(57)【要約】【課題】光学特性が安定したレンズを歩留まりよく形成でき、且つＬＥＤチップのレイアウト変更にも容易に対応できる照明器具及びその製造方法を提供する。【解決手段】照明器具Ａは、基板１にＬＥＤチップ２が実装され、透光性材料により形成されたレンズ外殻部４がＬＥＤチップ２とワイヤ３を覆うように基板１に取り付けられている。このレンズ外殻部４には、内部空間５に透光性のレンズ材料６を注入するための注入孔７と、内部空間５の気体を排出するための排出孔８とが設けられており、注入孔７からレンズ材料６を注入するとともに排出孔８から内部空間５の気体を排出して、内側レンズ部１０を形成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板に実装されたＬＥＤチップと、透光性材料により形成され前記ＬＥＤチップを覆うように前記基板に取り付けられたレンズ外殻部と、前記基板と前記レンズ外殻部とで形成された内部空間に透光性のレンズ材料を充填することで形成された内側レンズ部とを備え、前記レンズ外殻部に、前記レンズ材料を注入するための注入孔と、前記内部空間の気体を排出するための排出孔とを設けたことを特徴とする照明器具。
【請求項２】
前記レンズ材料が弾性を備えていることを特徴とする請求項１記載の照明器具。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の照明器具の製造方法であって、前記レンズ外殻部を治具に保持した後、前記ＬＥＤチップが実装された前記基板を前記治具に保持した状態で、前記注入孔から前記レンズ材料を注入するとともに、前記排出孔から前記内部空間の気体を排出して前記内側レンズ部を形成したことを特徴とする照明器具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明器具及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板に実装されたＬＥＤチップを覆うように透光性を備えた単一の樹脂でレンズを形成した照明器具が提供されている。この照明器具は、基板にＬＥＤチップが実装され、このＬＥＤチップの表面に設けられた２つの電極が２本のボンディングワイヤを介してそれぞれ基板上の別々の回路パターンに電気的に接続されている。そして基板全体を樹脂で封止してレンズが形成されている。このレンズには、外的要因による傷や汚れを防止するために、ある程度の硬さが必要であり、透明エポキシ樹脂が使用されている。
【０００３】
しかしこの透明エポキシ樹脂は熱膨張率が高く、ＬＥＤチップの発熱により透明エポキシ樹脂が膨張又は収縮するため、ワイヤに応力がかかり、ワイヤの断線が生じる可能性がある。
【０００４】
そこで、ワイヤの断線が生じないように、レンズを２種類の部材により形成した照明器具が提案されている（例えば特許文献１参照）。この照明器具は、レンズの外形を成すレンズ外殻部が、基板に実装されたＬＥＤチップと２本のボンディングワイヤを覆うように基板に取り付けられている。そしてこのレンズ外殻部には、基板とレンズ外殻部とで形成された内部空間に樹脂を注入するための注入孔が１箇所設けられており、この注入孔から透光性の透明シリコーン樹脂を注入するとともに内部空間の気体を排出して内側レンズ部を形成している。この透明シリコーン樹脂は弾性を備えており、ＬＥＤチップの発熱により、透明シリコーン樹脂が膨張して内部空間に応力が発生しても、透明シリコーン樹脂自体がこの応力を吸収するため、ワイヤにかかる応力が軽減でき、ワイヤの断線を防止することができる。
【特許文献１】特開２００４−２０７６６０号公報（第５頁−第６頁、及び、第１，２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した前者の照明器具では、レンズを成形する際に基板上のＬＥＤチップのレイアウトに合わせた金型を用いるため、使用するＬＥＤチップが同じであってもＬＥＤチップの配置が異なると、新たに金型を製作しなければならないという問題があった。
【０００６】
また上述の特許文献１に示される照明器具では、基板とレンズ外殻部とで形成された内部空間に樹脂を注入するための注入孔がレンズ外殻部に１箇所しか設けられておらず、樹脂を充填する際には、この注入孔から樹脂を注入するとともに内部空間の気体を排出しているため、内部に気泡が残ってしまう可能性がある。そのためレンズの光学特性がばらつき、歩留まりが悪くなるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、光学特性が安定したレンズを歩留まりよく形成でき、且つＬＥＤチップのレイアウト変更にも容易に対応できる照明器具及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、基板と、前記基板に実装されたＬＥＤチップと、透光性材料により形成され前記ＬＥＤチップを覆うように前記基板に取り付けられたレンズ外殻部と、前記基板と前記レンズ外殻部とで形成された内部空間に透光性のレンズ材料を充填することで形成された内側レンズ部とを備え、前記レンズ外殻部に、前記レンズ材料を注入するための注入孔と、前記内部空間の気体を排出するための排出孔とを設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記レンズ材料が弾性を備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明の製造方法であって、前記レンズ外殻部を治具に保持した後、前記ＬＥＤチップが実装された前記基板を前記治具に保持した状態で、前記注入孔から前記レンズ材料を注入するとともに、前記排出孔から前記内部空間の気体を排出して前記内側レンズ部を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、基板とレンズ外殻部とで形成された内部空間にレンズ材料を注入するための注入孔と、この内部空間の気体を排出するための排出孔とをレンズ外殻部に設けることで、内部空間に気泡を残さずにレンズ材料を充填できるので、レンズの光学特性が安定した、歩留まりのよい照明器具を提供できるという効果がある。また注入孔と排出孔とを基板にではなくレンズ外殻部に設けることで、基板の面積が大きくなり、基板にレンズ材料よりも放熱性の良い材料を用いた場合には、放熱効果を上げることができるため、ＬＥＤチップの電極と基板上の回路パターンとを電気的に接続するワイヤにかかる応力が軽減でき、ワイヤの断線を防止することができるという効果がある。またレンズ外殻部は基板に実装されたＬＥＤチップに対して１対１の関係にあり、使用するＬＥＤチップが同じであればＬＥＤチップのピッチや配列が変わっても同じレンズ外殻部を用いることができるので、レンズ外殻部を成形するための金型を新たに製作しなくてもよく、ＬＥＤチップのレイアウト変更にも容易に対応できるという効果がある。さらに同じＬＥＤチップに対して複数種類のレンズ外殻部を用意しておき、目的や用途に応じて使い分けることで所望の光を得ることができるという効果がある。
【００１２】
請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加えて、レンズ材料が弾性を備えているので、ＬＥＤチップの発熱により、レンズ材料が膨張して内部空間に応力が発生しても、レンズ材料がこの応力を吸収するため、ＬＥＤチップの電極と基板上の回路パターンとを電気的に接続するワイヤにかかる応力がさらに軽減でき、ワイヤの断線を防止することができるという効果がある。
【００１３】
請求項３の発明によれば、基板とレンズ外殻部とで形成された内部空間にレンズ材料を注入するとともにこの内部空間の気体を排出することで、内部空間に気泡を残さずにレンズ材料を充填でき、光学特性の安定したレンズを歩留まりよく製造できるという効果がある。またレンズ外殻部は基板に実装されたＬＥＤチップに対して１対１の関係にあり、使用するＬＥＤチップが同じであればＬＥＤチップのピッチや配列が変わっても同じレンズ外殻部を用いることができるので、レンズ外殻部を成形するための金型を新たに製作しなくてもよく、ＬＥＤチップのレイアウト変更にも容易に対応できるという効果がある。さらに同じＬＥＤチップに対して複数種類のレンズ外殻部を用意しておき、目的や用途に応じて使い分けることで所望の光を得ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の実施の形態を図１，２に基づいて説明する。図１は本実施形態の照明器具の断面図である。
【００１５】
本実施形態の照明器具Ａは、図１のように基板１にＬＥＤチップ２が実装され、ＬＥＤチップ２の下面の電極は基板１上の回路パターン（図示していない）と直接電気的に接続しており、ＬＥＤチップ２の表面の電極はボンディングワイヤ３を介して基板１上の別の回路パターンに電気的に接続されている。そして透光性材料（例えばアクリルなど）により形成された半球状のレンズ外殻部４がＬＥＤチップ２とワイヤ３を覆うように基板１に取り付けられている。このレンズ外殻部４には、基板１とレンズ外殻部４とで形成される内部空間５に透光性のレンズ材料６（例えば透明シリコーン樹脂など）を注入するための注入孔７と、内部空間５の気体を排出するための排出孔８とが設けられており、注入孔７からレンズ材料６を注入するとともに排出孔８から内部空間５の気体を排出して、内側レンズ部１０を形成している。
【００１６】
このようにレンズ外殻部４に注入孔７と排出孔８とを設けることで、内部空間５に気泡を残すことなくレンズ材料６を充填できるので、レンズの光学特性が安定した、歩留まりのよい照明器具が提供できる。また、内部空間５に充填するレンズ材料６として弾性を備えた材料を用いることで、ＬＥＤチップ２の発熱により、レンズ材料６が膨張して内部空間５に応力が発生しても、レンズ材料６がこの応力を吸収するため、ワイヤ３にかかる応力が軽減し、ワイヤ３の断線を防止することができる。さらに注入孔７及び排出孔８を基板１にではなくレンズ外殻部４に設けることで、基板１の面積が大きくなり、基板１をレンズ材料６より放熱効果の大きい材料を用いた基板（例えば基板の裏面に銅パターンを張ったガラスエポキシ基板など）にした場合には、ＬＥＤチップ２から発生する熱が基板１に分散され、レンズ材料６に伝わる熱が小さくなる。そのためレンズ材料６が膨張して内部空間５に発生する応力も小さくなり、ワイヤ３にかかる応力をさらに軽減できる。またレンズ材料６及び基板１が高い放熱性を備えている場合には、レンズ材料６及び基板１がＬＥＤチップ２から発生する熱をさらに放散するため、ＬＥＤチップ２に供給する電力を大きくすることができ、高い光出力を得ることができる。
【００１７】
次に、この照明器具Ａの製造方法を図２に基づいて説明する。治具９はレンズ外殻部４を保持するための半球状の窪みを有し、その両側に内部空間５にレンズ材料６を注入するための注入路１１と、内部空間５の気体を排出するための排出路１２とを設けてある。まず、この治具９に注入孔７と注入路１１の位置及び排出孔８と排出路１２の位置を合わせてレンズ外殻部４を保持する。次に治具９にＬＥＤチップ２が実装された基板１を保持して、レンズ外殻部４を基板１に接着する。そして注入路１１からレンズ材料６を注入するとともに排出路１２から内部空間５の気体を排出した後、熱硬化させ、内側レンズ部１０が形成される。
【００１８】
このような製造方法において、レンズ外殻部４は基板１に実装されたＬＥＤチップ２に対して１対１の関係にあり、使用するＬＥＤチップ２が同じであればＬＥＤチップ２のピッチや配列が変わっても同じレンズ外殻部４が使用できるため、レンズ外殻部４を成形する金型を新たに製作しなくてもよく、ＬＥＤチップのレイアウト変更にも容易に対応できる。また同じＬＥＤチップに対して複数種類のレンズ外殻部を用意しておき、目的や用途に応じて使い分けることで所望の光を得ることができる。
【００１９】
尚、本実施形態は基板１に実装するＬＥＤチップ２が１個の場合で説明しているが、実装するＬＥＤチップ２の数量は本実施形態に限定されるものではなく、複数であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態の照明器具の断面図である。
【図２】同上の製造方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１      基板
２      ＬＥＤチップ
３      ワイヤ
４      レンズ外殻部
６      レンズ材料
７      注入孔
８      排出孔
１０    内側レンズ部
Ａ      照明器具
【図１】
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【図２】
2007243052.tif 000004