JP4678258B2

JP4678258B2 - 配線基板、及びそれを用いた光源装置

Info

Publication number: JP4678258B2
Application number: JP2005233550A
Authority: JP
Inventors: 修一黒井
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-08-11
Filing date: 2005-08-11
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2025-08-11
Also published as: JP2007049037A

Description

本発明は、電子部品を実装する配線基板、及びそれを用いた光源装置に関する。

従来から、小型で長寿命である発光ダイオードを用いた光源装置を備える照明器具が提供されており、このような照明器具としては、所定の回路パターンを形成した矩形状の配線基板の上に、電子部品である複数の発光ダイオードと、整流用ダイオードと、突入電流防止用抵抗器と、電流平滑回路用のコンデンサ及び抵抗器とを半田付け等の電気的導通手段を用いて配置するとともに、電源供給用プラグを有する一対のリード線を配線基板の所定の位置に半田付け等の電気的導通手段を用いて接続してなる光源装置と、この光源装置を取り付けるスタンド等の器具本体とを備えた照明器具があった（特許文献１）。
特開２００１−３５２３９号公報（第１図）

上記の特許文献１の照明器具では、光源の配線基板を器具本体に取り付けた後に、光源の電源供給用プラグを所定のコンセントに接続することで、発光ダイオードを点灯させていたが、電源供給用プラグをコンセントに接続するために電源供給用プラグを引っ張った際や、予期せずリード線に手や足等を引っ掛けてしまった際には、このような引っ張りによる負荷がリード線と配線基板との接続部分（半田付け部等）にかかり、これにより、リード線が配線基板から外れてしまうおそれがあった。

本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、リード線との接続部分にかかる負荷を低減できる配線基板、及びそれを用いた光源装置を提供することである。

上述の課題を解決するために、請求項１の配線基板の発明では、リード線が接続される配線基板であって、電子部品用の配線パターンと、一端側が配線パターンを介して電子部品に電気的に接続されるリード線の他端側を基板の一面側から他面側へ引き回す際にリード線を係止する係止部とを備え、前記係止部は、基板の中心を対称の中心として互いに点対称となる位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする。

請求項２の配線基板の発明では、請求項１の構成に加えて、係止部は、切欠の縁部からなり、該切欠は、リード線の外径以上の幅寸法を有する広幅部と、リード線の外径未満の幅寸法を有して、リード線を広幅部に嵌入させる狭幅部とで構成されていることを特徴とする。

請求項３の光源装置の発明では、請求項１又は２に記載の配線基板と、該配線基板に電子部品として実装される発光ダイオードと、一端側が配線基板の配線パターンを介して発光ダイオードに電気的に接続されるリード線と、発光ダイオードの光を外部へ照射するように配線基板を覆う装置本体とを備え、リード線は、係止部により係止された状態で、他端側が装置本体から外部へ導出されていることを特徴とする。

本発明は、リード線の他端側を配線基板の一面側から他面側へ引き回す際に、リード線を係止する係止部を配線基板に設けているので、リード線を他端側へ引っ張るような力（負荷）がリード線にかけられたとしても、配線基板の係止部がこのような負荷を受ける張力止めとして作用し、これによりリード線と配線基板との接続部分にかかる負荷を低減できるという効果がある。

以下、本発明の一実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。尚、以下の実施形態の説明では、図２（ａ）の右方を光源装置の右方とし、図２（ａ）の左方を光源装置の左方とし、図２（ａ）の紙面奥方を光源装置の後方とし、図２（ａ）の紙面手前方を光源装置の前方とする。

本実施形態の光源装置は、図２（ａ）に示すように、電子部品用の配線パターン１０を備える配線基板１と、該配線基板１に電子部品として実装される発光ダイオード２及びツェナーダイオード３と、一端側が配線基板１の配線パターン１０を介して発光ダイオード２及びツェナーダイオード３に電気的に接続されるリード線４，５と、配線基板１と発光ダイオード保護用のカバー６とを封止するとともに発光ダイオード２の光を外部へ照射する窓孔７ａを有する装置本体７とを備え、リード線４，５は、他端側を配線基板１の一面側となる前面側（表面側）から他面側となる後面側（裏面側）へ引き回す際に、配線基板１に設けられた切欠１１，１２の縁部によりそれぞれ係止され、この状態で各リード線４，５の他端側は装置本体７から外部へ導出されている。

まず、電子部品として用いられる発光ダイオード２及びツェナーダイオード３について簡単に説明する。発光ダイオード２は、所謂面実装型の高輝度白色発光ダイオードであり、前面が出射口２０を備えた出射面、裏面がアノード端子（図示せず）及びカソード端子（図示せず）が露出した実装面となっている。尚、本実施形態では発光ダイオード２として、白色のものを用いているが、勿論、赤色や、紫色、青色、緑色、黄色、橙色等であってもよい。一方、ツェナーダイオード３は、発光ダイオード２と同様に面実装型のものであり、発光ダイオード２に対して逆方向に並列接続される（発光ダイオードのアノードにツェナーダイオードのカソードが接続され、発光ダイオードのカソードにツェナーダイオードのアノードが接続される）。このようなツェナーダイオード３を設けることで、発光ダイオード２に予期せず逆電圧や高電圧が印加された際には、ツェナーダイオード３を経由して電流が流れることになり、これにより発光ダイオード２に無理な負荷がかからなくなるので、発光ダイオード２の破損が防止される。

次に、発光ダイオード２及びツェナーダイオード３が電子部品として面実装される配線基板１について説明する。配線基板１は、図１（ａ）に示すように、例えばガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板や、ガラス不織布基材エポキシ樹脂銅張積層板等を用いて略平行四辺形の板状に形成された片面実装基板である。この配線基板１の左右両縁部において配線基板１の中心に対して点対称となる位置には、略扇状の切欠１１，１２が形成されており、この切欠１１，１２の縁部がリード線４，５をそれぞれ係止するための係止部として用いられる。また、配線基板１の前後方向及び左右方向にそれぞれ直交する方向（図１（ａ）における上下方向）の両縁部において、配線基板１の中心に対して点対称となる位置には、略三角形状の切欠からなる位置決め部１３，１４が設けられており、この位置決め部１３，１４は、カバー６と配線基板１との位置決めに用いられる。

一方、配線基板１の前面側（表面側）には、図１（ａ）に示すように、発光ダイオード２とツェナーダイオード３とリード線４，５とが半田付けにより接続される配線パターン１０と、配線パターン１０において各種ダイオード２，３及びリード線４，５との接続に必要な部分のみを露出させて、必要箇所以外への半田の付着を防止するソルダレジストＳとが形成されている。配線パターン１０は、銅箔等の導電材料を用いて形成されており、例えば、配線基板１の左端側に形成されてリード線４の一端側が半田付けされるランド１０ａと、配線基板１の右端側に形成されてリード線５の一端側が半田付けされるランド１０ｂとを備えるとともに、配線基板１の略中央部に形成される発光ダイオード２用のランド１０ｃ及びツェナーダイオード３用のランド１０ｄを備えている。そして、これらランド１０ａ〜１０ｄを備える配線パターン１０は、図１（ａ），（ｂ）ではソルダレジストＳで覆われているために一部図示されていないが、リード線４，５間に、発光ダイオード２とツェナーダイオード３とを逆方向に並列接続する（つまり、発光ダイオード２のアノードとツェナーダイオード３のカソードとを接続し、発光ダイオード２のカソードとツェナーダイオード３のアノードとを接続する）ような形状となっている。

上述した配線基板１は、発光ダイオード２を保護するためのカバー６とともに、装置本体７に埋設（封止）されるのであるが、このようなカバー６は、図２（ａ）に示すように、例えばアクリル樹脂等の透光性を有する材料を用いて配線基板１と略同形状となるように形成されている。加えて、カバー６は、配線基板１に接続されるリード線４，５と干渉することがないように、その左右方向が配線基板１よりも短く形成され、その長手方向の両縁部には、配線基板１の位置決め部１３，１４に対応する略円形状の切欠からなる位置決め部６ａ，６ｂが形成されている。

装置本体７は、例えば、配線基板１とカバー６とを封止するゴム等の弾性を有する樹脂材料からなるモールド体であり、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、配線基板１とカバー６とを全体的に覆う本体部７０と、本体部７０から導出されたリード線４，５を保護するための略円筒状のブッシュ部７１，７２とを一体に備えている。

本体部７０は、後面が略正方形の略直方体状に形成されるとともに、その前面中央部には、発光ダイオード２の光を外部へ照射するための略円形状の窓孔７ａが形成されている。また、本体部７０には、光源装置を図示しない固定ねじを用いて所定箇所に固定するためのねじ挿通孔７０ａ，７０ａが本体部７０の前後を貫通するように設けられている。そして、この本体部７０の左右両側面からは、配線基板１に接続されたリード線４，５が、それぞれ同軸上に位置するように導出されている。

ブッシュ部７１，７２は、上記のようにして本体部７０から導出されたリード線４，５を囲繞して保護するように本体部７０の左右両側面に突設されている。

以上の部材により光源装置は構成されており、次に光源装置の製造方法について説明する。まず、図１（ａ）に示す配線基板１に発光ダイオード２及びツェナーダイオード３を面実装するのであるが、この実装作業は、例えばリフロー半田付け等によって行われる。この後に、配線基板１の各ランド１０ａ，１０ｂに、リード線４，５の一端側をそれぞれ半田付け等によって接続する。そして、ランド１０ａに半田付けしたリード線４を、図１（ｂ）に示すように、配線基板１の前面側から後面側へ引き回した後に他端側を右方へと導出するのであるが、リード線４の他端側を配線基板１の前面側から後面側へ引き回す際には、リード線４を配線基板１の切欠１１の縁部に係止させるようにしておく。そして、ランド１０ｂに半田付けしたリード線５を、図１（ｂ）に示すように、配線基板１の前面側から後面側へ引き回した後に他端側を左方へと導出するのであるが、リード線４と同様に、リード線５の他端側を配線基板１の前面側から後面側へ引き回す際には、リード線５を配線基板１の切欠１２の縁部に係止させるようにしておく。

このようにして各種ダイオード２，３及びリード線４，５を配線基板１に半田付けした後には、発光ダイオード２の出射面２０を覆うようにカバー６を配線基板１の前方に配置し、図示しない一対の棒状の固定具を配線基板１の位置決め部１３，１４と、各位置決め部１３，１４にそれぞれ対応するカバー６の位置決め部６ａ，６ｂとに通すことで、配線基板１とカバー６との位置決めを行う。この状態で、配線基板１及びカバー６を装置本体７成形用の金型内に配置し、装置本体７をインサート成形することで、図２（ａ）〜（ｃ）に示すような光源装置が得られる。尚、図２（ｂ）では、リード線４を省略している。

以上により本実施形態の光源装置が得られ、例えばリード線４の他端側を直流電源の高電圧側に、リード線５の他端側を直流電源の低電圧側にそれぞれ接続し、電源装置から発光ダイオード２に動作電源を供給することにより、光源装置の発光ダイオード２を点灯させることが可能になる。

以上述べた本実施形態の光源装置によれば、リード線４の他端側を配線基板１の前面側から後面側へ引き回す際に、リード線４を切欠１１の縁部に係止するようにしているので、装置本体７から導出されたリード線４に、その他端側を右方へ引っ張るような力（負荷）がかけられたとしても、このような負荷の大部分は、リード線４と配線基板１の接続部分（半田付け部分）ではなく、リード線４と配線基板１の係止部分にかかることになる。つまり、リード線４を配線基板１の切欠１１の縁部に係止させていることによって、この切欠１１の縁部がリード線４の張力止めとして作用することになるから、結果として、リード線４と配線基板１との接続部分にかかる負荷が低減され、これによりリード線４の接続外れ等を防止することができる。また、リード線５についても同様な構成を採用しているため、リード線５と配線基板１との接続部分にかかる負荷も低減できる。

ところで、上記の例では、リード線４，５の係止に用いるための切欠１１，１２を、単に略扇状のものとしているが、切欠の形状としては、このようなものに限られるものではない。例えば、切欠を、リード線４，５の外径以上の幅寸法を有する広幅部と、リード線４，５の外径未満の幅寸法を有してリード線４，５を広幅部に嵌入させる狭幅部とで構成するようにしてもよく、この場合、狭幅部を経由して広幅部にリード線を通すことで、リード線が切欠から外れないようにリード線を切欠に強固に位置決めして保持させることが可能となる。これにより、光源装置の製造時にリード線４，５が位置ずれしたりすることがなくなるので、上記の図１（ａ）に示す例に比べて、光源装置の製造作業を容易に行えるようになる。

また、切欠の代わりに配線基板１に孔部を貫設し、この孔部にリード線を通すことで、リード線の他端側を配線基板１の前面側から後面側へと引き回すようにしてもよい。

（ａ）は、本発明の光源装置に用いる配線基板の概略前面図であり、（ｂ）は、同図（ａ）に示す配線基板に各種ダイオード及びリード線を接続した状態を示す概略前面図である。（ａ）は、本発明の光源装置の前面図であり、（ｂ）は、本発明の光源装置の側面図であり、（ｃ）は、本発明の光源装置の他方の側面図である。

符号の説明

１配線基板
１０配線パターン
１１，１２切欠
２発光ダイオード
３ツェナーダイオード
４，５リード線

Claims

リード線が接続される配線基板であって、
電子部品用の配線パターンと、一端側が配線パターンを介して電子部品に電気的に接続されるリード線の他端側を基板の一面側から他面側へ引き回す際にリード線を係止する係止部とを備え、前記係止部は、基板の中心を対称の中心として互いに点対称となる位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする配線基板。
係止部は、切欠の縁部からなり、該切欠は、リード線の外径以上の幅寸法を有する広幅部と、リード線の外径未満の幅寸法を有して、リード線を広幅部に嵌入させる狭幅部とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
請求項１又は２に記載の配線基板と、該配線基板に電子部品として実装される発光ダイオードと、一端側が配線基板の配線パターンを介して発光ダイオードに電気的に接続されるリード線と、発光ダイオードの光を外部へ照射するように配線基板を覆う装置本体とを備え、リード線は、係止部により係止された状態で、他端側が装置本体から外部へ導出されていることを特徴とする光源装置。