JP2008235757A

JP2008235757A - チップｌｅｄ搭載基板の装置実装方法

Info

Publication number: JP2008235757A
Application number: JP2007076253A
Authority: JP
Inventors: Tomohiko Murayama; 智彦村山
Original assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Current assignee: Fujitsu Telecom Networks Ltd
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2008-10-02

Abstract

【課題】本発明はチップＬＥＤ搭載基板の装置実装方法に係り、複数のチップＬＥＤを並べてプリント基板に実装，搭載した場合に、表面板の表示用小孔からの光の漏れのないチップＬＥＤ搭載基板の装置実装方法を提供することを目的とする。
【解決手段】高さ２ｍｍ以下の低背のチップＬＥＤを等間隔に複数実装，搭載したチップＬＥＤ搭載基板を、前記チップＬＥＤ毎の表示用小孔を設けた装置の表面板と平行に配置して、該装置に実装するチップＬＥＤ搭載基板の装置実装方法であって、前記表示用小孔をチップＬＥＤよりも小さく形成し、チップＬＥＤの上部中央と、該チップＬＥＤに隣接するチップＬＥＤの表示用小孔の中心とのなす角度αを１０〜１５°の範囲に限定し、チップＬＥＤの中心間距離Ｐを決めて、Ｈ＝Ｐ×ｔａｎαの計算式で算出したチップＬＥＤの上部から前記表面板までの高さＨを以って、チップＬＥＤ搭載基板を装置に実装することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、チップＬＥＤを搭載したプリント基板の装置実装方法に関する。

今日、ＬＥＤ（発光ダイオード）を使用して装置の動作状況を視覚で表現する手法が広く行われている。
そして、昨今の高密度実装の流れから、プリント基板に実装されるＬＥＤもチップ化されて、特許文献１に開示されるようなチップＬＥＤが用いられているが、ＬＥＤは装置の外部から見えることが前提となるため、従来、特に高さ２ｍｍ以下の低背のチップＬＥＤを用いた場合、ヒカリガイド（レンズ）等の専用スペーサを用いてチップＬＥＤの点灯を装置外部に表示している。
特開２００４−１０３７７５号公報

しかし乍ら、斯様にヒカリガイド（レンズ）等の専用スペーサを用いて低背のチップＬＥＤをプリント基板に実装した場合、ディスクリートＬＥＤに比べて専用スペーサのエリアが大きくなることが多く、高密度実装のためにチップＬＥＤを用いたメリットが失われてしまう欠点が指摘されていた。
また、斯様に専用スペーサを用いてチップＬＥＤを実装する場合、図３の如くプリント基板１に対し装置の表面板３が直角に配置された装置構成は、専用スペーサによる実装が容易であるのに対し、図４の如くプリント基板１に対し表面板３を平行に配置した装置構成は、高さ調整がディスクリートＬＥＤと比べて自由度がないため、専用スペーサによるチップＬＥＤの実装が難しいのが実情であった。

そして、図４の装置構成で、専用スペーサを使用せずにチップＬＥＤをプリント基板に実装する場合、プリント基板に実装するチップＬＥＤの数量が少なくピッチ幅が広ければ問題はないが、例えば１０個以上の表示が必要で、ピッチ幅を詰めて１０個以上のチップＬＥＤをプリント基板に実装する場合、光は全体的に拡散するため、チップＬＥＤ毎に設けた表面板の表示用小孔から、隣接するチップＬＥＤの光が漏れてしまう不具合があった。

而して、この場合、チップＬＥＤが自ら点灯している場合は問題はないが、自ら点灯していないにも拘わらず、点灯している隣のチップＬＥＤの光が表示用小孔から漏れてしまうと、見栄えが悪く商品価値が低下し、また、誤った動作状況を人に認識させてしまう虞もある。
このため、ヒカリガイド等の専用スペーサを使用しないで、低背のチップＬＥＤをプリント基板に実装，搭載した場合に、表面板の表示用小孔からの光の漏れのない機構条件が求められていた。

本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、複数のチップＬＥＤを並べてプリント基板に実装，搭載した場合に、表面板の表示用小孔からの光の漏れのないチップＬＥＤ搭載基板の装置実装方法を提供することを目的とする。

斯かる目的を達成するため、請求項１に係る発明は、高さ２ｍｍ以下の低背のチップＬＥＤを等間隔に複数実装，搭載したチップＬＥＤ搭載基板を、前記チップＬＥＤ毎の表示用小孔を設けた装置の表面板と平行に配置して、該装置に実装するチップＬＥＤ搭載基板の装置実装方法であって、前記表示用小孔をチップＬＥＤよりも小さく形成し、チップＬＥＤの上部中央と、該チップＬＥＤに隣接するチップＬＥＤの表示用小孔の中心とのなす角度αを１０〜１５°の範囲に限定し、チップＬＥＤの中心間距離Ｐを決めて、Ｈ＝Ｐ×ｔａｎαの計算式で算出したチップＬＥＤの上部から前記表面板までの高さＨを以って、チップＬＥＤ搭載基板を装置に実装することを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、ヒカリガイド等の専用スペーサを使用しないで低背のチップＬＥＤをプリント基板に実装，搭載して、該プリント基板を装置に実装する場合に、隣り合うチップＬＥＤの光の表示用小からの漏れ（チップＬＥＤの光の干渉）がなくなって見栄えが良好となり、また、誤った動作状況を人に認識させてしまう虞がなくなった。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は請求項１に係るチップＬＥＤ搭載基板の装置実装方法の一実施形態を示し、図中、５はプリント基板、７は装置の表面板で、プリント基板５は表面板７に対し平行に実装されている。
そして、プリント基板５に、高さ２ｍｍ以下の複数の低背のチップＬＥＤ９が等間隔に実装され、各チップＬＥＤ９に対応して表面板７に平面視円形状の表示用小孔１１が設けられているが、既述したように、ピッチ幅を詰めて複数のチップＬＥＤをプリント基板に実装すると、チップＬＥＤ毎に設けた表面板の表示用小孔から、隣接するチップＬＥＤの光が漏れてしまう不具合があった。

そこで、本実施形態は、斯かる実情に鑑み以下の如き特徴を有している。
即ち、図１に示すように、先ず、チップＬＥＤ９に対応して平面視円形状に設けた表示用小孔１１は、夫々、チップＬＥＤ９よりも小径とされている。
そして、チップＬＥＤ９の上部中央Ａと、該チップＬＥＤ９に隣接するチップＬＥＤ９の表示用小孔１１の中心Ｂとのなす角度αが１０〜１５°の範囲に限定されている。

ここで、前記角度αを１０〜１５°の範囲に限定する根拠を説明すると、図２は光の指向曲線を示し、図示するように光の指向性は、光源と垂直の位置で１００％、光源と水平の位置で０％となることが実験結果等で明らかとなっている。
従って、単位は違うが、角度αと光の指向性の数値の最大値と最小値は、近似値として次のように考えることができる。

指向性＝１００％ → 角度α＝９０°
指向性＝０％ → 角度α＝０°
そして、表示用小孔１１からの光の漏れが２０％を超すと、人は光の漏れが気になるが、２０％以下の光の漏れはさして気にならないことが経験則から明らかになっており、この場合、図２の光の指向曲線から、
指向性＝２０％以下 → 角度α＝１０〜１５°
と導かれる。

尚、角度α＝１０°未満は、チップＬＥＤ９を実装していくうえで現実的な値ではない。
そこで、図１のチップＬＥＤ９の上部中央Ａを図２の指向曲線の光源とみなすと、チップＬＥＤ９の上部中央Ａと、該チップＬＥＤ９に隣接するチップＬＥＤ９の表示用小孔１１の中心Ｂとのなす角度αを１０〜１５°の範囲に限定することで、表示用小孔１１から隣のチップＬＥＤ９の光の漏れは２０％以下に収まることとなる。

そして、斯様に光の漏れを２０％以下に収めるために前記角度αを１０〜１５°の範囲とするには、図１の装置構成から、プリント基板５に実装したチップＬＥＤ９の中心間距離Ｐを決定した後、角度α＝１０〜１５°を基に、
Ｈ＝Ｐ×ｔａｎα：ｍｍ
の計算式で算出したチップＬＥＤ９の上部から前記表面板７までの高さ（間隙）Ｈを空けて、チップＬＥＤ９を実装，搭載したプリント基板５を装置に実装すればよい。

而して、図１の如くチップＬＥＤ９の上部から表面板７との間に高さＨを空けてプリント基板５を装置に実装すると、チップＬＥＤ９の上部中央Ａと表示用小孔１１の中心Ｂとのなす角度αを１０〜１５°の範囲に限定することが可能となり、この結果、表示用小孔１１からの隣接するチップＬＥＤ９の光の漏れを２０％以下に収めることが可能となる。
表１は高さ２ｍｍの低背のチップＬＥＤ９を使用した場合の、チップＬＥＤ９の上部から表面板７までの高さＨの例を示す。

この表１から明らかなように、例えばプリント基板５に実装，搭載したチップＬＥＤ９の中心間距離Ｐが３．８１ｍｍの場合、チップＬＥＤ９の上部から表面板７までの高さＨ＝５．３６〜６．４５ｍｍを空けてプリント基板５を装置に実装すれば、図１の如くチップＬＥＤ９の上部中央Ａと、これに隣接するチップＬＥＤ９の表示用小孔１１の中心Ｂとのなす角度αを１０〜１５°の範囲に限定することが可能となり、表示用小孔１１からの隣のチップＬＥＤ９の光の漏れを２０％以下に収めることができる。

同様に、例えばプリント基板５に実装，搭載したチップＬＥＤ９の中心間距離Ｐが７．６２ｍｍの場合、チップＬＥＤ９の上部から表面板７までの高さＨ＝９．４１〜１０．２６ｍｍを空けてプリント基板５を装置に実装すれば、図１の如くチップＬＥＤ９の上部中央Ａと、これに隣接するチップＬＥＤ９の表示用小孔１１の中心Ｂとのなす角度αを１０〜１５°の範囲に限定することが可能となり、表示用小孔１１からの隣のチップＬＥＤ９の光の漏れを２０％以下に収めることができるが、高さ２ｍｍの低背のチップＬＥＤ９では、前記高さＨ＝１０．２６ｍｍを超えると、距離が遠くなり、該チップＬＥＤ９自身の表示用小孔１１からの光の透過率が低下して現実的でなくなる。

そして、前記表示用小孔１１に沿ってこの領域を黒塗りベタで統一すると、光の反射を最小限に抑えることができ、表示用小孔１１からのチップＬＥＤ９の光が認識し易くなる。
このように、本実施形態に係るチップＬＥＤ搭載基板の装置実装方法は、プリント基板５に高さ２ｍｍ以下のチップＬＥＤ９を等間隔に複数実装して、該プリント基板５を装置に実装するに当たり、チップＬＥＤ９に対応して表面板７に設ける表示用小孔１１を、夫々、チップＬＥＤ９よりも小径に形成し、そして、プリント基板５に実装したチップＬＥＤ９の中心間距離Ｐを決定して、角度α＝１０〜１５°を基に、
Ｈ＝Ｐ×ｔａｎα：ｍｍ
の計算式で算出した前記高さＨで、チップＬＥＤ９を実装，搭載したプリント基板５を装置に実装すれば、表示用小孔１１からの隣のチップＬＥＤ９の光の漏れが２０％以下に収まることとなる。

従って、本実施形態によれば、ヒカリガイド等の専用スペーサを使用しないで低背のチップＬＥＤ９をプリント基板５に実装，搭載して、該プリント基板５を装置に実装する場合に、隣り合うチップＬＥＤ９の光の表示用小孔１１からの漏れ、言い換えれば、チップＬＥＤ９の光の干渉がなくなって見栄えが良好となり、また、誤った動作状況を人に認識させてしまう虞がなくなった。

請求項１の一実施形態に係るチップＬＥＤ搭載基板の装置実装方法の説明図である。光の指向曲線の説明図である。表面板とプリント基板の配置図である。表面板とプリント基板の配置図である。

符号の説明

５プリント基板
７表面板
９チップＬＥＤ
１１表示用小孔
ＡチップＬＥＤの上部中央
Ｂ表示用小孔の中心
ＨチップＬＥＤの上部から表面板までの高さ
ＰチップＬＥＤの中心間距離
α チップＬＥＤの上部中央と、該チップＬＥＤに隣接するチップＬＥＤの表示用小孔の中心とのなす角度

Claims

高さ２ｍｍ以下の低背のチップＬＥＤを等間隔に複数実装，搭載したチップＬＥＤ搭載基板を、
前記チップＬＥＤ毎の表示用小孔を設けた装置の表面板と平行に配置して、該装置に実装するチップＬＥＤ搭載基板の装置実装方法であって、
前記表示用小孔をチップＬＥＤよりも小さく形成し、
チップＬＥＤの上部中央と、該チップＬＥＤに隣接するチップＬＥＤの表示用小孔の中心とのなす角度αを１０〜１５°の範囲に限定し、
チップＬＥＤの中心間距離Ｐを決めて、
Ｈ＝Ｐ×ｔａｎα
の計算式で算出したチップＬＥＤの上部から前記表面板までの高さＨを以って、チップＬＥＤ搭載基板を装置に実装することを特徴とするチップＬＥＤ搭載基板の装置実装方法。