JP2019033160A - 基板および車両用灯具 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板と接合対象物との接合状態を容易に確認できる技術を提供する。【解決手段】フレキシブルプリント基板２５は、ベースフィルム３１と、ベースフィルム３１の表面に形成された導電パターン３２に設けられたランド３３とを備える。ＦＰＣ側ランド３３は、フレキシブルプリント基板２５をハンダ３０により回路基板２２に接合したときにハンダ３０の状態をベースフィルム３１の背面３１ｂ側から確認可能な窓部３５を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、基板および該基板を用いた車両用灯具に関する。
従来より、ＬＥＤ等の発光素子に配線するためにフレキシブルプリント基板を用いた車両用灯具が知られている（例えば特許文献１参照）。
特開２０１３−１７５３３５号公報
フレキシブルプリント基板には導電パターンが形成されており、導電パターンにはランドが設けられる。ＬＥＤ等の接合対象物は、ランドにハンダ付けすることでフレキシブルプリント基板上に実装される。このとき、ハンダ付けの状態を確認できることが望ましいが、ランドは通常、不透明材料で形成されているため、ランド越しにハンダ付けの状態を確認できないという課題がある。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板と接合対象物との接合状態を容易に確認できる技術を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の基板は、基材と、基材の表面に形成された導電パターンに設けられたランドとを備える。ランドは、当該基板を導電部材により接合対象物に接合したときに導電部材の状態を基材の背面側から確認可能な窓部を備える。
窓部は、ランドから導電箔の一部を抜いた部分であってもよい。
基材は透光性を有し、窓部は、ランドから導電箔の一部を抜いて基材を残した部分であってもよい。
本発明の別の態様は、車両用灯具である。この車両用灯具は、発光素子が搭載された回路基板と、回路基板に接合される基板とを備える。基板は、基材と、基材の表面に形成された導電パターンに設けられたランドとを備える。ランドは、基板を導電部材により回路基板に接合したときに導電部材の状態を基材の背面側から確認可能な窓部を備える。
本発明によれば、基板と接合対象物との接合状態を容易に確認できる。
本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント基板を用いた車両用灯具の概略断面図である。 回路基板とフレキシブルプリント基板の接合状態を説明するための図である。 本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント基板の構成を説明するための図である。 図４（ａ）〜図４（ｃ）は、回路基板とフレキシブルプリント基板の接合方法を説明するための図である。 図４（ａ）〜図４（ｃ）で説明した接合方法において、ＦＰＣ側ランドと基板側第２ランドが正常に接合されていない状態の一例を説明するための図である。 図６（ａ）〜図６（ｃ）は、回路基板とフレキシブルプリント基板の別の接合方法を説明するための図である。 図６（ａ）〜図６（ｃ）で説明した接合方法において、ＦＰＣ側ランドと基板側第２ランドが正常に接合されていない状態の一例を説明するための図である。 図８（ａ）〜図８（ｆ）は、ランドのパターンを説明するための図である。 接合前の回路基板とフレキシブルプリント基板の概略平面図である。 本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント基板におけるＦＰＣ側ランドの変形例を示す図である。 本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント基板におけるＦＰＣ側ランドの別の変形例を示す図である。 本発明の別の実施形態に係る基板を説明するための図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る車両用灯具について詳細に説明する。なお、本明細書において「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「内」、「外」等の方向を表す用語が用いられる場合、それらは車両用灯具が車両に装着されたときの姿勢における方向を意味する。
図１は、本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント基板２５を用いた車両用灯具１０の概略断面図である。
図１に示すように、車両用灯具１０は、ランプボディ１２と、ランプボディ１２の前面開口部を覆う透明なアウターカバー１３とを備える。ランプボディ１２とアウターカバー１３は、灯室１４を形成している。灯室１４内には、灯具ユニット２０が収容されている。灯具ユニット２０は、ランプボディ１２に固定される。
灯具ユニット２０は、ＬＥＤ２１と、ＬＥＤ２１を搭載する回路基板２２と、回路基板２２を支持する支持部材２３と、ＬＥＤ２１から発生した熱を放熱するためのヒートシンク２４と、回路基板２２に電気的に接合されるフレキシブルプリント基板２５と、ＬＥＤ２１から出射された光を灯具前方に反射するリフレクタ２６とを備える。フレキシブルプリント基板２５は、回路基板２２を介してＬＥＤ２１に電力を供給する。
図２は、回路基板２２とフレキシブルプリント基板２５の接合状態を説明するための図である。図２では、簡略化のためリフレクタ２６の図示を省略している。図３は、本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント基板２５の構成を説明するための図である。
回路基板２２はリジッド基板であってよい。図２に示すように、回路基板２２の表面２２ａ上には、ＬＥＤ２１を実装するための基板側第１ランド２７が設けられている。基板側第１ランド２７上には、ハンダ２８によってＬＥＤ２１が実装される。
また、回路基板２２の表面２２ａ上には、フレキシブルプリント基板２５を接合するための基板側第２ランド２９が形成されている。基板側第２ランド２９上には、ハンダ３０によってフレキシブルプリント基板２５が接合される。
フレキシブルプリント基板２５は、基材としての可撓性のベースフィルム３１と、ベースフィルム３１の表面３１ａ上に形成された導電パターン３２と、導電パターン３２上に設けられたカバーフィルム３４とを備える。導電パターン３２は、例えば銅箔などの導電箔から成る。ベースフィルム３１は、透光性を有する部材から形成される。
導電パターン３２には、ハンダ３０によって回路基板２２の基板側第２ランド２９に接合されるＦＰＣ側ランド３３が設けられている。図２および図３に示すように、ＦＰＣ側ランド３３の部分はカバーフィルム３４が形成されておらず、ＦＰＣ側ランド３３は露出している。
本実施形態に係るフレキシブルプリント基板２５において、ＦＰＣ側ランド３３は、導電箔の一部を抜いた部分３５を有する。言い換えると、ＦＰＣ側ランド３３は、カバーフィルム３４側から見た場合に、導電箔外形の一部に形成されたスリットを有する又は導電箔の内部に形成された開口を有する。本明細書では、この導電箔の一部を抜いた部分（すなわち導電箔に形成されたスリット又は開口）を「窓部」と称する。窓部３５では、透光性のベースフィルム３１は残されている。図２および図３では、２つの窓部３５が形成されているが、窓部３５の数は特に限定されない。
本実施形態では、窓部３５を設けたことにより、フレキシブルプリント基板２５のＦＰＣ側ランド３３をハンダ３０により回路基板２２の基板側第２ランド２９に接合したときに、ハンダ３０の状態をベースフィルム３１の背面３１ｂ側から確認することができる。例えば、ベースフィルム３１の背面３１ｂ側から見たときに、窓部３５からハンダ３０が視認できれば、基板側第２ランド２９にハンダ３０が濡れ広がっていることが確認できるので、正常にＦＰＣ側ランド３３と基板側第２ランド２９が接合されていると判定できる。
図４（ａ）〜図４（ｃ）は、回路基板２２とフレキシブルプリント基板２５の接合方法を説明するための図である。
まず、図４（ａ）に示すように、フレキシブルプリント基板２５のＦＰＣ側ランド３３上にハンダ３０を印刷する。次に、図４（ｂ）に示すように、回路基板２２の基板側第２ランド２９とフレキシブルプリント基板２５のＦＰＣ側ランド３３を対向させ、基板側第２ランド２９上に印刷したハンダ３０を基板側第２ランド２９に当接させる。このとき、治具等を用いてフレキシブルプリント基板２５を回路基板２２と平行にすることが望ましい。次に、図４（ｃ）に示すようにヒータ等を用いてハンダ３０を加熱して溶かし、基板側第２ランド２９とＦＰＣ側ランド３３をリフローハンダ付けする。
ハンダ３０が加熱されて固体状態から液体状態になると、ハンダ３０は表面張力で集まることによってＦＰＣ側ランド３３の窓部３５を境として分離する。
液体状態のハンダ３０が接合対象の回路基板２２の第２ランド２９に接触する場合、ハンダ３０は表面エネルギーがより安定するように第２ランド２９へ濡れ広がろうとする。フレキシブルプリント基板２５のベースフィルム３１の背面３１ｂ側から窓部３５を観察したときに、窓部３５からハンダ３０を視認できれば、ハンダ３０が基板側第２ランド２９に好適に濡れ広がっているということなので、正常にＦＰＣ側ランド３３と基板側第２ランド２９が接合されていることを間接的に確認できる。
逆に、液体状態のハンダ３０が接合対象の回路基板２２の第２ランド２９に接触しない場合、ハンダ３０は窓部３５を境として分離した状態を維持しようとするので、ハンダ３０は第２ランド２９に濡れ広がらない。フレキシブルプリント基板２５のベースフィルム３１の背面３１ｂ側から窓部３５を観察したときに、窓部３５からハンダ３０を視認できなければ、ハンダ３０が基板側第２ランド２９に好適に濡れ広がっていないということなので、ＦＰＣ側ランド３３と基板側第２ランド２９が正常に接合されていないことを間接的に確認できる。
図５は、図４（ａ）〜図４（ｃ）で説明した接合方法において、ＦＰＣ側ランド３３と基板側第２ランド２９が正常に接合されていない状態の一例を説明するための図である。例えば、回路基板２２に対してフレキシブルプリント基板２５が傾いた状態でリフローハンダ付けされた場合、ハンダ３０の一部が液体状態になっても第２ランド２９に接触しないため、ハンダ３０が十分に基板側第２ランド２９に濡れ広がらない可能性がある。ハンダ３０が十分に基板側第２ランド２９に濡れ広がっていない場合、ハンダ３０は銅箔を抜いた窓部３５を避けて固まる傾向がある。図５に示す接合例では、２つの窓部３５のうち一方の窓部３５からはハンダ３０が視認できるが、他方の窓部３５からはハンダ３０は視認できず、基板側第２ランド２９が視認できる。このように、窓部３５からハンダ３０の状態を観察することにより、ハンダ３０が基板側第２ランド２９の全体に濡れ広がっておらず、リフローハンダ付けが異常であると確認できる。窓部３５からのハンダ３０の状態の確認は、作業者が直接目視で行ってもよいし、カメラで撮像した画像に基づいて行ってもよい。反射率の違いに起因する画像中の明暗により、ハンダの３０の状態を確認できる。
図６（ａ）〜図６（ｃ）は、回路基板２２とフレキシブルプリント基板２５の別の接合方法を説明するための図である。
この方法ではまず、図６（ａ）に示すように、回路基板２２の基板側第２ランド２９上にハンダ３０を印刷する。次に、図６（ｂ）に示すように、回路基板２２の基板側第２ランド２９とフレキシブルプリント基板２５のＦＰＣ側ランド３３を対向させ、基板側第２ランド２９上に印刷したハンダ３０をＦＰＣ側ランド３３に当接させる。このとき、治具等を用いてフレキシブルプリント基板２５を回路基板２２と平行にすることが望ましい。次に、図４（ｃ）に示すようにヒータ等を用いてハンダ３０を加熱して溶かし、基板側第２ランド２９とＦＰＣ側ランド３３をリフローハンダ付けする。上記と同様に、フレキシブルプリント基板２５のベースフィルム３１の背面３１ｂ側から窓部３５を観察することにより、基板側第２ランド２９が基板側第２ランド２９に濡れ広がっているか否か確認できる。
図７は、図６（ａ）〜図６（ｃ）で説明した接合方法において、ＦＰＣ側ランド３３と基板側第２ランド２９が正常に接合されていない状態の一例を説明するための図である。例えば、基板側第２ランド２９にハンダ３０が適切量印刷されていない場合（例えば基板側第２ランド２９の半分程度の領域しかハンダ３０が印刷されていない場合）、ハンダ３０が十分に基板側第２ランド２９に濡れ広がらない可能性がある。図７に示す接合例では、２つの窓部３５のうち一方の窓部３５からはハンダ３０が視認できるが、他方の窓部３５からはハンダ３０は視認できず、基板側第２ランド２９が視認できる。このように、窓部３５からハンダ３０の状態を観察することにより、ハンダ３０が基板側第２ランド２９の全体に濡れ広がっておらず、リフローハンダ付けが異常であると確認できる。
以上説明したように、本実施形態に係るフレキシブルプリント基板２５によれば、接合対象物である回路基板２２との接合状態を容易に確認できる。
上述したように、本実施形態に係るフレキシブルプリント基板２５では、窓部３５は、ＦＰＣ側ランド３３から導電箔の一部を抜いて透光性のベースフィルム３１を残した部分である。このように、窓部３５においてベースフィルム３１を残すことにより、ハンダ３０に含まれるフラックスがリフローの際に蒸発して窓部３５を通ってフレキシブルプリント基板２５の背面側に出てくるのを防ぐことができる。
リフローの際にフラックスが飛散すると、回路基板２２にフレキシブルプリント基板２５を接合する際に使用する治具にフラックスが付着するおそれがある。治具にフラックスが付着すると、別のフレキシブルプリント基板２５を治具にセットした際に、フラックスの厚み分だけフレキシブルプリント基板２５が治具に対して傾斜してしまうため、接合の妨げとなる。本実施形態に係るフレキシブルプリント基板２５では、窓部３５にベースフィルム３１を残したことによりフラックスの飛散を抑えることができるので、このような事態が生じることを防止できる。
別の実施形態では、窓部３５は、ベースフィルム３１を残さず、貫通孔として形成されてもよい。この場合は、ベースフィルム３１を透光性の部材で形成する必要はない。
図８（ａ）〜図８（ｆ）は、ランドのパターンを説明するための図である。図８（ａ）は、長方形状の基板側第２ランド２９のパターンを示す。図８（ｂ）は、比較例として、窓部が設けられていない通常の長方形状のＦＰＣ側ランド８０のパターンを示す。
図８（ｃ）〜図８（ｆ）は、本実施形態に係るフレキシブルプリント基板２５におけるＦＰＣ側ランド３３のパターンを示す。
図８（ｃ）に示すＦＰＣ側ランド３３は、２つの長方形状の窓部３５を備える。１つ目の窓部３５はＦＰＣ側ランド３３の長手方向上側且つ短手方向中央に設けられ、２つ目の窓部３５はＦＰＣ側ランド３３の長手方向下側且つ短手方向中央に設けられている。
図８（ｄ）に示すＦＰＣ側ランド３３は、２つの円形状の窓部３５を備える。１つ目の窓部３５はＦＰＣ側ランド３３の長手方向上側且つ短手方向中央に設けられ、２つ目の窓部３５はＦＰＣ側ランド３３の長手方向下側且つ短手方向中央に設けられている。
図８（ｅ）に示すＦＰＣ側ランド３３は、２つのスリット状の窓部３５を備える。１つ目の窓部３５はＦＰＣ側ランド３３の長手方向上側且つ短手方向中央に設けられ、２つ目の窓部３５はＦＰＣ側ランド３３の長手方向下側且つ短手方向中央に設けられている。
図８（ｆ）に示すＦＰＣ側ランド３３は、４つの長方形状の窓部３５を備える。１つ目の窓部３５はＦＰＣ側ランド３３の長手方向上側且つ短手方向左側に設けられ、２つ目の窓部３５はＦＰＣ側ランド３３の長手方向上側且つ短手方向右側に設けられ、３つ目の窓部３５はＦＰＣ側ランド３３の長手方向下側且つ短手方向左側に設けられ、４つ目の窓部３５はＦＰＣ側ランド３３の長手方向下側且つ短手方向右側に設けられている。
窓部３５の形状および数は限定されないが、はんだの濡れ広がりを好適に確認するためには少なくとも２つの窓部３５が設けられることが好ましい。接合対象である基板側第２ランド２９が図８（ａ）に示すように長方形状の場合には、長手方向上側に少なくとも１つ、長手方向下側に少なくとも１つの窓部３５が設けられることが望ましい。
本実施形態に係るフレキシブルプリント基板２５では、ＦＰＣ側ランド３３の導電箔の一部を抜いて窓部３５を形成しているが、これは同電位に設定される一続きのランドの一部の導電箔を抜くことを意図している。例えば異なる電位に設定される２つの異なるランド間の導電箔のない領域は、窓部３５に含まれないことに留意されたい。
以下、本実施形態に係るフレキシブルプリント基板２５におけるＦＰＣ側ランド３３のさらに別のパターンを説明する。
図９は、接合前の回路基板２２とフレキシブルプリント基板２５の概略平面図である。図９に示すように、回路基板２２の表面２２ａ上には、基板側第２ランド２９が形成されており、基板側第２ランド２９は導電パターン３６を介してＬＥＤ２１に配線されている。また、フレキシブルプリント基板２５には、導電パターン３２が形成されており、導電パターン３２の端部にＦＰＣ側ランド３３が形成されている。フレキシブルプリント基板２５のＦＰＣ側ランド３３は、ハンダを介して回路基板２２の基板側第２ランド２９に接合される。
図１０は、図９に示すフレキシブルプリント基板２５において破線で囲まれた部分Ａの拡大図であり、ＦＰＣ側ランド３３の変形例を示す。図１０に示すＦＰＣ側ランド３３は、２つのランド９０，９１に分割されているように見えるが、実際には２つのランド９０，９１はカバーフィルム３４で覆われた部分でつながっている（図９参照）。従って、２つのランド９０，９１は同電位に設定される一続きのランドであるので、２つのランド９０，９１の間の導電箔のない領域は窓部３５として機能する。
図１１は、ＦＰＣ側ランド３３の別の変形例を示す。図１１に示すＦＰＣ側ランド３３は、３つのランド９２，９３，９４に分割されているように見えるが、実際には３つのランド９２，９３，９４はカバーフィルム３４で覆われた部分でつながっている。従って、３つのランド９２，９３，９４は同電位に設定される一続きのランドであるので、３つのランド９２，９３，９４の間の導電箔のない領域は窓部３５として機能する。
図１２は、本発明の別の実施形態に係る基板１２５を説明するための図である。上記では、本実施形態に係る基板１２５はリジッド基板である点が上述の実施形態に係るフレキシブルプリント基板２５と異なる。
基板１２５は、基材１３１と、基材１３１の表面１３１ａ上に形成された導電パターン１３２と、導電パターン１３２上に設けられたレジスト１３４とを備える。導電パターン３２は、例えば銅箔などの導電箔から成る。
導電パターン１３２には、ハンダ３０によって回路基板２２の基板側第２ランド２９に接合される基板側ランド１３３が設けられている。図２および図３に示すように、基板側ランド１３３の部分はレジスト１３４が形成されておらず、基板側ランド１３３は露出している。
本実施形態に係る基板１２５において、ＦＰＣ側ランド３３は、導電箔および基材１３１の一部を抜いた部分（すなわち貫通孔）１３５を有する。本明細書では、この貫通孔を「窓部」と称する。図１２では、２つの窓部１３５が形成されているが、窓部１３５の数は特に限定されない。
本実施形態では、窓部１３５を設けたことにより、基板１２５の基板側ランド１３３をハンダ３０により回路基板２２の基板側第２ランド２９に接合したときに、ハンダ３０の状態を基材１３１の背面１３１ｂ側から確認することができる。例えば、基材１３１の背面１３１ｂ側から見たときに、窓部１３５からハンダ３０が視認できれば、基板側第２ランド２９にハンダ３０が濡れ広がっていることが確認できるので、正常に基板側ランド１３３と基板側第２ランド２９が接合されていると判定できる。一方、窓部１３５からハンダ３０を視認できない場合には、基板側第２ランド２９にハンダ３０が濡れ広がっていないことが確認できるので、正常に基板側ランド１３３と基板側第２ランド２９が接合されていないと判定できる。
以上説明したように、本実施形態に係る基板１２５によれば、接合対象物である回路基板２２との接合状態を容易に確認できる。
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。これらの実施形態は例示であり、各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
１０ 車両用灯具、 １２ ランプボディ、 １３ アウターカバー、 １４ 灯室、 ２０ 灯具ユニット、 ２１ ＬＥＤ、 ２２ 回路基板、 ２３ 支持部材、 ２４ ヒートシンク、 ２５ フレキシブルプリント基板、 ２６ リフレクタ、 ２７ 基板側第１ランド、 ２８，３０ ハンダ、 ２９ 基板側第２ランド、 ３１ ベースフィルム、 ３２，１３２ 導電パターン、 ３３ ＦＰＣ側ランド、 ３４ カバーフィルム、 ３５，１３５ 窓部、 １２５ 基板、 １３１ 基材、 １３３ 基板側ランド、 １３４ レジスト。

Claims (4)

  1. 基材と、前記基材の表面に形成された導電パターンに設けられたランドとを備える基板であって、
    前記ランドは、当該基板を導電部材により接合対象物に接合したときに前記導電部材の状態を前記基材の背面側から確認可能な窓部を備えることを特徴とする基板。
  2. 前記窓部は、前記ランドから導電箔の一部を抜いた部分であることを特徴とする請求項１に記載の基板。
  3. 前記基材は透光性を有し、前記窓部は、前記ランドから導電箔の一部を抜いて前記基材を残した部分であることを特徴とする請求項１に記載の基板。
  4. 発光素子が搭載された回路基板と、
    前記回路基板に接合される基板と、
    を備える車両用灯具であって、
    前記基板は、基材と、前記基材の表面に形成された導電パターンに設けられたランドとを備え、
    前記ランドは、前記基板を導電部材により前記回路基板に接合したときに前記導電部材の状態を前記基材の背面側から確認可能な窓部を備える、
    ことを特徴とする車両用灯具。
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