JP6458696B2 - プリント配線板の接続構造及び該接続構造を備えた発光モジュール - Google Patents
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すなわち、特許文献1には、絶縁基板上に形成された正電極外部接続ランドおよび負電極外部接続ランドに対して、外部接続配線を半田付けによって接続する技術が開示されている。
特許文献2には、基板上に形成された導電ランドに速結端子を半田付けし、速結端子にリード線を差し込んで接続する技術が開示されている。
特許文献3には、給電パッドが形成されたLEDモジュール基板と、給電用の接続端子に一体形成されたコンタクトが取り付けされた上カバー部材とを備え、LEDモジュール基板に上カバー部材を被着させることにより、給電パッドに給電用の接続端子を弾性接触させ、コンタクトを形成する2個の金属弾性片の間にケーブル線を差し込んで接続する技術が開示されている。
特許文献4には、基板上に外部電極が形成されたLEDランプと、電極部を有するフレキシブル基板と、LEDランプおよびフレキシブル基板を挟持固定する接続部材とを備え、外部電極に対して電極部が接続部材により押圧されることにより、外部電極と電極部とが直接的に接触して電気的に接続される技術が開示されている。
すなわち、特許文献5には、表面に接続部パターンが形成された複数枚のプリント基板を備え、互いの接続部パターンが対向するように各プリント基板を配置し、対向する互いの接続部パターンをリフロー硬化された半田により接続する技術が開示されている。
特許文献6には、端面電極用スルーホールが形成されたセラミック基板をメイン基板上に載置し、端面電極用スルーホールに形成されたメッキパターンとメイン基板とを半田付けする技術が開示されている。
そして、特許文献4に例示されるように、発光装置の電源供給用の配線材としてプリント配線板を用いる技術が提案されている。
しかし、特許文献4〜6の技術では、電気的接続および機械的接続の両方の信頼性を十分に高めることが困難であるという問題がある。
また、特許文献4の技術では、外部電極に対して電極部を押圧する接続部材を用いるため、部品コストが高くなるという問題がある。
そして、特許文献1〜3の技術では、発光モジュールが複数個の発光装置を備え、発光モジュールから複数個の発光装置に対して電源供給する場合に、発光装置の基板に接続する部品の個数が多くなるため、部品コストおよび製造コストが更に高くなるという問題がある。
(1)配線材として用いられるプリント配線板であって、電気的接続および機械的接続の両方の信頼性を高めることに加えて、低コスト化が可能なプリント配線板を提供する。
(2)発光装置の電源供給用の配線材として前記(1)のプリント配線板を用いた発光モジュールを提供する。
第1局面は、
絶縁基板と、
前記絶縁基板に形成された配線パターンと、
前記絶縁基板の周縁から突出した接続部と、
前記接続部の前面と側面と下面とにそれぞれ形成され、互いに電気的に接続されている導電層とを備え、
前記配線パターンの端部は、前記接続部の上面を被覆すると共に、前記導電層と電気的に接続されているプリント配線板である。
また、第1局面では、接続部と前記電極とを接続する際に、半田フィレットの他に特別な接続部材を用いないため、低コスト化を図ることができる。
第2局面は、第1局面において、前記絶縁基板は可撓性を有する。
第2局面では、接続対象の電子装置または電子部品の電極にプリント配線板を接続する際に、可撓性を有する絶縁基板が適度に撓むため、接続部と電極との密着性が良好になることから、電気的接続および機械的接続の両方の信頼性を更に高めることができる。
第3局面は、第1局面または第2局面において、前記接続部の前面に形成され、前記導電層と電気的に接続されている端面スルーホールを備える。
第3局面では、接続部と前記電極とを半田フィレットにより接続する際に、端面スルーホールを半田フィレットが被覆するため、端面スルーホールを備えない場合に比べて、半田フィレットの被覆面積が大きくなることから、電気的接続および機械的接続の両方の信頼性を更に高めることができる。
第4局面は、第1〜第3局面において、前記接続部の両側面に前記導電層が形成されている。
第4局面では、接続部と前記電極とを半田フィレットにより接続する際に、接続部の両側面に形成された導電層を半田フィレットが被覆するため、接続部の一方の側面にだけ導電層が形成されている場合に比べて、半田フィレットの被覆面積が大きくなることから、電気的接続および機械的接続の両方の信頼性を更に高めることができる。
第5局面は、第1〜第4局面のプリント配線板を発光装置の電源供給用の配線材として用いる発光モジュールであって、
前記発光装置は、
基板と、
前記基板上に搭載された光源と、
前記基板における前記光源と同一面上に配置形成され、前記光源と電気的に接続されている外部電極とを備え、
前記プリント配線板は前記基板上に載置され、
前記プリント配線板の前記接続部と前記外部電極とが半田フィレットによって電気的および機械的に接続されている。
そして、第5局面では、発光モジュールが複数個の発光装置を備え、発光モジュールから複数個の発光装置に対して電源供給する場合でも、プリント配線板および半田フィレットの他に特別な接続部材を用いないため、低コスト化を図ることができる。
また、各図面では、説明を分かり易くするために、各実施形態の構成部材の寸法形状および配置箇所を誇張して模式的に図示してあり、各構成部材の寸法形状および配置箇所が実物とは必ずしも一致しないことがある。
図1〜図11に示すように、第1実施形態の発光モジュール10は、発光装置11、基板12、発光部13、封止枠14、封止体15、LEDチップ16、外部電極17a,17b、配線パターン18a,18b、ソルダーレジスト層19、プリント配線板21、絶縁基板22、接続部23、前面23a、両側面23b、下面23c、上面23d、半割貫通孔24、導電層25a〜25d、端面スルーホール26、配線パターン27、ソルダーレジスト層28、コネクタ29a,29b、位置合わせ用治具41、半田フィレット42などを備える。
そして、発光モジュール10は、ホルダー43(円形貫通孔43a、切欠部43b、ネジ孔43c)および雄ネジ44を用いて照明器具の放熱構造体45に取付固定されている。
基板12は正方形で両面が平坦な板状であり、発光部13は円形扁平状である。
封止枠(ダム材)14は円形枠状(ドーナツ状)であり、封止枠14に囲まれた内側部分には封止体15が注入・充填された封止領域が形成され、その封止領域が発光部13となる。
LEDチップ16は、基板12上に実装・搭載され、透明な封止体15で埋設されることにより封止されている。
換言すれば、発光部13の外周縁には封止枠14が配置形成されており、封止枠14は基板12上にて複数個のLEDチップ16を取り囲むように形成されている。
そして、発光部13の表面がLEDランプ11の発光面となり、発光部13は一般に「レンズ」と呼ばれる。
LEDチップ16は、発光部13内にて基板12上に形成された配線層から成る配線パターンに対して、ワイヤボンディングまたはフリップチップボンディングにより接続されて回路が構成されている。その配線パターンの両端部が発光部13から引き出された配線パターン18a,18bであり、配線パターン18a,18bの端部がそれぞれ外部電極17a,17bである。
換言すれば、LEDチップ16と外部電極17a,17bとは、外部電極17a,17bおよび配線パターン18a,18bをその一部とする配線パターンを介して接続されている。
ソルダーレジスト層19は、基板12における発光部13および封止枠14の外側の領域の表面に形成され、各配線パターン18a,18bの表面はソルダーレジスト層19によって被覆され、各外部電極17a,17bはソルダーレジスト層19から露出されている。
接続部23は矩形平板状であり、前面23aと両側面23bと下面23cとを有し、前面23a(絶縁基板22の長辺と平行な接続部23の一辺に接する端面)には半割円筒内面状の半割貫通孔24が形成されている。
接続部23の各面23a〜23cおよび半割貫通孔24の内面にはそれぞれ導電層25a〜25dが形成されており、接続部23全体が導電層25a〜25dによって被覆されている。
内面に導電層25dが形成された半割貫通孔24により、端面スルーホール26が構成される。
ソルダーレジスト層28は、絶縁基板22の表面に形成され、配線パターン27の表面はソルダーレジスト層28によって被覆されており、接続部23の上面23d上の配線パターン27はソルダーレジスト層19から露出されている。
コネクタ29a,29bは、絶縁基板22の表面における長手方向の一端に実装・搭載されており、配線パターン27と電気的に接続されている。
図1〜図11を参照しながら、発光モジュール10の取付構造について説明する。
まず、図2に示すように、位置合わせ用治具41を用い、4個の発光装置11を発光部13が上向きになるように田の字形に並べて位置合わせを行う。
その後、各発光装置11の外部電極17a,17bとプリント配線板21の各接続部23とが合致した状態になるように、プリント配線板21の配線パターン27を上向きにして各発光装置11上に載置する。
または、手付け半田付け法を用い、各発光装置11の外部電極17a,17bとプリント配線板21の各接続部23とを一箇所ずつ半田コテで加熱しながら糸状半田を押し当てた後に半田コテを引き離し、糸状半田を加熱溶融後に冷却硬化させることにより、半田フィレット42を形成する。
尚、ホルダー43の円形貫通孔43aの内径は、発光装置11の発光部13の外径と同一か又は僅かに大きく形成されている。
ここで、発光モジュール10とホルダー43とを、接着材または両面テープを用いて接着固定してもよく、その場合には、後述する放熱構造体45への取付固定の際に、発光モジュール10とホルダー43との位置ズレを防止することができる。
続いて、図6に示すように、発光モジュール10およびホルダー43を放熱構造体45上に載置し、雄ネジ44を放熱構造体45の雌ネジ(図示略)に螺着させることにより、ホルダー43と放熱構造体45との間で発光モジュール10を挟持固定する。
その後、発光モジュール10の各発光装置11の放射光を反射するための反射板(図示略)をホルダー43の上方に取り付ける。
尚、放熱構造体45は、例えば、照明器具のケース、照明器具が備えたヒートシンクなどである。
また、発光モジュール10と放熱構造体45とを、接着材または両面テープを用いて接着固定してもよく、その場合には雄ネジ44による螺着を省いてもよい。
発光装置11の基板12は、例えば、絶縁材料(例えば、窒化アルミニウムなど)のバルク材から成る基板、熱伝導性が高い金属材料(例えば、アルミニウム、銅など)の板材の表面に絶縁層が形成された基板、前記金属材料の板材の表面にプリント配線板を貼着した構造のメタルコア基板などにより具体化すればよい。
プリント配線板は、例えば、FR−4(Flame retardant-4)基板、CEM−3(Composite epoxy material-3)基板などにより具体化すればよい。
外部電極17a,17bおよび配線パターン18a,18b,27を形成する配線層は銅箔から成り、その厚みは18〜70μmである。
プリント配線板21をフレキシブル基板に具体化した場合、その厚みの範囲は0.05〜0.16mmが適当であり、望ましくは0.87〜0.14mm、特に望ましくは0.75〜0.10mmである。
また、フレキシブル基板の厚みがこの範囲より小さくなると、十分な強度が得られなくなるため取り扱いが難しくなることに加えて、半田付け時における半田フィレット42の位置決めが難しくなるという傾向がある。
すなわち、JIS C 5603で規定されたフレキシブルプリント配線板、フレックスリジッドプリント配線板、片面フレキシブルプリント配線板、両面フレキシブル配線板、多層フレキシブル配線板と同類のフレキシブル基板、および、フレキシブルフラットケーブル(FFC:Flexible Flat Cable)、すなわち平型電気導体を平型の絶縁体で覆った構造のもの。
フッ素樹脂基板の厚みがこの範囲より大きくなると、フレキシブル基板の厚みが前記範囲より大きくなった場合と同様の傾向がある。
また、フッ素樹脂基板の厚みがこの範囲より小さくなると、フレキシブル基板の厚みが前記範囲より小さくなった場合と同様の傾向がある。
FR−4基板またはCEM−3基板の厚みがこの範囲より大きくなると、フレキシブル基板の厚みが前記範囲より大きくなった場合と同様の傾向がある。
また、FR−4基板またはCEM−3基板の厚みがこの範囲より小さくなると、フレキシブル基板の厚みが前記範囲より小さくなった場合と同様の傾向がある。
尚、厚みが0.10〜0.50mmと薄物のCEM−3基板は、可撓性が高いためある程度の曲げを吸収できる。
メッキ法では、プリント配線板21にドリルやルータを用いて接続部23の各面23a〜23dおよび半割貫通孔24を形成し、キャタライズして無電解メッキを施し、その後に、電気銅メッキを施すことにより、導電層25a〜25dを作製する。
その中でも、ガラスフィラーを20〜30%混入したPBTは、発光モジュール10を車載照明器具に用いた場合の使用温度範囲(−40〜100℃)にて長期間に亘って十分な強度が得られることから、ホルダー43の形成材料として好適である。
第1実施形態によれば、以下の作用・効果を得ることができる。
また、発光モジュール10では、接続部23と外部電極17a,17bとを接続する際に、半田フィレット42の他に特別な接続部材を用いないため、低コスト化を図ることができる。
そのため、接続部23と外部電極17a,17bとを半田フィレット42により接続する際に、端面スルーホール26を半田フィレット42が被覆するため、端面スルーホール26を備えない場合に比べて、半田フィレット42の被覆面積が大きくなることから、電気的接続および機械的接続の両方の信頼性を更に高めることができる。
そのため、接続部23と外部電極17a,17bとを半田フィレット42により接続する際に、接続部23の両側面23bに形成された導電層25bを半田フィレット42が被覆するため、接続部23の一方の側面23bにだけ導電層25a〜25cが形成されている場合に比べて、半田フィレット42の被覆面積が大きくなることから、電気的接続および機械的接続の両方の信頼性を更に高めることができる。
そのため、発光モジュール10が4個の発光装置11を備え、発光モジュール10から4個の発光装置11に対して電源供給する際に、プリント配線板21および半田フィレット42の他に特別な接続部材を用いないため、低コスト化を図ることができる。
すなわち、プリント配線板21の接続部23および半田フィレット42において、発光装置11の基板12のソルダーレジスト層28上から最も高い部分は、封止枠14および封止体15におけるソルダーレジスト層28上から最も高い部分よりも低く形成されている。
そのため、発光装置11(LEDチップ16)の放射光がプリント配線板21の接続部23および半田フィレット42によって遮光されないことから、発光装置11から光を効率的に放射できることに加え、発光装置11の放射光が照射される被照射面に接続部23および半田フィレット42の影が生じるのを防止できる。
例えば、発光装置11の発光部13の外径を約14mmにすると共に、円形貫通孔43aの内径を約16mmにし、発光部13の外径に対する円形貫通孔43aの内径の差を約2mmにした場合には、発光装置11の基板12のソルダーレジスト層19上からホルダー43の上面までの厚みを1.1mmにすれば、発光装置11の放射光の減光率を0.3%程度に抑制可能である。
しかし、ソルダーレジスト層19上からホルダー43の上面までの厚みが2.1mmを超えると、発光装置11の放射光の減光率が3%程度と大幅に増大する。
そのため、基板12上からの封止枠14の高さ位置を調整することにより、LEDチップ16からの光の放射方向を制御できる。
すなわち、発光装置11の基板12として前記金属材料の板材を用いた場合には、感電、漏電、漏電による火災などの事故を防止するため、基板12の前記金属材料の板材と、配線パターン27aとの空間沿面距離とを十分に確保する必要がある。
尚、半径Lは、十分な絶縁耐圧を確保可能な長さに設定すればよく、例えば、3mmに設定すればよい。
図12に示すように、第1実施形態の第1変更例では、プリント配線板21の絶縁基板22に位置決め用貫通孔22aおよび位置決め用切欠部22bが形成されている。
図13に示すように、第1実施形態の第1変更例では、ホルダー43の下面(裏面)に位置決めピン43d,43eが突設されている。
このようにすれば、発光モジュール10とホルダー43との位置ズレを更に確実に防止することができる。
図14に示すように、第1実施形態の第2変更例では、プリント配線板21の絶縁基板22において、絶縁基板22の下面(裏面)に形成された配線層から成る配線パターン46と、各配線パターン27,46を接続するスルーホール47とを備える。すなわち、第1実施形態の第2変更例のプリント配線板21は、表裏両面に配線パターン27,46が形成された両面基板である。
また、絶縁基板22の下面には薄板材48が貼着されており、薄板材48は絶縁性を有する。
尚、薄板材48は、プリント配線板21の配線パターン46およびスルーホール47を絶縁するために設けられている。
図15〜図19に示すように、第2実施形態の発光モジュール50は、発光装置11、基板12、発光部13、封止枠14、封止体15、外部電極17a,17b、接続部23、配線パターン27、コネクタ29a,29b、プリント配線板51,52、絶縁基板51a,52a、配線パターン52b、電極52c、ソルダーレジスト層52d、切欠部52e、ネジ孔52f、前面23a、両側面23b、下面23c、上面23d、半割貫通孔24、導電層25a〜25d、端面スルーホール26、ソルダーレジスト層28、半田フィレット42などを備える。
そして、発光モジュール50は、雄ネジ44を用いて照明器具の放熱構造体45に取付固定されている。
絶縁基板51aおよび接続部23は一体物であり、矩形平板状の絶縁基板51aの長辺二辺には、それぞれ2個の同一寸法形状の接続部23が突設され、各接続部23は絶縁基板51aを挟んで対向配置されている。
配線パターン27は絶縁基板51aの上面に形成された配線層から成り、配線パターン27の端部は接続部23の導電層25a〜25dと電気的に接続されている。すなわち、プリント配線板51は、片面のみに配線パターン27が形成された片面基板である。
絶縁基板51aを挟んで対向配置されている2個の接続部23は、配線パターン27によって接続されている。
尚、プリント配線板51の材質は、第1実施形態のプリント配線板21と同じである。
配線パターン52bは絶縁基板52aの上面に形成された配線層から成り、配線パターン52bには電極52cが形成されている。すなわち、プリント配線板52は、片面のみに配線パターン52bが形成された片面基板である。
尚、プリント配線板52は、例えば、シアネート樹脂およびその混合物の基板FR−4基板、CEM−3基板などにより具体化すればよい。
矩形平板状の絶縁基板52aの長辺二辺にはそれぞれ2個の切欠部52eが形成されており、絶縁基板52aの外周縁の6箇所にはネジ孔52fが形成されている。
コネクタ29a,29bは、絶縁基板52aの表面における長手方向の一端に実装・搭載されており、配線パターン52bと電気的に接続されている。
図15〜図19を参照しながら、発光モジュール50の取付構造について説明する。
まず、図17に示すように、プリント配線板52の各切欠部52eにそれぞれ発光装置11を嵌合させ、4個の発光装置11を発光部13が上向きになるように並べて位置合わせを行う。
その後、各発光装置11の外部電極17a,17bと各プリント配線板51の各接続部23とが合致すると共に、プリント配線板52の各電極52cと各プリント配線板51の各接続部23とが合致した状態になるように、各プリント配線板51の配線パターン27を上向きにして各発光装置11上に載置する。
その結果、各外部電極17a,17bおよび各電極52cと各接続部23とが半田フィレット42によって電気的および機械的に接続され、各発光装置11に各プリント配線板51が取付固定されると共に、各プリント配線板51がプリント配線板52に取付固定される。
従って、各発光装置11が各プリント配線板51を介してプリント配線板52に取付固定され、各発光装置11が各プリント配線板51の配線パターン27とプリント配線板52の配線パターン52bとを介して直列接続されることにより、発光モジュール50が完成する。
そして、図20に示すように、発光モジュール50を放熱構造体45上に載置し、雄ネジ44を放熱構造体45の雌ネジ(図示略)に螺着させることにより、発光モジュール50を放熱構造体45に取付固定する。
ここで、雄ネジ44を用いるのではなく、放熱構造体45に対して発光モジュール50を係止固定する係止金具(図示略)を用いて固定してもよい。
また、発光モジュール50と放熱構造体45とを接着材または両面テープを用いて接着固定してもよく、その場合には雄ネジ44による螺着を省いてもよい。
尚、絶縁カバーには、発光装置11の発光部13を露出させるための円形貫通孔と、プリント配線板52のネジ孔52fに合致するネジ孔とが形成されている。
また、絶縁カバーは絶縁性を有する薄板材から成り、十分な絶縁性を有するものであればどのような材質でもよく、その板厚は0.3〜1mmが好適である。
そして、プリント配線板52の配線パターン52bおよび電極52cと、各プリント配線板51の各接続部23の各導電層および配線パターン27とを介して、各コネクタ29a,29bから発光装置11の外部電極17a,17bに直流電圧を印加することにより、LEDチップに直流電源を供給して点灯させる。
第2実施形態の発光モジュール50によれば、第1実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
そして、第2実施形態の発光モジュール50では、プリント配線板51を中間基板とし、電極52cを有するプリント配線板52を外部基板として更に備え、プリント配線板51(中間基板)はプリント配線板52(外部基板)上に載置され、プリント配線板51の接続部23とプリント配線板52の電極52cとが、半田フィレット42によって電気的および機械的に接続されている。
すなわち、基板12とプリント配線板52とは製造方法が異なるため、両者間には板厚の厚み差が必ず発生するが、その厚み差をプリント配線板51が吸収して調整することが可能であり、基板12の外部電極17a,17bと、プリント配線板52の電極52cとを、プリント配線板51を介して確実に接続することができる。
図21〜図25に示すように、第2実施形態の第1変更例では、発光モジュール50に取付金具61〜63を取り付ける。
2個の取付金具61は、取付金具61に貫通形成されているネジ孔と、プリント配線板52の絶縁基板52aのネジ孔52fとが合致した状態になると共に、取付金具61の端部が発光装置11の基板12に係止されるように、プリント配線板52の下側に取り付ける。
取付金具62は、取付金具62に貫通形成されているネジ孔と、プリント配線板52の絶縁基板52aのネジ孔52fとが合致した状態になると共に、取付金具62の端部が各発光装置11の基板12に係止されるように、プリント配線板52の下側に取り付ける。
取付金具63は、取付金具63に貫通形成されているネジ孔と、プリント配線板52の絶縁基板52aのネジ孔52fとが合致した状態になると共に、取付金具62の端部が各発光装置11の基板12に係止されるように、プリント配線板52の上側に取り付ける。
取付金具61〜63は、弾性力を有する金属材料(例えば、燐青銅、スプリングステンレス鋼、ステンレス鋼など)の薄板材によって形成され、その板厚は0.1〜0.5mmが好適である。
図26および図27に示すように、第2実施形態の第2変更例では、プリント配線板52の配線パターン52bおよび電極52cの配置箇所が、図17に示す場合と異なっており、各発光装置11がプリント配線板51の配線パターン52bおよび電極52cを介して並列接続されている。
それに対して、第2実施形態の第2変更例では、第1実施形態の第2変更例のようなスルーホールをプリント配線板52に形成する必要が無いため、プリント配線板52の低コスト化を図ることができる。
図28に示すように、第2実施形態の第3変更例の発光モジュール70において、第2実施形態の第1変更例と異なるのは、プリント配線板52がプリント配線板71に置き換えられると共に、取付金具61〜63が取付金具72に置き換えられている点である。
取付金具72の材質および板厚は、取付金具61〜63と同じである。
配線パターン52bは絶縁基板71aの上面に形成された配線層から成り、配線パターン52bには電極52cが形成されている。すなわち、プリント配線板71は、片面のみに配線パターン52bが形成された片面基板である。
尚、プリント配線板71は、プリント配線板52と同一材質である。
尚、第2実施形態と同様に反射板を取り付ける場合には、発光モジュール70の上方から絶縁カバーを被着する。
また、各発光装置11が近接配置されていることを利用し、発光モジュール70の上方にレンズを設置する場合には、絶縁カバーを白色にして光反射性を付与することにより、各発光装置11の放射光を効率良くレンズに入射させることができる。
図30に示すように、第2実施形態の第4変更例では、発光装置11の外部電極17a,17b毎に個別のプリント配線板51を設けている。
このようにすれば、1種類のプリント配線板51を用意するだけで、外部電極17a,17bの間隔が異なる複数種類の発光装置11に対応可能である。
図31に示すように、第2実施形態の第5変更例では、プリント配線板51の絶縁基板51aの長辺に並んで配置されている2個の接続部23について、各接続部23の対向する側面を省き、各接続部23の前面23aを連続させて面一に形成している。
それに対して、第2実施形態の第5変更例では、各接続部23の対向する側面が省かれているため、第2実施形態に比べて電気的および機械的な接続が僅かに劣るものの、製造コストを低減することができる。
図32に示すように、第2実施形態の第6変更例では、プリント配線板51の接続部23の前面23aについて、半割貫通孔24および端面スルーホール26を省き、前面23aを面一に形成し、前面23aに形成されている導電層25aについても面一にしている。
また、発光装置11の発光部13および封止枠14を矩形状にしている。
それに対して、第2実施形態の第6変更例では、端面スルーホールが省かれているため、第2実施形態に比べて電気的および機械的な接続が僅かに劣るものの、製造コストを低減できる。
加えて、第2実施形態の第6変更例では、第2実施形態に比べて接続部23の幅を小さくすることが可能であるため、発光装置11の小型に伴う外部電極17a,17bの幅の縮小化に対応可能である。
図33に示すように、第2実施形態の第7変更例は、第2実施形態の第5変更例と第6変更例とを組み合わせて実施したものである。
すなわち、第2実施形態の第7変更例では、プリント配線板51の絶縁基板51aの長辺に並んで配置されている2個の接続部23について、各接続部23の対向する側面を省き、各接続部23の前面23aを連続させて面一に形成している。
また、第2実施形態の第7変更例では、プリント配線板51の接続部23の前面23aについて、半割貫通孔24および端面スルーホール26を省き、前面23aを面一に形成し、前面23aに形成されている導電層25aについても面一にしている。
また、発光装置11の発光部13および封止枠14を矩形状にしている。
従って、第2実施形態の第7変更例では、第2実施形態の第5変更例および第6変更例の前記作用・効果を得ることができる。
図34に示すように、第2実施形態の第8変更例では、プリント配線板51の接続部23の両側面23bが凹むように湾曲した湾曲面に形成されている。
このようにすれば、接続部23の両側面23bの面積が増大し、両側面23bに形成されている導電層25bの面積も増大するため、電気的および機械的に確実な接続が得られる。
図35に示すように、第2実施形態の第9変更例は、第2実施形態の第5変更例と第8変更例とを組み合わせて実施したものである。
すなわち、第2実施形態の第9変更例では、プリント配線板51の絶縁基板51aの長辺に並んで配置されている2個の接続部23について、各接続部23の対向する側面を省き、各接続部23の前面23aを連続させて面一に形成している。
また、第2実施形態の第9変更例では、プリント配線板51の接続部23の側面23bが凹むように湾曲した湾曲面に形成されている。
従って、第2実施形態の第9変更例では、第2実施形態の第5変更例および第8変更例の前記作用・効果を得ることができる。
図36に示すように、第2実施形態の第10変更例では、発光装置11が3個の外部電極17a〜17cを備え、プリント配線板51の絶縁基板51aの長辺二辺にそれぞれ3個の接続部23を形成している。
図37に示すように、発光装置11において、外部電極17a,17c間には1個のLEDチップ16が接続され、外部電極17a,17b間には複数個のLEDチップ16が接続されている。
そのため、外部電極17a,17c間に直流電源を供給した場合には1個のLEDチップ16が点灯され、外部電極17a,17b間に直流電源を供給した場合には複数個のLEDチップ16が点灯される。
尚、外部電極17a,17c間に接続されるLEDチップ16の発光色と、外部電極17a,17b間に接続されるLEDチップ16の発光色とを異なる色にしておけば、直流電源を供給する外部電極を切り替えることにより、発光装置11の発光色を切り替えることもできる。
図38に示すように、第2実施形態の第11変更例では、プリント配線板51に1個のLEDチップ16aが実装・搭載されており、プリント配線板51の絶縁基板51aの長辺二辺において、発光装置11側の長辺には2個の接続部23e,23fを形成し、発光装置11の反対側の長辺には3個の接続部23g〜23iを形成している。
プリント配線板51におけるLEDチップ16aの配置箇所は、プリント配線板51を発光装置11に取り付けた状態で、LEDチップ16aが発光部13の近傍に配置される箇所にする。
そのため、接続部23g,23h間に直流電源を供給した場合にはLEDチップ16aが点灯され、接続部23g,23i間に直流電源を供給した場合には発光装置11の複数個のLEDチップ16が点灯される。
図40〜図42に示すように、第3実施形態の発光モジュール80は、発光装置81、基板12、発光部13、封止枠14、封止体15、外部電極17a,17b、接続部23、配線パターン27、コネクタ29a,29b、プリント配線板82〜85などを備える。
そして、発光モジュール50は、取付金具86および雄ネジ44を用いて照明器具の放熱構造体45に取付固定されている。
取付金具86の材質および板厚は、取付金具61〜63と同じである。
第3実施形態の発光装置81において、第1実施形態の発光装置11と異なるのは、外部電極17a,17bが基板12の対角に配置形成されている点であり、基板12の表面における外部電極17aの近傍にはマークMが印字されている。
コネクタ29aはプリント配線板84に実装・搭載され、コネクタ29bはプリント配線板85に実装・搭載されている。
本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、前記各実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
前記した各実施形態および別の実施形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
すなわち、発光装置の基板と外部基板とは製造方法が異なるため、両者間には板厚の厚み差が必ず発生するが、その厚み差を中間基板が吸収して調整することが可能であり、発光装置の外部電極と外部基板の電極とを中間基板を介して確実に接続することができる。
付記2では、光源に半導体発光素子を用いることで、発光効率の向上と低消費電力化を図ることができる。
付記3では、発光装置が備えた光源の放出光がプリント配線板の接続部および半田フィレットによって遮光されないことから、発光装置から光を効率的に放出できることに加え、発光装置の放出光が照射される被照射面に接続部および半田フィレットの影が生じるのを防止できる。
付記4では、基板上からの封止枠の高さ位置を調整することにより、光源からの光の放出方向を制御できる。
11,81…発光装置
12…基板
13…発光部
14…封止枠
15…封止体
16…LEDチップ(光源)
17a,17b…外部電極
21,82〜85…プリント配線板
51…プリント配線板(中間基板)
52…プリント配線板(外部基板)
52c…電極
22…絶縁基板
23…接続部
23a…前面
23b…側面
23c…下面
23d…上面
25a〜25d…導電層
26…端面スルーホール
27…配線パターン
42…半田フィレット
Claims (6)
- 電源に接続される第1のプリント配線板を第2のプリント配線板へ接続する接続構造であって、
前記第1のプリント配線板は、
絶縁基板及び該絶縁基板の周縁から突出した接続部、
前記絶縁基板及び前記接続部の上面のみに形成した第1の配線パターン、及び
前記接続部の少なくとも側面に形成されて、前記第1の配線パターンに電気的に接続する導電層を備え、
前記第2のプリント配線板は、
絶縁性の基板、
該基板の表面に形成され、外部電極を備える第2の配線パターン、及び
前記外部電極を表出させる開口部をあけて前記基板及び第2の配線パターンを被覆するレジスト層を備え、
前記第1のプリント配線板は、前記絶縁基板において前記第1の配線パターンが形成されていない下面を前記第2のプリント配線板のレジスト層に載置してかつ前記接続部を前記開口部に位置した状態で、前記第2のプリント配線板に重ね合され、
前記開口部に充填された半田フィレットにより、前記第1の配線パターンと前記第2の配線パターンとが電気的に接続される、
プリント配線板の接続構造。 - 前記第2のプリント配線板のレジスト層に形成された開口部の周縁と前記1のプリント配線板の絶縁基板において前記接続部を突出させた周縁とが重なりあっている、請求項1に記載の接続構造。
- 前記第1のプリント配線板において前記導電層は前記接続部の前面、下面及び両側面に形成されている、請求項1又は2に記載の接続構造。
- 前記第1のプリント配線板の前記絶縁基板は可撓性を有する、請求項1〜3の何れかに記載の接続構造。
- 前記第1のプリント配線板の前記接続部の前面に端面スルーホールが形成されている、請求項1〜4の何れかに記載の接続構造。
- 請求項1〜5の何れかの接続構造を備えるとともに、
前記第2のプリント配線板に光源が備えられ、該光源に前記第2の配線パターンが電気的に接続される、発光モジュール。
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