JP4837021B2 - 照射装置の製造方法及びこの方法を用いて製造された照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、リング状の照明装置の製造方法であって、組み立てが効率的に行え、かつ、ＬＥＤを半田付けした箇所に歪みが生じにくい製造方法に関する。

従来、製品等のワークの表面検査等を行う方法として、底面より発光する照明装置を用いてワークに照光し、目視又は撮影等を行って検査する方法が一般的に行われている。

近時、このような表面検査を行なう照明装置として、特許文献１に示すような、切頭円錐形状に湾曲されたフレキシブル配線基板の内側凹面に複数のＬＥＤが実装されているリング状照明装置が多用されている。

このようなリング状照明装置は、所定幅を有した部分円環状をなすフレキシブル配線基板に、複数のＬＥＤを半田付けにより固定した後、そのフレキシブル配線基板を端辺同士が付き合うように湾曲させることにより組み立てられている。
特開平１０−２１７２９号公報

しかし、フレキシブル配線基板にＬＥＤを半田付けして固定した後で、当該基板を切頭円錐形状に湾曲させると、ＬＥＤを半田付けした箇所に歪みが生じ、電気的接続が絶たれる等の不具合が起こりやすく、歩留まり低下の原因となっている。

更に、近時では砲弾型ＬＥＤに代わって、表面実装型ＬＥＤが主流になりつつあり、そのような表面実装型ＬＥＤを、従来どおりフレキシブル配線基板に半田付けすると、半田の固定力でフレキシブル配線基板が曲げられなくなり、切頭円錐形状に湾曲できないという不具合が生じる。

本発明はかかる問題点に鑑みなされたものであって、リング状照明装置を高い歩留まりで効率的に製造することができる照明装置の製造方法を提供することをその主たる所期課題としたものである。

すなわち本発明に係る照明装置の製造方法は、平面状態において所定幅を有する部分円環状のフレキシブル配線基板を、その端辺同士を近接又は接触させて切頭円錐形状にする工程と、切頭円錐形状に湾曲された前記フレキシブル配線基板の内側凹面の１部であって、平面状態において概略部分円環状をなす所定領域に、複数のＬＥＤを同心円状に配設する工程と、を備えていることを特徴とする。

このようなものであれば、まず、前記フレキシブル配線基板を切頭円錐形状に湾曲させて、その後で、前記フレキシブル配線基板の内側凹面にＬＥＤを配設することによって、半田の固定力によってフレキシブル配線基板の湾曲が妨げられることがないので、照明装置の組み立てが効率的に行なえ、また、ＬＥＤを半田付けした箇所に歪みが生じることがないので、電気的接続を確保することができ、歩留まりを向上することができる。

本発明に係る製造方法においては、更に、前記切頭円錐形状の回転軸を中心にして、前記所定領域にＬＥＤが配設されたフレキシブル配線基板を回転する工程を備えていることが好ましい。前記フレキシブル配線基板を回転させながらその内側凹面にＬＥＤを配設することによって、例えば、大きさが異なるフレキシブル配線基板を用いて、直径が異なるリング状照明装置を量産する場合においても、回転軸の高さや角度を調節さえすれば同一のＬＥＤ配設装置を用いて同様にＬＥＤを配設することが可能となり、同一の生産ラインで多様な大きさのリング状照明装置を生産することができる。

前記ＬＥＤが表面実装型のものである場合、前記フレキシブル配線基板上のＬＥＤ配設予定箇所に半田ペーストを塗布する工程と、前記ＬＥＤを前記フレキシブル配線基板に配設した後、前記ＬＥＤを前記フレキシブル配線基板に堅固に固定するために、前記半田ペーストを溶融する工程を備えていることが好ましい。

このようなものであれば、前記切頭円錐形状に湾曲したフレキシブル配線基板の内側凹面に、半田ペーストの粘性を利用して表面実装型ＬＥＤを一旦仮止めし、その後、当該ＬＥＤを半田付けによって堅固に固定することができるので、多数のＬＥＤの半田付けを効率的に行うことができる。

前記ＬＥＤが砲弾型のものである場合、例えば、前記フレキシブル配線基板のスルーホールに当該ＬＥＤのリードを差し込むことによって、前記ＬＥＤを前記フレキシブル配線基板に配設した後、前記ＬＥＤを前記フレキシブル配線基板に堅固に固定するために、例えば、前記スルーホールと前記リードとの間隙に溶融した半田を充填し、冷却して、前記ＬＥＤを当該基板に半田付けする工程を備えていることが好ましい。

なお、本発明に係る製造方法を用いて製造されてなる照明装置もまた、本発明の１つである。

このような構成の本発明によれば、複数のＬＥＤがフレキシブル配線基板の内側凹面に設置されたリング状照明装置を、高い歩留まりで効率的に製造することができる。

以下に、本発明の一実施形態に係る照明装置の製造方法について、図面を参照して説明する。

まず、本実施形態で製造される照明装置１００について説明する。照明装置1００は、製品（ワーク）の表面検査等に用いられるもので、図１及び図２に示すように、中央に観測孔１００ａを有した概略リング状をなすもので、複数のＬＥＤ１と、複数のＬＥＤ１が実装された切頭円錐形状をなすフレキシブル配線基板２と、一端が開口した概略円筒形状をなし、フレキシブル配線基板２を保持する保持枠たる照明ケース３と、を備えたものである。

ＬＥＤ１は、表面実装型又は砲弾型のいずれであってもよく、切頭円錐形状をなすフレキシブル配線基板２の内側凹面に、同心円状に複数列、等間隔に並べて実装されている。

フレキシブル配線基板２は、予め配線がプリントされた厚み方向に湾曲可能なものであり、図３に示すように、平面状態において所定幅を有する部分円環状をなすものである。そして、ＬＥＤ１を実装する側の面が内側凹面になるように、厚み方向に湾曲され、中空の切頭円錐形状をなしている。このフレキシブル配線基板２には、その両端部に、端辺同士を突き合わせて切頭円錐形状に湾曲したときに、その形状を保持するための一対の引っ掛け部材４が設けてある。この一対の引っ掛け部材４は照明装置１００として組み立てるときに、接着剤等の他の方法で接合した後に切り落としてしまってもよく、そのままの状態で残しておいてもよい。

照明ケース３は、厚肉円筒状をなすもので、その中央には貫通孔１００ａが形成してあり、図２に示すように、照明ケース３の上面をなし、中心に貫通孔１００ａが形成された蓋部材３１と、その蓋部材３１に取り付けられ、照明ケース３の側面をなし、蓋部材３１とともにフレキシブル配線基板２を保持する保持体３２と、から構成されている。

次いで、本実施形態に係る照明装置１００の製造方法について説明するが、初めにＬＥＤ１が表面実装型のものである場合について説明し、続いてＬＥＤ１が砲弾型のものである場合について説明する。

ＬＥＤ１が表面実装型のものである場合、まず、フレキシブル配線基板２を平面状態に保持した上で、該基板２の一方の面に設定したＬＥＤ実装面２ａ上のＬＥＤ配設予定箇所に半田ペーストを印刷する。半田ペーストの印刷は、ＬＥＤ配設予定箇所に穴の開いたステンレス製の型紙を、フレキシブル配線基板２上に載置して、当該型紙上でスキージを使って半田ペーストをしごくことによって、ＬＥＤ配設予定箇所に一定の厚さで半田ペーストを塗布することによる。

しかる後に、ＬＥＤ実装面２ａが内側凹面に位置するようにフレキシブル配線基板２の端辺同士を近接又は接触させて当該基板２を湾曲させる。これにより、フレキシブル配線基板２は切頭円錐形状となり、ＬＥＤ実装面２ａが切頭円錐の内側凹面となる。

次いで、図４に示すように、切頭円錐形状をなすフレキシブル配線基板２の内側凹面２ａの１部であって、平面状態において概略部分円環状をなす所定領域２ｂに、複数のＬＥＤ１を同心円状に配設する。この時点では、ＬＥＤ１は半田ペーストの粘性を利用して仮止めされた状態である。

この後、切頭円錐形状の回転軸Ａを中心にしてフレキシブル配線基板２を回転する。そして、引き続き平面状態において概略部分円環状をなし、所定領域２ｂに隣接する所定領域２ｂ´に、複数のＬＥＤ１を同心円状に配設し、フレキシブル配線基板２の回転とＬＥＤ１の配設を交互に繰り返す。

なお、円錐形状の母線に従ってＬＥＤ１を配設すると、外周側ほどＬＥＤ１間に隙間があいてしまい、ＬＥＤ１を密に配設できないが、概略部分円環状をなす所定領域を区切りとしてＬＥＤ１を配設すれば、ＬＥＤ１を密に配設することが容易になる。

そして、切頭円錐形状をなすフレキシブル配線基板２の内側凹面２ａの全体にＬＥＤ１を配設した後で、内側凹面２ａに印刷された半田ペーストを溶融する。当該溶融工程は、予熱工程と、本加熱工程に分かれ、予熱工程においては、１５０〜１７０℃程度の比較的低温でフレキシブル配線基板２とＬＥＤ１とを予熱し、本加熱工程においては、２２０〜２６０℃程度の高温で短時間に半田ペーストを溶融する。

その後、ＬＥＤ１が実装されたフレキシブル配線基板２を室温で放置して冷却すると、電気的接続が確保された状態でＬＥＤ１がフレキシブル配線基板２に堅固に固定される。そして、ＬＥＤ１が実装されたフレキシブル配線基板２を照明ケース３に保持させることによって、照明装置１が得られる。

一方、ＬＥＤ１が砲弾型のものである場合は、半田ペーストの印刷工程は不要であり、ただちにフレキシブル配線基板２を切頭円錐形状になるように湾曲する。

次いで、図５に示すように、切頭円錐形状をなすフレキシブル配線基板２の内側凹面２ａの１部であって、平面状態において概略部分円環状をなす所定領域２ｂに、ＬＥＤ１のリード１１がフレキシブル配線基板２のスルーホール２１に差し込まれるように、複数のＬＥＤ１を同心円状に配設する。

そして、フレキシブル配線基板２のスルーホール２１とＬＥＤ１のリード１１との間隙に溶融した半田５を充填し、引き続き冷却して、ＬＥＤ１をフレキシブル配線基板２に半田付けする。

所定領域２ｂにおいて半田付けが終了した後、切頭円錐形状の回転軸Ａを中心にしてフレキシブル配線基板２を回転する。そして、引き続き平面状態において概略部分円環状をなし、所定領域２ｂに隣接する所定領域２ｂ´に、複数のＬＥＤ１を同心円状に配設し、配設されたＬＥＤ１をフレキシブル配線基板２に半田付けする。このように、フレキシブル配線基板２の回転、ＬＥＤ１の配設、ＬＥＤ１の半田付けを繰り返す。

そして、切頭円錐形状をなすフレキシブル配線基板２の内側凹面２ａの全体にＬＥＤ１を実装した後、ＬＥＤ１が実装されたフレキシブル配線基板２を照明ケース３に保持させることによって、照明装置１が得られる。

したがってこのようなものであれば、まず、フレキシブル配線基板２を切頭円錐形状に湾曲させて、その後で、フレキシブル配線基板２を回転させながらその内側凹面２ａにＬＥＤ１を配設することによって、半田の固定力によってフレキシブル配線基板２の湾曲が妨げられることがないので、照明装置１００の組み立てが効率的に行なえ、また、ＬＥＤ１を半田付けした箇所に歪みが生じることがないので、電気的接続を確保することができ、歩留まりを向上することができる。

また、フレキシブル配線基板２を回転させながらその内側凹面２ａにＬＥＤ１を配設することによって、例えば、大きさが異なるフレキシブル配線基板２を用いて、直径が異なるリング状照明装置１００を量産する場合においても、回転軸の高さや角度を調節さえすれば同一のＬＥＤ配設装置を用いて同様にＬＥＤ１を配設することが可能となり、同一の生産ラインで多様な大きさのリング状照明装置１００を生産することが可能となる。

また、ＬＥＤ１が表面実装型のものである場合、切頭円錐形状に湾曲したフレキシブル配線基板２の内側凹面に、半田ペーストの粘性を利用してＬＥＤ１を一旦仮止めし、その後、半田ペーストを溶融・冷却することによって、ＬＥＤ１をフレキシブル配線基板２に堅固に固定することができるので、多数のＬＥＤ１の半田付けを効率的に行うことができる。

一方、ＬＥＤ１が砲弾型のものである場合は、切頭円錐形状に湾曲したフレキシブル配線基板２のスルーホール２１にＬＥＤ１のリード１１を差し込むことによってＬＥＤ１をフレキシブル配線基板２に配設した後、スルーホール２１とリード１１との間隙に溶融した半田５を充填することによって半田付けを行うので、半田付けをした箇所に歪みを発生させずに、ＬＥＤ１をフレキシブル配線基板２に堅固に固定することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、ＬＥＤ１が砲弾型のものであっても、予めフレキシブル配線基板に半田ペーストを印刷し、半田ペーストの粘性を利用して仮止めして、フレキシブル配線基板の内側凹面全体にＬＥＤ１を配設してから、半田付けを行ってもよい。

また、切頭円錐形状をなすフレキシブル配線基板２の内側凹面２ａに複数のＬＥＤ１を同心円状に配設する際に、回転軸Ａを中心にしてフレキシブル配線基板２を回転させずに、複数のＬＥＤ１を一斉に配設してもよく、又は、フレキシブル配線基板２を回転させずに、ＬＥＤ配設装置の配設部を可動にしてもよい。

その他、本発明は上記の各実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、前述した種々の構成の一部又は全部を適宜組み合わせて構成してもよい。

本発明の一実施形態に係る製造方法で得られる照明装置の模式的全体斜視図。 図１におけるＢ−Ｂ線断面図。 同実施形態におけるフレキシブル配線基板の平面図。 同実施形態における部分的にＬＥＤを配設したフレキシブル配線基板を示す斜視図。 同実施形態における砲弾型ＬＥＤを実装したフレキシブル配線基板の部分拡大図。

符号の説明

１００・・・照明装置
１・・・ＬＥＤ
２・・・フレキシブル配線基板
２ｂ・・・概略部分円環状をなす所定領域
３・・・照明ケース
Ａ・・・回転軸

Claims (4)

1. 平面状態において所定幅を有する部分円環状のフレキシブル配線基板を、その端辺同士を近接又は接触させて切頭円錐形状にする工程と、
   切頭円錐形状に湾曲された前記フレキシブル配線基板の内側凹面を、平面状態において概略部分円環状をなす複数の領域に区切り、区切られた領域ごとに複数のＬＥＤを同心円状に配設する工程と、を備えている照明装置の製造方法であって、
   前記ＬＥＤが、表面実装型のものであり、
   前記フレキシブル配線基板上のＬＥＤ配設予定箇所に半田ペーストを塗布する工程と、
   前記ＬＥＤを前記フレキシブル配線基板の全体に配設した後、前記半田ペーストを溶融する工程を備えていることを特徴とする照明装置の製造方法。
2. 前記切頭円錐形状の回転軸を中心にして、前記所定領域にＬＥＤが配設されたフレキシブル配線基板を回転する工程と、を備えている請求項１記載の照明装置の製造方法。
3. 前記フレキシブル配線基板を切頭円錐形状にする前に、前記フレキシブル配線基板上のＬＥＤ配設予定箇所に半田ペーストを塗布し、
   前記ＬＥＤを前記フレキシブル配線基板の全体に仮止めした状態で配設した後、前記半田ペーストを溶融する請求項１又は２記載の照明装置の製造方法。
4. 請求項１、２又は３記載の照明装置の製造方法を用いて製造されてなることを特徴とする照明装置。