JP6511762B2 - Light emitting element mounting substrate - Google Patents
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Description
本発明は、発光素子実装基板に関する。 The present invention relates to a light emitting element mounting substrate.
従来、例えば、特開2014−22267号公報に開示されているように、LED実装基板の長手方向に沿って複数のLEDが実装されたLEDモジュールが知られている。この従来技術では、複数のLEDを直列に接続する直列回路が長手状のLED実装基板に設けられている。 Conventionally, as disclosed in, for example, JP-A-2014-22267, there is known an LED module in which a plurality of LEDs are mounted along the longitudinal direction of the LED mounting substrate. In this prior art, a series circuit connecting a plurality of LEDs in series is provided on a longitudinal LED mounting substrate.
照明器具全体の仕様、LEDの仕様、およびLEDを点灯させるための直流電源回路の仕様は様々なものがある。実装するLEDの数が同じであっても、LEDの回路接続形態すなわちLEDの並列、直列の接続数が異なることがある。従来は、LEDの回路接続形態ごとに異なる銅箔パターンをLED実装基板に設けていたので、汎用性が低く、LEDの回路接続毎に複数のLEDモジュール基板を製作する必要があった。 There are various specifications of the entire luminaire, the specifications of the LEDs, and the specifications of the DC power supply circuit for lighting the LEDs. Even if the number of LEDs mounted is the same, the circuit topology of the LEDs, that is, the number of parallel and series connections of the LEDs may differ. Conventionally, since different copper foil patterns were provided on the LED mounting substrate for each LED circuit connection form, versatility was low, and it was necessary to manufacture a plurality of LED module substrates for each LED circuit connection.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、発光素子を接続する回路を形成するうえでの汎用性を高めた発光素子実装基板を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the problems as described above, and it is an object of the present invention to provide a light emitting element mounting substrate with improved versatility in forming a circuit connecting light emitting elements.
本発明にかかる発光素子実装基板は、電気絶縁性の表面を有する基板本体と、前記表面の上に設けられ、複数の電極パッド部を含む導電層と、前記導電層の少なくとも一部を覆いつつ前記複数の電極パッド部を露出させる電気絶縁層と、を備え、前記複数の電極パッド部は、第一の列を成すように互いに隣り合う複数のアノード用パッド部と、前記第一の列の隣に前記第一の列に沿って並ぶ第二の列を成すように互いに隣り合う複数のカソード用パッド部と、を含み、前記導電層は、前記複数のアノード用パッド部を互いに電気的に接続し、前記複数のカソード用パッド部を互いに電気的に接続し、かつ隣り合う前記複数のアノード用パッド部と前記複数のカソード用パッド部とを電気的に接続し、前記導電層は、前記第一の列と前記第二の列との間に前記第一の列および前記第二の列に沿って伸びる第三の列を成すように互いに離間しつつ並ぶ複数の第1開口を有し、前記複数の第1開口のそれぞれが前記基板本体の前記表面に達しており、前記導電層が前記複数の第1開口それぞれの周囲を隙間無く覆うことで前記複数のアノード用パッド部および前記複数のカソード用パッド部を互いに電気的に接続しており、前記電気絶縁層は、前記導電層における前記複数のアノード用パッド部および前記複数のカソード用パッド部を除く部分を覆い、前記電気絶縁層は、前記複数のアノード用パッド部および前記複数のカソード用パッド部それぞれを露出させる複数の第2開口を有する。
A light emitting element mounting substrate according to the present invention comprises a substrate body having an electrically insulating surface, a conductive layer provided on the surface and including a plurality of electrode pad portions, and covering at least a part of the conductive layer. An electrically insulating layer for exposing the plurality of electrode pad portions, the plurality of electrode pad portions comprising a plurality of anode pad portions adjacent to each other to form a first row; And a plurality of cathode pad portions adjacent to each other to form a second row juxtaposed along the first row, wherein the conductive layer electrically connects the plurality of anode pad portions to each other. And electrically connecting the plurality of cathode pad portions to each other, and electrically connecting the plurality of adjacent anode pad portions and the plurality of cathode pad portions, the conductive layer being First row and said second And a plurality of first openings spaced apart from one another to form a third row extending along the first row and the second row, each of the plurality of first openings being The plurality of anode pad portions and the plurality of cathode pad portions are electrically connected to each other by reaching the surface of the substrate body and the conductive layer covers the periphery of each of the plurality of first openings without gaps. The electrically insulating layer covers a portion of the conductive layer excluding the plurality of anode pad portions and the plurality of cathode pad portions, and the electrically insulating layer includes the plurality of anode pad portions and the electrically insulating layer. A plurality of second openings are provided to expose the plurality of cathode pad portions.
本発明によれば、導電層を切断することで発光素子の並列接続数および直列接続数を変更可能なので、汎用性のある発光素子実装基板が提供される。 According to the present invention, since the number of parallel connection and the number of serial connection of light emitting elements can be changed by cutting the conductive layer, a versatile light emitting element mounting substrate can be provided.
図1は、本発明の実施の形態にかかるLED実装基板10の平面図である。図2は、本発明の実施の形態にかかるLED実装基板10の一部(具体的には図1の破線P領域内)を透視した平面図であり、P領域内のソルダレジスト4を透視してその下層にある銅箔パターン2を図示したものである。図3は、図1におけるLED実装基板10のA−A´線に沿う断面図である。LED実装基板10は、電気絶縁性の表面11を有する基板本体1と、導電性材料からなる層である銅箔パターン2と、複数の電極パッド対3と、電気絶縁材料からなる層であるソルダレジスト4と、を備えている。なお、ソルダレジスト4が銅箔パターン2の大部分を覆っているので図1では銅箔パターン2が隠れており、図2および図3において銅箔パターン2が図示される。
FIG. 1 is a plan view of an
図2の透視図に示すように、電極パッド対3は、それぞれ第1電極パッド部31と第2電極パッド部32を含む。LED実装基板10に複数の発光素子を実装することで1つの光源モジュールが提供される。
As shown in the perspective view of FIG. 2, the
図2の透視図および図3の断面図から理解されるように、銅箔パターン2は、基板本体1の表面11の上に設けられている。銅箔パターン2の上には、ソルダレジスト4が設けられている。ソルダレジスト4は、複数の第1レジスト開口41および複数の第2レジスト開口42を有する。第1レジスト開口41および第2レジスト開口42は、ソルダレジスト4の下層にある銅箔パターン2の一部を露出させる。
As understood from the perspective view of FIG. 2 and the sectional view of FIG. 3, the
銅箔パターン2は、基板本体1の表面11に達する複数の銅箔開口21を有する。銅箔開口21の内部には、ソルダレジスト4と同じ材料が埋め込まれたソルダレジスト埋込部43が設けられている。図2の透視図に示すように、銅箔パターン2が銅箔開口21の周囲を隙間無く覆うことで、複数の第1電極パッド部31および複数の第2電極パッド部32とが互いに電気的に接続されている。複数の第1レジスト開口41および第2レジスト開口42は、銅箔開口21を挟むように設けられている。隣合う第1電極パッド部31が等間隔に並べられることが好ましく、隣合う第2電極パッド部32が等間隔に並べられていることが好ましい。
The
本実施の形態では、銅箔パターン2のうち、「第1レジスト開口41から露出する部分」が第1電極パッド部31であり、「第2レジスト開口42から露出する部分」が第2電極パッド部32であるものとする。つまり、本実施形態では、第1電極パッド部31および第2電極パッド部32は、銅箔パターン2の一部分である。従って、図2の透視図では、第1電極パッド部31および第2電極パッド部32に相当する各領域を破線で図示している。第1電極パッド部31および第2電極パッド部32は、基板本体1の平面方向に銅箔開口21を挟んでいる。
In the present embodiment, in the
第1電極パッド部31と第2電極パッド部32のうち、一方はLEDのアノード電極が半田付けされ、他方はLEDのカソード電極が半田付けされる。1つの銅箔開口21を挟んで位置する1つの第1電極パッド部31と1つの第2電極パッド部32が、1つの電極パッド対3を構成する。複数の電極パッド対3が基板本体1の長手方向に沿って配置されている。
One of the first
基板本体1上に形成された銅箔パターン2は公知のパターニング技術で形成されたものである。基板本体1の中央部分に、長手方向に沿って予め定めた所定間隔で離間した複数の銅箔開口21が設けられる。複数の銅箔開口21は、基板本体1の表面11に達する。基板本体1の周縁部は、基板本体1が露出するようにソルダレジスト4が除去されている。複数の第1電極パッド部31同士がひとつながりの銅箔パターン2で互いに電気的に接続している。複数の第2電極パッド部32同士もひとつながりの銅箔パターン2で互いに電気的に接続している。複数の銅箔開口21の間にも銅箔パターン2が設けられている。
The
本実施の形態では、銅箔パターン2が基板本体1の表面11を全体的かつ連続的に覆うひとまとまりの導電層であり、銅箔パターン2が銅箔開口21の周囲を隙間無く覆っている。よって、隣り合う第1電極パッド部31の間が銅箔パターン2で隙間無く埋められており、隣り合う第2電極パッド部32の間も銅箔パターン2で隙間無く埋められている。ただし、本発明はこれに限られず、銅箔パターン2は、複数の第1電極パッド部31を互いに電気的に接続し、かつ複数の第2電極パッド部32を互いに電気的に接続するものであればよい。さらに、銅箔パターン2は、隣り合う第1電極パッド部31と第2電極パッド部32とを電気的に接続するものであればよい。つまり、銅箔パターン2が、1つの第1電極パッド部31と、この1つの第1電極パッド部31から見て斜め向かい側に位置する第2電極パッド部32とを電気的に接続するものであればよい。これらの電気的経路を備える限り、銅箔パターン2のいずれかの箇所に、任意の数および任意の形状の、穴あるいは切り欠きを設けてもよい。
In the present embodiment, the
電気絶縁性の観点からは、銅箔開口21の中にソルダレジスト埋込部43を設けることが好ましい。この点について詳述すると、ソルダレジスト4が銅箔パターン2を覆う際に、銅箔パターン2に形成された銅箔開口21内にもソルダレジスト4が充填されることで、ソルダレジスト埋込部43を形成してもよい。銅箔パターン2の端面もソルダレジスト4で覆われていることで、電気絶縁性が確保される。第1電極パッド部31と第2電極パッド部32は、銅箔開口21およびその内部を埋めるソルダレジスト埋込部43を介して対向している。基板本体1の長手方向に沿って、予め定めた一定距離を置いて離間した複数の第1レジスト開口41および第2レジスト開口42が設けられている。第1、2電極パッド部31、32は、複数の第1レジスト開口41および第2レジスト開口42からそれぞれ露出した銅箔パターン2の部分である。銅箔開口21と第1電極パッド部31の間と、銅箔開口21と第2電極パッド部32の間には、ソルダレジスト4が挟まれている。
From the viewpoint of electrical insulation, it is preferable to provide the solder resist embedded
次に、LED実装基板10の使用方法を説明する。電極パッド対3の間をつないでいる銅箔パターン2の一部と、ソルダレジスト4の一部とを除去することにより、所望のLEDの回路接続が形成される。このように形成されたLEDモジュール基板を所望の回路接続つまり並列、直列の接続数を形成するための統一基板として用いる。
Next, a method of using the
図4は、本発明の実施の形態にかかるLED実装基板10の使用例を示す図である。図5は図4のP領域内のソルダレジスト4を透視してその下層にある銅箔パターン2を図示したものである。図4の第1除去部6は、第1電極パッド部31と第2電極パッド部32の間を接続している銅箔パターン2の一部と、その銅箔パターン2上のソルダレジスト4を、レーザー加工で除去した部分である。第1除去部6は、銅箔開口21が並ぶ方向に伸びており、隣り合う銅箔開口21を繋げる。第1除去部6はソルダレジスト4と銅箔パターン2が除去された部分なので、第1除去部6から基板本体1が露出する。この第1除去部6により、銅箔開口21を挟んで向かい合う第1電極パッド部31と第2電極パッド部32が、互いに電気的に絶縁される。
FIG. 4 is a view showing an example of use of the
第2除去部7は、隣り合う第2電極パッド部32同士を接続している銅箔パターン2の一部と、その銅箔パターン2上のソルダレジスト4を、レーザー加工で除去した部分である。第2除去部7の一端は、銅箔開口21の一端すなわちソルダレジスト埋込部43の一端と接続する。第2除去部7の他端は、基板本体1の縁に向かって伸び、銅箔パターン2の端部より外側にはみ出たソルダレジスト4に達する。第2除去部7はソルダレジスト4と銅箔パターン2が除去された部分なので、第2除去部7からは基板本体1が露出する。この第2除去部7により、特定位置において隣り合う2つの第2電極パッド部32が電気的に絶縁される。
The second removing
第3除去部8は、隣り合う第1電極パッド部31同士を接続している銅箔パターン2の一部と、その銅箔パターン2上のソルダレジスト4を、レーザー加工などで除去した部分である。第3除去部8の一端は、銅箔開口21の一端すなわちソルダレジスト埋込部43の一端と接続する。第3除去部8の他端は、基板本体1の縁に向かって伸びる。第3除去部8が伸びる方向は、第2除去部7が伸びる方向とは反対側である。第3除去部8の他端は、銅箔パターン2の端部より外側にはみ出たソルダレジスト4に達する。第3除去部8はソルダレジスト4と銅箔パターン2が除去された部分なので、第3除去部8から基板本体1が露出する。この第3除去部8により、特定位置において隣り合う第1電極パッド部31が電気的に絶縁される。
The third removing
第3除去部8と第2除去部7は互いに離間している。隣り合う第2除去部7と第3除去部8の間には、銅箔パターン2が残る。残った銅箔パターン2により、第2除去部7および第3除去部8を挟んで隣り合う第1電極パッド部31と第2電極パッド部32は電気的に接続される。このように、図1のLED実装基板10に対して第1除去部6、第2除去部7、及び第3除去部8を形成することにより、LED実装基板10に対して後述する図7の回路図に示すような4並列3直列接続LEDモジュールを形成するための加工を施すことができる。
The third removing
図6は、図4に示すLED実装基板10で構成されたLEDモジュール52を示す図である。図7は、図6に示すLEDモジュール52の回路図である。LEDモジュール52は、図4のように加工したLED実装基板10に12個のLED50を実装したものである。なお、発光素子としてLED50の代わりに有機EL素子を用いてもよい。
FIG. 6 is a view showing an
銅箔開口21を挟んで向かい合う第1電極パッド部31と第2電極パッド部32にアノードおよびカソードをそれぞれ接続するように、LED50を実装する。これにより、図6および図7に示すようにLED50を4並列3直列接続させたLEDモジュール52が製造される。図7においては、第1、2電極パッド部31、32が白丸で記載されている。また、図7において、第1〜3除去部6〜8で分断されずに互いに電気接続した銅箔パターン2の各領域が、隣り合う第1、2電極パッド部31、32を接続する配線に相当している。
The
なお、第1除去部6は、隣り合う銅箔開口21の間のソルダレジスト4および銅箔パターン2を除去することで基板本体1を露出させ、銅箔開口21に埋め込まれていたソルダレジスト埋込部43は残すものとしている。この場合、第1除去部6とソルダレジスト埋込部43とが交互に並ぶことになり、第1電極パッド部31と第2電極パッド部32の間に絶縁体であるソルダレジスト埋込部43を残すことができる。しかしながら本発明はこれに限られない。ソルダレジスト埋込部43を除去してもよく、この場合には、複数の電極パッド対3の間に連続的に第1除去部6が伸びることになる。
The
図8および図9は、本発明の実施の形態にかかるLED実装基板10の他の使用例を示す図である。なお、図8および図9の他の使用例については説明の簡略化のために図5に相当する透視図のみを示しているが、実際には図4のようにソルダレジスト4が各電極パッド対3の周辺領域を覆っている。図8は、LED50の回路接続を2並列を6直列接続したものである。図8に示す使用例は、レーザー加工で銅箔パターン2の一部とソルダレジスト4の一部を除去して第1除去部6と、第2除去部7と、第3除去部8とを形成したものであり、図4に示したものとは異なる箇所を除去したものである。
FIG. 8 and FIG. 9 are diagrams showing another usage example of the
図9は、LED50の回路接続を12直列接続したものである。図9に示す使用例は、レーザー加工で銅箔パターン2の一部とソルダレジスト4の一部を除去して第2除去部7と、第3除去部8とを形成したものであり、図4に示したものとは異なる箇所を除去したものである。
FIG. 9 shows 12 series-connected circuit connections of the
本実施の形態によれば、銅箔開口21を起点として銅箔パターン2を分断することで、アノード用の電極パッド部とカソード用の電極パッド部とをそれぞれ形成できる。幾つの銅箔開口21を繋げるかに応じて、幾つの電極パッド対3を並列接続させるかを任意に変更できるので、LED素子の並列接続数および直列接続数を変更可能な汎用性のある発光素子実装基板が提供される。すなわち、LED50の実装数が同じで、LEDの並列直列接続数が異なるLEDモジュールを必要とする場合に、回路毎に複数の基板を製作しなくともよい。一つのLED実装基板10から、銅箔パターン2の一部とソルダレジスト4の一部を除去することで、所望の回路を形成することができる。
According to the present embodiment, by dividing the
なお、上記実施の形態では、LED50を最大12個実装できるLED実装基板10において、図4〜7を用いて4並列を3直列接続した場合を説明し、図8を用いて2並列を6直列接続した場合を説明し、図9を用いて12直列接続とした場合の使用例を説明した。しかしながら、本発明はこれに限られない。LED実装基板10を使用して、3並列4直列接続、6並列2直列接続にしてもよい。また、LEDの実装する数は12個に限られない。nを2以上の任意の整数とした場合において、LEDの実装数をn個へ変更してもよく、その場合には銅箔開口21および電極パッド対3の数をn個とすればよい。
In the above embodiment, in the
上記実施の形態では、複数の第1電極パッド部31がLED実装基板10の一方の長辺に沿って一列に且つ直線状に並び、複数の第2電極パッド32がLED実装基板10の上記一方の長辺と反対の他方の長辺に沿って一列に且つ直線状に並んでいる。しかしながら、本発明はこのように複数の第1電極パッド部31の列と複数の第2電極パッド32の列とが平行に並ぶものに限られない。第1、2電極パッド部31、32の列がそれぞれ曲線を成していたり、あるいは第1、2電極パッド部31、32の列が非平行に並ぶことで角度を成していてもよい。なお、上記実施の形態では、第1電極パッド部31および第2電極パッド部32が、直線状にそれぞれ1列ずつ並ぶようにしたが、本発明はこれに限られない。第1電極パッド部31および第2電極パッド部32の列が、1つの基板本体1に複数並んでいても良い。
In the above embodiment, the plurality of first
なお、実施の形態にかかるLED実装基板10では、一例として複数のLEDを一方向に並べて配置するために、基板本体1が長方形状の平面視形状を有している。但し本発明はこれに限られず、基板本体1の平面視形状は正方形、任意の多角形、円形、楕円形、その他の各種形状であってもよい。
In the
なお、実施の形態では銅箔パターン2の一部を電極パッド部としたが、本発明はこれに限られるものではない。第1、2電極パッド部31、32を銅箔以外の導電性材料で形成してもよく、銅箔以外の第1、2電極パッド部31、32の間を埋めるように銅箔パターン2を形成して電気接続を形成してもよい。
In addition, although a part of
なお、上記実施の形態では、銅箔パターン2とソルダレジスト4とを除去する手段として、レーザー加工を行う方法について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。NCルーター加工、研削加工、切削加工などで行ってもよい。
In the above-mentioned embodiment, although the method of performing laser processing was explained as a means to remove
1 基板本体、2 銅箔パターン、3 電極パッド対、4 ソルダレジスト、6 第1除去部、7 第2除去部、8 第3除去部、10 LED実装基板、11 表面、21 銅箔開口、31 第1電極パッド部、32 第2電極パッド部、41 第1レジスト開口、42 第2レジスト開口、43 ソルダレジスト埋込部、50 LED、52 LEDモジュール
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記表面の上に設けられ、複数の電極パッド部を含む導電層と、
前記導電層の少なくとも一部を覆いつつ前記複数の電極パッド部を露出させる電気絶縁層と、
を備え、
前記複数の電極パッド部は、第一の列を成すように互いに隣り合う複数のアノード用パッド部と、前記第一の列の隣に前記第一の列に沿って並ぶ第二の列を成すように互いに隣り合う複数のカソード用パッド部と、を含み、
前記導電層は、前記複数のアノード用パッド部を互いに電気的に接続し、前記複数のカソード用パッド部を互いに電気的に接続し、かつ隣り合う前記複数のアノード用パッド部と前記複数のカソード用パッド部とを電気的に接続し、
前記導電層は、前記第一の列と前記第二の列との間に前記第一の列および前記第二の列に沿って伸びる第三の列を成すように互いに離間しつつ並ぶ複数の第1開口を有し、前記複数の第1開口のそれぞれが前記基板本体の前記表面に達しており、
前記導電層が前記複数の第1開口それぞれの周囲を隙間無く覆うことで前記複数のアノード用パッド部および前記複数のカソード用パッド部を互いに電気的に接続しており、
前記電気絶縁層は、前記導電層における前記複数のアノード用パッド部および前記複数のカソード用パッド部を除く部分を覆い、
前記電気絶縁層は、前記複数のアノード用パッド部および前記複数のカソード用パッド部それぞれを露出させる複数の第2開口を有する発光素子実装基板。 A substrate body having an electrical insulating property of the surface,
A conductive layer provided on the surface and including a plurality of electrode pad portions;
An electrically insulating layer that exposes the plurality of electrode pad portions while covering at least a part of the conductive layer;
Equipped with
Wherein the plurality of electrode pad portion includes a plurality of anode pad portions adjacent to each other so as to form a first row, a second row arranged along the first row next to the first row formed It includes a plurality of cathode pad portions adjacent to each other in Suyo, a,
The conductive layer electrically connects the plurality of anode pad portions to each other, electrically connects the plurality of cathode pad portions to each other, and the plurality of adjacent anode pad portions and the plurality of cathodes Electrically connect with the pad part,
The conductive layers are spaced apart from one another to form a third row extending along the first row and the second row between the first row and the second row. A first opening, each of the plurality of first openings reaching the surface of the substrate body,
The plurality of anode pad portions and the plurality of cathode pad portions are electrically connected to each other by the conductive layer covering the periphery of each of the plurality of first openings without gaps.
The electrically insulating layer covers a portion of the conductive layer excluding the plurality of anode pad portions and the plurality of cathode pad portions.
The light emitting element mounting substrate, wherein the electrically insulating layer has a plurality of second openings for exposing the plurality of anode pad portions and the plurality of cathode pad portions.
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