JP2020202340A - Holder integrated light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光装置に関し、特に、ホルダ一体型発光装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device, and more particularly to a holder-integrated light emitting device.
これまでに、複数の発光素子を基板上に実装したCOB(チップオンボード)モジュールを使用した光源が知られている(例えば、特許文献1)。COBモジュールは、ホルダ等を用いてヒートシンク等の基台にネジ等で固定される。 So far, a light source using a COB (chip on board) module in which a plurality of light emitting elements are mounted on a substrate has been known (for example, Patent Document 1). The COB module is fixed to a base such as a heat sink with screws or the like using a holder or the like.
しかしながら、従来は、ユーザがCOBモジュールとホルダをそれぞれ用意し、ユーザがCOBモジュールをホルダに固定する作業を行う必要があった。 However, conventionally, it has been necessary for the user to prepare the COB module and the holder respectively, and for the user to perform the work of fixing the COB module to the holder.
さらに、ホルダ自体に厚みがある場合、COBモジュールから放射される光がホルダに当たってしまい、COBモジュールからの光量が減少するという問題があった。 Further, when the holder itself is thick, the light radiated from the COB module hits the holder, and there is a problem that the amount of light from the COB module is reduced.
本発明は、回路基板とCOB基板とが一体化された発光装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a light emitting device in which a circuit board and a COB board are integrated.
本開示の実施形態に係る発光装置は、第1開口部、及び該第1開口部の内周側に設けられた複数の突起部を有する回路基板と、回路基板の裏面に接して配置され、第1開口部と略同一形状の第2開口部を有するスペーサ基板と、複数の発光素子が実装され、第1開口部及び第2開口部の内側に配置されたCOB基板と、を有し、COB基板の一部が、複数の突起部の少なくとも一部に上下動可能に固定されている、ことを特徴とする。 The light emitting device according to the embodiment of the present disclosure is arranged in contact with a circuit board having a first opening and a plurality of protrusions provided on the inner peripheral side of the first opening, and the back surface of the circuit board. It has a spacer substrate having a second opening having substantially the same shape as the first opening, and a COB substrate on which a plurality of light emitting elements are mounted and arranged inside the first opening and the second opening. A part of the COB substrate is fixed to at least a part of a plurality of protrusions so as to be vertically movable.
本発明によれば、回路基板とCOB基板とを一体化した発光装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a light emitting device in which a circuit board and a COB board are integrated.
以下、図面を参照して、本発明に係る発光装置について説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。なお、図面の説明において、部材の縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, the light emitting device according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, it should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to those embodiments and extends to the inventions described in the claims and their equivalents. In the description of the drawings, the scale of the members is changed as appropriate.
図1に、本開示の実施形態に係る発光装置101の斜視図を示す。図2に、本開示の実施形態に係る発光装置101の分解斜視図を示す。図3に、本開示の実施形態に係る発光装置101の平面図を示す。本開示の実施形態に係る発光装置101は、回路基板1と、スペーサ基板2と、COB基板3と、を有する。
FIG. 1 shows a perspective view of the
回路基板1は、例えばガラスエポキシ基板などの絶縁性の基板である。回路基板1上には、配線パターン(図示せず)が形成されている。配線パターンの端部には2つのコネクタ(41a、41b)が接続されている。図1及び図3に示した例では、一方のコネクタ41aは、回路基板1の1つの角部付近に配置されており、他方のコネクタ41bは、コネクタ41aが配置された角部とは対角に位置する角部付近に配置されている。ただし、このような例には限られず、コネクタ(41a、41b)は回路基板1上の任意の位置に配置することができる。コネクタ(41a、41b)には、COB基板3へ電力を供給するための回路を接続することができる。
The circuit board 1 is an insulating substrate such as a glass epoxy substrate. A wiring pattern (not shown) is formed on the circuit board 1. Two connectors (41a, 41b) are connected to the end of the wiring pattern. In the examples shown in FIGS. 1 and 3, one
回路基板1は、第1開口部11、及び該第1開口部11の内周側に設けられた複数の突起部(12a〜12d)を有する。第1開口部11は、例えば長方形であり、COB基板3の発光部31が外部から観察可能な形状とすることが好ましい。また、複数の突起部(12a〜12d)は、COB基板3を固定するために、複数の突起部(12a〜12d)の少なくとも一部が、COB基板3と重なるように配置されていることが好ましい。
The circuit board 1 has a
図1には、複数の突起部(12a〜12d)を第1開口部11の内周側に4つ設けた例を示したが、このような例には限られない。COB基板3を固定可能であれば、突起部を2個としてもよい。この場合、第1開口部11の内周側の対角の位置(12aと12c、または12bと12d)に設けるようにしてもよい。あるいは、突起部の数は3個でもよいし、5個以上であってもよい。
FIG. 1 shows an example in which four protrusions (12a to 12d) are provided on the inner peripheral side of the
スペーサ基板2は、回路基板1の裏面に接して配置され、第1開口部11と略同一形状の第2開口部21を有する。スペーサ基板2は、絶縁性材料により形成することができる。スペーサ基板2は、回路基板1の裏面に両面テープ等で接着するようにしてもよい。
The
図4に、図3のA−A線における発光装置101の断面斜視図を示す。図5に、図3のA−A線における発光装置101の断面図を示す。COB基板3は、第1開口部11及び第2開口部21の内側に配置されている。COB基板3は、平面形状が長方形であるサブマウント基板33を有する。
FIG. 4 shows a cross-sectional perspective view of the
サブマウント基板33上には、例えば円形の発光部31、及び発光部31を囲む環状のダム材32が形成されている。ただし、このような例には限られず、発光部31の形状は長方形や多角形等、任意の形状とすることができる。発光部31には、ワイヤ35により接続された複数の発光素子34が実装され、発光素子34は蛍光体を含んだ樹脂36により封止されている。サブマウント基板33のベース材は、例えば表面に絶縁層を備えたアルミニウム等の金属材料である。ただし、このような例には限られず、サブマウント基板33のベース材は、アルミナからなるセラミックスや表面反射処理を施した窒化アルミニウムを用いることもできる。
On the
サブマウント基板33の上面には、電力供給端子(37a〜37d)が形成されており、発光素子34と配線(図示せず)により接続されている。電力供給端子(37a〜37d)は、回路基板1の突起部(12a〜12d)に対応した位置に設けられている。突起部(12a〜12d)には、スルーホール(図示せず)が設けられており、回路基板1の表面に形成された配線パターン(図示せず)と突起部(12a〜12d)の裏面に形成された電極(図示せず)とを電気的に接続することができる。従って、突起部(12a〜12d)をそれぞれ電力供給端子(37a〜37d)に電気的に接続することにより、回路基板1上のコネクタ(41a、41b)から発光素子34に電力を供給することができる。このように、突起部(12a〜12d)は、COB基板3を回路基板1に固定する機能、及び回路基板1の配線とCOB基板3の配線とを導通させる機能を有している。
Power supply terminals (37a to 37d) are formed on the upper surface of the
複数の突起部(12a〜12d)の少なくとも一部は、COB基板3の一部に、半田により固定されていることが好ましい。例えば、突起部(12a〜12d)と電力供給端子(37a〜37d)とを半田リフローにより固定することができる。
It is preferable that at least a part of the plurality of protrusions (12a to 12d) is fixed to a part of the
ただし、このような例には限られず、複数の突起部(12a〜12d)の少なくとも一部は、COB基板3の一部に、導電性接着材により固定されていてもよい。具体的には、電力供給端子(37a〜37d)にシート状の導電性接着材を配置しておき、突起部(12a〜12d)を圧着するようにしてもよい。
However, the present invention is not limited to such an example, and at least a part of the plurality of protrusions (12a to 12d) may be fixed to a part of the
本実施形態に係る発光装置101は、回路基板1に、スペーサ基板2及びCOB基板3を一体化させているため、回路基板1を基台100にネジ止め等を行うことにより、発光装置101を基台に固定することができる。従って、回路基板1はホルダとしての機能を有しているともいえる。本開示の実施形態に係る発光装置101は、回路基板とホルダとを一体化したものとなっているため、発光装置101を一体部品として扱うことができる。そのため、ユーザは、発光装置101をヒートシンク等の基台へ容易に設置することができる。
In the
発光装置101の基台への固定は、回路基板1に設けたネジ穴(14a、14b)及びスペーサ基板2に設けたネジ穴(22a、22b)を利用してネジ止めにより行うことができる。これにより、COB基板3を機械的に基台へ固定できる。この場合、放熱効果を高めるために、COB基板3と基台(ヒートシンク)との密着性をよくすることが好ましい。そのために、スペーサ基板2の厚さは、COB基板3に含まれるサブマウント基板33の厚さより薄いことが好ましい。
The
図6に図3のB−B線における発光装置101の断面斜視図を示す。図7(a)及び(b)に図3のC−C線における発光装置101の断面図を示す。図7(a)は、発光装置101を基台100に固定する前の状態を示す。スペーサ基板2の厚さは、COB基板3に含まれるサブマウント基板33の厚さより厚さdだけ薄いものとする。従って、発光装置101を基台100に乗せただけの状態では基台100とスペーサ基板2との間に間隙dが形成される。
FIG. 6 shows a cross-sectional perspective view of the
図7(b)に発光装置101を基台100に固定した状態を示す。図7(b)に示すように、回路基板1は、第1連結部151a、151bが撓み、突起部12a、12bでサブマウント基板33を基台100に押し付けている。回路基板1及びスペーサ基板2を基台100にネジ止めすることにより、間隙dをなくし、COB基板3を基台100に密着させることができる。
FIG. 7B shows a state in which the
上記のように、COB基板3に含まれるサブマウント基板33の厚さより薄いスペーサ基板2を回路基板1の裏面に配置した状態で回路基板1を基台100に固定した場合、回路基板1の突起部(12a〜12d)周辺にはストレス(応力)がかかる。そこで、発光装置101を基台100に固定したときに回路基板1に生じるストレスを緩和するために、COB基板3の一部が、複数の突起部(12a〜12d)の少なくとも一部に上下動可能に固定されていることが好ましい。そのための構成として、複数の突起部(12a〜12d)と回路基板1との間に、L字形のスリット(13a〜13d)を設けることが好ましい。図3に示すように、L字形のスリット(13a〜13d)を設けることにより、突起部(12a〜12d)は、回路基板1とそれぞれ第1連結部(151a〜151d)及び第2連結部(152a〜152d)により連結される。第1連結部(151a〜151d)及び第2連結部(152a〜152d)が撓むことにより、発光装置101を基台100に固定する際の回路基板1へのストレスを軽減することができる。
As described above, when the circuit board 1 is fixed to the base 100 with the
ここで、回路基板1及びスペーサ基板2を基台100に固定する際に、第1連結部(151a〜151d)及び第2連結部(152a〜152d)が撓むためには、回路基板1の第1開口部11の内側にCOB基板3が配置されることが好ましい。換言すれば、COB基板3と回路基板1の第1開口部11の周辺の枠体部分とは重ならないことが好ましい。さらに、第1連結部(151a〜151d)及び第2連結部(152a〜152d)が撓むためには、第1連結部(151a〜151d)及び第2連結部(152a〜152d)とCOB基板3とが重ならない領域が形成されていることが好ましい。図7(b)に示すように、発光装置101を基台100に固定したときに、第1連結部151a及び151bが撓む。その結果、回路基板1へのストレスを軽減することができる。
Here, when the circuit board 1 and the
なお、本実施形態においては、回路基板1と突起部(12a〜12d)との間をそれぞれ第1連結部(151a〜151d)及び第2連結部(152a〜152d)の2か所で連結する例を示したが、このような例には限られず、1か所または3か所以上の連結部により連結するようにしてもよい。また、連結部の形状は、回路基板1の厚さや、スペーサ基板2と基台100との間の間隙の大きさ等を勘案して、決定するようにしてもよい。
In this embodiment, the circuit board 1 and the protrusions (12a to 12d) are connected at two locations, a first connecting portion (151a to 151d) and a second connecting portion (152a to 152d), respectively. Although an example is shown, the present invention is not limited to such an example, and the connection may be made by one or three or more connecting portions. Further, the shape of the connecting portion may be determined in consideration of the thickness of the circuit board 1, the size of the gap between the
なお、発熱するCOB基板3とヒートシンク等の基台100との間に放熱効果を高めるために、熱伝導シートを配置してもよい。この場合は、COB基板3に含まれるサブマウント基板33の厚さと熱伝導シートの厚さとを合計した厚さよりも、スペーサ基板2の厚さを薄くするようにすることが好ましい。
A heat conductive sheet may be arranged between the heat-generating
また、本実施形態による発光装置101全体の厚さは、回路基板1の厚さとスペーサ基板2の厚さを合計した厚さとなる。従って、COB基板3の発光部31から放射される光を遮る部品がないため、発光部31から放射される光を全て発光装置101から出射させることができる。
Further, the thickness of the entire
以上説明した本開示の実施形態に係る発光装置101においては、回路基板1上にコネクタ(41a,41b)のみを実装した例を示したが、このような例には限られない。例えば、サーマルシャットダウン回路等の回路部品を追加し、高機能な発光装置とするようにしてもよい。
In the
以上説明したように、本実施形態に係る発光装置101によれば、回路基板1とCOB基板3とを一体化することができる。
As described above, according to the
1 回路基板
2 スペーサ基板
3 COB基板
11 第1開口部
12a〜12d 突起部
13a〜13d スリット
14a、14b ネジ穴
21 第2開口部
22a、22b ネジ穴
31 発光部
32 ダム材
33 サブマウント基板
34 発光素子
35 ワイヤ
36 樹脂
37a〜37d 電力供給端子
41a、41b コネクタ
100 基台
101 発光装置
151a〜151d 第1連結部
152a〜152d 第2連結部
1
Claims (6)
前記回路基板の裏面に接して配置され、前記第1開口部と略同一形状の第2開口部を有するスペーサ基板と、
複数の発光素子が実装され、前記第1及び第2開口部の内側に配置されたCOB基板と、を有し、
前記COB基板の一部が、前記複数の突起部の少なくとも一部に上下動可能に固定されている、
ことを特徴とする発光装置。 A circuit board having a first opening and a plurality of protrusions provided on the inner peripheral side of the first opening, and
A spacer substrate arranged in contact with the back surface of the circuit board and having a second opening having substantially the same shape as the first opening.
It has a COB substrate on which a plurality of light emitting elements are mounted and arranged inside the first and second openings.
A part of the COB substrate is vertically and vertically fixed to at least a part of the plurality of protrusions.
A light emitting device characterized in that.
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