JP2009105198A - プリント配線基板およびそれを備えた発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】湾曲した状態においても、封止樹脂が剥離するのを抑制することが可能なプリント配線基板を提供する。
【解決手段】このプリント配線基板１０は、可撓性を有する基材１１と、基材１１の主表面側に形成され、複数のＬＥＤ素子２０、２１および２２が搭載される配線層１２と、ＬＥＤ素子２０、２１および２２を封止する封止樹脂３０が配置される樹脂封止領域１０ｄの裏面側を覆うように、基材１１の裏面側に形成された配線層１４とを備えている。可撓部１０ｂにおける配線層１４のＢ方向の配線幅（＝Ｗ７）は、硬質部１０ａにおける配線層１４のＢ方向の配線幅（＝Ｗ５）よりも小さい。
【選択図】図４

Description

この発明は、プリント配線基板およびそれを備えた発光装置に関し、特に、発光素子が搭載されるプリント配線基板およびそれを備えた発光装置に関する。

従来、発光素子が搭載されるプリント配線基板を備えた発光装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、回路基板（プリント配線基板）と、回路基板の一方面側に搭載される発光体（発光素子）と、発光体を封止する透明樹脂層（封止樹脂）とを備えた発光デバイス（発光装置）が開示されている。この発光デバイスでは、回路基板は、可撓性プリント配線基板、セラミックス配線基板またはリードフレームなどにより構成される。

上記特許文献１に開示されたような発光デバイスでは、通常、回路基板は、基材と、基材の一方面側に形成される１層の配線層とによって構成されている。そして、配線層は、発光体の表面電極が接続される表面電極用配線と、発光体の裏面電極が接続される裏面電極用配線とを含んでいる。
特開２００６−３２４６２３号公報

しかしながら、上記特許文献１のような発光デバイス（発光装置）において、回路基板が可撓性プリント配線基板からなるとともに、発光デバイスを湾曲させた状態で使用する場合、透明樹脂層（封止樹脂）と回路基板との接着部分に負荷がかかるので、透明樹脂層が回路基板から剥離しやすいという問題点がある。なお、透明樹脂層が回路基板から剥離した場合、発光体（発光素子）が不点灯になったり、輝度が低下するという不都合が生じる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、湾曲した状態においても、封止樹脂が剥離するのを抑制することが可能なプリント配線基板およびそれを備えた発光装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面によるプリント配線基板は、可撓性を有する基材と、基材の一方面側に形成され、複数の発光素子が搭載される第１配線層と、発光素子を封止する封止樹脂が配置される樹脂封止領域の他方面側を覆うように、基材の他方面側に形成された第２配線層と、樹脂封止領域を含み、第１の方向に沿って配置された複数の第１領域と、複数の第１領域の間に配置された第２領域とを備え、第２領域における第１配線層および第２配線層の少なくともいずれか一方の第１の方向と直交する第２の方向の配線幅は、第１領域における第１配線層および第２配線層の少なくともいずれか一方の第２の方向の配線幅よりも小さい。

この第１の局面によるプリント配線基板では、上記のように、発光素子を封止する封止樹脂が配置される樹脂封止領域の他方面側を覆うように、基材の他方面側に形成された第２配線層を設けることによって、樹脂封止領域におけるプリント配線基板の強度を大きくすることができる。すなわち、プリント配線基板を湾曲させた場合にも、樹脂封止領域が湾曲するのを抑制することができる。これにより、プリント配線基板が湾曲した状態においても、封止樹脂とプリント配線基板との接着部分に負荷がかかるのを抑制することができるので、封止樹脂がプリント配線基板から剥離するのを抑制することができる。その結果、発光素子が不点灯になったり、輝度が低下するのを抑制することができる。

また、第１の局面によるプリント配線基板では、上記のように、樹脂封止領域を含み、第１の方向に沿って配置された複数の第１領域と、複数の第１領域の間に配置された第２領域とを設け、第２領域における第１配線層および第２配線層の少なくともいずれか一方の第１の方向と直交する第２の方向の配線幅を、第１領域における第１配線層および第２配線層の少なくともいずれか一方の第２の方向の配線幅よりも小さくすることによって、樹脂封止領域を含む第１領域の強度を、第２領域の強度よりも大きくすることができる。これにより、第２領域を湾曲しやすくすることができるとともに、樹脂封止領域を含む第１領域が湾曲するのをより抑制することができる。その結果、プリント配線基板が湾曲した状態においても、封止樹脂がプリント配線基板から剥離するのをより抑制することができる。

また、第１の局面によるプリント配線基板では、上記のように、基材の一方面側に形成される第１配線層と、基材の他方面側に形成される第２配線層とを設けることによって、基材の、例えば一方面側のみに１層の配線層を設ける場合に比べて、プリント配線基板の放熱性を向上させることができる。

上記第１の局面によるプリント配線基板において、好ましくは、樹脂封止領域を含み、第１の方向に沿って配置された複数の第１領域と、複数の第１領域の間に配置された第２領域とをさらに備え、第２領域における基材の第１の方向と直交する第２の方向の幅は、第１領域における基材の第２の方向の幅よりも小さい。このように構成すれば、樹脂封止領域を含む第１領域の強度を、第２領域の強度よりも大きくすることができる。これにより、第２領域を湾曲しやすくすることができるとともに、樹脂封止領域を含む第１領域が湾曲するのをより抑制することができる。その結果、プリント配線基板が湾曲した状態においても、封止樹脂がプリント配線基板から剥離するのをより抑制することができる。

上記第１の局面によるプリント配線基板において、好ましくは、樹脂封止領域を含み、第１の方向に沿って配置された複数の第１領域と、複数の第１領域の間に配置された第２領域とをさらに備え、第２領域における第１配線層および第２配線層の少なくともいずれか一方には、第１の方向に沿って延びるスリット部が形成されている。このように構成すれば、第２領域における第１配線層および第２配線層の少なくともいずれか一方の第２の方向の幅を実質的に小さくすることができるので、第２領域の強度を小さくすることができる。これにより、第２領域を湾曲しやすくすることができるので、樹脂封止領域を含む第１領域が湾曲するのをより抑制することができる。その結果、プリント配線基板が湾曲した状態においても、封止樹脂がプリント配線基板から剥離するのをより抑制することができる。

上記第１の局面によるプリント配線基板において、好ましくは、基材には、第１配線層と第２配線層とを接続するスルーホールが形成されている。このように構成すれば、第１配線層と第２配線層とを接続することができるので、第２配線層を、例えば共通電極などに用いることができるとともに、プリント配線基板の放熱性を、より向上させることができる。

この発明の第２の局面による発光装置は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプリント配線基板と、プリント配線基板に搭載される複数の発光素子と、発光素子を封止する封止樹脂とを備える。このように構成すれば、湾曲した状態においても、封止樹脂がプリント配線基板から剥離するのを抑制することが可能な発光装置を得ることができる。

以上のように、本発明によれば、湾曲した状態においても、封止樹脂が剥離するのを抑制することが可能なプリント配線基板およびそれを備えた発光装置を容易に得ることができる。

図１は、本発明の一実施形態による発光装置を支持部材に取り付けた状態を示した斜視図である。図２〜図６は、図１に示した本発明の一実施形態による発光装置のプリント配線基板の構造を示した図である。図１〜図６を参照して、本発明の一実施形態による発光装置１の構造について説明する。

本発明の一実施形態による発光装置１は、図１に示すように、半円柱形状の支持部材５０の表面上に湾曲した状態で取り付けられている。

また、発光装置１は、図２に示すように、可撓性を有するプリント配線基板１０と、プリント配線基板１０の主表面側に配置された複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｒｄ）素子２０、２１および２２と、ＬＥＤ素子２０、２１および２２を封止する略半球形状の封止樹脂３０とによって構成されている。なお、ＬＥＤ素子２０、２１および２２は、本発明の「発光素子」の一例である。

プリント配線基板１０は、図２および図４に示すように、ガラスエポキシ樹脂などからなる可撓性を有する基材１１と、基材１１の主表面側に形成されたＣｕなどの金属層からなる配線層１２（図２参照）と、基材１１の主表面側を覆うように形成されたレジスト１３（図２参照）と、基材１１の裏面側に形成されたＣｕなどの金属層からなる配線層１４（図４参照）と、基材１１の裏面側を覆うように形成されたレジスト１５（図４参照）とを含んでいる。なお、配線層１２は、本発明の「第１配線層」の一例であり、配線層１４は、本発明の「第２配線層」の一例である。また、主表面側および裏面側は、それぞれ、本発明の「一方面側」および「他方面側」の一例である。

ここで、本実施形態では、プリント配線基板１０は、Ａ方向に沿って配置された複数の硬質部１０ａと、複数の硬質部１０ａの間に配置された可撓部１０ｂとによって構成されている。また、複数の硬質部１０ａの間には、プリント配線基板１０のＢ方向の両端から内側に向かって延びる一対の切り欠き部１０ｃが形成されている。このため、可撓部１０ｂにおける基材１１のＡ方向に直交するＢ方向の幅（＝Ｗ１）（図２参照）は、硬質部１０ａにおける基材１１のＢ方向の幅（＝Ｗ２）（図２参照）よりも小さい。なお、硬質部１０ａは、本発明の「第１領域」の一例であり、可撓部１０ｂは、本発明の「第２領域」の一例である。また、Ａ方向は、本発明の「第１の方向」の一例であり、Ｂ方向は、本発明の「第２の方向」の一例である。

配線層１２は、図２に示すように、共通電極として機能する配線部１２０と、配線部１２０から所定の間隔を隔てて形成された３つの配線部１２１、１２２および１２３とを含んでいる。

配線部１２０は、複数の硬質部１０ａおよび複数の可撓部１０ｂに連続した状態で形成された主部１２０ａと、硬質部１０ａに形成されたワイヤーボンディング部１２０ｂと、主部１２０ａおよびワイヤーボンディング部１２０ｂを接続する接続部１２０ｃとによって構成されている。

また、本実施形態では、主部１２０ａの可撓部１０ｂにおける部分には、Ａ方向に延びる複数のスリット部１２０ｄが形成されている。

３つの配線部１２１、１２２および１２３は、複数の硬質部１０ａのそれぞれに形成されている。また、３つの配線部１２１、１２２および１２３は、互いに所定の間隔を隔てて形成されている。

配線部１２１は、図３に示すように、ＬＥＤ素子２０が搭載された搭載部１２１ａと、電極部１２１ｂと、搭載部１２１ａおよび電極部１２１ｂを接続する接続部１２１ｃとによって構成されている。この搭載部１２１ａに搭載されたＬＥＤ素子２０は、Ａｕワイヤー４０により、一方の電極が配線部１２０のワイヤーボンディング部１２０ｂに接続されているとともに、他方の電極が搭載部１２１ａに接続されている。

配線部１２２は、ＬＥＤ素子２１が搭載された搭載部１２２ａと、電極部１２２ｂと、搭載部１２２ａおよび電極部１２２ｂを接続する接続部１２２ｃとによって構成されている。この搭載部１２２ａに搭載されたＬＥＤ素子２１は、Ａｕワイヤー４０により、一方の電極（表面電極）が配線部１２０のワイヤーボンディング部１２０ｂに接続されている。また、ＬＥＤ素子２１の他方の電極（裏面電極）は、導電性を有する固定部材（図示せず）により、搭載部１２２ａに接続されている。

配線部１２３は、ＬＥＤ素子２２が搭載された搭載部１２３ａと、電極部１２３ｂと、搭載部１２３ａおよび電極部１２３ｂを接続する接続部１２３ｃとによって構成されている。この搭載部１２３ａに搭載されたＬＥＤ素子２２は、Ａｕワイヤー４０により、一方の電極が配線部１２０のワイヤーボンディング部１２０ｂに接続されているとともに、他方の電極が搭載部１２３ａに接続されている。

そして、ＬＥＤ素子２０、２１および２２は、電極部１２１ｂ、１２２ｂおよび１２３ｂにそれぞれ所定の電圧が印加されることにより個別に制御される。

また、配線部１２０のワイヤーボンディング部１２０ｂと、３つの搭載部１２１ａ、１２２ａおよび１２３ａとを合わせた領域は、略円状に形成されている。

レジスト１３は、基材１１の主表面側に形成された配線層１２を覆うように形成されている。また、レジスト１３には、円状の開口部１３ａが形成されており、開口部１３ａの内部には、略円状に形成される配線部１２０のワイヤーボンディング部１２０ｂと、３つの搭載部１２１ａ、１２２ａおよび１２３ａとが配置されている。また、レジスト１３の開口部１３ａの内部に位置する配線部１２０、１２１、１２２および１２３の部分には、Ａｕめっきが施されている。

封止樹脂３０は、エポキシ樹脂などからなり、配線部１２０のワイヤーボンディング部１２０ｂと、３つの搭載部１２１ａ、１２２ａおよび１２３ａとを覆うように形成されている。また、封止樹脂３０は、配線部１２０のワイヤーボンディング部１２０ｂと、３つの搭載部１２１ａ、１２２ａおよび１２３ａとを合わせた領域よりも大きく形成されている。

また、本実施形態では、図４に示すように、基材１１（プリント配線基板１０）の裏面側に形成された配線層１４は、基材１１に形成されたスルーホール１１ａを介して、基材１１の主表面側に形成された配線層１２（図２参照）と接続されている。これにより、配線層１４は、共通電極として機能する。

ここで、本実施形態では、図３および図５に示すように、配線層１４（図５参照）は、硬質部１０ａにおいて、封止樹脂３０が形成された樹脂封止領域１０ｄ（図３参照）の裏面側を覆うように形成されている。すなわち、硬質部１０ａにおける配線層１４のＡ方向の配線幅（＝Ｗ３）（図５参照）は、樹脂封止領域１０ｄのＡ方向の配線幅（＝Ｗ４）（図３参照）よりも大きい。また、硬質部１０ａにおける配線層１４のＢ方向の配線幅（＝Ｗ５）（図５参照）は、樹脂封止領域１０ｄのＢ方向の配線幅（＝Ｗ６）（図３参照）よりも大きい。

また、本実施形態では、図４に示すように、可撓部１０ｂにおける配線層１４のＢ方向の配線幅（＝Ｗ７）は、硬質部１０ａにおける配線層１４のＢ方向の配線幅（＝Ｗ５）よりも小さい。

また、本実施形態では、可撓部１０ｂにおける配線層１４の部分には、Ａ方向に延びる複数のスリット部１４ａが形成されている。

レジスト１５は、基材１１の裏面側に形成された配線層１４全体を覆うように形成されている。

この発光装置１では、図６に示すように、プリント配線基板１０は、半円柱形状の支持部材５０の表面上に取り付けられた状態では、上方から見て、硬質部１０ａが略直線状に形成される一方、可撓部１０ｂは湾曲する。

本実施形態では、上記のように、封止樹脂３０が配置される樹脂封止領域１０ｄの裏面側を覆うように、基材１１の裏面側に配線層１４を設けることによって、樹脂封止領域１０ｄ（硬質部１０ａ）におけるプリント配線基板１０の強度を大きくすることができる。すなわち、プリント配線基板１０を湾曲させた場合にも、樹脂封止領域１０ｄ（硬質部１０ａ）が湾曲するのを抑制することができる。これにより、プリント配線基板１０が湾曲した状態においても、封止樹脂３０とプリント配線基板１０との接着部分に負荷がかかるのを抑制することができるので、封止樹脂３０がプリント配線基板１０から剥離するのを抑制することができる。その結果、ＬＥＤ素子２０、２１および２２が不点灯になったり、輝度が低下するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、可撓部１０ｂにおける配線層１４のＢ方向の配線幅（＝Ｗ７）を、硬質部１０ａにおける配線層１４のＢ方向の配線幅（＝Ｗ５）よりも小さくすることによって、硬質部１０ａの強度を、可撓部１０ｂの強度よりも大きくすることができる。これにより、可撓部１０ｂを湾曲しやすくすることができるとともに、樹脂封止領域１０ｄを含む硬質部１０ａが湾曲するのをより抑制することができる。その結果、プリント配線基板１０が湾曲した状態においても、封止樹脂３０がプリント配線基板１０から剥離するのをより抑制することができる。

また、本実施形態では、基材１１の主表面側に配線層１２を設けるとともに、基材１１の裏面側に配線層１４を設けることによって、基材１１の、例えば主表面側のみに１層の配線層を設ける場合に比べて、プリント配線基板１０の放熱性を向上させることができる。

また、本実施形態では、可撓部１０ｂにおける基材１１のＢ方向の幅（＝Ｗ１）を、硬質部１０ａにおける基材１１のＢ方向の幅（＝Ｗ２）よりも小さくすることによって、硬質部１０ａの強度を、可撓部１０ｂの強度よりも、より大きくすることができる。これにより、可撓部１０ｂをより湾曲しやすくすることができるとともに、樹脂封止領域１０ｄを含む硬質部１０ａが湾曲するのをより抑制することができる。その結果、プリント配線基板１０が湾曲した状態においても、封止樹脂３０がプリント配線基板１０から剥離するのをより抑制することができる。

また、本実施形態では、可撓部１０ｂにおける配線層１２および１４に、Ａ方向に沿って延びるスリット部１２０ｄおよび１４ａをそれぞれ形成することによって、可撓部１０ｂにおける配線層１２および１４のＢ方向の幅を実質的に小さくすることができるので、可撓部１０ｂの強度を小さくすることができる。これにより、可撓部１０ｂをより湾曲しやすくすることができるので、樹脂封止領域１０ｄを含む硬質部１０ａが湾曲するのをより抑制することができる。

また、本実施形態では、基材１１にスルーホール１１ａを設け、配線層１２と配線層１４とを接続することによって、配線層１４を、共通電極として用いることができるとともに、プリント配線基板１０の放熱性を、より向上させることができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、プリント配線基板に、ガラスエポキシ樹脂からなる基材を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、プリント配線基板に、ガラスエポキシ樹脂以外の、例えばポリイミドやその他の材料からなる基材を用いてもよい。

また、上記実施形態では、発光素子としてＬＥＤ素子を用いた例について示したが、本発明はこれに限らず、ＬＥＤ素子以外の発光素子を用いてもよい。

また、上記実施形態では、基材の主表面側および裏面側に配線層をそれぞれ１層ずつ設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、基材の主表面側および裏面側に、２層以上の配線層を設けてもよい。

また、上記実施形態では、プリント配線基板に切り欠き部を設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、プリント配線基板に切り欠き部を設けず、プリント配線基板を、略長方形状に形成してもよい。

また、上記実施形態では、プリント配線基板にスルーホールを設けて、基材の主表面側の配線層と裏面側の配線層とを接続した例について示したが、本発明はこれに限らず、プリント配線基板にスルーホールを設けなくてもよい。

また、上記実施形態では、基材の主表面側の配線層、および、裏面側の配線層にそれぞれスリット部を設けた例について示したが、本発明はこれに限らず、基材の主表面側の配線層、および、裏面側の配線層にスリット部を設けなくてもよい。

本発明の一実施形態による発光装置を支持部材に取り付けた状態を示した斜視図である。 図１に示した本発明の一実施形態による発光装置のプリント配線基板の構造を示した表面図である。 図１に示した本発明の一実施形態による発光装置のプリント配線基板の詳細構造を示した表面拡大図である。 図１に示した本発明の一実施形態による発光装置のプリント配線基板の構造を示した裏面図である。 図１に示した本発明の一実施形態による発光装置のプリント配線基板の詳細構造を示した裏面拡大図である。 図１に示した本発明の一実施形態による発光装置が支持部材に取り付けられた状態を上方から見た図である。

符号の説明

１ 発光装置
１０ プリント配線基板
１０ａ 硬質部（第１領域）
１０ｂ 可撓部（第２領域）
１０ｄ 樹脂封止領域
１１ 基材
１１ａ スルーホール
１２ 配線層（第１配線層）
１４ 配線層（第２配線層）
１４ａ、１２０ｄ スリット部
２０、２１、２２ ＬＥＤ素子（発光素子）
３０ 封止樹脂
Ｗ１、Ｗ２ 幅
Ｗ５、Ｗ７ 配線幅

Claims (5)

1. 可撓性を有する基材と、
   前記基材の一方面側に形成され、複数の発光素子が搭載される第１配線層と、
   前記発光素子を封止する封止樹脂が配置される樹脂封止領域の他方面側を覆うように、前記基材の他方面側に形成された第２配線層と、
   前記樹脂封止領域を含み、第１の方向に沿って配置された複数の第１領域と、
   前記複数の第１領域の間に配置された第２領域とを備え、
   前記第２領域における前記第１配線層および前記第２配線層の少なくともいずれか一方の前記第１の方向と直交する第２の方向の配線幅は、前記第１領域における前記第１配線層および前記第２配線層の少なくともいずれか一方の前記第２の方向の配線幅よりも小さいことを特徴とするプリント配線基板。
2. 前記樹脂封止領域を含み、第１の方向に沿って配置された複数の第１領域と、前記複数の第１領域の間に配置された第２領域とをさらに備え、
   前記第２領域における前記基材の前記第１の方向と直交する第２の方向の幅は、前記第１領域における前記基材の前記第２の方向の幅よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のプリント配線基板。
3. 前記樹脂封止領域を含み、第１の方向に沿って配置された複数の第１領域と、前記複数の第１領域の間に配置された第２領域とをさらに備え、
   前記第２領域における前記第１配線層および前記第２配線層の少なくともいずれか一方には、前記第１の方向に沿って延びるスリット部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のプリント配線基板。
4. 前記基材には、前記第１配線層と前記第２配線層とを接続するスルーホールが形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプリント配線基板。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のプリント配線基板と、
   前記プリント配線基板に搭載される複数の発光素子と、
   前記発光素子を封止する封止樹脂とを備えることを特徴とする発光装置。

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