(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面と側面とを有するプリント回路基板であって、第１の層と、第２の層と、前記上面から光を出力する複数のＬＥＤとを含む前記プリント回路基板と、
前記複数のＬＥＤの少なくとも１つを覆うように配置され、前記プリント回路基板の前記側面における前記第１の層と前記第２の層との間の界面の一部を覆う少なくとも１つの突出部を有する光学的に透過性のカバープレートと、
を含み、
前記プリント回路基板の少なくとも１つの側面は、少なくとも部分的に内側に傾斜している、ＬＥＤモジュール。
【請求項２】
前記カバープレートの前記少なくとも１つの突出部と前記界面の覆われた前記一部との間に、前記界面の覆われた前記一部への汚染物質の進入を阻止するように配置されるシーラントを更に含む、請求項１に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項３】
前記シーラントは、前記カバープレートの前記少なくとも１つの突出部を、前記界面の覆われた前記一部に接着させる、請求項２に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項４】
前記第１の層は、金属基板を含み、
前記第２の層は、誘電材料を含む、請求項１乃至３の何れか一項に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項５】
前記カバープレートは更に、前記カバープレートの前記少なくとも１つの突出部と並んで少なくとも１つの凹部を含む、請求項１乃至４の何れか一項に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項６】
前記カバープレートを前記プリント回路基板に封着させるために、前記カバープレートの前記少なくとも１つの凹部と前記プリント回路基板との間に配置されるシーラントを更に含む、請求項５に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項７】
前記少なくとも１つの突出部は、少なくとも１つの傾斜面を有する、請求項１乃至６の何れか一項に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項８】
少なくとも１つの層が、前記少なくとも１つの突出部の領域において、少なくとも部分的に欠けている、請求項１乃至７の何れか一項に記載のＬＥＤモジュール。
【請求項９】
ＬＥＤモジュールを封着する方法であって、
前記ＬＥＤモジュールは、上面と少なくとも１つの側面とを有し、第１の層と、第２の層と、前記上面から光を出力する複数のＬＥＤとを含むプリント回路基板を含み、
前記方法は、
前記複数のＬＥＤの少なくとも１つを覆うように配置される透光性材料を含むカバープレートであって、前記プリント回路基板の前記少なくとも１つの側面における前記第１の層と前記第２の層との間の界面の一部を覆う少なくとも１つの突出部を含む光学的に透過性のカバープレートを提供するステップを含み、
前記ＬＥＤモジュールの前記プリント回路基板は、少なくとも１つの内側に傾斜する面を有するように作られる、方法。
【請求項１０】
前記カバープレートの前記少なくとも１つの突出部と、覆われた前記界面との間に、前記覆われた領域によって覆われる前記第１の層と前記第２の層との間の前記界面の一部への汚染物質の進入を阻止するように、シーラントを提供するステップを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記カバープレートにおいて、各突出部に並んで少なくとも１つの凹部を提供するステップと、
前記カバープレートを前記プリント回路基板に封着させるために、前記カバープレートの前記少なくとも１つの凹部内にシーラントを提供するステップと、
を更に含む、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
カバープレートを提供する前記ステップは、前記少なくとも１つの突出部が少なくとも１つの傾斜面を有するようにされる、請求項９乃至１１の何れか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＬＥＤモジュールの前記プリント回路基板の前記第２の層は、前記少なくとも１つの突出部の領域において、少なくとも部分的に欠けている、請求項９乃至１２の何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用する照明モジュールの分野に関し、より具体的には、露出したレンズプレート照明器具に適したＬＥＤモジュールに関する。本発明は更に、ＬＥＤモジュールを封着する方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
露出したレンズプレート照明器具は、通常、ハウジング又は支持機構内に取り付けられたＬＥＤモジュールを含み、ＬＥＤモジュールの発光面には、追加の遮蔽又は保護はない。したがって、露出したレンズプレート照明器具は、他の照明装置よりも部品数が少なく、低価格であるが、光出力が増加され、ビームプロファイルが改良された照明器具がもたらされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
露出レンズプレート照明器具に使用される既知のＬＥＤモジュールは、ＬＥＤ光源と、（レンズプレートといった）光学的に透過性の要素と、電気的接続要素とを含む。任意選択的に、当該ＬＥＤモジュールは、例えばヒートシンクである追加の熱管理要素を更に含むことが知られている。ＬＥＤ光源は、通常、複数のＬＥＤがその上に取り付けられているプリント回路基板（ＰＣＢ）を含み、当該ＬＥＤは、プリント回路基板の発光面から光を出力する。保護要素がないため、好適には、ＬＥＤモジュール自体が、ＩＰ６６及びＩＰ６７に従って、粉塵又は水といった異質の汚染物質の進入を阻止するように、自己密封式であるべきである。
【０００４】
この問題に対する１つの解決策は、光学プレートを、ＬＥＤ光源の非発光面（即ち、発光面の反対側で、発光面と平行であるＬＥＤ光源の裏側の表面）上に配置されるヒートシンクに封着させることである。別の既知の方法は、光学プレートを、ＬＥＤ光源を回って、当該光源の非発光面まで延在させ、光学プレートを、その上に封着させることである。しかし、これは、これらのモジュールを取り付けるために専用のハウジングを必要とし、この裏側の表面まで延在する光学プレートの一部を収容することが必要となる。他のモジュールは、光学プレートを、ＬＥＤモジュールの発光面に封着させることを含むが、これは、ＬＥＤモジュールの光学効率を減少させる。
【０００５】
米国特許出願公開第２０１３／０８８８６３Ａ１号は、ＭＣＰＣＢ上に取り付けられるＬＥＤを含むＬＥＤモジュールについて開示している。ＭＣＰＣＢは、当該ＭＣＰＣＢの側面における層間の界面の一部を覆う透明で円筒状のカバー内に挿入される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、請求項によって規定される。
【０００７】
本発明の一態様によれば、上面と少なくとも１つの側面とを有するプリント回路基板であって、第１の層と、第２の層と、上面から光を出力する複数のＬＥＤとを含む上記プリント回路基板と、複数のＬＥＤの少なくとも１つを覆うように配置され、プリント回路基板の側面における第１の層と第２の層との間の界面の一部を覆う少なくとも１つの突出部を有する光学的に透過性のカバープレートとを含み、プリント回路基板の少なくとも１つの側面は、少なくとも部分的に内側に傾斜しているＬＥＤモジュールが提供される。
【０００８】
したがって、提案される実施形態は、例えばシーラントによって封止されて、ＰＣＢの層間への汚染物質の進入が阻止される。つまり、プリント回路基板の側面における第１の層と第２の層との間の界面の一部を覆うことによって、第１の層と第２の層との間の界面の覆われた一部が、水、粉塵又は他の粒子といった汚染物質から保護される。したがって、覆われていなければ環境（周囲雰囲気）に直接晒される界面の１つ以上の部分（例えば第１及び第２の層の側面における界面の一部）は、進入を阻止するように環境から封止される。より好適には、覆われていなければ環境に直接晒される界面の１つ以上の部分のすべては、シーラントによって環境から封止される。
【０００９】
したがって、提案される実施形態は、プリント回路基板（ＰＣＢ）と光学的に透過性のカバープレートとを有するＬＥＤモジュール又は照明器具を提供する。ＰＣＢは、２つ以上の層と、光を放出する複数のＬＥＤとを含む。ＰＣＢは、上面を有すると考えられ、そこから光が出力される。プリント回路基板は更に、少なくとも１つの側面を有し、当該側面において、第１の層と第２の層との間の界面が存在する。換言すれば、プリント回路基板には、第１の層と第２の層との間に境界があり、当該境界は、プリント回路基板の少なくとも１つの側面において露出している。
【００１０】
プリント回路基板の少なくとも１つの側面は、少なくとも部分的に内側に傾斜している。つまり、プリント回路基板は、プリント回路基板の光出力上面がプリント回路基板の下面よりも面積が小さいように、全体的に又は部分的に、徐々に細くなっている。つまり、プリント回路基板の側面は、プリント回路基板に対して部分的に内側に傾斜している。
【００１１】
幾つかの実施形態では、第１の層は、金属基板を含み、第２の層は、誘電材料を含む。
【００１２】
複数のＬＥＤは、例えば２つ以上の層の何れかにおいて分布するか、又は、プリント回路基板の上面に配置される。ＬＥＤは、プリント回路基板の上面から光が出力されるように、光を放出する。
【００１３】
光学的に透過性のカバープレートは、複数のＬＥＤの少なくとも１つを覆うように構成され、したがって、カバープレートは、少なくとも、プリント回路基板の上面を部分的に覆う。このようなプレートの例としては、光学的に透光性の材料の平面、透光性材料の湾曲ドーム又は有窓材料シートが挙げられる。光学的に透過性のカバープレートは、ＬＥＤから放出され、上面を介して出力される光の少なくとも部分的な透過を許可する材料を含むと理解できる。或いは、カバープレートは、光がカバープレートに少なくとも部分的に行き渡るように許可されるような任意の有窓材料を含んでよい。
【００１４】
任意選択的に、プリント回路基板の上面と光学プレートの表面とは共に、実質的に平らであり、これにより、プリント回路基板の上面と光学プレートの当該表面とは、互いにくっついている。
【００１５】
カバープレートは、ＰＣＢの少なくとも１つの側面における第１の層と第２の層との間の界面の一部を覆う突出部を含む。つまり、第１の層と第２の層との間の境界が露出している少なくとも１つの側面が、突出部によって部分的に覆われ、したがって、側面において露出している境界の一部又は全部が突出部によって覆われる。光学プレートが、複数の突出部を含む実施形態があってもよい。各突出部は、プリント回路基板の任意の側面において露出している任意の界面の一部を覆う。側面は、外側に面している側面であっても、内側に面している側面であってもよい。つまり、側面は、ＰＣＢの外側／周囲端にあっても、ＰＣＢの内側端にあってもよい（例えば上から見た場合に、ＰＣＢのフットプリント領域内に形成される端）。したがって、このような端は、ＰＣＢ内の開口又は穴を画定する。
【００１６】
突出部は、突起部、フランジ又は光学プレートの平面からある角度において延在する凸部と理解されてもよい。したがって、突出部は、カバープレートと角度を成し、当該角度は、例えば９０°に実質的に等しい。幾つかの実施形態では、光学プレートの突出部は、光学プレートの他の部分とは異なる材料で作られてもよい。
【００１７】
幾つかの実施形態では、突出部は、光学プレートが例えばその周囲部の周りに少なくとも部分的に隆起したリップを有するように、光学プレートの端に設けられる。
【００１８】
幾つかの実施形態では、カバープレートは、オーバーモールド又は２ｋモールド処理によって、プリント回路基板に取り付けられる。このようにすると、第１の層と第２の層との間の界面の覆われた一部は、汚染物質から効果的に封止される。
【００１９】
他の実施形態では、プラスチック又はプラスチック状材料、好適には、シリコーンゴムが、プリント回路基板の上面上にオーバーモールドされて、カバープレートがプリント回路基板に封着される。或いは、プラスチック材料が、カバープレート及びプリント回路基板の両方上にモールドされて、カバープレートがプリント回路基板に封着され、これにより、少なくとも、界面の覆われた一部が汚染物質から封止される。
【００２０】
一実施形態では、プリント回路基板用の光学的に透過性のカバープレートが提供される。当該回路基板は、上面と、少なくとも１つの側面と、第１の層と、第２の層と、上面から光を出力する複数のＬＥＤとを含む。カバープレートは、複数のＬＥＤの少なくとも１つが覆われるように、上面を少なくとも部分的に覆うように配置可能である。当該カバープレートは、側面における第１の層と第２の層との界面の一部を覆う突出部を含む。したがって、実施形態は、ＬＥＤモジュールとは別箇に供給可能であるカバープレートを提供する。
【００２１】
任意選択的に、ＬＥＤモジュールは、光学プレートの突出部と界面の覆われた部分との間に配置され、当該界面の覆われた部分への汚染物質の進入を阻止するシーラントを更に含む。
【００２２】
つまり、光学プレートの突出部と、プリント回路基板の側面上の界面の覆われた部分との間にシーラントが提供される。したがって、界面は、粉塵又は水といった汚染物質の進入から少なくとも部分的に封止される。
【００２３】
換言すれば、プリント回路基板の端側面は、光学的に透過性のカバープレートの少なくとも１つの突出部によって少なくとも部分的に覆われる。したがって、当該端側面におけるプリント回路基板の２つの層間の端界面も、当該少なくとも１つの突出部によって部分的に覆われる。突出部と界面との間に配置されるシーラントは、プリント回路基板の層間の覆われた界面における外部及び異質の汚染物質の浸透を阻止するのに役立つ。汚染物質の例としては、粉塵粒子、湿気又は腐食性ガスが挙げられる。したがって、上記シーラントは、カバープレートをプリント回路基板に密閉封止する。可能なシーラントの一例は、シリコーン材料である。
【００２４】
一実施形態では、シーラントは、カバープレートの突出部を界面の覆われた部分に接着させるように接着性である。つまり、光学プレートの突出部によって覆われる側面の領域は、接着性シーラントによって、当該突出部に接着させられる。側面において、光学プレートをプリント回路基板に接着させることは、上面において、光学プレートをプリント回路基板に封着させる際に生じる可能性のある光学的損失を減少させる。可能な接着性シーラントの一例は、シリコーン接着剤である。
【００２５】
プリント回路基板用の光学的に透過性のカバープレートが提供される。当該回路基板は、上面と、少なくとも１つの側面と、第１の層と、第２の層と、上面から光を出力する複数のＬＥＤとを含む。カバープレートは、複数のＬＥＤの少なくとも１つが覆われるように、上面を少なくとも部分的に覆うように配置可能である。当該カバープレートは、側面における第１の層と第２の層との間の界面の一部を覆う突出部を含む。シーラントが、突出部とプリント回路基板との間に提供されて、露出からの効果的な封止が提供される。したがって、実施形態は、ＬＥＤモジュールとは別箇に供給可能であるシーラントを有するカバープレートを提供する。
【００２６】
光学プレートは更に、光学プレートの各突出部と並んで少なくとも１つの凹部を含む。
【００２７】
したがって、突出部に隣接して、例えばトレンチ又はチャネルである凹部が光学プレートに設けられる。凹部は、部分的に又は全体的に、プリント回路基板の側端と一列に並んでいてよい。凹部は、突出部の全長に沿って延在するか、突出部の部分的な長さのみに沿って延在する溝であってよい。凹部は、突出部の側面の隣にあると理解される。好適には、光学プレートにおける凹部の深度は、０．５ｍｍよりも大きい。
【００２８】
突出部とプリント回路基板との間に配置されるシーラントは、カバープレートをプリント回路基板に封着するために、カバープレートの凹部とプリント回路基板との間にも配置されるように広げられる。したがって、シーラントは、プリント回路基板の上面の或る領域を光学プレートに部分的に封着させる。幾つかの実施形態では、シーラントは、凹部を越えては広がらず、したがって、プリント回路基板は、光学プレートにくっついている。
【００２９】
シーラントは更に、プリント回路基板が、接着性シーラントによってカバープレートに取り付けられるように、接着性であってよい。
【００３０】
幾つかの実施形態では、光学プレートの少なくとも１つの突出部と並んで複数の凹部がある。このような実施形態では、凹部に提供されるシーラントは、複数の凹部のうちの１つに捕捉され、シーラントが、例えばプリント回路基板の上面に配置されるＬＥＤの方に流れないようにされる。
【００３１】
光学プレートの突出部は、少なくとも１つの傾斜面を有する。つまり、突出部は、底部（即ち、光学プレートに最も近い）から先端（即ち、光学プレートから離れている）まで部分的に又は全体的に徐々に細くされる。傾斜面は、プリント回路基板に最も近い突出部の側面であってよく、また、幾つかの実施形態では、プリント回路基板から離れるように傾斜する。このような実施形態では、突出部の下部は、突出部の上部よりも、プリント回路基板により近接している。
【００３２】
幾つかの実施形態では、突出部及びプリント回路基板は共に、突出部の上部及び突出部の下部のプリント回路基板への近接性が同じように傾斜される。
【００３３】
プリント回路基板の少なくとも１つの層は、突出部の領域において、少なくとも部分的に欠けている。
【００３４】
つまり、一実施形態では、プリント回路基板の第１の層は、（非傾斜）突出部が第２の層よりも第１の層により近接しているように、第２の層を越えて横方向に延在する。シーラントは、依然として、プリント回路基板の側面の第２の層がそこまで延在する領域における第１の層と第２の層との端界面を覆う。代替実施形態では、第２の層が、プリント回路基板の第１の層を越えて横方向に延在する。したがって、このような実施形態では、第２の層の側面と第１の層の側面とは同じ平面内にない。
【００３５】
幾つかの実施形態では、例えば第１の層を完全に被膜するように堆積させられた第２の層が、カバープレートの突出部のすぐ近くの場所において除去されている。別の実施形態では、第２の層は、第１の層の周囲部まで完全に延在しないように、第１の層上に選択的に堆積させられる。
【００３６】
幾つかの実施形態では、プリント回路基板の層が部分的に欠けている、即ち、少なくとも、突出部の領域において部分的に欠けている場所は、プリント回路基板の端ではない。例えば第２の層は、同じ平面内の第２の層の側面と第１の層の側面とがあるように、プリント回路基板の内側において部分的に除去される。したがって、プリント回路基板の第２の層に、中断部分又は間隙がある。代替実施形態では、第１の層が、プリント回路基板の内側において部分的に除去される。
【００３７】
任意選択的に、プリント回路基板の各側面が、光学プレートの少なくとも１つの突出部によって、各側面におけるプリント回路基板の第１の層と第２の層との間の界面が完全に覆われる程度まで覆われる。シーラントが、光学プレートをプリント回路基板に封着させるように提供される。このような実施形態では、プリント回路基板の上面全体が、汚染物質から保護されると考えられる。
【００３８】
幾つかの実施形態では、カバープレートは、界面の一部を覆わない追加の突出部を含む。上記とは異なって、カバープレートのこのような追加の突出部は、プリント回路基板の上面の或る領域を覆う。したがって、追加の突出部と領域との間に配置されるシーラントは、カバープレートをプリント回路基板の上面に封着させ、プリント回路基板の上面に亘って汚染物質の進入を保護する。したがって、このような追加の突出部は、上面封止突出部と呼ぶ。
【００３９】
任意選択的に、カバープレートは、プリント回路基板の選択された側面と、プリント回路基板の上面の選択された部分とへ封着されるように、カバープレートから外側に向かう範囲において変化する、即ち、高さにおいて変化する単一の連続的な突出部のみを含んでよい。或いは、このような単一連続突出部は、幾つかのみ又はすべての側面を封着してもよい。したがって、この後者の連続突出部は、カバープレートから外側に向かう範囲において変化しない。
【００４０】
一実施形態では、光学表面プレートは、少なくとも１つの側面に部分的に封着され、また、上面に部分的に封着され、これにより、上面の或る領域が、汚染物質の進入から保護される。
【００４１】
プリント回路基板に取り付けられるＬＥＤを、電源といった外部接点に電気的に接続するためには、光学プレートを介してＬＥＤに提供されるワイヤに関して要件がある。したがって、本明細書では、プリント回路基板の上面を汚染物質に露出することなく、ワイヤが光学プレートを通過することを可能にする技術が導入される。
【００４２】
したがって、幾つかの実施形態では、ＬＥＤモジュールの外側から、プリント回路基板の方向に、例えば側部にある界面を覆う突出部又は上面封止突出部である突出部を横切る空洞が提供される。空洞は、当該突出部に切り込まれるチャネル又は溝と見なされる。ワイヤが、当該チャネル内に配置され、シーラントによって封入される。任意選択的に、シーラントは、チャネルの外側に広がらない。好適には、シーラントは、チャネルの外側に広がらないが、当該チャネルを完全に埋める。
【００４３】
任意選択的に、例えば電源及び基準接地の提供を可能とするために、少なくとも２つのこのような空洞が提供される。好適には、例えば電源、基準接地及び２つの追加の制御信号（例えば調光制御）の提供を可能とするために、４つ未満の当該空洞がある。
【００４４】
光学プレートをプリント回路基板に機械的に固定する方法と、本明細書に開示されるＬＥＤモジュールを（天井といった）外部支持体に機械的に固定する方法とが必要である。光学プレートをプリント回路基板に機械的に固定し、ＬＥＤモジュールを外部支持体内に取り付けるプラグが提供される。ＬＥＤモジュールの取り付けのために、ヒートシンクとして機能する外部支持体又はハウジングが提供される。
【００４５】
プリント回路基板及び光学プレートの本体、即ち、周囲部の内側において、プリント回路基板及び光学プレートは、好適には、それらの間に小さい間隙（例えば５ｍｍ未満）を有して、互いに実質的に平行に置かれていると見なされる。ＬＥＤモジュールのこのような実施形態を外部支持体に取り付けるために、プリント回路基板及び光学プレートを横切るプラグが提供される。プラグによって外部支持体（例えば天井又は壁）に取り付けられる場合に、プリント回路基板は、外部支持体に接しておかれ、光学プレートは、プリント回路基板に接して置かれることが望ましい。ヒートシンク機能を向上させるために、プラグは、好適には、プリント回路基板の底部表面を越えて延在せず、当該底部表面は、外部支持体に接し、光学プレートによって覆われる上面とは反対側に置かれるプリント回路基板の側である。典型的なプラグは、ネジといった固定留め具が、光学プレートからプリント回路基板内を外部支持体内へと通過することを可能にし、これにより、ＬＥＤモジュールがその上に取り付けられ固定される。
【００４６】
ＬＥＤモジュールを機械的に固定する１つの例示的なプラグは、ＬＥＤモジュールをプラグに固定するために、プリント回路基板内に打ち込まれるクランプを含む。このプラグのこのような実施形態では、クランピングは、ＬＥＤモジュールの寸法変化（例えば温度変化又は製造公差によってもたらされる変化）が考慮されるように、単一方向（例えばプリント回路基板の長さに沿って）においてのみ行われる。このように変化から保護することによって、ＬＥＤモジュールに損傷を引き起こしうる偶発な圧迫のリスクが幾分軽減される。
【００４７】
プラグは更に、プラグが外部支持体に固定された後、プリント回路基板を外部支持体に押し付ける押圧モジュールを含む。例えばネジがプラグを外部支持体内に固定した後、プリント回路基板の底部表面が押圧モジュールによって外部支持体に押し付けられるように、当該ネジが押圧モジュールに接して置かれる。プリント回路基板を外部支持体に押し付けることによって、外部支持体に対するＬＥＤモジュールの優れた平坦性が達成され、これは、外部支持体へのプリント回路基板の優れた熱接触を可能にする。これは、プリント回路基板のヒートシンクが提供されることによって、モジュール性能及び信頼性を向上させる。好適には、プリント回路基板に伝えられる直接的な圧力は、光学プレートにはかけられない。これは、プリント回路基板と外部支持体によって提供されるヒートシンクとの間の接触がロバストでなくなるからである。更に、このような直接的な押圧力を光学プレートに加えることは、光学プレートの亀裂及び損傷の可能性を増加させる。
【００４８】
任意選択的に、プラグは、光学プレートの外部に露出している表面上に延在する翼状突起部を含む。翼状突起部は、光学プレートをプリント回路基板に向けて押す。翼状突起部は、或いは、翼部と呼ばれ、任意選択的に、光学プレート内へと打ち込まれる突出部を含む。翼部は、プリント回路基板から一定の相対距離を維持しつつ（即ち、光学プレートの奥行方向における移動を制限しつつ）、光学プレートの長さ及び幅方向に沿った光学プレートの移動を可能にする。
【００４９】
本発明の別の態様によれば、ＬＥＤモジュールを封着する方法が提供される。ＬＥＤモジュールは、上面と少なくとも１つの側面とを有し、第１の層と、第２の層と、上面から光を出力する複数のＬＥＤとを含むプリント回路基板を含み、上記方法は、複数のＬＥＤの少なくとも１つを覆うように配置される透光性材料を含む光学的に透過性のカバープレートを提供するステップを含む。カバープレートは、プリント回路基板の少なくとも１つの側面における第１の層と第２の層との間の界面の一部を覆う少なくとも１つの突出部を含み、ＬＥＤモジュールのプリント回路基板は、少なくとも１つの内側に傾斜する面を有するように作られる。
【００５０】
上記方法は更に、カバープレートの突出部と、覆われた界面との間に、覆われた領域によって覆われる第１の層と第２の層との間の界面の一部への汚染物質の進入を阻止するように、接着性シーラントを提供するステップを含む。
【００５１】
上記方法は更に、光学プレートにおいて、各突出部に並んで少なくとも１つの凹部を提供するステップと、光学プレートをプリント回路基板に接着させるために、光学プレートの凹部内に接着性シーラントを提供するステップとを含む。
【００５２】
光学プレートを提供する上記ステップは、突出部が少なくとも１つの傾斜面を有するように適応される。
【００５３】
任意選択的に、上記方法は、ＬＥＤモジュールのプリント回路基板の第２の層は、突出部の領域において、少なくとも部分的に欠けているように適応される。
【００５４】
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に説明される実施形態から明らかとなり、また、当該実施形態を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
本発明の例は、添付図面を参照して詳細に説明される。
【００５６】
【図１】図１は、第１の例示的な実施形態によるＬＥＤモジュールを示す。
【図２】図２は、第２の例示的な実施形態によるＬＥＤモジュールを示す。
【図３】図３は、第３の例示的な実施形態によるＬＥＤモジュールを示す。
【図４】図４は、第４の例示的な実施形態によるＬＥＤモジュールを示す。
【図５ａ】図５ａは、第５の例示的な実施形態によるＬＥＤモジュールを示す。
【図５ｂ】図５ｂは、第６の例示的な実施形態によるＬＥＤモジュールを示す。
【図６】図６は、第７の例示的な実施形態によるＬＥＤモジュールを示す。
【図７】図７は、第８の例示的な実施形態によるＬＥＤモジュールを示す。
【図８】図８は、第９の例示的な実施形態によるＬＥＤモジュールを示す。
【図９】図９は、光学プレートを使ってプリント回路基板に電気的接続する技術を示す。
【図１０】図１０は、本明細書に開示されるＬＥＤモジュールを封着する方法のフローチャートを示す。
【図１１】図１１は、一実施形態による、ＬＥＤモジュールを外部支持体に取り付けるための機械式固定プラグを示す。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
本発明は、カバープレートを有するＬＥＤモジュールを提供する。カバープレートは、光を出力するプリント回路基板の２つの層間の界面を覆う。
【００５８】
図１を参照するに、ＬＥＤモジュール１の第１の実施形態が示される。ＬＥＤモジュール１は、第１の層１０１と第２の層１０２とを有するプリント回路基板（ＰＣＢ）１００と、カバープレート１３とを含む。ＬＥＤモジュールが使用されるときに、ＰＣＢの上面１０５から光を出力する第１のＬＥＤ１１０及び第２のＬＥＤ１１１が当該上面１０５上に取り付けられている。カバープレート１３は、これらの取り付けられたＬＥＤのうちの少なくとも１つ（例えば第１のＬＥＤ１１０及び第２のＬＥＤ１１１の両方）を覆う。
【００５９】
カバープレート１３は、当該カバープレートから外側に延在する突出部１５を含む。突出部１５は、特に、プリント回路基板１００の側面１０６における第１の層１０１と第２の層１０２との間の界面１０７の一部、即ち、カバープレートがなければ、周囲雰囲気に晒されることになる界面の一部を覆う。本実施形態及び以下の実施形態では、突出部１５は、カバープレート１３の端にあるものとして示されるが、当然ながら、突出部は、必ずしも周辺部に設けられることに限定されず、例えばカバープレート１３の周辺部の内側に設けられてもよい。
【００６０】
シーラント１４が、カバープレート１３と、カバープレートの突出部１５によって覆われる界面１０７の一部との間に配置される。本実施形態では、シーラント１４は、プリント回路基板１００の上面を部分的に覆うように延在する。このように、シーラントを用いて、カバープレートをプリント回路基板に封着させることによって、覆われている界面１０７の一部は、汚染物質が進入しないように封止される。したがって、第１の層１０１と第２の層１０２との間の界面は、水、粉塵又は他の粒子といった汚染物質から保護される。
【００６１】
任意選択的に、シーラントは、光学プレートをＰＣＢ１００に接着させるように接着性であってもよい。
【００６２】
第１の層１０１は、金属基板（例えばアルミニウム）といった基板であってよい。第２の層１０２は、その上にＬＥＤが形成されるか又は取り付けられる誘電材料（例えばシリコン）であってよい。第２の層１０２は、幾つかの他の実施形態では、エポキシ又はポリイミド材料であってよい。これらの層は、エポキシ含侵ガラス布又は銅製トラックが組み込まれた電気絶縁材料といった他の材料を代わりに又は追加的に含んでもよい。
【００６３】
図２に、ＬＥＤモジュール２の第２の実施形態が示される。ＬＥＤモジュール２は、第１の層２０１と第２の層２０２とを有するＰＣＢ２００と、カバープレート２３とを同様に含む。カバープレート２３は、プリント回路基板２００の上面２０５に取り付けられる少なくとも１つのＬＥＤ（図示せず）を覆う。
【００６４】
第１の実施形態にあるように、カバープレート２３も、第１の層２０１と第２の層２０２との間の界面の一部を覆う突出部２１を含む。シーラント２４は、少なくとも、カバープレート２３の突出部２１とＰＣＢ２００との間に配置され、汚染物質に対し、界面の覆われた一部を封止する。
【００６５】
この第２の実施形態では、カバープレート２３は更に、突出部２１と並んで、凹部２５を含む。凹部２５は、突出部２１の長さに沿って延在するカバープレート２３内の溝であってよい。シーラント２４は、凹部２５を少なくとも部分的に埋めるように延在し、これにより、カバープレートをプリント回路基板の上面に封着させる。このように、チャネルとも呼ばれる凹部２５を提供することによって、ＬＥＤモジュールが使用されるときに、光学プレートとプリント回路基板との相対運動が吸収される。
【００６６】
図３に、ＬＥＤモジュール３の第３の実施形態が示される。ＬＥＤモジュール３は、図２に示される第２の実施形態と同じ特徴、つまり、第１の層３０１と第２の層３０２とを有するＰＣＢ３００を含み、当該２つの層間の界面は、カバープレート３３の突出部３５によって覆われる。カバープレート３３とプリント回路基板との間に配置されるシーラント３４は、界面の覆われた部分内への汚染物質の進入を阻止するのに役立つ。
【００６７】
しかし、本実施形態では、カバープレート３３の突出部３５の側面３５１が部分的に傾斜している。つまり、突出部３５は、光学カバー３３の本体から離れる方向に徐々に細くなる。このように突出部を傾斜させることによって、シーラント３４をより簡単に配置することができる。
【００６８】
図４に示されるＬＥＤモジュール４の別の実施形態は、図３に示される第３の実施形態のすべての特徴を含む。つまり、光学プレート４３の傾斜突出部は、ＰＣＢ４００の第１の層４０１と第２の層４０２との間に形成される界面を覆う。シーラント４４は、光学プレート４３とＰＣＢ４００との間に配置され、これにより、汚染物質から上記界面を封止する。
【００６９】
この第４の実施形態では、ＰＣＢ４００の端は、内側に傾斜している。つまり、プリント回路基板の本体の方向に少なくとも部分的に傾斜している。したがって、ＰＣＢ４００の上面４０５の面積は、ＰＣＢ４００の下面４０５の面積よりも小さい。このようにプリント回路基板に傾斜側面を提供することによって、シーラントを提供する際のシーラントの流れがよくなる。
【００７０】
図５ａによって示されるＬＥＤモジュール５ａの第５の実施形態は、第４の実施形態の特徴を有する。したがって、ＰＣＢ５００は、第１の層５０１と第２の層５０２とを含む。プリント回路基板の端において、第１の層５０１と第２の層５０２との間に形成される界面は、光学プレート５３の突出部５５によって少なくとも部分的に覆われる。シーラント５４は、少なくとも、突出部５５とプリント回路基板の端との間に、第１の層５０１と第２の層５０２との間の界面が、層間の汚染物質の進入から少なくとも部分的に封止されるように配置される。第２の層５０２の一部が取り除かれているこの特定例では、突出部５５又はシーラントが、ＰＣＢの側面へと延在する必要はない。突出部及びシーラントは、ＰＣＢの金属に直接接続されるように上面に限定されてもよい。
【００７１】
第５の実施形態の第２の層５０２は、突出部５５の領域において部分的に欠けている。したがって、幾つかの実施形態では、第２の層５０２は、突出部５５のすぐ付近において部分的に取り除かれている。したがって、ＰＣＢ５００の第２の層５０２は、プリント回路基板５００の端又は周辺部に向かって部分的に欠けている。第２の層が部分的に欠けていることによって、カバープレートの第１の層への封着が向上される。カバープレートは、例えば接着シーラントによって、第２の層よりも高い付着力で接着される。
【００７２】
図５ｂに、ＬＥＤモジュール５ｂの別の実施形態が示される。図５ａの第５の実施形態と同様に、ＬＥＤモジュールは、第１の層５００１と第２の層５００２とを有するプリント回路基板５０００を含む。光学カバープレート５００３が、第２の層５００２上に配置される少なくとも１つのＬＥＤ（図示せず）を覆う。光学カバープレート５００３の突出部５００５は、第１の層５００１と第２の層５００２との間の界面を覆う。シーラントは、光学カバープレートをプリント回路基板に密着させるように、第１の層５００１と第２の層５００２との間に配置される。
【００７３】
本実施形態の第２の層５００２は、突出部５００５の領域において部分的に欠けている。本実施形態では、第２の層５００２の不在部５００４は、プリント回路基板５０００に対して部分的に内側である。第２の層が部分的に欠けていることによって、カバープレート５００３の第１の層５００１への封着が向上される。カバープレートは、例えば接着シーラント５００４によって、第２の層５００２よりも高い付着力で接着される。
【００７４】
図６に、ＬＥＤモジュール６の第７の実施形態が示される。ここでもＬＥＤモジュールは、第１の層６０１と第２の層６０２との間の界面が少なくとも部分的に覆われるように、端において、光学プレート６３の突出部によって覆われているプリント回路基板６００を含む。プリント回路基板６００の上面に配置されるＬＥＤ６１０は、光学プレート６３によって覆われる。第１の凹部６５が、突出部と並んで光学プレート６３内にある。
【００７５】
光学プレート６３は更に、第１の凹部６５と並んで第２の凹部又はチャネル６６を含む。粘度が十分に低いシーラント６４が、プリント回路基板の平らな領域へと流れ込む場合、例えば光学プレートにおける溝又はチャネルである第２の凹部６６は、例えばＬＥＤ６１０であるＬＥＤへ向かう流れを阻止するトラップとして機能することができる。
【００７６】
図７を参照するに、ＬＥＤモジュール７の第８の実施形態が示される。ＬＥＤモジュールは、第１の層７０１と第２の層７０２とを有するＰＣＢ７００を含む。ＬＥＤ７１０は、発光するようにプリント回路基板の上面に取り付けられる。ＬＥＤ７１０を覆うように配置される光学プレート７３は、ＰＣＢ７００の端において、第１の層７０１と第２の層７０２との間の界面を覆う突出部７５を含む。
【００７７】
シリコーンゴムといったプラスチック材料から作られる封止モールド７４が、ＰＣＢ７００と光学プレート７３の突出部７５との両方に取り付けられる。封止モールドは、既知のオーバーモールド又は既知の２ｋモールド処理によって取り付けられる。したがって、突出部７５によって覆われる第１の層７０１と第２の層７０２との間の界面の一部は、封止モールド７４によって、汚染物質の進入から封止される。好適には、封止モールド７４は、ＰＣＢ７００の最下面７０６を覆うようには延在しない。
【００７８】
図８に、ＬＥＤモジュール８の別の実施形態が示される。前述同様に、ＬＥＤモジュールは、第１の層８０１と第２の層８０２とを有するＰＣＢ８００を含む。光学的に透過性のカバープレート８３が、（ＰＣＢ８００の上面８０５に配置された）少なくとも１つのＬＥＤ８１０を覆うように配置され、ＰＣＢ８００の側面における第１の層８０１と第２の層８０２との間の界面に一部を覆う第１の突出部８５を含む。シーラント８４が、第１の突出部８５とプリント回路基板の側面との間に、突出部によって覆われる第１の層８０１と第２の層８０２との間の界面の一部が汚染物質から封止されるように配置される。
【００７９】
しかし、本実施形態は更に、追加の突出部８７を含む。追加の突出部は、ＰＣＢ８００の上面８０５の一部を覆うように、カバープレートから外側に突出する。追加のシーラント８６が、追加の突出部８７とＰＣＢ８００の上面８０５との間に提供され、光学プレート８３がプリント回路基板８７に封着される。シーラントが接着性で、これにより、光学プレートが、ＰＣＢ８００の上面に固定されてもよい。追加のシーラントは、上面封止突出部とも呼ばれる。少なくとも１つのこのような上面封止突出部を設けることによって、少なくとも１つのＬＥＤ８１０を含んでよいプリント回路基板の上面の領域が、汚染物質の進入から保護される。
【００８０】
図９に、例えばＬＥＤへの外部電源を提供可能とするために、突出部９００にワイヤを通すためのフィードスルーを設ける技術が示される。例示的な突出部９００は、追加の突出部８７といったような上面封止突出部である。これは、ワイヤのフィードスルーが上面封止突出部のみに適用されると限定的に解釈されるべきではなく、図１乃至図７において具体化される突出部といったような側部封止突出部にも適用される。
【００８１】
突出部９００を通してワイヤを提供するために、例えばチャネル又は凹部である空洞９０５が、突出部に提供される（９９０）。このような空洞は、例えば突出部の長さ方向に対して実質的に垂直な方向における突出部の幅を横切る。任意選択的に、空洞９０５は、当該空洞の長さに亘って可変幅を有してよい。シーラント９２０が、空洞９０５内に提供され（９９１）、その中に、ワイヤ９１０が沈められる。プリント回路基板９５０が提供され（９９２）、突出部９００と接触させられる（９９３）。これにより、シーラントは、ワイヤ９１０を空洞９０５内に密封し、回路基板９５０を突出部９００に部分的に封着させる。本実施形態では、空洞９０５を完全に埋めるのに十分であるシーラント９２０しかなく、したがって、空洞９０５（ワイヤ１９０を含む）内には、間隙又は隙間はない。したがって、ワイヤは、（本ＬＥＤモジュールへの）外部のインタフェースからプリント回路基板に提供される。
【００８２】
図１０を参照するに、ＬＥＤモジュール１０００を封着する方法１０が示される。当該方法は、複数のＬＥＤの少なくとも１つを覆うように配置される（１００２）透光性材料を含み、また、プリント回路基板の少なくとも１つの側面における第１の層と第２の層との間の界面の一部を覆うように配置される（１００３）少なくとも１つの突出部を含む光学的に透過性のカバープレートを提供するステップを含む。上記方法は更に、カバープレートの突出部と覆われた界面との間に、覆われた領域によって覆われている第１の層と第２の層との間の界面の一部に汚染物質が進入しないように、シーラントを提供するステップ（１００５）を含む。追加の任意選択の方法ステップは、光学プレート内に各突出部と並んで少なくとも１つの凹部を提供し、光学プレートをプリント回路基板に封着させるために、光学プレートの凹部にシーラントを提供するステップ（１００４）を含む。
【００８３】
図１１に、ＬＥＤモジュール１１１０、１１２０を外部支持体１１５０内に固定する機械式固定プラグ１１３０の一実施形態の横断面が示される。ＬＥＤモジュールは、プリント回路基板１１１０と光学プレート１１２０とを含み、これらは、本実施形態では、実質的に平らにされ、互いにくっついている。
【００８４】
プラグ１１３０は、プリント回路基板１１１０の底部表面１１１１を越えて延在することなく、プリント回路基板１１１０と光学プレート１１２０との両方を横切る。例えばネジである機械式留め具１１４０が、プラグ内に取り付け可能であり、これにより、プラグが外部支持体１１５０に取り付けられる。外部支持体１１５０は、例えば天井、壁又は照明器具の別の部分（例えばヒートシンク又はハウジング）であってよい。
【００８５】
プラグをＬＥＤモジュールに固定するために、プラグ１１３０は、単一方向（例えばＬＥＤモジュールの長さに沿ったＸ方向）に延在する少なくとも１つのクランプ１１３３を含む。プラグ１１３０は、プリント回路基板の底部表面１１１１が外部支持体１１５０に対して実質的に平らになることを確実にする押圧モジュール１１３４を有する。機械式ネジ１１４０は、押圧モジュール１１３４を介して、プリント回路基板１１１０に直接圧力をかけ、この作用を行う。実施形態では、押圧モジュールは、Ｚ方向（即ち、ページの奥への方向に、ＬＥＤモジュールの幅に少なくとも部分的に延在する）に延在してもよい。プラグ１１３０は更に、光学プレートをプリント回路基板に機械的に固定するように、光学プレートの露出表面に亘って延在する少なくとも１つの翼部１１３１を含む。翼部は、よりしっかりとした固定のために光学プレート内へと突出する翼突出部又はピン１１３２を含む。したがって、光学プレートは、プリント回路基板に押し付けられる。幾つかの実施形態では、翼突出部１１３２を含む翼部１１３１は、バネのように機能すると考えられ、Ｚ方向及びＸ方向（即ち、ＬＥＤモジュールの幅及び長さに対応する方向）への移動を可能にするが、Ｙ方向への移動は制限する。したがって、光学プレート１１２０は、プリント回路基板１１３０から一定距離に保たれる。
【００８６】
開示された実施形態の他の変形態様は、図面、開示内容及び添付の請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解され、実施される。請求項において、「含む」との用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、また、「ａ」又は「ａｎ」との不定冠詞も、複数形を排除するものではない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されることだけで、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。請求項における任意の参照符号は、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【要約】  本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用する照明モジュールの分野に関し、より具体的には、露出したレンズプレート照明器具に適したＬＥＤモジュールに関する。少なくとも２つの層を含む回路基板を有するＬＥＤモジュールが提供される。プリント回路基板の側面における２つの層間の界面は、光学的に透過性のカバープレートの突出部によって覆われる。当該光学的に透過性のカバープレートは、プリント回路基板内又は上に配置される少なくとも１つのＬＥＤを覆うようにも適応される。【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５ａ】
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【図５ｂ】
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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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