(57)【要約】【課題】基板の表面にＬＥＤを配置し、裏面に放熱器を取り付けた従来のＬＥＤ照明器具では、発熱源であるＬＥＤと放熱器との間に基板が介在されている。基板は絶縁体で形成されているが、絶縁材は一般的に熱伝導率が低い。基板の熱伝導率はそのためあまり高くはなく、放熱器まで伝達された熱は速やかに放熱されるが、基板の表面で発生した熱は基板が断熱して基板の裏面に伝達されにくい。そのため、結果的にＬＥＤで発生した熱を効率よく放熱器で放熱することができない。【解決手段】基板表面に電気的に独立した独立パターン２３を形成し、裏面パターン２４に対して熱通路部４で連結し、さらに導電パターン２１，２２と独立パターンとに跨がるように熱の良導体であるシリコン樹脂６を塗布した。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に金属箔からなる導電パターンと、この導電パターンに半田付けされたＬＥＤとを備え、基板の裏面に放熱器が押接されたＬＥＤ照明器具において、基板の表面に、上記導電パターンとは電気的に絶縁された別個の独立パターンを設けるとともに、基板の裏面を覆う裏面パターンを設け、独立パターンと裏面パターンとを基板を貫通して両者を熱の良導体からなる熱通路部で連結し、上記導電パターンと独立パターンとに跨がるようにシリコン樹脂を塗布し、上記放熱器を裏面パターンに押接させることにより、ＬＥＤで発生した熱を導電パターンからシリコン樹脂を介して独立パターンに伝達させ、さらに熱通路部から裏面パターンに伝達し、放熱器で放熱するようにしたことを特徴とするＬＥＤ照明器具。
【請求項２】
上記導電パターンは１対のパターンで構成され、上記ＬＥＤは両パターンに跨がって半田付けされており、上記独立パターンをこの１対のパターンの間に配置するとともに、熱通路部を、ＬＥＤと重ならない位置に形成したことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面にＬＥＤが配置され、基板の裏面に放熱器が取り付けられたＬＥＤ照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギを推進する流れでＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた照明器具が多数提案されている。１個のＬＥＤの発光量は年々増加しているものの、従来の白熱灯や蛍光灯の代替とするためには、多数のＬＥＤを集積して点灯させる必要がある。そのため、基板の表面に多数のＬＥＤを配置したＬＥＤ照明器具が提案されている（例えば特許文献１参照）。ただし、多数のＬＥＤを点灯させるとＬＥＤ全体の発熱量も増加するため、冷却する必要がある。そこで、基板の裏面に放熱フィンを備えた放熱器を取り付けて、基板に伝達された熱を基板の裏面側から放熱器に伝達させて基板を冷却している。
【０００３】
また、放熱器を用いないものとして、基板を透明な筒状体の中に収納し、さらに筒状体の内部をシリコン樹脂で充填したものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。シリコン樹脂は比較的熱伝導率が高いことが知られている。このものでは、ＬＥＤで発生した熱を筒状体内に充填したシリコン樹脂に伝達させ、その熱をシリコン樹脂内で伝導させ拡散させることによりＬＥＤを冷却している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１１５６号公報（図２，図４）
【特許文献２】特開２０１０−９７７６３号公報（図１，図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記基板の裏面に放熱器を取り付けたものでは、発熱源であるＬＥＤと放熱器との間に基板が介在されている。基板は絶縁体で形成されているが、絶縁材は一般的に熱伝導率が低い。基板の熱伝導率はそのためあまり高くはなく、放熱器まで伝達されれば熱は速やかに放熱されるが、基板の表面で発生した熱は断熱材として機能する基板自体に阻害されて基板の裏面に伝達されにくい。そのため、結果的にＬＥＤで発生した熱を効率よく放熱器で放熱することができないという不具合が生じる。
【０００６】
なお、ＬＥＤをシリコン樹脂で覆うものでは、ＬＥＤからシリコン樹脂へと直接熱が伝達されるので、放熱という観点からは優れているが、シリコン樹脂自体の透光性が高くないため、ＬＥＤから照出された光量が減衰するという不具合が生じる。また、光がシリコン樹脂で拡散されるため、スポットライトのように拡散を嫌う用途には採用することができない。さらに、シリコン樹脂の外周面に位置する筒状体の断熱性が高いと、シリコン樹脂自体の温度が上がり、放熱量は少ない。
【０００７】
そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、ＬＥＤをシリコン樹脂で覆うことなくＬＥＤで発生した熱を効率よく放熱することでのきるＬＥＤ照明器具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明によるＬＥＤ照明器具は、基板の表面に金属箔からなる導電パターンと、この導電パターンに半田付けされたＬＥＤとを備え、基板の裏面に放熱器が押接されたＬＥＤ照明器具において、基板の表面に、上記導電パターンとは電気的に絶縁された別個の独立パターンを設けるとともに、基板の裏面を覆う裏面パターンを設け、独立パターンと裏面パターンとを基板を貫通して両者を熱の良導体からなる熱通路部で連結し、上記導電パターンと独立パターンとに跨がるようにシリコン樹脂を塗布し、上記放熱器を裏面パターンに押接させることにより、ＬＥＤで発生した熱を導電パターンからシリコン樹脂を介して独立パターンに伝達させ、さらに熱通路部から裏面パターンに伝達し、放熱器で放熱するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
基板の表面の熱を熱通路部を介して裏面に流すことにより、ＬＥＤで発生した熱を効率よく放熱器へと伝達させる。但し、熱通路部は金属で形成することが望ましいので、基板の裏面に裏面パターンを設けるので、導電パターンと裏面パターンとを熱通路部で連結すると導電パターンが裏面パターンによってショートする。そこで、絶縁体であるシリコン樹脂を介して熱を一旦独立パターンに伝達することにより、導電パターンがショートしないようにした。
【００１０】
なお、シリコン樹脂は比較的熱伝導率が高いが、金属よりは低い。そのため、導電パターンと独立パターンとの間に介在するシリコン樹脂の熱伝導長さは短い方が望ましい。そこで、上記導電パターンは１対のパターンで構成され、上記ＬＥＤは両パターンに跨がって半田付けされており、上記独立パターンをこの１対のパターンの間に配置するとともに、熱通路部を、ＬＥＤと重ならない位置に形成することが望まれる。熱通路部をＬＥＤと重ならないように形成することにより、熱通路部に直接シリコン樹脂を接触させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上の説明から明らかなように、本発明は、シリコン樹脂を介して基板の表面側の熱を裏面の放熱器に伝達するので、導電パターンをショートさせることなく効率よく熱を放熱器へと伝達させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態の構成を示す図
【図２】基板と放熱器を示す斜視図
【図３】III部の断面図
【図４】シリコン樹脂の他の塗布状態を示す図
【図５】独立パターンの他の形態を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を参照して、１は本発明によるＬＥＤ照明器具（以下、照明器具という）である。この照明器具１は天井材Ｃに形成された円形の窓穴に取り付けられるものであり、後述するＬＥＤが収納されているケース部１１と、同じく後述する放熱器が収納されているカバー部１２とから構成されている。この照明器具１は居間などの室内やイベントホールなど、設置する場所を選ばないが、本実施の形態では浴室の天井に設置した。そのため、ケース部１１は浴室内の湯水や水蒸気がケース部１１内に浸入しないように密閉しておく必要がある。本実施の形態ではケース部１１の前面を透明板１０で密閉した。このため、ケース部１１内は換気されないので、ＬＥＤから発生した熱はカバー部１２内に収納されている放熱器に伝達させて放熱する必要がある。このため、カバー部１２には換気のための多数のスリット１３が形成されている。
【００１４】
図２および図３を参照して、図２に示すものはケース部１１に収納されている基板２とカバー部１２に収納されている放熱器５とを示したもので、図１に示したものと姿勢が上下反転されている。基板２の表面にはＬＥＤ３に給電するための導電パターン２１，２２が形成されている。この導電パターン２１，２２はプラス側とマイナス側との１対で構成されており、図示しない外部の駆動回路から直流電力の供給を受けて各ＬＥＤ３を発光させる。導電パターン２１，２２は基板２の表面に貼着された銅箔をエッチングすることにより形成される。そして基板２の表面に、これら導電パターン２１，２２のほかに独立パターン２３を形成した。この独立パターン２３は導電パターン２１，２２をエッチングにより形成する際に同時に形成されるもので、導電パターン２１，２２のいずれとも電気的に接続されておらず、電気的に導電パターン２１，２２に対して独立している。
【００１５】
一方、基板２の裏面には裏面全体を覆う裏面パターン２４が被着されている。この裏面パターン２４も他のパターンと同じく銅箔で形成されている。そして、独立パターン２３と裏面パターン２４とを複数のスルーホールで連結し、そのスルーホール内にハンダを充填して、独立パターン２３と裏面パターン２４とを熱的に連結する熱通路部４を形成した。
【００１６】
そして、図２の２点鎖線で示す境界線Ｓの外側にシリコン樹脂６を塗布した。なお、裏面パターン２４に放熱器５の基部５１を接触させる際に同様のシリコン樹脂もしくはシリコングリスを介在させ、裏面パターン２４から放熱器５の基部５１への熱の伝達が良好になるようにした。この基部５１は基板２と同径の円板状に形成されており、多数のフィン５２が一体に形成されたものである。
【００１７】
上述のように境界線Ｓの外側にシリコン樹脂６を塗布すると、シリコン樹脂６は導電パターン２１，２２と独立パターン２３とに跨がることになる。ＬＥＤ３で発生した熱はＬＥＤ３が半田付けされている導電パターン２１，２２に伝達される。上述のように、導電パターン２１，２２は銅箔で形成されているので、伝達された熱は導電パターン２１，２２を素早く伝導して拡がる。シリコン樹脂６が塗布された部分まで熱が伝導してくると、その熱はシリコン樹脂６に伝達される。シリコン樹脂６は熱伝導率が高いので、導電パターン２１，２２から伝達された熱はシリコン樹脂６内を伝導して独立パターン２３へと伝達する。独立パターン２３に伝達された熱は熱通路部４を通って裏面パターン２４に伝達され、さらに放熱器５の基部５１へと伝達される。放熱器５の基部に伝達された熱はフィン５２から大気へと放熱され、上述の一連の熱経路を通ってＬＥＤ３で発生した熱がフィン５２から放熱されることになる。
【００１８】
ところで、上述のように導電パターン２１，２２からシリコン樹脂６へといち早く熱を伝達させることが望ましい。そこで、図４に示すように、ＬＥＤ３が配置されている箇所を除いて基板２の表面をシリコン樹脂６で覆うように塗布してもよい。このように、熱の発生源であるＬＥＤ３の近傍からシリコン樹脂６へと熱を伝達させて独立パターン２３へと熱を逃がすことが重要である。
【００１９】
また、発熱源であるＬＥＤ３から近い位置で裏面パターン２４へと熱を逃がすことも有効である。そこで、図５に示すように、１対の導電パターン２１，２２に挟まれるように、第２の独立パターン７を設け、その第２の独立パターン７に熱通路部４を形成することによって、発熱源であるＬＥＤ３に近い位置で熱を裏面パターン２４に流すようにした。なお、この図５に示すものでは、シリコン樹脂６は図４に示すようにＬＥＤ３の設置位置以外の全面に塗布することになるが、熱通路部４にシリコン樹脂が塗布できるように、熱通路部４をＬＥＤ３とは重ならない位置に形成した。
【００２０】
なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。
【符号の説明】
【００２１】
１  （ＬＥＤ）照明器具
２  基板
３  ＬＥＤ
４  熱通路部
５  放熱器
６  シリコン樹脂
２１，２２  導電パターン
２３，７  独立パターン
２４  裏面パターン
【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５】
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