JP2014204029A - Led実装用基板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 可撓性を備えた紙製の絶縁基板と、当該絶縁基板に被着しLED実装用のランドを含むはんだを主材とした回路パターンを備えることを特徴とするLED実装用基板。
【選択図】 図1
Description
従来、フレキシブル性を有する回路基板としては、ポリイミド基板やPET基板が広く用いられており、LEDを実装する際には、はんだ付けや導電性樹脂接着剤等が用いられている。
また、ポリイミド基板は、比較的高価であってコスト上の問題もある。
前記LED実装用回路基板を用いた照明装置として、前記回路パターンを格子状又は網目状に成形し、当該回路パターンを内側となる様に曲げ成形してなる照明装置が挙げられる。
尚、放熱効率を上げるには、絶縁基板を構成する紙の繊維密度を高めてもよいし、前記放熱パターンを格子状又は網状にして回路パターンを形成した面の反対面に被着してもよい。
しかし、本発明によるLED実装用基板の構成によれば、LEDの実装箇所の周囲一定の領域に、はんだ濡れ性を良好にするための予備はんだがコートされている状態と等しい構成を採用していることから、低融点はんだであっても、実装不良の発生が抑えられると共に、高い電導性、放熱性を得ることができるという利点がある。
図1及び図2に示すLED実装用基板は、可撓性(フレキシブル性)を備えた紙製の絶縁基板1の表面に、大きさが略等しい一対の方形状ベタパターン(回路パターン2)を、実装すべきLEDのアノード端子Pとカソード端子Nとの間隔に相当する均一幅の間隙3を挟んで被着又は形成したものである。対をなす前記回路パターン2には、前記LEDをドライブし且つその動作を制御する電源回路が接続される。
前記絶縁基板1は、植物性繊維や非植物性繊維(合成樹脂繊維やガラス繊維など)のうち絶縁性繊維を、紙漉きや加圧などを経て絶縁接着剤で固めるなどの手法でシート化したモノであればよく、ガラス繊維やアラミド繊維など耐燃性や耐熱性に優れた機能紙を用いる等して過酷な環境における実用性を高めることができる。
また、耐湿性を高める場合には、前記絶縁基板1や回路パターン2の上層として耐湿コート材を塗布又は被覆することもでき、前記絶縁基板1全体として光の色調(色や光沢等)を変える(調整することを目的とする)場合は、目的に副った色調を醸し出す耐湿コート材を選択してもよい。
更に、放熱性を高めようとする場合には、前記絶縁基板1における前記回路パターンを形成した面の裏面に、アルミなどの可撓性金属からなる箔で放熱パターン4を形成しても良い。
前記回路パターン2は、錫銅合金に若干のニッケル成分を添加した合金を主成分としたはんだと呼ばれる合金を箔(薄膜)状として前記絶縁基板1上に被着するものである。
当該はんだを使用することによって、光の正反射効率を高めることができ、更に、銀を素材として配合し、又は絶縁基板の表面に凹凸を与えたうえではんだ箔を被着することによって、光の乱反射効率を高めることができる。尚、銀を配合する場合には、ニッケル等の添加成分の量を適宜調整する。
図に示す例では、前記一対のベタパターン(回路パターン2)のうち、前記間隙3に沿う側縁の一部をLED実装用のランドとする。
前記回路パターンは、ベタパターンに限らず、格子状パターン、渦状パターン、又は蛇行パターンや、微細な目を持った網状パターンを採用しても良好な効果を得ることができるが、当該回路パターン2に実装されるLEDの色彩を鮮やかに出すために必要最低限度の反射面積と形態を、実装箇所の周囲に確保できるものであることが求められる。
その際のパターン形成法としては、回路パターンとなる導電ペーストの吐出、印刷、回路パターンとなる金属を用いた箔押し、又は転写等から適宜選択すれば良い。
また、光透過性を持つ紙からなる絶縁基板を使用した場合、実装面を内側へ向けて筒状又は屏風状に成形すれば、電極、回路パターン、又は放熱パターン等、光透過性に乏しい部分が貼着された箇所以外の領域より、紙製の絶縁基板を透過することによる光散乱効果が得られるので、所望の色調を得た透過光を放つ照明器具として提供することも可能となる。
はんだを用いた実装の際は、LEDの接合を補強するために、アノード端子及びカソード端子とランドパターンとの間に接着剤を塗布する手法、又は粒子化したはんだ、フラックス成分及び熱硬化性接着剤の混合物を用い、一回の加熱を以って、前記はんだ粒子と熱光性接着剤とを同時に溶融固化する手法が挙げられる。
その際、LEDの熱ダメージを軽減すべく、一旦大気中若しくは窒素雰囲気中ではんだ粒子の溶融温度にまで上昇させ、溶融一体化が完了した後に雰囲気温度を低下させ、熱硬化性接着剤を固化するプロセスを経ることが望ましい。
この実施例では、絶縁基板1としてノーメックスペーパー(登録商標:デュポン帝人アドバンスドペーパー株式会社)に、スクリーン印刷で下地ペースト(A-5000;日本ペイント防食コーティングス株式会社)を印刷し、トンネル乾燥炉でペーストに含まれる溶剤分が揮発する条件で仮乾燥を行った後、160℃30分間以上バッチ乾燥炉で本硬化を行ったものを用いた。尚、本硬化の条件については、長時間の加熱によって変色の可能性がある紙を用いる場合はこの限りではなく、便宜的に温度を下げ時間を長くしても良く、例えば130℃で60分以上の加熱でも同等の効果を得られる。
前記LED電極は、そのアノード端子用端子及びカソード端子用電極について、各々、LED実装用のランドを含めて20×75mmの方形エリアとした。その際にコーティングされたはんだの厚みは約10μmであり、対角上の両端間の抵抗値は10mΩ以下であった。
図5は、作製した試料の可視光領域における光の反射率の特性を表に示したものであるが、実施例で作製した試料は波長700nm(赤色)から400nm(紫色)にわたった可視光領域でフラットな反射率を得ており、LED光の色彩を損なうことなく反射することが認められた。尚、表数値は波長700nmの反射率を100%とした場合の数値であり、ポリイミドフィルムにおいては透過率を代替値としている。
1 絶縁基板,
2 回路パターン,
3 間隙,4 放熱パターン,
Claims (2)
- 可撓性を備えた紙製の絶縁基板と、当該絶縁基板に被着しLED実装用のランドを含むはんだを主材とした回路パターンを備えることを特徴とするLED実装用基板。
- 前記絶縁基板における前記回路パターンを形成した面の裏面に、可撓金属製の放熱パターンを備えることを特徴とする前記請求項1に記載のLED実装用基板。
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