(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線板と、前記プリント配線板に実装されるＬＥＤパッケージと、を備え、
前記プリント配線板は、絶縁基板と、前記絶縁基板に形成された導体及び第１ランドと、を有し、
前記ＬＥＤパッケージは、半田を介して前記第１ランドに電気的に接続される端子を有し、
前記半田は、前記第１ランドにおける側面及び前記端子との対向面を覆い、
前記端子は、前記絶縁基板の厚み方向から見て、前記第１ランドの外にはみ出す第１はみ出し部を有し、
前記第１はみ出し部は、前記導体及び前記第１ランドが形成されている前記絶縁基板の実装面と平行する方向の長さを、前記絶縁基板の厚み方向における前記端子と前記実装面との距離よりも大きくするように形成され、
前記半田を前記実装面に投影したときの前記第１ランドに対する前記半田の投影範囲外の部分を第１フィレットとし、
前記絶縁基板の厚み方向に直交する方向のうちの少なくとも一方向から見て、前記第１はみ出し部の半田接合される面の端としての第１端と、前記第１ランドにおける前記実装面と接触面の端のうち前記第１はみ出し部から最も近い端としての第２端と、を結ぶ直線を第１直線とし、
前記第１フィレットの表面は前記第１直線に一致する、
ことを特徴とするＬＥＤモジュール。
【請求項２】
前記端子と前記第１ランドとが半田接合された状態で、前記絶縁基板の厚み方向に直交する方向のうちの少なくとも一方向から見て、前記端子と前記第１ランドとは、前記第１はみ出し部の半田接合される面の端としての第１端と、前記第１ランドの前記実装面と前記第１ランドとの接触面の端のうち前記第１はみ出し部から最も近い端としての第２端と、を結ぶ直線と、前記実装面の法線とのなす角度が４５°以上となるように形成されていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤモジュール。
【請求項３】
前記プリント配線板は、第２ランドを有し、
前記半田を第１半田とし、
前記ＬＥＤパッケージは、第２半田を介して前記第２ランドに接続されて、発生する熱を前記第２ランドに放熱する放熱部を有し、
前記第２半田は、前記第２ランドにおける側面及び前記放熱部との対向面を覆い、
前記放熱部は、前記絶縁基板の厚み方向から見て、前記第２ランドの外にはみ出す第２はみ出し部を有し、
前記第２はみ出し部は、前記実装面と平行する方向の長さを、前記絶縁基板の厚み方向における前記放熱部と前記実装面との距離よりも大きくするように形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＬＥＤモジュール。
【請求項４】
前記放熱部と前記第２ランドとが半田接合された状態で、前記絶縁基板の厚み方向に直交する方向のうち少なくとも一方向から見て、前記放熱部と前記第２ランドとは、前記第２はみ出し部の半田接合される面の端としての第３端と、前記第２ランドの前記実装面と前記第２ランドとの接触面の端のうち前記第２はみ出し部から最も近い端としての第４端と、を結ぶ直線と、前記実装面の法線とのなす角度が４５°以上となるように形成されていることを特徴とする請求項３記載のＬＥＤモジュール。
【請求項５】
前記第１ランド及び前記第２ランドは、前記絶縁基板の厚み方向に直交する方向のうち少なくとも一方向から見て、略台形状に形成されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＬＥＤモジュールと、１つ又は複数の前記ＬＥＤモジュールを有する照明器具本体と、を備えたことを特徴とする照明器具。
【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用いた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＬＥＤモジュールは、プリント配線板に、複数のＬＥＤパッケージが実装されたプリント回路で構成されている。ＬＥＤパッケージは、アノード端子、カソード端子及び放熱パッドを有している。アノード端子、カソード端子及び放熱パッドは、半田を介して、プリント配線板のランドと接合されている。プリント回路は、ＬＥＤモジュールの小型化のために、実装密度の高密度化が進められている。実装密度の高密度化に伴って、ＬＥＤパッケージが高密度で配置されている。よって、ＬＥＤパッケージが放出した熱によりプリント回路の温度が上昇し易くなっている。ここで、プリント回路の温度が昇降すると、アノード端子、カソード端子及び放熱パッドと、ランドとの熱膨張率の差によって熱応力が生じてしまう。したがって、ＬＥＤパッケージとランドとを接合する半田に熱ストレスがかかってしまう。そして、ＬＥＤパッケージの発熱、冷却の繰り返し、いわゆる温度サイクルにより、半田にクラックが生じてしまうおそれがあった。
【０００３】
従来、半田に対するクラックの発生を防止するために、ＬＥＤパッケージから放出された熱をＬＥＤパッケージの外部に放熱する構成が提案されている。例えば、特許文献１には、半導体チップが搭載されたセラミック基板本体において、外部接続用電極が設けられた部位と放熱部が設けられた部位との間に、応力緩和用のスリットが形成された構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８８５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の応力緩和用のスリットは、セラミック基板本体に形成されている。したがって、応力緩和用のスリットを形成するためのスペースを、セラミック基板本体に設けなければならない。よって、スペースの確保のために、セラミック基板本体の小型化に制約が生じてしまう。したがって、ＬＥＤパッケージの小型化が阻害されるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされており、ＬＥＤパッケージの小型化を阻害することなく、温度サイクルに対する信頼性の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のＬＥＤモジュールは、プリント配線板と、前記プリント配線板に実装されるＬＥＤパッケージと、を備え、前記プリント配線板は、絶縁基板と、前記絶縁基板に形成された導体及び第１ランドと、を有し、前記半田は、前記第１ランドにおける側面及び前記端子との対向面を覆い、前記ＬＥＤパッケージは、半田を介して前記第１ランドに電気的に接続される端子を有し、前記端子は、前記絶縁基板の厚み方向から見て、前記第１ランドの外にはみ出す第１はみ出し部を有し、前記第１はみ出し部は、前記導体及び前記第１ランドが形成されている前記絶縁基板の実装面と平行する方向の長さを、前記絶縁基板の厚み方向における前記端子と前記実装面との距離よりも大きくするように形成され、前記半田を前記実装面に投影したときの前記第１ランドに対する前記半田の投影範囲外の部分を第１フィレットとし、前記絶縁基板の厚み方向に直交する方向のうちの少なくとも一方向から見て、前記第１はみ出し部の半田接合される面の端としての第１端と、前記第１ランドにおける前記実装面と接触面の端のうち前記第１はみ出し部から最も近い端としての第２端と、を結ぶ直線を第１直線とし、前記第１フィレットの表面は前記第１直線に一致する、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明の照明器具は、上述のＬＥＤモジュールと、１つ又は複数の前記ＬＥＤモジュールを有する照明器具本体と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＬＥＤパッケージの小型化を阻害することなく、温度サイクルに対する信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は本発明の実施形態に係るＬＥＤモジュールのＬＥＤパッケージを含む要部の断面図である。
【図２】図２Ａは同上のＬＥＤモジュールのアノード端子を含む要部の断面図、図２Ｂは同上のＬＥＤモジュールの放熱部を含む要部の断面図である。
【図３】図３は同上のＬＥＤモジュールのプリント配線板の一部を上から見た平面図である。
【図４】図４は同上のＬＥＤモジュールの変形例１を示し、図４ＡはＬＥＤモジュールのアノード端子を含む要部の断面図、図４ＢはＬＥＤモジュールの放熱部を含む要部の断面図である。
【図５】図５は同上のＬＥＤモジュールの変形例２を示し、プリント配線板の一部を上から見た平面図である。
【図６】図６は本発明の実施形態に係る照明器具の一部を省略した分解斜視図である。
【図７】図７Ａは同上の照明器具の前方から見た斜視図、図７Ｂは同上の照明器具の後方から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態に係るＬＥＤモジュールについて、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
なお、以下の実施形態で説明する構成は本発明の一例に過ぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明に係る技術思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、以下の説明では特に断りがない限り、図１に示す向きにおいて上下左右前後の方向を規定する。
【００１３】
実施形態に係るＬＥＤモジュール１は、図１に示すようにプリント配線板１０と、プリント配線板１０に実装されるＬＥＤパッケージ１７とを備える。プリント配線板１０は、絶縁基板１１を備える。絶縁基板１１は、平板状に形成されている。絶縁基板１１は、例えばガラスエポキシ樹脂等からなる絶縁性基材で構成されている。
【００１４】
絶縁基板１１の実装面１１ａ（図１の上面）には、ＬＥＤパッケージ１７が配置されている。ＬＥＤパッケージ１７は、パッケージ本体１７０と、ＬＥＤチップ１７６とを有する（図１参照）。パッケージ本体１７０は、左右方向に延びる短形状に形成されている。なお、パッケージ本体１７０は、樹脂により形成されている。
【００１５】
ＬＥＤパッケージ１７は、放熱部１７３、アノード電極１７１及びカソード電極１７２を有する。放熱部１７３は、ＬＥＤパッケージ１７において、左右方向の中央部に設けられている。放熱部１７３は、銅等の導電性材料で上下方向に延びる四角柱状に形成されている。放熱部１７３は、パッケージ本体１７０の上面から下面に貫通するように配置されている。放熱部１７３の上端は、パッケージ本体１７０の上面から露出する。また、放熱部１７３は、パッケージ本体１７０の下面から露出する。
【００１６】
また、アノード電極１７１は、放熱部１７３に対して左側に設けられている。アノード電極１７１は、銅等の導電性材料がクランク形状に折り曲げられて形成されている。アノード電極１７１は、パッケージ本体１７０の上面から左下面まで貫通するように配置されている。アノード電極１７１の上端は、パッケージ本体１７０の上面から露出する。また、アノード電極１７１の下端は、パッケージ本体１７０の左下面から露出する。また、ＬＥＤパッケージ１７は、端子１７９を有する。端子１７９は、アノード端子１７１ａと、カソード端子１７２ａとを有する。アノード電極１７１の下端には、アノード端子１７１ａが設けられている。アノード端子１７１ａは、左右方向に延びる短形状に形成されている。
【００１７】
また、カソード電極１７２は、放熱部１７３に対して右側に設けられている。カソード電極１７２は、銅等の導電性材料がクランク形状に折り曲げられて形成されている。カソード電極１７２は、パッケージ本体１７０の上面から右下面まで貫通するように配置されている。カソード電極１７２の上端は、パッケージ本体１７０の上面から露出する。また、カソード電極１７２の下端は、パッケージ本体１７０の右下面から露出する。また、カソード電極１７２の下端には、カソード端子１７２ａが設けられている。カソード端子１７２ａは、左右方向に延びる短形状に形成されている。カソード端子１７２ａは、左右方向の長さがアノード端子１７１ａと同じになるように形成されている。また、アノード端子１７１ａ及びカソード端子１７２ａは、左右方向において、長さ寸法が放熱部１７３の長さ寸法幅よりも小さくなるように形成されている。なお、カソード端子１７２ａは、アノード端子１７１ａの構成と同様に構成されているため、カソード端子１７２ａの詳細な説明は省略する。
【００１８】
また、ＬＥＤチップ１７６は、放熱部１７３の上面に配置されている。したがって、ＬＥＤチップ１７６と、放熱部１７３とは、熱的に接触可能に構成されている。ＬＥＤチップ１７６の上面には、第１電極１７６ａが設けられている。また、ＬＥＤチップ１７６の上面には、第１電極１７６ａの右側に、第２電極１７６ｂが設けられている。第１電極１７６ａは、ボンディングワイヤ１７７ａを介して、アノード電極１７１の上面と電気的に接続されている。第２電極１７６ｂは、ボンディングワイヤ１７７ｂを介して、カソード電極１７２の上面と電気的に接続されている。なお、ＬＥＤチップ１７６は、青色発光素子により構成されている。また、パッケージ本体１７０の上面には、封止部１７８が配置されている。封止部１７８は、ドーム状に形成されている。また、封止部１７８は、ＬＥＤチップ１７６、ボンディングワイヤ１７７ａ，１７７ｂ等を封止している。封止部１７８は、透明のシリコーン樹脂と、ＬＥＤチップ１７６から放射された光の一部を波長変換して異なる波長の光を放射する蛍光体粒子１７８ａとの混合体で形成されている。封止部１７８は、蛍光体粒子１７８ａとして、例えばＬＥＤチップ１７６から放射された青色光によって励起されてブロードな黄色系の光を放射する黄色蛍光体（例えば、ＹＡＧ系の蛍光体等）を含有する。ＬＥＤパッケージ１７は、ＬＥＤチップ１７６から放射された青色光と黄色蛍光体から放射された黄色光とが封止部１７８の光出射面から出射されることとなり、白色光を得ることができる。
【００１９】
また、絶縁基板１１の実装面１１ａには、前後方向中央及び左右方向中央の領域Ｅ１に、導体１２が形成されている（図３参照）。なお、導体１２は、例えば銅はくにより形成されることが好ましい。また、導体１２は、上下方向（絶縁基板１１の厚さ方向）の厚さが、５０［μｍ］以上になるように形成されていることが好ましい。導体１２は、ＬＥＤパッケージ１７の端子１７９と電気的に接続されている。
【００２０】
また、絶縁基板１１の実装面１１ａには、図１に示すように第１ランド１２１及び第１ランド１２２が形成されている。第１ランド１２１及び第１ランド１２２は、左から右に向けて、第１ランド１２１、第１ランド１２２の順で並べられて形成されている。第１ランド１２１は、半田１８を介して、アノード端子１７１ａと電気的に接続可能な位置に配置されている。第１ランド１２２は、半田１８を介して、カソード端子１７２ａと電気的に接続可能な位置に配置されている。また、第１ランド１２１と第１ランド１２２とは、前後方向に延びる短形状に形成されている（図３参照）。第１ランド１２１と第１ランド１２２とは、長さ寸法が前後方向及び左右方向に同じ大きさになるように形成されている。また、図２Ａに示すように、第１ランド１２１の下面のうち、実装面１１ａとの境界の左右方向の端を第２端Ｐ２と呼ぶ。第１ランド１２１には、図３に示すように第１接続用導体Ａ１が電気的に接続されている（図３参照）。第１接続用導体Ａ１は、第１ランド１２１の左端から左方に延びるように形成されている。また、第１ランド１２２には、第１接続用導体Ａ２が電気的に接続されている（図３参照）。第１接続用導体Ａ２は、第１ランド１２２の右端から右方に延びるように絶縁基板１１の実装面１１ａに形成されている。そして、第１接続用導体Ａ１，Ａ２を介して、ＬＥＤパッケージ１７の端子１７９は、電源装置（図示しない）と電気的に接続される。
【００２１】
また、絶縁基板１１の実装面１１ａには、第２ランド１２３が形成されている。第２ランド１２３は、図１に示すように、左右方向において、第１ランド１２１と第１ランド１２２との間に形成されている。第２ランド１２３は、半田１８を介して、放熱部１７３の下面に熱的に接触可能に配置されている。したがって、第２ランド１２３は、半田１８を介して、ＬＥＤパッケージ１７で発生する熱を放熱する。第２ランド１２３は、前後方向に延びる短形状に形成されている（図３参照）。第２ランド１２３は、図３に示すように、前後方向において、長さ寸法が第１ランド１２１，１２２の長さ寸法と同じ大きさになるように形成されている。また、第２ランド１２３は、図１に示すように、左右方向において、長さ寸法が第１ランド１２１，１２２の長さ寸法よりも大きくなるように形成されている。
【００２２】
また、図２Ｂに示すように、第２ランド１２３の下面のうち、実装面１１ａとの境界の左右方向の端を第４端Ｐ４と呼ぶ。また、第２ランド１２３には、第２接続用導体Ｂが接続されている（図３参照）。第２接続用導体Ｂは、図３に示すように第２ランド１２３の前後方向両端から外に向けて延びるように形成されている。そして、ＬＥＤパッケージ１７で発生した熱が第２接続用導体Ｂへ伝達されて外部に放熱される。
【００２３】
なお、絶縁基板１１の実装面１１ａには、多数のランドが形成されている。ただし、図１〜３では、第１ランド１２１，１２２及び第２ランド１２３のみを図示している。
【００２４】
また、アノード端子１７１ａを上方から実装面１１ａに投影した場合、図２Ａに示すように第１ランド１２１に対するアノード端子１７１ａの投影範囲外の部分を、第１はみ出し部１７１ｂと呼ぶ。また、第１はみ出し部１７１ｂの実装面１１ａと平行する方向（図２Ａでは左右方向）の長さ寸法をＤ１とする。端子１７９（図２Ａではアノード端子１７１ａ）と実装面１１ａとの距離をＤ２とする。アノード端子１７１ａは、第１はみ出し部１７１ｂの左右方向の長さ寸法Ｄ１が、上下方向における実装面１１ａとアノード端子１７１ａとの距離Ｄ２よりも大きくなるように形成されている。また、図２Ａに示すように第１はみ出し部１７１ｂの下面のうち、半田１８との境界の左右方向の端を第１端Ｐ１と呼ぶ。そして、アノード端子１７１ａと第１ランド１２１とは、第１端Ｐ１と第２端Ｐ２とを結ぶ直線Ｌ１と、実装面１１ａの法線Ｌ２とのなす角度θ１が４５°以上となるように形成されることが好ましい。また、半田１８を上方から実装面１１ａに投影した場合、図２Ａに示すように第１ランド１２１に対する半田１８の投影範囲外の部分を、第１フィレット１８ａと呼ぶ。図２Ａに示す状態では、第１フィレット１８ａの表面と、第１端Ｐ１と第２端Ｐ２とを結ぶ直線Ｌ１とが一致する。したがって、長さ寸法Ｄ１が距離Ｄ２よりも大きい場合、半田１８は、第１フィレット１８ａの表面と実装面１１ａの法線Ｌ２とのなす角度θ１が４５°以上となるように形成される。
【００２５】
また、放熱部１７３を上方から実装面１１ａに投影した場合、図２Ｂに示すように第２ランド１２３に対する放熱部１７３の投影範囲外の部分を、第２はみ出し部１７３ｂと呼ぶ。第２はみ出し部１７３ｂの実装面１１ａと平行する方向（図２Ｂでは左右方向）の長さ寸法をＤ３とする。また、放熱部１７３と実装面１１ａとの距離をＤ４とする。放熱部１７３は、第２はみ出し部１７３ｂの左右方向の長さ寸法Ｄ３が、上下方向における実装面１１ａと放熱部１７３との距離Ｄ４よりも大きくなるように形成されている。また、図２Ｂに示すように、放熱部１７３の下面のうち、半田１８との境界の左右方向の端を第３端Ｐ３と呼ぶ。そして、放熱部１７３と第２ランド１２３とは、第３端Ｐ３と第４端Ｐ４とを結ぶ直線Ｌ３と、実装面１１ａの法線Ｌ２とのなす角度θ２が４５°以上となるように形成されることが好ましい。また、半田１８を上方から実装面１１ａに投影した場合、図２Ｂに示すように第１ランド１２１に対する半田１８の投影範囲外の部分を、第２フィレット１８ｂと呼ぶ。図２Ｂに示す状態では、第２フィレット１８ｂの表面と、第１端Ｐ１と第２端Ｐ２とを結ぶ直線Ｌ１とが一致する。したがって、長さ寸法Ｄ３が距離Ｄ４よりも大きい場合、半田１８は、第２フィレット１８ｂの表面と実装面１１ａの法線Ｌ２とのなす角度θ１が４５°以上となるように形成される。
【００２６】
ここで、ＬＥＤモジュールでは、プリント回路の温度が昇降すると、アノード端子、カソード端子及び放熱パッドと、ランドとの熱膨張率の差によって、熱応力が生じる。したがって、アノード端子、カソード端子及び放熱パッドと、ランドとの間で半田に熱ストレスがかかる。また、ＬＥＤモジュールには、温度サイクルが存在する。したがって、半田にクラックが生じてしまうおそれがあった。
【００２７】
これに対して、ＬＥＤモジュール１では、アノード端子１７１ａは、第１はみ出し部１７１ｂの左右方向の長さ寸法Ｄ１が、上下方向における実装面１１ａとアノード端子１７１ａとの距離Ｄ２よりも大きくなるように形成されている。したがって、アノード端子１７１ａが半田付けされる際に、溶解半田がアノード端子１７１ａの下面に沿って左右方向外側に広がる。溶解半田の一部は、第１ランド１２１の左右方向の両側面に回り込む。そして、溶融半田の一部は、第１ランド１２１の左右両側面に付着した状態で冷却される。したがって、半田１８は、アノード端子１７１ａに対し、第１ランド１２１の左側及び右側の側面に接合する。よって、アノード端子が第１はみ出し部１７１ｂを有しない場合に比べて、第１ランド１２１において、半田１８と接合される面積を増加させることができる。したがって、アノード端子１７１ａと第１ランド１２１との間で、接合強度を増強することができる。よって、熱応力が発生しても、アノード端子１７１ａと第１ランド１２１との間で、半田１８に対するクラックの発生を低減することができ、温度サイクルに対する信頼性を向上させることができる。
【００２８】
また、長さ寸法Ｄ１が距離Ｄ２以上の場合に、図２Ａに示すように、半田１８は、第１フィレット１８ａの表面と実装面１１ａの法線Ｌ２とのなす角度θ１が４５°以上となるように形成される。したがって、アノード端子１７１ａと第１ランド１２１との間で、接合強度をより増強することができる。よって、温度サイクルに対する信頼性をより向上させることができる。
【００２９】
また、ＬＥＤモジュール１では、カソード端子１７２ａは、アノード端子１７１ａと同様の形状に形成されている。したがって、カソード端子が第１はみ出し部１７２ｂを有しない場合に比べて、第１ランド１２２において、半田１８と接合される面積を増加させることができる。よって、カソード端子１７２ａと第１ランド１２２との間で、接合強度を増強することができる。よって、熱応力が発生しても、カソード端子１７２ａと第１ランド１２２との間で、半田１８に対するクラックの発生を低減することができ、温度サイクルに対する信頼性を向上させることができる。
【００３０】
また、長さ寸法Ｄ１が距離Ｄ２以上の場合に、半田１８は、第１フィレット１８ａの表面と実装面１１ａの法線Ｌ２とのなす角度θ１が４５°以上となるように形成される。したがって、カソード端子１７２ａと第１ランド１２２との間で、接合強度をより増強することができる。よって、温度サイクルに対する信頼性をより向上させることができる。
【００３１】
また、ＬＥＤモジュール１では、放熱部１７３は、第２はみ出し部１７３ｂの左右方向の長さ寸法Ｄ３が、上下方向における実装面１１ａと放熱部１７３との距離Ｄ４よりも大きくなるように形成されている。
【００３２】
したがって、放熱部１７３が半田付けされる際に、溶解半田が放熱部１７３の下面に沿って左右方向外側に広がる。溶解半田の一部は、第２ランド１２３の左右方向の両側面に回り込む。そして、溶融半田の一部は、第２ランド１２３の左右両側面に付着した状態で冷却される。したがって、半田１８は、放熱部１７３に対し、第２ランド１２３の左側及び右側の側面に接合する。よって、放熱部が第２はみ出し部１７３ｂを有しない場合に比べて、第２ランド１２３において、半田１８と接合される面積を増加させることができる。したがって、放熱部１７３と第２ランド１２３との間で、接合強度を増強することができる。よって、熱応力が発生しても、放熱部１７３と第２ランド１２３との間で、半田１８に対するクラックの発生を低減することができ、温度サイクルに対する信頼性を向上させることができる。
【００３３】
また、長さ寸法Ｄ３が距離Ｄ４以上の場合に、図２Ｂに示すように、半田１８は、第２フィレット１８ｂの表面と実装面１１ａの法線Ｌ２とのなす角度θ１が４５°以上となるように形成される。したがって、放熱部１７３と第２ランド１２３との間で接合強度をより増強することができる。よって、温度サイクルに対する信頼性をより向上させることができる。
【００３４】
ところで、特許文献１記載のＬＥＤパッケージのセラミック基板本体には、外部接続用電極が設けられた部位と放熱部が設けられた部位との間に応力緩和用のスリットが形成されている。そして、特許文献１記載のセラミック基板本体を用いても、温度サイクルに対する信頼性を向上させることができる。しかし、特許文献１記載のＬＥＤパッケージでは、応力緩和用のスリットを形成するためのスペースを、セラミック基板本体に設けなければならなかった。よって、スペースの確保のために、セラミック基板本体の小型化が抑制されてしまう。したがって、ＬＥＤパッケージの小型化が阻害されるという問題があった。これに対して、ＬＥＤモジュール１では、パッケージ本体１７０に、応力緩和用のスリットが形成されていない。しかし、ＬＥＤパッケージ１７では、上述のように、セラミック基板本体にスリットが形成されていなくても、温度サイクルに対する信頼性を向上させることができる。よって、ＬＥＤパッケージ１７の小型化が阻害されることを抑制することができる。
【００３５】
また、ＬＥＤモジュール１では、第１ランド１２１と第２ランド１２３との間には、図１に示すように保護層１３ａが設けられている。第１ランド１２２と第２ランド１２３との間には、図１に示すように保護層１３ｂが設けられている。保護層１３ａ，１３ｂは、前後方向に沿って延びるように形成されている（図３参照）。なお、保護層１３ａ，１３ｂは、実装面１１ａにソルダレジストが形成されている。実装面１１ａには、図１に示すように、第１ランド１２１と保護層１３ａとに挟まれた空間及び保護層１３ａと第２ランド１２３とに挟まれた空間により、２本の第１ガス抜き溝１４ａが形成されていることが好ましい（図１参照）。また、実装面１１ａには、第２ランド１２３と保護層１３ｂとに挟まれた空間及び保護層１３ｂと第１ランド１２２とに挟まれた空間により、２本の第１ガス抜き溝１４ｂが形成されていることが好ましい（図１参照）。また、第１ガス抜き溝１４ａ及び第１ガス抜き溝１４ｂは、図３に示すように、領域Ｅ１の外側の領域としての領域Ｅ２に到達するまで延びるように形成されている。
【００３６】
また、実装面１１ａでは、Ｅ２の外側の領域としての領域Ｅ３に、保護層１３ｃが設けられている。保護層１３ｃは、実装面１１ａにソルダレジストが塗布されて形成されている。保護層１３ｃには、前端部及び後端部に、第２ガス抜き溝１６が２本ずつ形成されている。各第２ガス抜き溝１６は、領域Ｅ３を前後方向の外方に向かうに連れて、左右方向の外方に傾斜するように形成されている（図３参照）。各第２ガス抜き溝１６は、保護層１３ｃが溝状に削られて、領域Ｅ３を貫通するように形成されている。すなわち、第２ガス抜き溝１６は、保護層が設けられていない領域Ｅ３と、プリント配線板１０の外部とを繋いでいる。これにより、第１ガス抜き溝１４ａ，１４ｂは、保護層が設けられていない領域Ｅ２と、第２ガス抜き溝１６とを介して、プリント配線板１０の外部と通気可能に構成される。
【００３７】
ところで、半田を溶融させる過程で、フラックス分解成分としてのガスが発生する。そして、ガスがボイドとなり硬化した半田１８の内部に残留し易い。半田１８の内部にボイドが存在すると、ボイドにより熱伝導性が低下する。よって、半田１８内のボイドが基点となってクラックが発生し易くなるおそれがあった。
【００３８】
これに対して、ＬＥＤモジュール１では、第１ランド１２１と保護層１３ａとに挟まれた空間及び保護層１３ａと第２ランド１２３とに挟まれた空間により、２本の第１ガス抜き溝１４ａが形成されている。また、実装面１１ａには、第２ランド１２３と保護層１３ｂとに挟まれた空間及び保護層１３ｂと第１ランド１２２とに挟まれた空間により、２本の第１ガス抜き溝１４ｂが形成されている。そして、第１ガス抜き溝１４ａ，１４ｂは、保護層が設けられていない領域Ｅ２と、第２ガス抜き溝１６を通じて、プリント配線板１０の外部と通気可能に構成されている。よって、半田付けを行う際に、溶融半田の内部にボイドが発生したとしても、ボイドが、ガス抜き溝１４ａ，１４ｂ、領域Ｅ２及び第２ガス抜き溝１６を介して、プリント配線板１０の外部に放出される。したがって、第１ガス抜き溝１４ａ，１４ｂ及び第２ガス抜き溝１６を設けない場合に比べて、半田１８の内部のボイドを低減することができる。よって、半田１８で発生するクラックを低減できる。
【００３９】
ＬＥＤモジュール１のランドとして、前後方向に延びる短形状の第１ランド１２１を示したが、これに限定されない。例えば図４Ａに示す実施形態の変形例１のように、第１ランド１２１０を、下方から上方に向かうに連れて、左右方向の幅が狭くなる台形状に形成してもよい。これにより、第１ランド１２１に比べて、左右方向の側面の面積を増加させることができる。したがって、第１ランド１２１０において、半田１８と接合される面積を増加させることができる。したがって、アノード端子１７１ａと第１ランド１２１０との間で、接合強度を増強することができる。また、図４Ｂに示す実施形態の変形例１のように、第２ランド１２３０を、下方から上方に向かうに連れて、左右方向の幅が狭くなる台形状に形成してもよい。これにより、第２ランド１２３に比べて、左右方向の側面の面積を増加させることができる。したがって、第２ランド１２３０において、半田１８と接合される面積を増加させることができる。したがって、放熱部１７３と第２ランド１２３０との間で、接合強度を増強することができる。また、第１ランド１２１と第２ランド１２３０とに限らず、第１ランド１２２を、下方から上方に向かうに連れて、左右方向の幅が狭くなる台形状に形成してもよい。また、第１ランド１２１，１２２及び第２ランド１２３の形状は、短形状や台形状に限定されず、任意の形状に変更してもよい。
【００４０】
また、実装面１１ａの領域Ｅ２に保護層を設けないことが好ましい。しかしながら、例えば図５に示す実施形態の変形例２のように、実装面１１ａの領域Ｅ２に、保護層１３ｄを設けてもよい。保護層１３ｄを設けた場合、第１ガス抜き溝１４ａ，１４ｂを、前後方向に延長させることが好ましい。そして、第１ガス抜き溝１４ａ，１４ｂと第２ガス抜き溝１６とを直接連通させる。これにより、第１ガス抜き溝１４ａ，１４ｂは、第２ガス抜き溝１６を介して、プリント配線板１０の外部と通気可能に構成される。
【００４１】
上述のように実施形態に係るＬＥＤモジュール１は、プリント配線板１０と、プリント配線板１０に実装されるＬＥＤパッケージ１７と、を備えている。プリント配線板１０は、絶縁基板１１と、絶縁基板１１に形成された導体１２及び第１ランド１２１と、により構成されている。ＬＥＤパッケージ１７は、半田１８を介して第１ランド１２１に電気的に接続される端子１７９を有している。端子１７９は、絶縁基板１１の厚み方向から見て、第１ランド１２１の外にはみ出す第１はみ出し部１７１ｂを有している。また、第１はみ出し部１７１ｂは、導体１２及び第１ランド１２１が形成されている絶縁基板１１の実装面１１ａと平行する方向の長さＤ１を、絶縁基板１１の厚み方向における端子１７９と実装面１１ａとの距離Ｄ２よりも大きくするように形成されている。
【００４２】
実施形態に係るＬＥＤモジュール１が上述のように構成されれば、端子１７９が半田付けされる際に、溶解半田が端子１７９に沿って外側に広がる。溶解半田の一部は、第１ランド１２１の実装面１１ａと平行する方向の側面に回り込む。そして、溶融半田の一部は、第１ランド１２１の実装面１１ａと平行する方向の側面に付着した状態で冷却される。したがって、半田１８は、端子１７９に対し、第１ランド１２１の実装面１１ａと平行する方向の側面にも接合する。よって、端子が第１はみ出し部１７１ｂを有しない場合に比べて、第１ランド１２１において、半田１８と接合される面積を増加させることができる。したがって、端子１７９と第１ランド１２１との間で、接合強度を増強することができる。よって、端子１７９と第１ランド１２１との間で半田１８に熱ストレスがかかったとしても、半田１８に対するクラックの発生を低減することができ、温度サイクルに対する信頼性を向上させることができる。
【００４３】
また、実施形態に係るＬＥＤモジュール１において、端子１７９と第１ランド１２１とが半田接合された状態で、絶縁基板１１の厚み方向に直交する方向のうちの少なくとも一方向から見た場合、以下のような条件が成り立つ。第１はみ出し部１７１ｂの半田接合される面の端を第１端Ｐ１と呼ぶ。また、第１ランド１２１の実装面１１ａと第１ランド１２１との接触面の端のうち第１はみ出し部１７１ｂから最も近い端を、第２端Ｐ２と呼ぶ。そして、端子１７９と第１ランド１２１とは、第１端Ｐ１と、第２端Ｐ２と、を結ぶ直線Ｌ１と、実装面１１ａの法線Ｌ２とのなす角度θ１が４５°以上となるように形成されていることが好ましい。
【００４４】
実施形態に係るＬＥＤモジュール１が上述のように構成されれば、端子１７９と第１ランド１２１との間で、接合強度をより増強することができる。よって、温度サイクルに対する信頼性をより向上させることができる。
【００４５】
上述のように実施形態に係るＬＥＤモジュール１は、プリント配線板１０と、プリント配線板１０に実装されるＬＥＤパッケージ１７と、を備えている。プリント配線板１０は、絶縁基板１１と、絶縁基板１１に形成された導体１２及び第１ランド１２２と、により構成されている。ＬＥＤパッケージ１７は、半田１８を介して第１ランド１２２に電気的に接続される端子１７９を有している。端子１７９は、絶縁基板１１の厚み方向から見て、第１ランド１２２の外にはみ出す第１はみ出し部１７２ｂを有している。また、第１はみ出し部１７２ｂは、導体１２及び第１ランド１２２が形成されている絶縁基板１１の実装面１１ａと平行する方向の長さＤ１を、絶縁基板１１の厚み方向における端子１７９と実装面１１ａとの距離Ｄ２よりも大きくするように形成されている。
【００４６】
実施形態に係るＬＥＤモジュール１が上述のように構成されれば、端子１７９が半田付けされる際に、溶解半田が端子１７９に沿って外側に広がる。溶解半田の一部は、第１ランド１２２の実装面１１ａと平行する方向の側面に回り込む。そして、溶融半田の一部は、第１ランド１２２の実装面１１ａと平行する方向の側面に付着した状態で冷却される。したがって、半田１８は、端子１７９に対し、第１ランド１２２の実装面１１ａと平行する方向の側面にも接合する。よって、端子が第１はみ出し部１７２ｂを有しない場合に比べて、第１ランド１２２において、半田１８と接合される面積を増加させることができる。したがって、端子１７９と第１ランド１２２との間で、接合強度を増強することができる。よって、端子１７９と第１ランド１２２との間で半田１８に熱ストレスがかかったとしても、半田１８に対するクラックの発生を低減することができ、温度サイクルに対する信頼性を向上させることができる。
【００４７】
また、実施形態に係るＬＥＤモジュール１において、端子１７９と第１ランド１２２とが半田接合された状態で、絶縁基板１１の厚み方向に直交する方向のうちの少なくとも一方向から見た場合、以下のような条件が成り立つ。第１はみ出し部１７２ｂの半田接合される面の端を第１端Ｐ１と呼ぶ。また、第１ランド１２２の実装面１１ａと第１ランド１２２との接触面の端のうち第１はみ出し部１７２ｂから最も近い端を、第２端Ｐ２と呼ぶ。そして、端子１７９と第１ランド１２２とは、第１端Ｐ１と、第２端Ｐ２と、を結ぶ直線Ｌ１と、実装面１１ａの法線Ｌ２とのなす角度θ１が４５°以上となるように形成されていることが好ましい。
【００４８】
実施形態に係るＬＥＤモジュール１が上述のように構成されれば、端子１７９と第１ランド１２２との間で、接合強度をより増強することができる。よって、温度サイクルに対する信頼性をより向上させることができる。
【００４９】
また、実施形態に係るＬＥＤモジュール１において、プリント配線板１０は、第２ランド１２３を有し、ＬＥＤパッケージ１７は、半田１８を介して第２ランド１２３に接続されて、発生する熱を第２ランド１２３に放熱する放熱部１７３を有している。放熱部１７３は、絶縁基板１１の厚み方向から見て、第２ランド１２３の外にはみ出す第２はみ出し部１７３ｂを有している。第２はみ出し部１７３ｂは、実装面１１ａと平行する方向の長さＤ３を、絶縁基板１１の厚み方向における放熱部１７３と実装面１１ａとの距離Ｄ４よりも大きくするように形成されていることが好ましい。
【００５０】
実施形態に係るＬＥＤモジュール１が上述のように構成されれば、放熱部１７３が半田付けされる際に、溶解半田が放熱部１７３に沿って外側に広がる。溶解半田の一部は、第２ランド１２３の実装面１１ａと平行する方向の側面に回り込む。そして、溶融半田の一部は、第２ランド１２３の実装面１１ａと平行する方向の側面に付着した状態で冷却される。したがって、半田１８は、放熱部１７３に対し、第２ランド１２３の実装面１１ａと平行する方向の側面にも接合する。よって、放熱部が第２はみ出し部１７３ｂを有しない場合に比べて、第２ランド１２３において、半田１８と接合される面積を増加させることができる。したがって、放熱部１７３と第２ランド１２３との間で、接合強度を増強することができる。よって、熱応力が発生しても、半田１８に対するクラックの発生を低減することができ、温度サイクルに対する信頼性を向上させることができる。
【００５１】
実施形態に係るＬＥＤモジュール１において、放熱部１７３と第２ランド１２３とが半田接合された状態で、絶縁基板１１の厚み方向に直交する方向のうち少なくとも一方向から見た場合、以下のような条件が成り立つ。第２はみ出し部１７３ｂの半田接合される面の端を、第３端Ｐ３と呼ぶ。実装面１１ａと第２ランド１２３との接触面の端のうち第２はみ出し部１７３ｂから最も近い端を、第４端Ｐ４と呼ぶ。そして、放熱部１７３と第２ランド１２３とは、第３端Ｐ３と第４端Ｐ４とを結ぶ直線Ｌ３と、実装面１１ａの法線Ｌ２とのなす角度θ２が４５°以上となるように形成されていることが好ましい。
【００５２】
実施形態に係るＬＥＤモジュール１が上述のように構成されれば、放熱部１７３と第２ランド１２３との間で、接合強度をより増強することができる。よって、温度サイクルに対する信頼性をより向上させることができる。
【００５３】
第１ランド１２１０は、絶縁基板１１の厚み方向に直交する方向のうち少なくとも一方向から見て、略台形状に形成されていることが好ましい。
【００５４】
実施形態に係るＬＥＤモジュール１が上述のように構成されれば、第１ランド１２１に比べて、端子１７９と対向する面の面積を増加させることができる。よって、半田１８と接合される面積を増加させることができる。したがって、端子１７９と第１ランド１２１０との間で、接合強度を増強することができる。
【００５５】
第２ランド１２３０は、絶縁基板１１の厚み方向に直交する方向のうち少なくとも一方向から見て、略台形状に形成されていることが好ましい。
【００５６】
実施形態に係るＬＥＤモジュール１が上述のように構成されれば、第２ランド１２３に比べて、放熱部１７３と対向する面の面積を増加させることができる。よって、半田１８と接合される面積を増加させることができる。したがって、放熱部１７３と第２ランド１２３０との間で、接合強度を増強することができる。
【００５７】
次に、ＬＥＤモジュール１を用いた照明器具２００を図６及び図７で説明する。
【００５８】
照明器具２００は、図６に示すように、複数（図示例では４つ）の光源ユニット２１０と、照明器具本体２２０とを有する。また、照明器具２００は、パネルユニット２３０、固定部材２４０、保護カバー２５０及び結線ボックス２６０等を有することが好ましい。
【００５９】
光源ユニット２１０は、図６に示すように光源部である２つのＬＥＤモジュール１、放熱部である放熱ブロック２１１、レンズブロック（図示しない）及び防水部材２１７等を備える。ＬＥＤモジュール１は、複数個（図示例では１１個）のＬＥＤパッケージ１７（発光ダイオード）と、プリント配線板１０と、複数（図示例では２つ）の連結端子台２１５とを有する。連結端子台２１５は、絶縁基板１１の実装面１１ａに実装されている。また、連結端子台２１５は、複数個のＬＥＤパッケージ１７の直流回路の両端と個別に電気的に接続されている。各ＬＥＤパッケージ１７は、第１接続用導体Ａ１，Ａ２を介して、電気的に直列接続されることが好ましい。
【００６０】
放熱ブロック２１１は、図６に示すようにベース部２１２と、複数枚の放熱部２１３とを有している。ベース部２１２は、短形の平板状に形成されている。また、ベース部２１２は、アルミ又はアルミ合金によって形成されていることが好ましい。放熱ブロック２１１は、ベース部２１２の前面に、２つのＬＥＤモジュール１がねじ止めによって取り付けられている。放熱部２１３は、短形の薄板状に形成されている。また、放熱部２１３は、アルミ又はアルミ合金によって形成されていることが好ましい。これら複数枚の放熱部２１３は、厚み方向を左右方向に一致させて、互いに間隔を空けて並べられて配置されている。また、複数枚の放熱部２１３は、ベース部２１２の後面から後方に突出するように形成されている。
【００６１】
防水部材２１７は、短形の枠状に形成されている。防水部材２１７は、シリコーンゴム等の電気絶縁性を有する弾性部材により形成されていることが好ましい。また、防水部材２１７は、放熱ブロック２１１のベース部２１２と、照明器具本体２２０との間に介在できるように構成されている。
【００６２】
照明器具本体２２０は、図７に示すように枠部２２１を有する。枠部２２１は、扁平な角筒状に形成されている。なお、枠部２２１は、アルミ又はアルミ合金により、扁平な角筒状に形成されていることが好ましい。そして、枠部２２１に防水部材２１７を介して挟み込まれた状態で、放熱ブロック２１１のベース部２１２が照明器具本体２２０に固定される。
【００６３】
固定部材２４０は、図７に示すように固定板２４１と、固定板２４１の左右両端から上向きに立ち上がる一対のアーム片２４２とが金属板によって一体に形成されている。なお、固定部材２４０は、ステンレス鋼板等の金属板で形成されていることが好ましい。一対のアーム片２４２は、先端部に円形の挿通孔２４５がそれぞれ貫通している。そして、挿通孔２４５に挿通されるボルト２４６が、照明器具本体２２０の軸受部（図示しない）にねじ込まれる。つまり、固定部材２４０は、一対の軸受け部（図示しない）を介して、照明器具本体２２０と結合され、かつ、ボルト２４６を回転軸として照明器具本体２２０を回転可能に支持することができる。なお、左側の軸受け部には、円盤状の目盛板２４７が取り付けられる。目盛板２４７には、ボルト２４６を中心とする角度の目盛りが刻印されている。よって、アーム片２４２に対する照明器具本体２２０の角度が読み取れるように構成されている。
【００６４】
パネルユニット２３０は、図７に示すように２枚のパネル２３１と、２つのパネル押さえ２３２と、２つのパネルパッキン２３３とを有する。各パネル２３１は、短形の平板状に形成される。なお、パネル２３１は、例えばアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の透明性を有する合成樹脂材料、あるいはガラス等の透明性材料で形成されていることが好ましい。各パネルパッキン２３３は、短形の枠状に形成されている。各パネルパッキン２３３は、シリコーンゴム等の弾性を有する材料で形成されていることが好ましい。各パネルパッキン２３３の内周面には、パネル２３１の周部を嵌め込み可能な溝（図示しない）が形成されている。パネル２３１は、周部がパネルパッキン２３３の内周面の溝により嵌め込まれた状態で、照明器具本体２２０の枠部２２１内に前方から挿入される。各パネル押さえ２３２は、短形の枠状に形成されている。各パネル押さえ２３２は、パネルパッキン２３３の前面を覆うことができるように形成されている。なお、各パネル押さえ２３２は、ステンレス鋼板等の金属により形成されていることが好ましい。パネル２３１及びパネルパッキン２３３は、照明器具本体２２０とパネル押さえ２３２との間に挟み込まれて、照明器具本体２２０に固定される。
【００６５】
保護カバー２５０は、図７に示すように一対の第１カバー体２５１と、一対の第２カバー体２５２とを有する。保護カバー２５０は、カバー体２５１，２５２により箱形に形成されている。なお、一対の第１カバー体２５１は、保護カバー２５０の左右方向の壁を構成する。一対の第２カバー体２５２は、保護カバー２５０の上下の壁及び後の壁（底壁）を構成する。第１カバー体２５１は、ステンレス鋼板等の金属板により、短形の平板状に形成される。第１カバー体２５１は、前側の辺を除く３つの辺から、それぞれ幅細の固定片が突出する。これら３つの固定片には、それぞれ複数（２つ又は４つ）のねじ挿通孔が長手方向に並ぶように設けられる。また、第１カバー体２５１は、前端側における上下方向の中央付近に、台形状の切欠部が設けられている。保護カバー２５０は、４つの光源ユニット２１０の放熱ブロック２１１を覆うように、照明器具本体２２０に取り付けられている。
【００６６】
上述のように実施形態に係る照明器具２００は、ＬＥＤモジュール１と、１つ又は複数のＬＥＤモジュール１を有する照明器具本体２２０と、を備えている。
【００６７】
実施形態に係る照明器具２００は上述のように構成されているので、小型化を阻害することなく、温度サイクルに対する信頼性を向上させたＬＥＤモジュール１を備えることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１  ＬＥＤモジュール
１０  プリント配線板
１１  絶縁基板
１１ａ  実装面
１２  導体
１７  ＬＥＤパッケージ
２００  照明器具
２２０  照明器具本体
１２１，１２２  第１ランド
１２３  第２ランド
１７１ｂ，１７２ｂ  第１はみ出し部
１７３  放熱部
１７３ｂ  第２はみ出し部
１７９  端子
２００  照明器具
２２０  照明器具本体
１２１０  第１ランド
１２３０  第２ランド
Ｄ１  第１はみ出し部の実装面と平行する方向の長さ
Ｄ２  端子と実装面との距離
Ｄ３  第２はみ出し部の実装面と平行する方向の長さ
Ｄ４  放熱板と実装面との距離
Ｌ１  第１端と第２端とを結ぶ直線
Ｌ２  実装面の法線
Ｌ３  第３端と第４端とを結ぶ直線
Ｐ１  第１端
Ｐ２  第２端
Ｐ３  第３端
Ｐ４  第４端
θ１  角度
θ２  角度
【図１】
0006704175.tif 000002
【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】
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【図７】
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