JP2016082002A - Wiring board and mounting board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光部品が実装される配線基板、および発光部品が実装された実装基板に関する。 The present invention relates to a wiring board on which a light emitting component is mounted and a mounting board on which the light emitting component is mounted.
近年、発光ダイオードなどの、点光源として機能する発光素子を備えた発光部品を利用して、照明装置などの発光装置を構成することが提案されている。例えば特許文献1においては、発光部品を駆動するための端子や配線が形成された配線基板を準備し、この配線基板の上に発光部品を実装することにより、発光装置が構成されている。 In recent years, it has been proposed to configure a light-emitting device such as a lighting device using a light-emitting component including a light-emitting element that functions as a point light source, such as a light-emitting diode. For example, in Patent Document 1, a light-emitting device is configured by preparing a wiring board on which terminals and wiring for driving a light-emitting component are formed and mounting the light-emitting component on the wiring board.
ところで、発光ダイオードなどの発光素子から放射される光の指向性は、一般に、従来の蛍光灯から放射される光の指向性に比べて高い。このため、例えば発光ダイオードを照明装置において利用する場合、発光ダイオードの形状や配置が利用者によって視認されることを抑制し、かつ発光ダイオードからの直進光を低減するため、一般に、光拡散剤として機能する照明カバーが発光ダイオードを覆うように設けられる。また、発光部品が実装された配線基板の表面には、光の利用効率を高めるため、高い反射率で光を反射することができる反射層が形成されている。 Incidentally, the directivity of light emitted from a light emitting element such as a light emitting diode is generally higher than the directivity of light emitted from a conventional fluorescent lamp. For this reason, for example, when a light emitting diode is used in a lighting device, in order to suppress the shape and arrangement of the light emitting diode from being visually recognized by the user and reduce the straight light from the light emitting diode, in general, as a light diffusing agent. A functional lighting cover is provided to cover the light emitting diode. In addition, a reflection layer capable of reflecting light with high reflectivity is formed on the surface of the wiring board on which the light emitting component is mounted in order to increase the light use efficiency.
例えば特許文献1においては、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化亜鉛などの、高い反射率を実現することができるセラミックス材料の粉末などからなる白色顔料を用いて、配線基板に反射層を形成することが提案されている。このような反射層を備えた配線基板は、例えば、はじめに、配線基板を構成するための基板上に白色顔料を含むペーストを塗布する塗布工程を実施し、次に、ペーストを焼き固める焼成工程を実施することによって、形成される。 For example, in Patent Document 1, a reflective layer is formed on a wiring board using a white pigment made of a powder of a ceramic material that can realize high reflectivity, such as titanium oxide, calcium oxide, and zinc oxide. Proposed. A wiring board provided with such a reflective layer includes, for example, a coating process in which a paste containing a white pigment is first applied on a board for constituting the wiring board, and then a baking process in which the paste is baked and hardened. It is formed by performing.
近年、配線基板として、ガラスエポキシ基板などのリジッド基板に代えて、可撓性を有する金属基板を備えたもの、いわゆるフレキシブル基板が用いられる傾向がある。フレキシブル基板は、軽量である点、円筒形や山形などの三次元的な形状に対応できる点など、様々な利点を有している。一般的なフレキシブル基板は、ポリエチレンテレフタラートなどの可撓性を有する樹脂材料から構成された金属基板と、金属基板の表面に形成された、金属製の実装用電極部と、を有している。 In recent years, instead of a rigid substrate such as a glass epoxy substrate, a wiring substrate having a flexible metal substrate, a so-called flexible substrate has been used. The flexible substrate has various advantages such as being lightweight and capable of supporting a three-dimensional shape such as a cylindrical shape or a mountain shape. A general flexible substrate has a metal substrate made of a flexible resin material such as polyethylene terephthalate, and a metal mounting electrode portion formed on the surface of the metal substrate. .
発光部品に電力を投入すると、発光部品から光が放射されるとともに、発光部品において熱が発生する。高い信頼性で発光部品を動作させるためには、発光部品において発生した熱を外部に適切に放熱する必要がある。一方、面方向におけるフレキシブル基板の熱伝導性は、従来のリジッド基板の熱伝導性よりも一般に低い。また上述のように、フレキシブル基板のうち発光部品が設けられる側には反射層が設けられている。従ってフレキシブル基板において、発光部品で発生した熱を基板の面方向において伝導させ、その後に反射層を介して大気に放熱する、という放熱経路の熱伝導性は低い。このため、発光部品で発生した熱は主に、フレキシブル基板のうち、発光部品が設けられる側からその反対側へフレキシブル基板の厚み方向に沿って伝導された後、フレキシブル基板に取り付けられたアルミ板などの支持部材を介して外部に放熱されている。フレキシブル基板の放熱性をより高めるためには、発光部品が設けられる側におけるフレキシブル基板の、面方向における熱伝導性を高め、これによって、熱を大気へ効率的に逃がすことが求められる。 When power is applied to the light emitting component, light is emitted from the light emitting component and heat is generated in the light emitting component. In order to operate the light emitting component with high reliability, it is necessary to appropriately dissipate heat generated in the light emitting component to the outside. On the other hand, the thermal conductivity of the flexible substrate in the surface direction is generally lower than the thermal conductivity of the conventional rigid substrate. Further, as described above, the reflective layer is provided on the side of the flexible substrate on which the light emitting component is provided. Therefore, in the flexible substrate, the heat conductivity of the heat dissipation path in which the heat generated in the light emitting component is conducted in the surface direction of the substrate and then radiated to the atmosphere through the reflective layer is low. For this reason, the heat generated in the light-emitting component is mainly conducted along the thickness direction of the flexible substrate from the side where the light-emitting component is provided to the opposite side of the flexible substrate, and then the aluminum plate attached to the flexible substrate The heat is radiated to the outside through a support member such as. In order to further improve the heat dissipation of the flexible substrate, it is required to increase the thermal conductivity in the surface direction of the flexible substrate on the side where the light emitting component is provided, thereby efficiently releasing heat to the atmosphere.
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、発光部品が設けられる側において良好な熱伝導性を実現することができる配線基板および実装基板を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such points, and an object of the present invention is to provide a wiring board and a mounting board that can realize good thermal conductivity on the side where the light emitting component is provided.
本発明は、発光部品が実装される配線基板であって、第1面と、前記第1面の反対側に位置する第2面と、を含む金属基板と、前記金属基板の前記第1面側に設けられ、前記発光部品が実装される実装用電極部と、前記金属基板の前記第1面側に設けられ、前記実装用電極部に接続された配線と、前記金属基板の前記第1面と前記実装用電極部との間、および前記金属基板の前記第1面と前記配線との間に配置された絶縁層と、を備え、前記絶縁層は、前記金属基板の面方向に沿って見た場合に前記絶縁層の一部分と前記絶縁層のその他の部分との間に隙間部が存在するよう、構成されている、配線基板である。 The present invention is a wiring board on which a light-emitting component is mounted, and includes a metal substrate including a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface, and the first surface of the metal substrate. A mounting electrode portion on which the light emitting component is mounted, a wiring provided on the first surface side of the metal substrate and connected to the mounting electrode portion, and the first of the metal substrate. An insulating layer disposed between a surface and the mounting electrode portion and between the first surface of the metal substrate and the wiring, and the insulating layer extends along a surface direction of the metal substrate. The wiring board is configured such that a gap exists between a part of the insulating layer and the other part of the insulating layer when viewed from above.
本発明による配線基板は、第1の発光部品および前記第1の発光部品に隣接する第2の発光部品を含む複数の発光部品が実装されるよう構成されており、前記第1の発光部品が実装される前記実装用電極部と前記金属基板の前記第1面との間に位置する絶縁層と、前記第2の発光部品が実装される前記実装用電極部と前記金属基板の前記第1面との間に位置する絶縁層と、の間に、前記隙間部が存在していてもよい。 The wiring board according to the present invention is configured to mount a plurality of light-emitting components including a first light-emitting component and a second light-emitting component adjacent to the first light-emitting component. An insulating layer positioned between the mounting electrode portion to be mounted and the first surface of the metal substrate; the mounting electrode portion on which the second light emitting component is mounted; and the first of the metal substrate. The gap portion may be present between the insulating layer and the insulating layer.
本発明による配線基板において、前記配線は、互いに平行に延びる第1の配線および第2の配線を含んでおり、前記第1の配線と前記金属基板の前記第1面との間に位置する絶縁層と、前記第2の配線と前記金属基板の前記第1面との間に位置する絶縁層との間に、前記隙間部が存在していてもよい。 In the wiring board according to the present invention, the wiring includes a first wiring and a second wiring that extend in parallel with each other, and the insulation is located between the first wiring and the first surface of the metal substrate. The gap portion may be present between the layer and the insulating layer located between the second wiring and the first surface of the metal substrate.
本発明による配線基板において、前記金属基板が可撓性を有していてもよい。 In the wiring board according to the present invention, the metal substrate may have flexibility.
本発明による配線基板は、前記金属基板の前記第1面側に設けられ、白色顔料または気泡が分散された反射層をさらに備え、前記反射層は、少なくとも部分的に前記金属基板の前記第1面に接するように配置されていてもよい。 The wiring board according to the present invention further includes a reflective layer provided on the first surface side of the metal substrate, in which white pigments or bubbles are dispersed, and the reflective layer is at least partly the first of the metal substrate. You may arrange | position so that a surface may be contact | connected.
本発明は、発光部品が実装された実装基板であって、上記記載の配線基板と、前記配線基板の前記実装用電極部上に実装された発光部品と、を備える、実装基板である。 The present invention is a mounting board on which a light emitting component is mounted, and includes the wiring board described above and the light emitting component mounted on the mounting electrode portion of the wiring board.
本発明によれば、発光部品が設けられる側において良好な熱伝導性を実現することができる。 According to the present invention, good thermal conductivity can be realized on the side where the light emitting component is provided.
以下、図1乃至図10を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。また本明細書において、「基板」や「シート」の用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「基板」はシートやフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念である。さらに、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」や「直交」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. In the drawings attached to the present specification, for the sake of illustration and ease of understanding, the scale, the vertical / horizontal dimension ratio, and the like are appropriately changed and exaggerated from those of the actual ones. Further, in this specification, the terms “substrate” and “sheet” are not distinguished from each other based only on the difference in designation. For example, the “substrate” is a concept including a member that can be called a sheet or a film. Furthermore, as used in this specification, the shape and geometric conditions and the degree thereof are specified. For example, terms such as “parallel” and “orthogonal”, length and angle values, and the like are bound to a strict meaning. Therefore, it should be interpreted including the extent to which similar functions can be expected.
まず図1を参照して、配線基板に発光部品61を実装することによって得られる実装基板60について説明する。発光部品61を備える実装基板60は、後述するように、拡散板として構成された照明カバーや、ベースやハウジングなどの支持部材と組み合わされることによって、照明装置を構成することができる。図1は、実装基板60を、発光部品61が実装されている側から見た場合を示す平面図である。
First, a
実装基板
図1に示すように、実装基板60は、可撓性を有し、いわゆるフレキシブル基板として機能する配線基板40と、配線基板40の後述する実装用電極部41上に実装された複数の発光部品61と、を備えている。点光源として機能することができる発光素子を備える限りにおいて、発光部品61の構成が特に限られることはない。例えば発光素子としては、発光ダイオードを用いることができ、また発光部品61としては、表面実装型パッケージに収納された発光ダイオードを備えた表面実装型の部品を用いることができる。
As shown in FIG. 1, the
なお後述するように、実装基板60は、ロール状に巻かれた状態で供給される長尺状の金属基板21の上に絶縁層22や実装用電極部41を形成することによって配線基板40を作製し、この配線基板40上に発光部品61を実装し、また発光部品61を実装する前または後に配線基板40を切断することによって得られるものである。図1において、金属基板21および配線基板40の長尺方向が符号D1で表されており、長尺方向D1に直交する方向が符号D2で表されている。方向D2は、配線基板40を切断する方向に相当する。「長尺方向」とは、長尺状の金属基板21および配線基板40が延びる方向のことである。なお以下の説明において、長尺方向D1のことを第1方向D1と称し、第1方向D1に直交する方向D2のことを第2方向D2と称することもある。また以下の説明において、金属基板21の面のうち、発光部品61が設けられる側の面を第1面21aと称し、第1面21aの反対側にある面を第2面21bと称することもある。
As will be described later, the
図1において、第1面21aと第2面21bの間で第1方向D1に沿って延びる金属基板21の一対の第1側部が符号21cで表されている。また第1方向D1に直交する第2方向D2に沿って延びる金属基板21の一対の第2側部が符号21dで表されている。
In FIG. 1, the pair of first side portions of the
配線基板
次に図1,3,4を参照して、配線基板40の構成について詳細に説明する。図3は、図1の実装基板60をIII−III方向から見た断面図であり、図4は、図1の実装基板をIV−IV方向から見た断面図である。
Referring to the wiring board and then 1, 3, 4, a detailed description of the construction of the
図3,4に示すように、配線基板40は、可撓性を有する上述の金属基板21と、金属基板21の第1面21a側に設けられ、発光部品61が実装される実装用電極部41と、金属基板21の第1面21aに設けられ、実装用電極部41に接続された配線42と、金属基板21の第1面21aと実装用電極部41との間、および金属基板21の第1面21aと配線42との間に配置された絶縁層22と、を備えている。実装用電極部41は、発光部品61を実装するための部分であり、パッドやランドとも称されるものである。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図1に示すように、配線基板40は、配線42を介して発光部品61に電気的に接続されるよう金属基板21の第1面21a側に設けられた取り出し用電極部43を含んでいてもよい。この場合、図示はしないが、金属基板21の第1面21aと取り出し用電極部43との間にも絶縁層22が設けられる。
As shown in FIG. 1, the
本実施の形態において、「可撓性」とは、室温例えば25℃の環境下で配線基板40を直径30cmのロール状の形態に巻き取った場合に、配線基板40に折れ目が生じない程度の柔軟性を意味している。「折れ目」とは、配線基板40を巻き取る方向に交差する方向において配線基板40に現れる変形であって、変形を元に戻すように配線基板40を逆向きに巻き取ったとしても元には戻らない程度の変形を意味している。
In the present embodiment, “flexibility” refers to the degree that a fold does not occur in the
(金属基板)
金属基板21は、金属材料によって構成された、可撓性を有する基板である。金属基板21を構成する金属材料や、金属基板21の厚みは、配線基板40に求められる可撓性や強度などの特性に応じて適宜定められる。例えば、金属基板21は、銅、アルミニウム、銀または鉄の少なくともいずれか1つを含むことができる。放熱性をより高めるため、アルマイト処理が施されたアルミニウム箔が金属基板21として用いられてもよい。金属基板21の厚みは、例えば10μm〜200μmの範囲内になっている。
(Metal substrate)
The
(実装用電極部、配線および取り出し用電極部)
実装用電極部41、配線42および取り出し用電極部43を構成する材料としては、導電性を有する材料が用いられ、例えば銅や銀などの金属材料が用いられる。なお、配線基板40の反射特性を高めることを考慮すると、銀が用いられることが好ましい。
(Mounting electrode, wiring, and extraction electrode)
As a material constituting the mounting
実装用電極部41、配線42および取り出し用電極部43を構成する材料は、いずれも同一であってもよく、異なっていてもよい。例えば実装用電極部41、配線42および取り出し用電極部43は、後述するように、同一の導電層をパターニングすることによって同時にかつ連続的に形成されるものであってもよい。所望の方向において配線基板40および実装基板60が可撓性を有する限りにおいて、実装用電極部41、配線42および取り出し用電極部43の厚みや幅などの寸法が特に限られることはない。
The materials constituting the mounting
図1に示すように、配線42は、所定の方向に沿って線状に延びるよう構成されている。図1に示す例において、配線42は、第1方向D1や第2方向D2に沿って線状に延びる線状部分42aを含んでいる。ここで「線状」とは、幅方向における寸法に比べて、長さ方向における寸法が比較的に大きい、例えば10倍以上である形態を意味している。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、本実施の形態においては、金属基板21の第1側部21cが延びる第1方向D1に沿って複数の発光部品61が並ぶように、配線基板40に発光部品61が実装されており、また第1方向D1に沿って並ぶ複数の発光部品61が実装される実装用電極部41は、配線42を介して電気的に直列に接続されている。また配線42は、隣接する2つの発光部品61が実装される実装用電極部41を電気的に接続するように、第1方向D1に沿って断続的に延びる部分を含んでいる。このように断続的に配線42が延びている場合であっても、配線42の1つの線分を仮想的に延長した線がその他の配線42の線分に重なる場合、このような配線42も線状部分42aと称され得る。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the
(絶縁層)
絶縁層22は、金属基板21と、実装用電極部41、配線42および取り出し用電極部43とが導通してしまうことを防ぐために設けられる層である。絶縁層22を構成する材料としては、絶縁性を有する樹脂材料を用いることができる。樹脂材料の例としては、ポリエチレンテレフタラートやポリエチレンナフタラートなどのポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、または、ポリイミド樹脂などを挙げることができる。絶縁層22の厚みは、例えば1μm〜200μmの範囲内になっている。
(Insulating layer)
The insulating
従来のフレキシブル基板においては一般に、実装用電極部や配線は、絶縁性を有する樹脂基板の上に形成されており、そして樹脂基板のうち実装用電極部や配線が形成されていない側の面には、放熱板として機能する金属基板が取り付けられている。この場合、樹脂基板が、金属基板と実装用電極部や配線とが導通してしまうことを防ぐための絶縁層として機能している。一方、樹脂基板の熱伝導性は、金属基板の熱伝導性に比べて低い。このため従来のフレキシブル基板においては、発光部品で発生した熱が金属基板に伝わり、そして金属基板において熱が面方向に拡散したとしても、その熱は、金属基板のうち樹脂基板に接していない側の面から大気へ放出される。すなわち、金属基板のうち樹脂基板に接する側の面から樹脂基板を介して大気に至る放熱経路は、有効には活用されていない。なぜなら、樹脂基板によって熱の伝導が妨げられるからである。 In a conventional flexible substrate, the mounting electrode portion and wiring are generally formed on an insulating resin substrate, and on the surface of the resin substrate on which the mounting electrode portion and wiring are not formed. The metal substrate which functions as a heat sink is attached. In this case, the resin substrate functions as an insulating layer for preventing the metal substrate from being electrically connected to the mounting electrode portion and the wiring. On the other hand, the thermal conductivity of the resin substrate is lower than that of the metal substrate. For this reason, in the conventional flexible substrate, the heat generated in the light emitting component is transmitted to the metal substrate, and even if the heat is diffused in the surface direction in the metal substrate, the heat is not in contact with the resin substrate in the metal substrate. Is released into the atmosphere from the surface. That is, the heat dissipation path from the surface of the metal substrate that contacts the resin substrate to the atmosphere via the resin substrate is not effectively utilized. This is because heat conduction is hindered by the resin substrate.
一方、金属基板と実装用電極部41や配線42とが導通してしまうことを防ぐという観点から考えると、樹脂基板などの絶縁層は、配線基板40の全域にわたって存在している必要は必ずしもない。すなわち、少なくとも実装用電極部41や配線42が設けられている位置において、金属基板と実装用電極部41や配線42との間に絶縁層が存在していればよい。このような背景のもと、本実施の形態においては、図1および図4に示すように、金属基板21の面方向に沿って見た場合に絶縁層22の一部分と絶縁層22のその他の部分との間に隙間部が存在するよう、絶縁層22を構成することを提案する。このような隙間部23を設けることにより、金属基板21の第1面21aのうち絶縁層22が設けられている面積の比率を小さくすることができる。これによって、金属基板21の第1面21a側からの放熱が絶縁層22によって妨げられてしまうことを抑制することができ、このことにより、金属基板21の第1面21aから大気へ熱を放出するという放熱経路をより有効に活用することができる。なお以下の説明において、金属基板21の第1面21aのうち絶縁層22が設けられている面積の比率のことを、「絶縁層22の面積率」とも称する。また「面方向」とは、金属基板21の法線方向に直交する方向のことである。「隙間部23」とは、金属基板21の第1面21a上の領域のうち絶縁層22が存在していない領域のことである。
On the other hand, from the viewpoint of preventing conduction between the metal substrate and the mounting
以下、絶縁層22の具体的な形状について、主に図1および図2を参照して説明する。図2は、図1に示す実装基板から便宜的に発光部品、実装用電極部、配線および取り出し用電極部を取り除いた場合を示す平面図である。
Hereinafter, a specific shape of the insulating
図1に示すように、絶縁層22は、実装用電極部41、配線42のパターンに対応したパターンで形成されている。具体的には、図1および図2に示すように、絶縁層22は、実装用電極部41に対応した形状を有し、金属基板21と実装用電極部41との間に配置された第1部分22aと、配線42に対応した形状を有し、金属基板21と配線42との間に配置された第2部分22bと、取り出し用電極部43に対応した形状を有し、金属基板21と取り出し用電極部43との間に配置された第3部分22cと、を含んでいる。第1部分22aは、例えば、実装用電極部41または発光部品61に相似した形状を有しており、具体的には矩形の形状を有している。第2部分22bは、例えば、配線42の線状部分42aと同様に線状に延びている。
As shown in FIG. 1, the insulating
次に、絶縁層22の一部分と絶縁層22のその他の部分との間に形成される隙間部23の形状について説明する。例えば隙間部23は、第1の発光部品61、例えば図4において中央に位置する発光部品61が実装される実装用電極部41と金属基板21の第1面21aとの間に位置する絶縁層22と、第1の発光部品61に隣接する第2の発光部品61、例えば図4において左側に位置する発光部品61が実装される実装用電極部41と金属基板21の第1面21aとの間に位置する絶縁層22と、の間に存在している。なお図4に示す例においては、第1の発光部品61と第2の接合層62との間を横切るように2本の配線42が設けられており、このため第1の発光部品61と第2の発光部品61との間の隙間部23は、第1の発光部品61と配線42との間の隙間部23、2本の配線42の間の隙間部23、および配線42と第2の発光部品61との間の隙間部23に分断されている。
Next, the shape of the
なお図4においては、第2方向D2において隣接する2つの発光部品61に対応する絶縁層22の間に隙間部23が存在する例が示されているが、これに限られることはない。第1方向D1において隣接する2つの発光部品61に対応する絶縁層22の間にも、隙間部23が存在していてもよい。
FIG. 4 shows an example in which the
また隙間部23は、互いに平行に延びる一対の配線42の間に存在していてもよい。例えば隙間部23は、図4に示すように、第1の発光部品61の近傍で第1方向D1に延びる第1の配線42と金属基板21の第1面21aとの間に位置する絶縁層22と、第2の発光部品61の近傍で第1の配線42に平行に第1方向D1に延びる第2の配線42と金属基板21の第1面21aとの間に位置する絶縁層22と、の間に存在していてもよい。この場合、隙間部23は、配線42と同様に線状に延びていてもよい。すなわち隙間部23は、細長く延びる隙間、すなわちスリットであってもよい。
The
(接合層)
図3,4において、符号62は、発光部品61を実装用電極部41に接合して発光部品61を実装用電極部41に電気的に接続するために発光部品61と実装用電極部41との間に介在される接合層を表している。接合層62を構成する材料としては、例えばリフロー工程において実装用電極部41上に塗布されるクリーム半田を挙げることができる。クリーム半田とは、フラックスなどのバインダー材と、バインダー材の中に分散され、リフロー工程の際に溶融する金属粉末と、を含むものである。なお図3,4においては、発光部品61と実装用電極部41との間に接合層62が明確に介在される例を示したが、これに限られることはない。発光部品61を実装用電極部41に結合して発光部品61を実装用電極部41に電気的にすることができる限りにおいて、接合層62の形状や配置が特に限られることはない。
(Bonding layer)
3 and 4,
ところでリフロー工程においては、配線基板40の少なくとも実装用電極部41およびその周辺部分が、少なくとも接合層62に含まれる半田の融点以上の温度まで加熱される。以下の記載において、加熱された配線基板40が到達する温度の最大値を、到達温度とも称する。本実施の形態による配線基板40においては、到達温度が高くなると、絶縁層22の変形やオリゴマーの析出が生じやすくなってしまうと考えられる。従って、リフロー工程を実施する際の温度を可能な限り低く設定し、これによって配線基板40の到達温度を低くすることが好ましい。
By the way, in the reflow process, at least the mounting
このような点を考慮し、本件発明者らは、接合層62に含まれる半田として、180℃以下の温度で、より好ましくは150℃以下の温度で融解する低融点半田を用いることを提案する。この場合、配線基板40の到達温度を180℃以下に、より好ましくは150℃以下にすることができ、これによって、絶縁層22の特性が劣化してしまうことを抑制することができる。
In consideration of such points, the present inventors propose to use a low melting point solder that melts at a temperature of 180 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or lower, as the solder contained in the
後述するように、金属基板21の第1面21a側には反射層44が設けられることがある。低融点半田を用いることは、反射層44の変形や変色などの反射層44の特性劣化を抑制するという点でも有効である。
As will be described later, a
180℃以下の温度で融解する限りにおいて、接合層62に含まれる低融点半田が特に限られることはない。例えば低融点半田として、42重量%〜43重量%の錫と、57重量%〜58重量%のビスマスと、を含む半田を用いることができる。その他にも、錫、ビスマスおよび銀を含む半田などを用いることもできる。
As long as melting is performed at a temperature of 180 ° C. or lower, the low melting point solder included in the
(発光部品)
次に発光部品61について、図5を参照して説明する。図5に示すように、発光部品61は、発光素子66と、発光素子66に電気的に接続されるとともに少なくとも部分的に外部に露出した端子67と、を含んでいる。端子67は、ボンディングワイヤ67aを介して接続されている。端子67は一般に、銅や銀などの金属材料から構成される。発光部品61において発生する熱は、端子67を介して実装用電極部41に伝導される。
(Light-emitting parts)
Next, the
図5に示すように、発光素子66の周囲には、発光素子66から出射された光の波長を変換するための蛍光体68が設けられていてもよい。また図5に示すように、蛍光体68の周囲には、光を反射する反射板69が配置されていてもよい。これによって、発光素子66から出射された光を高い効率で取り出すことが可能になる。また蛍光体68上には透明樹脂65が設けられていてもよい。
As shown in FIG. 5, a
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用および効果について説明する。ここでは、長尺状の金属基板21を用いて上述の配線基板40を作製し、配線基板40上に発光部品61を実装して上述の実装基板60を作製する方法について説明する。
Next, the operation and effect of the present embodiment having such a configuration will be described. Here, a method of manufacturing the above-described mounting
(配線基板の製造方法)
はじめに、長尺状の金属基板21を準備する。次に、図6に示すように、金属基板21の第1面21a上に、実装用電極部41に対応した形状を有する第1部分22aと、配線42に対応した形状を有する第2部分22bと、を含む絶縁層22を形成する。例えば、はじめに、絶縁層22を構成する材料を含むペーストを準備し、次に、スクリーン印刷法などを用いて、実装用電極部41および配線42に対応したパターンでペーストを金属基板21の第1面21a上に塗布する。これによって、少なくとも部分的に上述の隙間部23が存在するように、金属基板21の第1面21a上に絶縁層22を形成することができる。図示はしないが、この際、取り出し用電極部43に対応する形状を有する絶縁層22の第3部分22cが同時に形成されてもよい。
(Method for manufacturing a wiring board)
First, a
次に、図7に示すように、絶縁層22上に実装用電極部41および配線42を形成する。実装用電極部41および配線42を形成する方法が特に限られることはなく、公知の方法が適宜用いられる。例えば、はじめに、実装用電極部41および配線42を構成するための金属材料を含む導電層を金属基板21の第1面21a側に設け、次に、実装用電極部41および配線42に対応するパターンを有する感光層を導線層の上に設ける。その後、感光層をマスクとして導電層をエッチングすることにより、絶縁層22上に実装用電極部41および配線42を形成することができる。また、実装用電極部41や配線42に対応したパターンで導電層22にレーザーを照射するレーザーアブレーション法を用いて、絶縁層22上に実装用電極部41および配線42を形成してもよい。その他にも、絶縁層22上に導電性ペーストを印刷することによって、絶縁層22上に実装用電極部41および配線42を形成してもよい。このようにして、長尺状の配線基板40を作製することができる。得られた長尺状の配線基板40は、巻き取ってロール状にされる。
Next, as shown in FIG. 7, the mounting
なお図8に示すように、実装用電極部41や配線42を形成した後、金属基板21の第1面21a側に、白色顔料または気泡が分散された反射層44を形成してもよい。反射層44は、後述するように、拡散板などによって反射されて配線基板40に戻ってきた光を反射して再び外方へ向かわせるために金属基板21の第1面21a側に設けられる層である。後述する図10においても、配線基板40が反射層44を備える場合について説明する。
As shown in FIG. 8, after forming the mounting
好ましくは図8に示すように、反射層44は、少なくとも部分的に金属基板21の第1面21aに直接的に接するよう、配置される。これによって、金属基板21の第1面21aから反射層44へ効率的に熱を伝導させることができ、このことにより、金属基板21の第1面21a側から大気へ熱を効率的に逃がすことができる。
Preferably, as shown in FIG. 8, the
光を反射し、これによって照明装置における光の利用効率を高めることができる限りにおいて、反射層44の構成が特に限られることはない。例えば反射層44は、白色のセラミックス材料や金属粉末などの反射性を有する白色顔料や、気泡が分散された層として構成され得る。白色顔料が用いられる場合、反射層44は、はじめに、白色のセラミックス材料や金属粉末など反射性を有する白色顔料を含むペーストを金属基板21の第1面21a側に設け、次に、ペーストを焼き固めることによって形成される。金属基板21の第1面21a上や配線42上にペーストを設ける方法が特に限られることはなく、スクリーン印刷法などを適宜用いることができる。白色顔料としては、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛などの白色のセラミックス材料を用いることができる。その他にも、白色の染料など、白色を呈することができる様々な材料が、反射層44に含まれる白色顔料として用いられ得る。
The configuration of the
好ましくは、反射層44は、光波長380nm〜780nmの範囲内における全光線反射率が60%〜99%の範囲内となるよう、構成される。ここで「全光線反射率」とは、正反射率と拡散反射率の合計である。全光線反射率は、JIS K7375の全光線反射率測定法に準拠して求められ得る。具体的には、全光線反射率は、角度をつけて光を反射層44に入射させた場合の反射率を、分光光度計と、積分球試験台とを用いて光波長380nm〜780nmにおいて10nm間隔で測定し、それらの平均値を算出することによって求められ得る。なお、全光線反射率は、硫酸バリウムを含む標準白色板の反射率を100%とした相対値として求められる。
Preferably, the
好ましくは、反射層44の厚みは、上述の全光線反射率の値を実現するとともに、金属基板21の第1面21aから大気への放熱を阻害しないように設定される。例えば反射層44の厚みは、1μm〜200μmの範囲内になっている。
Preferably, the thickness of the
図8に示すように、金属基板21の第2面21b側には、粘着層24が設けられてもよい。粘着層24は、配線基板40や実装基板60を後述する支持部材81に取り付けるためのものである。粘着層24を予め設けておくことにより、支持部材81の取付工程を容易化することができる。図8に示すように、粘着層24上には、粘着層24の粘着面を保護するための剥離シート25が設けられていてもよい。粘着層24を構成する材料としては、例えばアクリル、エポキシ、ウレタンなどを用いることができる。
As shown in FIG. 8, an
(実装基板の製造方法)
次に図9を参照して、実装基板製造装置50を用いて実装基板60を製造する方法について説明する。
(Manufacturing method of mounting substrate)
Next, a method for manufacturing the mounting
はじめに図9に示すように、ロール状に巻かれた長尺状の配線基板40を保持する巻出部51を準備する。次に、巻出部51から配線基板40を巻き出す。次に図9に示すように、配線基板40の実装用電極部41上に接合層62を設ける。例えば、塗布部52を用いて、接合層62を構成するためのクリーム半田を実装用電極部41上に塗布する。その後、実装部53を用いて、接合層62が設けられた実装用電極部41上に発光部品61を実装する実装工程、いわゆるリフロー工程を実施する。具体的には、はじめに、接合層62が設けられた実装用電極部41上に発光部品61を載置し、次に、配線基板40のうち少なくとも発光部品61が載置された実装用電極部41の部分を加熱して接合層62を溶融させる。これによって、発光部品61が実装用電極部41に接合される。次に、切断部54を用いて、発光部品61が実装された配線基板40を、第1方向D1に直交する第2方向D2において切断する。これによって、発光部品61が実装された実装基板60を得ることができる。
First, as shown in FIG. 9, an unwinding
(照明装置の製造方法)
その後、図10に示すように、発光部品61が実装された実装基板60に、粘着層24を介して支持部材81を取り付けてもよい。支持部材81の例としては、金属製のベース、ハウジングや、放熱板として機能する金属製の板を挙げることができる。以下の説明において、金属基板21の第2面21b側で配線基板40に取り付けられた支持部材81をさらに備える実装基板60のことを、照明装置80と称することもある。このような支持部材81を取り付けることにより、金属基板21の第2面21b側から大気への放熱をより効率的に実施できるようになる。
(Manufacturing method of lighting device)
Thereafter, as shown in FIG. 10, a
また本実施の形態によれば、上述のように、金属基板21の第1面21aと実装用電極部41や配線42との間に設けられる絶縁層22は、絶縁層22の一部分と絶縁層22のその他の部分との間に隙間部23が存在するように構成されている。このため、従来のフレキシブル基板に比べて、金属基板21の第1面21a側に設けられる絶縁層22の面積率が小さくなっている。これによって、金属基板21の第1面21a側から大気への放熱が絶縁層22によって妨げられてしまうことを抑制することができる。すなわち、金属基板21の第1面21a側から大気に至る放熱経路における配線基板40の熱伝導率を低くすることができる。このため、発光部品61で発生し、実装用電極部41および絶縁層22の第1部分22aを介して金属基板21に伝えられ、そして金属基板21において面方向に拡散した熱を、金属基板21の第1面21a側から大気へ効率的に放熱することができる。このように本実施の形態によれば、配線基板40全体としての熱伝導性を高めることができ、このことにより、実装用電極部41およびその周辺の部分の温度が局所的に高くなってしまうことを抑制することができる。従って、発光部品41の寿命や信頼性を高めることができる。
In addition, according to the present embodiment, as described above, the insulating
また本実施の形態によれば、絶縁層22の面積率を低減することにより、配線基板40を曲げる際に、絶縁層22の存在に起因して生じる、曲げに抵抗する力の大きさを低減することができる。このことにより、配線基板40の巻き取り易さを向上させることができる。また、配線基板40や実装基板60が取り付けられる支持部材81が湾曲した形状を有する場合に、そのような湾曲形状に沿うように配線基板40や実装基板60を変形させることが容易になる。
Further, according to the present embodiment, by reducing the area ratio of the insulating
また本実施の形態によれば、絶縁層22の面積率を低減することにより、絶縁層22を構成する材料の使用量を削減することができる。これによって、配線基板40や実装基板60の製造に要するコストを削減することができる。
Moreover, according to this Embodiment, the usage-amount of the material which comprises the insulating
また本実施の形態によれば、上述のように、実装用電極部41上に塗布されるクリーム半田として、180℃以下の温度で融解する低融点半田を含むものが用いられる。このため、実装工程の際に配線基板40が到達する到達温度を180℃以下にすることができる。これによって、実装工程の際の加熱に起因して絶縁層22や反射層44の特性が劣化してしまうことを抑制することができる。また、絶縁層22や反射層44に含まれる樹脂材料として、比較的に低い耐熱性を有する樹脂材料を用いることが可能になる。
Further, according to the present embodiment, as described above, the cream solder applied onto the mounting
照明装置80は、図10に示すように、実装基板60のうち発光部品61が実装されている側で実装基板60との間に間隔を空けて設けられた拡散板82をさらに備えていてもよい。拡散板82としては、光拡散剤として機能する照明カバーなどが用いられ得る。この場合、以下に説明するように、照明装置80における光の利用効率を高めるという効果も期待される。
As illustrated in FIG. 10, the
図10において、符号L1が付された矢印は、発光部品61から出射された光を表している。発光部品61から出射された光L1のうち、拡散板82の法線方向にほぼ沿って拡散板82に入射した光の大部分は、拡散板82を透過して利用者側に至る。一方、発光部品61から出射された光L1のうち、拡散板82の法線方向から傾斜した方向に沿って拡散板82に入射する光は、拡散板82によって反射されて実装基板60に戻ることがある。このような戻り光の大半は、図10において矢印L21で示すように、反射層44によって反射されて再び拡散板82へ向かい、そして拡散板82を透過して利用者側に至る。またその他の戻り光は、図10において矢印L22で示すように、反射層44を透過した後に金属基板21で反射されて再び拡散板82へ向かい、そして拡散板82を透過して利用者側に至る。このように本実施の形態によれば、反射層44における光の反射率が十分に高くない場合であっても、反射層44を透過した光を金属基板21によって反射することができるので、照明装置80における光の利用効率を十分に高くすることができる。
In FIG. 10, an arrow with a symbol L <b> 1 represents light emitted from the
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、必要に応じて図面を参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。また、上述した実施の形態において得られる作用効果が変形例においても得られることが明らかである場合、その説明を省略することもある。 Note that various modifications can be made to the above-described embodiment. Hereinafter, modified examples will be described with reference to the drawings as necessary. In the following description and the drawings used in the following description, the same reference numerals as those used for the corresponding parts in the above embodiment are used for the parts that can be configured in the same manner as in the above embodiment. A duplicate description is omitted. In addition, when it is clear that the operational effects obtained in the above-described embodiment can be obtained in the modified example, the description thereof may be omitted.
(配線基板の製造方法の変形例)
上述の本実施の形態においては、樹脂材料を含むペーストを、実装用電極部41および配線42に対応したパターンで金属基板21の第1面21a上に塗布することにより、絶縁層22が形成される例を示した。しかしながら、はじめに、金属基板21の第1面21a側に絶縁層22を設け、その後にエッチング法などを用いて絶縁層22をパターニングすることにより、実装用電極部41および配線42に対応したパターンを有する絶縁層22を形成してもよい。
(Modification of manufacturing method of wiring board)
In the present embodiment described above, the insulating
この場合、例えば図11に示すように、はじめに、金属基板21と、金属基板21の第1面21a上に設けられた絶縁層22と、絶縁層22上に設けられた導電層26と、を含む積層体20を準備する。導電層26は、実装用電極部41および配線42を構成する金属材料を含む層である。
In this case, for example, as shown in FIG. 11, first, the
次に導電層26をパターニングすることによって、図12に示すように、絶縁層22上に実装用電極部41および配線42を形成する。この際、同時に導電層26から取り出し用電極部43が形成されてもよい。
Next, the
導電層26をパターニングする方法としては、実装用電極部41や配線42に対応したパターンで導電層26上に設けられた感光層をマスクとして導電層26をエッチングする方法や、実装用電極部41や配線42に対応したパターンで導電層26にレーザーを照射するレーザーアブレーション法など、公知の方法が適宜用いられ得る。
As a method of patterning the
その後、実装用電極部41および配線42をマスクとして絶縁層22をエッチングする。これによって、図13に示すように、実装用電極部41および配線42とほぼ同一のパターンを有する絶縁層22を、実装用電極部41および配線42と金属基板21の第1面21aとの間に形成することができる。
Thereafter, the insulating
本変形例によれば、実装用電極部41および配線42のパターンと絶縁層22のパターンとを精度良く一致させることができる。このため、実装用電極部41および配線42と金属基板21とが導通してしまうことを防ぐために必要になる絶縁層22の面積を、最小限のものとすることができる。これによって、金属基板21の第1面21a側から大気への放熱が絶縁層22によって妨げられてしまうことをさらに抑制することができる。このことにより、配線基板40全体としての熱伝導性をさらに高めることができる。
According to this modification, the pattern of the mounting
(金属基板の変形例)
また上述の本実施の形態においては、金属基板21として、可撓性を有する程度に小さな厚みを有するものが用いられる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、金属基板21として、可撓性を有さない程度の厚みを有するものを用いてもよい。すなわち、配線基板40がいわゆるリジッド基板として構成されていてもよい。この場合であっても、絶縁層22に隙間部23を形成することにより、配線基板40全体としての熱伝導性を高めることができる。
(Metal substrate modification)
In the above-described embodiment, an example in which the
(その他の変形例)
また上述の本実施の形態においては、接合層62に含まれる半田として、180℃以下の温度で融解する低融点半田が用いられ、この結果、実装工程の際の配線基板40の到達温度が180℃以下になる例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、接合層62に含まれる半田として、融点が約260℃の一般的な鉛フリー半田を用いてもよい。
(Other variations)
In the above-described embodiment, low melting point solder that melts at a temperature of 180 ° C. or lower is used as the solder included in the
また上述の本実施の形態においては、長尺状の配線基板40の上に発光部品61が実装される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、配線基板40を切断した後、枚葉の配線基板40上に発光部品61を実装してもよい。
In the above-described embodiment, the example in which the
また上述の本実施の形態においては、発光部品61が実装された後の配線基板40に対して、すなわち実装基板60に対して支持部材81が取り付けられる例を示したが、これに限られることはない。例えば、発光部品61が実装される前の配線基板40に対して支持部材81を取り付け、その後、配線基板40の実装用電極部41に発光部品61を実装してもよい。
In the above-described embodiment, the example in which the
なお、上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。 In addition, although some modified examples with respect to the above-described embodiment have been described, naturally, a plurality of modified examples can be applied in combination as appropriate.
21 金属基板
22 絶縁層
23 隙間部
24 粘着層
26 導電層
40 配線基板
41 実装用電極部
42 配線
43 取り出し用電極部
44 反射層
60 実装基板
61 発光部品
62 接合層
80 照明装置
DESCRIPTION OF
Claims (6)
第1面と、前記第1面の反対側に位置する第2面と、を含む金属基板と、
前記金属基板の前記第1面側に設けられ、前記発光部品が実装される実装用電極部と、
前記金属基板の前記第1面側に設けられ、前記実装用電極部に接続された配線と、
前記金属基板の前記第1面と前記実装用電極部との間、および前記金属基板の前記第1面と前記配線との間に配置された絶縁層と、を備え、
前記絶縁層は、前記金属基板の面方向に沿って見た場合に前記絶縁層の一部分と前記絶縁層のその他の部分との間に隙間部が存在するよう、構成されている、配線基板。 A wiring board on which light emitting components are mounted,
A metal substrate including a first surface and a second surface located on the opposite side of the first surface;
A mounting electrode portion provided on the first surface side of the metal substrate and on which the light emitting component is mounted;
Wiring provided on the first surface side of the metal substrate and connected to the mounting electrode portion;
An insulating layer disposed between the first surface of the metal substrate and the mounting electrode unit and between the first surface of the metal substrate and the wiring;
The wiring board, wherein the insulating layer is configured such that a gap exists between a part of the insulating layer and another part of the insulating layer when viewed along the surface direction of the metal substrate.
前記第1の発光部品が実装される前記実装用電極部と前記金属基板の前記第1面との間に位置する絶縁層と、前記第2の発光部品が実装される前記実装用電極部と前記金属基板の前記第1面との間に位置する絶縁層と、の間に、前記隙間部が存在している、請求項1に記載の配線基板。 The wiring board is configured to mount a plurality of light emitting components including a first light emitting component and a second light emitting component adjacent to the first light emitting component,
An insulating layer positioned between the mounting electrode portion on which the first light emitting component is mounted and the first surface of the metal substrate; and the mounting electrode portion on which the second light emitting component is mounted; The wiring board according to claim 1, wherein the gap portion exists between the insulating layer positioned between the first surface of the metal substrate and the insulating layer.
前記第1の配線と前記金属基板の前記第1面との間に位置する絶縁層と、前記第2の配線と前記金属基板の前記第1面との間に位置する絶縁層との間に、前記隙間部が存在している、請求項1または2に記載の配線基板。 The wiring includes a first wiring and a second wiring extending in parallel with each other,
Between the insulating layer positioned between the first wiring and the first surface of the metal substrate, and the insulating layer positioned between the second wiring and the first surface of the metal substrate. The wiring board according to claim 1, wherein the gap is present.
前記反射層は、少なくとも部分的に前記金属基板の前記第1面に接するように配置されている、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の配線基板。 A reflection layer provided on the first surface side of the metal substrate, in which white pigments or bubbles are dispersed;
The wiring board according to claim 1, wherein the reflective layer is disposed so as to be at least partially in contact with the first surface of the metal substrate.
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の配線基板と、
前記配線基板の前記実装用電極部上に実装された発光部品と、を備える、実装基板。 A mounting board on which light emitting components are mounted,
The wiring board according to any one of claims 1 to 5,
And a light emitting component mounted on the mounting electrode portion of the wiring board.
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