專利名稱：發(fā)光裝置及照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光裝置及照明裝置，特別是涉及一種使用發(fā)光二極管(diode) 之類的發(fā)光元件的發(fā)光裝置及搭載有該發(fā)光裝置的照明裝置。
背景技術(shù)：
作為發(fā)光元件之一例的發(fā)光二極管隨著溫度上升，光輸出會下降，并且耐用年 數(shù)也會縮短。因此，在將發(fā)光二極管作為光源的發(fā)光裝置中，要求既要抑制發(fā)光二極管 的溫度上升，還要將發(fā)光二極管所發(fā)出的光效率良好地導(dǎo)出至發(fā)光裝置之外。為了滿足此要求，先前已知有一種使用白色的陶瓷(ceramic)基板來作為安裝發(fā) 光二極管的基板的發(fā)光裝置。陶瓷基板使用例如螺絲之類的固定件而固定于發(fā)光裝置的 本體上。本體由散熱性優(yōu)異的鋁(aluminum)之類的金屬材料構(gòu)成。[先行技術(shù)文獻(xiàn)][技術(shù)文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)1]日本專利特開2008-227412號公報陶瓷基板具有比金屬制的基板脆而易破裂的性質(zhì)。因此，若利用螺絲來將陶瓷 基板固定于發(fā)光裝置的本體上，則有時陶瓷基板會發(fā)生破裂。進(jìn)而，伴隨著陶瓷基板與本體之間的熱膨脹率的差異，將無法避免在陶瓷基板 中的被固定于本體的部位產(chǎn)生應(yīng)力。其結(jié)果，在發(fā)光裝置的使用中陶瓷基板有時會發(fā)生 破損。由此可見，上述現(xiàn)有的發(fā)光裝置在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷， 而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問題，相關(guān)廠商莫不費盡心思來謀求解決 之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切結(jié)構(gòu)能夠解 決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型的發(fā)光裝置 及照明裝置，實屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的發(fā)光裝置存在的缺陷，而提供一種新型的發(fā)光 裝置及照明裝置，所要解決的技術(shù)問題是使其能夠防止陶瓷制的基板的破損的發(fā)光裝置 及照明裝置，非常適于實用。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。為達(dá)到上述目 的，依據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置，其第1技術(shù)方案的發(fā)光裝置具備陶瓷制的基板、多個發(fā)光 元件及按壓構(gòu)件?；寰哂信c散熱構(gòu)件接觸的第1面、位于第1面的相反側(cè)的第2面、 及跨及第1面的外周緣與第2面的外周緣之間的外周面。發(fā)光元件被安裝于基板的第2 面上。按壓構(gòu)件朝向散熱構(gòu)件來彈性地按壓基板，并且在按壓構(gòu)件與基板的外周面之間 設(shè)有間隙。在第1技術(shù)方案的發(fā)光裝置中，作為發(fā)光元件，可使用發(fā)光二極管之類的半導(dǎo)體發(fā)光元件。發(fā)光元件優(yōu)選通過例如板上芯片(chiponboard)方式而安裝于基板上。但 是，發(fā)光元件相對于基板的安裝方式并無特別限定。進(jìn)而，對于發(fā)光元件的數(shù)量也無特 別限制。 作為散熱構(gòu)件，包括所謂的散熱片(heat sink)、發(fā)光裝置的本體、盒體(case)或 蓋體(cover)之類的元件。亦即，散熱構(gòu)件是指與基板熱連接的具有導(dǎo)熱性的元件。按 壓構(gòu)件相對于散熱構(gòu)件而直接或間接地固定，且朝向散熱構(gòu)件來對基板彈性地施力。此 種按壓構(gòu)件例如可由具有彈性的不銹鋼(stainless steel)或磷青銅之類的金屬材料形成。基板例如可由氧化鋁、氮化鋁及氮化硅之類的陶瓷材料形成。但是，形成基板 的材料并不限定于指定的陶瓷材料。根據(jù)第2技術(shù)方案的發(fā)光裝置，按壓構(gòu)件對基板賦予朝向散熱構(gòu)件的荷重。按 壓構(gòu)件對基板所賦予的荷重被設(shè)定為200g 300g。第3技術(shù)方案的發(fā)光裝置更包括配置于基板的第2面上的供電端子。按壓構(gòu)件 通過與供電端子彈性地接觸而對基板賦予朝向散熱構(gòu)件的荷重。按壓構(gòu)件對基板所賦予 的荷重被設(shè)定為70g 300g。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)。為達(dá)到上述目 的，依據(jù)本發(fā)明的照明裝置，第4技術(shù)方案的照明裝置包括本體，包含散熱構(gòu)件；由 本體所支撐的如第1技術(shù)方案至第3技術(shù)方案中任一項所述的發(fā)光裝置；以及點燈裝置， 設(shè)于本體中，對發(fā)光裝置進(jìn)行點燈。此種照明裝置例如包括與白熾燈泡或燈泡型熒光燈 (lamp)具有互換性的LED燈、聚光燈(spotlight)及路燈之類的在室內(nèi)及室外使用的照明 用構(gòu)造體或顯示器(display)裝置等。根據(jù)第5技術(shù)方案的照明裝置，發(fā)光裝置的按壓構(gòu)件由金屬制的板簧構(gòu)成。板 簧具有固定于本體上的固定部、與基板的第2面彈性地接觸的按壓部、及跨及固定部與 按壓部之間的豎立部，且在板簧的豎立部與基板的外周面之間設(shè)有間隙。根據(jù)第6技術(shù)方案的照明裝置，發(fā)光裝置更包括配置于基板的第2面上的供電端 子。板簧的按壓部與供電端子彈性地接觸。根據(jù)第7技術(shù)方案的照明裝置，發(fā)光裝置更包括配置于基板的第2面上的供電端 子。發(fā)光裝置的按壓構(gòu)件包括由本體所支撐的托架(holder)及設(shè)于托架上且可彈性變形 的接觸元件，在托架與基板的外周面之間設(shè)有間隙。接觸元件通過與供電端子彈性地接 觸而對基板賦予荷重。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本發(fā) 明發(fā)光裝置及照明裝置至少具有下列優(yōu)點及有益效果根據(jù)本發(fā)明，陶瓷制的基板中難 以產(chǎn)生應(yīng)力，能夠防止基板的破裂。綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種發(fā)光裝置及照明裝置，該種發(fā)光裝置，難以在 陶瓷制的基板上產(chǎn)生應(yīng)力，從而能夠防止基板的破裂。發(fā)光裝置具備陶瓷制的基板、多 個發(fā)光元件及按壓構(gòu)件?；寰哂信c散熱構(gòu)件接觸的第1面、位于第1面的相反側(cè)的第 2面及跨及第1面的外周緣與第2面的外周緣之間的外周面。發(fā)光元件被安裝于基板的 第2面上。按壓構(gòu)件朝向散熱構(gòu)件來彈性地按壓基板，并且在按壓構(gòu)件與基板的外周面 之間設(shè)有間隙。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu) 點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1是本 發(fā)明第1實施方式的LED燈的立體圖。圖2是本發(fā)明第1實施方式的LED燈的剖視圖。圖3表示在第1實施方式中，在燈本體的支撐面之上安裝有發(fā)光裝置的狀態(tài)的立 體圖。圖4表示在第1實施方式中，在燈本體的支撐面之上安裝有發(fā)光裝置的狀態(tài)的平 面圖。圖5是第1實施方式中所用的按壓構(gòu)件的立體圖。圖6是第1實施方式中所用的按壓構(gòu)件的平面圖。圖7是第1實施方式中所用的按壓構(gòu)件的側(cè)視圖。圖8表示在第1實施方式中，發(fā)光裝置的基板與按壓構(gòu)件的位置關(guān)系的剖視圖。圖9是第2實施方式中所用的按壓構(gòu)件的平面圖。圖10表示在第3實施方式中，在燈本體的支撐面之上安裝有發(fā)光裝置的狀態(tài)的 立體圖。圖11表示在第3實施方式中，發(fā)光裝置的基板與按壓構(gòu)件的位置關(guān)系的剖視 圖。圖12表示在第4實施方式中，在燈本體的支撐面之上安裝有發(fā)光裝置的狀態(tài)的 立體圖。圖13表示在第4實施方式中，發(fā)光裝置的基板與按壓構(gòu)件的位置關(guān)系的剖視 圖。圖14表示在第5實施方式中，在燈本體的支撐面之上安裝有發(fā)光裝置的狀態(tài)的 立體圖。圖15表示在第5實施方式中，發(fā)光裝置的基板與連接器構(gòu)件的位置關(guān)系的剖視 圖。1 LED 燈2 本體(燈本體)3:燈罩3a:頂部4: E型的燈頭5 點燈裝置6 COB型的發(fā)光裝置7 散熱片8 第1凹部9 第2凹部9a:支撐面10 段部
11 開口部Ila 緣部12 反射環(huán)14:蓋體構(gòu)件14a 周壁14b 端壁15 突出部16 通孔17 夕卜殼18:眼孔端子19 絕緣底座20 凸緣部22 電路基板23 電路零件25 基板25a 第 1 面25b 第 2 面25c 外周面26 安裝區(qū)域27:配線圖案28 發(fā)光元件(發(fā)光二極管芯片)29 接合線30 密封材料31a、31b 供電端子32 連接器32a> 32b 包覆電線33、34、71、72:按壓構(gòu)件35、73a 固定部36 豎立部37 按壓部37a 前端緣部38、51a、51b 插通孔40 螺絲41 螺絲孔50 固定部50a 50d 第1邊至第4邊61a、61b、75、86 導(dǎo)線62a、62b 通孔73、81 托架
73b伸出部
74、82 接觸元件
76、87 前端部
80 連接器構(gòu)件
83 腳部
84 凹部
84a底面
84b內(nèi)周面
85 嵌合孔
g 間隙具體實施方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié) 合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的發(fā)光裝置及照明裝置其具體實施方式
、結(jié) 構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳 實施例的詳細(xì)說明中將可清楚的呈現(xiàn)。為了方便說明，在以下的實施例中，相同的元件 以相同的編號表示。
以下，參照圖1至圖8，對第1實施方式進(jìn)行說明。
圖1及圖2揭示了作為照明裝置之一例的燈泡型的LED燈1。LED燈1具備燈 本體2、燈罩(globe) 3、E型的燈頭4、點燈裝置5及COB (chip onboard)型的發(fā)光裝置 6。
燈本體2例如由鋁之類的導(dǎo)熱性良好的金屬材料構(gòu)成，且兼具作為散熱構(gòu)件的 功能。燈本體2為具有一端及另一端的大致圓柱狀。多個散熱片(fin) 7 —體地形成在燈 本體2的外周面上。散熱片7從燈本體2的外周面呈放射狀突出，并且，隨著從燈本體2 的一端向另一端的方向前進(jìn)，朝向沿著燈本體2的徑向的外側(cè)而凸出。其結(jié)果，燈本體 2的另一端形成為直徑大于燈本體2的一端。
如圖2所示，燈本體2具有第1凹部8及第2凹部9。第1凹部8位于燈本體2 的一端，從燈本體2的一端朝向另一端而凹陷。第2凹部9位于燈本體2的另一端，從燈 本體2的另一端朝向一端而凹陷。第2凹部9的底成為平坦(flat)的支撐面9a。進(jìn)而， 環(huán)(ring)狀的段部10設(shè)于燈本體2的另一端。段部10包圍第2凹部9，并且朝向燈本 體2的周圍開放。
燈罩3例如由具有光擴散性的玻璃(glass)或合成樹脂材料形成為大致半球形。 燈罩3具有球面狀的頂部3a及與頂部3a相對的開口部11。開口部11的直徑形成為小于 燈罩3的最大直徑。規(guī)定開口部11的燈罩3的緣部Ila向燈罩3的頂部3a的相反側(cè)而 突出，并嵌入至燈本體2的第2凹部9的內(nèi)側(cè)。其結(jié)果，燈罩3結(jié)合于燈本體2，并覆蓋 第2凹部9的支撐面如。
位于燈本體2的另一端的段部10是與燈罩3之中直徑最大的部分的外周部相 鄰。在段部10上安裝著反射環(huán)12。反射環(huán)12連接燈本體2的另一端的外周緣與燈罩3的外周部之間。
如圖2所示，在燈本體2的第1凹部8內(nèi)安裝著蓋體構(gòu)件14。蓋體構(gòu)件14例如 由聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，PET)樹脂之類的具有電絕緣性的材料構(gòu)成。蓋體構(gòu)件14具備圓筒狀的周壁Ha及端壁14b。
周壁Ha嵌入第1凹部8內(nèi)，并覆蓋第1凹部8的內(nèi)周面。周壁Ha具有從第1 凹部8突出到燈本體2之外的圓筒狀的突出部15。端壁14b堵塞周壁Ha的開口端，并 且覆蓋第1凹部8的底。進(jìn)而，蓋體構(gòu)件14的內(nèi)側(cè)的空間通過貫穿燈本體2的通孔16 而連通至燈本體2的支撐面9a。
燈頭4由螺入至燈座(lamp socket)內(nèi)的金屬制的外殼(shell) 17、和具有眼孔 (eyelet)端子18的絕緣底座(base) 19構(gòu)成。外殼17以從外側(cè)覆蓋該蓋體構(gòu)件14的突出 部15的方式而安裝在突出部15上。絕緣底座19碰抵到突出部15的開口端部而堵塞蓋 體構(gòu)件14的內(nèi)側(cè)的空間。
蓋體構(gòu)件14具有從突出部15的外周面凸出的凸緣(flange)部20。凸緣部20是 在突出部15的周方向上連續(xù)地設(shè)置著。凸緣部20介在于外殼17的開口端與燈本體2的 一端之間，使燈頭4與燈本體2之間電性絕緣。
點燈裝置5被收納于蓋體構(gòu)件14的內(nèi)側(cè)的空間并與燈頭4電性連接。點燈裝置 5具備四方的電路基板22和安裝在電路基板22上的晶體管(transistor)、電阻元件、恒壓 二極管、全波整流器及電容器(condenser)之類的多個電路零件23。電路基板22以沿著 燈本體2的軸向縱置的姿勢而配置在蓋體構(gòu)件14的內(nèi)側(cè)。
蓋體構(gòu)件14的內(nèi)側(cè)并不限于簡單地收納點燈裝置5的空間。例如，也可以在蓋 體構(gòu)件14的內(nèi)側(cè)的空間內(nèi)填充具有散熱性及絕緣性的填充材料。作為填充材料，例如可 以使用硅酮(silicone)系的樹脂材料。填充材料以覆蓋點燈裝置5的方式而介在于點燈裝 置5與蓋體構(gòu)件14之間。
如圖2所示，發(fā)光裝置6被用作LED燈1的光源。發(fā)光裝置6被安裝在燈本體 2的支撐面9a上并由燈罩3所覆蓋。如圖3及圖4所示，發(fā)光裝置6具備矩形狀的基板 25。基板25例如由氧化鋁或氮化鋁之類的白色系的陶瓷材料形成，并具有電絕緣性。
如圖3、圖4及圖8所示，基板25具有第1面25a、第2面2 及外周面25c。 第1面25a是與燈本體2的支撐面如相對的平坦的面。第2面2 位于第1面25a的相 反側(cè)，并構(gòu)成平坦的安裝面。外周面2 跨及第1面25a的外周緣與第2面25b的外周 緣之間，而沿著基板25的厚度方向來延伸。
基板25的第2面25b具有圖4及圖8所示的四方的安裝區(qū)域26。安裝區(qū)域沈 位于第2面25b的中央部。在安裝區(qū)域沈上形成著多個配線圖案(pattern) 27。配線圖 案27彼此存在著間隔而排列成矩陣(matrix)狀。
在安裝區(qū)域沈上配置著多個發(fā)光二極管芯片(chip)觀。第1實施方式中，使用 約100個發(fā)光二極管芯片觀。各發(fā)光二極管芯片觀使用硅酮系的粘合劑而粘合于安裝區(qū) 域沈上，并且以與配線圖案27相鄰的方式而規(guī)則性地并列著。
第1實施方式中，作為各發(fā)光二極管芯片觀，例如使用InGaN系的發(fā)光元件。 發(fā)光二極管芯片觀具備具有透光性的藍(lán)寶石(sapphire)基板；以及層疊于藍(lán)寶石基板 上并發(fā)出藍(lán)色的光的發(fā)光層。發(fā)光層是通過將η型氮化物半導(dǎo)體層、InGaN發(fā)光層和ρ型氮化物半導(dǎo)體層彼此層疊而構(gòu)成。
進(jìn)而，各發(fā)光二極管芯片觀具備對發(fā)光層供給電流的正(plus)側(cè)電極及負(fù) (minus)側(cè)電極。正側(cè)電極具有在ρ型氮化物半導(dǎo)體層上形成的ρ型電極焊墊(pad)。負(fù) 側(cè)電極具有在η型氮化物半導(dǎo)體層上形成的η型電極焊墊。
正側(cè)電極及負(fù)側(cè)電極分別經(jīng)由接合線(bonding wire)四而電性連接于相鄰的配線 圖案27。第1實施方式中，使用金線來作為接合線四。與此同時，為了提高接合線四 的安裝強度及降低發(fā)光二極管芯片觀的損傷，接合線四分別經(jīng)由以Au為主成分的凸塊 (bump)而連接于正側(cè)電極、負(fù)側(cè)電極及配線圖案27。
配線圖案27及發(fā)光二極管芯片觀由密封材料30所覆蓋密封材料30例如由環(huán)氧 (epoxy)樹脂或硅酮樹脂之類的具有透光性的透明或半透明的樹脂材料構(gòu)成。密封材料30 含有熒光體。作為熒光體，使用受到發(fā)光二極管芯片觀發(fā)出的藍(lán)色的光激發(fā)而放射出黃 色的光的黃色熒光體。
如圖3所示，在基板25的第2面2 上配置著一對供電端子31a、31b。供電端 子31a、31b設(shè)置在偏離安裝區(qū)域沈的位置上，并且與配線圖案27電性連接。進(jìn)而，在 供電端子31a、31b上焊接著連接器(connector) 32。連接器32經(jīng)由穿過所述通孔16的包 覆電線32a、32b而電性連接于點燈裝置5。
如圖3及圖4所示，在燈本體2的支撐面如上安裝著一對按壓構(gòu)件33、34。按 壓構(gòu)件33、34在中間夾著基板25的安裝區(qū)域沈的兩處，將發(fā)光裝置6彈性地支撐于燈 本體2的支撐面9a上。按壓構(gòu)件33、34具有彼此共用的構(gòu)成，因此以其中一個按壓構(gòu) 件33為代表來進(jìn)行說明。
按壓構(gòu)件33例如由將厚度為0.3mm的不銹鋼板彎折成臺階狀的板簧構(gòu)成。具體 而言，如圖5至圖7所示，按壓構(gòu)件33具有固定部35、豎立部36及按壓部37。固定部 35為平坦的四方板狀，在其中央部具有插通孔38。豎立部36從固定部35的一邊大致垂 直地豎立著。豎立部36的高度大于基板25的厚度。按壓部37為平坦的四方板狀，從 豎立部36的突出端朝向固定部35的相反側(cè)而延伸。進(jìn)而，按壓部37隨著由豎立部36 遠(yuǎn)離而朝下傾斜，可將豎立部36的突出端作為支點而彈性變形。
如圖8中最清楚地表示，按壓構(gòu)件33的固定部35經(jīng)由螺絲40而固定于燈本體 2的支撐面如上。螺絲40貫穿固定部35的插通孔38而螺入支撐面如上所設(shè)的螺絲孔 41內(nèi)。其結(jié)果，按壓構(gòu)件33的豎立部36與基板25的外周面2 相對，并且按壓構(gòu)件 33的按壓部37凸出至基板25的第2面25b的外周部之上。
在將按壓構(gòu)件33固定于支撐面9a的狀態(tài)下，按壓部37的前端緣部37a與基板 25的第2面2 彈性地接觸。換言之，按壓部37對基板25賦予朝向支撐面如來彈性地 按壓基板25的第1面25a的荷重。借此，基板25的第1面25a被按壓于支撐面9a，且 發(fā)光裝置6彈性地保持燈本體2。與此同時，發(fā)光裝置6的基板25與燈本體2的支撐面 9a熱連接。
于第1實施方式中，為了使得基板25與燈本體2之間的熱連接更為確實，較為 理想的是在基板25的第1面25a與燈本體2的支撐面9a之間填充導(dǎo)熱性潤滑油(grease)。
進(jìn)而，根據(jù)第1實施方式，在將按壓構(gòu)件33固定于支撐面9a的狀態(tài)下，跨及固 定部35與按壓部37之間的豎立部36遠(yuǎn)離基板25的外周面25c。換言之，在按壓構(gòu)件33的豎立部36與基板25的外周面2 之間形成著例如0.5mm左右的間隙g。間隙g作 為允許固定在支撐面9a上的按壓構(gòu)件33與基板25之間的相對移動的、所謂游隙來發(fā)揮作用。
此種LED燈1中，通過點燈裝置5來對發(fā)光裝置6施加電壓。其結(jié)果，基板25 之上的發(fā)光二極管芯片觀一齊發(fā)光。發(fā)光二極管芯片觀所發(fā)出的藍(lán)色的光入射至密封 材料30。入射至密封材料30的藍(lán)色的光的一部分被黃色熒光體吸收。剩余的藍(lán)色的光 不被黃色熒光體吸收而透過密封材料30。
吸收了藍(lán)色的光的黃色熒光體受到激發(fā)而發(fā)出黃色的光。黃色的光透過密封材 料30。其結(jié)果，黃色的光與藍(lán)色的光在密封材料30的內(nèi)部彼此混合而成為白色光。白 色光從密封材料30朝向燈罩3而放射，并且透過燈罩3而供照明用途。透過燈罩3中直 徑最大的部分而朝向燈本體2的方向的光由反射環(huán)12所反射后，被導(dǎo)向應(yīng)將光導(dǎo)出的方 向。
在發(fā)光二極管芯片觀的發(fā)光時，發(fā)光二極管芯片觀所發(fā)出的熱從基板25傳遞 至燈本體2的支撐面9a。傳遞至燈本體2的熱從散熱片7散發(fā)到LED燈1之外。
其結(jié)果，發(fā)光二極管芯片觀的散熱性得到提高，從而能夠抑制發(fā)光二極管芯片 28的過熱而良好地維持發(fā)光效率。
根據(jù)第1實施方式，因發(fā)光二極管芯片觀所發(fā)出的熱，使陶瓷制的基板25、燈 本體2及按壓構(gòu)件33、34受到加熱。于是，基板25、燈本體2及按壓構(gòu)件33、34伴隨 材質(zhì)的差異而使熱膨脹率產(chǎn)生差異，因此支撐在支撐面9a上的基板25有可能會產(chǎn)生其厚 度方向及沿著支撐面如的方向的應(yīng)力。
然而，將基板25按壓于支撐面9a的按壓構(gòu)件33、34的按壓部37可在基板25 的厚度方向上發(fā)生彈性變形。因此，可以通過按壓部37的彈性來吸收沿著基板25的厚 度方向的應(yīng)力。
除此以外，按壓構(gòu)件33、34的豎立部36遠(yuǎn)離基板25的外周面25c，且在所述豎 立部36與基板25的外周面2 之間確保了間隙g。其結(jié)果，即使在基板25產(chǎn)生沿著支 撐面如的方向的應(yīng)力的情況下，也能夠通過間隙g的存在來吸收該應(yīng)力。亦即，間隙g 作為用于吸收基板25上產(chǎn)生的應(yīng)力的游隙來發(fā)揮作用。
因此，在LED燈1的使用中，能夠消除陶瓷制的基板25發(fā)生破裂等的問題。
本發(fā)明者進(jìn)行了實驗，以調(diào)查在使從按壓構(gòu)件33、34賦予基板25的荷重發(fā)生變 化時，基板25與支撐面9a之間的熱電阻比及基板25發(fā)生破裂的比例。
該實驗中，使用了氧化鋁(alumina)的含有率為96%的陶瓷制的基板。進(jìn)而， 作為按壓構(gòu)件33、34，使用了經(jīng)過40000小時使用時的彈性的變化率在按壓構(gòu)件33、34 的溫度是90°C時為88%、120°C時為84%、150°C時為78%的不銹鋼。
進(jìn)而，該實驗中，準(zhǔn)備相當(dāng)于利用螺絲來將基板完全固定于支撐面的先前例的 LED燈、以及相對于支撐面來彈性地支撐基板的實驗例1 實驗例5的LED燈。實驗例 1中，將對基板彈性地賦予的荷重設(shè)為150g。實驗例2中，將對基板彈性地賦予的荷重 設(shè)為200g。實驗例3中，將對基板彈性地賦予的荷重設(shè)為250g。實驗例4中，將對基 板彈性地賦予的荷重設(shè)為300g。實驗例5中，將對基板彈性地賦予的荷重設(shè)為350g。
下述表1表示在先前例及實驗例1 實驗例5中，分別顯示出調(diào)查熱電阻比、基板發(fā)生破裂的比例的結(jié)果。實驗例1 實驗例5的熱電阻比是利用將先前例的熱電阻比 設(shè)為100%時的值來進(jìn)行評價。
[表1]
先前例實驗例1實驗例2實驗例3實驗例4實驗例5支撐方法螺絲固定彈性支撐彈性支撐彈性支撐彈性支撐彈性支撐荷重(g)完全固定150200250300350熱電阻比(%)10014012011010090破裂發(fā)生率(%)20OO0010
由表1可明確的是，在先前例中，基板破裂的發(fā)生概率為20%。另一方面，實 驗例1 實驗例5中可知，隨著對基板施加的荷重增加，熱電阻比下降，從基板向燈本體 的熱傳導(dǎo)變得良好。然而，已明確的是，當(dāng)對基板賦予的荷重達(dá)到350g時，基板破裂的 發(fā)生概率為10%。
因此，根據(jù)表1所示的結(jié)果得到下述結(jié)論為了使從基板向燈本體的熱傳導(dǎo)變 得良好，較為理想的是將對基板賦予的荷重設(shè)定為200g 300g。進(jìn)而，已明確的是，只 要將對基板賦予的荷重設(shè)定為200g 300g，就能夠同時消除基板的破裂，從而能夠?qū)⒒?板穩(wěn)定地保持于燈本體的支撐面上。
與此同時，已明確的是，即使在LED燈經(jīng)過40000小時使用的狀態(tài)下，直至按 壓構(gòu)件的溫度達(dá)到120°C為止，從按壓構(gòu)件對基板賦予的荷重仍能確保約85%，從按壓 構(gòu)件對基板賦予的荷重的變化少。
圖9揭示了第2實施方式。
第2實施方式與所述第1實施方式的不同之處在于對發(fā)光裝置的基板賦予荷重的 按壓構(gòu)件33、34的構(gòu)成。按壓構(gòu)件33、34以外的構(gòu)成與所述第1實施方式相同。
根據(jù)第2實施方式，按壓構(gòu)件33、34具備成為共用的構(gòu)成元件的固定部50。固 定部50為四方的框，具有第1邊至第4邊50a、50b、50c、50d。第1邊50a與第3邊 50c彼此存在間隔而平行地配置著。同樣地，第2邊50b與第4邊50d彼此存在間隔而平 行地配置著。因此，固定部50以利用第1邊至第4邊50a、50b、50c、50d來包圍發(fā)光 裝置6的基板25的方式而置于燈本體2的支撐面9a之上。
其中一按壓構(gòu)件33的豎立部36及按壓部37 —體地形成于第1邊50a上。按壓 部37從第1邊50a的中央朝向第3邊50c而凸出。第1邊50a在與按壓構(gòu)件33對應(yīng)的 位置上具有插通孔51a。
另一按壓構(gòu)件34的豎立部36及按壓部37 —體地形成于第3邊50c上。按壓部 37從第3邊50c的中央朝向第1邊50a而凸出。第3邊50c在與按壓構(gòu)件34對應(yīng)的位置 上具有插通孔51b。
固定部50通過將穿過插通孔51a、51b的螺絲螺入至支撐面如而固定于支撐面如上。在將固定部50固定于支撐面如的狀態(tài)下，在固定部50的第1邊至第4邊50a、 50b、50c、50d與基板25的外周面2 之間形成有間隙g。
根據(jù)第2實施方式，一對按壓構(gòu)件33、34通過固定部50來連結(jié)并彼此一體化。 因此，能夠?qū)⒁粚Π磯簶?gòu)件33、34同時安裝于燈本體2的支撐面9a上，從而安裝作業(yè)變 得容易。除此以外，由于一對按壓構(gòu)件33、34成為一體構(gòu)造物，因此能夠簡化零件的管理。
圖10及圖11揭示了第3實施方式。
第3實施方式與所述第1實施方式的不同之處在于，使按壓構(gòu)件33、34兼具作 為通電用的連接器的功能。燈本體2及發(fā)光裝置6的基本構(gòu)成與第1實施方式相同。因 此，在第3實施方式中，對于與第1實施方式相同的構(gòu)成部分，標(biāo)注相同的參照符號并省 略其說明。
如圖10所示，一對供電端子31a、31b以在中間夾著基板25的安裝區(qū)域沈的方 式而配置于基板25的第2面25b之上。換言之，供電端子31a、31b在與按壓構(gòu)件33、 ；34的按壓部37對應(yīng)的位置處露出于基板25的第2面25b之上。供電端子31a、31b較為 理想的是由金屬鍍敷層所包覆。
第2實施方式中，按壓部37的前端緣部37a與供電端子31a、31b彈性地接觸。 因此，按壓構(gòu)件33、34從供電端子31a、31b對基板25賦予朝向支撐面如來彈性地按壓 基板25的第1面25a的荷重。
進(jìn)而，一對導(dǎo)線(lead)61a、61b經(jīng)由螺絲40而連接于按壓構(gòu)件33、；34的固定部 35。導(dǎo)線61a、61b通過燈本體2的支撐面9a上開口的一對通孔62a、62b而導(dǎo)引至燈頭 的內(nèi)側(cè)，并且電性連接于點燈裝置。
作為按壓構(gòu)件33、34的材料，較為理想的是使用例如電傳導(dǎo)度比不銹鋼高的磷 青銅，并且磷青銅的表面由與供電端子31a、31b同樣的金屬鍍敷層所包覆。例如，若對 供電端子31a、31b的表面實施有鍍銀，則可對構(gòu)成按壓構(gòu)件33、34的磷青銅的表面實施 鍍銀。
在第3實施方式中，本發(fā)明者使從按壓構(gòu)件33、34對供電端子31a、31b賦予的 荷重發(fā)生變化，以驗證按壓構(gòu)件33、34的按壓部37與供電端子31a、31b的接觸部分的 接觸狀況。具體而言，使從按壓部37對供電端子31a、31b賦予的荷重在50g 200g之 間階梯式地變化，來調(diào)查荷重為50g、70g、100g、150g、200g時的按壓部37與供電端子 31a、31b的接觸狀況。
結(jié)果已判明，當(dāng)從按壓構(gòu)件33、34對供電端子31a、31b賦予的荷重為50g時， 按壓部37無法去除覆蓋供電端子31a、31b的氧化皮膜，從而會發(fā)生接觸不良?？紤]其 理由是因為按壓部37對供電端子31a、31b的接觸壓力不足。
因此得出下述結(jié)論為了適當(dāng)?shù)鼐S持按壓構(gòu)件33、34的按壓部37與供電端子 31a、31b之間的接觸狀態(tài)，較為理想的是將從按壓部37對供電端子31a、31b賦予的荷重 設(shè)為70g 200g。
進(jìn)而，當(dāng)將發(fā)光裝置6用作例如易受振動的道路用照明裝置或車輛用照明裝置 的光源時，較為理想的是將從按壓部37對供電端子31a、31b賦予的荷重設(shè)為200g 300go
借此，能夠充分確保按37與供電端子31a、31b之間的接觸壓力，以抵消對發(fā)光 裝置6施加的振動。因而，既能夠?qū)Π磯簶?gòu)件33、34附加穩(wěn)定的觸點功能，還能夠?qū)⒒?板25牢固地保持于燈本體2的支撐面9a上。除此以外，根據(jù)第 3實施方式，不需要焊接在供電端子31a、31b上的專用連接 器。其結(jié)果，發(fā)光裝置6不會受到因焊接造成的熱影響，能夠在發(fā)光二極管芯片28所允 許的接合(junction)溫度下使用發(fā)光裝置6。圖12及圖13揭示了本發(fā)明的第4實施方式。第4實施方式與所述第3實施方式的不同之處在于，將發(fā)光裝置6的基板25保 持于燈本體2的支撐面9a的構(gòu)成。燈本體2及發(fā)光裝置6的基本構(gòu)成與第3實施方式相 同。因此，在第4實施方式中，對于與第3實施方式相同的構(gòu)成部分，標(biāo)注相同的參照 符號并省略其說明。如圖12所示，一對供電端子31a、31b以位于基板25的對角線上的方式而從基 板25的安裝區(qū)域26導(dǎo)出。換言之，供電端子31a、31b從基板25的安裝區(qū)域26朝向基 板25的彼此相對的兩個角部而逆向地延伸。在燈本體2的支撐面9a上安裝著一對按壓構(gòu)件71、72。按壓構(gòu)件71、72在與 供電端子31a、31b對應(yīng)的位置處，將發(fā)光裝置6彈性地支撐于燈本體2的支撐面9上。 由于按壓構(gòu)件71、72具有彼此共用的構(gòu)成，因此以其中一按壓構(gòu)件71為代表來進(jìn)行說明。如圖13所示，按壓構(gòu)件71具備合成樹脂制的托架73及支撐在托架73的內(nèi)部的 接觸元件74。托架73具備固定在燈本體2的支撐面9a上的固定部73a及從固定部73a 的前端凸出到基板25的角部之上的伸出部73b。伸出部73b與基板25的第2面25b及供 電端子31a相對。接觸元件74例如由磷青銅或科森(corson)系合金形成。接觸元件74經(jīng)由導(dǎo)線 75而電性連接于點燈裝置。進(jìn)而，接觸元件74具有可彈性變形的前端部76。前端部76 從托架73的伸出部73b朝向基板25而凸出，并且與供電端子31a彈性地接觸。因此，接觸元件74從供電端子31a對基板25賦予朝向支撐面9a來彈性地按壓 基板25的第1面25a的荷重。借此，發(fā)光裝置6彈性地保持在燈本體2上，并且接觸元 件74電性連接于供電端子31a。進(jìn)而，在發(fā)光裝置6經(jīng)由按壓構(gòu)件71而固定于支撐面9a之上的狀態(tài)下，托架73 的固定部73a遠(yuǎn)離基板25的外周面25c。因此，在固定部73a與基板25的外周面25c之 間確保了間隙g。在第4實施方式中，從接觸元件74對供電端子31a賦予的荷重優(yōu)選與所述第3 實施方式同樣地設(shè)為70g 200g。與此同時，在對接觸元件74與供電端子31a之間的 接觸部分施加了振動的照明裝置中，可將從接觸元件74對供電端子31a賦予的荷重設(shè)為 200g 300g。根據(jù)此構(gòu)成，既能夠?qū)Π磯簶?gòu)件71的接觸元件74附加穩(wěn)定的觸點功能， 還能夠?qū)⒒?5牢固地保持于燈本體2的支撐面9a。根據(jù)第4實施方式，供電端子31a、31b從基板25的中央的安裝區(qū)域26朝向基板 25的彼此相對的一對角部而延伸。換言之，供電端子31a、31b將安裝區(qū)域26夾在中間 而位于基板25的對角線上，因此能夠充分確保供電端子31a、31b之間的絕緣距離。因此，能夠防止電子遷移(migration)的發(fā)生，能夠避免基板25的絕緣劣化。圖14及圖15揭示了本發(fā)明的第5實施方式。第5實施方式中，使用按壓構(gòu)件33及連接器構(gòu)件80來將發(fā)光裝置6保持于燈 本體2的支撐面9a。燈本體2、發(fā)光裝置6及按壓構(gòu)件33的基本構(gòu)成與第1實施方式相 同。因此，在第5實施方式中，對于與第1實施方式相同的構(gòu)成部分，標(biāo)注相同的參照 符號并省略其說明。如圖14所示，一對供電端子31a、31b從基板 25的中央的安裝區(qū)域26朝向按壓 構(gòu)件33的相反側(cè)而導(dǎo)出。因此，供電端子31a、31b以露出于基板25的第2面25b的外 周部的方式，而彼此存在間隔地平行配置著。連接器構(gòu)件80在與供電端子31a、31b對應(yīng)的位置處安裝于基板25上。如圖15 所示，連接器構(gòu)件80具備合成樹脂制的托架81和由托架81所支撐的一對接觸元件82(僅 圖示了其中一者)。托架81具備腳部83和凹部84。腳部83從支撐面9a的上方嵌合于支撐面9a上 開口的嵌合孔85。凹部84以讓基板25的外周部進(jìn)入的方式而在托架81的周面上形成開各接觸元件82例如由磷青銅或科森系合金形成。接觸元件82彼此存在間隔地 并列著，并且分別經(jīng)由導(dǎo)線86而電性連接于點燈裝置。各接觸元件82具有可彈性變形 的前端部87。前端部87凸出至托架81的凹部84內(nèi)，并且與凹部84的底面84a相對。連接器構(gòu)件80通過將基板25的外周部插入托架81的凹部84內(nèi)而保持在發(fā)光 裝置6上。當(dāng)將基板25的外周部插入凹部84內(nèi)時，接觸元件82的前端部87與供電端 子31a、31b彈性地接觸。其結(jié)果，接觸元件82電性連接于供電端子31a、31b。與此同 時，基板25的第1面25a的外周部被按壓于凹部84的底面84a，基板25被保持于連接器 構(gòu)件80上。在基板25被保持于連接器構(gòu)件80的狀態(tài)下，凹部84的內(nèi)周面84b遠(yuǎn)離基板25
的外周面25c。因此，在凹部84的內(nèi)周面84b與基板25的外周面25c之間確保了間隙 g°與基板25成一體化的連接器構(gòu)件80通過將腳部83嵌入燈本體2的嵌合孔85內(nèi) 而載置于支撐面9a之上。在此狀態(tài)下，按壓構(gòu)件33的固定部35利用螺絲40而固定在 支撐面9a之上。其結(jié)果，按壓構(gòu)件33的按壓部37的前端緣部37a與基板25的第2面25b彈性 地接觸。按壓部37對基板25賦予朝向支撐面9a來彈性地按壓基板25的第1面25a的 荷重。借此，基板25的第1面25a被按壓于支撐面9a，發(fā)光裝置6及連接器構(gòu)件80彈 性地保持在燈本體2上。在第5實施方式中，較為理想的是，按壓構(gòu)件33對基板25賦予的荷重與所述第 1實施方式同樣地設(shè)定為200g 300g。進(jìn)而，從連接器構(gòu)件80的接觸元件82對供電端 子31a賦予的荷重優(yōu)選與所述第3實施方式同樣地設(shè)為70g 200g。與此同時，在對接 觸元件82與供電端子31a之間的接觸部分施加了振動的照明裝置中，可將從接觸元件82 對供電端子31a賦予的荷重設(shè)為200g 300g。根據(jù)第5實施方式，能夠使連接器構(gòu)件80的接觸元件82以穩(wěn)定的狀態(tài)來與供電端子31a接觸。進(jìn)而，能夠?qū)l(fā)光裝置5的基板25牢固地保持于燈本體2的支撐面9a。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限 制，雖然本發(fā) 明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè) 的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許 更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā) 明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技 術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，其特征在于包括陶瓷制的基板，具有與散熱構(gòu)件接觸的第1面、位于第1面的相反側(cè)的第2面及跨及 第1面的外周緣與第2面的外周緣之間的外周面；多個發(fā)光元件，安裝于所述基板的第2面上；以及按壓構(gòu)件，朝向所述散熱構(gòu)件來彈性地按壓所述基板，并且在與所述基板的所述外 周面之間設(shè)有間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于其中所述的按壓構(gòu)件對所述基板賦予 朝向所述散熱構(gòu)件的荷重，并且對所述基板賦予的荷重被設(shè)定為200g 300g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其特征在于其中更包括配置于所述基板的所述第 2面上的供電端子，所述按壓構(gòu)件藉由與所述供電端子彈性地接觸而對所述基板賦予朝向 所述散熱構(gòu)件的荷重，并且對所述基板賦予的荷重被設(shè)定為70g 300g。
4.一種照明裝置，其特征在于包括本體，包含散熱構(gòu)件；由所述本體所支撐的如權(quán)利要求1至3中任一項所述的發(fā)光裝置；以及點燈裝置，設(shè)于所述本體中，對所述發(fā)光裝置進(jìn)行點燈。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明裝置，其特征在于其中所述的發(fā)光裝置的所述按壓構(gòu)件 是金屬制的板簧，所述板簧具有固定于所述本體上的固定部、與所述基板的第2面彈性 地接觸的按壓部、及跨及所述固定部與所述按壓部之間的豎立部，在所述豎立部與所述 基板的外周面之間設(shè)有所述間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的照明裝置，其特征在于其中所述的發(fā)光裝置更包括配置于所 述基板的所述第2面上的供電端子，所述板簧的所述按壓部是與所述供電端子彈性地接 觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的照明裝置，其特征在于其中所述的發(fā)光裝置更包括配置于所 述基板的第2面上的供電端子，所述發(fā)光裝置的所述按壓構(gòu)件包含由所述本體所支撐的 托架及設(shè)于所述托架上且可彈性變形的接觸元件，在所述托架與所述基板的所述外周面之間設(shè)有所述間隙，并且所述接觸元件通過與 所述供電端子彈性地接觸而對所述基板賦予荷重。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種發(fā)光裝置及照明裝置，該種發(fā)光裝置，難以在陶瓷制的基板上產(chǎn)生應(yīng)力，從而能夠防止基板的破裂。發(fā)光裝置具備陶瓷制的基板(25)、多個發(fā)光元件(28)及按壓構(gòu)件(33、34)?；?25)具有與散熱構(gòu)件(2)接觸的第1面(25a)、位于第1面(25a)的相反側(cè)的第2面(25b)及跨及第1面(25a)的外周緣與第2面(25b)的外周緣之間的外周面(25c)。發(fā)光元件(28)被安裝于基板(25)的第2面(25b)上。按壓構(gòu)件(33、34)朝向散熱構(gòu)件(2)來彈性地按壓基板(25)，并且在按壓構(gòu)件(33、34)與基板(25)的外周面(25c)之間設(shè)有間隙(g)。本發(fā)明能夠防止陶瓷制的基板的破損的發(fā)光裝置及照明裝置，非常適于實用。
文檔編號F21S2/00GK102022640SQ20101027930
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月14日
發(fā)明者小柳津剛, 山口康則, 川島淨(jìng)子, 武井春樹 申請人:東芝照明技術(shù)株式會社, 株式會社東芝