JP6147645B2 - Ｌｅｄ回路基板、これを備える照明装置、およびｌｅｄ回路基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)を搭載する回路パターンが形成されるＬＥＤ搭載ピッチが可変なＬＥＤ回路基板、これを備える照明装置、およびＬＥＤ回路基板の製造方法に関する。

従来、プリント基板に搭載する際、ＬＥＤピッチが異なる場合、ＬＥＤピッチ毎に専用の回路パターンが印刷されたプリント基板を作製するのが一般的である。
図１３は、従来の発光ダイオードチップ１０１が細かいピッチで搭載されるＬＥＤ回路基板１００を示す上面図である。図１４は、従来の発光ダイオードチップ２０１が前記図１３の回路より粗いピッチで搭載されるＬＥＤ回路基板２００を示す上面図である。

例えば、狭いピッチで発光ダイオードチップ１０１を搭載するには、図１３に示すように、発光ダイオードチップ１０１が狭いピッチ(間隔)ｔ１で搭載される回路パターン１００ｐが印刷されるＬＥＤ回路基板１００のプリント基板が使用される。

または、粗いピッチで発光ダイオードチップ２０１を搭載するには、図１４に示すように、発光ダイオードチップ２０１が粗いピッチｔ２で搭載される回路パターン２００ｐが印刷されるＬＥＤ回路基板２００のプリント基板が使用される。

図１５は、従来の他例の発光ダイオードチップ３０１が図１３のＬＥＤ回路基板１００を用いて粗いピッチｔ３で搭載されるＬＥＤ回路基板３００を示す上面図である。
或いは、図１３と同じ回路パターンを用いて発光ダイオードチップ３０１を搭載するには、図１５に示すように、発光ダイオードチップ３０１を搭載しない箇所の回路パターン３００ｐを半田付け３００ｈで接続するように構成したＬＥＤ回路基板３００のプリント基板が用いられている。

なお、本願に係る従来技術は当該技術分野では、一般的なものであり、積層シート基板に係る先行技術文献としては、下記のものがある。

特開２０１２−２１６８０８号公報(図８等)

ところで、図１３、図１４に示すように、ＬＥＤピッチが変わる毎に、専用のプリント基板のＬＥＤ回路基板１００，２００を作成している。そのため、それぞれの回路パターン１００ｐ、２００ｐ毎に、回路作成工程のエッチングで用いる露光マスクや、検査工程で用いるテストプローブ等の治具を作製することが必要となる。
また、基板の種類が増加するとともに、それぞれの基板の使用数が減少している。

基板の製造が１枚ずつの場合、基板の使用数の減少の影響は、比較的少ないが、ロール成形の基板の場合のようにまとまった数量を一度に作らざるを得ないので、生産性が著しく落ちるという問題があると同時に製造コストが割高になる。
一方、図１５に示すように、細かいピッチｔ４の回路パターン３００ｐを流用する場合、半田付け３００ｈに時間がかかる。回路パターンに比較して信頼性が落ちる。製造コストが嵩むという問題がある。

そのため、図１３、図１４に示すように、発光ダイオードチップ１０１、２０１の搭載ピッチ毎に異なる回路パターン１００ｐ、２００ｐが印刷されるＬＥＤ回路基板１００、２００を作製した方が製造コストが安く、信頼性が高いため、図１５に示すような細かいピッチｔ４の回路パターン３００ｐを流用する方法は採用されないのが実状である。

本発明は上記実状に鑑み、一つの回路パターンで複数のＬＥＤ(Light Emitting Diode)の搭載ピッチ(間隔)や搭載パターンが実現できるＬＥＤ回路基板、これを備える照明装置、およびＬＥＤ回路基板の製造方法の提供を課題とする。

上記課題を達成するべく、請求項１に関わるＬＥＤ回路基板は、金属層と、該金属層上に設けられる樹脂層と、該樹脂層上に設けられ電源が供給されるとともに発光ダイオードチップが接続される箇所をもつ金属層の配線パターンとを有するシート状積層配線基板と、前記配線パターンに電気的に接続され前記シート状積層配線基板に実装される発光ダイオードチップと、該発光ダイオードチップを覆って前記シート状積層配線基板に形成されるレンズとを有する発光ダイオード光源とを備え、前記配線パターンにおける発光ダイオードチップが接続される箇所に並列に当該箇所をバイパスする配線パターンであるバイパス配線パターンが形成され、前記配線パターンの箇所に、発光ダイオードチップがひとつ以上接続される場合、前記バイパス配線パターンは断線されている。

請求項１のＬＥＤ回路基板によれば、１つ(共通)の配線パターンのＬＥＤ回路基板で発光ダイオードチップを複数のピッチや搭載パターンで配置することができる。そのため、製造コストの低減を図れる。

請求項２に関わるＬＥＤ回路基板は、請求項１に記載のＬＥＤ回路基板において、前記バイパス配線パターンの断線は、打ち抜き穴が開けられて行われている。

請求項２のＬＥＤ回路基板によれば、バイパス配線パターンの断線が、打ち抜き穴を開けられ行われるので、断線作業が容易であり、コスト低減を図れる。

請求項３に関わるＬＥＤ回路基板は、請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ回路基板において、前記発光ダイオードチップの接続電極面は、前記配線パターン側に向けて配置され設けられ、前記接続電極面は、異方性導電ペーストを介して当該配線パターンに電気的に接続されている。

請求項３のＬＥＤ回路基板によれば、発光ダイオードチップの回路の接続にワイヤを使わないので、接続の信頼性が高く、かつ作業が容易である。また、ＬＥＤ回路基板をフレキシブル基板として巻き込む場合に発光ダイオードチップの接続の信頼性が高い。

請求項４に関わるＬＥＤ回路基板は、請求項１から請求項３の何れか一項に記載のＬＥＤ回路基板において、前記配線パターンは、前記シート状積層配線基板と一体に外部に帯状に延設される屈曲自在のハーネス部を備えている。

請求項４のＬＥＤ回路基板によれば、搭載基板と一体に外部に帯状に延設されるハーネス部を備えるので、搭載基板とハーネス部を一体に成形することにより、電源を供給するハーネスを別途製造する必要がない。そのため、ＬＥＤ回路基板の製造が簡素化され、製造工程を減らすことができる。

請求項５に関わる照明装置は、請求項１から請求項４の何れか一項に記載のＬＥＤ回路基板を備える照明装置である。

請求項５の照明装置によれば、請求項１から請求項４の何れか一項に記載のＬＥＤ回路基板と同じ効果を奏する照明装置が得られる。

請求項６に関わるＬＥＤ回路基板の製造方法は、金属層と、該金属層上に設けられる樹脂層と、該樹脂層上に設けられ電源が供給されるとともに発光ダイオードチップが接続される箇所をもつ金属の配線パターンとを有するシート状積層配線基板と、前記配線パターンに電気的に接続され前記シート状積層配線基板に実装される発光ダイオードチップと、該発光ダイオードチップを覆って前記シート状積層配線基板に形成されるレンズとを有する発光ダイオード光源とを備え、前記シート状積層配線基板が屈曲自在であり、前記配線パターンにおける前記発光ダイオードチップが接続される箇所に並列に当該箇所をバイパスする配線パターンであるバイパス配線パターンが形成されるＬＥＤ回路基板の製造方法であって、第１ロールから繰り出される前記金属層となる第１の金属シートの一面に第１の接着層が形成され、前記第１の金属シートの前記第１の接着層により、第２ロールから繰り出される前記樹脂層となる樹脂シートが前記第１の金属シートに貼着され、前記樹脂シートの前記第１の金属シートとは反対側の面に第２の接着層が形成され、前記樹脂シートの前記第２の接着層により、第３ロールから繰り出される金属箔が前記樹脂シートに貼着され、前記樹脂シート上の前記金属箔から前記配線パターンと前記バイパス配線パターンが形成され、前記第１の金属シートの前記樹脂シートとは反対側の面に粘着層が形成され、前記第１の金属シートの前記粘着層に剥離紙が貼り付けられ、前記配線パターンに、前記発光ダイオードチップが電気的に接続されて実装され、前記発光ダイオードチップを覆って前記レンズが形成されて発光ダイオード光源が作製され、前記配線パターンの箇所に、前記発光ダイオードチップがひとつ以上接続される場合、前記バイパス配線パターンは断線されている。

請求項６のＬＥＤ回路基板の製造方法によれば、１つ(共通)の配線パターンのＬＥＤ回路基板で発光ダイオードチップを複数のピッチや搭載パターンで配置することができる。そのため、製造コストの低減を図れる。また、本特徴をもつＬＥＤ回路基板をロール成形できる。

請求項７に関わるＬＥＤ回路基板の製造方法は、請求項６に記載のＬＥＤ回路基板の製造方法において、前記発光ダイオードチップの接続電極面は、前記配線パターン側に向けて配置され設けられ、前記接続電極面は、異方性導電ペーストを介して当該配線パターンに電気的に接続され、前記金属層、前記樹脂層、前記配線パターン、前記バイパス配線パターンおよび前記発光ダイオード光源を備えるＬＥＤ回路基板シートが作製されている。

請求項７のＬＥＤ回路基板の製造方法によれば、発光ダイオードチップの回路の接続にワイヤを使わないので、接続の信頼性が高く、作業が容易である。また、ＬＥＤ回路基板をフレキシブル基板として巻き込む場合に発光ダイオードチップの接続の信頼性が高い。

請求項８に関わるＬＥＤ回路基板の製造方法は、請求項７に記載のＬＥＤ回路基板の製造方法において、前記シート状積層配線基板と一体に、屈曲自在であるハーネス部が前記シート状積層配線基板の外部に向かって帯状に設けられ、プラス側の前記配線パターンとマイナス側の前記配線パターンとが一体に接続されて形成される電源を供給する配線パターンが前記ハーネス部上に形成される前記ＬＥＤ回路基板シートが作製されている。

請求項８のＬＥＤ回路基板の製造方法によれば、シート状積層配線基板と一体に外部に帯状に延設されるハーネス部を備えるので、シート状積層配線基板とハーネス部を一体に成形することにより、電源を供給するハーネスを別途製造する必要がない。そのため、ＬＥＤ回路基板の製造が簡素化され、製造工程を減らすことができる。

請求項９に関わるＬＥＤ回路基板の製造方法は、請求項７または請求項８に記載のＬＥＤ回路基板の製造方法において、前記ＬＥＤ回路基板シートが切断されて前記ＬＥＤ回路基板が作製されている。

請求項９のＬＥＤ回路基板の製造方法によれば、ＬＥＤ回路基板シートが切断されてＬＥＤ回路基板が作製されるので、ＬＥＤ回路基板の生産性が高い。

本発明によれば、一つの回路パターンで複数のＬＥＤ(Light Emitting Diode)の搭載ピッチ(間隔)や搭載パターンを実現できるＬＥＤ回路基板、これを備える照明装置、およびＬＥＤ回路基板の製造方法を提供できる。

本発明に係る実施形態１の発光ダイオードが搭載されたＬＥＤ回路基板を示す上面図。 ＬＥＤ回路基板を裏面側から見た斜視図。 図１のＡ−Ａ線断面拡大図。 ＬＥＤチップ実装前の(＋)・(−)側の配線パターン、チップ接続配線パターン、バイパス配線パターン、および導通パターンが形成されたシート状積層配線基板を上方から見た上面図。 ＬＥＤチップをフレキシブル搭載基板シート(搭載基板)に搭載する過程とＬＥＤチップを搭載しない箇所のバイパス配線パターンの穴開け工程を示すフロー図。 発光ダイオード光源が実装されたＬＥＤ回路基板シートを示す上面図。 実施形態１の発光ダイオード光源が搭載されるとともに配線を完成するためにバイパス配線パターンに穴開け加工されたＬＥＤ回路基板シートを示す上面図。 他例の図１のＡ−Ａ線断面拡大相当図。 ロール状に巻き取ったＬＥＤ回路基板シートから切断されたＬＥＤ回路基板の使用時の状態の１例を示す斜視図。 本発明に係る実施形態２の発光ダイオードが搭載されたＬＥＤ回路基板を示す上面図。 実施形態２のＬＥＤ回路基板を作製する工程を示すフロー図。 実施形態２のＬＥＤ回路基板を作製する工程のうちのＬＥＤチップの光源を実装する工程を示す上面図。 従来の発光ダイオードチップが細かいピッチで搭載されるＬＥＤ回路基板を示す上面図。 従来の発光ダイオードチップが粗いピッチで搭載されるＬＥＤ回路基板を示す上面図。 従来の他例の発光ダイオードチップが図１３のＬＥＤ回路基板を用いて粗いピッチで搭載されるＬＥＤ回路基板を示す上面図。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
＜＜実施形態１＞＞
図１は、本発明に係る実施形態１の発光ダイオードが搭載されたＬＥＤ回路基板を示す上面図であり、図２は、ＬＥＤ回路基板を裏面側から見た斜視図である。

実施形態１のＬＥＤ回路基板Ｂは、発光ダイオードチップ１(図３参照、以下、ＬＥＤチップ１と称す)を密度高く配置した基板であり、屈曲自在の柔軟性をもつ基板である。
ＬＥＤ回路基板Ｂは、発光ダイオードチップ１を搭載する際にその搭載間隔(ピッチ)を変更して、発光ダイオードチップ１を搭載することができる基板である。
換言すれば、発光ダイオードチップ１の搭載間隔が異なる複数種類のＬＥＤ回路基板Ｂを、１種類の搭載基板５(図４参照)を用いて形成できるという特徴をもつ。
なお、図１に示す発光ダイオード光源ｐ(ｐ１１、……、ｐ２１、……、ｐ３１、……、ｐ４１、……、ｐ５１、……、ｐ５５)内にはそれぞれＬＥＤチップ１が搭載されている。

図２に示すように、ＬＥＤ回路基板Ｂは、下層に光源のＬＥＤチップ１の熱を放熱する金属層２を有し、中間層に絶縁層である樹脂層３を有している。そして、ＬＥＤ回路基板Ｂの最上層に、(＋)側の配線パターン４ｐと、(−)側の配線パターン４ｍと、(＋)・(−)側の配線パターン４ｐ、４ｍにそれぞれ接続されるチップ接続配線パターン４ｃ(４ｃ１、…、４ｃ５)と、チップ接続配線パターン４ｃにそれぞれ並列に配置されるバイパス配線パターン４ｂ(４ｂ１、…、４ｂ５)とが設けられている。

チップ接続配線パターン４ｃとバイパス配線パターン４ｂとは、チップ接続配線パターン４ｃのＬＥＤチップ１の搭載箇所毎に、導通パターン４ｄ(４ｄ１、…、４ｄ５)により接続されている。
チップ接続配線パターン４ｃに、ＬＥＤチップ１が接続される場合、各ＬＥＤチップ１が接続されるチップ接続配線パターン４ｃに並列なバイパス配線パターン４ｂは、穴４ａが開けられ、断線されている。

穴４ａが開けられることにより、(＋)・(−)側の配線パターン４ｐ、４ｍ間に電圧が印加された場合、各ＬＥＤチップ１の電極間に電位差が生じる。これにより、電流が、図１の矢印α１，α２に示すように、(＋)側の配線パターン４ｐから、ＬＥＤチップ１が搭載されるチップ接続配線パターン４ｃ(４ｃ１、４ｃ２、…)をそれぞれ流れてＬＥＤチップ１を発光させ、(−)側の配線パターン４ｍに流れる。

具体的には、(＋)・(−)側の配線パターン４ｐ、４ｍには、ＬＥＤチップ１が封止される発光ダイオード光源ｐ(ｐ１１、１２、……、１５)、発光ダイオード光源ｐ(ｐ２１、ｐ２２、……、ｐ２５)、発光ダイオード光源ｐ(ｐ３１、ｐ３２、……、ｐ３５)、発光ダイオード光源ｐ(ｐ４１、ｐ４２、……、ｐ４５)、および発光ダイオード光源ｐ(ｐ５１、ｐ５２、……、ｐ５５)が、それぞれ並列に実装されている。

そして、穴４ａが開けられることにより各ＬＥＤチップ１の電極間に電位差が生じ、電源から供給される電流が、(＋)側の配線パターン４ｐから、発光ダイオード光源ｐ(ｐ１１、１２、……、１５)、発光ダイオード光源ｐ(ｐ２１、ｐ２２、……、ｐ２５)、発光ダイオード光源ｐ(ｐ３１、ｐ３２、……、ｐ３５)、発光ダイオード光源ｐ(ｐ４１、ｐ４２、……、ｐ４５)、および発光ダイオード光源ｐ(ｐ５１、ｐ５２、……、ｐ５５)を流れて発光させて(図１の矢印α２)、(−)側の配線パターン４ｍへ流れる。

金属層２、樹脂層３、および(＋)・(−)側の配線パターン４ｐ、４ｍ、チップ接続配線パターン４ｃ、バイパス配線パターン４ｂ、および導通パターン４ｄの積層体を、以下、搭載基板５(図３参照)と称する。なお、図３は、図１のＡ−Ａ線断面拡大図である。

搭載基板５の金属層２の下に隣接して、ＬＥＤ回路基板Ｂを取り付けるための粘着層ｎ３ａ(図２参照)が設けられ、粘着層ｎ３ａを下側で覆って保護する剥離紙ｓｐが最下層に設けられている。
金属層２は、アルミニウムなどが使用され、厚さは１００μｍ〜３００μｍが好適である。金属層２の厚さは、１００μｍ未満であると、支持材としての強度が不足し、３００μｍより厚いと屈曲性が悪くなる。

金属層２の上に貼り付けられる樹脂層３は、ＰＥＴ(Polyethylene terephthalate)などが使用され、厚さは２５μｍ〜１００μｍが好適である。樹脂層３の厚さは、２５μｍ未満であると絶縁性に問題が生じる可能性があり、１００μｍより大きいと熱抵抗が大きくなり、熱伝導性が悪くなる。

(＋)・(−)側の配線パターン４ｐ、４ｍ、チップ接続配線パターン４ｃ、バイパス配線パターン４ｂ、および導通パターン４ｄは、後記するように、金属箔４ｈがエッチングされ形成される。
(＋)・(−)側の配線パターン４ｐ、４ｍ、チップ接続配線パターン４ｃ、バイパス配線パターン４ｂ、および導通パターン４ｄがエッチングされる金属箔４ｈは、厚さ １２μ ｍ〜５０μｍ が好適である。

つまり、(＋)・(−)側の配線パターン４ｐ、４ｍ、チップ接続配線パターン４ｃ、バイパス配線パターン４ｂ、および導通パターン４ｄの厚さは、 １２μｍ〜５０μｍ が好適である。

例えば、金属箔４ｈの厚さは、３５μｍが選択される。金属箔４ｈの厚さは、１２μｍ未満であると配線パターン(４ｐ、４ｍ、４ｃ、４ｂ、４ｄ)としての必要な強度や導電性に問題が生じるおそれがあり、５０μｍより大きいとエッチング性が悪くなったり、必要以上の厚みとなる場合がある。

＜搭載基板５＞
図１に示すように、ＬＥＤ回路基板Ｂの一端部には、電源を供給する(＋)側の配線パターンＢｂ１、(−)側の配線パターンＢｂ２を有するテール部Ｂｂが、複数の発光ダイオード光源ｐが搭載される発光体部Ｂａ(搭載基板５)と一体に接続され構成されている。

テール部Ｂｂの(＋)側の配線パターンＢｂ１は、発光体部Ｂａの(＋)側の配線パターン４ｐと一体に形成されている。また、テール部Ｂｂの(−)側の配線パターンＢｂ２は、発光体部Ｂａの(−)側の配線パターン４ｍと一体に形成されている。

つまり、ＬＥＤ回路基板Ｂの発光体部Ｂａに電源を供給する(＋)側の配線パターンＢｂ１、(−)側の配線パターンＢｂ２を有するテール部Ｂｂは、発光体部Ｂａと同時に、金属層２、樹脂層３、および(＋)・(−)側の配線パターンＢｂ１、Ｂｂ２(金属箔４ｈ)などが層状に形成されたものである。

このように、電源を供給するハーネスに相当する(＋)側の配線パターンＢｂ１、(−)側の配線パターンＢｂ２を有するテール部Ｂｂを、発光体部Ｂａと一体に成形することにより、電源を供給するハーネスを別途製造する必要がない。そのため、ＬＥＤ回路基板Ｂの製造が簡素化され、製造工程を減らすことができる。

＜発光ダイオード光源ｐ＞
図３に示すように、搭載基板５の(＋)・(−)側のチップ接続配線パターン４ｃに盛った異方性導電ペースト(ＡＣＰ：Anisotropic Conductive Paste)１ｉに対して、ＬＥＤチップ１を裏返しにして、ＬＥＤチップ１の電極１ｄが下((＋)・(−)のチップ接続配線パターン４ｃ側)になるようにして異方性導電ペースト１ｉに接触させ、裏返しのＬＥＤチップ１を、異方性導電ペースト１ｉを介して、搭載基板５の(＋)・(−)側のチップ接続配線パターン４ｃに押圧する。

これにより、ＬＥＤチップ１の電極１ｄが、搭載基板５の(＋)・(−)側のチップ接続配線パターン４ｃに電気的に接続される。このようにして、ＬＥＤチップ１が搭載基板５の(＋)・(−)側のチップ接続配線パターン４ｃ上に搭載されている。

＜ＬＥＤ回路基板Ｂの製造方法＞
次に、ＬＥＤ回路基板Ｂの製造方法について説明する。
まず、金属層２、樹脂層３、および(＋)・(−)側の配線パターン４ｐ、４ｍ、チップ接続配線パターン４ｃ、バイパス配線パターン４ｂ、および導通パターン４ｄを有する搭載基板５(図３参照)の製造方法について説明する。

第１のロール(第１ロール)からアルミニウムなどの金属シート(第１の金属シート)が繰り出され、第１の接着材が金属シートの片面にコートされて乾燥される。そして、第１の接着材(第１の接着層)が片面にコートされた金属シートは、第２のロール(第２ロール)から繰り出される樹脂シートと、金属シートの片面の第１の接着材の働きにより貼着され、１枚の第１シートになる。

その後、第１シートは、第２の接着材が片面にコートされて乾燥される。そして、第２の接着材(第２の接着層)が片面にコートされた第１シートは、第３のロール(第３ロール)から繰り出される金属箔と、第１シートの片面の第２の接着材の働きにより貼着され、１枚の第２シートになる。第２シートは、第４のロールに巻回される。

その後、第４のロールから繰り出される第２シートは、レジスト配線パターン印刷工程において、第２シートの金属箔にレジスト液がグラビア版シリンダによってグラビア印刷され、レジスト液が露光されて除去されない箇所がマスキングされる。

そして、レジスト液が塗布された金属箔を有する第２シートはエッチング槽内のエッチング液に浸漬される。これにより、第２シートの金属箔のうちレジスト液が印刷されない箇所、つまりマスキングされない箇所がエッチング液により除去(食刻)されて乾燥され、金属箔のうち除去されない箇所によって、(＋)・(−)側の配線パターン４ｐ、４ｍ、チップ接続配線パターン４ｃ(４ｃ１、４ｃ２、……)、バイパス配線パターン４ｂ(４ｂ１、４ｂ２、……)、および導通パターン４ｄ(４ｄ１、４ｄ２、……)(図４参照)が形成される。こうして、第３シートとなり、第５のロールに巻回される。

なお、図４は、ＬＥＤチップ１実装前の(＋)・(−)側の配線パターン４ｐ、４ｍ、チップ接続配線パターン４ｃ、バイパス配線パターン４ｂ、および導通パターン４ｄが形成された搭載基板５を上方から見た上面図である。

この状態では、ＬＥＤチップ１が未だ搭載されていない。搭載基板５の各チップ接続配線パターン４ｃ１、４ｃ２、……の間には、チップ搭載スペース４ｃ0(ＬＥＤチップが接続される箇所)が配置されている。また、各バイパス配線パターン４ｂ１、４ｂ２、……、４ｂ５が、(＋)側の配線パターン４ｐと(−)側の配線パターン４ｍとに接続して形成されている。

続いて、第５のロールから第３シートが繰り出され、粘着材が片面にコートされて乾燥され粘着層ｎ３ａ(図３参照)が金属シート(金属層２)の裏面に形成される。
そして、粘着材が片面にコートされた第３シートは、第６のロールから繰り出されるセパレータ紙(剥離紙ｓｐ)が第３シートの片面の粘着層ｎ３ａの働きにより貼着され、１枚のフレキシブル搭載基板シート５Ｓになり、第７のロールに巻回される。

＜ＬＥＤチップ１の搭載とＬＥＤチップ１を搭載する箇所のバイパス配線パターン４ｂの穴開け＞
次に、上述の如く製造したフレキシブル搭載基板シート５Ｓに、ＬＥＤチップ１を搭載する過程と、ＬＥＤチップ１を搭載する箇所のバイパス配線パターン４ｂの穴４ａ開け工程について、説明する。

図５は、実施形態１のＬＥＤチップ１をフレキシブル搭載基板シート５Ｓ(搭載基板５)に搭載する過程とＬＥＤチップ１を搭載しない箇所のバイパス配線パターン４ｂの穴４ａ開け工程を示すフロー図である。
まず、発光ダイオード光源１ｐをフレキシブル搭載基板シート５Ｓ(搭載基板５)に実装する過程について、図３を参照しつつ説明する。なお、搭載基板５は、フレキシブル搭載基板シート５Ｓが、使用される長さに切断されることにより、形成されるものである。

実施形態１の発光ダイオード光源ｐのフレキシブル搭載基板シート５Ｓ(搭載基板５)への搭載は、ワイヤボンディングを行わないことに特徴がある。

図３に示すように、フレキシブル搭載基板シート５Ｓの(＋)・(−)側のチップ接続配線パターン４ｃ(４ｃ１、４ｃ２、……、４ｃ５)に盛った異方性導電ペースト(ＡＣＰ：Anisotropic Conductive Paste)１ｉに対して、ＬＥＤチップ１を裏返しにして、ＬＥＤチップ１の電極１ｄが下((＋)・(−)側のチップ接続配線パターン４ｃ側)になるようにする。そして、裏返したＬＥＤチップ１を、異方性導電ペースト１ｉを介して、フレキシブル搭載基板シート５Ｓの(＋)・(−)側のチップ接続配線パターン４ｃに押圧して電気的に接続する。これにより、ＬＥＤチップ１がフレキシブル搭載基板シート５Ｓの(＋)・(−)側のチップ接続配線パターン４ｃ上に搭載される。

その後、黄色の蛍光体入りシリコーン１ｓを、フレキシブル搭載基板シート５Ｓの(＋)・(−)側のチップ接続配線パターン４ｃ上に配置されたＬＥＤチップ１上に注入(滴下)し、硬化させてレンズ１ｒを形成する。こうして、発光ダイオード光源ｐを有するＬＥＤ回路基板シートＢｓ(図６参照)が作製される。

図６は、実施形態１の発光ダイオード光源ｐが実装されたＬＥＤ回路基板シートＢｓを示す上面図である。
その後、パンチなどにより、ＬＥＤチップ１を搭載したチップ接続配線パターン４ｃに並列なバイパス配線パターン４ｂに穴４ａ開けがなされ、ＬＥＤチップ１が搭載され、穴４ａ開けがなされたＬＥＤ回路基板シートＢｓ(図７参照)が形成される。なお、図７は、実施形態１の発光ダイオード光源ｐが実装されるとともに配線を完成するためにバイパス配線パターン４ｂに穴開け加工されたＬＥＤ回路基板シートを示す上面図である。

なお、ＬＥＤチップ１を搭載したチップ接続配線パターン４ｃに並列なバイパス配線パターン４ｂに穴４ａ開けがなされない場合には、該ＬＥＤチップ１の電極間の電位が同電位となり、ＬＥＤチップ１が発光しないことになる。
上述の構成では、ワイヤボンディングの「内部配線」の工程がない分、製造工程が削減され、製造コストの低減が可能である。

また、ＬＥＤ回路基板シートＢｓがロール状に巻回される際、ワイヤボンディングを採用する場合には、ワイヤに圧力がかかるという不都合がある。しかし、図３の実施形態の発光ダイオード光源ｐの搭載基板５への実装法は、ワイヤを用いないので、この不都合が解消される。
そして、ＬＥＤ回路基板シートＢｓが、使用する所望の長さに切断されることで、ひとつのＬＥＤ回路基板Ｂ(図１参照)が形成される。

図８は、他例の図１のＡ−Ａ線断面拡大相当図である。
他例の発光ダイオード光源２ｐのフレキシブル搭載基板シート５Ｓ(搭載基板５)への実装は、以下のように、フリップチップ接続を採用したものである。

図８に示すように、フレキシブル搭載基板シート５Ｓの(＋)・(−)側のチップ接続配線パターン４ｃ上に、例えば金バンプ４ｂａを設ける。なお、バンプは金以外のものを使用してもよい。
そして、ＬＥＤチップ１の電極１ｄが下になるようにして、フレキシブル搭載基板シート５Ｓ(搭載基板５)の(＋)・(−)側のチップ接続配線パターン４ｃ上の金バンプ４ｂａ、４ｂａに超音波を用いて接合する。

続いて、ＬＥＤチップ１のレンズ１ｒを作製するため、フレキシブル搭載基板シート５Ｓ上のＬＥＤチップ１に、黄色の蛍光体入りシリコーン１ｓを上から注入し、ＬＥＤチップ１を封止して硬化させ、レンズ１ｒを形成し、発光ダイオード光源２ｐが完成する。こうして、他例のＬＥＤ回路基板シート２Ｂｓが作製される。

図８に示す他例の発光ダイオード光源２ｐの搭載基板５の実装法も、実施形態１の図３の発光ダイオード光源ｐを搭載基板５に実装する方法と同様なメリットがある。

このようにして、発光ダイオード光源ｐ(２ｐ)が搭載基板５に実装されたＬＥＤ回路基板シートＢｓ(２Ｂｓ)は、屈曲自在の構成であるので、ロール状に巻き取って使用される。

図９は、ロール状に巻き取ったＬＥＤ回路基板シートＢｓから切断されたＬＥＤ回路基板Ｂ１の使用時の状態の１例を示す斜視図である。
図９に示すように、電源を供給するハーネスＨを、ＬＥＤ回路基板Ｂ１の(＋)側の配線パターン４ｐと(−)側の配線パターン４ｍとに接続することで、照明装置で使用できる状態となる。

なお、前記したように、図１に示すＬＥＤ回路基板Ｂは、図９のＬＥＤ回路基板Ｂ１と異なり、電源を供給するハーネスＨに相当するテール部Ｂｂを発光体部Ｂａ(搭載基板５)と一体に接続して構成し、(＋)側の配線パターンＢｂ１と、(−)側の配線パターンＢｂ２とを、それぞれ(＋)側の配線パターン４ｐ、(−)側の配線パターン４ｍに接続して一体に形成している。前記したように、図１のＬＥＤ回路基板Ｂは、電源を供給するハーネスＨを用いる必要がない分、構成が簡略化され低コスト化に資する構成である。
図１に示すＬＥＤ回路基板Ｂや図９のＬＥＤ回路基板Ｂ１等を用いて、ＬＥＤチップ１を光源とする照明装置が作製される。

上記構成によれば、全てのＬＥＤチップ１が接続される箇所のチップ接続配線パターン４ｃに並列にバイパス配線パターン４ｂが設けられる。ＬＥＤチップ１をチップ接続配線パターン４ｃに接続しない箇所は、バイパス配線パターン４ｂに電流が流れ、ＬＥＤチップ１は発光しない。

一方、ＬＥＤチップ１を、搭載したチップ接続配線パターン４ｃに並列なバイパス配線パターン４ｂは、穴４ａを開けて切断する。これにより、搭載したＬＥＤチップ１の電極間に電位差が生じ、ＬＥＤチップ１に電流が流れ発光する。

この結果、図４に示す１種類(共通)の(＋)・(−)側の配線パターン４ｐ、４ｍ、チップ接続配線パターン４ｃ、バイパス配線パターン４ｂ、および導通パターン４ｄの配線パターンの搭載基板５に、複数のピッチでＬＥＤチップ１を搭載することが可能である。
例えば、搭載基板５(図４参照)の各チップ搭載スペース４ｃ0に、ＬＥＤチップ１を搭載したり、搭載しなかったり選択することで、複数のピッチでＬＥＤチップ１を搭載することができる。前記したように、ＬＥＤチップ１を搭載したチップ接続配線パターン４ｃに並列なバイパス配線パターン４ｂは、穴４ａを開けて切断される。
換言すれば、1枚(共通)の搭載基板５上で、ＬＥＤチップ１を搭載したチップ接続配線パターン４ｃに並列なバイパス配線パターン４ｂは、穴４ａを開けて切断することにより、任意にＬＥＤチップ１の配置を変更することが可能である。そのため、1枚(共通)の搭載基板５から複数種類のＬＥＤ回路基板Ｂ(Ｂ１)を得ることができる。

これにより、同一の配線パターンの搭載基板５の使用数を増やすことが可能となる。そのため、ロールｔｏロールで製造するフィルム基板の搭載基板５の量産化が可能となり、生産性を上げることが可能となる。

＜＜実施形態２＞＞
図１０は、本発明に係る実施形態２の発光ダイオードが搭載されたＬＥＤ回路基板を示す上面図である。
実施形態２のＬＥＤ回路基板２Ｂは、実施形態１と同じ(共通の)(＋)・(−)側の配線パターン４ｐ、４ｍ、チップ接続配線パターン４ｃ、バイパス配線パターン４ｂ、および導通パターン４ｄを有する搭載基板５(図４参照)を用いて、実施形態１と異なり、ＬＥＤチップ１を密度低く配置した場合である。
その他の構成は、実施形態１と同様であるから、同様な構成要素には、同一の符号を付して示し、詳細な説明を省略する。

実施形態２のＬＥＤ回路基板２Ｂは、９つのＬＥＤチップ１１〜１９が搭載基板５に搭載されている。
具体的には、チップ接続配線パターン４ｃ１に、ＬＥＤチップ１１、１２、１３がそれぞれ搭載される発光ダイオード光源ｐ(ｐ１１、ｐ１２、ｐ１３)が実装されている。各ＬＥＤチップ１１、１２、１３にそれぞれ並列なバイパス配線パターン４ｂ１には、穴４ａが開けられ断線されている。これにより、(＋)・(−)側の配線パターン４ｐ、４ｍに電圧が印加されることで、各ＬＥＤチップ１ａ、１ｂ、１ｃの電極間に電位差が生じる。

また、チップ接続配線パターン４ｃ３に、ＬＥＤチップ１４、１５、１６がそれぞれ搭載される発光ダイオード光源ｐ(ｐ２１、ｐ２２、ｐ２３)が実装されている。各ＬＥＤチップ１４、１５、１６にそれぞれ並列なバイパス配線パターン４ｂ３には、穴４ａが開けられ断線されている。これにより、(＋)・(−)側の配線パターン４ｐ、４ｍに電圧が印加されることで、各ＬＥＤチップ１４、１５、１６の電極間に電位差が生じる。

また、チップ接続配線パターン４ｃ５に、ＬＥＤチップ１７、１８、１９が搭載される発光ダイオード光源ｐ(ｐ３１、ｐ３２、ｐ３３)が実装されている。各ＬＥＤチップ１７、１８、１９にそれぞれ並列なバイパス配線パターン４ｂ５には、穴４ａが開けられ断線されている。これにより、(＋)・(−)側の配線パターン４ｐ、４ｍに電圧が印加されることで、各ＬＥＤチップ１７、１８、１９の電極間に電位差が生じる。

そして、チップ接続配線パターン４ｃ２(図１０の左から２列目のチップ接続配線パターン)には、ＬＥＤチップ１が搭載されないため、チップ接続配線パターン４ｃ２に並列に設けられるバイパス配線パターン４ｂ２には、穴４ａが開けられ断線されている。バイパス配線パターン４ｂ２に穴４ａがなく断線されない場合には、(＋)側の配線パターン４ｐと(−)側の配線パターン４ｍとが、バイパス配線パターン４ｂ２を介して接続され、短絡することとなる。

同様に、チップ接続配線パターン４ｃ４(図１０の左から４列目のチップ接続配線パターン)には、ＬＥＤチップ１が搭載されないため、チップ接続配線パターン４ｃ４に並列に設けられるバイパス配線パターン４ｂ４には、穴４ａが開けられ断線されている。バイパス配線パターン４ｂ４に穴４ａがなく断線されない場合には、(＋)側の配線パターン４ｐと(−)側の配線パターン４ｍとが、バイパス配線パターン４ｂ４を介して接続され、短絡することとなる。

上記構成により、(＋)側の配線パターン４ｐと(−)側の配線パターン４ｍとの間に電源電圧を加えることで、(＋)側の配線パターン４ｐを電流が、矢印β１のように流れるとともに、矢印β２のように、チップ接続配線パターン４ｃ１に実装した発光ダイオード光源ｐ(ｐ１１、ｐ１２、ｐ１３)、チップ接続配線パターン４ｃ３に実装した発光ダイオード光源ｐ(ｐ２１、ｐ２２、ｐ２３)、およびチップ接続配線パターン４ｃ５に実装した発光ダイオード光源ｐ(ｐ３１、ｐ３２、ｐ３３)にそれぞれ、電流が流れ発光する。

次に、ＬＥＤ回路基板２Ｂの製造方法について、説明する。
図１１は、実施形態２のＬＥＤ回路基板２Ｂを作製する工程を示すフロー図である。
まず、図４と同様な搭載基板５を準備する(図１１のＳ２１)。
続いて、図１２に示すように、チップ接続配線パターン４ｃ１に、ＬＥＤチップ１１、１２、１３を接続し、チップ接続配線パターン４ｃ３に、ＬＥＤチップ１４、１５、１６を接続し、チップ接続配線パターン４ｃ５に、ＬＥＤチップ１７、１８、１９を接続する。なお、図１２は、実施形態２のＬＥＤ回路基板２Ｂを作製する工程のうちのＬＥＤチップをもつ発光ダイオード光源を実装する工程を示す上面図である。

そして、図３、図８と同様にしてレンズ１ｒが形成され、発光ダイオード光源ｐ(ｐ１１、ｐ１２、ｐ１３、ｐ２１、ｐ２２、ｐ２３、ｐ３１、ｐ３２、ｐ３３)が実装される。(図１１のＳ２２)

続いて、パンチにより、ＬＥＤチップ１１、１２、１３にそれぞれ並列なバイパス配線パターン４ｂ１には、穴４ａが開けられ断線される(図１０参照)。同様に、パンチにより、ＬＥＤチップ１４、１５、１６にそれぞれ並列なバイパス配線パターン４ｂ３には、穴４ａが開けられ断線される。同様に、パンチにより、ＬＥＤチップ１７、１８、１９にそれぞれ並列なバイパス配線パターン４ｂ５には、穴４ａが開けられ断線される(図１１のＳ２３)。

続いて、ＬＥＤチップが搭載されないチップ接続配線パターン４ｃ２に並列に設けられるバイパス配線パターン４ｂ２には、パンチにより、穴４ａが開けられ断線される。同様に、ＬＥＤチップが搭載されないチップ接続配線パターン４ｃ４に並列に設けられるバイパス配線パターン４ｂ４には、パンチにより、穴４ａが開けられ断線される(図１１のＳ２４)。

以上により、図１０に示す実施形態１と同じ配線パターンの共通の搭載基板５を用いて、ＬＥＤチップ１１〜１９の発光ダイオード光源ｐ１１〜ｐ３３が粗(ラフ)に配置されるＬＥＤ回路基板２Ｂが作製される。
なお、実施形態１のＬＥＤ回路基板Ｂ(図１参照)においても、ＬＥＤチップ１が搭載されないチップ接続配線パターンに並列に設けられ、(＋)・(−)側の配線パターン４ｐ、４ｍに接続されるバイパス配線パターンが有る場合は、実施形態２のＬＥＤ回路基板２Ｂ(図１０参照)と同様、断線される。

上記構成によれば、１種類(共通)の(＋)・(−)側の配線パターン４ｐ、４ｍ、チップ接続配線パターン４ｃ、バイパス配線パターン４ｂ、および導通パターン４ｄの配線パターンで、粗(ラフ)のピッチでＬＥＤチップ１を搭載することが可能である。

なお、実施形態１の作用効果は同様に奏する。

＜＜その他の実施形態＞＞
１．前記実施形態では、ＬＥＤチップ１が搭載されるチップ接続配線パターン４ｃに並列なバイパス配線パターン４ｂの断線は、穴４ａ開けによって行われる場合を例示したが、穴４ａ開け以外の方法によって、断線してもよい。

２．前記実施形態では、バイパス配線パターン４ｂは、プラス側の配線パターン４ｐとマイナス側の配線パターン４ｍとに接続する場合を例示したが、プラス側の配線パターン４ｐとマイナス側の配線パターン４ｍとに接続しない構成としてもよい。

３．前記実施形態では、搭載基板５を例示したが、説明した(＋)・(−)側の配線パターン４ｐ、４ｍ、チップ接続配線パターン４ｃ、バイパス配線パターン４ｂ、および導通パターン４ｄは、フレキシブルでない基板に適用してもよい。

１、１１、……、１９ ＬＥＤチップ(発光ダイオードチップ)
１ｄ 電極(接続電極面)
１ｉ 異方性導電ペースト
１ｒ レンズ
２ 金属層
３ 樹脂層
４ａ 穴(打ち抜き穴)
４ｂ(４ｂ１、４ｂ２、…) バイパス配線パターン(配線パターン)
４ｃ(４ｃ１、４ｃ２、…) チップ接続配線パターン(配線パターン)
４ｃ0 チップ搭載スペース(発光ダイオードチップが接続される箇所)
４ｄ(４ｄ１、４ｄ２、…) 導通パターン(配線パターン)
４ｈ 金属箔
４ｍ (−)側の配線パターン(マイナス側の配線パターン)
４ｐ (＋)側の配線パターン(プラス側の配線パターン)
５ 搭載基板(シート状積層配線基板)
Ｂ、Ｂ１、２Ｂ ＬＥＤ回路基板
Ｂａ 発光体部
Ｂｂ テール部(ハーネス部)
Ｂｂ１、Ｂｂ２ 配線パターン(電源を供給する配線パターン)
Ｂｓ、２Ｂｓ ＬＥＤ回路基板シート
ｎ３ａ 粘着層
ｐ、ｐ１１、……、ｐ２１、……、ｐ３１、……、ｐ４１、……、ｐ５１、……ｐ５５ 発光ダイオード光源
ｓｐ 剥離紙

Claims (9)

1. 金属層と、該金属層上に設けられる樹脂層と、該樹脂層上に設けられ電源が供給されるとともに発光ダイオードチップが接続される箇所をもつ金属層の配線パターンとを有するシート状積層配線基板と、
   前記配線パターンに電気的に接続され前記シート状積層配線基板に実装される発光ダイオードチップと、該発光ダイオードチップを覆って前記シート状積層配線基板に形成されるレンズとを有する発光ダイオード光源とを備え、
   前記配線パターンにおける発光ダイオードチップが接続される箇所に並列に当該箇所をバイパスする配線パターンであるバイパス配線パターンが形成され、
   前記配線パターンの箇所に、発光ダイオードチップがひとつ以上接続される場合、前記バイパス配線パターンは断線される
   ことを特徴とするＬＥＤ回路基板。
2. 前記バイパス配線パターンの断線は、打ち抜き穴が開けられて行われる
   ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ回路基板。
3. 前記発光ダイオードチップの接続電極面は、前記配線パターン側に向けて配置され設けられ、
   前記接続電極面は、異方性導電ペーストを介して当該配線パターンに電気的に接続される
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ回路基板。
4. 前記配線パターンは、前記シート状積層配線基板と一体に外部に帯状に延設される屈曲自在のハーネス部を備える
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載のＬＥＤ回路基板。
5. 請求項１から請求項４の何れか一項に記載のＬＥＤ回路基板を備える照明装置。
6. 金属層と、該金属層上に設けられる樹脂層と、該樹脂層上に設けられ電源が供給されるとともに発光ダイオードチップが接続される箇所をもつ金属の配線パターンとを有するシート状積層配線基板と、
   前記配線パターンに電気的に接続され前記シート状積層配線基板に実装される発光ダイオードチップと、該発光ダイオードチップを覆って前記シート状積層配線基板に形成されるレンズとを有する発光ダイオード光源とを備え、前記シート状積層配線基板が屈曲自在であり、前記配線パターンにおける前記発光ダイオードチップが接続される箇所に並列に当該箇所をバイパスする配線パターンであるバイパス配線パターンが形成されるＬＥＤ回路基板の製造方法であって、
   第１ロールから繰り出される前記金属層となる第１の金属シートの一面に第１の接着層が形成され、
   前記第１の金属シートの前記第１の接着層により、第２ロールから繰り出される前記樹脂層となる樹脂シートが前記第１の金属シートに貼着され、
   前記樹脂シートの前記第１の金属シートとは反対側の面に第２の接着層が形成され、
   前記樹脂シートの前記第２の接着層により、第３ロールから繰り出される金属箔が前記樹脂シートに貼着され、
   前記樹脂シート上の前記金属箔から前記配線パターンと前記バイパス配線パターンが形成され、
   前記第１の金属シートの前記樹脂シートとは反対側の面に粘着層が形成され、
   前記第１の金属シートの前記粘着層に剥離紙が貼り付けられ、
   前記配線パターンに、前記発光ダイオードチップが電気的に接続されて実装され、
   前記発光ダイオードチップを覆って前記レンズが形成されて発光ダイオード光源が作製され、
   前記配線パターンの箇所に、前記発光ダイオードチップがひとつ以上接続される場合、前記バイパス配線パターンは断線される
   ことを特徴とするＬＥＤ回路基板の製造方法。
7. 前記発光ダイオードチップの接続電極面は、前記配線パターン側に向けて配置され設けられ、
   前記接続電極面は、異方性導電ペーストを介して当該配線パターンに電気的に接続され、
   前記金属層、前記樹脂層、前記配線パターン、前記バイパス配線パターンおよび前記発光ダイオード光源を備えるＬＥＤ回路基板シートが作製される
   ことを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ回路基板の製造方法。
8. 前記シート状積層配線基板と一体に、屈曲自在であるハーネス部が前記シート状積層配線基板の外部に向かって帯状に設けられ、
   プラス側の前記配線パターンとマイナス側の前記配線パターンとが一体に接続されて形成される電源を供給する配線パターンが前記ハーネス部上に形成される前記ＬＥＤ回路基板シートが作製される
   ことを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ回路基板の製造方法。
9. 前記ＬＥＤ回路基板シートが切断されて前記ＬＥＤ回路基板が作製される
   ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載のＬＥＤ回路基板の製造方法。

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