サブリード部３ｂ及び正極サブリード部４ｂに加えて、視認される位置のはんだ２４にも同時に熱を付与することで、より容易にはんだ２４を溶融させて、ＬＥＤモジュール２４を取り外すことができる。また、はんだ２４は前記のように負極３及び正極４、並びに、負極リード部３ａ，３ａ、正極リード部４ａ，４ａ、負極サブリード部３ｂ及び正極サブリード部４ｂの全面に亘って接合しているため伝熱面積が大きく、この観点からも、よりいっそう、はんだ２４を溶融させ易くなる。
［２．第１実施形態のＬＥＤモジュールの製造方法］
次に、図１０〜図１３を参照しながら、ＬＥＤモジュール１０の製造方法について説明する。
【００４０】
図１０は、本実施形態のＬＥＤモジュール１０の製造方法を示す図である。図１０（ａ）〜（ｈ）のそれぞれにおいて、上側の図は上面図、下側の図は、当該上面図における断面図である。即ち、例えば図１０（ａ）の下側の図は、図１０（ａ）の上側の図のＤ−Ｄ線断面図であり、他の図についても同様に、Ｅ−Ｅ線断面図〜Ｋ−Ｋ線断面図を示している。
【００４１】
ＬＥＤモジュール１０は、主に、図１０（ａ）〜（ｈ）に示す工程を経て作製可能である。以下、適宜別の図面も参照しながら、順を追って作製の方法を説明する。
【００４２】
まず、銅板１１が準備される（図１０（ａ））。そして、図１０（ａ）において破線で囲まれる部分が除去されるようにエッチングが行われ、銀メッキが施され、図１１に示される金属板１２が得られる。なお、図１１中、二点差線で囲まれる部分が、ＬＥＤモジュール１０に最終的に含まれる負極３及び正極４になる。そして、図１０（ａ）の破線で囲まれる部分についてエッチングが行われたあとの様子を示したものが、図１０（ｂ）である。以下、図示の簡略化のために、図１０（ｂ）に示す部分について行われる処理を中心に説明する。
【００４３】
図１０（ｂ）に示す部分に対して、負極３及び正極４を囲うようにして、樹脂製のリフレクタ２が形成される。図１０（ｃ）が、リフレクタ２が形成されたときの様子である。また、図１１に示した金属板１２全体に対してリフレクタ２を形成したときの様子を示した図が、図１２である。このとき、負極３及び正極４の間の空隙（図１０（ｂ）の下図参照）も、リフレクタ２を形成する樹脂により埋められる（図１０（ｃ）の下図参照）。
【００４４】
リフレクタ２の形成は、負極３及び正極４をまとめて電極群と呼称すると、隣接する一組の電極群間に樹脂が注入されることにより行われる。この点を、図１３を参照しながら説明する。
【００４５】
図１３に示すように、負極３及び正極４からなる電極群２２Ａ，２２Ｂの間（中央付近）に、樹脂を注入するための図示しないゲート（樹脂の注入口）が配置される。ちなみに、図１３には、ゲートが引き抜かれた後に残る凹み２１が示されている。
【００４６】
樹脂をゲートから注入する際、樹脂の通流が円滑に行われるように、負極３及び正極４の間にある空隙中央近傍を通る長手方向の線（図１３中の破線）上に、樹脂を注入するゲートが配置される。そして、このゲートから樹脂が注入され、所謂インジェクションモールドが行われる。このような位置にゲートを配置することで、電極群２２Ａ，２２Ｂはゲートを中心として対称になっているため、電極群２２Ａ，２２Ｂの双方に均等に樹脂を通流させることができる。そして、このように均等に樹脂を通流させることができるため、負極３と正極４との間のような狭い空隙であっても、樹脂が途中で固化することなく円滑に樹脂が通流する。これにより、負極３と正極４との間の空隙を埋められ、さらには、リフレクタ２を形成することができる。
【００４７】
また、矩形状のリフレクタ２の内壁において、その四隅はＲ形状になっている。特には、そのＲの大きさは大きなものになっている。これにより、リフレクタ２を形成する型内の狭い空隙であっても、樹脂が通流し易くなり、精度よく、リフレクタ２が形成できる。特に、ゲートから最も遠い、紙面上でのリフレクタ２２Ａの左側面側、及び、リフレクタ２２Ｂの右側面側にまで樹脂が回りこみ易くなり、リフレクタ２をより確実に精度よく形成することができる。
【００４８】
そして、樹脂を通流後、ゲートを引き抜くと、ゲートが配置されていた凹み２１が、電極群２２Ａ，２２Ｂ間に形成（残存）されることになる。なお、詳細は後記するが、ＬＥＤモジュール１０は、リフレクタ２の周りで切断されて得られるため、この凹み２１が製品としてのＬＥＤモジュール１０に関与することはない。
【００４９】
図１０に戻って、作製の方法の説明を続ける。図１０（ｃ）のようにリフレクタ２が形成されたあと、リフレクタ２の内部であって、負極３の上面に、半導体発光素子７が配置固定される（図１０（ｄ））。そして、半導体発光素子７と負極３及び正極４とが、ワイヤ７ａ，７ｂにより、ワイヤボンディングされる（図１０（ｅ））。その後、リフレクタ２内に蛍光体材料６が充填されたあと（図１０（ｆ））、その上に、蛍光体材料６を覆うようにして、レンズ５が形成される（図１０（ｇ））。
【００５０】
そして、最後に、図１１に示す金属板１２から、リフレクタ２の周囲で金属板１２から切断することでＬＥＤモジュール１０を打ち抜き、ＬＥＤモジュール１０が得られる（図１０（ｈ））。これにより、他の電極群と接続されていた部分（即ち、吊りリード部）が外部に露出した状態のＬＥＤモジュール１０が得られる。この露出した吊りリード部であった部分が、図１等を参照しながら説明した負極リード部３ａ，３ａや、正極リード部４ａ，４ａ、負極サブリード部３ｂ、正極サブリード部４ｂになる。
【００５１】
図１０に示すようにＬＥＤモジュール１０を作製することで、負極３や正極４に熱を与えるための部材（負極サブリード部３ｂ、正極サブリード部４ｂ等）が、負極３及び正極４のもととなる銅板１１によって形成されることとなる。そのため、負極３や正極４に熱を与えるための部材を特別に設けることなく、ＬＥＤモジュール１０の取り外しが容易になる。
［３．第２実施形態のＬＥＤモジュール］
図１４は、第２実施形態のＬＥＤモジュールの構造を示す断面図である。
【００５２】
前記の第１実施形態のＬＥＤモジュール１０においては、リフレクタ２の上面２ｂはリードフレーム３と平行かつ段差を有さない構成であったが、第２実施形態のＬＥＤモジュール２０においてはリフレクタ２の上面に凸部２ａが設けられており、２ａの上面２ａ１にレンズ５が接して設けられている。
【００５３】
このように凸部２ａの上面２ａ１にレンズ５が接して設けられると、その端部ではレンズ５の表面張力とレンズ５と封止樹脂の界面張力の釣り合いで決まる接触角によってレンズ５の形状が形成される。すなわち凸部２ａの上面２a１を利用してレンズ５の形状をより安定化させることができる。また同時にリフレクタ２の上端面２ｂは確保されているのでＬＥＤモジュール２０の移送時等において、リフレクタ２の上端面２ｂを吸着させて移送することが、より確実に行えるようになる。
【００５４】
なお、蛍光体樹脂材料６の表面形状は図１４に示すように凹面形状であるとレンズ５の形状が最も安定するが、蛍光体樹脂材料６の上面が凸面のＬＥＤモジュール２１（図１５参照）や平面（図示せず）になっていても凸部の上面２ａ１によりレンズ５の形状を安定化させることができる。また特にレンズ５と蛍光体樹脂材料６の屈折率が異なる場合はレンズ５と蛍光体樹脂材料６のそれぞれを凸面とすることで界面での全反射光を低減でき、光取り出し効率を高める効果がある。図１５は第２実施形態のＬＥＤモジュールの別構造のＬＥＤモジュール２１を示す断面図である。
［３．第３実施形態のＬＥＤモジュール］
図１６（ａ）は、第３実施形態のＬＥＤモジュールの構造を示す断面図である。図１６（ｂ）は、図１６(ａ)の部分拡大図である。
【００５５】
前記の第２実施形態のＬＥＤモジュール２０においては、リフレクタ２の上面２ａ１にレンズ５が接して設けられているが、第３実施形態のＬＥＤモジュール２２においてはリフレクタ２に囲まれるようにして、レンズ５が設けられている。このとき、図１６（ｂ）に示すようにレンズ５とリフレクタ２とのなす角度θがθ＞９０°という関係を満たす。角度θはリフレクタ２上にレンズ５の元となる樹脂を滴化した際に出来る接触角により決まり、θ＞９０°という関係を満たせば、樹脂を滴化した際の濡れを防ぐことができる。接触角を高めるためにリフレクタ２に撥液性の高い材料を用いたり、表面を撥液処理してもよい。これにより、リフレクタ２の上端に、レンズ５が形成されていない部分をより確実に設けることができる。これにより、ＬＥＤモジュール２０の移送時等において、リフレクタ２の上端面を吸着させて移送することが、より確実に行えるようになる。
【００５６】
また、図１６（ａ）においてはリフレクタ２が凸部２ａを有しているが、凸部の無い場合（図示せず。図４の２ｂ面を２ａ面と一致させる状態）においても同様である。また、蛍光体樹脂材料６の表面形状は図１６（ａ）に示すように凹面形状であるとレンズ５の形状が最も安定するが、蛍光体樹脂材料６の上面が凸面（図示せず）や平面（図示せず）になっていても前述の効果によりにレンズの形状を安定化させる。また特にレンズ５と蛍光体樹脂材料６の屈折率が異なる場合はレンズ５と蛍光体樹脂材料６のそれぞれを凸面とすることで界面での全反射光を低減でき、光取り出し効率を高める効果がある。
［４．第４実施形態のＬＥＤモジュール］
図１７は、第４実施形態のＬＥＤモジュール３０のレンズ５近傍の構造を示す断面図である。前記のＬＥＤモジュール１０，２０と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明は省略する。
【００５７】
前記のＬＥＤモジュール１０においては、レンズ５と蛍光体材料６との接合界面は平滑になっていたが（図４等参照）、第４実施形態のＬＥＤモジュール３０においては、当該接合界面は内側に窪むように湾曲している。また、ＬＥＤモジュール３０においては、前記のＬＥＤモジュール２０と同様、凸部２ａに囲まれるようにして、レンズ５が設けられている。
【００５８】
レンズ５を形成するとき、前記のように、例えば樹脂を蛍光体材料６の上方から滴下させて形成することができるが、蛍光体材料６の上面が内側に窪むように湾曲していることにより、レンズ５の樹脂が外側に拡がりにくくなる、即ち、レンズ５端部の樹脂（即ち、リフレクタ２の端部近傍に存在する樹脂）の表面張力は、蛍光体材料６の上面が内側に窪んで形成されているため、中心方向に向くことになる。そのため、樹脂は中心方向への力を受けるため、樹脂が外部方向であるリフレクタ２の上面に拡がることをより確実に防止することができる。
【００５９】
また、この場合であっても、前記のＬＥＤモジュール２０と同様にして、凸部２ａが設けられないようにしてもよい。これによっても、同様の効果が得られる。
［５．第５実施形態のＬＥＤモジュール］
図１８は、第５実施形態のＬＥＤモジュール４０のレンズ５近傍の構造を示す断面図である。前記のＬＥＤモジュール１０，２０，３０と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明は省略する。
【００６０】
前記のＬＥＤモジュール１０，２０，３０においては、ＬＥＤモジュール１０，２０，３０の移送のし易さ等を確保する観点から、リフレクタ２の上端にレンズ５が形成されない部分を確保していたが、別の観点から、敢えて、リフレクタ２の上端の全体にレンズ５が形成されるようにしてもよい。具体的には、図１８に示すように、リフレクタ２の全面と蛍光体材料６の全面を覆うようにして、レンズ５が形成されるようにしてもよい。
【００６１】
このようにすることで、レンズ５を構成する樹脂の滴下量を多くすることができ、蛍光体材料６をより膜厚かつ広範にレンズ５によって覆うことができる。そのため、蛍光体材料６に含まれる例えば蛍光体の硫化を、レンズ５によってより確実に防止することができる。これによれば、ＬＥＤモジュール３０の長寿命化を図ることができる。
［３．変形例］
以上、本実施形態を具体例を挙げて説明したが、本発明は前記の内容に何ら制限されるものではない。
【００６２】
例えば、図１等を参照しながら説明した負極リード部３ａ，３ａや正極リード部４ａ，４ａ、負極サブリード部３ｂ、正極リード部４ｂは、いずれもリフレクタ２の外側面から突出している必要は無く、外部に露出していればよい。熱を与え易いという観点からは突出していることが好ましいが、外部にこれらが露出していれば、露出している部分から負極３及び正極４に対して外部から熱を与えることができ、本発明の効果が得られる。
【００６３】
また、負極リード部３ａ，３ａや正極リード部４ａ，４ａ、負極サブリード部３ｂ、正極リード部４ｂは、必ずしも図示の位置に設けられる必要は無く、また、これらの全てが必ず設けられる必要も無い。即ち、負極３と熱的に接続されている部材と、正極４と熱的に接続されている部材とが、ＬＥＤモジュール１０を回路基板２３に実装したときに視認可能な位置（例えばリフレクタ２の側面）に配置されていれば、どのような構成であってもよい。また、熱的に接続されていれば、負極３と負極サブリード部３ｂと、また、正極４と正極サブリード部３４とは一体に形成されている必要も無い。
【００６４】
ただし、負極３及び正極４のそれぞれ全面に対して均等に熱を与え易いという観点からは、図３等に示すように、負極３及び正極４の長手方向中央近傍から、これらの短手方向に延在するような構成とすることが好ましい。従って、例えば、負極サブリード部３ｂを並行に複数設けるとともに、これと対称に正極サブリード部４ｂを並行に複数設け、複数の負極サブリード部３ｂの全て、及び、複数の正極サブリード部４ｂの全てに対して同時に熱を与えることで、負極３及び正極４の全面に対してよりいっそう素早く熱を与えることができるようになる。これにより、不具合のあるＬＥＤモジュールをよりいっそう速やかに取り外すことができるようになる。
【００６５】
また、図９において説明したはんだ２４による接合位置は、図示の例に限定されない。例えば、図９では、はんだ２４は視認可能な位置にまで拡がっているが、このようにしなくても、十分容易にはんだ２４を溶融させることができる。また、負極３及び正極４等の必ずしも全面にはんだ２４が付着していなくても、十分容易にはんだ２４を溶融させることができる。
【００６６】
さらに、ＬＥＤモジュール１０の製造方法は、図１０に示す方法に何ら限定されるものではない。図１０においては、最後に金属板１２から打ちぬいてＬＥＤモジュール１０を得るようにしたが、予め金属板１１から負極３及び正極４のみをエッチング等により形成し、形成された負極３及び正極４に対して、リフレクタ２等を設けるようにしてもよい。また、リフレクタ２を形成する樹脂を流し込む位置も、図１３を参照しながら説明した位置に何ら限定されず、任意に決定すればよい。
【００６７】
また、図８等を参照しながら説明したハーフエッジ部の形成について、本実施形態では、リフレクタ２が設けられる面とは反対側に対してエッチング加工やプレス加工等されるようにしているが、これらの加工の面は、図示の例に何ら限定されず、図示の面とは逆の面に対して加工が行われるようにしてもよい。図示の例と逆側の面に対して加工しても樹脂と負極３及び正極４との接合面積を増加させることができる。
【００６８】
特に、ハーフエッジ部は、図示の例では長手方向及び短手方向の双方において対称になるように形成されているが、例えば、負極３及び正極４のうちの少なくとも一方の電極中央近傍について、点対称の位置になるように、ハーフエッジ部を設けてもよい。このようにしても、例えばプレス加工時の押圧による影響を打ち消すことができ、十分な効果が得られる。
【００６９】
なお、本発明は、前記の各実施形態同士を組み合わせたり、周知技術等を適宜付加、削除、転換等して、実施することができる。
【符号の説明】
【００７０】
２  リフレクタ（ケース）
３  負極（第一電極、電極）
３ａ  負極リード部
３ｂ  負極サブリード部（第一熱付与部）
３ｃ  ハーフエッジ部
４  正極（第二電極、電極）
４ａ  正極リード部
４ｂ  正極サブリード部（第二熱付与部）
４ｃ  ハーフエッジ部
５  レンズ
６  蛍光体材料
７  半導体発光素子
１０  ＬＥＤモジュール
２０、２１、２２  ＬＥＤモジュール
２３  基板（回路基板）
２４  はんだ
２４ａ，２４ｂ  プリント回路
３０  ＬＥＤモジュール
４０  ＬＥＤモジュール
５０  照明装置
【図１】
2015015404.tif 000003
【図２】
2015015404.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2015015404.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015015404.tif 000009
【図８】
2015015404.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2015015404.tif 000012
【図１１】
2015015404.tif 000013
【図１２】
2015015404.tif 000014
【図１３】
2015015404.tif 000015
【図１４】
2015015404.tif 000016
【図１５】
2015015404.tif 000017
【図１６】
2015015404.tif 000018
【図１７】
2015015404.tif 000019
【図１８】
2015015404.tif 000020