JP2016018792A - 部品実装基板の管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可撓性を有する部品実装基板をこれに実装された電子部品を破損や劣化させることなく管理することができる管理方法を提供する。【解決手段】複数の発光ダイオード等の電子部品８が実装された可撓性を有する部品実装基板６を管理するにあたり、部品実装基板６を巻芯２に巻き取りロール１とし、ロール１を回転させながらロール１をフッ素系ポリエーテル、シリコーンオイル等の保持液１７中で保持することを特徴とする、部品実装基板の管理方法。【選択図】図１

Description

本開示は、フレキシブル基板とフレキシブル基板に実装される電子部品とを備える部品実装基板の管理方法に関する。

従来、フレキシブル基板にＬＥＤチップが実装された発光装置をロールｔｏロール方式により連続的に製造する方法が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１１−２２８６０２号公報

しかしながら、フレキシブル基板には、ＬＥＤチップの他にも、ＬＥＤ駆動回路を構成する素子などの様々な電子部品が実装されることが一般的である。したがって、上記従来の方法では、発光装置の製造中や製造後における発光装置の保管中や搬送中に、これら電子部品のいくつかが破損や劣化してしまうことがあった。

そこで、本発明は、フレキシブル基板に実装された部品実装基板をこれに実装された電子部品を破損や劣化させることなく管理することができる部品実装基板の管理方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決する本発明の一実施形態は、複数の電子部品が実装された可撓性を有する部品実装基板を管理するにあたり、前記部品実装基板を保持液中で保持することを特徴とする、部品実装基板の管理方法である。

これにより部品実装基板を安全に保管・搬送などすることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る部品実装基板の管理方法を示す概略斜視図（ａ）と概略断面図（ｂ）である。 水平にした状態で放置されたロールを示す概略斜視図（ａ）と概略断面図（ｂ）である。 本発明の一実施形態に係る部品実装基板の概略構成を示す概略図である。 ロールｔｏロール方式によって複数の電子部品を基体に実装する様子の一例を示す概略図である。

以下に、図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る部品実装基板の管理方法を示す図であり、図１（ａ）は概略斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）中のＡ-Ａ断面を示す概略断面図である。なお、以下の説明では、電子部品８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅなどを電子部品８と総称することがあり、封止部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅなどを封止部材１０と総称することがある。

図１に示すように、本発明の実施形態では、複数の電子部品８が実装された可撓性を有する部品実装基板６を管理するにあたり、部品実装基板６を巻芯２に巻き取りロール１とし、ロール１を回転させながらロール１を保持液１７中で保持するものである。その理由は、次のとおりである。

図２は、水平にした状態で放置されたロールを示す図であり、図２（ａ）は概略斜視図、図２（ｂ）は図２（ａ）中のＡ-Ａ断面を示す概略断面図である。

一般に、ロールｔｏロール方式においては、複数の電子部品８を実装された可撓性を有する部品実装基板６が巻芯２に巻き取られてロール１とされ、水平にした状態で保持される。

しかしながら、図２に示すように、ロール１を水平にした状態で放置すると、巻芯２の上方に位置する複数の電子部品（例：図２（ｂ）中の８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄなど）やこれらを封止する封止部材（例：図２（ｂ）中の１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄなど）が、これらの電子部品や封止部材よりも上方にある部品実装基板６や電子部品８ｅおよび封止部材１０ｅなどと、これら部品実装基板６や電子部品８ａなどよりも下方にある巻芯２などと、に挟まれて、より上方にある部品実装基板６などの荷重負荷を継続的に受けることになり、破損や劣化してしまう可能性がある。

そこで、本発明の実施形態では、部品実装基板６を巻き取ったロール１を保持液１７中で保持するものとした。このようにすれば、複数の電子部品８やこれらを封止する封止部材１０にかかる荷重負荷を保持液１７の浮力によって軽減させることができ、部品実装基板６に実装された電子部品８や封止部材１０を破損や劣化するおそれを低減させることができる。

さらに、ロール１を回転させながらロール１を保持するものとした。このようにすれば、複数の電子部品８やこれらを封止する封止部材１０は、巻芯２の上方を横切る際に、上記した荷重負荷を一時的に受けるに過ぎないものとなるため、部品実装基板６をこれに実装された電子部品８や封止部材１０を破損や劣化させることなく管理することができる。

以下、各部材などについて詳述する。

［電子部品］
電子部品８には、例えば、発光素子や、発光素子駆動回路を構成する駆動電流を決定する固定抵抗器やトランジスタなどの素子や、過電流による破壊を防ぐヒューズや、整流するためのダイオードや、発光素子を静電気から保護するツェナーダイオードやバリスタなどを用いることができる。また、コネクタやワイヤーハーネスなどの外部から電源を供給されるための接続部材も電子部品として用いることができる。

（発光素子）
電子部品８の一例としての発光素子には、例えば、表面実装型発光ダイオード、砲弾型発光ダイオード、発光ダイオードチップ、チップサイズパッケージ型発光ダイオードなどの発光ダイオードを用いることができる。なお、発光ダイオードは、例えば、ｐ型半導体層と、光を放出する活性層と、ｎ型半導体層と、ｐ型半導体層と電気的に接続されるｐ側電極と、ｎ型半導体層と電気的に接続されるｎ側電極を有する。

発光素子と発光素子外部との電気的接続は、ワイヤを用いる方式ではなく、部品実装基板６と発光素子のｐ側電極及びｎ側電極とを対向させて接続するフリップチップ方式で行われることが好ましい。

これにより、巻芯２に巻かれた状態における部品実装基板６などの荷重負荷によってワイヤなどが変形または断線し、発光素子が不良となることを防止することができる。

このような発光素子としては、例えば、サファイア基板の上にＧａＮ系半導体が積層され、同一面側にｐ側電極とｎ側電極とを有する発光ダイオードが好適に用いられる。なお、実装用の電極と半導体層に接する電極との間には絶縁膜が設けられ、且つ、実装用の電極が半導体層と接する電極より広い面積で設けられることが好ましい。これにより、発光素子にかかる力を広い面積で支えることができるため、発光素子の不良を低減することができる。

なお、ワイヤを用いる場合であっても、本発明の実施形態によれば、巻芯２に巻かれた状態で部品実装基板６などの荷重負荷を軽減することができるため、ワイヤの変形または断線などの可能性を低くすることができ、好ましい。

（封止部材）
電子部品８は、封止部材１０によって封止されることが好ましい。これにより、電子部品８を保護することができる。電子部品８が発光ダイオードチップである場合には、封止部材１０で保護することが特に好ましい。封止部材１０の形状は、例えば、部品実装基板６上に凸形状になるよう設けられる。

このような凸形状の封止部材１０を有する部品実装基板６をロール１として巻き取った場合、巻き取られた部品実装基板６の間に封止部材１０の高さの分、隙間ができる。ロール１の保持液１７に浸ける際には、この封止部材１０によってできた隙間から、部品実装基板６の間の空気を逃がすことができる。

電子部品８が発光素子である場合、これを封止する封止部材１０には、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ガラスなどの透光性や耐光性に優れた材料を好適に用いることができる。

すなわち、これらの材料は、一般的な（発光を行わない）半導体素子の封止に用いられる封止部材よりも機械的強度が低いため（具体的には、軟らかいまたは脆い）、従来の方法では、ロールに巻かれた状態で部品実装基板６や他の電子部品８などの荷重負荷を継続的に受けて破損や劣化するおそれがある。

しかしながら、本発明の実施形態によれば、上記のとおり、このような破損や劣化を抑止することができるため、機械的強度が低い材料であっても封止部材１０として好適に用いることができる。

なお、透光性とは、発光素子から出射された光または発光素子から出射された光が波長変換部材によって波長変換された光を５０％以上透過させることをいう。

封止部材１０の形状は特に限定されるものではない。封止部材１０の形状が、上部が下部（部品実装基板側）よりも小さくなるよう部品実装基板上に突出している形状（例：半球形状、ドーム形状）である場合は、部品実装基板６などの荷重負荷が封止部材１０の上部に集中するが、このような場合であっても、本発明の実施形態に係る部品実装基板の管理方法によれば、電子部品を破損や劣化させることなく管理することができる。例えば、封止部材１０の形状が、直径が３〜４ｍｍ程度、高さが１〜２ｍｍ程度の略半球形状などである場合は、部品実装基板６などの荷重負荷が封止部材１０の上部に集中するが、このような場合であっても、本発明の実施形態に係る部品実装基板の管理方法によれば、電子部品を破損や劣化させることなく管理することができる。

また、電子部品８が発光素子である場合、これを封止する封止部材１０には、発光素子から出射された光を異なる波長の光に波長変換する波長変換部材（例：蛍光体）を含有させてもよい。このようにすれば、白色、電球色をはじめとして、様々な色調、発光スペクトルを提供できるため、多種多様な市場の要求に対応できる。例えば、ＧａＮ系発光素子と、ＹＡＧ系蛍光体を用いれば、電子部品８としての発光素子から白色発光させることができる。

［部品実装基板］
図３は、本発明の実施形態に係る部品実装基板の概略構成を示す概略図であり、図３（ａ）は概略斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）中のＡ-Ａ部分を拡大した図である。

図３に示すように、部品実装基板６は、例えば、金属の配線パターン１４が設けられた可撓性を有する基体１２と、これに実装された電子部品８とからなる。配線パターン１４は、電子部品８と電気的に接続される。部品実装基板６は、長手方向と短手方向とを有し、短手方向がロール１の幅になるよう、ロール１に巻かれることが好ましい。これにより、部品実装基板６を容易に巻き取ることができる。

基体１２の材料としては、ポリイミドやポリエチレンテレフタレートなどの絶縁性樹脂を好適に用いることができるが、これに限られるものではない。例えば、基体１２は、細長いテープ状の銅箔やアルミニウム箔を絶縁性樹脂で被覆することによって構成されていてもよい。

基体１２の厚みは、例えば、１０μｍ〜１００μｍ程度とすることができる。基体１２の材料は、電子部品８の実装や、光反射率、他の部材との密着性などを考慮して、適宜選択することができる。例えば、電子部品８の実装にはんだを用いる場合には、耐熱性の高いポリイミドを用いることが好ましく、電子部品８に発光素子を用い、基体１２上に後述する反射膜（図示せず）を設けない場合には、光反射率の高い材料（例えば白色の材料）を用いることが好ましい。

配線パターン１４には、例えば、銅箔やアルミニウム箔等の金属箔などを用いることができる。

基体１２には、所定の間隔で複数の穴が設けられていることが好ましい。これにより、部品実装基板６を保持液１７に浸ける際に、これらの穴から空気を逃がすことができ、部品実装基板６の保持を容易に行うことができる。

図４は、ロールｔｏロール方式によって複数の電子部品を基体に実装する様子の一例を示す概略図である。

本発明の実施形態では、一方側のロール１ａを回転させることにより配線パターン１４が設けられた基体１２を他方側へ巻き出し、この巻き出された基体１２に複数の電子部品８が次々と実装される。そして、これらが封止部材１０によって次々と封止された後、図４に示すように、部品実装基板６が他方側にある巻芯２に巻き取られてロール１ｂとされる。本発明の実施形態は、この他方側におけるロール１ｂの管理方法を対象としている。

［反射膜］
基体１２の表面には、反射膜（図示せず）が設けられていてもよい。反射膜によれば、発光素子から出た光を部品実装基板６の表面で効率よく反射させることができる。

反射膜には、白色フィラーや白色粉末などを含有している絶縁性で光反射率が高く耐熱や耐光性が高い樹脂を用いることが好ましい。このような材料の一例としては、例えば、ＴｉＯ２を含有するシリコーン樹脂やレジストなどを挙げることができる。

［保持液］
部品実装基板６は、保持液１７中で保持され、管理される。保持液１７は、保持液の浮力によって部品実装基板６を支えることで、部品実装基板６に実装された電子部品８等にかかる荷重負荷を軽減させるものである。そのため、保持液１７は、部品実装基板６を完全に浸けることが可能な量で用いられることが好ましい。

保持液１７の材料としては、液体であればよいが、揮発性を有し、蒸発した後に残渣が残りにくいものが好ましい。これにより、保持液１７から部品実装基板６を取り出した時に、洗浄や加熱や通風等による乾燥等の工程を不要にすることができる。また、部品実装基板６の部材を損傷させないこと（例えば不腐食性であること）が好ましい。さらに、環境に与える負荷が軽いもの、安全性が高いこと、例えば、不燃性を有するもの、爆発性を有さないもの、液の特性が変化しづらく、保持液１７の管理しやすいもの、例えば空気中の水分を吸湿し難いもの、が好ましい。このような液体としては、具体的には、フッ素系ポリエーテル、シリコーンオイル等が挙げられ、好ましくはガルデン液である。

保持液１７は、適当な形状の容器１８に入れられて用いられる。容器１８の形状は、部品実装基板６を完全に保持液１７に浸けることができるものであればよく、例えば、直方体形状等があげられる。また、容器１８は、保持液１７によって変質しにくいことが好ましい。

容器１８は、部品実装基板６を保持する保持部を備えることが好ましい。このような保持部としては、具体的には、ロール１を固定する突起や凹部などが挙げられる。また、ロール１を回転した状態で保持する場合には、保持部に加えて、後述する回転体を備えることが好ましい。

［ロールの巻芯］
部品実装基板６は、ロール１として巻き取られて保持されてもよい。ロール１として巻き取る場合の巻芯２には、例えば、樹脂を含浸した紙巻や硬質プラスチック等を用いることができる。ロール１の重みに耐えられるよう、比較的硬い部材をロール１の巻芯２として用いることが好ましい。

巻芯２の幅は、特に限定されず、ロールｔｏロール工法の製造装置と巻き取る部品実装基板６や部品実装基板６を用いた製品（例：発光装置）の幅により適宜選択されるが、５００ｍｍ程度であれば、製造装置の肥大化を抑えることができる。また、部品実装基板６中のすべての領域（あるいは略すべての領域）を無駄なく有効に活用することができるため、部品実装基板６中に使用されずに廃棄処分となる領域が形成されることを抑制することができる。

また、ロール１のロール長は、特に限定されず、工程の連続性の観点から長いほど好ましいが、巻芯２付近の電子部品８が受ける荷重負荷はロール長が長いほど大きくなり破損や劣化の可能性が高まるため、実装される電子部品８の数や実装密度および製品長（部品実装基板６を用いた製品の長さ）などにより適宜選択することができる。例えば、３ｍ〜２００ｍ程度などとすることができる。

巻芯２には、中空円筒状の部材を用いることができる。ロール１の巻芯２として中空円筒状の部材を用いれば、巻芯２に棒状の回転体（図示せず）を挿入してこれを回転させることにより、ロール１を回転させることができる。

また、巻芯２には、円柱状の部材を用いることもできる。この場合は、例えば、ロール１を回転させる回転装置に巻芯２を嵌合させる。このようにすれば、容易にロール１を回転させることができる。より好ましくは、巻芯２（より好ましくは巻芯２の両端部）に回転装置と嵌合する嵌合部を設ける。このようにすれば、さらに容易にロール１を回転させることができる。

巻芯２の径は、部品実装基板６の可撓性や強度を考慮して適宜変更することができる。巻芯２は、径が大きいほど、回転トルクが得やすく、かつ巻き取られる部品実装基板６の内周部の曲率が緩和される。一方、巻芯２の径が大きすぎるとロール１の外形が大きくなるため保管や搬送時のスペースが必要となる。これらより、巻芯２の径は、直径１００ｍｍ以上２００ｍｍ以内が好ましい。

なお、部品実装基板６は、その全体を１つの発光装置に用いてもよいが、はじめは広い幅で製造しておいてロール１として巻き取り、その後、細い幅に分離して用いることができる。具体的には、発光素子８の基板となるパターンを部品実装基板６の幅方向に複数設けておき、電子部品を実装した後にスリッター等を用いて切断し、分離された部品実装基板６の各領域を用いて複数の製品（例：発光装置）を作製することができる。

巻芯２は、部品実装基板６が巻きずれを起こさないよう、巻き取った部品実装基板６の両端部に、固定部材１６を有することが好ましい。このような固定部材１６は、板状であることが保管スペースの削減の観点から好ましく、その材料としては、例えば紙板、樹脂を含浸した紙板、硬質プラスチックの板などを用いることができる。また、固定部材（板）１６は、巻き取った部品実装基板６よりも、ロール１の外側方向に張り出すよう設けられることが好ましい。これにより、巻きずれを低減することができる。

また、固定部材１６は、バランスよく回転させることができるよう、円盤状であることが好ましい。この固定部材１６は、巻芯２と一体であってもよく、別に形成されたものであってもよい。また、固定部材１６は、巻取りの後、巻芯２に設けられるものでもよい。

ロール１の巻き方は特に限定されないが、内周部の封止部材１０の変形率が緩和されるよう、ロール１は、電子部品８（特に発光素子）または封止部材１０がロール１の外側を向くよう巻かれることが好ましい。

中空の巻芯２の内面は回転体からの回転トルクを受け易い面状態（摩擦係数の高い状態）や、回転体外面と勘合する構造を有していることが好ましい。

また、巻芯２の部品実装基板６と接触する面は、部品実装基板６との摩擦が比較的大きいことが好ましく、具体的には双方の接する部分が樹脂であることが好ましい。これにより、ロール１を回転させて保管した際にも、部品実装基板６と巻芯２とがずれにくいようにすることができる。

ロール１は、例えば、ロール１の中心線４を回転軸にして回転させる。回転の速度は、特に限定されるものではないが、０．１回毎分以上０．５回毎分以下とすれば、遠心力により電子部品８が破損や劣化してしまうことを抑止しつつ、電子部品８が荷重負荷を受ける時間を破損や劣化させることがない一時的なものに限定することができる。

ロール１を回転させる方向は、部品実装基板６を巻き取る際にロール１を回転させる方向（ロール１が巻き取られている方向）と同じ方向であることが好ましい。これにより、部品実装基板６の巻きずれを有効に防止することができる。

なお、ロール１の回転軸は、鉛直方向に対して傾きを有していればよい。傾きの角度は、鉛直方向に対して４５度以上が好ましく、特に略水平であることが好ましい。このようにすれば、部品実装基板６に実装された電子部品８にかかる荷重が幅方向（すなわち回転軸に沿った方向）に均等になるため、より一層、電子部品８や封止部材１０を破損や劣化させることなく部品実装基板６を管理することができる。

ロール１は、例えばモータにより回転させることができる。具体的には、モータによって巻芯２の中空円筒状の部分に挿入された棒状の回転体を動かすことにより、ロール１を回転させる。

［管理］
管理には、仕掛品を保管している際の管理、完成品を保管している際の管理、出荷搬送中における管理、または納入先倉庫で保管している際の管理など、様々な形態が含まれる。

以上説明した本発明の実施形態に係る部品実装基板の管理方法によれば、ロールｔｏロール方式で用いる部品実装基板をこれに実装された電子部品を破損や劣化させることなく管理することができるため、部品実装基板を安全に保管・搬送などすることが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの説明は、本発明の一例に関するものであり、本発明は、これらの説明によって何ら限定されるものではない。

１ ロール
２ 巻芯
４ 中心線
６ 部品実装基板
８ 電子部品
８ａ 電子部品
８ｂ 電子部品
８ｃ 電子部品
８ｄ 電子部品
８ｅ 電子部品
１０ 封止部材
１０ａ 封止部材
１０ｂ 封止部材
１０ｃ 封止部材
１０ｄ 封止部材
１０ｅ 封止部材
１２ 基体
１４ 配線パターン
１６ 固定部材
１７ 保持液
１８ 容器

Claims (9)

1. 複数の電子部品が実装された可撓性を有する部品実装基板を管理するにあたり、前記部品実装基板を保持液中で保持することを特徴とする、部品実装基板の管理方法。
2. 前記部品実装基板を巻き取りロールにし、保持することを特徴とする、請求項１に記載の部品実装基板の管理方法。
3. 前記ロールを回転させながら前記ロールを保持することを特徴とする、請求項２に記載の部品実装基板の管理方法。
4. 前記電子部品は発光素子であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の部品実装基板の管理方法。
5. 前記保持液は、フッ素系ポリエーテル、シリコーンオイルのいずれか１種であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の部品実装基板の管理方法。
6. 前記ロールの中心線を回転軸にして前記ロールを回転させることを特徴とする、請求項２から５のいずれか１項に記載の部品実装基板の管理方法。
7. 前記回転軸が略水平であることを特徴とする、請求項６に記載の部品実装基板の管理方法。
8. 前記ロールを回転させる方向は、前記部品実装基板を巻き取る際に前記ロールを回転さ
   せる方向と同じ方向であることを特徴とする、請求項６または７に記載の部品実装基板の管理方法。
9. 前記部品実装基板上に前記電子部品を封止する封止部材が設けられていることを特徴と
   する、請求項１から８のいずれか１項に記載の部品実装基板の管理方法。

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