(57)【要約】  改良された熱特性を有する発光ダイオード（「ＬＥＤ」）モジュールが提供される。このモジュールは、ＬＥＤと第１の回路基板と第２の回路基板と下部絶縁体と上部絶縁体と下部接触子と上部接触子とヒートシンクとを含む。好適にはこのヒートシンクは外側ハウジングと接触リングとを備える。ＬＥＤ及びヒートシンクは半田を介して第１の回路基板に接合される。ＬＥＤのための基板として機能することに加えて第１の回路基板（ビアによって接続された複数の熱伝導層を含む）はＬＥＤからヒートシンクへの放熱を容易にする。このモジュールはまた、冗長な電気的接続、安定な機械的接続及び衝撃吸収性下部接触子を含む機械的及び電気的特性を改善している。下部絶縁体はまた、このモジュールが懐中電灯又は他の照明装置に使用されるときに下部接触子との電源の位置合わせ不良を防止するように構成され得る。
2011530788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）回路基板と、
ｂ）前記回路基板に半田によって接合された発光ダイオードと、
ｃ）前記回路基板に半田によって接合されたヒートシンクと、を備える照明モジュールであって、
ｄ）前記ヒートシンクは外側ハウジングを備える、照明モジュール。
【請求項２】
前記回路基板は複数の熱伝導層を有する、請求項１に記載の照明モジュール。
【請求項３】
前記複数の熱伝導層の２つ以上の層はビアによって接続される、請求項２に記載の照明モジュール。
【請求項４】
前記ビアの１つ以上はブラインド・ビアである、請求項３に記載の照明モジュール。
【請求項５】
前記ヒートシンクは前記回路基板を介して前記発光ダイオードと熱的及び電気的に連通している、請求項１に記載の照明モジュール。
【請求項６】
前記照明モジュールは第２の回路基板を更に備え、また前記第２の回路基板は前記回路基板と電気的に連通している、請求項１に記載の照明モジュール。
【請求項７】
前記第２の回路基板は前記発光ダイオードを制御する、請求項６に記載の照明モジュール。
【請求項８】
前記第２の回路基板は前記発光ダイオードのための電子スイッチとして機能する、請求項７に記載の照明モジュール。
【請求項９】
前記第２の回路基板は複数の電気コネクタを介して前記回路基板と電気的に連通している、請求項６に記載の照明モジュール。
【請求項１０】
前記複数の電気コネクタの２つ以上は前記第２の回路基板の長手方向中心線に対して等間隔で配置される、請求項９に記載の照明モジュール。
【請求項１１】
前記第２の回路基板は前記回路基板に対して複数の方位において前記回路基板との電気的連通を維持することができる、請求項６に記載の照明モジュール。
【請求項１２】
前記照明モジュールは接触子を更に備え、また前記接触子は前記第２の回路基板と電気的に連通している、請求項６に記載の照明モジュール。
【請求項１３】
前記接触子は複数の電気コネクタを介して前記第２の回路基板と電気的に連通している、請求項１２に記載の照明モジュール。
【請求項１４】
前記複数の電気コネクタの２つ以上は前記第２の回路基板の長手方向中心線に対して等間隔に配置される、請求項１３に記載の照明モジュール。
【請求項１５】
ａ）熱伝導性回路基板と、
ｂ）前記熱伝導性回路基板に第１の半田組成物によって接合された発光ダイオードと、
ｃ）熱伝導性部材と外側ハウジングとを備える、前記熱伝導性回路基板に第２の半田組成物によって接合されたヒートシンクと、を備える照明モジュールであって、
ｄ）前記熱伝導性部材は前記第１及び前記第２の半田組成物の液相温度より低い液相温度を有する第３の半田組成物によって前記外側ハウジングに接合される、照明モジュール。
【請求項１６】
前記第１の半田組成物と前記第２の半田組成物は同じである、請求項１５に記載の照明モジュール。
【請求項１７】
前記発光ダイオードは前記ヒートシンクと電気的に連通している、請求項１６に記載の照明モジュール。
【請求項１８】
ａ）胴体と、
ｂ）発光ダイオードと回路基板とヒートシンクとを備える、前記胴体内に収容された照明モジュールとを備える照明装置であって、
ｃ）前記発光ダイオードは前記回路基板に半田によって接合されており、
ｄ）前記ヒートシンクは前記回路基板に半田によって接合されており、
ｅ）前記ヒートシンクは前記胴体と前記発光ダイオードとに電気的に連通している、照明装置。
【請求項１９】
前記胴体は陽極接触子と陰極接触子とを有する電源を収容しており、前記照明モジュールは前記回路基板と電気的に連通する接触子を更に備えており、前記照明モジュールは前記電源の前記陽極接触子と前記照明モジュールの前記接触子との間の電気的連通を可能にしながら、前記電源の前記陰極接触子と前記照明モジュールの前記接触子との間の電気的連通を防止するように構成されている、請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２０】
前記照明モジュールの前記接触子は板ばねである、請求項１９に記載の照明装置。
【請求項２１】
前記回路基板と前記第２の回路基板との間に絶縁体が配置される、請求項９に記載の照明モジュール。
【請求項２２】
前記絶縁体は射出成形によって形成される、請求項２１に記載の照明モジュール。
【請求項２３】
前記絶縁体は前記複数のコネクタと共に共同成形される、請求項２２に記載の照明モジュール。
【請求項２４】
前記回路基板と前記第２の回路基板との間に絶縁体が配置される、請求項１３に記載の照明モジュール。
【請求項２５】
前記絶縁体は射出成形によって形成される、請求項２４に記載の照明モジュール。
【請求項２６】
前記絶縁体は前記複数のコネクタと共に共同成形される、請求項２５に記載の照明モジュール。
【請求項２７】
ａ）第１の回路基板と、
ｂ）前記第１の回路基板の第１の側面に半田によって接合された発光ダイオードと、
ｃ）上部絶縁体と前記上部絶縁体内に共同成形された上部接触子とを備える上部絶縁体アセンブリであって、前記上部接触子は前記上部絶縁体の第１の側面上の第１、第２の接触子面と前記絶縁体の前記第１の側面とは反対側の前記絶縁体の第２の側面上の複数の雌型コネクタとを備え、前記雌型コネクタの少なくとも１つは前記第１の接触子面と電気的に連通しており、前記雌型コネクタの少なくとも１つは前記第２の接触子面と電気的に連通しており、前記上部絶縁体アセンブリは前記第１、第２の接触子面が前記第１の回路基板と電気的に連通するように配置されている、上部絶縁体アセンブリと、
ｄ）前記上部絶縁体の前記第２の側面上の前記複数のコネクタ内に受け入れられる第２の回路基板と、
ｅ）下部絶縁体と前記下部絶縁体内に共同成形された下部接触子とを備える下部絶縁体アセンブリであって、前記下部接触子は前記下部絶縁体の第１の側面上の複数の雌型コネクタと前記下部の第２の側面上のスプリング接触子とを備えており、前記第２の回路基板は前記下部絶縁体の前記第１の側面上の前記複数の雌型コネクタ内に受け入れられる、下部絶縁体アセンブリと、を備える照明モジュール。
【請求項２８】
前記上部絶縁体の前記第２の側面上及び前記下部絶縁体の前記第１の側面上の前記複数の雌型コネクタは馬蹄形コネクタを備える、請求項２７に記載の照明モジュール。
【請求項２９】
前記第２の回路基板は前記上部絶縁体の前記第２の側面上の前記複数の雌型コネクタを介して前記第１の回路基板と電気的に連通している、請求項２７に記載の照明モジュール。
【請求項３０】
前記第１の接触子面には第１の１対の雌型コネクタが接続され、前記第２の接触子面には第２の１対の雌型コネクタが接続され、そして前記第１の１対の雌型コネクタと前記第２の１対の雌型コネクタは前記第２の回路基板の長手方向中心線に対しておのおの等間隔に配置される、請求項２９に記載の照明モジュール。
【請求項３１】
前記第２の回路基板は第１及び第２の方位において前記第１及び第２の対の雌型コネクタ内に動作可能に受け入れられるように構成される、請求項３０に記載の照明モジュール。
【請求項３２】
前記第２の回路基板は前記下部絶縁体の前記第１の側面上の前記複数の雌型コネクタを介して前記スプリング接触子と電気的に連通している、請求項２７に記載の照明モジュール。
【請求項３３】
前記下部絶縁体の前記第１の側面上の前記複数の雌型コネクタは前記第２の回路基板の長手方向中心線に対して等間隔に配置された２つの雌型コネクタを備える、請求項３２に記載の照明モジュール。
【請求項３４】
前記第２の回路基板は第１及び第２の方位において前記２つの雌型コネクタ内に動作可能に受け入れられるように構成される、請求項３３に記載の照明モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、発光ダイオード（「ＬＥＤ」）モジュールに関し、特に懐中電灯及びヘッドランプといった手持ち式及び他の携帯型照明装置に用いるＬＥＤモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは、腕時計の照明、遠隔制御装置からの情報伝達、及び大型テレビ画面での画像形成を含む種々の用途で使用されている。より最近では、ＬＥＤは、特にＬＥＤが長持ち可能になり、より効率的に発光でき、そして従来の懐中電灯及びヘッドランプで一般に使用される白熱電球より耐久性があるので、（懐中電灯及びヘッドランプのような）携帯型照明装置に使用されている。
【０００３】
しかしながらＬＥＤの明るさ及び予測寿命は、典型的には温度上昇と共に減少する。したがってＬＥＤの温度をその設計限界内に維持するためには、効果的な熱の消散が必要とされる。
【０００４】
更に、多くのＬＥＤモジュールについての制約は、ＬＥＤをその支持基板に取り付けるために使用される媒体である。現在のＬＥＤモジュールは、サーマルエポキシ又は他の同様の材料を使用している。サーマルエポキシは、連携動作が困難であり、長い硬化時間を必要とする。サーマルエポキシを使用するＬＥＤ取付けはまた、初期故障の危険が大きい。
【０００５】
多くのＬＥＤモジュール、特に懐中電灯及び他の携帯型照明装置で使用するためのＬＥＤモジュールについての他の制約は、電源（例えば１つ以上の電池）が正しく整列配置されていないときに照明装置の動作を防止する能力を持たないことである。
【０００６】
米国特許公開公報２００７／００５８３６６Ａ１（２００７年３月１５日発行）に記載されているような公知のＬＥＤモジュールについての更なる制約は、組立て又は製造が比較的複雑なことである。
【０００７】
最後に、携帯型照明装置で使用される多くのＬＥＤモジュールについての他の制約は、電気の中断及び／又は外力からの衝撃によって引き起こされる障害を受けやすいことである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
現在のＬＥＤモジュールについての前述の制約を考慮して、本発明の目的は、当技術分野における前述の問題の１つ以上を少なくともある程度改善した改良型ＬＥＤモジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的のために好適な一実施形態では、ＬＥＤと、第１の回路基板と、下部接触子及び下部絶縁体によって形成された下部アセンブリと、第２の回路基板と、上部絶縁体及び上部接触子によって形成された上部アセンブリと、外側ハウジング及び接触リングによって形成されたヒートシンクと、を備えるＬＥＤモジュールが提供される。ＬＥＤ及びヒートシンクは、好適には半田接続によって第１の回路基板に取り付けられる。サーマルビアによって接続された複数の熱伝導層を有する第１の回路基板は、ＬＥＤからヒートシンクへの迅速で効率的な伝熱を促進する。
【００１０】
この好適な実施形態ではＬＥＤモジュールはまた、ＬＥＤと第１の回路基板との間の接合、ならびに第１の回路基板とヒートシンクとの間の接合を備えており、改善された熱的、電気的及び機械的特性を示し、また初期故障を受け難くしている。
【００１１】
本好適な実施形態ではＬＥＤモジュールはまた、ＬＥＤにエネルギーを供給する電源の誤った挿入又は配列に対する保護と、外力に対する改善された機械的安定性及び耐衝撃性と、を備える。
【００１２】
本好適な実施形態ではＬＥＤモジュールはまた、構成要素間の電気的連通のチャネルにおける冗長性を備え、それによってＬＥＤモジュールが電気の中断からの障害を受け難くなるようにしている。
【００１３】
本好適な実施形態ではＬＥＤモジュールはまた、より大きな機械的公差を許容し、硬化時間を解消し、その構成構成要素の向きにおける柔軟性を増加させた改良されたアセンブリを備える。
【００１４】
ＬＥＤモジュールの更なる態様、目的、望ましい特徴、及び利点は、ＬＥＤモジュールの好適な実施形態が例として図示されている添付図面に関連付けて考慮された下記の説明からよりよく理解されるであろう。ただし、各図は例示のためのものであり、本発明の制限を定義するためのものではないことを明確に理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ＬＥＤモジュールの斜視図である。
【００１６】
【図２】ＬＥＤモジュールの側面図である。
【００１７】
【図３】組立て前のＬＥＤモジュールの構成要素を示す分解図である。
【００１８】
【図４】図１の平面４−４に沿って見られた図１のＬＥＤモジュールの長手方向断面図である。
【００１９】
【図５】図１の平面５−５に沿って見られた図１のＬＥＤモジュールの長手方向断面図である。
【００２０】
【図６】図３の第１の回路基板の斜視図である。
【００２１】
【図７】図３の第１の回路基板の底面図である。
【００２２】
【図８】第１の回路基板、ＬＥＤ、及び接触リングの複数平面による断面図である。
【００２３】
【図９】図３の接触リングの斜視図である。
【００２４】
【図１０】図３の下部接触子の斜視図である。
【００２５】
【図１１】図３の下部絶縁体の斜視図である。
【００２６】
【図１２】図３の下部絶縁体の上面図である。
【００２７】
【図１３】下部絶縁体及び下部接触子の底面図である。
【００２８】
【図１４】図３の第２の回路基板の斜視図である。
【００２９】
【図１５】図３の第２の回路基板の側面図である。
【００３０】
【図１６】図３の上部アセンブリの斜視図である。
【００３１】
【図１７】図３の上部アセンブリの側面図である。
【００３２】
【図１８】図３の上部アセンブリの上面図である。
【００３３】
【図１９】本発明による特徴を有するＬＥＤモジュールを装備した懐中電灯の断面図である。
【００３４】
【図２０】本発明による特徴を有するＬＥＤモジュールを装備した懐中電灯の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１〜図５に好適な実施形態によるＬＥＤモジュール１０が示されている。図示の実施形態ではＬＥＤモジュール１０は、ＬＥＤ２０と、第１の回路基板３０と、下部接触子５０及び下部絶縁体６０によって形成された下部アセンブリ５５と、第２の回路基板７０と、上部絶縁体８０及び上部接触子９０、９１によって形成された上部アセンブリ８５と、好適には金属製の外側ハウジング１００及び接触リング４０によって形成されたヒートシンク１０１と、を含む。
【００３６】
ＬＥＤ２０は、プリント回路基板に半田付けされ得る任意の発光ダイオードであり得る。好適にはＬＥＤ２０は、スクリーン塗付半田ペースト及びリフロー炉を使用して第１の回路基板３０に半田付けされ得る。より好適にはＬＥＤ２０は、Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｌｕｍｉｌｅｄｓ  Ｌｉｇｈｔｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ，  ＬＬＣ．から商業的に入手可能なＬＵＸＥＯＮ（登録商標）Ｒｅｂｅｌ製品である。ＬＥＤ２０は、上面２００と下面２１０とを有する。上面２００は、上面２００から離れる方向に可視光を放射できるダイオード２２０を有する。下面２１０は、通常の態様でダイオード２２０と電気的に連通している正の接触子と負の接触子（図示せず）とを有する。下面２１０はまた、ダイオード２２０と熱的に連通しているヒートパッド（図示せず）を有する。
【００３７】
図６〜図８は、第１の回路基板３０の一実施形態を示す。この実施形態では第１の回路基板３０は、概ね円形形状である。第１の回路基板３０は、上面３００と下面３０５とを有する。第１の回路基板３０は、好適には直径が約５／１６”、厚さが１／１６”未満であって、好適にはメタルクラッドのプリント回路基板から形成される。第１の回路基板３０は、３つの主要機能を提供する。第１に第１の回路基板３０は、ＬＥＤ２０を支持するための基板として機能する。第２にこの回路基板は、ＬＥＤ２０からヒートシンク１０１の接触リング４０に熱を伝導するための熱伝導体として機能する。第３にこれは懐中電灯の電気回路の一部として機能する。特に第１の回路基板３０の１つの導体は、上部接触子９１と第２の回路基板７０とを介してＬＥＤ２０の１つの端子を、好適には正の端子を下部接触子５０に電気的に接続し、また第１の回路基板３０の第２の導体は、接触リング４０を介してＬＥＤ２０の第２の端子を、好適には負の端子を外側ハウジング１００に電気的に接続する。
【００３８】
図６に示すように上面３００はある程度、非電気的伝導性基板３１０によって画定される。更に、この好適な実施形態では上面３００は、比較的小さくて矩形形状の正の端子３１５と、比較的小さくて矩形形状の負の端子３２０と、比較的大きくて矩形形状のサーマルパッド３２５と、を含む。他のパッド形状も可能である。
【００３９】
上面３００はまた、第１の回路基板３０の外側エッジ３４０に近い周辺あたりに位置する第１、第２の概ね「Ｌ」字形の台板（ｌａｎｄｉｎｇ）３３０、３３５を含む。周辺のほぼ半分以下を占める第１の台板３３０は幅広領域３４５と幅狭領域３５０とを有する。周辺のほぼ半分以下を占める第２の台板３３５は幅広領域３５５と幅狭領域３６０とを有する。幅広領域３４５、３５５は互いに反対側に位置する。同様に、幅狭領域３５０、３６０は互いに反対側に位置する。第１及び第２の台板３３０、３３５の両者は、負の端子３２０及びサーマルパッド３２５と電気的に連通している。正の端子３１５は上面３００の残り部分から電気的に絶縁されている。
【００４０】
図７に示すように下面３０５も非電気的伝導性基板３６５によってある程度画定されている。更に、この好適な実施形態では下面３０５は、矩形形状の正の端子３７０を含む。正の端子３７０は、下面３０５の中心の近傍に位置し、上面３００上のサーマルパッド３２５の長手方向軸と同じ方向に整列した長手方向軸を有する。正の端子３７０のどの部分も第１の回路基板３０の外側エッジ３４０に到達しない。
【００４１】
下面３０５もまた、２つの更なるパッド領域を含む。第１のパッド領域は、外側エッジ３４０の近くで周辺部のほぼ半分以下を占める概ね「Ｃ」字形の負の端子３７５である。第２のパッド領域は、外側エッジ３４０の近くで周辺部のほぼ半分以下を占めるもう１つの概ね「Ｃ」字形の負の端子３８０である。外側エッジ３４０にまで延びる、下面３０５上の非電気的伝導性基板３６５の部分は、上面３００上の概ね「Ｌ」字形の台板３３０、３３５の幅広領域３４５、３５５の下に位置する。
【００４２】
ＬＥＤ２０の下面２１０は、リフロー炉を通して送られるスクリーン塗布半田ペーストによって第１の回路基板３０の上面３００に接合される。ＬＥＤ２０の下面２１０は、ＬＥＤ２０のヒートパッドがサーマルパッド３２５の上方に配置され、ＬＥＤ２０の正の接触子が正の端子３１５の上方に配置され、そしてＬＥＤ２０の負の接触子が負の端子３２０の上方に配置されるように、第１の回路基板３０の上面３００に対して方向付けられる。したがってＬＥＤ２０の下面２１０上の正の接触子は第１の回路基板３０の上面３００上の正の端子３１５と電気的に連通しており、ＬＥＤ２０の下面２１０上の負の接触子は第１の回路基板３０の上面３００上の負の端子３２０と電気的に連通している。更にＬＥＤ２０の上面２００上のダイオード２２０は、ＬＥＤ２０の下面２１０上のヒートパッドを介して第１の回路基板３０の上面３００上のサーマルパッド３２５と熱的に連通している。
【００４３】
ＬＥＤ２０を第１の回路基板３０に接合するためにサーマルエポキシ又は他の同様な材料の代わりにスクリーン塗布半田ペーストを使用することは、これらの構造物間の伝熱の効率を向上させる。これはまた、接着材料との連携動作の必要性をなくして硬化時間を解消することによって組立工程を単純にして組立工程の速度を向上させる。更に半田接続の強度は、サーマルエポキシの時間と共に脆弱になる傾向を考えると、この接合の初期障害の可能性を低減させる。
【００４４】
図８に示すように第１の回路基板３０は好適には、熱的伝導性材料、好適には銅といった金属の多数の平行な層を含む。より好適にはこれらの層は、４オンスの銅を含む。第１の回路基板３０は好適には、４つのこのような層３８５〜３８８を有する。ブラインド・サーマル・ビア３９０、３９５は、最下端の銅含有層３８８を除くすべてを熱的に接続する。これら複数のブラインド・ビア３９０は、サーマルパッド３２５の近傍に位置する。これらのブラインド・ビア３９０は、サーマルパッド３２５を介してダイオード２２０から熱を引き出して高銅含有層３８５〜３８７に引き入れる。複数のブラインド・サーマル・ビア３９５はまた、第１、第２の台板３３０、３３５の近傍に位置し、台板の幅広領域３４５、３５５上に特に集中している。ブラインド・ビア３９５は、高銅含有層３８５〜３８７から熱を引き出して第１、第２の台板３３０、３３５に引き入れる。
【００４５】
第１の回路基板３０はまた、銅含有層３８５〜３８７のすべてを接続する電気的貫通ビア３９７、３９８を含む。少なくとも１つの電気的貫通ビア３９７は、上面３００上の正の端子３１５を下面３０５上の正の端子３７０に接続する。更に少なくとも１つの電気的貫通ビア３９８は、上面３００上の負の端子３２０を下面３０５上の負の端子３７５及び３８０の各々に接続する。
【００４６】
第１の回路基板３０はまた、上面３００から基板の全厚さを貫通して下面３０５に延びる位置合わせ孔３９９を含み得る。これらの位置合わせ孔３９９は好適には第１の台板３３０と第２の台板３３５との間で第１の回路基板３０の周辺部に位置しており、上部絶縁体８０と上部接触子９０、９１とに対して第１の回路基板３０を位置合わせするために使用され得る。
【００４７】
図９は、本好適な実施形態の接触リング４０を示す。接触リング４０は、本実施形態におけるヒートシンク１０１の一部を形成する。接触リング４０は、概ね長円形状であり、長円形の中心空洞４００と上面４１０及び下面４１５を有する隆起した本体４０５とを有する。本体４０５は、第１の幅広部分４２０と第２の幅広部分４２５（第１の幅広部分４２０から中心空洞４００の幅を隔てて反対側）と第１の幅狭部分４３０と第２の幅狭部分４３５（第１の幅狭部分４３０から中心空洞４００の長さを隔てて反対側）とを備える。接触リング４０はまた、第１の側壁部４４０（隆起した本体４０５の第１の幅狭部分４３０に付いている）と第２の側壁部４４５（第２の幅狭部分４３５に付いている）と多数のフィン４５０、４５５（それぞれ側壁部４４０、４４５に付いている）とを有する。これらの側壁部４４０、４４５は概ね本体４０５に垂直に方向付けられており、本体４０５の下面４１５から離れるように下方に延びる。フィン４５０、４５５は概ね側壁部４４０、４４５に垂直に方向付けられており、側壁部４４０、４４５及び本体４０５から離れるように延びる
【００４８】
本体４０５の下面４１５は好適には、リフロー炉を通して送られるスクリーン塗布半田ペーストによって第１の回路基板３０の上面３００上の台板３３０、３３５に接合される。これは好適には、ＬＥＤ２０の下面２１０が第１の回路基板３０の上面３００に取り付けられるときに同時に行われる。本体４０５の下面４１５は、ＬＥＤ２０が中心空洞４００内に位置決めされるように第１の回路基板３０の上面３００に対して方向付けられる。更に中心空洞４００は、ＬＥＤ２０の下面２１０上の正の接触子と第１の回路基板３０の上面３００上の正の端子３１５とが非電気的伝導性基板３１０によって接触リング４０から電気的に絶縁されるのに十分な大きさである。
【００４９】
本体４０５の下面４１５は、本体４０５の第１の幅広部分４２０が第１の回路基板３０の上面３００上の第１の幅広領域３４５の直接上方に位置し、本体４０５の第２の幅広部分４２５が第１の回路基板３０の上面３００上の第２の幅広領域３５５の直接上方に位置し、本体４０５の第１の幅狭部分４３０が第１の回路基板３０の上面３００上の第１の幅狭領域３５０の直接上方に位置し、そして本体４０５の第２の幅狭部分４３５が第１の回路基板３０の上面３００上の第２の幅狭領域３６０の直接上方に位置するように、第１の回路基板３０の上面３００に対して方向付けられる。したがって第１の幅広部分４２０は第１の幅広領域３４５と熱的及び電気的に連通しており、第２の幅広部分４２５は第２の幅広領域３５５と熱的及び電気的に連通しており、第１の幅狭部分４３０は第１の幅狭領域３５０と熱的及び電気的に連通しており、そして第２の幅狭部分４３５は第２の幅狭領域３６０と熱的及び電気的に連通している。
【００５０】
しかしながら第１の回路基板３０の上面３００に関する接触リング４０の上記構成が限定的であるように意図されていないことは理解されるべきである。例えば台板及び接触リングの他の形状も適切に使用され得る。主要な指令は、第１の回路基板３０から接触リング４０に熱を伝導することである。図示の構成では熱は、第１、第２の台板３３０、３３５の幅広領域３４５、３５５から本体４０５の幅広部分４２０、４２５に伝えられる。それから熱は本体４０５の幅広部分４２０、４２５から第１、第２の側壁部４４０、４４５に、それから両側壁部４４０、４４５から外方向に広がる多数のフィン４５０、４５５に伝えられる。
【００５１】
接触リング４０は好適には、一片のベリリウム銅又は他の電気的、熱的に伝導性の材料から作られる。
【００５２】
図１０は、本実施形態の下部接触子５０を示す。下部接触子５０は、第１の回路基板保持要素５００と第２の回路基板保持要素５２０と主要部５４０と板ばね５５０とを有する。これら第１の回路基板保持要素５００、第２の回路基板保持要素５２０、主要部５４０及び板ばね５５０はすべて、互いに電気的に連通しており、また好適にはベリリウム銅シート素材から形成される。
【００５３】
第１の回路基板保持要素５００は、第１の突起部５０２と、第２の突起部５０４と、基部５０６とを備える。第１、第２の突起部５０２、５０４は基部５０６と協同して突起部間空間５０８を画定する。突起部間空間５０８は基部５０６とは反対の方向に開いている。第１及び第２の突起部５０２、５０４は好適には、基部５０６から離れるにつれて突起部間空間５０８に向かって内側に広がる。これは、突起部５０２、５０４の端部５１０及び５１２の近くで突起部間空間５０８が狭くなるという結果をもたらす。これによって突起部間空間５０８に挿入される十分な幅の回路基板の如何なる部分も第１、第２の突起部５０２、５０４によって適所に機械的に保持されて基部５０６によって支持され得る。突起部５０２、５０４の端部５１０、５１２もまた好適には、第１、第２の突起部５０２、５０４間への、そして突起部間空間５０８内への回路基板の少なくとも一部の挿入を容易にするために丸くされている。
【００５４】
第２の回路基板保持要素５２０は第１の回路基板保持要素５００と同じであって、第１の突起部５２２と、第２の突起部５２４と、基部５２６とを備える。第１、第２の突起部５２２、５２４は基部５２６と協同して突起部間空間５２８を形成する。
【００５５】
下部接触子５０の主要部５４０は好適には、実質的に円形であって上面５４２及び下面５４４を有し、数個の孔５４６によって穿たれている。これらの孔５４６は、下部絶縁体６０が下部接触子５０の周りに射出成形されるときに流路を提供し、下部接触子５０を下部絶縁体６０に機械的に固定する助けとなる。第１、第２の回路基板保持要素５００、５２０は主要部５４０と物理的に接触しており、好適には主要部５４０の直径の半分に等しい距離だけ分離されている。第１、第２の回路基板保持要素５００、５２０は、上面５４２に垂直に方向付けられており、上面５４２から離れるように延びた突起部の端部と、互いに位置合わせされた突起部間空間５０８、５２８と、を有する。この構成では第１、第２の回路基板保持要素５００、５２０によって適所に保持されたプリント回路基板は、上面５４２に垂直に方向付けられて、上面５４２から離れるように延びると考えられる。
【００５６】
板ばね５５０は、下部接触子５０の下面５４４に隣接して位置付けられる。これは好適には、凸状で「Ｕ」字形をしている。第１の端部５５４は、クリース５５５において主要部５４０に接続されている。更に、板ばね５５０は好適には、このスプリングが歪められていない状態にあるときに第２の端部５５２が下面５４４と物理的に接触し、下面５４４から間隔をあけた（第１、第２の端部５５４、５５２間のほぼ中間の最大分離間隔を有する）板ばね５５０の残り部分に物理的に接触するように形成される。したがって板ばね５５０は、電池の陽極端子が板ばね５５０に向かって加速された場合に、ある程度の衝撃吸収を与えながら、電池の陽極端子と電気的に連通することができる。代替として、ＬＥＤモジュール１０が電池の陽極端子と直接接触しない携帯型照明装置では下部接触子５０の板ばね５５０は、照明装置の主電源回路の一部を形成する隣接導電性要素によって電気的接触が確立されて維持されることを保証する助けとなる。
【００５７】
下部接触子５０は好適には、一片のベリリウム銅又は他の適当な導電性材料から作られる。
【００５８】
図１１〜図１２は、好適な実施形態の下部絶縁体６０を示す。下部絶縁体６０は、非電気的及び非熱的伝導性材料、好適には高温に耐え得る液晶ポリマーから形成される。下部絶縁体６０は好適には、下部アセンブリ５５（下部絶縁体６０と下部接触子５０とを備える）を形成する下部接触子５０の周りに射出成形される。
【００５９】
下部絶縁体は、共に中心空洞６３０を形成する円周壁６００と基部６２０とを有する。中心空洞６３０は、基部６２０とは反対の方向に開いている。
【００６０】
上部エッジ６０４から下方に延びる円周壁６００の外面６０２は、実質的に円形であって概ね均一な直径を有する。しかしながら上部エッジ６０４と基部６２０とのほぼ中間点において円周壁６００の外面６０２は徐々に直径を増加させている。円周壁６００の外面６０２の直径のこの段階的増加は、基部６２０の直前まで続く。この点で、円周壁６００の外面６０２の直径は突然減少し、そして基部６２０に到達し、それによって円周溝６０６形成するまで均一に留まる。
【００６１】
円周溝６０６の下方に基部６２０が存在する。基部６２０はまた実質的に円形形状であって概ね均一な直径を有する。しかしながら基部６２０の直径は、円周壁６００のどの部分よりも大きい。したがってこれは、基部６２０の最上部が円周溝６０６の底部と接触する円周棚６２２を形成する。
【００６２】
図１３に最もよく見られるように、基部６２０の下面６２４は、下部アセンブリ５５の成形が完了した後に下部接触子５０の板ばね５５０を収容する凹部領域６２６を有する。板ばね５５０は、板ばね５５０の如何なる部分も基部の下面６２４によって形成された平面の外側に、又はこの平面を越えて延びないように、凹部領域６２６内に位置付けられる。この特徴は、ＬＥＤモジュール１０が電池の陽極に直接接続されるように意図された携帯型照明装置における逆極性装置として機能し得る。言い換えれば、もし電源（電池など）が基部の下面６２４に面する非陽極（例えば陰極）端子を有する照明装置の本体内に配置されるならば、本好適な実施形態のＬＥＤ照明モジュール１０は電源から電気エネルギーを受け取らないであろう。しかしながら電源が照明装置の胴体内に適切に配置されているとき、又はＬＥＤモジュール１０が電源と物理的に接触するように意図されていない他の用途ではこの特徴はまた、照明装置が落下した場合、又はそうではなく大きな衝撃を受けた場合に、相手の導電性要素によるモジュールの損傷を防止する助けとなり得る。
【００６３】
図４に最もよく見られるように、下部アセンブリ５５の成形が完了した後に下部接触子５０の第１、第２の回路基板保持要素５００、５２０のそれぞれは、中心空洞６３０内に突き出る。しかしながら下部絶縁体６０に関する第１、第２の回路基板保持要素５００、５２０の図示の向きが限定的であるようには意図されていないことは理解されるべきである。
【００６４】
基部はまた、中心空洞６３０内に突き出ていて、第２の回路基板７０が挿入されたときに第１、第２の回路基板保持要素５００、５２０が側方に曲がるのを防止する支持要素６４０を有する。
【００６５】
円周壁６００の内面６０８は好適には不規則な直径を有する。例えば内面６０８は好適には、互いに反対側に位置する第１の垂直溝６１０と第２の垂直溝６１２とを有する。下部アセンブリ８５の成形が完了した後にこれら第１、第２の垂直溝６１０、６１２は、回路基板保持要素５００、５２０の突起部間空間５０８、５２８に位置合わせされる。その結果として回路基板保持要素５００、５２０によって保持された第２のプリント回路基板７０は、回路基板保持要素５００、５２０によるばかりでなく垂直溝６１０、６１２によっても適所に保持される。更に、第１、第２の垂直溝６１０、６１２の近傍の円周壁６００の幅を減らすことによって、外面６０２の直径を増加させる必要なしに、より大きな回路基板が中心空洞６３０内に挿入され得る。
【００６６】
円周壁６００の上部エッジ６０４は好適には、基部から離れる方向に上向きに延びる第１の１対の突起部６１４と第２の１対の突起部６１６とを備える。第１の１対の突起部６１４は、第１の回路基板保持要素５００の突起部５０２、５０４に概ね位置合わせされていて、第１の回路基板保持要素５００のいずれかのサイドにこの１対のうちの１つを有する。第２の１対の突起部６１６は、第２の回路基板保持要素５２０の突起部５２２、５２４に概ね位置合わせされていて第２の回路基板保持要素５２０のいずれかのサイドにこの１対のうちの１つを有する。垂直溝６１０、６１２の近傍には突起部は存在しない。下記に更に詳細に説明されるようにこれらの突起部は、ＬＥＤモジュール１０の組立て時に下部絶縁体６０と上部アセンブリ８５との位置合わせを助け、それによって第２のプリント回路基板７０のねじれを防止する（又は少なくとも最小にする）。
【００６７】
次に本好適な実施形態の第２の回路基板７０を説明する。図１４に見られるように第２の回路基板７０は概ね矩形形状である。これは、第１の側面７００と第２の側面７１０と上部エッジ７２０と下部エッジ７３０と第１の側部エッジ７４０と第２の側部エッジ７５０とを有する。第２の回路基板７０は好適には、第１、第２の側部エッジ７４０、７５０に沿って長さが１／２”、上部及び下部エッジ７２０、７３０に沿って幅が３／８”、及び厚さが１／１６”未満である。第２の回路基板７０はＬＥＤ駆動基板として機能し、また好適にはＬＥＤ２０の温度に基づいてＬＥＤ２０に供給される電流を調整するように構成される。これはまた、電子スイッチといった更なる機能を働かせることもできる。第２の回路基板７０に組み込まれることが可能であって、ＬＥＤ２０の感知された温度に基づいてＬＥＤ２０に供給されるエネルギーを調整することができるエネルギー調整回路は、その説明が参照によってここに組み込まれている米国特許公開公報２００７／００５８３６６Ａ１（２００７年３月１５日発行）に記載されている。
【００６８】
第２の回路基板７０は、第１の下部接触子パッド７０２及び第２の下部接触子パッド７０４を有する。下部接触子パッド７０２、７０４は概ね矩形形状であって、第２の回路基板７０の第１の側面７００上に位置している。概して等しい第１及び第２の下部接触子パッド７１２、７１４もまた、第２の回路基板７０の第２の側面７１０上に位置している。第１の１対及び第２の１対の下部接触子パッド７０２、７１２及び７０４、７１４は側部エッジ７４０、７５０からほぼ等距離において第２の回路基板７０の下部エッジ７３０の近傍に位置付けられている。
【００６９】
第２の回路基板７０は、第２の回路基板７０の側部エッジ７４０、７５０の一方が下部絶縁体６０における垂直溝６１０、６１２の一方に係合し、他方の側部エッジが他方の垂直溝に係合するように、第２の回路基板７０の下部エッジ７３０を下部絶縁体６０の中心空洞６３０内に挿入することによって下部接触子５０に接続され得る。完全に挿入されたときには、下部接触子パッド７０２、７１２及び７０４、７１４の一方の１対は下部接触子５０の回路基板保持要素５００、５２０の一方の保持要素の突起部によって固定され、下部接触子パッドの他方の１対は最終的に下部接触子５０の他方の回路基板保持要素の突起部によって固定されることになる。この時点で下部接触子パッド７０２、７１２及び７０４、７１４は、下部接触子５０と物理的に接触して電気的に連通している。更に下部回路基板保持要素５００、５２０は、締まり接触（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｔｙｐｅ  ｃｏｎｔａｃｔ）によって第２の回路基板を保持する。
【００７０】
組立工程は、下部接触子パッド７０２、７１２及び７０４、７１４が好適には下部接触子５０の第１、第２の回路基板保持要素５００、５２０の幅より実質的に大きいので、単純化される。したがって製造公差は、それほど厳しい必要はない。更に、これらの下部接触子パッドは互いに鏡像（ミラーイメージ）であるので、第２の回路基板７０は第２の回路基板７０の下部接触子パッド７０２、７１２及び７０４、７１４が下部絶縁体６０内に最初に挿入される２つの可能な向きのどちらにも挿入され得る。
【００７１】
第２の回路基板７０と下部接触子５０との間の物理的接続もまた安定性を向上させている。特に下部接触子５０の第１、第２の回路基板保持要素５００、５２０は第２の回路基板７０の長手方向中心線の反対側に互いに間隔をあけて配置されている。安定性は、第２の回路基板７０の側部エッジ７４０、７５０と下部絶縁体６０の垂直溝６１０、６１２との間の相互作用によっても強化される。
【００７２】
第２の回路基板７０と下部接触子５０との間の電気的接続もまた、与えられた冗長性のために信頼度を向上させている。特にＬＥＤモジュール１０は、第１の回路基板保持要素５００又は第２の回路基板保持要素５２０における電気的接続が遮断されてもなお機能することができる。
【００７３】
第２の回路基板７０はまた、第１の上部接触子パッド７０６と第２の上部接触子パッド７０８とを有する。上部接触子パッド７０６、７０８は概ね矩形形状であって第２の回路基板７０の第１の側面７００上に位置する。概して等しい第１及び第２の上部接触子パッド７１６、７１８もまた、第２の回路基板７０の第２の側面７１０上に位置している。上部接触子パッド７０６、７１６及び７０８、７１８の第１の１対と第２の１対は、第２の回路基板７０の上部エッジ７２０の近くに位置付けられており、一方は第１の側部エッジ７４０の近傍、他方は第２の側部エッジ７５０の近傍に位置する。両者は、第２の回路基板７０の鏡像及び冗長性の特徴を維持するためにそれぞれの側部エッジからほぼ等距離に位置付けられている。
【００７４】
第２の回路基板７０はまた、その第１の側面７００上に位置する第３の上部接触子パッド７０９とその第２の側面上に位置する概して等しい第３の上部接触子パッド７１９とを有する。この１対の第３の上部接触子パッド７０９、７１９は、第２の回路基板７０の上部エッジ７２０の近傍で側部エッジ７４０と７５０との間のほぼ中間に位置付けられている。この第３の１対の接触子パッド７０９、７１９は概ね矩形形状であるが、好適には第１の１対及び第２の１対の下部接触子パッド７０２、７１２及び７０４、７１４より、また第１の１対及び第２の１対の上部接触子パッド７０６、７１６及び７０８、７１８より大きい。
【００７５】
これらの対の上部及び下部接触子パッドは、好適には金又は他の導電性で耐食性の材料でめっきされる。
【００７６】
次に本好適な実施形態の上部アセンブリ８５（上部絶縁体８０と上部接触子９０、９１とを備える）を説明する。図１６〜図１８に示すように好適な実施形態の上部絶縁体８０は、非電気的及び非熱的伝導性材料、好適には高温に耐え得る液晶ポリマーから形成される。上部接触子９０、９１は好適には、ベリリウム銅又は他の導電性材料から作られる。上部絶縁体８０は好適には、上部接触子９０、９１の周りに射出成形されて、上部アセンブリ８５を形成する。
【００７７】
上部アセンブリ８５は、上面８００と下側面８１０とを有する。上面８００は、概ね長円形であって概ね平坦な表面を有する。上部アセンブリ８５の上面８００には１対の接地上部接触子９０が露出されており、一方の上部接触子９０は上部絶縁体８０の周辺部と横方向中心線との間のほぼ中間（横方向中心線の一方側）に配置されており、他方の上部接触子９０は上部絶縁体８０の周辺部と横方向中心線との間のほぼ中間（横方向中心線の反対側）に配置されている。正の上部接触子９１は好適には、上部絶縁体８０の横方向中心線に沿って上面８００上に露出されている。上部接触子９０、９１のどちらも互いに物理的に接触していない。
【００７８】
第１の回路基板３０の下面３０５上の正及び負の端子３７０、３７５、３８０は、後にリフロー炉を通って送られるスクリーン塗布半田ペーストによって上部接触子９０、９１の露出部に接合される。これは好適には、ＬＥＤ２０の下面２１０と接触リング４０の下面４１５とが第１の回路基板３０の上面３００に接合された後に行われる。
【００７９】
第１の回路基板３０の下面３０５は、第１の回路基板３０の下面３０５上の正の端子３７０が上部接触子９１の露出部の上方に位置合わせされて配置され、第１の回路基板３０の下面３０５上の第１の負の端子３７５が１対の上部接地接触子９０の一方の接触子の露出部の上方に配置され、そして第１の回路基板３０の下面３０５上の第２の負の端子３８０が上部アセンブリ８５の上面８００上に露出された他方の上部接地接触子９０の露出部の上方に配置されるように、上部接触子９０、９１に対して方向付けられる。したがって正の端子３７０は上部接触子９０と電気的に連通し、第１の負の端子３７５は一方の上部接触子９０と電気的に連通し、そして第２の負の端子３８０は他方の接触子９０と電気的に連通している。上記の構成は、第１の回路基板３０が２つの可能な方位のどちらにも上面８００に対して方向付けられることを可能にしている。
【００８０】
２つの可能な方向付けのうちの一方に上部接触子９０、９１に関する第１の回路基板３０を方向付けることは、上部絶縁体８０の上面８００から突き出て延びる２つの位置合わせペグ（杭）８２０によって助けられる。これらのペグ８２０は、第１の回路基板３０の対応する位置合わせ孔３９９に係合する。
【００８１】
第１の回路基板３０と上部接触子９０との間の電気的接続はまた、与えられた冗長性のために信頼度を向上させている。特にモジュール１０は、上部接地接触子９０のどちらかが遮断されてもなお機能することができる。
【００８２】
上部アセンブリ８５の上面８００は、より長円形であって第１の回路基板３０の下面３０５より幾分大きい。その結果として、第１の回路基板３０の下面３０５によってカバーされない上部アセンブリ８５の上面８００の部分は、接触リング４０の側面部４４０、４４５から外側に広がるフィン４５０、４５５によってカバーされる。
【００８３】
上部接地接触子９０は、上部絶縁体８０に埋め込まれて上面８００上に露出された主要部９０２と下部接触子５０に関連して説明された保持要素に類似した第２の回路基板７０を保持するための回路基板保持要素９０４とを有する。上部接触子９１は、上部絶縁体８０に埋め込まれて上面８００上に露出された主要部９２２と下部接触子５０に関連して説明された保持要素に類似する１対の回路基板保持要素９２４とを有する。
【００８４】
上部アセンブリ８５の成形が完了した後に上部接触子９０の回路基板保持要素９０４は、概ね上部接触子９０の主要部９０２の下方で上部絶縁体８０の下側面８１０の下方に突き出る。同様に回路基板保持要素９２４は、概ね上部接触子９１の主要部９２２の下方で上部絶縁体８０の下側面８１０の下方に突き出る。
【００８５】
上部アセンブリ８５はまた、上部絶縁体８０の下側面８１０の下方に突き出ていて、回路基板保持要素９０４、９２４が第２の回路基板７０の挿入時に曲がるのを防止するように構成された支持要素８３０を有する。
【００８６】
モジュール１０の組立て時に、第２の回路基板７０の第１の１対の上部接触子パッド７０６、７１６は、上部接触子９０のうちの一方の上部接触子の回路基板保持要素９０４の突起部によって固定されるが、第２の回路基板７０の第２の１対の上部接触子パッド７０８、７１８は、他方の上部接触子９０の回路基板保持要素９０４の突起部によって固定される。同様に第２の回路基板７０の第３の１対の上部接触子パッド７０９、７１９は、上部接触子９１の１対の回路基板保持要素９２４の突起部によって固定される。したがって第１の１対の上部接触子パッド７０６、７１６は上部接触子９０の一方と電気的に連通し、第２の１対の上部接触子パッド７０８、７１８は他方の上部接触子９０と電気的に連通し、そして第３の１対の上部接触子パッド７０９、７１９は１対の回路基板保持要素９２４を介して上部接触子９１と電気的に連通している。
【００８７】
組立工程は、上部接触子パッド７０６、７１６、７０８、７１８、及び７０９、７１９が好適には上部接触子９０、９１のそれぞれの回路基板保持要素９０４、９２４の幅より実質的に大きいので、単純化される。したがって製造公差はそれほど厳しい必要はない。更に上記の構成はまた、上部アセンブリ８５が２つの可能な方位のどちらにも第２の回路基板７０上に設置されることを可能にしている。
【００８８】
第２の回路基板７０と上部接触子９０、９１との間の物理的接続もまた安定性を向上させている。特に上部接触子９０の回路基板保持要素９０４は、第２の回路基板７０の長手方向中心線の反対側に互いに間隔をあけて配置されている。安定性はまた、第３の１対の上部接触子７０９、７１９を固定する回路基板保持要素９２４によっても増強される。
【００８９】
第２の回路基板７０と上部接触子９０、９１との間の電気的接続もまた、１対の回路基板保持要素９０４と１対の回路基板保持要素９２４とによって与えられる冗長性のために信頼度を向上させている。特にＬＥＤモジュール１０は、回路基板保持要素９０４の１つ又は回路基板保持要素９２４の１つにおける接続が遮断されてもなお機能することができる。
【００９０】
図４に最もよく見られるように、下部絶縁体５０の上部エッジ６０４から突き出た２対の突起部６１４、６１６は、下部アセンブリ５５と第２の回路基板７０とに関する上部アセンブリ８５の位置合わせを援助する。これらの突起部６１４、６１６はまた上部アセンブリ８５に対する下部アセンブリ５５の動きを防止し、それによって第２の回路基板７０のねじれを防止する。
【００９１】
本実施形態のヒートシンク１０１は、好適には金属で作られた接触リング４０と外側ハウジング１００とを備える。本実施形態の外側ハウジング１００は概ね円筒形であって、上部リップ１１２と下部エッジ１１４とを有する円周壁１１０を有する。上部リップ１１２は概ね円形の上部開口部１１６を画定し、下部エッジ１１４は概ね円形の下部開口部１１８を画定する。円周壁の内側に中心空洞が存在する。
【００９２】
円周壁１１０は、概ね円形であって均一な厚さを有する。円周壁１１０の直径は、上部リップ１１２から下部エッジ１１４までの任意の点で下部絶縁体６０の円周壁６００の外面６０２の対応する直径よりほんの僅か大きい。しかしながら、対応する円周溝６０６は存在しない。
【００９３】
したがってＬＥＤ２０、第１の回路基板３０、接触リング４０、下部絶縁体６０（下部接触子５０を有する）、及び上部絶縁体８０（上部接触子９０、９１を有する）は、下部開口部１１８を介してヒートシンク１００の中心空洞内に挿入され得る。完全に挿入されたとき、ＬＥＤ２０及び接触リング４０の一部は、上部開口部１１６を通して露出される。この位置において円周壁１１０の下部エッジ１１４は、下部絶縁体６０の円周棚６２２によって支持される。それから外側ハウジング１００は、これが下部絶縁体６０の円周溝６０６をオーバーレイする外側ハウジング１００の円周壁１１０を内側にクリンプする（丸める）ことによってこの位置で下部絶縁体６０に固定される。
【００９４】
組み立てられたとき外側ハウジング１００は、接触リング４０と物理的、電気的及び熱的に連通している。特に上部リップ１１２は、少なくとも接触リング４０の多数のフィン４５０、４５５と物理的に接触している。この物理的、電気的及び熱的連通は、接触リング４０の多数のフィン４５０、４５５の直ぐ上に位置する、上部開口部１１６の両反対側にある、上部リップ１１２内の２つのアクセスノッチ（ａｃｃｅｓｓ  ｎｏｔｃｈ）１２０に半田ペーストを注入し、それからＬＥＤモジュール１０全体を、リフロー炉内を通過させることによって改善され得る。しかしながら使用される低温半田組成物（例えばより低い固相温度及び／又はより低い液相温度を有する半田組成物）は好適には、リフロー炉の温度が好適にはＬＥＤ２０を接合するために使用される炉より低い、また好適には接触リング４０と上部接触子９０、９１とを第１の回路基板３０に半田付けするために使用される半田組成物の固相温度より低い可能性がある。
【００９５】
外側ハウジング１００は、電気的及び熱的に伝導性の材料、好適にはニッケルめっきアルミニウムから作られる。
【００９６】
本発明によるＬＥＤモジュールは、懐中電灯及びヘッドランプといった携帯型照明装置を含む種々の照明装置で使用され得る。例えば図１９〜図２０に示すようにＬＥＤモジュール１０は、懐中電灯１２の電源１６（例えば１つ以上の電池）の陽極端子１４が下部接触子５０の板ばね５５０と電気的に連通していて、外側ハウジング１００が電源１６の陰極端子２８と電気的に連通しているように位置決めされ得る。図１９〜図２０は幾つかの構造体を含む導電性経路を介して板ばね５５０と電気的に連通している陽極端子１４を示しているが、モジュール１０は代替として陽極端子１４が直接の物理的接触を含む他の任意の導電性経路を介して板ばね５５０と電気的に連通するように位置決めされ得る。同様に図１９〜図２０は幾つかの構造体（外筒１８を含む）を含む導電性経路を介して陰極端子２８と電気的に連通している外側ハウジング１００を示しているが、モジュール１０は代替として外側ハウジング１００が外筒１８との直接の物理的接触を含む他の任意の導電性経路を介して陰極端子２８と電気的に連通するように位置決めされ得る。ＬＥＤ２０は、レンズ２２を介して光を放射するように懐中電灯の反射体３２内に配置される。
【００９７】
本発明がここで説明された懐中電灯１２に限定されないことは明確に理解されるべきである。更に、本開示を吟味した後に当業者に明らかになるように、ＬＥＤモジュール１０の１つ以上の態様はまた、例えばヘッドランプを含む他の携帯型照明装置にも組み込まれ得る。
【００９８】
以下、本好適な実施形態におけるＬＥＤ２０からの熱エネルギーの流れを説明する。ＬＥＤダイオード２２０によって生成された熱は、ＬＥＤ２０の下面２１０上のヒートパッドを介して第１の回路基板３０の上面３００上のサーマルパッド３２５に伝えられる。それから熱は、第１の回路基板３０の多数の平行な高銅含有層３８５〜３８８とサーマルビア３９０とを通ってサーマルパッド３２５から接触リング４０の本体４０５内に伝えられる。それからこの熱は、接触リング４０の本体４０５からその側面部４４０、４４５を通ってそのフィン４５０、４５５に伝えられる。それから熱は、フィン４５０、４５５から外側ハウジング１００に伝えられる。しかしながら熱はまた、接触リング４０の本体４０５から直接、２つのアクセスノッチ１２０の近傍に形成された半田接合部を介してヒートシンク１０１の外側ハウジング１００に伝えられる。１つの選択肢は、それから熱を外側ハウジング１００から懐中電灯１２の外筒１８に、又は照明装置の他の大きな熱伝導性胴体に、伝えることである。
【００９９】
次に、ＬＥＤモジュール１０を装備した懐中電灯１２を通るエネルギーの流れを説明する。電気エネルギーは、１つ以上の電池１６において生成される。電気は、一番先の電池の陽極端子１４から（接触子の留め金（ｓｎａｐ  ｉｎ  ｃｏｎｔａｃｔ）３４、Ｌ字形接触子３６、組み立てられた回路基板３８、Ｌ字形接触子４２、内側接触スリーブ４４、スプリング４６、外側接触スリーブ４８及びコンパクトディスク５２を含み得る導電性経路を通って）下部接触子５０の板ばね５５０を介してＬＥＤモジュール１０に流入する。それから電気は、下部接触子５０から下部接触子５０の回路基板保持要素５００、５２０と第２の回路基板７０の下部エッジ７３０付近の第１の１対及び第２の１対の下部接触子パッド７０２、７１２及び７０４、７１４との間に形成された電気接続部を通って第２の回路基板７０に流入する。それから電気エネルギーは、第２の回路基板７０から第２の回路基板７０の上部エッジ７２０に近い第３の１対の上部接触子パッド７０９、７１９と上部接触子９１の１対の回路基板保持要素９２４との間に形成された電気接続部を通って上部接触子９１に流入する。それから電気エネルギーは、上部接触子９１の主要部９２２から第１の回路基板３０の下面３０５上の正の端子３７０を通って第１の回路基板３０に流入する。それから電気エネルギーは、電気ビア３９７を使用して第１の回路基板３０内を流れ、正の端子３１５とＬＥＤ２０の下面２１０上の正の接触子との間の半田接合部を通ってＬＥＤダイオード２２０に入り、それから電気エネルギーはダイオード２２０内を流れて光を発生させる。
【０１００】
電気エネルギーは、ＬＥＤダイオード２２０からＬＥＤ２０を出て、ＬＥＤ２０の下面２１０上の負の接触子と第１の回路基板３０の負の端子３２０との間の半田接合部を通って上部回路基板３０に流れ戻る。それから電気エネルギーは、第１の回路基板３０から第１の回路基板３０の上面３００上の第１及び第２の台板３００、３３５とヒートシンク１０１の接触リング４０部の本体４０５の第１、第２の幅広部分４２０、４２５との間に形成された半田接合部を通って接触リング５０に流入する。それから電気エネルギーは、接触リング４０からヒートシンク１０１の外側ハウジング１００に流れ、それから外筒１８に（ボール２２、ボールハウジング５４、接地接触子５８及び止めねじ６２を含み得る導電性経路を通って）、又は懐中電灯１２の電気接続の他の源に流れる。外筒１８から、又は他の電気接続部を介して、電気エネルギーはテールキャップ・スプリング（尾部蓋ばね）２６を通ってテールキャップ（尾部蓋）２４に、そして最後尾の電池の陰極端子２８に流入し、それによって回路を完成させる。
【０１０１】
更に第１の回路基板３０は、第２の回路基板７０のために接地を提供する。接地接続は、第１の回路基板３０の上面３００上の負の端子３２０から電気ビア３９８を通って第１の回路基板３０の下面上の負の端子３７５、３８０に通じる。次に負の端子３７５、３８０は、２つの回路基板保持要素９０４と第１の１対及び第２の１対の上部接触子パッド７０６、７１６及び７０８、７１８との間に形成された電気接続部を介して第２の回路基板７０と電気的に連通している上部接触子９０と電気的に連通する。
【０１０２】
前述の開示では改良されたＬＥＤモジュール及びそのそれぞれの構成要素の好適な実施形態が提示されてきたが、多くの修正、変更、代替実施形態及び代替材料は、当業者により想到され、また本発明の種々の態様を達成する際に利用され得る。したがってこの説明が下記に請求されるように本発明の範囲の限定としてではなく、単に例として行われていることは明確に理解されるべきである。更に、好適な実施形態の説明を容易にするために上部及び下部といった方向を示す用語が使用されてきたが、本好適な実施形態の構成要素の相対的方位は、そのように限定されるように意図されてはいない。
【符号の説明】
【０１０３】
１０    ＬＥＤモジュール
２０  ＬＥＤ
３０  第１の回路基板
４０  接触リング
５０  下部接触子
５５  下部アセンブリ
６０  下部絶縁体
７０  第２の回路基板
８０  上部絶縁体
８５  上部アセンブリ
９０  上部接触子
１００  外側ハウジング
１０１  ヒートシンク
【図１】
2011530788.tif 000003
【図２】
2011530788.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2011530788.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年6月7日(2010.6.7)
【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】
ａ）回路基板と、
ｂ）前記回路基板に半田によって接合された発光ダイオードと、
ｃ）前記回路基板に半田によって接合されたヒートシンクと、を備える照明モジュールであって、
ｄ）前記ヒートシンクは外側ハウジングを備える、照明モジュール。
【請求項２】
前記回路基板は複数の熱伝導層を有する、請求項１に記載の照明モジュール。
【請求項３】
前記複数の熱伝導層の２つ以上の層はビアによって接続される、請求項２に記載の照明モジュール。
【請求項４】
前記ビアの１つ以上はブラインド・ビアである、請求項３に記載の照明モジュール。
【請求項５】
前記ヒートシンクは前記回路基板を介して前記発光ダイオードと熱的及び電気的に連通している、請求項１に記載の照明モジュール。
【請求項６】
前記照明モジュールは第２の回路基板を更に備え、また前記第２の回路基板は前記回路基板と電気的に連通している、請求項１に記載の照明モジュール。
【請求項７】
前記第２の回路基板は前記発光ダイオードを制御する、請求項６に記載の照明モジュール。
【請求項８】
前記第２の回路基板は前記発光ダイオードのための電子スイッチとして機能する、請求項７に記載の照明モジュール。
【請求項９】
前記第２の回路基板は複数の電気コネクタを介して前記回路基板と電気的に連通している、請求項６に記載の照明モジュール。
【請求項１０】
前記複数の電気コネクタの２つ以上は前記第２の回路基板の長手方向中心線に対して等間隔で配置される、請求項９に記載の照明モジュール。
【請求項１１】
前記第２の回路基板は前記回路基板に対して複数の方位において前記回路基板との電気的連通を維持することができる、請求項６に記載の照明モジュール。
【請求項１２】
前記照明モジュールは接触子を更に備え、また前記接触子は前記第２の回路基板と電気的に連通している、請求項６に記載の照明モジュール。
【請求項１３】
前記接触子は複数の電気コネクタを介して前記第２の回路基板と電気的に連通している、請求項１２に記載の照明モジュール。
【請求項１４】
前記複数の電気コネクタの２つ以上は前記第２の回路基板の長手方向中心線に対して等間隔に配置される、請求項１３に記載の照明モジュール。
【請求項１５】
ａ）熱伝導性回路基板と、
ｂ）前記熱伝導性回路基板に第１の半田組成物によって接合された発光ダイオードと、
ｃ）熱伝導性部材と外側ハウジングとを備える、前記熱伝導性回路基板に第２の半田組成物によって接合されたヒートシンクと、を備える照明モジュールであって、
ｄ）前記熱伝導性部材は前記第１及び前記第２の半田組成物の液相温度より低い液相温度を有する第３の半田組成物によって前記外側ハウジングに接合される、照明モジュール。
【請求項１６】
前記第１の半田組成物と前記第２の半田組成物は同じである、請求項１５に記載の照明モジュール。
【請求項１７】
前記発光ダイオードは前記ヒートシンクと電気的に連通している、請求項１６に記載の照明モジュール。
【請求項１８】
ａ）胴体と、
ｂ）発光ダイオードと回路基板とヒートシンクとを備える、前記胴体内に収容された照明モジュールとを備える照明装置であって、
ｃ）前記発光ダイオードは前記回路基板に半田によって接合されており、
ｄ）前記ヒートシンクは前記回路基板に半田によって接合されており、
ｅ）前記ヒートシンクは前記胴体と前記発光ダイオードとに電気的に連通している、照明装置。
【請求項１９】
前記胴体は陽極接触子と陰極接触子とを有する電源を収容しており、前記照明モジュールは前記回路基板と電気的に連通する接触子を更に備えており、前記照明モジュールは前記電源の前記陽極接触子と前記照明モジュールの前記接触子との間の電気的連通を可能にしながら、前記電源の前記陰極接触子と前記照明モジュールの前記接触子との間の電気的連通を防止するように構成されている、請求項１８に記載の照明装置。
【請求項２０】
前記照明モジュールの前記接触子は板ばねである、請求項１９に記載の照明装置。
【請求項２１】
前記回路基板と前記第２の回路基板との間に絶縁体が配置される、請求項９に記載の照明モジュール。
【請求項２２】
前記絶縁体は射出成形によって形成される、請求項２１に記載の照明モジュール。
【請求項２３】
前記絶縁体は前記複数のコネクタと共に共同成形される、請求項２２に記載の照明モジュール。
【請求項２４】
前記回路基板と前記第２の回路基板との間に絶縁体が配置される、請求項１３に記載の照明モジュール。
【請求項２５】
前記絶縁体は射出成形によって形成される、請求項２４に記載の照明モジュール。
【請求項２６】
前記絶縁体は前記複数のコネクタと共に共同成形される、請求項２５に記載の照明モジュール。
【請求項２７】
ａ）第１の回路基板と、
ｂ）前記第１の回路基板に取り付けられたヒートシンクとを備え、
ｃ）前記ヒートシンクは熱伝導部材と外側ハウジングを備え、
ｄ）前記第１の回路基板の第１の側面に半田によって接合された発光ダイオードと、
ｅ）上部絶縁体と前記上部絶縁体内に共同成形された上部接触子とを備える上部絶縁体アセンブリであって、前記上部接触子は前記上部絶縁体の第１の側面上の第１、第２の接触子面と前記絶縁体の前記第１の側面とは反対側の前記絶縁体の第２の側面上の複数の雌型コネクタとを備え、前記雌型コネクタの少なくとも１つは前記第１の接触子面と電気的に連通しており、前記雌型コネクタの少なくとも１つは前記第２の接触子面と電気的に連通しており、前記上部絶縁体アセンブリは前記第１、第２の接触子面が前記第１の回路基板と電気的に連通するように配置されている、上部絶縁体アセンブリと、
ｆ）前記上部絶縁体の前記第２の側面上の前記複数のコネクタ内に受け入れられる第２の回路基板と、
ｇ）下部絶縁体と前記下部絶縁体内に共同成形された下部接触子とを備える下部絶縁体アセンブリであって、前記下部接触子は前記下部絶縁体の第１の側面上の複数の雌型コネクタと前記下部絶縁体の第２の側面上のスプリング接触子とを備えており、前記第２の回路基板は前記下部絶縁体の前記第１の側面上の前記複数の雌型コネクタ内に受け入れられる、下部絶縁体アセンブリと、を備える照明モジュール。
【請求項２８】
前記上部絶縁体の前記第２の側面上及び前記下部絶縁体の前記第１の側面上の前記複数の雌型コネクタは馬蹄形コネクタを備える、請求項２７に記載の照明モジュール。
【請求項２９】
前記第２の回路基板は前記上部絶縁体の前記第２の側面上の前記複数の雌型コネクタを介して前記第１の回路基板と電気的に連通している、請求項２７に記載の照明モジュール。
【請求項３０】
前記第１の接触子面には第１の１対の雌型コネクタが接続され、前記第２の接触子面には第２の１対の雌型コネクタが接続され、そして前記第１の１対の雌型コネクタと前記第２の１対の雌型コネクタは前記第２の回路基板の長手方向中心線に対しておのおの等間隔に配置される、請求項２９に記載の照明モジュール。
【請求項３１】
前記第２の回路基板は第１及び第２の方位において前記第１及び第２の対の雌型コネクタ内に動作可能に受け入れられるように構成される、請求項３０に記載の照明モジュール。
【請求項３２】
前記第２の回路基板は前記下部絶縁体の前記第１の側面上の前記複数の雌型コネクタを介して前記スプリング接触子と電気的に連通している、請求項２７に記載の照明モジュール。
【請求項３３】
前記下部絶縁体の前記第１の側面上の前記複数の雌型コネクタは前記第２の回路基板の長手方向中心線に対して等間隔に配置された２つの雌型コネクタを備える、請求項３２に記載の照明モジュール。
【請求項３４】
前記第２の回路基板は第１及び第２の方位において前記２つの雌型コネクタ内に動作可能に受け入れられるように構成される、請求項３３に記載の照明モジュール。
【国際調査報告】
2011530788.tif 000023
2011530788.tif 000024
2011530788.tif 000025