專利名稱：電路模塊、發(fā)光模塊及車輛用燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路模塊、發(fā)光模塊及車輛用燈具。
背景技術(shù)：
以往，以LED (Light Emitting Diode:發(fā)光二極管)等半導(dǎo)體發(fā)光元件為光源用于車輛用燈具的技術(shù)的開發(fā)正在推進。在這樣的車輛用燈具中，有時需要用于控制半導(dǎo)體發(fā)光元件的點亮的點亮電路。在車輛用燈具點亮時，半導(dǎo)體發(fā)光元件和點亮電路分別會發(fā)熱，所以需要適當?shù)纳岵呗浴Ｒ虼?，為高效地向散熱片等散熱部件傳送熱量，具備一并安裝有半導(dǎo)體發(fā)光元件和點亮電路的熱傳導(dǎo)率高的金屬基板的光源模塊已被提案(參照專利文獻I)?！苍谙燃夹g(shù)文獻〕〔專利文獻〕〔專利文獻I〕日本特開2005- 259603號公報

發(fā)明內(nèi)容
〔發(fā)明所要解決的課題〕然而，半導(dǎo)體發(fā)光元件和點亮控制電路各自的發(fā)熱量不同，動作所容許的溫度也不同。但在將半導(dǎo)體發(fā)光元件和點亮控制電路一起安裝于一個散熱部件上時，需要考慮動作容許溫度被設(shè)定得較低的電子部件地來進行散熱部件的設(shè)計。因此，這樣設(shè)計出的散熱部件對動作容許溫度被設(shè)定得較高的電子部件來說就具有過剩的性能。本發(fā)明是鑒于這樣的狀況而研發(fā)的，其目的在于提供一種能個別地將半導(dǎo)體發(fā)光元件和點亮控制電路的散熱最適合化的技術(shù)?！灿糜诮鉀Q課題的手段〕為解決上述課題，本發(fā)明一個方案的電路模塊包括:控制半導(dǎo)體發(fā)光元件的點亮的點亮控制電路；被安裝點亮控制電路的第I散熱部件；與第I散熱部件相分離、具有用于安裝半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝面的第2散熱部件；具有將第I散熱部件和第2散熱部件相互接合的接合部、和用于從點亮控制電路向半導(dǎo)體發(fā)光元件傳送信號的導(dǎo)電部的連接機構(gòu)。接合部由比第I散熱部件和第2散熱部件熱傳導(dǎo)率低的材料構(gòu)成。通過該方案，第I散熱部件和第2散熱部件被分離，且將其彼此接合的接合部由熱傳導(dǎo)率低的材料構(gòu)成，故第I散熱部件與第2散熱部件的熱傳導(dǎo)被抑制。即，因介由散熱部件的熱移動而使得點亮控制電路與半導(dǎo)體發(fā)光元件的溫度相接近的情況較難發(fā)生。因此，能使點亮控制電路和半導(dǎo)體發(fā)光元件在不同的溫度范圍內(nèi)動作，并能按照其各自動作的溫度范圍，使第I散熱部件和第2散熱部件的構(gòu)成個別地最適合化。本發(fā)明的另一方案是一種發(fā)光模塊。該發(fā)光模塊具有電路模塊和被安裝于第2散熱部件的安裝面上的半導(dǎo)體發(fā)光元件。通過該方案，能考慮安裝點亮控制電路的第I散熱部件和安裝半導(dǎo)體發(fā)光元件的第2散熱部件各自的散熱性地進行個別設(shè)計，故能使發(fā)光模塊整體上小型化。點亮控制電路的動作所被容許的最高溫度被設(shè)定得比半導(dǎo)體發(fā)光元件的動作所被容許的最高溫度低，第I散熱部件的熱阻抗比第2散熱部件的熱阻抗大。本發(fā)明的再一個方案是一種車輛用燈具。該車輛用燈具是用于車輛的車輛用燈具，具有發(fā)光模塊和將從發(fā)光模塊射出的光反射向車輛前方的反射器。發(fā)光模塊被以半導(dǎo)體發(fā)光兀件的發(fā)光面與反射器相對的方式配置。通過該方案，能考慮被安裝點亮控制電路的第I散熱部件和被安裝半導(dǎo)體發(fā)光元件的第2散熱部件各自的散熱性地進行個別設(shè)計，故能使車輛用燈具小型化?？梢赃€具有冷卻扇。冷卻扇可以被配置成能向第I散熱部件及第2散熱部件兩者送風。由此，能既滿足所希望的散熱性能，又使第I散熱部件及第2散熱部件更加小型化，并能使車輛用燈具小型化。此外，將以上構(gòu)成要素的任意組合、本發(fā)明的表現(xiàn)形式在方法、裝置、系統(tǒng)、等間變換后的實施方式，作為本發(fā)明的方案也是有效的?！舶l(fā)明效果〕通過本發(fā)明，能個別地將半導(dǎo)體發(fā)光元件和點亮控制電路的散熱最適合化。


圖1是表示第I實施方式的車輛用前照燈的概略構(gòu)成的剖面圖。圖2是表示第2實施方式的發(fā)光模塊的概略構(gòu)成的立體圖。圖3是主要表示第2實施方式的發(fā)光模塊中的散熱部件的構(gòu)成的頂面圖。圖4是表示第3實施方式的發(fā)光模塊的概略構(gòu)成的頂面圖。圖5是表不第4實施方式的發(fā)光模塊的概略構(gòu)成的剖面圖。圖6是表不第5實施方式的發(fā)光模塊的概略構(gòu)成的剖面圖。圖7是表不第6實施方式的發(fā)光模塊的概略構(gòu)成的剖面圖。圖8是示意性地表示多個發(fā)光模塊與冷卻扇的位置關(guān)系的圖。圖9是示意性地表示多個發(fā)光模塊與冷卻扇的位置關(guān)系的圖。圖10是示意性地表示多個發(fā)光模塊與冷卻扇的位置關(guān)系的圖。圖11是示意性地表示多個發(fā)光模塊與冷卻扇的位置關(guān)系的圖。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細說明用于實施本發(fā)明的方式。此外，在附圖的說明中對相同的要素標注相同的標號，并適當省略重復(fù)的說明。(第I實施方式)在第I實施方式中，以車輛用燈具之一的車輛用前照燈為例進行說明。圖1是表示第I實施方式的車輛用前照燈10的概略構(gòu)成的剖面圖。圖1所示的車輛用前照燈10如下這樣構(gòu)成:后述的投影透鏡位于車輛前方側(cè)，后述的發(fā)光模塊位于車輛后方側(cè)。此外，線X是光軸。車輛用前照燈10具有投影透鏡12、電路模塊14、封裝16、反射器18、冷卻扇20。投影透鏡12是前方側(cè)表面被形成為凸面的非球面凸透鏡，將光源像反轉(zhuǎn)地投影向燈具前方。封裝16包含有LED等半導(dǎo)體發(fā)光元件。電路模塊14包括控制封裝16所包含的半導(dǎo)體發(fā)光元件的點亮的點亮控制電路22、要被安裝點亮控制電路22的第I散熱部件24、要被安裝封裝16的第2散熱部件26、以及連接機構(gòu)28。連接機構(gòu)28具有使第I散熱部件24和第2散熱部件26相互接合并固定的外殼30、和從點亮控制電路22向封裝16的半導(dǎo)體發(fā)光元件傳送信號的導(dǎo)電部32。第I散熱部件24及第2散熱部件26都由熱傳導(dǎo)率高的材料構(gòu)成。作為這樣的材料，采用鋁、銅等金屬材料。外殼30由比第I散熱部件及第2散熱部件熱傳導(dǎo)率低的樹脂等材料構(gòu)成。由此，第I散熱部件24和第2散熱部件26彼此被熱分離。此外，將在電路模塊14上安裝了封裝16的部件稱作發(fā)光模塊34。第I散熱部件24由第I散熱板36和第I散熱片38構(gòu)成。第I散熱片38的頂面上固定有第I散熱板36。第2散熱部件26由第2散熱板40和第2散熱片42構(gòu)成。第2散熱片42的頂面上固定有第2散熱板40。第I散熱板36的表面36a作為要被安裝點亮控制電路22的安裝面來發(fā)揮功能。第2散熱板40的表面40a作為要被安裝封裝16所包含的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝面來發(fā)揮功能。此外,各散熱部件由散熱板和散熱片構(gòu)成,也可以由其中一種部件構(gòu)成。第I散熱部件24介由第I散熱板36回收點亮控制電路22發(fā)出的熱并散熱，由此抑制點亮控制電路22的溫度上升。第2散熱部件26介由第2散熱板40回收封裝16發(fā)出的熱并散熱，由此抑制封裝16的溫度上升。反射器18被設(shè)置成從上方覆蓋封裝16，內(nèi)側(cè)形成有將封裝16發(fā)出的光反射向前方并集光的反射面18a。S卩，發(fā)光模塊34被配置成第2散熱板40的安裝面、即表面40a與反射器18相對。由此，反射器18以反射面18a反射封裝16所發(fā)出的光并集光。以往，在一個散熱部件上安裝有半導(dǎo)體發(fā)光元件和點亮控制電路的發(fā)光模塊的情況下，連續(xù)動作過程中因介由散熱部件的熱的移動而達到熱平衡狀態(tài)時，半導(dǎo)體發(fā)光元件及點亮控制電路成為幾乎相同的溫度。因此，必須考慮半導(dǎo)體發(fā)光元件和點亮控制電路的部件中的、動作所容許的溫度較低的部件，來決定一個散熱部件的性能。但是，如上所述在本實施方式的電路模塊14和發(fā)光模塊34中，接合第I散熱部件24和第2散熱部件26的外殼30由熱傳導(dǎo)率低的樹脂材料構(gòu)成，故第I散熱部件24和第2散熱部件26被熱分離。因此，第I散熱部件24和第2散熱部件26的熱傳導(dǎo)被抑制。即，點亮控制電路和半導(dǎo)體發(fā)光元件的溫度因介由散熱部件的熱移動而相接近這樣的情況被抑制。因此，能使點亮控制電路22和半導(dǎo)體發(fā)光元件在不同的溫度范圍內(nèi)動作，能按照其各自動作的溫度范圍，個別地使第I散熱部件24和第2散熱部件26的構(gòu)成最適合化。此外，在本實施方式的發(fā)光模塊34中，點亮控制電路22的動作所容許的最高溫度(例如125°C)被設(shè)定得比半導(dǎo)體發(fā)光元件(封裝16)的動作所容許的最高溫度(例如150°C)低。此外，本實施方式的點亮控制電路22的發(fā)熱量也比封裝16的半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)熱量少。因此，若點亮控制電路22的發(fā)熱量較少，則能采用熱阻抗大(散熱性能低)的散熱部件作為第I散熱部件24。一般來說，散熱性能低的散熱部件可進行小型化，而從形狀和材質(zhì)來說能進行低成本化。因此，本實施方式的第I散熱部件24的熱阻抗被設(shè)定得比第2散熱部件26的熱阻抗大。這樣，本實施方式的電路模塊14和發(fā)光模塊34能考慮第I散熱部件24和第2散熱部件26各自的散熱性地進行個別設(shè)計，整體上進行小型化。此外，具備這樣的電路模塊14和發(fā)光模塊34的車輛用前照燈10也被小型化。此外，本實施方式的車輛用前照燈10所具有的冷卻扇20被配置成能向第I散熱部件24和第2散熱部件26兩者送風。由此，能既滿足所希望的散熱性能，又使第I散熱部件24及第2散熱部件26更加小型化，并且車輛用前照燈10也能小型化。此外，由于還能削減冷卻扇20的數(shù)量，故也有助于車輛用前照燈10的成本的降低。此外，冷卻扇20也可以被固定于散熱片上。(第2實施方式)圖2是表示第2實施方式的發(fā)光模塊的概略構(gòu)成的立體圖。圖3是主要表示第2實施方式的發(fā)光模塊中的散熱部件的構(gòu)成的頂面圖。此外，對于與第I實施方式同樣的構(gòu)成和作用效果，適當省略說明。如圖2所示，發(fā)光模塊50具備封裝16、點亮控制電路22、第I散熱部件56 (參照圖3)、第2散熱部件58、連接機構(gòu)52。連接機構(gòu)52如圖2及圖3所示的那樣，具有將第I散熱部件56和第2散熱部件58相互接合并固定的樹脂制的外殼54、和從點亮控制電路22向封裝16的半導(dǎo)體發(fā)光元件傳送信號的導(dǎo)電部60。第I散熱部件56具有被安裝點亮控制電路22的第I散熱板62和被設(shè)置成與第I散熱板62的下面接觸的第I散熱片64。第2散熱部件58具有被安裝封裝16的第2散熱板66和被設(shè)置成與第2散熱板66的下面接觸的第2散熱片68。第2散熱片68在其表面上設(shè)有4個螺孔68a。外殼54在保持了被安裝有點亮控制電路22的第I散熱部件56的狀態(tài)下，通過4個螺釘70固定于第2散熱片68。外殼54的端部一體成型有用于輸入從外部電源供給的電力的連接器部54a。當然，也可以連接FPC (Flexible Printed Circuits:柔性印刷電路)來取代連接器部54a。第2散熱部件58具有被形成為“ - ”字狀、且設(shè)有第2散熱板66的基部58a，和從基部58a的兩側(cè)向相同方向延伸的一對臂部58b。一對臂部58b從基部58a的兩端延伸設(shè)置，彼此相對且?guī)缀跗叫?。此外，一對臂?8b被配置成夾著矩形的第I散熱部件56的形式。第I散熱部件58的一對臂部58b和外殼54通過螺釘70而彼此固定。另外，對于外殼54與各散熱部件的固定，使用粘結(jié)劑。此外，導(dǎo)電部60采用電刷、Au引線、Al引線、Al帶等。第2散熱板66優(yōu)選是Al、Cu、Cu合金等散熱性高的部件。此夕卜，實施方式的各散熱部件是通過將分別制作的散熱板和散熱片粘結(jié)或金屬接合而一體化的，但也可以通過招壓鑄(Aluminum Die Cast)法一體成型。在本實施方式的發(fā)光模塊50中，第I散熱部件56和第2散熱部件58被熱分離，將其彼此接合的外殼30是由熱傳導(dǎo)率低的樹脂材料構(gòu)成的。因此，第I散熱部件56與第2散熱部件58的熱傳導(dǎo)被抑制。(第3實施方式)圖4是表示第3實施方式的發(fā)光模塊的概略構(gòu)成的頂面圖。對于與前述的各實施方式同樣的構(gòu)成和作用效果，適當省略說明。如圖4所示，發(fā)光模塊72具有封裝16、點亮控制電路22、第I散熱部件74、第2散熱部件76、以及連接機構(gòu)78。連接機構(gòu)78由接合部80和金屬引線82構(gòu)成，接合部80由接合第I散熱部件74和第2散熱部件76的樹脂材料構(gòu)成，金屬引線82用于從點亮控制電路22向封裝16的半導(dǎo)體發(fā)光元件傳送信號。作為金屬引線82的材料，采用Al或Au等。當然，也可以采用FPC來取代金屬引線82。這樣，在本實施方式的發(fā)光模塊72中，第I散熱部件74和第2散熱部件76被熱分離，且接合其彼此的接合部80由熱傳導(dǎo)率低的樹脂材料構(gòu)成。因此，第I散熱部件74與第2散熱部件76的熱傳導(dǎo)被抑制。(第4實施方式)圖5是表不第4實施方式的發(fā)光模塊的概略構(gòu)成的剖面圖。對于與前述各實施方式同樣的構(gòu)成和作用效果，適當省略說明。本實施方式的發(fā)光模塊84除外殼86的剖面為L字狀、第I散熱部件24和第2散熱部件26的朝向不同外，包括構(gòu)成部件在內(nèi)與第I實施方式的發(fā)光模塊是同樣的。通過將這樣的發(fā)光模塊84適用于車輛用前照燈，能縮短車輛用前照燈的光軸方向的長度。(第5實施方式)圖6是表不第5實施方式的發(fā)光模塊的概略構(gòu)成的剖面圖。對于與前述各實施方式同樣的構(gòu)成和作用效果，適當省略說明。本實施方式的發(fā)光模塊88以第I散熱片38和第2散熱片42相對的方式配置有第I散熱部件24和第2散熱部件26。第I散熱部件24和第2散熱部件26由樹脂制的外殼(未圖示)接合。此外，發(fā)光模塊88設(shè)有用于從點亮控制電路22向封裝16的半導(dǎo)體發(fā)光元件傳送信號的金屬引線89。發(fā)光模塊88在第I散熱部件24與第2散熱部件26之間形成有風路。并且，冷卻扇20產(chǎn)生的風的一部分一邊帶走第I散熱片38和第2散熱片42的熱量一邊從風路通過。此外，冷卻扇20產(chǎn)生的風的一部分還同時對第I散熱片38和第2散熱片42的側(cè)面38a，42a進行冷卻。通過將這樣的發(fā)光模塊88適用于車輛用前照燈，能縮短車輛用前照燈的光軸方向的長度。(第6實施方式)圖7是表不第6實施方式的發(fā)光模塊的概略構(gòu)成的剖面圖。對于與前述各實施方式同樣的構(gòu)成和作用效果，適當省略說明。本實施方式的發(fā)光模塊90具有封裝16、點亮控制電路22、用于安裝點亮控制電路22的第I散熱部件92、用于安裝封裝16的第2散熱部件94、以及連接機構(gòu)96。第I散熱部件92具有用于安裝點亮控制電路22的第I散熱板98、和被固定于與第I散熱板98的安裝點亮控制電路22的安裝面98a相同面上的第I散熱片100。第I散熱片100以扇片IOOa的長度方向與安裝面98a相平行的方式被固定于第I散熱板98上。第2散熱部件94具有用于安裝封裝16的第2散熱板102、和被固定于與第2散熱板102的安裝封裝16的安裝面102a相同面的第2散熱片104。第2散熱片104以扇片104a的長度方向與安裝面102a相平行的方式固定于第2散熱板102。連接機構(gòu)96具有將第I散熱板98和第2散熱板102相互接合并固定的外殼106、和用于從點亮控制電路22向封裝16的半導(dǎo)體發(fā)光元件傳送信號的金屬引線108。冷卻扇20被設(shè)置在與發(fā)光模塊90的第I散熱片100及第2散熱片104的各扇片相對的位置。并且，冷卻扇20產(chǎn)生的風相對于第I散熱片100和第2散熱片104的各扇片是均等的，故能高效地從第I散熱部件92和第2散熱部件94帶走熱量。
接下來，說明對使用了多個前述各實施方式的發(fā)光模塊的燈具進行冷卻的情況。圖8至圖11是示意性地表示多個發(fā)光模塊與冷卻扇的位置關(guān)系的圖。此外，以下說明的多個發(fā)光模塊可以是前述各實施方式的發(fā)光模塊的一種，也可以是將多種發(fā)光模塊組合后的模塊。如圖8所示，燈具110具有3個發(fā)光模塊112、114、116和冷卻扇20。3個發(fā)光模塊112、114、116排成一列地配置，在與正中間的發(fā)光模塊114相對的位置配置有冷卻扇20。因此，冷卻扇20的風吹向發(fā)光模塊114后,被發(fā)光模塊114阻擋而朝向相鄰的發(fā)光模塊112、116。由此，能用一個冷卻扇20高效地冷卻多個發(fā)光模塊112、114、116。此外，圖9所示的燈具120夾著風路S地在兩側(cè)配置有3個發(fā)光模塊112、114、116。此外，圖10所示的燈具130向3個發(fā)光模塊112、114、116所包圍的區(qū)域送風。因此，在這些燈具中，能用一個冷卻扇20高效地冷卻多個發(fā)光模塊112、114、116。此外，圖11所示的燈具140在冷卻扇20與3個發(fā)光模塊112、114、116之間設(shè)有管道118。因此，燈具140能用一個冷卻扇20高效地冷卻多個發(fā)光模塊112、114、116。此夕卜，在燈具140中，冷卻扇20與3個發(fā)光模塊112、114、116的配置的自由度增加。因此，能使燈具整體小型化。以上參照上述各實施方式說明了本發(fā)明，但本發(fā)明并非限定于上述的各實施方式，將各實施方式的構(gòu)成適當組合或置換后的方案也包含在本發(fā)明內(nèi)。此外，也可以基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識，對各實施方式中的組合和處理的順序進行適當重組，或?qū)Ω鲗嵤┓绞绞┘痈鞣N設(shè)計變更等變形，被施加了這樣的變形的實施方式也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)?！矘颂栒f明〕10車輛用前照燈、14電路模塊、16封裝、20冷卻扇、22點亮控制電路、24第I散熱部件、26第2散熱部件、28連接機構(gòu)、30外殼、32導(dǎo)電部、34發(fā)光模塊、36第I散熱板、38第I散熱片、40第2散熱板、42第2散熱片?！补I(yè)可利用性〕本發(fā)明能適用于車輛用燈具等。
權(quán)利要求
1.一種電路模塊，其特征在于，包括: 控制半導(dǎo)體發(fā)光元件的點亮的點亮控制電路， 被安裝上述點亮控制電路的第I散熱部件， 與上述第I散熱部件相分離、具有用于安裝半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝面的第2散熱部件，以及 具有將上述第I散熱部件和上述第2散熱部件相互接合的接合部、和用于從上述點亮控制電路向半導(dǎo)體發(fā)光元件傳送信號的導(dǎo)電部的連接機構(gòu)； 其中，上述接合部由比上述第I散熱部件和上述第2散熱部件熱傳導(dǎo)率低的材料構(gòu)成。
2.一種發(fā)光模塊，其特征在于，包括: 權(quán)利要求1所述的電路模塊，和 被安裝在上述第2散熱部件的安裝面上的半導(dǎo)體發(fā)光元件。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光模塊，其特征在于， 上述點亮控制電路的動作所被容許的最高溫度被設(shè)定得比上述半導(dǎo)體發(fā)光元件的動作所被容許的最高溫度低； 上述第I散熱部件的熱阻抗比上述第2散熱部件的熱阻抗大。
4.一種用于車輛的車輛用燈具，其特征在于，包括: 權(quán)利要求2或3所述的發(fā)光模塊，和 將從上述發(fā)光模塊射出的光向車輛前方反射的反射器； 上述發(fā)光模塊被配置使得上述半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面與上述反射器相對。
5.如權(quán)利要求4所述的車輛用燈具，其特征在于，還包括: 冷卻扇； 上述冷卻扇被配置成能向上述第I散熱部件和上述第2散熱部件兩者送風。
全文摘要
電路模塊(14)包括控制半導(dǎo)體發(fā)光元件的點亮的點亮控制電路(22)；被安裝點亮控制電路(22)的第1散熱部件(24)；與第1散熱部件(24)相分離、具有用于安裝半導(dǎo)體發(fā)光元件的表面(40a)的第2散熱部件(26)；以及具有將第1散熱部件(24)和第2散熱部件(26)彼此接合的外殼(30)、和從點亮控制電路(22)向半導(dǎo)體發(fā)光元件傳送信號的導(dǎo)電部(32)的連接機構(gòu)(28)。外殼(30)由比第1散熱部件(24)及第2散熱部件(26)熱傳導(dǎo)率低的材料構(gòu)成。
文檔編號F21S8/10GK103119357SQ20118004564
公開日2013年5月22日 申請日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者鈴木哲也, 松本明浩, 井上貴司, 中川智之, 曾根直樹 申請人:株式會社小糸制作所