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JP4757756B2 - Ｌｅｄランプ - Google Patents

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Description

本発明はＩＥＣ規格で規格化された口金を持つＬＥＤランプに関する。
今日、市販されている電灯には、ＳＹＬＶＡＮＩＡ製の製品名「ＭＩＣＲＯ−ＬＹＮＸ Ｆ」等のようにＩＥＣ（国際電気標準会議）で規格されたＧＸ５３型の口金を用いた電球形蛍光ランプがある。ＩＥＣ規格のＧＸ５３型の口金はその厚みが２０ｍｍ程度のため薄型であるという利点がある。この利点を活かすべく、上記のランプは、発光管を平面状に湾曲または接合して薄型にされている。
一方、市販されている電球形ランプには発光管を使用するもの以外に、ＬＥＤを使用するものが知られている。電球形ＬＥＤランプはランプ寿命が半永久的であり、また、ダウンライトやムードランプとしての需要がある。
このような電球形ＬＥＤランプでは、白熱電球と同じタイプの口金（ねじ形の口金）が使用されている（特許文献１参照）。例えば、市販されている東芝ライティック（株）製の製品番号「ＬＥＤ１００Ｖ０．９ＷＥ１２」は、ＩＥＣ規格のＥ１２型の口金が使用され、ランプ全長が４１．５ｍｍとなっている。
特開２０００−２００５１２号公報
上述した市販されている電球形蛍光ランプは薄型を達成するために、発光管の構造が複雑になってしまっていた。一方、上述した市販されている電球形ＬＥＤランプは製造時に、電球形蛍光ランプの発光管のように複雑な加工を必要としないが、その口金の長さが災いして全長が長くなり、薄型化が図れない。しかし、市場からはＬＥＤランプにおいても薄型化が求められていた。
そこで本発明は、上記の実状に鑑み、薄型の電球形蛍光ランプのような薄型ＬＥＤランプを提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明は、ＩＥＣ規格のＧＸ５３型の口金と、この口金に組み込まれた、ＬＥＤがＣＯＢ方式により実装されたメタルコア基板と、このメタルコア基板を覆うように前記口金に取り付けられたカバーケースとを備えるＬＥＤランプである。このＬＥＤランプにおいて、メタルコア基板のＬＥＤの実装面は、メタルコア基板のメタルコア上に形成されている絶縁層を開口してメタルコアを露出する窓を有し、該窓より露出したメタルコアに直接、ＬＥＤがダイボンドされていること、あるいは、該メタルコアに、ＬＥＤを実装したサブマウントが固定されていることを特徴とする。
この構成では、ＩＥＣ規格のＧＸ５３型の口金を使用したことにより、汎用性を保ったまま薄型化が図れる。さらに、ＬＥＤを使用することにより、薄型化のために複雑な加工を行わずに組み立てられる。
また、上記のＬＥＤランプにおいて、回路基板の、ＬＥＤの実装面とは反対側の面に、ＬＥＤを駆動するドライバ回路を実装することにより、より小型化が図れる。さらに、ＬＥＤの実装形態がＣＯＢであることによっても、更なる薄型化を図ることが可能である。
また、ＬＥＤを実装する基板としてメタルコア基板を用いたことにより、ＬＥＤの発熱をメタルコア基板へ効率よく逃がすことができる。
さらに、上記の回路基板のドライバ回路実装面にさらに金属ブロックを実施することにより、回路基板の熱容量を増加させられる。その結果、使用時のＬＥＤの接合部温度（ジャンクション温度）が低減する。
このようにメタルコア基板や金属ブロックを使用すれば、ＬＥＤの発熱に対する放熱性が高められ、長寿命の薄型ＬＥＤランプとなる。
本発明によれば、ＬＥＤランプの薄型化を図ることができる。
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本実施形態のＬＥＤランプの外観図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図を示す。図２は図１に示したＬＥＤランプの構成部品を示す分解図である。
図１及び図２に示される形態のＬＥＤランプはＩＥＣ規格のＧＸ５３型の口金１を使用している。なお、ＧＸ５３型の口金はＪＩＳ（日本工業規格）でも規格化されている（ＪＩＳ Ｃ ７７０９）。また、口金１のハウジング内には回路基板２が組み込まれており、回路基板２の口金１とは反対側面に複数のＬＥＤ３が実装されている。回路基板２の口金１側の面には、ＬＥＤ３を駆動するドライバ回路４が搭載されている。そして、両面にそれぞれＬＥＤ３とドライバ回路４が実装された回路基板２を覆うように口金１に発光面カバーケース５が取り付けられている。
ＬＥＤ３を実装する回路基板２の配線材料は熱抵抗の低い銅やアルミを用いている。ＬＥＤ３は白色、赤・青・緑などの単色、あるいは赤・青・緑の任意の組み合わせで実装されている。また、ＬＥＤ３の実装形態は、セラミックやモールド樹脂でパッケージングされた表面実装型ＬＥＤ（ＳＭＤ）を基板に実装しても良いが、ランプの更なる薄型化のために、ＬＥＤベアチップ（ダイ）を直接基板に実装する、いわゆるＣＯＢ(チップオンボード)が望ましい。勿論、ＦＣ（フリップチップ）実装でも良い。
発光面カバーケース５は透明色、乳白色の材料を使用したり、プリズム加工を行ったりしたものを用いて、用途に応じた光の取り出しが可能になっている。
上記の形態のＬＥＤランプによれば、ＩＥＣ規格のＧＸ５３型の口金を使用したことにより、汎用性を保ったまま薄型化が図れる。例えば、ＩＥＣ規格のＥ１２型の口金を使用する従来のＬＥＤランプは全長が４１．５ｍｍであるが、本発明のＬＥＤランプの高さ（厚さ）は図１のように約２４ｍｍになっている。
さらに、ＬＥＤを使用することにより、薄型化するために電球形蛍光ランプの発光管のように複雑な加工を必要としない。
さらに、回路基板２上に直接ＬＥＤ３やＬＥＤドライバ回路４を実装することで小型化が図れる。特に、ＬＥＤ３の実装形態がＣＯＢであることにより、ランプの薄型化が図れる。
また、本発明の薄型ＬＥＤランプは、出来る限り長寿命にするため、以下のような形態をとるのが良い。
図３に、より好ましい構成例を示す。この図から分かるように、ベアチップのＬＥＤ３やドライバ回路を実装する基板に、メタルコア基板（メタルコアのプリント基板）６を用いている。これにより、ＬＥＤ３の発熱を実装基板側へ効率よく逃がすことが可能となる。
さらに、メタルコア基板６のドライバ回路実装面６ａに、熱伝導率の高い金属ブロック７（例えばアルミブロック）が実装されている。実装方法は熱伝導率の高い接着剤（例えば放熱シリコーン接着剤）による接着、またはハンダ付けが望ましい。このように金属ブロック７を実装すると、ＬＥＤ３を実装するアセンブリの熱容量が増加するため、ＬＥＤ３のジャンクション温度を引き下げることができる。
以上のようにメタルコア基板６および／または金属ブロック７を用いることで放熱性が高まり、ランプの寿命を延ばすことが可能になる。
また、メタルコア基板６にベアチップのＬＥＤ３を実装する方法に関して、図４や図５の形態をとることにより、放熱性をさらに高めることが可能である。つまり、図４に示すように、メタルコア基板６のＬＥＤ実装面６ｂの絶縁部８に窓を開けて、メタルコア９を露出させる。そして、露出したメタルコア９に直接、ベアチップのＬＥＤ３を実装することにより、ＬＥＤ３の発熱を効率よく、メタルコア９に逃がすことが可能となる。この際、ＬＥＤベアチップの電極の無い面をメタルコア９に熱伝導率の高い接着剤（例えば放熱シリコーン接着剤、ＡｕＳｎペースト）、またはハンダによって固定することが望ましい。
あるいは、図５に示すように、露出したメタルコア９に、ベアチップのＬＥＤ３を実装したサブマウント１０を固定することによっても、ＬＥＤ３の発熱を効率よく、メタルコア９に逃がすことが可能である。この際、サブマウント１０の材質に絶縁性材料（例えば熱伝導性に優れたＡｌＮ）を用いることにより、ＬＥＤ３の上面と下面に電極を有する場合であっても実装することが可能となる。尚、サブマウント１０を固定する際、熱伝導率の高い接着剤による接着（例えば放熱シリコーン接着剤）、またはハンダ付けが望ましい。
本発明の実施形態によるＬＥＤランプの三面図である。 本発明の実施形態によるＬＥＤランプを構成する部品を示す分解図である。 本発明のＬＥＤランプの、より好ましい構成例を示す分解図である。 本発明のＬＥＤランプにおけるＬＥＤの好ましい実装形態例を説明する図である。 本発明のＬＥＤランプにおけるＬＥＤの好ましい実装形態例を説明する図である。
符号の説明
１ 口金（ＧＸ５３型）
２ 回路基板
３ ＬＥＤ
４ ＬＥＤのドライバ回路
５ 発光面カバーケース
６ メタルコア基板
６ａ ドライバ回路実装面
６ｂ ＬＥＤ実装面
７ 金属ブロック
８ 絶縁部
９ メタルコア
１０ サブマウント

Claims (4)

  1. ＩＥＣ規格のＧＸ５３型の口金と、
    前記口金に組み込まれた、ＬＥＤがＣＯＢ方式により実装されたメタルコア基板と、
    前記メタルコア基板を覆うように前記口金に取り付けられたカバーケースとを備え、
    前記メタルコア基板の前記ＬＥＤの実装面は、前記メタルコア基板のメタルコア上に形成されている絶縁層を開口してメタルコアを露出する窓を有し、該窓より露出したメタルコアに直接、前記ＬＥＤがダイボンドされていることを特徴とするＬＥＤランプ。
  2. ＩＥＣ規格のＧＸ５３型の口金と、
    前記口金に組み込まれた、ＬＥＤがＣＯＢ方式により実装されたメタルコア基板と、
    前記メタルコア基板を覆うように前記口金に取り付けられたカバーケースとを備え、
    前記メタルコア基板の前記ＬＥＤの実装面は、前記メタルコア基板のメタルコア上に形成されている絶縁層を開口してメタルコアを露出する窓を有し、該窓より露出したメタルコアに、前記ＬＥＤを実装したサブマウントが固定されていることを特徴とするＬＥＤランプ。
  3. 前記メタルコア基板の前記ＬＥＤの実装面とは反対側の面に実装され、前記ＬＥＤを駆動するドライバ回路をさらに備えた、請求項１または２に記載のＬＥＤランプ。
  4. 前記メタルコア基板の前記ＬＥＤの実装面とは反対側の面に実装された金属ブロックをさらに備えた、請求項１から３のいずれか１項に記載のＬＥＤランプ。
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