(57)【要約】      （修正有）【課題】用途の自由度が高く、且つ、構成部材の低減及び製造工数の低減によって製造コストが安いＬＥＤランプを提供する。【解決手段】基板１１の一端部１１ａの一方の面又は両面にＬＥＤ１２が実装されると共に他端部１１ｃに外部からの電力を受電する外部接続用電極パッド１４が形成されてなる部品実装基板１０のＬＥＤ１２を含む一端部１１ａを透光性樹脂からなる第１の封止樹脂２０で成形封止してＬＥＤ１２を光軸Ｚ方向から覆う第１の面２１を形成し、第１の面２１及び部品実装基板１０の中間部１１ｂを高光反射率の白色樹脂からなる第２の封止樹脂４０で成形封止して第１の面２１に接する界面を形成する第２の面４１を形成し、第２の面４１をＬＥＤ１２からの出射光を所定の方向に向けて反射する光反射面として光反射機能を持たせた。【選択図】図５
2016086053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部と、他端部と、前記一端部および前記他端部の間に形成された中間部を含む部品実装基板において、
前記一端部の一方の面又は両面に、光軸を前記基板面に垂直な方向に向けたＬＥＤを実装し、
前記他端部に外部からの電力を受電する外部接続用電極パッドを形成し、
前記ＬＥＤを含む前記一端部を第１の封止樹脂で樹脂封止することで、前記ＬＥＤを前記光軸方向から覆う第１の面を一次成形する工程と、
前記一端部が前記第１の封止樹脂で樹脂封止されてなる一次成形品を、前記第１の面及び前記中間部を前記第２の封止樹脂で樹脂封止することで、前記第１の面に接した界面である第２の面を二次成形する工程と、
を備えたことを特徴とするＬＥＤランプの製造方法。
【請求項２】
前記第１の面及び前記第２の面は、前記ＬＥＤの光軸に垂直な垂直軸を囲んで前記一端部側方に向かって該垂直軸から離れる方向に傾斜した傾斜湾曲面からなることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤランプの製造方法。
【請求項３】
前記第１の封止樹脂は透光性樹脂からなり、前記第２の封止樹脂は高光反射率を有する白色樹脂からなり、前記第２の封止樹脂で形成される前記第２の面は、前記ＬＥＤから出射した光を所定の方向に向けて反射する光反射機能を有する光反射面となることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＬＥＤランプの製造方法。
【請求項４】
前記第２の封止樹脂は、光反射率が９０％以上であることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤランプの製造方法。
【請求項５】
一端部と、他端部と、前記一端部および前記他端部の間に形成された中間部を含む部品実装基板において、
前記一端部の一方の面又は両面に、光軸を前記基板面に垂直な方向に向けたＬＥＤを実装し、
前記他端部に外部からの電力を受電する外部接続用電極パッドを形成し、
前記ＬＥＤを含む前記一端部を封止して、前記ＬＥＤを光軸方向から覆う第１の面を形成する第１の封止樹脂と、
前記第１の面及び前記中間部を封止することで、前記第１の面に接する界面である第２の面を形成する第２の封止樹脂と、
を備えたことを特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項６】
前記第１の面及び前記第２の面は、前記ＬＥＤの光軸に垂直な垂直軸を囲んで前記一端部側方向に向かって該垂直軸から離れる方向に傾斜した傾斜湾曲面からなることを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤランプ。
【請求項７】
前記第１の封止樹脂は透光性樹脂からなり、前記第２の封止樹脂は高光反射率を有する白色樹脂からなり、前記第２の封止樹脂で形成される前記第２の面は、前記ＬＥＤから出射した光を所定の方向に向けて反射する光反射機能を有する光反射面となることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のＬＥＤランプ。
【請求項８】
前記第２の封止樹脂は、光反射率が９０％以上であることを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤを光源とするＬＥＤランプ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤランプとしては、例えば、レンズ及びハウジングの樹脂部品と基板を備えた構造のものが「ＬＥＤバルブ」として開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
開示されたＬＥＤバルブの基本構造は、図８にあるように、ＬＥＤ８０ａ〜８０ｆを実装したＬＥＤ実装基板８１と、ＬＥＤ８０ａ〜８０ｆの駆動制御に係る回路部品８２が実装された回路部品実装基板８３とがリード線８４を介して互いに電気的に接続されると共に、レンズ８５とハウジング８６で形成された閉空間内に収容固定された構造を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１のＬＥＤバルブ９０は、機能の異なる２枚の基板（ＬＥＤ実装基板８１と回路部品実装基板８３）の夫々について材料及び製造工程が必要な上に、互いの基板８１、８３を電気的に接続するためのリード線８４の接合工程（例えば、はんだ接合工程）及び外部に導出される給電線８７の接合工程（例えば、はんだ接合工程）も必要になる。そのため、製造に係る工数が多く材料費も嵩み、製造コストが高くなる。
【０００６】
また、ＬＥＤバルブ９０からの照射光を、ＬＥＤ８０ａ〜８０ｆの光軸Ｘに垂直な方向に向けて使用する場合は、ＬＥＤバルブ９０自体の構造を変更して対応する必要がある。そのため、使用方法に制約があり用途の自由度が低いといった問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、用途の自由度が高く、且つ、構成部材の低減及び製造工数の低減によって製造コストが安いＬＥＤランプ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】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、一端部と、他端部と、前記一端部および前記他端部の間に形成された中間部を含む部品実装基板において、前記一端部の一方の面又は両面に、光軸を前記基板面に垂直な方向に向けたＬＥＤを実装し、前記他端部に外部からの電力を受電する外部接続用電極パッドを形成し、前記ＬＥＤを含む前記一端部を第１の封止樹脂で樹脂封止することで、前記ＬＥＤを前記光軸方向から覆う第１の面を一次成形する工程と、前記一端部が前記第１の封止樹脂で樹脂封止されてなる一次成形品を、前記第１の面及び前記中間部を前記第２の封止樹脂で樹脂封止することで、前記第１の面に接した界面である第２の面を二次成形する工程と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記第１の面及び前記第２の面は、前記ＬＥＤの光軸に垂直な垂直軸を囲んで前記一端部側方に向かって該垂直軸から離れる方向に傾斜した傾斜湾曲面からなることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２において、前記第１の封止樹脂は透光性樹脂からなり、前記第２の封止樹脂は高光反射率を有する白色樹脂からなり、前記第２の封止樹脂で形成される前記第２の面は、前記ＬＥＤから出射した光を所定の方向に向けて反射する光反射機能を有する光反射面となることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項３において、前記第２の封止樹脂は、光反射率が９０％以上であることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項５に記載された発明は、一端部と、他端部と、前記一端部および前記他端部の間に形成された中間部を含む部品実装基板において、前記一端部の一方の面又は両面に、光軸を前記基板面に垂直な方向に向けたＬＥＤを実装し、前記他端部に外部からの電力を受電する外部接続用電極パッドを形成し、前記ＬＥＤを含む前記一端部を封止して、前記ＬＥＤを光軸方向から覆う第１の面を形成する第１の封止樹脂と、前記第１の面及び前記中間部を封止することで、前記第１の面に接する界面である第２の面を形成する第２の封止樹脂と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項６に記載された発明は、請求項５において、前記第１の面及び前記第２の面は、前記ＬＥＤの光軸に垂直な垂直軸を囲んで前記一端部側方向に向かって該垂直軸から離れる方向に傾斜した傾斜湾曲面からなることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項７に記載された発明は、請求項５又は請求項６において、前記第１の封止樹脂は透光性樹脂からなり、前記第２の封止樹脂は高光反射率を有する白色樹脂からなり、前記第２の封止樹脂で形成される前記第２の面は、前記ＬＥＤから出射した光を所定の方向に向けて反射する光反射機能を有する光反射面となることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項８に記載された発明は、請求項７において、前記第２の封止樹脂は、光反射率が９０％以上であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のＬＥＤランプは、基板の一端部の一方の面又は両面にＬＥＤが実装されると共に他端部に外部からの電力を受電する外部接続用電極パッドが形成されてなる部品実装基板の、ＬＥＤを含む一端部を透光性樹脂からなる第１の封止樹脂で成形封止してＬＥＤを光軸方向から覆う第１の面を形成し、第１の面及び部品実装基板の中間部を高光反射率の白色樹脂からなる第２の封止樹脂で成形封止して第１の面に接する界面を形成する第３の面を形成し、第３の面をＬＥＤからの出射光を所定の方向に向けて反射する光反射面として光反射機能を持たせた。
【００１７】
これにより、ＬＥＤランプに用いられる基板が１枚のため、２枚以上の基板を用いる従来のＬＥＤランプに対して基板の製作費が削減でき、また基板間の電気的、機械的接続を図る接続部材（例えば、リード線）及び接続工程が削減でき、この点からも製造コストを低減することができる。
【００１８】
また、メッキ等の光反射処理を施すことによって金属反射膜を形成したリフレクタを有する従来のＬＥＤランプに対し、成形樹脂を異にした２回の成形封止のみによって光反射面を形成することができる。そのため、製造工程において光反射処理工程及び光反射処理材料を必要とせず、生産性及び材料費の点から製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態のＬＥＤランプの製造工程に係る説明図である。
【図２】同じく、実施形態のＬＥＤランプの製造工程に係る説明図である。
【図３】同じく、実施形態のＬＥＤランプの製造工程に係る説明図である。
【図４】実施形態のＬＥＤランプの上面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図である。
【図６】実施形態の光線追跡図である。
【図７】他の実施形態の光線追跡図である。
【図８】従来例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図７を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
【００２１】
図１〜図３は本発明のＬＥＤランプに係る製造工程の説明図である。ＬＥＤランプは２回のインサート成形（一次インサート成形及び二次インサート成形）によって形成される。
【００２２】
まず、図１に示す部品実装基板作製工程において、基板１１に光源を含めた電子部品を実装して部品実装基板１０を作製する。基板１１には後述する、光源のＬＥＤ１２を接合するＬＥＤ実装用電極パッド（図示せず）、ＬＥＤ１２の通電電流を制限する電流制限抵抗１３を接合する抵抗実装用電極パッド（図示せず）及び外部電源に接続して電力を受電する外部接続用電極パッド１４の夫々を有する回路パターン（図示せず）が形成されており、基板１１の一端部１１ａの一方の面又は両面（本実施形態においては両面）のＬＥＤ実装用電極パッドに、光軸Ｚを基板面に垂直な方向に向けてＬＥＤ（表面実装型ＬＥＤ）１２を接合して実装し、基板１１の中間部１１ｂの抵抗実装用電極パッドに電流制限抵抗１３を接合して実装する。外部接続用電極パッド１４は、基板１１の一端部１１ａの対向位置となる他端部１１ｃに形成されている。
【００２３】
次に、図２に示す一次インサート成形工程において、部品実装基板１０を透光性樹脂でインサート成形することにより、ＬＥＤ１２が実装された基板１１の一端部１１ａ側を透光性樹脂からなる第１の封止樹脂２０によって樹脂封止する。
【００２４】
第１の封止樹脂２０は、ＬＥＤ１２を光軸Ｚの方向（前方）から覆う面（第１の面）２１と、第１の面２１の基板一端部１１ａ側方向に位置してＬＥＤ１２を光軸Ｚに垂直な垂直軸Ｘの方向（側方）から覆う面（第３の面）２２を有している。具体的には、第１の面２１は、垂直軸Ｘを囲んで基板一端部１１ａ側方向に向かって該垂直軸Ｘから離れる方向に傾斜した傾斜湾曲面からなり、第３の面２２は、基板一端部１１ａ側方向に膨らんだ非球面からなっている。なお、本実施形態における基板一端部１１ａ側方向とは、基板他端部１１ｃ側方向に対する反対方向を示すものである。
【００２５】
最後に、図３に示す二次インサート成形工程において、基板１１の、ＬＥＤ１２が実装された一端部１１ａ側が第１の樹脂２０で樹脂封止されてなる一次インサート成形品３０（図２参照）を光反射率が９０％以上の白色樹脂でインサート成形することにより、第１の封止樹脂２０の第１の面２１及び基板１１の、電流制限抵抗１３が実装された中間部１１ｂを白色樹脂からなる第２の封止樹脂４０によって覆うように樹脂封止する。
【００２６】
上記一連の製造工程を経て作製されたＬＥＤランプ１は、図４（ＬＥＤランプの上面図）及び図５（図４のＡ−Ａ断面図）に示すように、基板１１の一端部１１ａの両面に光軸Ｚを基板面に垂直な方向に向けてＬＥＤ（表面実装型ＬＥＤ）１２が実装され、基板１１の他端部１１ｃに外部電源に接続して電力を受電する外部接続用電極パッド１４が設けられ、ＬＥＤ１２が実装された一端部１１ａと外部接続用電極パッド１４が設けられた他端部１１ｃとの間の中間部１１ｂの位置にＬＥＤ１２の通電電流を制限する電流制限抵抗１３が実装されてなる部品実装基板１０を備えている。
【００２７】
部品実装基板１０は、ＬＥＤ１２を含む基板１１の一端部１１ａ側が透光性樹脂からなる第１の封止樹脂２０によって樹脂封止されている。
【００２８】
第１の封止樹脂２０は、ＬＥＤ１２を光軸Ｚの方向（前方）から覆うように、光軸Ｚに垂直な垂直軸Ｘを囲んで基板一端部１１ａ側方向に向かって該垂直軸Ｘから離れる方向に傾斜した傾斜湾曲面からなる第１の面２１と、第１の面２１の基板一端部１１ａ側方向に位置してＬＥＤ１２を垂直軸Ｘの方向（側方）から覆う、基板一端部１１ａ側方向に膨らんだ非球面からなる第３の面２２を有している。
【００２９】
第１の封止樹脂２０の第１の面２１及び基板１１の、電流制限抵抗１３が実装された中間１１ｂは、反射率が９０％以上の白色樹脂からなる第２の封止樹脂４０によって樹脂封止されている。
【００３０】
第２の封止樹脂４０は、部品実装基板１０の、電流制限抵抗１３が実装された中間部１１ｂを埋設するように柱状に形成されると共に、第１の封止樹脂２０の第１の面２１とで界面を形成する第２の面４１を有している。
【００３１】
部品実装基板１０は、基板１１の、ＬＥＤ１２が実装された一端部１１ａが第１の封止樹脂２０及び第２の封止樹脂４０で積層樹脂封止され、電流制限抵抗１３が実装された中間部１１ｂが第２の封止樹脂４０で樹脂封止され、外部接続用電極パッド１４が形成された他端部１１ｃのみが外部に露出している。
【００３２】
次に、上記構成のＬＥＤランプの光学系について、図６の光線追跡図を参照して説明する。
【００３３】
ＬＥＤ１２から出射した光Ｌは光軸Ｚの方向（前方）を主光出射方向として透光性樹脂からなる第１の封止樹脂２０内を導光されて第１の面２１に至り、第１の面２１を経て該第１の面２１と接して界面を形成する、光反射率が９０％以上の高光反射率を有する白色樹脂からなる第２の封止樹脂４０の第２の面４１に至り、第２の面４１で反射されて第１の封止樹脂２０の第１の面２１を経て該第１の封止樹脂２０内に戻り、第１の封止樹脂２０内を、ＬＥＤ１２の光軸Ｚに垂直な垂直軸Ｘの方向（側方）に位置する第３の面２２に向けて導光される。
【００３４】
そして、第１の封止樹脂２０内を導光されて第３の面２２に至った光は、該第３の面２２からの出射時の屈折によるレンズ効果によって光路が制御され、適宜な配光特性を有する照射光を外部に向けて照射する。
【００３５】
したがって、ＬＥＤランプ１からの照射光の配光特性を制御するには、第１の封止樹脂２０で形成される第１の面２１及び第１の面２１に接して界面を形成する、第２の封止樹脂４０で形成される第２の面４１の形状を変えることによりＬＥＤ１２からの出射光の反射方向を変える方法、あるいは、第１の封止樹脂２０で形成される第３の面２２の形状を変えることにより第２の面４１による反射光の出射方向を変える方法があり、両方の方法を組み合わせて配光制御を行うこともできる。
【００３６】
このように、本発明のＬＥＤランプ１は、部品実装基板１０を透光性樹脂で一次インサート成形（１回目のインサート成形）することにより、透光性樹脂からなる第１の封止樹脂２０で部品実装基板１０に実装されたＬＥＤ１２を樹脂封止すると同時にＬＥＤ１２を覆うように第１の面２１を形成して光反射面形状を形成し、部品実装基板１０に実装されたＬＥＤ１２が第１の封止樹脂２０で樹脂封止されてなる一次インサート成形品３０を高光反射率の白色樹脂で二次インサート成形（２回目のインサート成形）することにより、白色樹脂からなる第２の封止樹脂４０で、光反射面形状を有する第１の面２１と接して界面を形成する第２の面４１を形成する。
【００３７】
そして、第２の封止樹脂４０で形成された第２の面４１が、ＬＥＤ１２から出射された光を適宜な方向に向けて反射する光反射面（リフレクタ）として機能し、第１の封止樹脂２０で形成された第３の面２２が、第２の面４１による反射光を適宜な方向に向けて外部に出射する光出射面として機能する。
【００３８】
したがって、メッキ等の光反射処理を施すことによって金属反射膜を形成したリフレクタを有する従来のＬＥＤランプに対し、本実施形態のＬＥＤランプは、夫々成形樹脂を異にした連続する２回のインサート成形のみによって光反射面を形成することができる。そのため、製造工程において光反射処理工程及び光反射処理材料を必要とせず、生産性及び材料費の点から製造コストを低減することができる。
【００３９】
同時に、ＬＥＤランプを容易に小型化できると共に、小型でありながらＬＥＤの光軸方向（ＬＥＤの前方）に出射された光束密度の高い光を光反射面によって光軸に垂直な垂直軸の方向（ＬＥＤの側方）に向けて照射することができる。そのため、ＬＥＤランプの用途の自由度が高くなり、使用用途が広がる。
【００４０】
また、本発明のＬＥＤランプは１枚の基板を用い、その基板に光源となるＬＥＤ及びＬＥＤの通電電流を制限する電流制限抵抗を実装し、且つ外部からの電力を受電する外部接続用電極パッドを設けた。そのため、２枚以上の基板を用いる従来のＬＥＤランプに対して基板の製作費が削減でき、また基板間の電気的、機械的接続を図る接続部材（例えば、リード線）及び接続工程が削減でき、この点からも製造コストを低減することができる。
【００４１】
また、外部からの電力を受電する外部接続用電極パッドも基板に設けられているため、受電のための外部導出用の電極部材（例えば、リード線）及びその接合工程も不要であり、製造コストの低減化に繋がる。
【００４２】
また、基板に実装した電子部品が封止樹脂によって樹脂封止されるため、電子部品から発生するアウトガスのガスバリアの機能を封止樹脂が果たし、信頼性の確保に寄与する。
【００４３】
ところで、上述の実施形態においては、第１の封止樹脂（透光性樹脂）と第２の封止樹脂（高光反射率の白色樹脂）に異なる樹脂を用い、第１の封止樹脂によって、ＬＥＤからの出射光を所定の方向に向ける光反射面の形状を有する第１の面を形成し、第２の封止樹脂によって第１の面に接して界面を形成する第２の面を形成し、該第２の面を光反射機能を有する光反射面とした。これにより、ＬＥＤランプからの出射光を、光源のＬＥＤの光軸方向に垂直な方向（ＬＥＤの側方）に向けて照射するようにした（図６参照）。
【００４４】
これに対し、ＬＥＤランプ１からの出射光を、光源のＬＥＤ１２の光軸Ｚ方向（ＬＥＤの前方）に向けて照射するようにすることもできる（図７（光線追跡図）参照）。この場合、第１の封止樹脂２０と第２の封止樹脂４０に透光性樹脂からなる同一樹脂を用いて上記実施形態と同一金型で成形することにより容易に且つ製造コストのコストアップを伴うことなく実現することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１…  ＬＥＤランプ
１０…  部品実装基板
１１…  基板
１１ａ…  一端部
１１ｂ…  中間部
１１ｃ…  他端部
１２…  ＬＥＤ
１３…  電流制限抵抗
１４…  外部接続用電極パッド
２０…  第１の封止樹脂
２１…  第１の面
２２…  第３の面
３０…  一次インサート成形品        
４０…  第２の封止樹脂
４１…  第２の面
【図１】
2016086053.tif 000003
【図２】
2016086053.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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