ＬＥＤ照明基板用積層体及びそれを用いたＬＥＤ照明
【課題】放熱性に優れると共に、構造がシンプルで生産性が高く、かつ安価なＬＥＤ照明基板用積層体を提供し、高性能で安価なＬＥＤ照明を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ素子２を実装するためのＬＥＤ照明基板用積層体１である。アルミニウム合金よりなる基材１１と、絶縁塗膜層１２と、高反射塗膜層１３と、電極部１４とを有する。電極部１４は、ＬＥＤ素子２が備える端子２１と電気的に接続する電極表面１４１を露出するように形成されている。
【解決手段】ＬＥＤ素子２を実装するためのＬＥＤ照明基板用積層体１である。アルミニウム合金よりなる基材１１と、絶縁塗膜層１２と、高反射塗膜層１３と、電極部１４とを有する。電極部１４は、ＬＥＤ素子２が備える端子２１と電気的に接続する電極表面１４１を露出するように形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ素子を実装するためのＬＥＤ照明基板用積層体及びそれを用いたＬＥＤ照明に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保全に貢献する照明としてＬＥＤ照明が普及している。従来から使用されている白熱灯や蛍光灯と同等の光量を確保しつつ、消費電力を低く抑え、かつ長寿命とすることができる場合もあることから、省エネルギー化、ゴミの削減及び交換作業回数の低減が可能となる。
しかし、ＬＥＤ照明は、白熱灯や蛍光灯に比べ、高価であるため、低コスト化が求められている。また、ＬＥＤ照明に用いられるＬＥＤ素子は固体半導体自体を発光体としているため、固体半導体に劣化が生じることが光量の低下につながる。固体半導体の劣化を早める要因の一つとして、点灯時にＬＥＤ素子が発する熱があり、この熱を効率的に放熱し、長寿命化することが求められている。
【０００３】
従来から用いられているＬＥＤ照明におけるＬＥＤ実装基板の実装例を図１１に示す。
ＬＥＤ実装基板９は、平板上のアルミニウム板からなる基材９１上に、導電接着テープ９２によってＬＥＤ組付体９３を貼付けしてある。ＬＥＤ組付体９３は、アルミニウム合金からなる台座部材９３７を備え、その上に複数の層を積層した台座一体型の積層構造を有している。ＬＥＤ組付体９３の台座部材９３７の上面には、絶縁樹脂層９３６を形成してある。絶縁樹脂層９３６の上面には、白色レジスト層９３５と、複数の電極部９３４とが形成されている。電極９３４上には、複数のＬＥＤ素子９３１が配されており、ＬＥＤ素子９３１が有する端子９３２を半田付けすることにより電極９３４と接続してある。また、電極９３４には、電源回路（図示略）と接続するための導線(図示略)が半田付けしてある。
【０００４】
また、放熱性の向上を図る構造としては、金属製のリードフレームと高熱伝導絶縁性樹脂とを一体成形し、上記リードフレーム上にＬＥＤ素子を直接実装する構造も開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−５０５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した構造においては、以下の問題点がある。
上述した台座一体型のＬＥＤ組付体を導電接着テープによって基材上に実装する方法においては、上記ＬＥＤ組付体が有する上記台座部材の露出する表面積が小さいため、放熱性も小さく、上記台座部材のみでは十分な放熱性能を得られない。
【０００７】
また、上記基材は比較的表面積が大きいため、上記ＬＥＤ素子の発する熱を上記基材へと効率良く伝えることで、放熱性を向上することができる。しかし、上記ＬＥＤ素子は、上記電極、上記高反射塗膜層及び上記絶縁塗膜層を介して台座部材に配され、該台座部材と上記基材とは、導電接着テープを介して実装されている。さらに、上記絶縁塗膜層の厚さは、８０μｍ程度の厚さを有している場合が多い。このように、上記ＬＥＤ素子と上記基材との間に多くの構造部材が存在するため、その間における熱伝導効率が悪化する。それゆえ、上記ＬＥＤ素子の発する熱が上記基材へと伝わりにくく、上記基材が有する放熱性能を効果的に使用できない場合がある。
【０００８】
また、特許文献１に示す構造においては、金属製のリードフレームと高熱伝導絶縁性樹脂とを一体成形し、上記リードフレーム上にＬＥＤ素子を直接実装してある。そのため、ＬＥＤ素子が発した熱は効率良く上記リードフレームへと伝わる。しかし、高熱伝導絶縁性樹脂は、アルミニウム等の金属に比べ、熱伝導性が低いため、最終的な放熱性は金属には及ばず、十分な放熱性を得られない場合がある。また、高熱伝導絶縁性樹脂は、単価が高いため低コスト化が困難である。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、放熱性に優れると共に、構造がシンプルで生産性が高く、かつ安価なＬＥＤ照明基板用積層体及び、高性能で安価なＬＥＤ照明を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、ＬＥＤ素子を実装するためのＬＥＤ照明基板用積層体であって、
アルミニウム合金よりなる平板状の基材と、
該基材の表面に形成された電気的絶縁性を備えた絶縁塗膜層と、
該絶縁塗膜層上には、電気的絶縁性及び上記絶縁塗膜層よりも高い光反射特性を備えた高反射塗膜層と、電極部との両方が印刷成形されてなり、
該電極部は、上記ＬＥＤ素子が備える端子と電気的に接続するための電極表面を露出するように形成されていることを特徴とするＬＥＤ照明基板用積層体にある（請求項１）。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明のＬＥＤ照明基板用積層体を用いたＬＥＤ照明であって、
上記ＬＥＤ照明基板用積層体に１つ又は複数のＬＥＤ素子を実装したＬＥＤ実装基板と、
アルミニウム合金よりなる放熱部材とを有し、
該放熱部材と上記ＬＥＤ実装基板とを直接的に接合してあることを特徴とするＬＥＤ照明にある（請求項８）。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明におけるＬＥＤ照明基板用積層体は、上記基材の表面に上記絶縁塗膜層を形成し、該絶縁塗膜層上に上記高反射塗膜層及び上記電極部を印刷形成してある。そのため、ＬＥＤ素子を直接、上記電極部上に実装することができる。したがって、前述した台座一体型のＬＥＤ組付体を実装する構造と比較して、上記ＬＥＤ素子と上記基材との間に存在する構成部材の数を低減することができる。それゆえ、上記ＬＥＤ素子と上記基材の間における熱伝導率を向上することができる。
【００１３】
また、上記基材は、放熱性に優れるアルミニウム合金からなる。それゆえ、上記ＬＥＤ素子から発生し、上記基材へと伝わる熱を効率良く放熱することができる。また、アルミニウム合金板は、鋳物やダイキャスト品と異なり、連続ラインを用いて大量に効率よく製造することができる。そのため、素材コストを従来よりも大幅に低減することができる。また、アルミニウム合金の軽量である特性を活かして、軽量化を図ることもできる。また、上記高反射塗膜層を形成することにより、上記ＬＥＤ素子が発光した際に照射方向とは逆方向に拡散する光を効率良く照射方向に反射することができ、光の利用効率を高めることができる。
【００１４】
第２の発明は、上述したＬＥＤ照明基板用積層体にＬＥＤ素子を実装した上記ＬＥＤ実装基板を用いたＬＥＤ照明である。該ＬＥＤ照明は、アルミニウム合金よりなる放熱部材を有している。アルミニウム合金は上述のごとく安価で軽量な材料である。そのため、上記ＬＥＤ照明の低コスト化及び軽量化を図ることができる。また、該放熱部材と上記ＬＥＤ実装基板とは、直接的に接合されている。そのため、上記ＬＥＤ素子が発した熱を、上記基材から上記放熱部材へと効率的に伝えることができ、さらに放熱性能を向上することができる。それゆえ、ＬＥＤ素子の特性を有効に発揮させ高性能で長寿命のＬＥＤ照明を得ることができる。
【００１５】
以上のごとく、本発明によれば、放熱性に優れると共に、構造がシンプルで生産性が高く、かつ安価なＬＥＤ照明基板用積層体及び、高性能で安価なＬＥＤ照明を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１における、ＬＥＤ照明基板用積層体の平面視図。
【図２】実施例１における、図１のＡ−Ａ線矢視相当部分拡大断面図。
【図３】実施例２における、ＬＥＤ照明基板用積層体の平面視図。
【図４】実施例２における、図３のＢ−Ｂ線矢視相当部分拡大断面図。
【図５】実施例３における、ＬＥＤ照明を示す図１のＣ−Ｃ線矢視相当の断面図。
【図６】実施例３における、かしめ固定前のＬＥＤ実装基板及び放熱部材を示す断面説明図。
【図７】実施例３における、第１回目のかしめ加工方法を示す説明図。
【図８】実施例３における、第２回目のかしめ加工方法を示す説明図。
【図９】実施例３における、第３回目のかしめ加工方法を示す説明図。
【図１０】実施例３における、かしめ固定後のＬＥＤ実装基板及び放熱部材を示す断面説明図。
【図１１】従来例における、ＬＥＤ実装基板の構造を示す部分断面拡大説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
上述したアルミニウム合金とは、アルミニウムを主成分とした種々の合金を指し、いわゆる純アルミニウムも含まれるものである。
【００１８】
上記ＬＥＤ素子は、少なくとも、発光体であるＬＥＤと、該ＬＥＤと電気的に接続した陽極端子及び陰極端子とを有するものである。また、上記ＬＥＤ素子は、上記ＬＥＤの照射面を覆う透光性のレンズ部や、上記ＬＥＤの側面に反射板を兼ねた枠体を設けたもの等、種々のＬＥＤ素子を用いることができる。
【００１９】
また、上記絶縁塗膜層の上面に印刷形成される上記高反射塗膜層及び上記電極部の形成順序は、上記高反射塗膜層を先に印刷形成し、上記電極部をその後に印刷形成してもよいし、その逆の順序でも良い。尚、いずれの順序で上記高反射塗膜層及び上記電極部を形成した場合においても、上記電極部は、少なくとも上記ＬＥＤ素子と上記電極部を接続する接続部が露出して形成され、かつ隣接する電極部同士は、上記高反射塗膜層により、電気的に絶縁されている必要がある。
【００２０】
また、上記高反射塗膜層及び上記電極部の印刷形成の方法としては、スクリーン印刷を用いることが好ましい。
この場合には、所望の範囲に上記高反射塗膜層及び上記電極部を形成することができるため、上述した構成を容易に形成することができる。
【００２１】
また、上記絶縁塗膜層は、その厚さが５μｍ〜５０μｍであり、かつ絶縁破壊電圧が２ｋＶ以上であることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記絶縁塗膜層に必要な絶縁性能と熱伝導性を確保することができる。
上記絶縁塗膜層の厚さが５μｍ未満の場合には、絶縁性能が不十分となり、絶縁不良が起こる場合がある。
上記絶縁塗膜層の厚さが５０μｍを超えた場合には、該絶縁塗膜層により上記ＬＥＤ素子と上記基材との間における熱伝導性が悪化し、十分な放熱性能が得られない場合がある。
絶縁破壊電圧が２ｋＶ未満の場合には、絶縁性能が不十分となり、絶縁不良が起こる場合がある。
【００２２】
また、上記絶縁塗膜層の材料は、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリブチレンテフタレート樹脂、ポリスチレンテレフタレート樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂のうち少なくとも１種からなることが好ましい（請求項３）。
上述した材料は、絶縁性が十分に高く、その厚さを薄くした場合においても、必要な絶縁性能を得ることができる。そのため、絶縁性能を確保しつつ、上記絶縁塗膜層の厚さを薄くし熱伝導性を向上することができる。それゆえ、放熱性能をさらに向上することができる。
【００２３】
また、上記高反射塗膜層は、４３０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長域の全域で分光反射率が９５％以上、または、全波長域における全反射率が９５％以上であることが好ましい（請求項４）。
この場合には、ＬＥＤ素子が発する光を効果的に利用することができ、光量を増大することができる。すなわち、上記ＬＥＤ照明基板用積層体にＬＥＤ素子を実装し、ＬＥＤ照明として使用した場合、上記ＬＥＤ素子が発する光の一部は拡散し、照射方向とは反対側に配された上記ＬＥＤ照明基板用積層体へと照射される。この光を効果的に反射することにより、照射方向における光量を増大することができる。
上記分光反射率が９５％未満又は上記全反射率が９５％未満の場合、光量の増大効果が得られにくい場合がある。
【００２４】
また、上記高反射塗膜層は、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フレタン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリスチレンテレフタレート樹脂、シリコーン樹脂のうち少なくとも１種を基剤とし、該基剤に高反射物質として、２，５−チオフェンジイル（５−ｔｅｒｔ−ブチル−１,３−ベンゾキサゾール）、酸化チタン、炭酸カルシウム、アルミナ、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、酸化亜鉛、硝子、窒化アルミニウム、シリカ、酸化ジルコニウムのうち１種以上を含有するものである。
【００２５】
また、上記高反射塗装膜の絶縁破壊電圧は、２ｋＶ以上であることが好ましい。
この場合には、上記電極部同士及び該電極部と上記基材との間に必要な電気的絶縁性能を確保することができる。絶縁破壊電圧が２ｋＶ未満の場合には、絶縁性能が不十分となり、絶縁不良が起こる場合がある。
【００２６】
また、上記基材の両面に上記絶縁塗膜層及び上記高反射塗膜層のいずれか一方または両方を形成することが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記表面と反対側の面における熱放射量を増大することができる。そのため、放熱効率をより向上することができる。
【００２７】
また、上述したＬＥＤ照明において、上記実装基板と上記放熱部材とは直接的に接合されている。この接合方法としては、公知の種々の接合方法を採用することができる。中でも、上記実装基板と上記放熱部材とは、両者をかしめることによって接合してあることが好ましい（請求項６）。
この場合、上記実装基板と上記放熱部材の接合密着性を高めることができ、ＬＥＤ素子から発生した熱を上記ＬＥＤ照明基板用積層体から上記放熱部材へとより効率的に伝えることができる。そのため、放熱部材から効率よく放熱することができる。それゆえ、ＬＥＤ素子の特性をより有効に発揮させ高性能で長寿命のＬＥＤ照明を得ることができる。
【実施例】
【００２８】
（実施例１）
本発明の実施例にかかるＬＥＤ照明基板用積層体につき、図１及び図２を用いて説明する。
本例のＬＥＤ照明基板用積層体１は、図１及び図２に示すごとく、アルミニウム合金よりなる平板状の基材１１と、該基材１１の表面に電気的絶縁性を備えた絶縁塗膜層１２を形成してある。また、該絶縁塗膜層１２上には、電気的絶縁性及び絶縁塗膜層１２よりも高い光反射特性を備えた高反射塗膜層１３と電極部１４の両方を印刷形成してある。該電極部１４は、ＬＥＤ素子２が備える端子２１と電気的に接続するための電極表面１４１を露出するように形成されている。
【００２９】
以下詳説する。
本例に示すＬＥＤ照明基板用積層体１は、ＬＥＤ素子２を実装することでＬＥＤ実装基板１０１(図１)を形成し、ＬＥＤ電球１０（図５）の構造部材をなすものである。ＬＥＤ照明基板用積層体１は、図１及び図２に示すごとく、アルミニウム合金よりなる円板状の基材１１を有し、その表面と裏面の両面に絶縁塗膜層１２を形成してある。該絶縁塗膜層１２の材料は、エポキシ樹脂からなり、電着塗装により形成した。電着塗装をした後、塗装焼付処理を行い、塗装を焼付硬化した。塗装の焼付処理は、雰囲気温度１０５℃にて１５ｍｉｎ加熱保持後、雰囲気温度１９０℃にて４０ｍｉｎ加熱保持し、さらに雰囲気温度２６０℃にて１０ｍｉｎ加熱保持する条件により行った。また、絶縁塗膜層の厚さは２０μｍとし、その絶縁破壊電圧は４．５ｋＶである。
【００３０】
図２に破線で示すごとく、基材１１の表面側において、絶縁塗膜層１２の上面には、電極部１４を印刷形成してある。該電極部１４は、バインダーがポリエステル樹脂からなり、導電性フィラーが銀粉末からなる導電性塗料を用いて、スクリーン印刷により形成した
。電極部１４を形成した後、仮焼付を行い、電極部１４をなす導電性塗料を仮固着させた。電極部１４の仮焼付処理は、雰囲気温度１８０℃にて５ｍｉｎ加熱保持する条件にて行った。本例においては略台形形状を有する６つの電極部１４を基材１１がなす円板の内側において、円周方向に略同間隔を介して形成してある。
【００３１】
また、図２に示すごとく、絶縁塗膜層１２の上面には高反射塗膜層１３が印刷形成されている。高反射塗膜層１３は、不飽和ポリエステル樹脂塗料に高反射物質である硫酸バリウムを含有した高反射塗料よりなる。該高反射塗料をスクリーン印刷により厚さ２０μｍの高反射塗膜層１３を形成した。このとき、電極部１４の電極表面１４１上においては、ＬＥＤ素子２の端子２１と接続する接続面１４２を露出して高反射塗膜層１３を形成してある。高反射塗膜層１３を形成した後、焼付処理を行い、高反射塗膜層１３をなす高反射塗料を焼付硬化させる。高反射塗膜層１３の焼付処理は、雰囲気温度１５０℃にて６０ｍｉｎ加熱保持する条件にて行った。尚、該高反射塗膜層１３において、全反射率は９５％以上である。
【００３２】
上述のごとく構成されたＬＥＤ照明基板用積層体１の電極表面１４１の接続面１４２上に低融点ハンダペーストを塗布し、ＬＥＤ素子２が有する２つの端子２１が、隣接する２つの電極部１４の接続面１４２にそれぞれ接続するように配した。その後、雰囲気温度１００℃にて２０秒加熱保持し、ＬＥＤ素子２と電極部１４とを半田付けし、図１に示す実装基板１０１を得た。
【００３３】
次に、本例の作用効果を説明する。
本例におけるＬＥＤ照明基板用積層体１は、図２に示すごとく、基材１１の表面に絶縁塗膜層１２を形成し、該絶縁塗膜層１２上に高反射塗膜層１３と電極部１４の両方を印刷形成してある。そのため、ＬＥＤ素子２を電極部１４上へ直接、実装することができる。本例における絶縁塗膜層１２の厚さ及び高反射塗膜層１３の厚さは、それぞれ２０μｍと非常に薄いため、熱伝導性への影響が小さい。したがって、ＬＥＤ素子２と基材１１の間における熱伝導率を向上することができる。
【００３４】
また、基材１１の材料であるアルミニウム合金は、放熱性に優れ軽量である。そのため、ＬＥＤ素子２が発する熱を、基材１１から効果的に放熱することができ、かつ軽量化を図ることもできる。また、アルミニウム合金板は、鋳物やダイキャスト品と異なり、連続ラインを用いて大量に効率よく製造することができる。そのため、素材コストを従来よりも大幅に低減することができる。また、高反射塗膜層１３を形成することにより、上記ＬＥＤ素子２が発光した際に照射方向とは逆方向に拡散する光を効率良く照射方向に反射することができ、光の利用効率を高めることができる。
【００３５】
また、絶縁塗膜層１２は、その厚さが２０μｍであり、かつ絶縁破壊電圧が４．５ｋＶである。そのため、絶縁塗膜層１２に必要な絶縁性能を確保すると共に、ＬＥＤ素子２と基材１１との間における熱伝導性の悪化を防止することができる。
【００３６】
また、絶縁塗膜層１２の材料は、スルホニウム含有タイプの還元不導体化されたエポキシ樹脂からなる。そのため、絶縁性が十分に高く、厚さを薄くした場合においても、必要な絶縁性能を得ることができる。したがって、絶縁性能を確保しつつ、絶縁塗膜層の厚さを薄くし熱伝導性を向上することができる。それゆえ、放熱性能をさらに向上することができる。
【００３７】
また、高反射塗膜層１３は、全反射率が９５％以上である。そのため、ＬＥＤ素子２が発光した際に拡散する光を効果的に利用することができ、光量を増大することができる。すなわち、ＬＥＤ照明基板用積層体１にＬＥＤ素子２を実装し、ＬＥＤ照明１０として使用した場合、ＬＥＤ素子２が発する光の一部は拡散し、照射方向とは反対側に配されたＬＥＤ照明基板用積層体１側へと照射される。この光を効果的に反射することにより、照射方向における光量を増大することができる。
【００３８】
また、基材１１の両面に絶縁塗膜層１２を形成してある。そのため、表面と反対側に配される面における熱放射量を増大することができる。そのため、放熱効率をより向上することができる。
このように、本例によれば、放熱性に優れると共に、構造がシンプルで生産性が高く、かつ安価なＬＥＤ照明基板用積層体を提供することができる。
【００３９】
（実施例２）
本例は、図３及び図４に示すごとく、実施例１に示すＬＥＤ照明基板用積層体１の高反射塗膜層１３と電極部１４の形成順序を変更した例である。
本例においては、高反射塗膜層１３を先に形成し、電極部１４をその後に形成してある。高反射塗膜層１３は、絶縁塗膜層１２上において、電極部１４を形成する部分以外の範囲に形成した。高反射塗膜層１３を形成した後、仮焼付を行い、高反射塗膜層１３を仮固着させた。高反射塗膜層１３の仮焼付処理は、雰囲気温度１５０℃にて５ｍｉｎ加熱保持する条件にて行った。尚、本例における高反射塗膜層１３は、シリコーンをベース材とした高反射白色レジストからなる。該高反射白色レジストは、４３０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長域の全域で分光反射率が９５％以上である。
【００４０】
次に、絶縁塗膜層１２上において、高反射塗膜層１３が形成されていない部分に、スクリーン印刷によって、電極部１４を形成する。電極部１４を形成した後、焼付処理を行うことにより、高反射塗膜層１３及び電極部１４を焼付硬化させる。高反射塗膜層１３及び電極部１４の焼付処理は、雰囲気温度１８０℃にて１０ｍｉｎ加熱保持する条件にて行った。その他の構成は、実施例１と同様である。
【００４１】
本例においては、高反射塗膜層１３は、高反射白色レジストからなり、４３０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長域の全域で分光反射率が９５％以上である。そのため、ＬＥＤ素子２が発光した際に拡散する光を効果的に利用することができ、光量を増大することができる。すなわち、ＬＥＤ照明基板用積層体１にＬＥＤ素子２を実装し、ＬＥＤ照明１０として使用した場合、ＬＥＤ素子２が発する光の一部は拡散し、照射方向とは反対側に配されたＬＥＤ照明基板用積層体１側へと照射される。この光を効果的に反射することにより、照射方向における光量を増大することができる。その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４２】
尚、上述した実施例１及び実施例２においては円板上の基材に絶縁塗膜層、高反射塗膜層及び電極部を形成したが、加工前のアルミニウム合金の板材において、絶縁塗膜層、高反射塗膜層及び電極部を形成した後、プレス打ち抜き等により、所望の形状とすることもできる。
【００４３】
（実施例３）
本例は、図５に示すごとく、実施例１に示すＬＥＤ照明基板用積層体１を用いたＬＥＤ電球１０である。図１に示すごとく、ＬＥＤ照明基板用積層体１に５つのＬＥＤ素子２を実装したＬＥＤ実装基板１０１と、アルミニウム合金よりなる放熱部材１０２とを有する。該放熱部材１０２とＬＥＤ実装基板１０１とは、両者をかしめることによって接合してある。
【００４４】
本例に示すＬＥＤ照明１０は、ＬＥＤ実装基板１０１と、放熱部材１０２と、透光性の材料からなるカバー１０３と、家屋等の給電ソケットと接続するための口金１０４とを有している。カバー１０３は、放熱部材１０２におけるＬＥＤ電球１０が光を照射する側の開口部に配設してある。カバー１０３は、軽量化及び破損防止のため、透光性の白色樹脂からなる。また、口金１０４は、放熱部材１０２におけるカバー１０３と反対側に位置する開口部に配設してある。口金１０４は、放熱部材１０２の内側に設けられた、交流電流を直流電流へと変換し、ＬＥＤ素子へと電流を供給するためのＡＣ−ＤＣ変換回路（図示略）と接続してある。
【００４５】
放熱部材１０２は、素材として、アルミニウム合金板を採用した。次に、上記素材を用い、これに塑性加工を加えることにより図６に示す略円錐状に成形して放熱部材１０２を作製した。放熱部材１０２は、軸方向両端が開口しており、ＬＥＤ実装基板１０１と接合される大径側の開口端部１０５のみは、軸方向に沿って真っ直ぐに伸びるストレート形状となっている。
また、本例のＬＥＤ照明基板用積層体１においては、図６に示すごとく、積層構造を形成する前の段階で、基材１１の外周縁部を略直角に立ち上げる絞り加工を施し、フランジ部１１２を形成してある。
【００４６】
図６〜図９に示すごとく、ＬＥＤ実装基板１０１と放熱部材１０２との接合は、かしめ加工により行う。
まず、図６に示すごとく、放熱部材１０２の開口端部１０５の内側に、フランジ部１１２が外側に向くようにＬＥＤ実装基板１０１を挿入配置する。
次に、図７に示すごとく、第１回目のプレス加工を施して、放熱部材３の開口端部１０５の上半部１０６をＬＥＤ実装基板１０１のフランジ部１１２の先端部分を起点として、径方向内方に向けて斜めになるよう成形する。
【００４７】
次に、図８に示すごとく、第２回目のプレス加工を施して、放熱部材１０２の開口端部１０５の上半部１０６が軸方向に略直交する方向に向くまで成形する。
次に、図９に示すごとく、第３回目のプレス加工を施して、放熱部材１０２の開口端部１０５の上半部１０６の先端部分１０７を、ＬＥＤ実装基板１０１のフランジ部１１２の内周面に近づくように折り返した形状となるように成形する。
これにより、かしめ加工が完了し、ＬＥＤ実装基板１０１と放熱部材１０２とが全周にわたって接合される。尚、本例のかしめ加工は、巻きじめ加工と呼ばれることもある。
【００４８】
得られたＬＥＤ電球用部材１は、上記のごとく、２つのアルミニウム合金板を素材とした部品を組み合わせて構成されている。アルミニウム合金板は、上述したごとく、生産性に優れた材料である。そのため、素材コストを従来よりも大幅に低減することができる。また、アルミニウム合金板の軽量である特性を活かして、ＬＥＤ電球用部材１全体の軽量化を図ることもできる。
【００４９】
また、ＬＥＤ実装基板１０１と放熱部材１０２とは、上記のごとくかしめ加工によって接合してある。これにより、ＬＥＤ実装基板１０１と放熱部材１０２の接合密着性を高めることができ、ＬＥＤ素子２から発生した熱をＬＥＤ実装基板１０１から放熱部材１０２へと効率的に伝えることができ、かつ、放熱部材１０２から効率よく放熱することができる。それ故、ＬＥＤ電球用部材１を用いれば、ＬＥＤ素子の特性を有効に発揮させ高性能で長寿命のＬＥＤ電球を得ることができる。
尚、本例においては、ＬＥＤ電球を一例としたが、これに限るものではなく、上述したＬＥＤ照明基板用積層体及びＬＥＤ照明は、ＬＥＤを用いた種々の照明装置に用いることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ ＬＥＤ照明基板用積層体
１０ ＬＥＤ電球
１０１ ＬＥＤ実装基板
１０２ 放熱部材
１１ 基材
１２ 絶縁塗膜層
１３ 高反射塗膜層
１４ 電極部
１４１ 電極表面
２ ＬＥＤ素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ素子を実装するためのＬＥＤ照明基板用積層体及びそれを用いたＬＥＤ照明に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保全に貢献する照明としてＬＥＤ照明が普及している。従来から使用されている白熱灯や蛍光灯と同等の光量を確保しつつ、消費電力を低く抑え、かつ長寿命とすることができる場合もあることから、省エネルギー化、ゴミの削減及び交換作業回数の低減が可能となる。
しかし、ＬＥＤ照明は、白熱灯や蛍光灯に比べ、高価であるため、低コスト化が求められている。また、ＬＥＤ照明に用いられるＬＥＤ素子は固体半導体自体を発光体としているため、固体半導体に劣化が生じることが光量の低下につながる。固体半導体の劣化を早める要因の一つとして、点灯時にＬＥＤ素子が発する熱があり、この熱を効率的に放熱し、長寿命化することが求められている。
【０００３】
従来から用いられているＬＥＤ照明におけるＬＥＤ実装基板の実装例を図１１に示す。
ＬＥＤ実装基板９は、平板上のアルミニウム板からなる基材９１上に、導電接着テープ９２によってＬＥＤ組付体９３を貼付けしてある。ＬＥＤ組付体９３は、アルミニウム合金からなる台座部材９３７を備え、その上に複数の層を積層した台座一体型の積層構造を有している。ＬＥＤ組付体９３の台座部材９３７の上面には、絶縁樹脂層９３６を形成してある。絶縁樹脂層９３６の上面には、白色レジスト層９３５と、複数の電極部９３４とが形成されている。電極９３４上には、複数のＬＥＤ素子９３１が配されており、ＬＥＤ素子９３１が有する端子９３２を半田付けすることにより電極９３４と接続してある。また、電極９３４には、電源回路（図示略）と接続するための導線(図示略)が半田付けしてある。
【０００４】
また、放熱性の向上を図る構造としては、金属製のリードフレームと高熱伝導絶縁性樹脂とを一体成形し、上記リードフレーム上にＬＥＤ素子を直接実装する構造も開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−５０５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した構造においては、以下の問題点がある。
上述した台座一体型のＬＥＤ組付体を導電接着テープによって基材上に実装する方法においては、上記ＬＥＤ組付体が有する上記台座部材の露出する表面積が小さいため、放熱性も小さく、上記台座部材のみでは十分な放熱性能を得られない。
【０００７】
また、上記基材は比較的表面積が大きいため、上記ＬＥＤ素子の発する熱を上記基材へと効率良く伝えることで、放熱性を向上することができる。しかし、上記ＬＥＤ素子は、上記電極、上記高反射塗膜層及び上記絶縁塗膜層を介して台座部材に配され、該台座部材と上記基材とは、導電接着テープを介して実装されている。さらに、上記絶縁塗膜層の厚さは、８０μｍ程度の厚さを有している場合が多い。このように、上記ＬＥＤ素子と上記基材との間に多くの構造部材が存在するため、その間における熱伝導効率が悪化する。それゆえ、上記ＬＥＤ素子の発する熱が上記基材へと伝わりにくく、上記基材が有する放熱性能を効果的に使用できない場合がある。
【０００８】
また、特許文献１に示す構造においては、金属製のリードフレームと高熱伝導絶縁性樹脂とを一体成形し、上記リードフレーム上にＬＥＤ素子を直接実装してある。そのため、ＬＥＤ素子が発した熱は効率良く上記リードフレームへと伝わる。しかし、高熱伝導絶縁性樹脂は、アルミニウム等の金属に比べ、熱伝導性が低いため、最終的な放熱性は金属には及ばず、十分な放熱性を得られない場合がある。また、高熱伝導絶縁性樹脂は、単価が高いため低コスト化が困難である。
【０００９】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、放熱性に優れると共に、構造がシンプルで生産性が高く、かつ安価なＬＥＤ照明基板用積層体及び、高性能で安価なＬＥＤ照明を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、ＬＥＤ素子を実装するためのＬＥＤ照明基板用積層体であって、
アルミニウム合金よりなる平板状の基材と、
該基材の表面に形成された電気的絶縁性を備えた絶縁塗膜層と、
該絶縁塗膜層上には、電気的絶縁性及び上記絶縁塗膜層よりも高い光反射特性を備えた高反射塗膜層と、電極部との両方が印刷成形されてなり、
該電極部は、上記ＬＥＤ素子が備える端子と電気的に接続するための電極表面を露出するように形成されていることを特徴とするＬＥＤ照明基板用積層体にある（請求項１）。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明のＬＥＤ照明基板用積層体を用いたＬＥＤ照明であって、
上記ＬＥＤ照明基板用積層体に１つ又は複数のＬＥＤ素子を実装したＬＥＤ実装基板と、
アルミニウム合金よりなる放熱部材とを有し、
該放熱部材と上記ＬＥＤ実装基板とを直接的に接合してあることを特徴とするＬＥＤ照明にある（請求項８）。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明におけるＬＥＤ照明基板用積層体は、上記基材の表面に上記絶縁塗膜層を形成し、該絶縁塗膜層上に上記高反射塗膜層及び上記電極部を印刷形成してある。そのため、ＬＥＤ素子を直接、上記電極部上に実装することができる。したがって、前述した台座一体型のＬＥＤ組付体を実装する構造と比較して、上記ＬＥＤ素子と上記基材との間に存在する構成部材の数を低減することができる。それゆえ、上記ＬＥＤ素子と上記基材の間における熱伝導率を向上することができる。
【００１３】
また、上記基材は、放熱性に優れるアルミニウム合金からなる。それゆえ、上記ＬＥＤ素子から発生し、上記基材へと伝わる熱を効率良く放熱することができる。また、アルミニウム合金板は、鋳物やダイキャスト品と異なり、連続ラインを用いて大量に効率よく製造することができる。そのため、素材コストを従来よりも大幅に低減することができる。また、アルミニウム合金の軽量である特性を活かして、軽量化を図ることもできる。また、上記高反射塗膜層を形成することにより、上記ＬＥＤ素子が発光した際に照射方向とは逆方向に拡散する光を効率良く照射方向に反射することができ、光の利用効率を高めることができる。
【００１４】
第２の発明は、上述したＬＥＤ照明基板用積層体にＬＥＤ素子を実装した上記ＬＥＤ実装基板を用いたＬＥＤ照明である。該ＬＥＤ照明は、アルミニウム合金よりなる放熱部材を有している。アルミニウム合金は上述のごとく安価で軽量な材料である。そのため、上記ＬＥＤ照明の低コスト化及び軽量化を図ることができる。また、該放熱部材と上記ＬＥＤ実装基板とは、直接的に接合されている。そのため、上記ＬＥＤ素子が発した熱を、上記基材から上記放熱部材へと効率的に伝えることができ、さらに放熱性能を向上することができる。それゆえ、ＬＥＤ素子の特性を有効に発揮させ高性能で長寿命のＬＥＤ照明を得ることができる。
【００１５】
以上のごとく、本発明によれば、放熱性に優れると共に、構造がシンプルで生産性が高く、かつ安価なＬＥＤ照明基板用積層体及び、高性能で安価なＬＥＤ照明を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１における、ＬＥＤ照明基板用積層体の平面視図。
【図２】実施例１における、図１のＡ−Ａ線矢視相当部分拡大断面図。
【図３】実施例２における、ＬＥＤ照明基板用積層体の平面視図。
【図４】実施例２における、図３のＢ−Ｂ線矢視相当部分拡大断面図。
【図５】実施例３における、ＬＥＤ照明を示す図１のＣ−Ｃ線矢視相当の断面図。
【図６】実施例３における、かしめ固定前のＬＥＤ実装基板及び放熱部材を示す断面説明図。
【図７】実施例３における、第１回目のかしめ加工方法を示す説明図。
【図８】実施例３における、第２回目のかしめ加工方法を示す説明図。
【図９】実施例３における、第３回目のかしめ加工方法を示す説明図。
【図１０】実施例３における、かしめ固定後のＬＥＤ実装基板及び放熱部材を示す断面説明図。
【図１１】従来例における、ＬＥＤ実装基板の構造を示す部分断面拡大説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
上述したアルミニウム合金とは、アルミニウムを主成分とした種々の合金を指し、いわゆる純アルミニウムも含まれるものである。
【００１８】
上記ＬＥＤ素子は、少なくとも、発光体であるＬＥＤと、該ＬＥＤと電気的に接続した陽極端子及び陰極端子とを有するものである。また、上記ＬＥＤ素子は、上記ＬＥＤの照射面を覆う透光性のレンズ部や、上記ＬＥＤの側面に反射板を兼ねた枠体を設けたもの等、種々のＬＥＤ素子を用いることができる。
【００１９】
また、上記絶縁塗膜層の上面に印刷形成される上記高反射塗膜層及び上記電極部の形成順序は、上記高反射塗膜層を先に印刷形成し、上記電極部をその後に印刷形成してもよいし、その逆の順序でも良い。尚、いずれの順序で上記高反射塗膜層及び上記電極部を形成した場合においても、上記電極部は、少なくとも上記ＬＥＤ素子と上記電極部を接続する接続部が露出して形成され、かつ隣接する電極部同士は、上記高反射塗膜層により、電気的に絶縁されている必要がある。
【００２０】
また、上記高反射塗膜層及び上記電極部の印刷形成の方法としては、スクリーン印刷を用いることが好ましい。
この場合には、所望の範囲に上記高反射塗膜層及び上記電極部を形成することができるため、上述した構成を容易に形成することができる。
【００２１】
また、上記絶縁塗膜層は、その厚さが５μｍ〜５０μｍであり、かつ絶縁破壊電圧が２ｋＶ以上であることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記絶縁塗膜層に必要な絶縁性能と熱伝導性を確保することができる。
上記絶縁塗膜層の厚さが５μｍ未満の場合には、絶縁性能が不十分となり、絶縁不良が起こる場合がある。
上記絶縁塗膜層の厚さが５０μｍを超えた場合には、該絶縁塗膜層により上記ＬＥＤ素子と上記基材との間における熱伝導性が悪化し、十分な放熱性能が得られない場合がある。
絶縁破壊電圧が２ｋＶ未満の場合には、絶縁性能が不十分となり、絶縁不良が起こる場合がある。
【００２２】
また、上記絶縁塗膜層の材料は、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリブチレンテフタレート樹脂、ポリスチレンテレフタレート樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂のうち少なくとも１種からなることが好ましい（請求項３）。
上述した材料は、絶縁性が十分に高く、その厚さを薄くした場合においても、必要な絶縁性能を得ることができる。そのため、絶縁性能を確保しつつ、上記絶縁塗膜層の厚さを薄くし熱伝導性を向上することができる。それゆえ、放熱性能をさらに向上することができる。
【００２３】
また、上記高反射塗膜層は、４３０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長域の全域で分光反射率が９５％以上、または、全波長域における全反射率が９５％以上であることが好ましい（請求項４）。
この場合には、ＬＥＤ素子が発する光を効果的に利用することができ、光量を増大することができる。すなわち、上記ＬＥＤ照明基板用積層体にＬＥＤ素子を実装し、ＬＥＤ照明として使用した場合、上記ＬＥＤ素子が発する光の一部は拡散し、照射方向とは反対側に配された上記ＬＥＤ照明基板用積層体へと照射される。この光を効果的に反射することにより、照射方向における光量を増大することができる。
上記分光反射率が９５％未満又は上記全反射率が９５％未満の場合、光量の増大効果が得られにくい場合がある。
【００２４】
また、上記高反射塗膜層は、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フレタン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリスチレンテレフタレート樹脂、シリコーン樹脂のうち少なくとも１種を基剤とし、該基剤に高反射物質として、２，５−チオフェンジイル（５−ｔｅｒｔ−ブチル−１,３−ベンゾキサゾール）、酸化チタン、炭酸カルシウム、アルミナ、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、酸化亜鉛、硝子、窒化アルミニウム、シリカ、酸化ジルコニウムのうち１種以上を含有するものである。
【００２５】
また、上記高反射塗装膜の絶縁破壊電圧は、２ｋＶ以上であることが好ましい。
この場合には、上記電極部同士及び該電極部と上記基材との間に必要な電気的絶縁性能を確保することができる。絶縁破壊電圧が２ｋＶ未満の場合には、絶縁性能が不十分となり、絶縁不良が起こる場合がある。
【００２６】
また、上記基材の両面に上記絶縁塗膜層及び上記高反射塗膜層のいずれか一方または両方を形成することが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記表面と反対側の面における熱放射量を増大することができる。そのため、放熱効率をより向上することができる。
【００２７】
また、上述したＬＥＤ照明において、上記実装基板と上記放熱部材とは直接的に接合されている。この接合方法としては、公知の種々の接合方法を採用することができる。中でも、上記実装基板と上記放熱部材とは、両者をかしめることによって接合してあることが好ましい（請求項６）。
この場合、上記実装基板と上記放熱部材の接合密着性を高めることができ、ＬＥＤ素子から発生した熱を上記ＬＥＤ照明基板用積層体から上記放熱部材へとより効率的に伝えることができる。そのため、放熱部材から効率よく放熱することができる。それゆえ、ＬＥＤ素子の特性をより有効に発揮させ高性能で長寿命のＬＥＤ照明を得ることができる。
【実施例】
【００２８】
（実施例１）
本発明の実施例にかかるＬＥＤ照明基板用積層体につき、図１及び図２を用いて説明する。
本例のＬＥＤ照明基板用積層体１は、図１及び図２に示すごとく、アルミニウム合金よりなる平板状の基材１１と、該基材１１の表面に電気的絶縁性を備えた絶縁塗膜層１２を形成してある。また、該絶縁塗膜層１２上には、電気的絶縁性及び絶縁塗膜層１２よりも高い光反射特性を備えた高反射塗膜層１３と電極部１４の両方を印刷形成してある。該電極部１４は、ＬＥＤ素子２が備える端子２１と電気的に接続するための電極表面１４１を露出するように形成されている。
【００２９】
以下詳説する。
本例に示すＬＥＤ照明基板用積層体１は、ＬＥＤ素子２を実装することでＬＥＤ実装基板１０１(図１)を形成し、ＬＥＤ電球１０（図５）の構造部材をなすものである。ＬＥＤ照明基板用積層体１は、図１及び図２に示すごとく、アルミニウム合金よりなる円板状の基材１１を有し、その表面と裏面の両面に絶縁塗膜層１２を形成してある。該絶縁塗膜層１２の材料は、エポキシ樹脂からなり、電着塗装により形成した。電着塗装をした後、塗装焼付処理を行い、塗装を焼付硬化した。塗装の焼付処理は、雰囲気温度１０５℃にて１５ｍｉｎ加熱保持後、雰囲気温度１９０℃にて４０ｍｉｎ加熱保持し、さらに雰囲気温度２６０℃にて１０ｍｉｎ加熱保持する条件により行った。また、絶縁塗膜層の厚さは２０μｍとし、その絶縁破壊電圧は４．５ｋＶである。
【００３０】
図２に破線で示すごとく、基材１１の表面側において、絶縁塗膜層１２の上面には、電極部１４を印刷形成してある。該電極部１４は、バインダーがポリエステル樹脂からなり、導電性フィラーが銀粉末からなる導電性塗料を用いて、スクリーン印刷により形成した
。電極部１４を形成した後、仮焼付を行い、電極部１４をなす導電性塗料を仮固着させた。電極部１４の仮焼付処理は、雰囲気温度１８０℃にて５ｍｉｎ加熱保持する条件にて行った。本例においては略台形形状を有する６つの電極部１４を基材１１がなす円板の内側において、円周方向に略同間隔を介して形成してある。
【００３１】
また、図２に示すごとく、絶縁塗膜層１２の上面には高反射塗膜層１３が印刷形成されている。高反射塗膜層１３は、不飽和ポリエステル樹脂塗料に高反射物質である硫酸バリウムを含有した高反射塗料よりなる。該高反射塗料をスクリーン印刷により厚さ２０μｍの高反射塗膜層１３を形成した。このとき、電極部１４の電極表面１４１上においては、ＬＥＤ素子２の端子２１と接続する接続面１４２を露出して高反射塗膜層１３を形成してある。高反射塗膜層１３を形成した後、焼付処理を行い、高反射塗膜層１３をなす高反射塗料を焼付硬化させる。高反射塗膜層１３の焼付処理は、雰囲気温度１５０℃にて６０ｍｉｎ加熱保持する条件にて行った。尚、該高反射塗膜層１３において、全反射率は９５％以上である。
【００３２】
上述のごとく構成されたＬＥＤ照明基板用積層体１の電極表面１４１の接続面１４２上に低融点ハンダペーストを塗布し、ＬＥＤ素子２が有する２つの端子２１が、隣接する２つの電極部１４の接続面１４２にそれぞれ接続するように配した。その後、雰囲気温度１００℃にて２０秒加熱保持し、ＬＥＤ素子２と電極部１４とを半田付けし、図１に示す実装基板１０１を得た。
【００３３】
次に、本例の作用効果を説明する。
本例におけるＬＥＤ照明基板用積層体１は、図２に示すごとく、基材１１の表面に絶縁塗膜層１２を形成し、該絶縁塗膜層１２上に高反射塗膜層１３と電極部１４の両方を印刷形成してある。そのため、ＬＥＤ素子２を電極部１４上へ直接、実装することができる。本例における絶縁塗膜層１２の厚さ及び高反射塗膜層１３の厚さは、それぞれ２０μｍと非常に薄いため、熱伝導性への影響が小さい。したがって、ＬＥＤ素子２と基材１１の間における熱伝導率を向上することができる。
【００３４】
また、基材１１の材料であるアルミニウム合金は、放熱性に優れ軽量である。そのため、ＬＥＤ素子２が発する熱を、基材１１から効果的に放熱することができ、かつ軽量化を図ることもできる。また、アルミニウム合金板は、鋳物やダイキャスト品と異なり、連続ラインを用いて大量に効率よく製造することができる。そのため、素材コストを従来よりも大幅に低減することができる。また、高反射塗膜層１３を形成することにより、上記ＬＥＤ素子２が発光した際に照射方向とは逆方向に拡散する光を効率良く照射方向に反射することができ、光の利用効率を高めることができる。
【００３５】
また、絶縁塗膜層１２は、その厚さが２０μｍであり、かつ絶縁破壊電圧が４．５ｋＶである。そのため、絶縁塗膜層１２に必要な絶縁性能を確保すると共に、ＬＥＤ素子２と基材１１との間における熱伝導性の悪化を防止することができる。
【００３６】
また、絶縁塗膜層１２の材料は、スルホニウム含有タイプの還元不導体化されたエポキシ樹脂からなる。そのため、絶縁性が十分に高く、厚さを薄くした場合においても、必要な絶縁性能を得ることができる。したがって、絶縁性能を確保しつつ、絶縁塗膜層の厚さを薄くし熱伝導性を向上することができる。それゆえ、放熱性能をさらに向上することができる。
【００３７】
また、高反射塗膜層１３は、全反射率が９５％以上である。そのため、ＬＥＤ素子２が発光した際に拡散する光を効果的に利用することができ、光量を増大することができる。すなわち、ＬＥＤ照明基板用積層体１にＬＥＤ素子２を実装し、ＬＥＤ照明１０として使用した場合、ＬＥＤ素子２が発する光の一部は拡散し、照射方向とは反対側に配されたＬＥＤ照明基板用積層体１側へと照射される。この光を効果的に反射することにより、照射方向における光量を増大することができる。
【００３８】
また、基材１１の両面に絶縁塗膜層１２を形成してある。そのため、表面と反対側に配される面における熱放射量を増大することができる。そのため、放熱効率をより向上することができる。
このように、本例によれば、放熱性に優れると共に、構造がシンプルで生産性が高く、かつ安価なＬＥＤ照明基板用積層体を提供することができる。
【００３９】
（実施例２）
本例は、図３及び図４に示すごとく、実施例１に示すＬＥＤ照明基板用積層体１の高反射塗膜層１３と電極部１４の形成順序を変更した例である。
本例においては、高反射塗膜層１３を先に形成し、電極部１４をその後に形成してある。高反射塗膜層１３は、絶縁塗膜層１２上において、電極部１４を形成する部分以外の範囲に形成した。高反射塗膜層１３を形成した後、仮焼付を行い、高反射塗膜層１３を仮固着させた。高反射塗膜層１３の仮焼付処理は、雰囲気温度１５０℃にて５ｍｉｎ加熱保持する条件にて行った。尚、本例における高反射塗膜層１３は、シリコーンをベース材とした高反射白色レジストからなる。該高反射白色レジストは、４３０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長域の全域で分光反射率が９５％以上である。
【００４０】
次に、絶縁塗膜層１２上において、高反射塗膜層１３が形成されていない部分に、スクリーン印刷によって、電極部１４を形成する。電極部１４を形成した後、焼付処理を行うことにより、高反射塗膜層１３及び電極部１４を焼付硬化させる。高反射塗膜層１３及び電極部１４の焼付処理は、雰囲気温度１８０℃にて１０ｍｉｎ加熱保持する条件にて行った。その他の構成は、実施例１と同様である。
【００４１】
本例においては、高反射塗膜層１３は、高反射白色レジストからなり、４３０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長域の全域で分光反射率が９５％以上である。そのため、ＬＥＤ素子２が発光した際に拡散する光を効果的に利用することができ、光量を増大することができる。すなわち、ＬＥＤ照明基板用積層体１にＬＥＤ素子２を実装し、ＬＥＤ照明１０として使用した場合、ＬＥＤ素子２が発する光の一部は拡散し、照射方向とは反対側に配されたＬＥＤ照明基板用積層体１側へと照射される。この光を効果的に反射することにより、照射方向における光量を増大することができる。その他、実施例１と同様の作用効果を有する。
【００４２】
尚、上述した実施例１及び実施例２においては円板上の基材に絶縁塗膜層、高反射塗膜層及び電極部を形成したが、加工前のアルミニウム合金の板材において、絶縁塗膜層、高反射塗膜層及び電極部を形成した後、プレス打ち抜き等により、所望の形状とすることもできる。
【００４３】
（実施例３）
本例は、図５に示すごとく、実施例１に示すＬＥＤ照明基板用積層体１を用いたＬＥＤ電球１０である。図１に示すごとく、ＬＥＤ照明基板用積層体１に５つのＬＥＤ素子２を実装したＬＥＤ実装基板１０１と、アルミニウム合金よりなる放熱部材１０２とを有する。該放熱部材１０２とＬＥＤ実装基板１０１とは、両者をかしめることによって接合してある。
【００４４】
本例に示すＬＥＤ照明１０は、ＬＥＤ実装基板１０１と、放熱部材１０２と、透光性の材料からなるカバー１０３と、家屋等の給電ソケットと接続するための口金１０４とを有している。カバー１０３は、放熱部材１０２におけるＬＥＤ電球１０が光を照射する側の開口部に配設してある。カバー１０３は、軽量化及び破損防止のため、透光性の白色樹脂からなる。また、口金１０４は、放熱部材１０２におけるカバー１０３と反対側に位置する開口部に配設してある。口金１０４は、放熱部材１０２の内側に設けられた、交流電流を直流電流へと変換し、ＬＥＤ素子へと電流を供給するためのＡＣ−ＤＣ変換回路（図示略）と接続してある。
【００４５】
放熱部材１０２は、素材として、アルミニウム合金板を採用した。次に、上記素材を用い、これに塑性加工を加えることにより図６に示す略円錐状に成形して放熱部材１０２を作製した。放熱部材１０２は、軸方向両端が開口しており、ＬＥＤ実装基板１０１と接合される大径側の開口端部１０５のみは、軸方向に沿って真っ直ぐに伸びるストレート形状となっている。
また、本例のＬＥＤ照明基板用積層体１においては、図６に示すごとく、積層構造を形成する前の段階で、基材１１の外周縁部を略直角に立ち上げる絞り加工を施し、フランジ部１１２を形成してある。
【００４６】
図６〜図９に示すごとく、ＬＥＤ実装基板１０１と放熱部材１０２との接合は、かしめ加工により行う。
まず、図６に示すごとく、放熱部材１０２の開口端部１０５の内側に、フランジ部１１２が外側に向くようにＬＥＤ実装基板１０１を挿入配置する。
次に、図７に示すごとく、第１回目のプレス加工を施して、放熱部材３の開口端部１０５の上半部１０６をＬＥＤ実装基板１０１のフランジ部１１２の先端部分を起点として、径方向内方に向けて斜めになるよう成形する。
【００４７】
次に、図８に示すごとく、第２回目のプレス加工を施して、放熱部材１０２の開口端部１０５の上半部１０６が軸方向に略直交する方向に向くまで成形する。
次に、図９に示すごとく、第３回目のプレス加工を施して、放熱部材１０２の開口端部１０５の上半部１０６の先端部分１０７を、ＬＥＤ実装基板１０１のフランジ部１１２の内周面に近づくように折り返した形状となるように成形する。
これにより、かしめ加工が完了し、ＬＥＤ実装基板１０１と放熱部材１０２とが全周にわたって接合される。尚、本例のかしめ加工は、巻きじめ加工と呼ばれることもある。
【００４８】
得られたＬＥＤ電球用部材１は、上記のごとく、２つのアルミニウム合金板を素材とした部品を組み合わせて構成されている。アルミニウム合金板は、上述したごとく、生産性に優れた材料である。そのため、素材コストを従来よりも大幅に低減することができる。また、アルミニウム合金板の軽量である特性を活かして、ＬＥＤ電球用部材１全体の軽量化を図ることもできる。
【００４９】
また、ＬＥＤ実装基板１０１と放熱部材１０２とは、上記のごとくかしめ加工によって接合してある。これにより、ＬＥＤ実装基板１０１と放熱部材１０２の接合密着性を高めることができ、ＬＥＤ素子２から発生した熱をＬＥＤ実装基板１０１から放熱部材１０２へと効率的に伝えることができ、かつ、放熱部材１０２から効率よく放熱することができる。それ故、ＬＥＤ電球用部材１を用いれば、ＬＥＤ素子の特性を有効に発揮させ高性能で長寿命のＬＥＤ電球を得ることができる。
尚、本例においては、ＬＥＤ電球を一例としたが、これに限るものではなく、上述したＬＥＤ照明基板用積層体及びＬＥＤ照明は、ＬＥＤを用いた種々の照明装置に用いることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ ＬＥＤ照明基板用積層体
１０ ＬＥＤ電球
１０１ ＬＥＤ実装基板
１０２ 放熱部材
１１ 基材
１２ 絶縁塗膜層
１３ 高反射塗膜層
１４ 電極部
１４１ 電極表面
２ ＬＥＤ素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ素子を実装するためのＬＥＤ照明基板用積層体であって、
アルミニウム合金よりなる平板状の基材と、
該基材の表面に形成された電気的絶縁性を備えた絶縁塗膜層と、
該絶縁塗膜層上には、電気的絶縁性及び上記絶縁塗膜層よりも高い光反射特性を備えた高反射塗膜層と、電極部との両方が印刷形成されてなり、
該電極部は、上記ＬＥＤ素子が備える端子と電気的に接続するための電極表面を露出するように形成されていることを特徴とするＬＥＤ照明基板用積層体。
【請求項２】
請求項１に記載のＬＥＤ照明基板用積層体であって、上記絶縁塗膜層は、その厚さが５μｍ〜５０μｍであり、かつ絶縁破壊電圧が２ｋＶ以上であることを特徴とするＬＥＤ照明基板用積層体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＬＥＤ照明基板用積層体であって、上記絶縁塗膜層の材料は、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリブチレンテフタレート樹脂、ポリスチレンテレフタレート樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂のうち少なくとも１種からなることを特徴とするＬＥＤ照明基板用積層体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のＬＥＤ照明基板用積層体であって、上記高反射塗膜層は、４３０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長域の全域で分光反射率が９５％以上、または、全波長域における全反射率が９５％以上であることを特徴とするＬＥＤ照明基板用積層体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のＬＥＤ照明基板用積層体であって、上記基材の両面に上記絶縁塗膜層及び上記高反射塗膜層のいずれか一方または両方を形成したことを特徴とするＬＥＤ照明基板用積層体。
【請求項６】
請求項１〜５に記載したＬＥＤ照明基板用積層体を用いたＬＥＤ照明であって、
上記ＬＥＤ照明基板用積層体に１つ又は複数のＬＥＤ素子を実装したＬＥＤ実装基板と、
アルミニウム合金よりなる放熱部材とを有し、
該放熱部材と上記ＬＥＤ実装基板とを直接的に接合してあることを特徴とするＬＥＤ照明。
【請求項７】
請求項６に記載したＬＥＤ照明において、上記実装基板と上記放熱部材とは、両者をかしめることによって接合してあることを特徴とするＬＥＤ照明。
【請求項１】
ＬＥＤ素子を実装するためのＬＥＤ照明基板用積層体であって、
アルミニウム合金よりなる平板状の基材と、
該基材の表面に形成された電気的絶縁性を備えた絶縁塗膜層と、
該絶縁塗膜層上には、電気的絶縁性及び上記絶縁塗膜層よりも高い光反射特性を備えた高反射塗膜層と、電極部との両方が印刷形成されてなり、
該電極部は、上記ＬＥＤ素子が備える端子と電気的に接続するための電極表面を露出するように形成されていることを特徴とするＬＥＤ照明基板用積層体。
【請求項２】
請求項１に記載のＬＥＤ照明基板用積層体であって、上記絶縁塗膜層は、その厚さが５μｍ〜５０μｍであり、かつ絶縁破壊電圧が２ｋＶ以上であることを特徴とするＬＥＤ照明基板用積層体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のＬＥＤ照明基板用積層体であって、上記絶縁塗膜層の材料は、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリブチレンテフタレート樹脂、ポリスチレンテレフタレート樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂のうち少なくとも１種からなることを特徴とするＬＥＤ照明基板用積層体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のＬＥＤ照明基板用積層体であって、上記高反射塗膜層は、４３０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長域の全域で分光反射率が９５％以上、または、全波長域における全反射率が９５％以上であることを特徴とするＬＥＤ照明基板用積層体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のＬＥＤ照明基板用積層体であって、上記基材の両面に上記絶縁塗膜層及び上記高反射塗膜層のいずれか一方または両方を形成したことを特徴とするＬＥＤ照明基板用積層体。
【請求項６】
請求項１〜５に記載したＬＥＤ照明基板用積層体を用いたＬＥＤ照明であって、
上記ＬＥＤ照明基板用積層体に１つ又は複数のＬＥＤ素子を実装したＬＥＤ実装基板と、
アルミニウム合金よりなる放熱部材とを有し、
該放熱部材と上記ＬＥＤ実装基板とを直接的に接合してあることを特徴とするＬＥＤ照明。
【請求項７】
請求項６に記載したＬＥＤ照明において、上記実装基板と上記放熱部材とは、両者をかしめることによって接合してあることを特徴とするＬＥＤ照明。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−８９３５７（Ｐ２０１２−８９３５７Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３５２１６（Ｐ２０１０−２３５２１６）
【出願日】平成２２年１０月２０日（２０１０．１０．２０）
【出願人】（０００００２２７７）住友軽金属工業株式会社 (552)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２０日（２０１０．１０．２０）
【出願人】（０００００２２７７）住友軽金属工業株式会社 (552)
【Ｆターム（参考）】
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