JP2014229451A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストアップ及び環境負荷の増大を抑制しながら、プリント基板が反ってしまうことを抑制することを実現する光源装置を提供することを目的としている。
【解決手段】一方の面に配線パターンが形成された長尺状のプリント基板と、プリント基板の一方の面の配線パターンに半田付けされた発光素子と、を有し、プリント基板には、他方の面の長手方向と平行な両端側に、前記長手方向に延びるように形成される第１の膨張規制部が印刷されたものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、光源装置に関するものである。

プリント基板に発光ダイオードが実装される面とは反対側の面に、スクリーン印刷（シルク印刷）用のインクを形成し、発光ダイオードをプリント基板にリフロー半田により実装する際に、プリント基板が反ってしまうことを抑制する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００７−３５８９０号公報（たとえば、図１参照）

特許文献１に記載の技術は、たとえば、プリント基板の実装面側における実装部品の配置、パターン配線の形成位置、及びスクリーン印刷の形成位置などによっては、プリント基板の表裏の熱膨張率の釣り合いが取れず、リフロー半田時にプリント基板が反ってしまうという課題がある。
また、特許文献１に記載の技術は、発光ダイオードが実装される面とは反対側の面の全面に渡ってスクリーン印刷を塗布するので、インクの消費量が多くなる分、コストアップ及び環境負荷が増大してしまうという課題がある。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、コストアップ及び環境負荷の増大を抑制しながら、プリント基板が反ってしまうことを抑制することを実現する光源装置を提供することを目的としている。

本発明に係る光源装置は、一方の面に配線パターンが形成された長尺状のプリント基板と、プリント基板の一方の面の配線パターンに半田付けされた発光素子と、を有し、プリント基板には、他方の面の長手方向と平行な両端側に、前記長手方向に延びるように形成される第１の膨張規制部が印刷されたものである。

本発明に係る光源装置によれば、上記構成を有しているため、コストアップ及び環境負荷の増大を抑制しながら、プリント基板が反ってしまうことを抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係る光源装置の概要構成例図である。 図１に示す光源装置のプリント基板に、発光ダイオードから放射される光を反射するのに利用される反射部を印刷する前の状態の説明図である。 プリント基板の長手辺が湾曲するようにプリント基板が反りやすいことを説明する図である。 図１に示す光源装置を１２枚並べたものの一方の面を示す図である。 図４に示す光源装置の他方の面を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る光源装置のプリント基板の概要構成例図である。 図６に示す光源装置を１２枚並べたものの他方の面を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る光源装置の変形例である。 図８に示す光源装置を１２枚並べたものの他方の面を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る光源装置１００の概要構成例図である。図２は、図１に示す光源装置１００のプリント基板１に、発光ダイオード２から放射される光を反射するのに利用される反射部１Ｃを印刷する前の状態の説明図である。図３は、プリント基板１の長手辺が湾曲するようにプリント基板１が反りやすいことを説明する図である。なお、図２（ａ）は、プリント基板１の一方の面Ｐ１の説明図である、図２（ｂ）は、プリント基板１の他方の面Ｐ２の説明図である。
本実施の形態１に係る光源装置１００は、コストアップ及び環境負荷の増大を抑制しながら、プリント基板１が反ってしまうことを抑制する改良が加えられたものである。

［光源装置１００の構成］
光源装置１００は、一方の面Ｐ１に配線パターン１Ａが形成されたプリント基板１と、プリント基板１の一方の面Ｐ１の配線パターン１Ａに半田付けされた発光ダイオード２と、配線パターン１Ａに電気的に接続されるようにプリント基板１上に配置されるコネクタ３とを有している。
プリント基板１は、平面視形状が、長方形の板状部材である。以下の説明では、プリント基板１の長い方の辺と平行な方向を長手方向αと称し、短い方の辺と平行な方向を短手方向βと称する。また、プリント基板１の一方の面Ｐ１には、発光ダイオード２及びコネクタ３が配置され、配線パターン１Ａが形成されている。他方の面Ｐ２とは、一方の面Ｐ１の裏面側を指している。

プリント基板１には、一方の面Ｐ１に、発光ダイオード２から放射される光を反射するのに利用される反射部１Ｃが形成されている。なお、プリント基板１の反射部１Ｃは、プリント基板１の一方の面Ｐ１の広範囲に形成されるとよい。たとえば、プリント基板１のうちの発光ダイオード２及びコネクタ３の設置位置以外の全面に反射部１Ｃが形成されているとよい。これにより、光源装置１００から放射される光を、高効率に室内などに放射することができる。

プリント基板１には図２に示すように、他方の面Ｐ２の両端側であってプリント基板１の長手方向αと平行な両端側１Ｇに、長手方向αに延びるように第１の膨張規制部１Ｂが形成されている。この第１の膨張規制部１Ｂは、スクリーン印刷（シルク印刷）によって形成されたものである。この第１の膨張規制部１Ｂは、直線状（ライン状）に形成されている。
なお、第１の膨張規制部１Ｂの形状は、図２に示すような直線状に限定されるものではない。たとえば、第１の膨張規制部１Ｂの形状は、一方の短辺側から他方の短辺側にかけて波線状であってもよい。また、図２に示すように連続的に形成されていなくてもよく、途切れていてもよい。ただし、第１の膨張規制部１Ｂは、図２に示すように、直線状に形成されるとともに連続的に形成されていると、プリント基板１の反りを抑制する効果、及び、インクの使用量を抑制する効果をより一層得ることができる。
また、プリント基板１は、他方の面Ｐ２の両端側であってプリント基板１の長手方向αと平行な両端側１Ｇに１つずつ、計２つの第１の膨張規制部１Ｂが形成された場合を例に示したがそれに限定されるものではない。たとえば、他方の面Ｐ２の両端側であってプリント基板１の長手方向αと平行な両端側１Ｇに複数本ずつ、形成されていても、本実施の形態１に係る光源装置１００と同様の効果を得ることができる。

なお、第１の膨張規制部１Ｂを印刷する際のインクの材料は、特に限定されるものではないが、たとえば、熱膨張係数がプリント基板１よりも小さいマーキングインクを採用するとよい。なお、マーキングインクとは、ソルダレジストなどと比較すると色調が濃く、不透明のインクであり、プリント基板１上に配置される電子部品の種類、番号、配置などを示す記号、数字、文字などを示すのに利用されるものである。熱膨張係数がプリント基板１よりも小さいマーキングインクを採用すると、リフロー炉に第１の膨張規制部１Ｂが印刷されたプリント基板１を投入しても、プリント基板１が膨張することをより確実に抑制することができ、その結果としてプリント基板１の反りを抑制することができる。
また、第１の膨張規制部１Ｂの膜厚については、たとえば、プリント基板１に形成された配線パターン１Ａ、ソルダレジスト及び反射部１Ｃの形状、位置などに応じて設定するとよい。

［光源装置１００の製造工程］
図４は、図１に示す光源装置１００を１２枚並べたものの一方の面Ｐ１を示す図である。図５は、図４に示す光源装置１００の他方の面Ｐ２を示す図である。図４及び図５を参照して、光源装置１００の製造工程について説明する。
図１及び図２に示した光源装置１００を製造する過程では、複数の光源装置１００が捨て耳（捨て基板４）で連結されており、図４及び図５に示す状態となっている。

この連結されたプリント基板１上に、まず、クリーム半田が半田される部分に塗布される。次に、発光ダイオード２及びコネクタ３などの電子部品がプリント基板１に実装される。この状態で、プリント基板１は、リフロー炉に投入される。プリント基板１は、リフロー炉内で加熱され、クリーム半田が溶ける。そして、プリント基板１は、溶けたクリーム半田が、プリント基板１のランド、発光ダイオード２及びコネクタ３などの電子部品のリードに馴染み、この電子部品の半田付けがなされる。

このリフロー炉内での加熱処理の際、クリーム半田のみならず、プリント基板１も加熱されることになるが、プリント基板１自体、プリント基板１上に設けられた銅箔で構成される配線パターン１Ａ、プリント基板１に形成されたソルダレジスト、及びプリント基板１に形成された第１の膨張規制部１Ｂ及び反射部１Ｃなども加熱される。
プリント基板１の素材に紙フェノールを用いている場合には、特に、プリント基板１の反りが発生し易いが、プリント基板１の一方の面Ｐ１であって電子部品が実装される実装面には、配線パターン１Ａ、ソルダレジスト、及び反射部１Ｃが設けられており、実装面の熱膨張係数はこれらによって規制される。
このため、実装面の裏面側に第１の膨張規制部１Ｂを施していない場合には、プリント基板１の熱膨張係数に応じて、実装面側に反ってしまう。すなわち、プリント基板１が熱膨張し、他方の面Ｐ２側から一方の面Ｐ１側に反ってしまう。しかし、本実施の形態１に係るプリント基板１には、他方の面Ｐ２に第１の膨張規制部１Ｂが形成されており、他方の面Ｐ２側から一方の面Ｐ１側の反りを抑制することができるようになっている。

リフロー炉を通過した光源装置１００は、半田付け状態などが検査された後、それぞれの光源装置１００に分割され、光源装置１００の製造が完了する。

プリント基板１は、発光ダイオード２の半田付けのために、リフロー炉に投入されて加熱され、プリント基板１の熱膨張係数に応じて反る。ここで、プリント基板１は、短手方向βに対する反りよりも、長手方向αに対する反りの方が生じやすい。図３ではプリント基板１に第１の膨張規制部１Ｂが形成されていない場合の例を示している。この場合においては、プリント基板１は、両方の短手辺側が、一方の面Ｐ１又は他方の面Ｐ２側に突出するように湾曲して反りやすいということである。

ここで、プリント基板１の一方の面Ｐ１には、配線パターン１Ａが形成され、その上にソルダレジスト及び反射用の反射部１Ｃが形成されている。すなわち、反射部１Ｃは、ソルダレジストを介して配線パターン１Ａ上にも重ねて形成されている。このように、一方の面Ｐ１に、配線パターン１Ａなどが設けられているので、一方の面Ｐ１側から他方の面Ｐ２側に反ることが抑制される。したがって、図３では、プリント基板１の長辺が湾曲するように、プリント基板１が他方の面Ｐ２側から一方の面Ｐ１側に反っている。
しかし、本実施の形態１に係る光源装置１００のプリント基板１は、他方の面Ｐ２に、第１の膨張規制部１Ｂが形成されているので、他方の面Ｐ２の熱膨張係数が第１の膨張規制部１Ｂによって規制される。よって、他方の面Ｐ２側から一方の面Ｐ１側に反ることも抑制されている。すなわち、プリント基板１は、リフロー炉に投入されて加熱されても、一方の面Ｐ１側から他方の面Ｐ２側に突出するように反ることが抑制されるとともに、他方の面Ｐ２側から一方の面Ｐ１側に突出するように反ることも抑制される。

［本実施の形態１に係る光源装置１００の有する効果］
また、従来のプリント基板では、他方の面Ｐ２の全面に渡って反りを抑制するスクリーン印刷が施されており、一方の面Ｐ１側から他方の面Ｐ２側の反り及び他方の面Ｐ２側から一方の面Ｐ１側の反りが共に抑制されるものの、他方の面Ｐ２の全面に渡ってスクリーン印刷が施される分、インクの消費量が多くなりコストアップ及び環境負荷が増大してしまっていた。
しかし、本実施の形態１に係るプリント基板１の第１の膨張規制部１Ｂは、他方の面Ｐ２の両端側であってプリント基板１の長手方向αと平行な両端側１Ｇに形成されたものであり、他方の面Ｐ２の全面に渡ってインクが形成されたものではない分、インクの消費量を抑制し、コストアップ及び環境負荷が増大することを抑制することができる。

また、本実施の形態１に係る光源装置１００のプリント基板１の第１の膨張規制部１Ｂは、他方の面Ｐ２の両端側であってプリント基板１の長手方向αと平行な両端側１Ｇに、長手方向αに延びるように形成されたものであり、プリント基板１をリフロー炉に投入することで、プリント基板１が他方の面Ｐ２側から一方の面Ｐ１側に反ってしまうことを抑制することができる。

本実施の形態１に係る光源装置１００のプリント基板１には、反射部１Ｃが印刷されている。本実施の形態１に係る光源装置１００は、第１の膨張規制部１Ｂが印刷されているので、この反射部１Ｃがプリント基板１のうちの発光ダイオード２及びコネクタ３の設置位置以外の全面に形成されていても、プリント基板１が他方の面Ｐ２側から一方の面Ｐ１側に反ってしまうことを抑制することができる。
すなわち、本実施の形態１に係る光源装置１００は、光源装置１００から放射される光を、高効率に室内などに放射させることを実現しながら、プリント基板１が他方の面Ｐ２側から一方の面Ｐ１側に反ってしまうことを抑制することができる。

実施の形態２．
図６は、実施の形態２に係る光源装置１００のプリント基板１の概要構成例図である。図７は、図６に示す光源装置１００を１２枚並べたものの他方の面Ｐ２を示す図である。図６及び図７を参照して、実施の形態２に係る光源装置１００について説明する。なお、実施の形態２では、実施の形態１と共通する部分については同一の符号を付して説明する。
図６及び図７に示すように、プリント基板１には、他方の面Ｐ２に形成された長手方向αと平行な一方の端側の第１の膨張規制部１Ｂと、他方の端側の第１の膨張規制部１Ｂとの間に、文字情報及び記号情報のうちの少なくとも一方を示す第２の膨張規制部１Ｄ、１Ｅが形成されているとよい。ここで、図６の例では、文字情報に対応する第２の膨張規制部１Ｄ及び記号情報に対応する第２の膨張規制部１Ｄの両方を形成した場合を示している。なお、第２の膨張規制部１Ｄ、１Ｅも第１の膨張規制部１Ｂと同様にスクリーン印刷によって形成されるものである。

第２の膨張規制部１Ｄの文字情報は、「ＬＥＤモジュール基板取付方向」という文字情報であり、光源装置１００を照明器などに取り付ける際の取り付け方向が、第２の膨張規制部１Ｄに示す矢印の方向に対応していることを示している。このように、文字情報及び記号情報の第２の膨張規制部１Ｄ、１Ｅを施すことで、この光源装置１００を照明器具に組み込む際、組み込み間違いが少なくなり、作業効率が低減してしまうことを抑制することができる。
また、文字情報及び記号情報を示す第２の膨張規制部１Ｄ、１Ｅをプリント基板１の他方の面Ｐ２に施すと、実装面である一方の面Ｐ１に表示する情報量を少なくすることができる分、発光ダイオード２から放射される光の反射に利用される反射部１Ｃの面積を広くとることができる。

［実施の形態２の変形例］
図８は、実施の形態２に係る光源装置１００の変形例である。図９は、図８に示す光源装置１００を１２枚並べたものの他方の面Ｐ２を示す図である。図８及び図９を参照して、光源装置１００の変形例を説明する。
図６及び図７に示す文字情報の第２の膨張規制部１Ｄとは逆に、図８及び図９に示すように、第２の膨張規制部１Ｆをプリント基板１に形成してもよい。たとえばプリント基板１の素材及び寸法などによっては、プリント基板１の短辺程度の長さであってもプリント基板１が反ってしまう場合がある。すなわち、プリント基板１の長辺程度の長さとなると、図６及び図７に示す第２の膨張規制部１Ｄ、１Ｅでは、予め設定されている量以下に反りを抑えることができない場合があるということである。

そこで、図８及び図９に示すように、インクが形成される面積が広くなるように、インクが形成されない部分を文字情報とし、この文字情報の周囲にインクを形成する第２の膨張規制部１Ｆを採用するとよいということである。このように、第２の膨張規制部１Ｆが形成されない部分（白抜き）に対して、第２の膨張規制部１Ｆが形成される部分（黒）が広くなるようにすることで、プリント基板１の他方の面Ｐ２側から一方の面Ｐ１側の反りをより一層抑制することができる。なお、第２の膨張規制部１Ｆも第１の膨張規制部１Ｂ及び第２の膨張規制部１Ｄ、１Ｅと同様にスクリーン印刷によって形成されるものである。

［本実施の形態２に係る光源装置１００の有する効果］
本実施の形態２に係る光源装置１００は、実施の形態１に係る光源装置１００と同様の効果を有する。

１ プリント基板、１Ａ 配線パターン、１Ｂ 第１の膨張規制部、１Ｃ 反射部、１Ｄ 第２の膨張規制部、１Ｅ 第２の膨張規制部、１Ｆ 第２の膨張規制部、１Ｇ 両端側、２ 発光ダイオード、３ コネクタ、４ 基板、１００ 光源装置、Ｐ１ 一方の面、Ｐ２ 他方の面、α 長手方向、β 短手方向。

Claims (4)

1. 一方の面に配線パターンが形成された長尺状のプリント基板と、
   前記プリント基板の前記一方の面の前記配線パターンに半田付けされた発光素子と、
   を有し、
   前記プリント基板には、
   他方の面の長手方向と平行な両端側に、前記長手方向に延びるように形成される第１の膨張規制部が印刷された
   ことを特徴とする光源装置。
2. 前記第１の膨張規制部は、直線状に形成された
   ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記プリント基板には、
   前記他方の面の前記長手方向と平行な一方の端側の前記第１の膨張規制部と、他方の端側の前記第１の膨張規制部との間に、文字情報及び記号情報のうちの少なくとも一方を示す第２の膨張規制部が印刷された
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
4. 前記プリント基板には、
   前記一方の面に、前記発光素子から放射される光を反射するのに利用される反射部が印刷された
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光源装置。

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