JP6724409B2 - 発光装置 - Google Patents

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Description

本開示は、発光装置に関する。
従来、基板同士の接合にはコネクタ等の接合部品が用いられる。 例えば、特許文献1には、複数のLED基板と中継基板とを、コネクタを介して接続する構造が記載されている。 また、特許文献2には、ベース基板と中継基板とを、コネクタ及び半田を介して接続する構造が記載されている。
さらに、特許文献3には、発光素子が配置されている基板が、半田などの接続部材で別の基板に接続されている構造の発光装置が記載されている。
特開2013−016325号公報 国際公開第2014/115344号 特開2014−123688号公報
しかしながら、特許文献1,2に示すように、基板同士の接合にコネクタを使用する構造では基板同士の接合箇所が増えると、必要になるコネクタの数が増えるのでコスト高になるという問題が生じる。 また、コネクタの配置に大きなスペースが必要になるので基板レイアウトの自由度が小さくなるなどの問題も生じる。
そこで、本開示に係る実施形態は、コネクタ等の接合部品を使用することなく可撓性基板と他の基板とを接合することで、コストを低減できる発光装置を提供するものである。コネクタ等の接合部品を使用することなく可撓性基板と他の基板とを接合する構造を基板接合構造とする。
本開示の実施形態に係る発光装置は、可撓性を有する第1基材上に設けられる第1配線パターンを備える第1基板と、第2基材上に設けられる第2配線パターンを備える第2基板と、前記第1配線パターン上に実装された発光素子と、を有し、前記第1配線パターンと前記第2配線パターンが対面しないように前記第1基板の接合端部が前記第2基板に重なるとともに前記第1基板の第2端部が前記第2基板と重ならず、前記第1配線パターンと前記第2配線パターンとにまたがり、前記第1基板の前記接合端部の一部を覆う導電性の接合部材を有して構成されている。
本開示の実施形態に係る発光装置によれば、コネクタ等の接合部品を使用することなく可撓性基板と他の基板とを接合することができるので、コネクタに要する費用を削減できる。 また、コネクタの配置に必要なスペースが不要となるので基板レイアウトの自由度が大きくなる。
第1実施形態に係る発光装置を示す図である。 第1実施形態の変形例1であって、第1基板及び第2基板が反射板の裏面に取り付けられている状態を示す図である。 第1実施形態に係る発光装置に用いる第1基板の平面図である。 第1実施形態に係る発光装置に用いる第2基板の平面図である。 第1実施形態に係る発光装置に含まれる基板接合構造の斜視図である。 図4AにおけるX−Xでの断面図である。 第1通電ランドと第2通電ランドを接合する半田の形状を示す図である。 第2実施形態に係る発光装置に含まれる基板接合構造を示す図であり、第1基板が粘着部材を介して第2基板に接着された状態を示す断面図である。 第3実施形態に係る発光装置に含まれる基板接合構造を示す図であり、長尺の第1基板が継ぎ足された状態を示す斜視図である。 第4実施形態に係る発光装置を示す図である。 反射板の平面に形成される貫通孔を示す図である。 反射板の平面に形成される貫通孔の別の形状を示す図である。 反射板の平面に形成される貫通孔のさらに別の形状を示す図である。 第1実施形態の変形例2に係る発光装置に用いる第1基板の第1端部を示す平面図である。 第1実施形態の変形例2に係る発光装置に含まれる基板接合構造を示す図であり、導電性の接合部材が接合端部の全面を覆う状態を示す平面図である。
≪第1実施形態≫
以下、第1実施形態に係る発光装置について説明する。
なお、以下の説明において参照する図面は、実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。 また、平面図とその断面図において、各部材のスケールや間隔が一致しない場合もある。 また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一又は同質の部材を示しており、詳細な説明は適宜省略することとする。
[発光装置の構成]
まず、第1実施形態に係る発光装置の概略構成について、図1A,図1Bを参照して説明する。
図1Aは第1実施形態に係る発光装置を示す図、図1Bは第1実施形態の変形例1であって、第1基板及び第2基板が反射板の裏面に取り付けられている状態を示す図である。
第1実施形態に係る発光装置10は、図1Aに示すように、LED(light emitting diode)などの発光素子1が実装された複数の第1基板2(部品実装基板)と、複数の第1基板2が接合して連結される1つの第2基板3(中継基板)と、第1基板2及び第2基板3を支持する反射板4と、を備える。 第2基板3及び第1基板2は、ここでは、両面テープなどの粘着剤(図示せず)で反射板4に貼り付けられている。 また、第1基板2は、細長い帯状に形成され、長手方向が互いに平行になるように複数が配置されている。
そして、第1実施形態に係る発光装置に含まれる基板接合構造は、発光素子1が実装される長尺の可撓性基板である第1基板2と第2基板3とを接合する接合構造である。
また、図1Bに示すように、第1基板2及び第2基板3の取り付け位置が、反射板4の裏面である発光装置10であってもよい。 つまり、反射板4が第1基板2の部品実装面2aの側、及び第2基板3の基板接合面3aの側に取り付けられている発光装置10であってもよい。
この場合、反射板4には、第1基板2に取り付けられた発光素子1の位置に貫通孔4hが開口し、発光素子1と半田(図4Aに示す半田Hd)とが、反射板4から露出する構成としている。 反射板4が、表面の側あるいは裏面の側に第1基板2及び第2基板3を取り付けて(支持して)いる構成の発光装置10としてもよい。
なお、第1基板2や第2基板3には、細長いテープ状の銅箔やアルミニウム箔を絶縁性材料で被覆したものを用いることもできる。 このような絶縁性材料としては、PET(ポリエチレンテレフタレート)やポリイミドやガラスエポキシ等の薄い材料を用いることが好ましい。
なお、第1基板2と第2基板3の材料は、異なるものであってもよい。 ただし、同じ材料であれば、線膨張係数などの物性が同じになるため、温度変化等による取り付け部への歪みを抑制することができる。
また、図1Aに示す一例では、第2基板3が反射板4の一方の面に配置されているが、複数の第1基板2が接続された第2基板3が反射板4の両面に配置された構造の発光装置10であってもよい。 この場合、2つの第2基板3は電気的な接続において、直列に接続されていてもよいし、並列に接続されていてもよい。
[第1基板(部品実装基板)の構成]
図2は第1実施形態に係る発光装置に用いる第1基板の平面図である。
図2に示すように、第1基板2は、発光素子1等の実装部品を実装するための基板である。 第1基板2は、可撓性(柔軟性)を有する可撓性基板である。 第1基板2は、具体例として、ポリイミド基材やガラスエポキシ基材など可撓性を有する基材である第1基材20a上に、銅箔などの導電部材で形成される部品側導電部20(第1配線パターン)がプリント配線等で設けられた可撓性基板である。
部品側導電部20は、発光素子1(実装部品)が電気的に接続される配線部分である。 この部品側導電部20は、第1基材20aの一方の面に形成され、この面が第1基板2の部品実装面2aになる。 第1基板2の部品実装面2aには長手方向に所定間隔を空けて1列に並んで発光素子1が実装されている。
第1基板2の部品実装面2a上には、絶縁材料からなる第1絶縁フィルム20bが設けられている。第1絶縁フィルム20bとして、第1基材20aより光反射率の高い白レジスト等を用いると、第1基板の光反射性を向上させ、発光装置の明るさを向上させることができるので好ましい。この第1絶縁フィルム20bは、長手方向の第1端部(短辺)付近であって、第2基板3と重なり合う接合端部2b(図4B参照)において部品側導電部20(の一部)が露出するように、部品実装面2aを被覆している。
第1基板2において、接合端部2bでは、第1基材20a及び部品側導電部20を第1絶縁フィルム20bから露出させ、半田付けを可能にしている。また、接合端部2bにおいて、部品側導電部20の先端付近の幅を広くして第1通電ランド21として第1配線パターンとすることもできる。 これにより、第1通電ランド21における半田付けの面積を十分に確保することができ、その部分での接着強度を向上させることができる。なお、部品側導電部20の先端の幅を特に変更せずとも半田付けの面積を十分に確保することができるような場合は、特にその先端の幅を変更せず、接合端部2bの部品側導電部20を第1通電ランド21として用いることもできる。また、第1基板2の部品実装面2aにおいて、部品側導電部20が長手方向の第1端部(短辺)まで設けられていることが好ましいが、接合端部2bの範囲まで設けられていれば良い。
なお、第1通電ランド21の形状は本実施形態では矩形となるが、これに限定されない。 例えば、円形や楕円形など矩形と異なる形状の第1通電ランド21であってもよい。
また、第1基板2の第1基材20a上において接合端部2bには、第1通電ランド21と電気的に絶縁された第1補強ランド22が形成されている。 第1補強ランド22は部品側導電部20と電気的に絶縁される位置に設けられている。 一例として、第1補強ランド22は、接合端部2bにおいて、第1基板2の第1端部(短辺)に連なる2つの長辺に沿って、それぞれ部品側導電部20より外側に、部品側導電部20から離間して設けられている。 なお、第1基板において、接合端部2b以外の端部を本実施形態における第2端部2cとする。この第1補強ランド22は半田付け可能な領域であり、例えば、部品側導電部20と同様に銅箔などの導電部材で形成されている。 図2に示す一例では、1つの第1基板2に2つの第1補強ランド22が形成されている。 1つの第1基板2に設けられる第1補強ランド22の数は限定されない。 第1補強ランド22は、第1基板2の端部まで設けられていることが好ましい。
なお、発光素子1は、第1基板2の部品実装面2aに複数が所定間隔で整列して実装されている。 発光素子1は電極1aを有する。 発光素子1の電極1aは、例えば、異方性導電部材や、半田を介して部品側導電部20に接続される。 発光素子1は、同じ色を発光するものを使用することも、また、互いに異なる色のものを使用することもでき、発光装置10(図1A参照)の目的に合せて実装される。
[第2基板(中継基板)の構成]
図3は第1実施形態に係る発光装置に用いる第2基板の平面図である。
図3に示すように、第2基板3は、複数の第1基板2を接続するための基板である。 この第2基板3は、図2に示す第1基板2と同様にして形成される可撓性基板であって、可撓性を有する基材である第2基材30aの一方の面上に、銅箔などの導電部材によって中継側導電部30(第2配線パターン)が形成されている。 第1実施形態では、中継側導電部30が形成される第2基材30aの一方の面を第2基板3の基板接合面3aとしている。 第2基板3には、第1基板2の部品側導電部20に対応して接続できる位置に中継側導電部30が形成されている。そして、第2基板3には、第1基板2が対面して設置される接合領域3bが複数形成され、中継側導電部30がその内部にまで延伸している。さらに、各々の接合領域3bには、第2補強ランド32が形成されている。 なお、第2基板3では、一例として、複数の第1基板2が直列に接続される場合、中継側導電部30が直列配線となるように形成される。
また、第2基板3は、基板接合面3aの一部が絶縁材料からなる第2絶縁フィルム30bで被覆されている。第2絶縁フィルム30bとして、第2基材30aより光反射率の高い白レジスト等を用いると、第2基板の光反射性を向上させ、発光装置の明るさを向上させることができるので好ましい。接合領域3bでは、中継側導電部30及び第2補強ランド32を第2絶縁フィルム30bから露出させ半田付けを可能にしている。また、接合領域3b内において、中継側導電部30の先端付近は、中継側導電部30の先端付近を略矩形状に広げて第2通電ランド31とし、第2配線パターンとすることもできる。これにより、第2通電ランド31における半田付けの面積を十分に確保することができ、その部分での接着強度を向上させることができる。なお、中継側導電部30の先端の幅を特に変更せずとも半田付けの面積を十分に確保することができるような場合は、特にその先端の幅を変更せず、接合領域3b内の中継側導電部30を第2通電ランド31として用いることもできる。接合領域3bは、ここでは、第1基板2が重なり得る略矩形の領域とする。
第2通電ランド31は、接合領域3bにおいて、第1基板2の接合端部2bにある第1通電ランドと半田付けして接続することが可能な位置に形成されている。 第1実施形態において、第2基板3には複数の第2通電ランド31が形成され、それらは直線方向に所定の間隔を空けて配置されている。また、第2通電ランド31は、それぞれ隣り合う接合領域3b間で、中継側導電部30によって電気的に接続されている。 さらに、直線方向の両端に位置する第2通電ランド31には、電源5(図1A参照)から連通する中継側導電部30が連続するように形成されている。
また、第2通電ランド31は、第1基板2の接合端部2bに形成されている第1通電ランド21(図2参照)の面積よりも広くなるように形成されている。 そして、第2通電ランド31は、第2基板3に接合される第1基板2(図2参照)の第1通電ランドの数に対応した数が形成されている。 例えば、それぞれ2つの第1通電ランド21を有する5つの第1基板2が第2基板3に接合される場合、第2基板3には第1基板2に形成される第1通電ランド21と同数(10個(2×5))の第2通電ランド31が形成されている。
また、第2基板3には、それぞれの接合領域3b内において、第1基板2の接合端部にある第1補強ランドと半田付けして接続することが可能な位置に第2補強ランド32が形成されている。 第2補強ランド32は、第2基板3において、同一直線上に離間して配置され、接合領域3bを横切る位置に設けられている。 そして、第2補強ランド32は、第2基材30a上において、第2通電ランド31及び中継側導電部30から離間して電気的に絶縁されている。 この第2補強ランド32は半田付け可能な領域であり、第1実施形態における一例として、T字形状に形成されている。なお、隣り合う接合領域3b間においては隣り合う第2補強ランドがつながっていても良い。 第2補強ランド32は、中継側導電部30と同様に銅箔などの導電部材で形成される。
そして、第2補強ランド32は、第1基板2(図2参照)が重なったときに、その一部が第1基板2の外側となる位置に露出するように形成されている。 第1実施形態では、第2補強ランド32は、中継側導電部30と平行な直線部分が、第1基板2と重なったときに第1基板2の外側に露出する部分として形成されている。
[基板接合構造の構成]
図4Aは第1実施形態に係る発光装置に含まれる基板接合構造の斜視図、図4Bは図4AにおけるX−Xでの断面図、図4Cは第1通電ランドと第2通電ランドを接合する半田の形状を示す図である。
図4A及び図4Bに示すように、第1実施形態に係る発光装置に含まれる基板接合構造は、接合部材を介して第1基板2と第2基板3とを接合する構造である。 この基板接合構造は、第1基板2の接合端部2bが、第2基板3の基板接合面3aにおいて接合領域3bに重なり合うように配置される。 そして、第1基板2は、裏面2a1(部品実装面2aの裏面)が接合領域3bと対面して第2基板3に重なり合った状態で、第1通電ランド21と第2通電ランド31とが導電性の接合部材(例えば半田Hd)で接合されることで、第2基板3と接合する。
基板接合構造では、第1通電ランド21(第1配線パターン)と、第2通電ランド31(第2配線パターン)とにまたがって例えば半田Hdが付されて、接合端部2bの一部を覆うように半田Hdが備わり、第1通電ランド21と第2通電ランド31とが半田付けされる。
なお、第1通電ランド21が第1端部まで設けられず、第1通電ランド21が第1端部の近傍に設けられる場合、第1通電ランド21は、第1端部の一部を覆うことが可能な半田Hdを備えられる位置に設けられている。 また、第1補強ランド22が第1基板2の端部まで設けられず、第1補強ランド22が当該端部の近傍に設けられる場合、第1補強ランド22は、当該端部の一部を覆うことが可能な半田Hdを備えられる位置に設けられている。
また、1つの第1基板2に備わる2つの第1通電ランド21は、それぞれが発光素子1の電極の極性(正極と負極)に対応して、第2基板3の第2通電ランド31の極性(正極と負極)と一致するように、第1通電ランド21と第2通電ランド31とが半田Hdにより接合されている。 なお、1つの第1基板2に備わる2つの第1通電ランド21が短絡しない範囲において、第1通電ランド21と第2通電ランド31が半田付けされる。 例えば、1つの第1基板2に備わる2つの第1通電ランド21の間に半田ブリッジが形成されないように第1通電ランド21と第2通電ランド31が半田付けされる。
さらに、基板接合構造では、第1基板2の部品実装面2a上の第1補強ランド22と、第2基板3の接合領域3b上の第2補強ランド32とにまたがって第1基板2の補強用の接合部材(第1実施形態では半田Hd)が盛られて、第1補強ランド22と第2補強ランド32とが接合される。 第2基板3の第2通電ランド31及び第2補強ランド32は、第1基板2が対面して重なったときに、第1基板2の外側に位置する部分があるため、半田Hdでの接合が確実なものになる。
図9Aは、第1実施形態の変形例2に係る発光装置に用いる第1基板の第1端部を示す平面図である。図9Bは、第1実施形態の変形例2に係る発光装置に含まれる基板接合構造を示す図であり、導電性の接合部材が接合端部の全面を覆う状態を示す平面図である。
図9Aに示すように、第1基板の第1端部は平面視において中央が凹んだ形状であってもよい。つまり、第1基板の第1端部側に2つの延伸部25を有していてもよい。1つの第1基板2に備わる2つの第1通電ランド21は、2つの延伸部25にそれぞれ形成されるので、2つの第1通電ランド21は離間する。この場合、図9Bに示すように、第1基板の2つの延伸部25が、第2基板3と重なり合うことで接合端部2bが2つできる。これにより、導電性の接合部材が2つの接合端部2bのそれぞれの全面を覆う場合でも、1つの第1基板2に備わる2つの第1通電ランド21が短絡しない。
なお、本実施形態において、第1基板2は、第1基材20aの厚みが3μmから450μmの範囲にあり、部品側導電部20、第1通電ランド21及び第1補強ランド22などの銅箔の厚みが15μmから40μmの範囲にあることが好ましい。 また、可撓性基板である第1基板2は、20μm以上、500μm以下の厚みであることが好ましい。
例えば、200μmの厚みを有する第1基材20aの両面に、35μmの厚みで部品側導電部20等の銅箔が形成される第1基板2であれば厚みが270μmとなり、このような第1基板2(可撓性基板)を標準とすることができる。
また、5μmの厚みを有する第1基材20aに、18μmの厚みで部品側導電部20等の銅箔が形成される第1基板2であれば厚みが23μmとなり、このような第1基板2(可撓性基板)を、厚みが下限(最薄)の基板とすることができる。 一方、400μmの厚みを有する第1基材20aの両面に、35μmの厚みで部品側導電部20等の銅箔が形成される第1基板2であれば厚みが470μmとなり、このような第1基板2(可撓性基板)を、厚みが上限(最厚)の基板とすることができる。
このような厚みの第1基板2であれば、半田Hdが割れることなく、第1通電ランド21と第2通電ランド31、及び第1補強ランド22と第2補強ランド32が、それぞれ効果的に半田付けされる。
また、半田Hdは、図4Cに示すような形状で第1通電ランド21と第2通電ランド31を接合することが好ましい。 図4Cに示すように、半田Hdは、縦長部100と横長部101とを有する。 縦長部100は第1通電ランド21に接合して第1基板2の延伸方向に延びた部分である。 横長部101は第2通電ランド31に接合して第2基板3の延伸方向に伸びた部分である。
半田Hdの形状において、便宜上、第1基板2の延伸方向を縦方向Hyとし、第2基板3の延伸方向を横方向Hxとする。
この場合、半田Hdにおける縦長部100の横方向長さhx1は0.5mmから3.0mmの範囲であり、横長部101の横方向長さhx2は0.5mmから5.0mmの範囲であることが好ましい。
また、縦長部100の縦方向長さhy1は0.5mmから5.0mmの範囲であり、横長部101の縦方向長さhy2は0.5mmから5.0mmの範囲であることが好ましい。
半田Hdに係る縦長部100及び横長部101の寸法(縦方向長さ、横方向長さ)が前記した値より大きい場合には半田Hdにクラックが生じやすくなる。 また、半田Hdに係る縦長部100及び横長部101の寸法(縦方向長さ、横方向長さ)が前記した値より小さい場合にはハンドリング性が低下する。
半田Hdにクラックが発生しにくく、かつ、ハンドリング性を低下させないためには、半田Hdに係る縦長部100及び横長部101の寸法(縦方向長さ、横方向長さ)が前記した値であることが好ましい。
基板接合構造において、第1基板2の部品実装面2aに設けられている部品側導電部20と、第2基板3の基板接合面3aに設けられている中継側導電部30と、の間には第1基材20aが介在する。 また、基板接合構造において、部品側導電部20と中継側導電部30が対面して接続しないように、第1基板2の接合端部2bが第2基板3の接合領域3bに重なって接合されている。 なお、ここでは、接合端部2b以外の全ての部分が第2基板3と重ならないように配置されている。
基板接合構造では、第1基板2の第1基材20aと第2基板3の第2基材30aとの間に第2絶縁フィルム30bが介在するが、第2絶縁フィルム30bなどの他の部材が介在することなく、第1基板2と第2基板3(第2基材30a)が接触(面接触)する構成でもよい。 つまり、第2基板3において第1基板2が重なる部分(接合領域3b)に第2絶縁フィルム30bが備わらない構成であってもよい。 この構成の場合、第1基板2と第2基板3との接合部分における厚みを薄くすることが可能になる。
なお、第1補強ランド22と第2補強ランド32を接合する補強用の接合部材を半田Hdとすれば、第1通電ランド21と第2通電ランド31を半田Hdで接合する工程と同一の工程で第1補強ランド22と第2補強ランド32を接合することができ、第1基板2と第2基板3を接合する作業効率が向上する。 また、補強用の接合部材は半田Hdに限定されない。 例えば、第1補強ランド22と第2補強ランド32との接合に導電接着剤が使用される構成であってもよい。また、第1補強ランド22と第2補強ランド32を接合する補強用の接合部材は導電性を有していなくても構わない。
このように、第1実施形態によれば、コネクタ等の接合部品を使用することなく第1基板2と第2基板3とを接合することが可能になる。 つまり、第1実施形態に係る発光装置に含まれる基板接合構造は、コネクタ等の接合部品を使用して第1基板2と第2基板3を接合する構造と同等の機能を有するもののコネクタ等の接合部品が不要であり、コネクタ等の接合部品に要するコストが削減できる。 また、コネクタ等の接合部品を配置するスペースが不要になるので、第1基板2や第2基板3の配置(基板レイアウト)の自由度が向上する。
また、第1実施形態に係る発光装置に含まれる基板接合構造では、第1基板2の部品実装面2a上の第1補強ランド22と、第2基板3の基板接合面3a上の第2補強ランド32とが補強用の接合部材で接合される。 したがって、第1実施形態に係る発光装置に含まれる基板接合構造では第1基板2と第2基板3が強固に接合され、第1基板2と第2基板3の接合強度が高められる。
また、第1実施形態に係る発光装置に含まれる基板接合構造では、第1基板2の第1基材20aに設けられている部品側導電部20と、第2基板3の第2基材30aに設けられている中継側導電部30と、が対面しないように第1基板2と第2基板3が重ね合わされている。 したがって、図4Aに示すように、第1通電ランド21と第2通電ランド31とが同じ方向を向いて配置される。 このため、第1通電ランド21と第2通電ランド31とにまたがって半田Hdを盛る作業が容易になる。 同様に、第1補強ランド22と第2補強ランド32とが同じ方向を向いて配置されるので、第1補強ランド22と第2補強ランド32とにまたがって半田Hdを盛る作業が容易になる。
なお、第1実施形態に係る発光装置に含まれる基板接合構造では、第1基板2に第1補強ランド22が形成され、第2基板3に第2補強ランド32が形成されている。 しかしながら、第1補強ランド22及び第2補強ランド32が形成されない基板接合構造であってもよい。 この場合、第1基板2と第2基板3は、第1通電ランド21と第2通電ランド31とで接合される。
≪第2実施形態≫
図5は第2実施形態に係る発光装置に含まれる基板接合構造を示す図であり、第1基板が粘着部材を介して第2基板に接着された状態を示す断面図である。
なお、第2実施形態の説明において、第1実施形態に係る発光装置に含まれる基板接合構造と同じ構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
第1実施形態においては、図4Bに示すように、第1基板2の接合端部2bが第2基板3の基板接合面3aに重なり合うように配置される。このとき、第1基板2の裏面2a1が基板接合面3aと重なり合って第1基板2と第2基板3とが重なり合う。 そこで、第2実施形態に含まれる基板接合構造として、図5に示すように、第1基板2が両面テープなどの粘着部材6を介して第2基板3(基板接合面3a)に重なり合う構造であってもよい。 つまり、第1基板2の第1基材20aの裏面2a1が両面テープ等の粘着部材6を介して第2基板3の第2基材30aの基板接合面3aに重なり合い、第1基板2と第2基板3が粘着部材6によって接着される構成の基板接合構造であってもよい。
この場合、第1基板2と第2基板3は、半田付けに加えて粘着部材6でも固定されるので第1基板2と第2基板3とがより強固に接合され、第1基板2と第2基板3の接合強度が高められる。
なお、粘着部材6は両面テープに限定されない。 粘着部材6として接着剤を使用する構成であってもよい。
また、第1基板2と第2基板3が重なり合う部分において、第2基板3の端部に沿って接着剤が塗布される構成であってもよい。 つまり、第1基板2の裏面2a1と、第2基板3の端部と、が接着剤で固着されて補強される構成であってもよい。
また、第1基板2と第2基板3が重なり合う部分において、第2基板3の端部から第1基板2の裏面2a1にまたがってカバーテープが貼り付けられる構成であってもよい。 つまり、第1基板2の裏面2a1と、第2基板3の端部と、がカバーテープで固着されて補強される構成であってもよい。
また、第2実施形態に係る発光装置に含まれる基板接合構造において、第1補強ランド22及び第2補強ランド32が備わらない構成であってもよい。 この構成であっても、粘着部材6によって第1基板2と第2基板3とが強固に固定される。
≪第3実施形態≫
図6は第3実施形態に係る発光装置に含まれる基板接合構造を示す図であり、第1基板が継ぎ足されて長尺とするときに用いられる基板接合構造の状態を示す斜視図である。
なお、第3実施形態の説明において、第1実施形態に係る基板接合構造と同じ構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
図6に示すように、第3実施形態として、基板接合構造で第1基板2同士を接合することも可能である。 つまり、第3実施形態に係る発光装置に含まれる基板接合構造を利用して第1基板2を継ぎ足すことも可能である。
この場合、第1基板2(部品実装基板)と、他の第1基板2(部品実装基板)と、が接合される。 接続された2つの第1基板2の接続されていないいずれかの端部に、新たに接合端部2b、第1通電ランド21及び第1補強ランド22を設けて、第2基板3と接続することもできる。そして図6に示すように、第1基板2は、長手方向の両方の端部が接合端部2bになって、部品実装面2aにおいて接合端部2bの近傍に第1通電ランド21が形成される。 そして、一方の第1基板2の接合端部2bが他方の第1基板2の接合端部2bに重なるように配置され、一方の第1基板2の第1通電ランド21と他方の第1基板2の第1通電ランド21とが半田付けされる。
なお、第1基板2に第1補強ランド22が形成されている場合、第1基板2の第1補強ランド22同士を半田付けすることで、第1基板2を継ぎ足す場合の接合強度が高められる。
≪第4実施形態≫
図7は第4実施形態に係る発光装置を示す図である。
第4実施形態に係る発光装置10aは、例えば、熱による反りを抑制する構成が備わっている。図7に示すように、第4実施形態に係る発光装置10aの反射板4にはミシン目状の切り込み4aが形成され、この切り込み4aによって熱による反りが抑制される。なお、第4実施形態の発光装置10aは、反射板4にミシン目状の切り込み4aが形成されている点のみが第1実施形態〜第3実施形態に係る発光装置10(図1A参照)と異なり、その他の点は、図1Aに示す発光装置10と同等に構成される。 よって、切り込み4a以外についての詳細な説明は省略する。
反射板4に形成される1つの切り込み4aは、第1基板2の長手方向に対して垂直な方向にミシン目状に(断続的に)並んで開口する複数の小孔で形成される。切り込み4aを形成する複数の小孔は、それぞれが反射板4を貫通している。 また、1つの切り込み4aは、反射板4の一端から、対向する他端まで形成される。
切り込み4aは、第1基板2に実装された発光素子1からずれた位置(発光素子1と発光素子1の間)に形成されている。 切り込み4aは、第1基板2上で互いに隣接する2つの発光素子1の中間位置に形成されているのが好ましい。これにより、発光素子1が切り込み4aの上部に実装されない。また、第1基板2上で隣接する2つの発光素子1の間に複数の切り込み4aが形成されているのが好ましい。 これにより、切り込みによる熱的な分離の効果が高まると考えられる。
また、第4実施形態において複数の切り込み4aは互いに平行に形成されるのが好ましい。 これにより、反射板4に実装された発光素子1から切込みまでの位置関係を均等にしやすくなる。
また、切り込み4aは、反射板4の各辺に対して平行及び垂直に形成されているのが好ましい。これにより、反射板4に実装された発光素子1から切込みもしくは各辺までの位置関係を均等にしやすくなる。例えば、反射板4の各辺に対して所定角度(例えば、45°)で傾斜する方向に延びる切り込み4aであってもよい。 また、ハニカム状に配置された切り込み4aであってもよい。 つまり、切り込み4aで複数の隣接する六角形が描画されている反射板4であってもよい。 また、直線状の切り込み4aに限定されず、円形や円弧形状など曲線状の切り込み4aや、直線と曲線が組み合わさった形状の切り込み4aであってもよい。
なお、切り込み4aは、第1基板に実装された発光素子1にかからならい位置、すなわち、発光素子1が配置される位置を通らないように切り込み4aが設けられていることが好ましい。
切り込み4aにおいて、隣接する小孔の間隔や、1つの小孔の長さ及び幅は特に限定されず、発光装置10(反射板4)に必要な強度に応じ、また、第1基板2の絶縁性を確保できる範囲で適宜選択することができる。 切り込み4aを形成する小孔の個数は、特に限定されない。
また、切り込み4aを形成する小孔のサイズは、各切り込み4aに共通でもよいし、異なっていてもよい。 また、複数の切り込み4aが形成される場合、切り込み4a同士の間隔は共通でもよいし異なっていてもよい。
例えばPETからなる反射板4と、ポリイミドを基材とする第1基板2と、がそれぞれ用いられる場合、反射板4は第1基板2よりも熱膨張率が高くなる。 したがって、反射板4に切り込み4aが形成されていない、第1実施形態の発光装置10(図1A参照)が、図示しない駆動回路等の発熱によって加熱されると、反射板4と第1基板2との間で異なる寸法変化が生じ、結果として発光装置10に反りが発生する。
図7に示すように、反射板4に切り込み4aが形成されていると、加熱された反射板4は切り込み4aを広げるように膨張して反射板4の全体的な寸法変化が軽減され、ひいては、発光装置10aの反りが抑制される。 また、切り込み4aを設けない構成では、反射板4の多数の発光素子1を設置した側の温度が、その反対側の温度よりも高くなるため、反射板4が、全体的に、その発光素子1を設置した側を凸状にして反る傾向がある。これに対して、切り込み4aを設けることで、反射板4は熱的に小さく分割され、全体としてみた時の反りが抑制されると考えられる。これらのことから、反射板4の切り込み4a部はそれ以外の部分より発光装置の点灯と消灯を繰り返すことによる伸縮や反りが大きい傾向がある。したがって、第1基板に実装された発光素子1が配置される位置を通らないように切り込み4を設けることで、発光素子1が部品側導電部20から剥離するという問題を軽減できる。
第4実施形態に係る発光装置10aによれば、高温多湿の場所に置かれた場合や、加熱されたり、乾燥されたりした場合でも、反りが効果的に抑制される。
≪第5実施形態≫
図8Aは反射板の平面に形成される貫通孔を示す図である。 図8Bは反射板の平面に形成される貫通孔の別の形状を示す図である。 図8Cは反射板の平面に形成される貫通孔のさらに別の形状を示す図である。
図1に示すように反射板4に第1基板2と第2基板3が配置される発光装置10において、第1通電ランド21(図4A参照)と第2通電ランド31(図4A参照)とが半田Hd(図4A参照)で接合される場合、接合時にはこの部分が非常に高温になる。
また、第1補強ランド22(図4A参照)と第2補強ランド32(図4A参照)とが半田Hd(図4A参照)で接合される場合、接合時にはこの部分も非常に高温になる。
反射板4はPETなどの樹脂製の場合には高熱で溶けやすい。 そして反射板4が高熱で溶けると樹脂破片が生じ、この樹脂破片が、図8Aに示す反射板4の平面4fに付着する場合がある。 反射板4の平面4fは、発光素子1(図4A参照)の発光を反射する反射面になるので平面4fに樹脂破片が付着すると、発光装置10としての発光特性が低下する。
図8Aに示すように、反射板4において半田Hdに対面する位置(図4Aに示す、第1通電ランド21と第2通電ランド31の位置、及び、第1補強ランド22と第2補強ランド32の位置)に、第2基板3の全体が対面する位置からずらして貫通孔4hが開口していると、高温になる半田Hdと反射板4との接触が回避されるので反射板4が溶けず、樹脂破片も発生しない。 したがって、反射板4に第1基板2と第2基板3が配置される構造の発光装置10であっても、発光特性を低下させることなく、第1基板2と第2基板3とを半田Hdで接合できる。
なお、反射板4に開口する貫通孔4hの形状は矩形として示しているが、その形状は限定されず、かつ、大きさも限定されない。
例えば、図8Aに示すように、全ての半田Hdと干渉しないように、1つの大きな貫通孔4hが開口している構成であってもよい。 また、図8Bに示すように、1つの第1基板2に対して1つの貫通孔4hが開口し、1つの第1基板2に備わる半田Hdに対して1つの貫通孔4hが形成されるように複数の貫通孔4hとする構成であってもよい。 また、図8Cに示すように、1つの半田Hdに対して1つの貫通孔4hが開口している構成であってもよい。 例えば、4つの半田Hdが備わる1つの第1基板2に対して、4つの貫通孔4hが形成される構成であってもよい。 つまり、半田Hdに対面する位置を貫通孔4hで開口することや、半田Hdの周囲まで併せて貫通孔4hで開口することなど、反射板4が熱の影響を受けにくく、かつ、半田Hdに干渉しないように貫通孔4hが開口していることが好ましい。
なお、第1実施形態〜第5実施形態に係る発光装置に含まれる基板接合構造は適宜設計変更が可能である。
例えば、第1実施形態は、図1Aに示すように、第2基板3に接合される第1基板2が長尺(帯状)を呈している。 しかしながら、第2基板3に接合される第1基板2の形状は限定されない。第1実施形態に含まれる基板接合構造や第2実施形態に含まれる基板接合構造によって、矩形(正方形を含む)や円形(楕円形を含む)など、様々な形状の第1基板(図示せず)を第2基板3に接合することができる。
また、第1実施形態に含まれる基板接合構造や第2実施形態に含まれる基板接合構造を、可撓性基板とリジッド基板(剛性の高い基材からなる基板)の接合に適用することも可能である。 この場合、リジッド基板に可撓性基板を重ね合わせ、可撓性基板の側から半田付けすることで可撓性基板をリジッド基板に接合して連結できる。
また、第1基板2が多層基板(第1基材20aの内部において部品側導電部20が層状に積層されて形成された基板)であってもよいし、第2基板3が多層基板(第2基材30aの内部において中継側導電部30が層状に積層されて形成された基板)であってもよい。 第1基板2が多層基板の場合、第1通電ランド21や第1補強ランド22が部品実装面2aに露出して形成されていればよい。 また、第2基板3が多層基板の場合、第2通電ランド31や第2補強ランド32が基板接合面3aに露出して形成されていればよい。
また、導電性の接合部材は半田Hdに限定されない。 例えば、導電性の接着剤で第1通電ランド21と第2通電ランド31が接合(接着)される構成であってもよい。
また、第1基板2(図1A参照)に実装される電子部品は発光素子1(図1A参照)に限定されない。 例えば、実装される電子部品として、トランジスタ、抵抗、コンデンサ、ツェナーダイオード、ブリッジダイオード、ヒューズなど、他の電子部品が更に発光素子1に併せてあってもよく、他の電子部品単独であっても構わない。
また、各実施形態において、基板接合構造では、第1補強ランド22(図4A参照)及び第2補強ランド32(図4A参照)が備わらない構成であってもよい。
2 第1基板
2b 接合端部
2c 第2端部
3 第2基板
4 反射板
4f 平面
4h 貫通孔
6 粘着部材
20 部品側導電部(第1配線パターン)
20a 第1基材
22 第1補強ランド
30 中継側導電部(第2配線パターン)
30a 第2基材(第2基板の基材)
32 第2補強ランド
Hd 半田(導電性の接合部材,補強用の接合部材)

Claims (16)

  1. 可撓性を有する第1基材上に設けられる第1配線パターンを備える第1基板と、
    第2基材上に設けられる第2配線パターンを備える第2基板と、
    前記第1配線パターン上に実装された発光素子と、を有し、
    前記第1配線パターンと前記第2配線パターンが対面しないように前記第1基板の接合端部が前記第2基板に重なるとともに前記第1基板の第2端部が前記第2基板と重ならず、
    前記第1基板の前記第1配線パターンを有する面と反対側の面である裏面が前記第2基板の前記第2配線パターンを有する面と対面し、
    前記第1配線パターンの先端付近に設けた第1通電ランドと前記第2配線パターンの先端付近に設けた第2通電ランドとにまたがり、前記第1基板の前記接合端部の一部を覆う導電性の接合部材を有し、
    前記第2通電ランドは前記第1通電ランドよりも面積が広く、且つ前記第1基板の短手方向において前記第2通電ランドの長さが前記第1通電ランドの長さよりも長い発光装置。
  2. 前記第1配線パターンが前記第1基板の第1端部まで設けられている請求項1に記載の発光装置。
  3. 前記接合端部が前記第2配線パターンと重なる請求項1又は請求項2に記載の発光装置。
  4. 前記第1基材上に、それよりも光反射率の高い第1絶縁フィルムが設けられている請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の発光装置。
  5. 前記第1基材上に前記第1配線パターンと電気的に絶縁された第1補強ランドが形成され、
    前記第2基材上に前記第2配線パターンと電気的に絶縁された第2補強ランドが形成され、
    前記第1補強ランドと前記第2補強ランドにまたがり、前記第1基板の前記接合端部の一部を覆う補強用の接合部材を有する請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の発光装置。
  6. 前記第1基材と前記第2基材が粘着部材によって接着されている請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の発光装置。
  7. 前記第2基板が可撓性基板である請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の発光装置。
  8. 前記導電性の接合部材が半田である請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の発光装置。
  9. 前記補強用の接合部材が半田である請求項5に記載の発光装置。
  10. 前記第1基板の厚みが20μmから500μmの間にある請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載の発光装置。
  11. 前記第1基板と、前記第2基板とが、反射板に取り付けられている請求項1から請求項10までのいずれか1項に記載の発光装置。
  12. 前記反射板は、前記第1基板の第1配線パターンの側に取り付けられており、前記導電性の接合部材に対面する位置に貫通孔が開口している請求項11に記載の発光装置。
  13. 前記第1基板の第1配線パターンの側に取り付けられた反射板を有し、前記反射板は補強用の接合部材に対面する位置に貫通孔が開口している請求項5又は請求項8に記載の発光装置。
  14. 前記第1基板の第1配線パターンの側に取り付けられた反射板を有し、前記反射板は前記導電性の接合部材及び補強用の接合部材に対面する位置に貫通孔が開口している請求項5又は請求項8に記載の発光装置。
  15. 前記反射板にミシン目状の切込みが形成されている請求項11から請求項14までのいずれか1項に記載の発光装置。
  16. 前記ミシン目状の切込みが、第1基板に実装された発光素子にかからない位置に設けられている請求項15に記載の発光装置。
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