半導体発光装置の組み込み構造
【課題】
ＬＥＤ発光装置を実装基板へ組み込む場合において、組み込み性が良く、またＬＥＤ発光装置の交換が可能で、さらに薄型化が可能な組み込み構造が望まれていた。
【解決手段】
発光素子基板２に半導体発光素子１を実装し、その発光素子基板２が接続電極３ａ，３ｂを備えた半導体発光装置の組み込み構造において、枠体５が発光素子基板２の外形を位置規制すると共に、その枠体５に一体的に形成された圧接バネ６により発光素子基板２の接続電極３ａ，３ｂを押圧して、発光素子基板３ａ，３ｂの固定と電気的接続を行う。
ＬＥＤ発光装置を実装基板へ組み込む場合において、組み込み性が良く、またＬＥＤ発光装置の交換が可能で、さらに薄型化が可能な組み込み構造が望まれていた。
【解決手段】
発光素子基板２に半導体発光素子１を実装し、その発光素子基板２が接続電極３ａ，３ｂを備えた半導体発光装置の組み込み構造において、枠体５が発光素子基板２の外形を位置規制すると共に、その枠体５に一体的に形成された圧接バネ６により発光素子基板２の接続電極３ａ，３ｂを押圧して、発光素子基板３ａ，３ｂの固定と電気的接続を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体発光装置の組み込み構造に関し、特に押圧固定用のバネを備えた枠体を用いることにより、組み込みが容易で、交換が可能な半導体発光装置の組み込み構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（以後ＬＥＤと略記する）は半導発光体素子であるため、長寿命で優れた駆動特性を有し、さらに小型で発光効率が良く、鮮やかな発光色を有することから、カラー表示装置のバックライトや照明等に広く利用されるようになってきた。本実施形態においても半導体発光装置としてＬＥＤ発光装置を事例として説明する。
【０００３】
特に近年、組み込みが容易で、交換が可能な半導体発光装置の組み込み構造が要求されており、携帯機器に組み込まれるＬＥＤ発光装置の実装構造にも、この組み込みが容易で、交換が可能な組み込み構造の要望が強い。このような要望に答える対策としてＬＥＤ発光装置を実装基板に固定するのに、バネ接続やバネ固定、またはネジ固定により行う組み込み構造の提案がなされている（例えば引用文献１参照）。
【０００４】
以下引用文献１に記載された従来のＬＥＤ発光装置の組み込み構造に付いて説明する。引用文献１の図４を図１７に再掲示する。なお、発明の趣旨を変えない範囲で、従来技術の部品名と本発明の部品名とを一致させて、対比を明確にしている。
【０００５】
引用文献１におけるＬＥＤ発光装置の組み込み構造は、例えば図１７に示す如く、実装基板６０（ベース部材）の表面に設けた駆動電極７１（給電用導電膜）と、接続電極５１３を備えたＬＥＤ発光装置５１（ＬＥＤ素子）と、ＬＥＤ発光装置５１を位置決めし、実装基板６０に押圧固定する手段（ケース５２とカバー５３）と、ＬＥＤ発光装置５１の接続電極５１３と実装基板６０の駆動電極７１との間に介在されて両者に弾接する接点部材５４とを備えることによって、半田を用いることなく実装基板６０に対するＬＥＤ発光装置５１の組み込みを行っている。
【０００６】
そして、実装基板６０に対するＬＥＤ発光装置５１の固定構造としては図１７（ａ）に示す如くＬＥＤを位置決めする枠体５２（ケース）を実装基板６０にネジ５０で固定した上で、図１７（ｂ）に示す如く枠体５２にＬＥＤ発光装置５１を装填し、その枠体５２に設けた係止片５２３によってカバー５３を係止して固定している。このとき実装基板６０に対しＬＥＤ発光装置５１を固定する押圧力は、ＬＥＤ発光装置５１の接続電極５１３と実装基板６０の駆動電極７１との間に介在された接点部材５４のバネ力である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２９５３６９号公報（図４参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
次に引用文献１に示すＬＥＤ発光装置の組み込み構造の問題点を説明する。
まずＬＥＤ発光装置５１の位置決め構造は、実装基板６０に押圧固定する手段としてケース５２（枠体）とカバー５３とバネ性の接点部材５４との３体構成となっているため、部品点数が多くなって組み立て性が悪くなると同時に、部品点数の増加によるコストアップが問題となる。
【０００９】
さらに、ＬＥＤ発光装置５１と実装基板６０との間にバネ性の接点部材５４を配設する構造であるため、ＬＥＤ発光装置５１の発熱が実装基板６０側に伝わり難く、ＬＥＤ発光装置５１の放熱特性の悪さによる発光量の低下、及びＬＥＤ発光装置５１の短命化の問題もある。
【００１０】
本発明の目的は上記問題点を解決しようとするものであり、ＬＥＤ発光装置の実装基板に対する組み込みを、部品点数の少ない押圧固定手段によって行うことにより、組み立て性及び放熱性が良く、同時に部品点数の少ないＬＥＤ発光装置の組み込み構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため本発明においては、半導体発光素子と該半導体発光素子を実装する発光素子基板と該発光素子基板に形成された接続電極を備える半導体発光装置を実装基板に組み込む半導体発光素子の組み込み構造において、前記実装基板と、圧接バネを備えた枠体とよりなり、前記実装基板に固定した枠体に前記半導体発光装置を組み込むことによって、前記枠体が前記発光素子基板の外形を位置規制すると共に、前記圧接バネが前記発光素子基板の前記接続電極を押圧して、前記発光素子基板の固定と電気的接続を行うことを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、ＬＥＤ発光装置の実装基板に対する位置決め固定を、圧接バネを備えた１個の枠体のみで行うことができるため、極めて組み込み性が良いＬＥＤ発光装置の組み込み構造を提供できる。また、実装基板に対して発光素子基板を押圧して密着させるため、ＬＥＤの発熱をＬＥＤ発光装置を介して実装基板側に放熱させることができるため、放熱特性の改善が期待できる。
【００１３】
前記圧接バネは前記枠体の外側と内側とに貫通した形状を有し、前記枠体の外側に突出した部分は、前記実装基板に設けられた駆動電極に固定される固定電極であり、前記枠体の内側に突出した部分は、前記発光素子基板の接続電極を押圧する圧接バネ部であると良い。
【００１４】
前記枠体は矩形形状を有し、該矩形形状の対向する２辺に前記圧接バネを有すると良い。
【００１５】
前記枠体は、前記半導体発光装置を組み込むときに、前記圧接バネ部を退避させる逃げ溝を有すると良い。
【００１６】
前記枠体は圧接バネを有さない１辺を開放端とするコ字形状を有し、該開放端より前記半導体発光装置の組み込み、及び前記半導体発光装置の取り外しを行うと良い。
【００１７】
上記構成によれば、半導体発光装置が故障した場合の交換性が極めて良くなる。
【００１８】
前記枠体は放熱シート部材の位置決め機能をさらに有し、該枠体に、該放熱シート部材と前記発光素子基板を積層して位置決めすると良い。
【００１９】
上記構成によれば、さらに実装基板に対して放熱シートを介して発光素子基板を押圧して密着させるため、ＬＥＤの発熱を実装基板側に放熱させる効果が高くなり、良好な放熱特性の改善が期待できる。
【００２０】
前記放熱シートが厚み方向にのみ導電性を有しても良い。
【発明の効果】
【００２１】
上記の如く本発明によれば、ＬＥＤ発光装置の実装基板に対する位置決め固定を、圧接バネを備えた１個の枠体のみで行うことができるため、極めて組み込み性が良いＬＥＤ発光装置の組み込み構造を提供できる。また、実装基板に対して発光素子基板を押圧して密着させるため、ＬＥＤの発熱を実装基板側に放熱させることができるため、放熱特性の改善が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明におけるＬＥＤ発光装置の平面図である。
【図２】図１に示すＬＥＤ発光装置のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置と組み込み部材の分解平面図であり、（ａ）はＬＥＤ発光装置、（ｂ）は放熱シート、（ｃ）は枠体である。
【図４】本発明の第１実施形態においてＬＥＤ発光装置を実装基板に組み込んだ状態を示す平面図である。
【図５】図４に示すＬＥＤ発光装置のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図５に示す圧接バネの構成及び動作を示す断面図であり、（ａ）は圧接バネの断面図、（ｂ）は枠体にＬＥＤ発光装置を組み込む途中の部分断面図、（ｃ）はＬＥＤ発光装置を組み込んだ完成状態の部分断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態においてＬＥＤ発光装置を実装基板に組み込んだ状態を示す平面図である。
【図８】図７に示すＬＥＤ発光装置のＡ−Ａ断面図である。
【図９】図７に示すＬＥＤ発光装置の組み込み状態を示す平面図である。
【図１０】図８に示す圧接バネの構成及び動作を示す断面図であり、（ａ）は圧接バネの断面図、（ｂ）は枠体にＬＥＤ発光装置を組み込む途中の部分断面図、（ｃ）はＬＥＤ発光装置の組み込み完成状態の部分断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態における枠体の平面図である。
【図１２】図１１に示す枠体のＡ−Ａ断面図である。
【図１３】図１１に示す枠体のＢ−Ｂ断面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態におけるＬＥＤ発光装置の平面図である。
【図１５】図１４に示すＬＥＤ発光装置のＡ−Ａ断面図である。
【図１６】本発明の第４実施形態においてＬＥＤ発光装置を実装基板に組み込んだ状態を示す断面図である。
【図１７】従来のＬＥＤ発光装置の組み込み構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態の説明）
以下図面により、本発明の実施の形態を説明する。図１〜図６は本発明の第１実施形態を示し、図１は本発明におけるＬＥＤ発光装置の平面図、図２は図１に示すＬＥＤ発光装置のＡ−Ａ断面図、図３は図１に示すＬＥＤ発光装置と組み込み部材の分解平面図であり、（ａ）はＬＥＤ発光装置、（ｂ）は放熱シート、（ｃ）は枠体である。図４は図１に示すＬＥＤ発光装置を実装基板に組み込んだ状態を示す平面図、図５は図４のＡ−Ａ断面図、図６は図５に示す圧接バネの構成及び動作を示す断面図及び部分断面図である。
【００２４】
図１及び図２において、ＬＥＤ発光装置１０は発光素子基板２の中央に発光部（単個又は複数個のＬＥＤダイが発光素子基板２に実装され蛍光樹脂コートされたＬＥＤ１）があり、さらに発光素子基板２の４隅に４個の配線電極３が設けられているが、３ａ、３ｂの２個はＬＥＤ１に接続された接続電極であり（以後の図面においては電極３ａ、３ｂとＬＥＤ１との接続線の記載を省略する）、３ｃ，３ｄは接続ダミー電極である。
【００２５】
次に、ＬＥＤ発光装置１０の組み込み構造を図３から図５により説明する。図３（ａ）は図１に示したＬＥＤ発光装置１０、図３（ｂ）は放熱シート４であり、放熱シート４は発光素子基板２と略同形状で、所定の厚みを有するシリコーンシート等の熱伝導性の良い材料により構造されている。図３（ｃ）は矩形形状の枠体５であり、後述する如く、対向する２辺に４個の貫通穴５ａが設けられ、この貫通穴５ａに４本の圧接バネ６が配設されており、この圧接バネ６における枠体５の外側に突出した部分が後述する固定電極部６ｅを構成し、枠体５の内側に突出した部分が圧接バネ部６ｈを構成している。
【００２６】
図４、図５において、実装基板７には４個の基板電極８が設けられており、そのうちの８ａ，８ｂの２個は駆動電極であり、８ｃ，８ｄの２個はダミー電極となっている。そして枠体５には貫通穴５ａが実装基板７の基板電極８の位置に対応するように配置されており、圧接バネ６ａ〜ｄの固定電極部６ｅ（図３参照）が実装基板７の駆動電極８ａ，８ｂ及びダミー電極８ｃ、８ｄに半田９によって固定されることにより、枠体５が実装基板７に固定される。
【００２７】
そして、図５に示す如く枠体５が実装基板７に固定された状態において、積層された放熱シート４とＬＥＤ発光装置１０の外形が枠体５に位置決めされ、圧接バネ６ａ，６ｂの圧接バネ部６ｈが発光素子基板２に設けられた配線電極３を圧接固定することにより、ＬＥＤ発光装置１０が実装基板７に固定される。この状態においてＬＥＤ発光装置１０の接続電極３ａ、３ｂが圧接バネ６ａ，６ｂを介して実装基板７の駆動電極８ａ，８ｂに接続され駆動電圧が供給されるように構成されており、さらに発光駆動されたＬＥＤ１の発熱は、発光素子基板２の裏面側より放熱シート４を介して実装基板７側に放出される。
【００２８】
なお、図４に示す組み込み構造においては、４個の圧接バネ６ａ〜ｄをすべて実装基板７の駆動電極８ａ，８ｂ及びダミー電極８ｃ，８ｄに半田９によって固定しているが、固定力が十分に得られるならば、対角線上に設けられた駆動電極８ａ，８ｂに対する圧接バネ６ａ、６ｂのみを半田９によって固定するだけでも良い。この場合でも他の圧接バネ６ｃ，６ｄの接続ダミー電極３ｃ，３ｄに対する圧接力は枠体５を介して作用するので、固定力の効果は得られる。
また、ＬＥＤ発光装置１０が故障して交換を行う場合は、圧接バネバネ部６ｈを枠体５の逃げ溝５ｃ（図６参照）に押し込んでＬＥＤ装置１０をとり外すことにより、簡単にＬＥＤ発光装置１０を交換することができる。
【００２９】
次に図６により、枠体５と圧接バネ６の関係を説明する。図６（ａ）は圧接
バネ６の断面図であり、１枚の平板状の板バネ材を曲げ加工して形成されており、固定電極部６ｅ、垂直部６ｆ、貫通部６ｇ、圧接バネ部６ｈが曲げ加工によって形成されている。そして、圧接バネ部６ｈは後述する如くＬＥＤ発光装置１０の挿入時に変形し易くするために、内側に丸みを帯びた屈曲形状となっている。
【００３０】
次に図６（ｂ）（ｃ）によりＬＥＤ発光装置１０の組み込み動作時の圧接バネ６の動作を説明する。図６（ｂ）は枠体５に対するＬＥＤ発光装置１０の組み込み途中の構成を示しており、ＬＥＤ発光装置１０を矢印Ｓ方向から挿入して行くと、圧接バネ６の圧接バネ部６ｈが丸み形状方向に押されて変形し、逃げ溝５ｃ内に退避し、ＬＥＤ発光装置１０の発光素子基板２の通過を可能にする。なお柔軟性のある放熱シート４は予め枠５で位置あわせされたうえで実装基板７（図示せず）上に配置されている。そしてＬＥＤ発光装置１０の発光素子基板２が圧接バネ部６ｈの領域を通過し、枠体５の所定の位置に位置決めされると、圧接バネ部６ａは変形が解除されて元の形状に復帰し、その先端部が発光素子基板２の上面に設けられた配線電極３を押圧してＬＥＤ発光装置１０の実装基板７に対する固定と電気的接続を行う。
【００３１】
また、ＬＥＤ発光装置１０が故障して交換したい場合には、図６（ｃ）に示す如く解除治具３０により、圧接バネ６を逃げ溝５ｃ側に変形させながらＬＥＤ発光装置１０を上方に引き上げることにより、図６（ｂ）に示す如く圧接バネ部６ｈが枠体５の逃げ溝５ｃ内に退避し、容易にＬＥＤ発光装置１０を取り外すことができる。
【００３２】
また枠体５と圧接バネ６の組み合わせは、図６（ｂ）（ｃ）に示す如く枠体５の貫通穴５ａ及び凹部５ｂに圧接バネ６の貫通部６ｇ及び垂直部６ｆがはめ込まれて一体化されており、枠体５の外側面に固定電極部６ｅが、また内側面に圧接バネ部６ｈが突出して設けられている。そして圧接バネ部６ｈの動きは枠体５に設けられた逃げ溝５ｃの存在によって自由度が与えられている。
なお、図６の実施形態では枠体５を貫通穴５ａ、凹部５ｂ、逃げ溝５ｃを有する成形体で構成し、圧接バネ部６ｈの弾力性を利用して圧接バネ６を貫通穴５ａに差し込んで嵌め込み一体化している。枠体５の製造方式はこれに限らず、例えば圧接バネ６をインサートモールドによって一体化し、逃げ溝５ｃのみを樹脂成型で設けても良い。
【００３３】
（第２実施形態）
図７は本発明の第２実施形態においてＬＥＤ発光装置を実装基板に組み込んだ状態を示す平面図であり、図８は図７におけるＡ−Ａ断面図である。図７及び
図８において、基本的構成は図４、図５に示した第１実施形態における状態と同じであり、同一部材には同一番号を付し、重複する説明を省略する。
【００３４】
図７に示す第２実施形態におけるＬＥＤ発光装置１０の組み込み構造と、図４に示す第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置１０の組み込み構造との違いは、枠体の構成の違いと、それに伴うＬＥＤ発光装置１０の組み込み構成である。すなわち、第２実施形態における枠体１５は、第１実施形態にける四角形状の枠体５の１辺に開放部５Ｈを設けたコ字形状となっている。この結果、予め実装基板７に対して枠体１５を圧接バネ１６ａ〜ｃの半田９による固定によって固定しておき、ＬＥＤ発光装置１０と断熱シート４とを枠体１５の開放部５Ｈより矢印の方向から差し込んで組み込むことができる。また、この構造においては枠体１５を実装基板７に接着材等により固定しておいても良い。なお本実施形態では後述するように圧接バネ１６ａ〜ｃの圧接バネ部６ｈ（図１０参照）を上方向にも移動させるため、図６で示す第１実施形態の逃げ溝５ｃとは形状が異なる圧接バネ１６ａ〜ｄの逃げ溝５ｄ（図１０参照）を設けた。
【００３５】
ＬＥＤ発光装置１０の組み込み動作は４本の圧接バネ部１６ａ〜ｄの圧接バネ部６ｈを後述する治具３０（図１０参照）を用いて枠体１５の逃げ溝５ｄ内で持ち上げておくことにより、ＬＥＤ発光装置１０と断熱シート４とを枠体１５のコーナー部まで挿入して位置決めすることができ、この状態から解除治具３０を取り外して圧接バネ部６ｈをもとの位置に復帰させることによって、圧接バネ部６ｈによる発光素子基板２の配線電極３が押圧されて、ＬＥＤ発光装置１０の固定と電気的接続が行われる。
【００３６】
また、ＬＥＤ発光装置１０が故障した場合の交換作業も、治具３０による圧接バネ部６ｈの操作によって、枠体１５の開放部５ＨよりＬＥＤ発光装置１０を容易に交換することができる。なお図９は図７に示すＬＥＤ発光装置１０を実装基板７に固定された枠体１５の開放部５Ｈから矢印方向に挿入している状態を示している。
【００３７】
次に図１０により、枠体１５と圧接バネ１６の関係を説明する。図１０（ａ）は圧接バネ１６の断面図であり、図６に示す圧接バネ６と同様に１枚の平板状の板バネ材を曲げ加工して形成されており、固定電極部６ｅ、垂直部６ｆ、貫通部６ｇ、圧接バネ部６ｈが曲げ加工によって形成されている。そして、図６に示す圧接バネ６と図１０に示す圧接バネ１６との違いは、圧接バネ６における圧接バネ部６ｈがＬＥＤ発光装置１０の挿入時に変形し易いように内側に丸みを帯びた屈曲形状となっていたのに対し、圧接バネ１６における圧接バネ部６ｈがＬＥＤ発光装置１０の挿入時に上下に変形移動するだけで良いため直線的に形成されていることである。
【００３８】
次に図１０（ｂ）（ｃ）によりＬＥＤ発光装置１０の組み込み動作時の圧接バネ１６の動作を説明する。図１０（ｂ）は枠体１５に対するＬＥＤ発光装置１０の組み込み途中の構成を示しており、圧接バネ１６の圧接バネ部６ｈを解除治具３０によって上方に持ち上げ、図９に示した矢印方向からＬＥＤ発光装置１０を押し込んでいく。そしてＬＥＤ発光装置１０が枠体１５に位置決めされた状態において解除治具３０を取り去ると、圧接バネ６の変形が解除されて、図１０（ｃ）に示す如く圧接バネ部６ｈにより発光素子基板２の配線電極３が押圧されて、ＬＥＤ発光装置１０の固定と電気的接続が行われる。
【００３９】
また、ＬＥＤ発光装置１０が故障して交換したい場合には、図１０（ｂ）に示す如く解除治具３０により、圧接バネ部６ｈを上方に変形させながらＬＥＤ発光装置１０を枠体１５の開放部５Ｈ方向に抜き出すことにより、容易に交換することができる。
【００４０】
（第３実施形態）
次に図１１から図１３により本発明の第３実施形態における枠体の構成に付いて説明する。
図１１は本発明の第３実施形態における枠体２５の平面図、図１２は図１１に示す枠体２５のＡ−Ａ断面図、図１３は図１１に示す枠体２５のＢ−Ｂ断面図である。第３実施形態における枠体２５の基本的構成は図７に示す枠体１５と同じであり同一部材には同一番号を付し、重複する説明を省略する。第３実施形態における枠体２５が第２実施形態における枠体１５と異なるところは、図１１及び図１３に示す如く、枠体２５の圧接バネ１６を収納する貫通穴５ａ間に切り欠き部５Ｋが設けられており、図１３に示す如く、２個の貫通穴５ａは切り欠き部５Ｋによって側面が開放されている。
【００４１】
従って枠体２５と圧接バネ１６との実装基板７に対する組み込みは、図１３に示す如く枠体２５を接着剤等によって実装基板７にしっかりと固定しておき、この枠体２５の切り欠き部５Ｋより点線で示す圧接バネ１６を矢印方向に押しこんで、枠体２５の貫通穴５ａに圧接バネ１６の貫通部６ｇを収納することによって、図１２に示す如く、枠体２５に対する圧接バネ１６の取り付けが行われる。その後の圧接バネ１６の固定電極部６ｅの半田付け，及び圧接バネ部６ｈによるＬＥＤ発光装置１０の固定及び電気的接続は図７に示す組み込み構造とおなじである。しかし第３実施形態の場合は、実装基板７にしっかり固定した枠体２５に対して圧接バネ１６を容易に取り付け、取り外しができるため組み立て性、及びＬＥＤ発光装置の交換性が特に良くなる。
【００４２】
上記のごとく本発明においては、インサートモ−ルド、挿入、またははめ込み等によって複数の圧接バネを一体化した１個の枠体を用いるだけで実装基板に対するＬＥＤ発光装置を組み込めるため、組み込み性が良く、またＬＥＤ発光装置の交換が可能な、ＬＥＤ発光装置の組み込み構造を提供することができる。
【００４３】
（第４実施形態の説明）
次に図１４から図１６により本発明の第４実施形態におけるＬＥＤ発光装置の組み込み構造に付いて説明する。図１４は本発明の第４実施形態におけるＬＥＤ発光装置の平面図、図１５は図１４に示すＬＥＤ発光装置のＡ−Ａ断面図、図１６は図１５に示すＬＥＤ発光装置２０を実装基板に組み込んだ状態を示す断面図である。
【００４４】
第４実施形態におけるＬＥＤ発光装置２０の基本的構成は第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置１０と同じであり、同一部材には同一番号を付し、重複する説明は省略する。また、図１４のＬＥＤ発光装置２０の平面図は図１のＬＥＤ発光装置１０の平面図に対応し、同様に図１５の断面図は図２の断面図に対応している。さらに図１６の組み込み断面図は、図５に示す第１実施形態の組み込み断面図に対応している。
【００４５】
図１４、図１５に示すＬＥＤ発光装置２０が図１、図２に示すＬＥＤ発光装置１０と異なるところは、ＬＥＤ発光装置１０が上面電極構成であり、ＬＥＤ１が発光素子基板２の上面に形成された接続電極３ａ，３ｂを介して駆動電極８ａ，８ｂと電気的に接続されていたのに対し、ＬＥＤ発光装置２０が発光素子基板２２のスルーホール電極２６、及び放熱シート２４（図１６参照）を介してＬＥＤ２１を実装基板２７の駆動電極２５ａ，２５ｂ（図１６参照）と電気的に接続させるため発光素子基板２２の下面に接続電極２４ａ，２４ｂを有することである。従って発光素子基板２２の上面に設けられた配線電極２３は電気的接続には用いられず、全てダミー電極としての機能しか有さない。また圧接バネ１６による圧力の強度に発光素子基板２２の上面が耐えられるなら、設ける必要はない。
【００４６】
（ＬＥＤ発光装置２０の組み込み構造及び動作説明）
図１６はＬＥＤ発光装置２０を枠体５を用いて実装基板２７に組み込んだ状態を示す断面図である。この場合放熱シート２４は導電異方性を有する材料で構成されており厚み方向にのみ導電性を示す。枠体５と圧接バネ１６によってＬＥＤ発光装置２０が組み込まれた状態では、接続電極２４ａ、２４ｂと実装基板２７に設けられた駆動電極２５ａ，２５ｂが放熱シート２４の導電異方性により接続するので、ＬＥＤ２１は電力が供給され駆動点灯する。
【００４７】
なお、ＬＥＤ発光装置２０の組み込み及び交換は図５に示す第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置１０と同様の方法により、解除治具３０を用いて容易に行うことができる。
【符号の説明】
【００４８】
１、２１ ＬＥＤ（半導体発光素子）
２、２２ 発光素子基板
３、２３ 配線電極
３ａ、３ｂ、２４ａ，２４ｂ 接続電極
３ｃ、３ｄ 接続ダミー電極
４、２４ 放熱シート
５、１５、２５ 枠体
５ａ 貫通穴
５ｂ 凹部
５ｃ、５ｄ 逃げ溝
５Ｈ 開放部
５Ｋ 切り欠き部
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、１６、１６ａ〜ｄ 圧接バネ
６ｅ 固定電極
６ｆ 垂直部
６ｇ 貫通部
６ｈ 圧接バネ部
７、２７ 実装基板
８ 基板電極
８ａ、８ｂ、２５ａ、２５ｂ 駆動電極
８ｃ、８ｄ ダミー電極
９ 半田
１０、２０ ＬＥＤ発光装置
２６ スルーホール
３０ 解除治具
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体発光装置の組み込み構造に関し、特に押圧固定用のバネを備えた枠体を用いることにより、組み込みが容易で、交換が可能な半導体発光装置の組み込み構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（以後ＬＥＤと略記する）は半導発光体素子であるため、長寿命で優れた駆動特性を有し、さらに小型で発光効率が良く、鮮やかな発光色を有することから、カラー表示装置のバックライトや照明等に広く利用されるようになってきた。本実施形態においても半導体発光装置としてＬＥＤ発光装置を事例として説明する。
【０００３】
特に近年、組み込みが容易で、交換が可能な半導体発光装置の組み込み構造が要求されており、携帯機器に組み込まれるＬＥＤ発光装置の実装構造にも、この組み込みが容易で、交換が可能な組み込み構造の要望が強い。このような要望に答える対策としてＬＥＤ発光装置を実装基板に固定するのに、バネ接続やバネ固定、またはネジ固定により行う組み込み構造の提案がなされている（例えば引用文献１参照）。
【０００４】
以下引用文献１に記載された従来のＬＥＤ発光装置の組み込み構造に付いて説明する。引用文献１の図４を図１７に再掲示する。なお、発明の趣旨を変えない範囲で、従来技術の部品名と本発明の部品名とを一致させて、対比を明確にしている。
【０００５】
引用文献１におけるＬＥＤ発光装置の組み込み構造は、例えば図１７に示す如く、実装基板６０（ベース部材）の表面に設けた駆動電極７１（給電用導電膜）と、接続電極５１３を備えたＬＥＤ発光装置５１（ＬＥＤ素子）と、ＬＥＤ発光装置５１を位置決めし、実装基板６０に押圧固定する手段（ケース５２とカバー５３）と、ＬＥＤ発光装置５１の接続電極５１３と実装基板６０の駆動電極７１との間に介在されて両者に弾接する接点部材５４とを備えることによって、半田を用いることなく実装基板６０に対するＬＥＤ発光装置５１の組み込みを行っている。
【０００６】
そして、実装基板６０に対するＬＥＤ発光装置５１の固定構造としては図１７（ａ）に示す如くＬＥＤを位置決めする枠体５２（ケース）を実装基板６０にネジ５０で固定した上で、図１７（ｂ）に示す如く枠体５２にＬＥＤ発光装置５１を装填し、その枠体５２に設けた係止片５２３によってカバー５３を係止して固定している。このとき実装基板６０に対しＬＥＤ発光装置５１を固定する押圧力は、ＬＥＤ発光装置５１の接続電極５１３と実装基板６０の駆動電極７１との間に介在された接点部材５４のバネ力である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２９５３６９号公報（図４参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
次に引用文献１に示すＬＥＤ発光装置の組み込み構造の問題点を説明する。
まずＬＥＤ発光装置５１の位置決め構造は、実装基板６０に押圧固定する手段としてケース５２（枠体）とカバー５３とバネ性の接点部材５４との３体構成となっているため、部品点数が多くなって組み立て性が悪くなると同時に、部品点数の増加によるコストアップが問題となる。
【０００９】
さらに、ＬＥＤ発光装置５１と実装基板６０との間にバネ性の接点部材５４を配設する構造であるため、ＬＥＤ発光装置５１の発熱が実装基板６０側に伝わり難く、ＬＥＤ発光装置５１の放熱特性の悪さによる発光量の低下、及びＬＥＤ発光装置５１の短命化の問題もある。
【００１０】
本発明の目的は上記問題点を解決しようとするものであり、ＬＥＤ発光装置の実装基板に対する組み込みを、部品点数の少ない押圧固定手段によって行うことにより、組み立て性及び放熱性が良く、同時に部品点数の少ないＬＥＤ発光装置の組み込み構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため本発明においては、半導体発光素子と該半導体発光素子を実装する発光素子基板と該発光素子基板に形成された接続電極を備える半導体発光装置を実装基板に組み込む半導体発光素子の組み込み構造において、前記実装基板と、圧接バネを備えた枠体とよりなり、前記実装基板に固定した枠体に前記半導体発光装置を組み込むことによって、前記枠体が前記発光素子基板の外形を位置規制すると共に、前記圧接バネが前記発光素子基板の前記接続電極を押圧して、前記発光素子基板の固定と電気的接続を行うことを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、ＬＥＤ発光装置の実装基板に対する位置決め固定を、圧接バネを備えた１個の枠体のみで行うことができるため、極めて組み込み性が良いＬＥＤ発光装置の組み込み構造を提供できる。また、実装基板に対して発光素子基板を押圧して密着させるため、ＬＥＤの発熱をＬＥＤ発光装置を介して実装基板側に放熱させることができるため、放熱特性の改善が期待できる。
【００１３】
前記圧接バネは前記枠体の外側と内側とに貫通した形状を有し、前記枠体の外側に突出した部分は、前記実装基板に設けられた駆動電極に固定される固定電極であり、前記枠体の内側に突出した部分は、前記発光素子基板の接続電極を押圧する圧接バネ部であると良い。
【００１４】
前記枠体は矩形形状を有し、該矩形形状の対向する２辺に前記圧接バネを有すると良い。
【００１５】
前記枠体は、前記半導体発光装置を組み込むときに、前記圧接バネ部を退避させる逃げ溝を有すると良い。
【００１６】
前記枠体は圧接バネを有さない１辺を開放端とするコ字形状を有し、該開放端より前記半導体発光装置の組み込み、及び前記半導体発光装置の取り外しを行うと良い。
【００１７】
上記構成によれば、半導体発光装置が故障した場合の交換性が極めて良くなる。
【００１８】
前記枠体は放熱シート部材の位置決め機能をさらに有し、該枠体に、該放熱シート部材と前記発光素子基板を積層して位置決めすると良い。
【００１９】
上記構成によれば、さらに実装基板に対して放熱シートを介して発光素子基板を押圧して密着させるため、ＬＥＤの発熱を実装基板側に放熱させる効果が高くなり、良好な放熱特性の改善が期待できる。
【００２０】
前記放熱シートが厚み方向にのみ導電性を有しても良い。
【発明の効果】
【００２１】
上記の如く本発明によれば、ＬＥＤ発光装置の実装基板に対する位置決め固定を、圧接バネを備えた１個の枠体のみで行うことができるため、極めて組み込み性が良いＬＥＤ発光装置の組み込み構造を提供できる。また、実装基板に対して発光素子基板を押圧して密着させるため、ＬＥＤの発熱を実装基板側に放熱させることができるため、放熱特性の改善が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明におけるＬＥＤ発光装置の平面図である。
【図２】図１に示すＬＥＤ発光装置のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置と組み込み部材の分解平面図であり、（ａ）はＬＥＤ発光装置、（ｂ）は放熱シート、（ｃ）は枠体である。
【図４】本発明の第１実施形態においてＬＥＤ発光装置を実装基板に組み込んだ状態を示す平面図である。
【図５】図４に示すＬＥＤ発光装置のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図５に示す圧接バネの構成及び動作を示す断面図であり、（ａ）は圧接バネの断面図、（ｂ）は枠体にＬＥＤ発光装置を組み込む途中の部分断面図、（ｃ）はＬＥＤ発光装置を組み込んだ完成状態の部分断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態においてＬＥＤ発光装置を実装基板に組み込んだ状態を示す平面図である。
【図８】図７に示すＬＥＤ発光装置のＡ−Ａ断面図である。
【図９】図７に示すＬＥＤ発光装置の組み込み状態を示す平面図である。
【図１０】図８に示す圧接バネの構成及び動作を示す断面図であり、（ａ）は圧接バネの断面図、（ｂ）は枠体にＬＥＤ発光装置を組み込む途中の部分断面図、（ｃ）はＬＥＤ発光装置の組み込み完成状態の部分断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態における枠体の平面図である。
【図１２】図１１に示す枠体のＡ−Ａ断面図である。
【図１３】図１１に示す枠体のＢ−Ｂ断面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態におけるＬＥＤ発光装置の平面図である。
【図１５】図１４に示すＬＥＤ発光装置のＡ−Ａ断面図である。
【図１６】本発明の第４実施形態においてＬＥＤ発光装置を実装基板に組み込んだ状態を示す断面図である。
【図１７】従来のＬＥＤ発光装置の組み込み構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態の説明）
以下図面により、本発明の実施の形態を説明する。図１〜図６は本発明の第１実施形態を示し、図１は本発明におけるＬＥＤ発光装置の平面図、図２は図１に示すＬＥＤ発光装置のＡ−Ａ断面図、図３は図１に示すＬＥＤ発光装置と組み込み部材の分解平面図であり、（ａ）はＬＥＤ発光装置、（ｂ）は放熱シート、（ｃ）は枠体である。図４は図１に示すＬＥＤ発光装置を実装基板に組み込んだ状態を示す平面図、図５は図４のＡ−Ａ断面図、図６は図５に示す圧接バネの構成及び動作を示す断面図及び部分断面図である。
【００２４】
図１及び図２において、ＬＥＤ発光装置１０は発光素子基板２の中央に発光部（単個又は複数個のＬＥＤダイが発光素子基板２に実装され蛍光樹脂コートされたＬＥＤ１）があり、さらに発光素子基板２の４隅に４個の配線電極３が設けられているが、３ａ、３ｂの２個はＬＥＤ１に接続された接続電極であり（以後の図面においては電極３ａ、３ｂとＬＥＤ１との接続線の記載を省略する）、３ｃ，３ｄは接続ダミー電極である。
【００２５】
次に、ＬＥＤ発光装置１０の組み込み構造を図３から図５により説明する。図３（ａ）は図１に示したＬＥＤ発光装置１０、図３（ｂ）は放熱シート４であり、放熱シート４は発光素子基板２と略同形状で、所定の厚みを有するシリコーンシート等の熱伝導性の良い材料により構造されている。図３（ｃ）は矩形形状の枠体５であり、後述する如く、対向する２辺に４個の貫通穴５ａが設けられ、この貫通穴５ａに４本の圧接バネ６が配設されており、この圧接バネ６における枠体５の外側に突出した部分が後述する固定電極部６ｅを構成し、枠体５の内側に突出した部分が圧接バネ部６ｈを構成している。
【００２６】
図４、図５において、実装基板７には４個の基板電極８が設けられており、そのうちの８ａ，８ｂの２個は駆動電極であり、８ｃ，８ｄの２個はダミー電極となっている。そして枠体５には貫通穴５ａが実装基板７の基板電極８の位置に対応するように配置されており、圧接バネ６ａ〜ｄの固定電極部６ｅ（図３参照）が実装基板７の駆動電極８ａ，８ｂ及びダミー電極８ｃ、８ｄに半田９によって固定されることにより、枠体５が実装基板７に固定される。
【００２７】
そして、図５に示す如く枠体５が実装基板７に固定された状態において、積層された放熱シート４とＬＥＤ発光装置１０の外形が枠体５に位置決めされ、圧接バネ６ａ，６ｂの圧接バネ部６ｈが発光素子基板２に設けられた配線電極３を圧接固定することにより、ＬＥＤ発光装置１０が実装基板７に固定される。この状態においてＬＥＤ発光装置１０の接続電極３ａ、３ｂが圧接バネ６ａ，６ｂを介して実装基板７の駆動電極８ａ，８ｂに接続され駆動電圧が供給されるように構成されており、さらに発光駆動されたＬＥＤ１の発熱は、発光素子基板２の裏面側より放熱シート４を介して実装基板７側に放出される。
【００２８】
なお、図４に示す組み込み構造においては、４個の圧接バネ６ａ〜ｄをすべて実装基板７の駆動電極８ａ，８ｂ及びダミー電極８ｃ，８ｄに半田９によって固定しているが、固定力が十分に得られるならば、対角線上に設けられた駆動電極８ａ，８ｂに対する圧接バネ６ａ、６ｂのみを半田９によって固定するだけでも良い。この場合でも他の圧接バネ６ｃ，６ｄの接続ダミー電極３ｃ，３ｄに対する圧接力は枠体５を介して作用するので、固定力の効果は得られる。
また、ＬＥＤ発光装置１０が故障して交換を行う場合は、圧接バネバネ部６ｈを枠体５の逃げ溝５ｃ（図６参照）に押し込んでＬＥＤ装置１０をとり外すことにより、簡単にＬＥＤ発光装置１０を交換することができる。
【００２９】
次に図６により、枠体５と圧接バネ６の関係を説明する。図６（ａ）は圧接
バネ６の断面図であり、１枚の平板状の板バネ材を曲げ加工して形成されており、固定電極部６ｅ、垂直部６ｆ、貫通部６ｇ、圧接バネ部６ｈが曲げ加工によって形成されている。そして、圧接バネ部６ｈは後述する如くＬＥＤ発光装置１０の挿入時に変形し易くするために、内側に丸みを帯びた屈曲形状となっている。
【００３０】
次に図６（ｂ）（ｃ）によりＬＥＤ発光装置１０の組み込み動作時の圧接バネ６の動作を説明する。図６（ｂ）は枠体５に対するＬＥＤ発光装置１０の組み込み途中の構成を示しており、ＬＥＤ発光装置１０を矢印Ｓ方向から挿入して行くと、圧接バネ６の圧接バネ部６ｈが丸み形状方向に押されて変形し、逃げ溝５ｃ内に退避し、ＬＥＤ発光装置１０の発光素子基板２の通過を可能にする。なお柔軟性のある放熱シート４は予め枠５で位置あわせされたうえで実装基板７（図示せず）上に配置されている。そしてＬＥＤ発光装置１０の発光素子基板２が圧接バネ部６ｈの領域を通過し、枠体５の所定の位置に位置決めされると、圧接バネ部６ａは変形が解除されて元の形状に復帰し、その先端部が発光素子基板２の上面に設けられた配線電極３を押圧してＬＥＤ発光装置１０の実装基板７に対する固定と電気的接続を行う。
【００３１】
また、ＬＥＤ発光装置１０が故障して交換したい場合には、図６（ｃ）に示す如く解除治具３０により、圧接バネ６を逃げ溝５ｃ側に変形させながらＬＥＤ発光装置１０を上方に引き上げることにより、図６（ｂ）に示す如く圧接バネ部６ｈが枠体５の逃げ溝５ｃ内に退避し、容易にＬＥＤ発光装置１０を取り外すことができる。
【００３２】
また枠体５と圧接バネ６の組み合わせは、図６（ｂ）（ｃ）に示す如く枠体５の貫通穴５ａ及び凹部５ｂに圧接バネ６の貫通部６ｇ及び垂直部６ｆがはめ込まれて一体化されており、枠体５の外側面に固定電極部６ｅが、また内側面に圧接バネ部６ｈが突出して設けられている。そして圧接バネ部６ｈの動きは枠体５に設けられた逃げ溝５ｃの存在によって自由度が与えられている。
なお、図６の実施形態では枠体５を貫通穴５ａ、凹部５ｂ、逃げ溝５ｃを有する成形体で構成し、圧接バネ部６ｈの弾力性を利用して圧接バネ６を貫通穴５ａに差し込んで嵌め込み一体化している。枠体５の製造方式はこれに限らず、例えば圧接バネ６をインサートモールドによって一体化し、逃げ溝５ｃのみを樹脂成型で設けても良い。
【００３３】
（第２実施形態）
図７は本発明の第２実施形態においてＬＥＤ発光装置を実装基板に組み込んだ状態を示す平面図であり、図８は図７におけるＡ−Ａ断面図である。図７及び
図８において、基本的構成は図４、図５に示した第１実施形態における状態と同じであり、同一部材には同一番号を付し、重複する説明を省略する。
【００３４】
図７に示す第２実施形態におけるＬＥＤ発光装置１０の組み込み構造と、図４に示す第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置１０の組み込み構造との違いは、枠体の構成の違いと、それに伴うＬＥＤ発光装置１０の組み込み構成である。すなわち、第２実施形態における枠体１５は、第１実施形態にける四角形状の枠体５の１辺に開放部５Ｈを設けたコ字形状となっている。この結果、予め実装基板７に対して枠体１５を圧接バネ１６ａ〜ｃの半田９による固定によって固定しておき、ＬＥＤ発光装置１０と断熱シート４とを枠体１５の開放部５Ｈより矢印の方向から差し込んで組み込むことができる。また、この構造においては枠体１５を実装基板７に接着材等により固定しておいても良い。なお本実施形態では後述するように圧接バネ１６ａ〜ｃの圧接バネ部６ｈ（図１０参照）を上方向にも移動させるため、図６で示す第１実施形態の逃げ溝５ｃとは形状が異なる圧接バネ１６ａ〜ｄの逃げ溝５ｄ（図１０参照）を設けた。
【００３５】
ＬＥＤ発光装置１０の組み込み動作は４本の圧接バネ部１６ａ〜ｄの圧接バネ部６ｈを後述する治具３０（図１０参照）を用いて枠体１５の逃げ溝５ｄ内で持ち上げておくことにより、ＬＥＤ発光装置１０と断熱シート４とを枠体１５のコーナー部まで挿入して位置決めすることができ、この状態から解除治具３０を取り外して圧接バネ部６ｈをもとの位置に復帰させることによって、圧接バネ部６ｈによる発光素子基板２の配線電極３が押圧されて、ＬＥＤ発光装置１０の固定と電気的接続が行われる。
【００３６】
また、ＬＥＤ発光装置１０が故障した場合の交換作業も、治具３０による圧接バネ部６ｈの操作によって、枠体１５の開放部５ＨよりＬＥＤ発光装置１０を容易に交換することができる。なお図９は図７に示すＬＥＤ発光装置１０を実装基板７に固定された枠体１５の開放部５Ｈから矢印方向に挿入している状態を示している。
【００３７】
次に図１０により、枠体１５と圧接バネ１６の関係を説明する。図１０（ａ）は圧接バネ１６の断面図であり、図６に示す圧接バネ６と同様に１枚の平板状の板バネ材を曲げ加工して形成されており、固定電極部６ｅ、垂直部６ｆ、貫通部６ｇ、圧接バネ部６ｈが曲げ加工によって形成されている。そして、図６に示す圧接バネ６と図１０に示す圧接バネ１６との違いは、圧接バネ６における圧接バネ部６ｈがＬＥＤ発光装置１０の挿入時に変形し易いように内側に丸みを帯びた屈曲形状となっていたのに対し、圧接バネ１６における圧接バネ部６ｈがＬＥＤ発光装置１０の挿入時に上下に変形移動するだけで良いため直線的に形成されていることである。
【００３８】
次に図１０（ｂ）（ｃ）によりＬＥＤ発光装置１０の組み込み動作時の圧接バネ１６の動作を説明する。図１０（ｂ）は枠体１５に対するＬＥＤ発光装置１０の組み込み途中の構成を示しており、圧接バネ１６の圧接バネ部６ｈを解除治具３０によって上方に持ち上げ、図９に示した矢印方向からＬＥＤ発光装置１０を押し込んでいく。そしてＬＥＤ発光装置１０が枠体１５に位置決めされた状態において解除治具３０を取り去ると、圧接バネ６の変形が解除されて、図１０（ｃ）に示す如く圧接バネ部６ｈにより発光素子基板２の配線電極３が押圧されて、ＬＥＤ発光装置１０の固定と電気的接続が行われる。
【００３９】
また、ＬＥＤ発光装置１０が故障して交換したい場合には、図１０（ｂ）に示す如く解除治具３０により、圧接バネ部６ｈを上方に変形させながらＬＥＤ発光装置１０を枠体１５の開放部５Ｈ方向に抜き出すことにより、容易に交換することができる。
【００４０】
（第３実施形態）
次に図１１から図１３により本発明の第３実施形態における枠体の構成に付いて説明する。
図１１は本発明の第３実施形態における枠体２５の平面図、図１２は図１１に示す枠体２５のＡ−Ａ断面図、図１３は図１１に示す枠体２５のＢ−Ｂ断面図である。第３実施形態における枠体２５の基本的構成は図７に示す枠体１５と同じであり同一部材には同一番号を付し、重複する説明を省略する。第３実施形態における枠体２５が第２実施形態における枠体１５と異なるところは、図１１及び図１３に示す如く、枠体２５の圧接バネ１６を収納する貫通穴５ａ間に切り欠き部５Ｋが設けられており、図１３に示す如く、２個の貫通穴５ａは切り欠き部５Ｋによって側面が開放されている。
【００４１】
従って枠体２５と圧接バネ１６との実装基板７に対する組み込みは、図１３に示す如く枠体２５を接着剤等によって実装基板７にしっかりと固定しておき、この枠体２５の切り欠き部５Ｋより点線で示す圧接バネ１６を矢印方向に押しこんで、枠体２５の貫通穴５ａに圧接バネ１６の貫通部６ｇを収納することによって、図１２に示す如く、枠体２５に対する圧接バネ１６の取り付けが行われる。その後の圧接バネ１６の固定電極部６ｅの半田付け，及び圧接バネ部６ｈによるＬＥＤ発光装置１０の固定及び電気的接続は図７に示す組み込み構造とおなじである。しかし第３実施形態の場合は、実装基板７にしっかり固定した枠体２５に対して圧接バネ１６を容易に取り付け、取り外しができるため組み立て性、及びＬＥＤ発光装置の交換性が特に良くなる。
【００４２】
上記のごとく本発明においては、インサートモ−ルド、挿入、またははめ込み等によって複数の圧接バネを一体化した１個の枠体を用いるだけで実装基板に対するＬＥＤ発光装置を組み込めるため、組み込み性が良く、またＬＥＤ発光装置の交換が可能な、ＬＥＤ発光装置の組み込み構造を提供することができる。
【００４３】
（第４実施形態の説明）
次に図１４から図１６により本発明の第４実施形態におけるＬＥＤ発光装置の組み込み構造に付いて説明する。図１４は本発明の第４実施形態におけるＬＥＤ発光装置の平面図、図１５は図１４に示すＬＥＤ発光装置のＡ−Ａ断面図、図１６は図１５に示すＬＥＤ発光装置２０を実装基板に組み込んだ状態を示す断面図である。
【００４４】
第４実施形態におけるＬＥＤ発光装置２０の基本的構成は第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置１０と同じであり、同一部材には同一番号を付し、重複する説明は省略する。また、図１４のＬＥＤ発光装置２０の平面図は図１のＬＥＤ発光装置１０の平面図に対応し、同様に図１５の断面図は図２の断面図に対応している。さらに図１６の組み込み断面図は、図５に示す第１実施形態の組み込み断面図に対応している。
【００４５】
図１４、図１５に示すＬＥＤ発光装置２０が図１、図２に示すＬＥＤ発光装置１０と異なるところは、ＬＥＤ発光装置１０が上面電極構成であり、ＬＥＤ１が発光素子基板２の上面に形成された接続電極３ａ，３ｂを介して駆動電極８ａ，８ｂと電気的に接続されていたのに対し、ＬＥＤ発光装置２０が発光素子基板２２のスルーホール電極２６、及び放熱シート２４（図１６参照）を介してＬＥＤ２１を実装基板２７の駆動電極２５ａ，２５ｂ（図１６参照）と電気的に接続させるため発光素子基板２２の下面に接続電極２４ａ，２４ｂを有することである。従って発光素子基板２２の上面に設けられた配線電極２３は電気的接続には用いられず、全てダミー電極としての機能しか有さない。また圧接バネ１６による圧力の強度に発光素子基板２２の上面が耐えられるなら、設ける必要はない。
【００４６】
（ＬＥＤ発光装置２０の組み込み構造及び動作説明）
図１６はＬＥＤ発光装置２０を枠体５を用いて実装基板２７に組み込んだ状態を示す断面図である。この場合放熱シート２４は導電異方性を有する材料で構成されており厚み方向にのみ導電性を示す。枠体５と圧接バネ１６によってＬＥＤ発光装置２０が組み込まれた状態では、接続電極２４ａ、２４ｂと実装基板２７に設けられた駆動電極２５ａ，２５ｂが放熱シート２４の導電異方性により接続するので、ＬＥＤ２１は電力が供給され駆動点灯する。
【００４７】
なお、ＬＥＤ発光装置２０の組み込み及び交換は図５に示す第１実施形態におけるＬＥＤ発光装置１０と同様の方法により、解除治具３０を用いて容易に行うことができる。
【符号の説明】
【００４８】
１、２１ ＬＥＤ（半導体発光素子）
２、２２ 発光素子基板
３、２３ 配線電極
３ａ、３ｂ、２４ａ，２４ｂ 接続電極
３ｃ、３ｄ 接続ダミー電極
４、２４ 放熱シート
５、１５、２５ 枠体
５ａ 貫通穴
５ｂ 凹部
５ｃ、５ｄ 逃げ溝
５Ｈ 開放部
５Ｋ 切り欠き部
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、１６、１６ａ〜ｄ 圧接バネ
６ｅ 固定電極
６ｆ 垂直部
６ｇ 貫通部
６ｈ 圧接バネ部
７、２７ 実装基板
８ 基板電極
８ａ、８ｂ、２５ａ、２５ｂ 駆動電極
８ｃ、８ｄ ダミー電極
９ 半田
１０、２０ ＬＥＤ発光装置
２６ スルーホール
３０ 解除治具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子と該半導体発光素子を実装する発光素子基板と該発光素子基板に形成された接続電極を備える半導体発光装置を実装基板に組み込む半導体発光素子の組み込み構造において、前記実装基板と、圧接バネを備えた枠体とよりなり、前記実装基板に固定した枠体に前記半導体発光装置を組み込むことによって、前記枠体が前記発光素子基板の外形を位置規制すると共に、前記圧接バネが前記発光素子基板の前記接続電極を押圧して、前記発光素子基板の固定と電気的接続を行うことを特徴とする半導体発光装置の組み込み構造。
【請求項２】
前記圧接バネは前記枠体の外側と内側とに貫通した形状を有し、前記枠体の外側に突出した部分は、前記実装基板に設けられた駆動電極に固定される固定電極であり、前記枠体の内側に突出した部分は、前記発光素子基板の前記接続電極を押圧する圧接バネ部であることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置の組み込み構造。
【請求項３】
前記枠体は矩形形状を有し、該矩形形状の対向する２辺に前記圧接バネを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体発光装置の組み込み構造。
【請求項４】
前記枠体は、前記半導体発光装置を組み込むときに、前記圧接バネ部を退避させる逃げ溝を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体発光装置の組み込み構造。
【請求項５】
前記枠体は圧接バネを有さない１辺を開放端とするコ字形状を有し、該開放端より前記半導体発光装置の組み込み、及び前記半導体発光装置の取り外しを行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体発光装置の組み込み構造。
【請求項６】
前記枠体は放熱シート部材の位置決め機能をさらに有し、該枠体に、該放熱シート部材と前記発光素子基板を積層して位置決めすることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の半導体発光装置の組み込み構造。
【請求項７】
前記放熱シートが厚み方向にのみ導電性を有することを特徴とする請求項６に記載の半導体発光装置の組み込み構造。
【請求項１】
半導体発光素子と該半導体発光素子を実装する発光素子基板と該発光素子基板に形成された接続電極を備える半導体発光装置を実装基板に組み込む半導体発光素子の組み込み構造において、前記実装基板と、圧接バネを備えた枠体とよりなり、前記実装基板に固定した枠体に前記半導体発光装置を組み込むことによって、前記枠体が前記発光素子基板の外形を位置規制すると共に、前記圧接バネが前記発光素子基板の前記接続電極を押圧して、前記発光素子基板の固定と電気的接続を行うことを特徴とする半導体発光装置の組み込み構造。
【請求項２】
前記圧接バネは前記枠体の外側と内側とに貫通した形状を有し、前記枠体の外側に突出した部分は、前記実装基板に設けられた駆動電極に固定される固定電極であり、前記枠体の内側に突出した部分は、前記発光素子基板の前記接続電極を押圧する圧接バネ部であることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置の組み込み構造。
【請求項３】
前記枠体は矩形形状を有し、該矩形形状の対向する２辺に前記圧接バネを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体発光装置の組み込み構造。
【請求項４】
前記枠体は、前記半導体発光装置を組み込むときに、前記圧接バネ部を退避させる逃げ溝を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体発光装置の組み込み構造。
【請求項５】
前記枠体は圧接バネを有さない１辺を開放端とするコ字形状を有し、該開放端より前記半導体発光装置の組み込み、及び前記半導体発光装置の取り外しを行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体発光装置の組み込み構造。
【請求項６】
前記枠体は放熱シート部材の位置決め機能をさらに有し、該枠体に、該放熱シート部材と前記発光素子基板を積層して位置決めすることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の半導体発光装置の組み込み構造。
【請求項７】
前記放熱シートが厚み方向にのみ導電性を有することを特徴とする請求項６に記載の半導体発光装置の組み込み構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１５６２６５（Ｐ２０１２−１５６２６５Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３４３４（Ｐ２０１１−１３４３４）
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００１３１４３０）シチズン電子株式会社 (798)
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００１３１４３０）シチズン電子株式会社 (798)
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【Ｆターム（参考）】
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