WO2016009830A1 - 配線基板及びこれを用いた光照射装置 - Google Patents

配線基板及びこれを用いた光照射装置 Download PDF

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soldering
wiring
soldered
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拓三 戸川
貴洋 森
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シーシーエス株式会社
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/05—Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate

Definitions

  • the present invention relates to a wiring board in which a wiring conductor layer is formed on a base board made of metal via an insulating layer, and a light irradiation apparatus using the wiring board.
  • Patent Document 1 As a method of manufacturing an electronic circuit module, as shown in Patent Document 1, for example, a method having a reflow process and a manual soldering process is known.
  • solder paste cream solder
  • the manual soldering process is a process of manually soldering electronic components that cannot be mounted in the reflow process.
  • an insulating substrate such as glass epoxy is generally used as the base substrate of the wiring substrate.
  • Such an insulating substrate has low thermal conductivity, and when soldering by hand, the part to be soldered and the solder are sufficiently heated, so that there is no particular problem in the manual soldering process.
  • a metal substrate having excellent thermal conductivity such as aluminum may be used for the base substrate in order to dissipate heat generated from the LED.
  • a metal substrate having excellent thermal conductivity such as aluminum
  • heat applied to the part to be soldered is easily transferred to the surrounding part. As a result, it was difficult to sufficiently heat the part to be soldered and the solder, and manual soldering was very difficult.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems.
  • the workability is improved.
  • the main challenge is to increase it.
  • a wiring board according to the present invention includes a base board made of metal and a wiring conductor layer formed on one surface of the base board via an insulating layer, and the wiring conductor layer includes an electronic component or an external conductor. Is provided with an individual soldering region to be soldered, and all or part of a portion corresponding to the individual soldering region of the base substrate is removed.
  • the “part corresponding to the individual soldering area of the base substrate” is a part that overlaps the individual soldering area in a plan view of the base substrate.
  • the said removal process can be performed by cutting or an etching process, for example.
  • Electronic components that can be soldered by reflow processing may be soldered by reflow processing.
  • the entire base substrate is heated, so there is no need to consider heat transfer from the soldering area (reflow soldering area) of the electronic component to be reflowed to the surroundings. Therefore, basically, it is not necessary to remove the portion corresponding to the reflow soldering area in the base substrate.
  • electronic components or external conductors that cannot be soldered by reflow processing must be soldered manually or by a soldering robot. When soldering manually or by a soldering robot, the soldering area (individual soldering area) of electronic parts or external conductors to be soldered manually is locally heated.
  • the portion corresponding to the individual soldering region in the base substrate is not removed, and corresponds to the individual soldering region of the base substrate. It is desirable that all or part of the portion to be removed is removed. However, the present invention does not prevent the reflow soldering area from being removed together.
  • All or a part of the portion of the base substrate corresponding to the individual soldering region in plan view may be removed in the thickness direction of the base substrate. If this is the case, the portion where the heat applied to the individual soldering region is transferred can be further reduced, so that the individual soldering region can be efficiently heated, and the electronic parts can be soldered more manually. It can be made easier.
  • a part in the thickness direction of the base substrate may be removed for all or a part of the portion corresponding to the individual soldering region of the base substrate in plan view. If all parts in the thickness direction of the base board are removed, the mechanical strength of the base board (wiring board) may be reduced. However, if only part of the base board is removed in the thickness direction, the mechanical strength will exceed a certain level. Can keep.
  • the removed portion of the base substrate is filled with a material having a lower thermal conductivity than that of the base substrate, such as an epoxy resin, it is difficult to escape the heat applied to the individual soldering region, A reduction in mechanical strength of the wiring board can be prevented.
  • the base substrate is preferably made of aluminum or copper.
  • the thermal conductivities of aluminum and copper are generally 237 W / mK (300 K) and 401 W / mK (300 K), respectively, and since they have high thermal conductivity (high heat dissipation), the effects of the present invention are more remarkable. It becomes.
  • the wiring conductor layer is bent and all or a part of the bent portion of the base substrate is removed. In this case, since all or part of the base substrate is removed at the bent portion of the wiring board, the wiring board can be easily bent.
  • the light irradiation apparatus is soldered to the above-described wiring board, a holding body for holding the wiring board, at least one LED mounted on the wiring board, and an individual soldering area of the wiring board. And an attached external conducting wire.
  • the wiring board has a notch or a through hole for extending the external conductor from one surface side of the base substrate to the other surface side, and the external conductor is notched. It is desirable that the second substrate is led to the other surface side of the base substrate through the portion or the through hole and extended to the outside of the holding body.
  • the external conductor is connected using the connection connector soldered by the reflow process, so the arrangement space of the connection connector and the arrangement space of the connector on the external conductor side connected to the connection connector
  • the connection connector can be dispensed with.
  • the external conductor can be bent from the vicinity of the part where the external conductor is soldered, for example, to the other surface side of the base substrate, and the external conductor in the housing can be designed appropriately. it can.
  • the perspective view which shows the light irradiation apparatus which concerns on one Embodiment of this invention The top view which shows the light irradiation apparatus of the embodiment.
  • the light irradiation apparatus 100 of the present embodiment includes a wiring board 2 on which a plurality of LEDs 3 are mounted, and a housing (holding body) 4 that houses the wiring board 2. Yes.
  • the light irradiation device 100 according to the present embodiment is a so-called ring illumination device.
  • the light irradiation apparatus 100 captures an image of a work illuminated by the light irradiation apparatus 100 by an imaging unit such as a CCD camera through an opening formed in the central portion of the light irradiation apparatus 100, and the appearance of the work. Used in visual inspection systems that perform inspections.
  • the housing 4 includes a main body element 41 to which the wiring board 2 is fixed, and a cover element (not shown) that is attached to the main body element 41 and has a light transmission region that emits light from the LED 3 to the outside. ing.
  • the main body element 41 of the present embodiment has a generally annular shape, and includes a radially outer outer peripheral wall 41a and a radially inner inner peripheral wall 41b. Between the outer peripheral wall 41a and the inner peripheral wall 41b. The wiring substrate 2 is accommodated in the formed substrate accommodating space.
  • the cover element has a substantially annular shape and closes the opening formed by the outer peripheral wall 41a and the inner peripheral wall 41b of the main body element 41, and diffuses and emits light from the LED 3. A light diffusing member is provided.
  • the wiring board 2 has a substantially annular shape that is accommodated without play between the outer peripheral wall 41 a and the inner peripheral wall 41 b of the main body element 41. It is fixed by.
  • the wiring substrate 2 includes a base substrate 21 made of metal, and a wiring conductor layer formed on one surface (upper surface) 21 a of the base substrate 21 via an insulating layer 22.
  • 23 is a so-called single layer substrate.
  • a resist layer 24 is formed on the upper surface of the wiring conductor layer 23.
  • only the single insulating layer 22 is formed between the base substrate 21 and the wiring conductor layer 23, but a plurality of other layers may be formed.
  • the base substrate 21 has a substantially annular shape made of a metal having high thermal conductivity such as aluminum or copper.
  • the insulating layer 22 is formed over the entire upper surface 21 a of the base substrate 21.
  • the insulating layer 22 has a function of insulating between the metal base substrate 21 and the wiring conductor layer 23.
  • the wiring conductor layer 23 is used to electrically connect various electronic components such as the LED 3 and the resistor chip 5 mounted on the wiring board 2 and the external conductor 6, and is formed to have a predetermined wiring pattern.
  • the wiring conductor layer 23 is provided with soldering regions R1 and R2 for soldering the electronic component or the external conductor 6.
  • the wiring conductor layer 23 has a reflow soldering region R1 in which electronic components are soldered by a reflow process (reflow apparatus), and a manual operation in which an external conductor is a soldering iron. And a manual soldering region R2 which is an individual soldering region to be soldered by the above.
  • the reflow soldering region R1 and the manual soldering region R2 are both constituted by solder lands.
  • a solder paste cream solder
  • a predetermined electronic component is placed thereon, the solder paste is melted using a reflow furnace, and then cooled, whereby the electronic component is soldered. It is an area to be done.
  • the LED 3 and the resistor chip 5 are electronically soldered to the reflow soldering region R1 as electronic components.
  • the manual soldering region R2 In the manual soldering region R2, after electronic components are soldered to the reflow soldering region R1, electronic components that cannot be soldered by the reflow process are individually soldered manually using a soldering iron. It is an area.
  • the external conductor 6 is soldered to the manual soldering region R2.
  • a soldering robot a robot that performs soldering using a soldering iron or a robot that performs soldering using a semiconductor laser can be considered.
  • the wiring board 2 extends the external conductor 6 soldered to the manual soldering region R2 to the other surface (lower surface) 21b side of the base substrate 21 as shown in FIGS. 2 and 3 in particular.
  • the notch 2K is provided.
  • the cutout portion 2K has a shape in which a part of the outer edge portion of the wiring board 2 adjacent to the manual soldering region R2 is cut out inward.
  • the wiring board 2 has a substantially disc shape, and the cutout portion 2K is formed on the outer peripheral portion located on the radially outer side of the manual soldering region R2.
  • the entire portion corresponding to the soldering region of the base substrate 21 is removed. Specifically, in the base substrate 21, the portion corresponding to the reflow soldering region R1 is not removed, and the entire portion in the thickness direction of the portion 21X corresponding to the hand soldering region R2 is removed. There is no base substrate 21 in the portion, and only the insulating layer 22 and the wiring conductor layer 23 are provided.
  • the portion 21X is a lower portion (directly lower portion) of the hand soldering region R2, and includes the entire hand soldering region R2 in a plan view of the base substrate 21, that is, the outer shape of the hand soldering region R2. (See particularly the partially enlarged plan view of FIG. 6).
  • FIG. 7A shows the heat transfer path of the wiring board having the conventional configuration
  • FIG. 7B shows the heat transfer path of the wiring board 2 of the present embodiment.
  • the base substrate 21 immediately below the manual soldering region R2 is not removed, so the heat applied to the manual soldering region R2 by the soldering iron. However, it is transmitted directly under and around the hand soldering region R2. As a result, the temperature of the hand soldering region R2 does not rise sufficiently, the solder is difficult to melt, and soldering becomes difficult.
  • the soldering iron is used to form the manual soldering region R2.
  • the applied heat is not transmitted directly under the hand soldering region R2, and is not easily transmitted to the periphery of the removed portion.
  • the temperature of the manual soldering region R2 can be sufficiently raised, the solder is easily melted, and soldering is facilitated.
  • the insulating film 22 is formed on the surface of the base substrate 21, and the wiring conductor layer 23 is patterned on the surface of the insulating film 22. Also, a resist film 24 is formed on the surface portion of the wiring board 23 excluding the soldering regions R1 and R2.
  • the entire portion corresponding to the manual soldering region R2 of the base substrate 21 is removed from the lower surface 21b of the base substrate 21 by cutting (for example, router processing) or etching.
  • connection connector since it is not necessary to solder the connection connector for connecting the external conductor 6 by reflow processing, and the external conductor 6 can be soldered manually, the connection connector can be eliminated, and the wiring board 2 and the light irradiation apparatus 100 can be made compact. In addition, by eliminating the need for the connection connector, the external conductor 6 can be bent from the vicinity of the soldered portion toward the lower surface 21b of the base substrate 21. Can be designed.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the portion 21X corresponding to the hand soldering region R2 of the base substrate 21 is removed from the upper surface 21a to the lower surface 21b.
  • a part of the structure may be removed from the lower surface 21b toward the upper surface 21a.
  • the thickness of the processed base substrate 21 is 0.3 mm or less.
  • a structure in which a part of the base substrate 21 is removed from the upper surface 21a toward the lower surface 21b may be employed.
  • the removed portion of the base substrate 21 is filled with a substance 21Y (for example, epoxy resin) having a lower thermal conductivity than the base substrate 21 (the filling thickness of the substance 21Y is (This is not limited at all.) In this way, it is possible to prevent the heat applied to the manual soldering region R2 from escaping and to prevent the mechanical strength of the wiring board 23 (base substrate 21) from being lowered. Can do.
  • a substance 21Y for example, epoxy resin
  • the entire portion 21X corresponding to the hand soldering region R2 of the base substrate 21 is removed in plan view, but a part of the corresponding portion 21X in plan view is removed.
  • the structure may be different.
  • the outer peripheral portion of the corresponding portion 21X may be removed in plan view.
  • the outer peripheral portion of the corresponding portion 21X includes the outline of the manual soldering region R2 in plan view. Even in this configuration, heat is not easily transmitted to the peripheral portion of the corresponding portion 21X, and the manual soldering region R2 can be sufficiently heated.
  • FIG. 9B a configuration may be adopted in which a plurality of corresponding portions 21X are partially removed in plan view.
  • the removed portions are configured to be equally spaced along the predetermined direction of the manual soldering region R2, but the removed portions may be arranged irregularly.
  • the removed portion includes a part of the outline of the manual soldering region R2 in plan view.
  • the effect is smaller than when the entire corresponding portion 21X is removed, the portion where heat applied to the manual soldering region R2 is transferred can be reduced.
  • the external conductor 6 is soldered to the manual soldering region R2, but an electronic component such as the LED 3 or the resistor chip 5 may be soldered to the manual soldering region R2.
  • an electronic component such as the LED 3 or the resistor chip 5 may be soldered to the manual soldering region R2.
  • the LED 3 is soldered to the manual soldering region R2 it may be considered that the heat generated by the LED 3 is not sufficiently dissipated, but the heat dissipating property of the heat generated by the LED 3 can be secured to some extent, and when soldering The corresponding portion 21X may be removed to such an extent that it can be sufficiently heated.
  • the removal mode of the corresponding portion 21X is such that the removal portion has an equal cross-sectional shape in the thickness direction of the base substrate 21, but is not limited thereto, and the removal portion in the thickness direction.
  • the cross-sectional shape may be smaller or larger as it goes from the lower surface 21b to the upper surface 21a.
  • the light irradiation apparatus 100 includes a holding body 4 having a rectangular tube shape, and includes a wiring substrate 2 bent into a substantially rectangular tube shape inside the holding body 4. It may be a thing.
  • the wiring board 2 includes a mounting portion 2a and a connecting portion 2b that can be energized and has flexibility.
  • the wiring board 2 includes four mounting portions 2a and flexible connecting portions 2b that connect the adjacent mounting portions 2a and 2a to each other so as to allow energization.
  • the mounting portion 2a includes a rectangular substrate portion 2a1 having a rectangular shape to which the connecting portion 2b is connected, and a trapezoidal trapezoidal substrate portion 2a2 provided extending from one side of the rectangular substrate portion 2a1.
  • a light source 3 is provided on the rectangular substrate portion 2a1 and the trapezoidal substrate portion 2a2.
  • the wiring board 2 is formed in a rectangular tube shape by bending the connecting portion 2b. Further, by bending between the rectangular substrate portion 2a1 and the trapezoidal substrate portion 2a2, the oblique sides of the adjacent trapezoidal substrate portions 2a2 are adjacent or close to each other, and an opening 2H is formed in the upper portion. In this configuration, light from the light source 3 is emitted from the lower portion of the rectangular cylindrical wiring board 2.
  • the base substrate 21 is removed at the bent portion 21Y between the connecting portion 2b and the rectangular substrate portion 2a1 and the trapezoidal substrate portion 2a2. This facilitates the bending operation of the connecting portion 2b and the bending operation of the rectangular substrate portion 2a1 and the trapezoidal substrate portion 2a2.
  • an individual soldering region R2 in which the external wiring 6 is soldered manually by using a soldering iron is formed in one mounting portion 2a.
  • the individual soldering region R2 is formed between the rectangular substrate portion 2a1 and the trapezoidal substrate portion 2a2 on the inner surface of the mounting portion 2a.
  • the entire portion corresponding to the individual soldering region R2 of the base substrate 21 is removed. That is, the mounting portion 2a is configured to be bent in the individual soldering region R2. Accordingly, it is possible to easily bend the wiring board while taking advantage of a configuration in which the electronic component or the external conductor can be easily soldered manually or by a soldering robot.
  • the workability when an electronic component or the like is soldered to a wiring board using a base substrate made of metal by a manual operation or a soldering robot, the workability can be improved.

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Abstract

　本発明は、金属からなるベース基板を用いた配線基板において、電子部品を手作業で容易に半田付けできるようにするものであり、金属からなるベース基板２１と、ベース基板２１の上面２１ａに絶縁層２２を介して形成された配線導体層２３とを備える。また、配線導体層２３に、電子部品又は外部導線が半田付けされる個別半田付け領域Ｒ２が設けられている。そして、ベース基板２１の個別半田付け領域Ｒ２に対応する部分２１Ｘの全部又は一部が除去されている。

Description

配線基板及びこれを用いた光照射装置
　本発明は、金属からなるベース基板上に絶縁層を介して配線導体層を形成した配線基板、及び当該配線基板を用いた光照射装置に関する。
　従来から、電子回路モジュールの製造方法として、特許文献１に示すように、例えばリフロー工程及び手半田工程を有するものが知られている。リフロー工程は、配線基板上に半田ペースト（クリーム半田）を塗り、その上に電子部品を載せて、リフロー炉を用いて配線基板を加熱して半田ペーストを溶融させ、その後冷却して半田付けする工程である。また、手半田工程は、前記リフロー工程では実装できない電子部品を、手作業で半田付けする工程である。
　ここで、配線基板のベース基板には、一般的に、例えばガラスエポキシ等の絶縁基板が用いられている。このような絶縁基板は熱伝導性が低く、手作業で半田付けする際に半田付けする部分及び半田が十分に加熱されるので、前記手半田工程において特に問題は生じない。
　その一方で、例えば、配線基板にＬＥＤを実装するような場合には、当該ＬＥＤから発生する熱を放熱すべく、そのベース基板にアルミニウム等の熱伝導性に優れた金属基板を用いることがある。このような金属基板を用いた場合、手作業で半田付けする際に、半田付けする部分に加えた熱がその周囲部分に伝熱され易い。その結果、半田付けする部分及び半田を十分に加熱し難く、手作業での半田付けが非常に困難であった。
特開２００３－２２９６５５号公報
　そこで本発明は、上記問題を解決すべくなされたものであり、金属からなるベース基板を用いた配線基板に、電子部品等を手作業や半田付けロボット等で半田付けするに当たり、その作業性を高めることをその主たる課題とするものである。
　すなわち本発明に係る配線基板は、金属からなるベース基板と、前記ベース基板の一方の面に絶縁層を介して形成された配線導体層とを備え、前記配線導体層に、電子部品又は外部導線が半田付けされる個別半田付け領域が設けられており、前記ベース基板の前記個別半田付け領域に対応する部分の全部又は一部が除去されていることを特徴とする。
　ここで、「前記ベース基板の前記個別半田付け領域に対応する部分」とは、前記ベース基板の平面視において前記個別半田付け領域と重なる部分のことであり、除去の態様としては、ベース基板の前記個別半田付け領域と重なる全領域を除去する場合だけでなく、例えば前記個別半田付け領域の外形形状（輪郭形状）と略一致するように除去したり、前記個別半田付け領域全体を含むように、つまり前記個別半田付け領域の外形形状よりも若干大きく除去しても良い。また、当該除去加工は、例えば、切削加工やエッチング加工により行うことができる。
　このような配線基板であれば、ベース基板において、配線導体層に設けられた個別半田付け領域に対応する部分の全部又は一部が除去されているので、個別半田付け領域に加えた熱が伝熱する部分を小さくして当該熱を逃げ難くすることができる。したがって、個別半田付け領域及び半田を十分に加熱することができ、電子部品又は外部導線を手作業や半田付けロボットで容易に半田付けできる。また、ベース基板の個別半田付け領域に対応する部分の全部又は一部を除去するだけで良く、配線基板の構成を簡略化することができる。さらに、外部導線を配線基板に手作業や半田付けロボットで半田付けするようにすれば、外部導線を接続するための接続コネクタをリフロー処理によって半田付けする必要が無くなるので、当該接続コネクタを不要にして、配線基板のコンパクト化を図ることができる。
　リフロー処理により半田付けできる電子部品（例えばＬＥＤや抵抗チップ等）については、リフロー処理で半田付けすればよい。このリフロー処理ではベース基板全体が加熱されるため、リフロー処理される電子部品の半田付け領域（リフロー半田付け領域）から周囲への伝熱を考える必要はない。このため、基本的に前記ベース基板において、リフロー半田付け領域に対応する部分は除去する必要はない。
　一方で、リフロー処理により半田付けできない電子部品又は外部導線については、手作業や半田付けロボットで半田付けする必要がある。この手作業や半田付けロボットで半田付けする場合には、手作業で半田付けされる電子部品又は外部導線の半田付け領域（個別半田付け領域）が局所的に加熱されるため、当該個別半田付け領域から周囲への伝熱を考慮する必要がある。このため、前記ベース基板において、個別半田付け領域に対応する部分の全部又は一部を除去する必要がある。
　つまり、本発明の配線基板がリフロー処理及び手半田処理されるものの場合には、前記ベース基板のリフロー半田付け領域に対応する部分は除去されておらず、前記ベース基板の個別半田付け領域に対応する部分の全部又は一部が除去されていることが望ましい。ただ、本発明は、リフロー半田付け領域も併せて除去することを何ら妨げるものではない。
　前記ベース基板の前記個別半田付け領域に対応する部分の平面視における全部又は一部について、前記ベース基板の厚み方向における全部分が除去されていても良い。
　これならば、個別半田付け領域に加えた熱が伝熱する部分をより一層小さくすることができるので、個別半田付け領域を効率良く加熱することができ、電子部品の手作業による半田付けをより一層容易にすることができる。
　また、前記ベース基板の前記個別半田付け領域に対応する部分の平面視における全部又は一部について、前記ベース基板の厚み方向における一部分が除去されていても良い。
　ベース基板の厚み方向における全部分を除去すると、ベース基板（配線基板）の機械的強度が低下する恐れがあるが、厚み方向における一部分の除去に留めておけば、機械的強度を一定レベル以上に保つことができる。
　この意味で、ベース基板の除去部分に、例えばエポキシ樹脂といった、当該ベース基板よりも熱伝導率が低い物質を充填するようにすれば、個別半田付け領域に加えられた熱を逃げ難くしつつ、配線基板の機械的強度の低下を防止することができる。
　なお、前記ベース基板は、アルミニウム又は銅からなることが望ましい。アルミニウムや銅の熱伝導率は、一般的にそれぞれ、２３７Ｗ／ｍＫ（３００Ｋ）、４０１Ｗ／ｍＫ（３００Ｋ）であり、高い熱伝導性（高い放熱性）を有するため、本発明の効果が一層顕著となる。
　前記個別半田付け領域で折り曲げられていることが望ましい。これならば、電子部品又は外部導線を手作業や半田付けロボットで容易に半田付けできるという効果に加えて、配線基板を折り曲げ易くすることができる。
　また、前記配線導体層が折り曲げられるものであり、前記ベース基板における折り曲げ部分の全部又は一部が除去されていることが望ましい。これならば、配線基板の折り曲げ部分において、ベース基板の全部又は一部が除去されているので、配線基板を折り曲げ易くすることができる。
　さらに、本発明に係る光照射装置は、上述した配線基板と、前記配線基板を保持する保持体と、前記配線基板に実装された少なくとも１つのＬＥＤと、前記配線基板の個別半田付け領域に半田付けされた外部導線とを備えることを特徴とする。そして、前記配線基板が、前記外部導線を前記ベース基板の一方の面側から他方の面側に延出させるための切り欠き部又は貫通孔を有しており、前記外部導線が、前記切り欠き部又は前記貫通孔を介して前記ベース基板の他方の面側に導かれ、前記保持体の外部に延出されていることが望ましい。
　従来の配線基板では、リフロー処理によって半田付けした接続コネクタを利用して外部導線を接続しているため、当該接続コネクタの配置スペースや、当該接続コネクタに接続される外部導線側のコネクタの配置スペース等により、外部導線を配線基板の側方に延出させる構成にせざるを得ない等、外部導線の取り回しに制約があった。
　ところが、本発明によれば、外部導線を手作業や半田付けロボットで半田付けすることができるので、接続コネクタを不要にすることができる。これにより、外部導線を半田付けした部分の近傍から例えばベース基板の他方の面側に曲げることができる等、外部導線を取り回し易くなり、筐体における外部導線の延出部分を適宜設計することができる。
　このように構成した本発明によれば、ベース基板の個別半田付け領域に対応する部分の全部又は一部が除去されているので、電子部品又は外部導線の手作業や半田付けロボットによる半田付けについてその作業性を大きく向上させることができる。
１００・・・光照射装置
２　　・・・配線基板
４　　・・・筐体（保持体）
６　　・・・外部導線
２１　・・・ベース基板
２１Ｘ・・・個別半田付け領域に対応する部分
２２　・・・絶縁層
２３　・・・配線導体層
Ｒ２　・・・個別半田付け領域
本発明の一実施形態に係る光照射装置を示す斜視図。 同実施形態の光照射装置を示す平面図。 同実施形態の光照射装置のＡ部分拡大平面図。 同実施形態の配線基板を示す平面図及び底面図。 同実施形態の配線基板の除去部分を示す部分拡大断面図。 同実施形態の配線基板の除去部分を示す部分拡大斜視図及び部分拡大平面図。 従来及び本実施形態の配線基板における伝熱経路を示す模式図。 配線基板の変形例を示す図。 配線基板の変形例を示す図。 変形実施形態の光照射装置を示す斜視図。 変形実施形態における配線基板の組み立て状態を示す斜視図。 変形実施形態における配線基板の展開状態を示す平面図及び底面図。
　以下に本発明に係る光照射装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
　本実施形態の光照射装置１００は、図１及び図２に示すように、複数のＬＥＤ３が実装された配線基板２と、当該配線基板２を収容する筐体（保持体）４とを備えている。本実施形態の光照射装置１００は、所謂リング型照明装置である。この光照射装置１００は、当該光照射装置１００により照明されたワークを、光照射装置１００の中央部に形成された開口部を介して、ＣＣＤカメラ等の撮像部により撮像して、ワークの外観検査を行う外観検査システムに用いられる。
　筐体４は、配線基板２が固定される本体要素４１と、当該本体要素４１に取り付けられて、前記ＬＥＤ３からの光を外部に射出する光透過領域を有するカバー要素（不図示）とを備えている。
　本実施形態の本体要素４１は、概略円環形状をなすものであり、径方向外側の外側周壁４１ａと径方向内側の内側周壁４１ｂとを有し、当該外側周壁４１ａ及び内側周壁４１ｂの間に形成される基板収容空間内に配線基板２が収容される。また、カバー要素は、概略円環形状をなすものであり、本体要素４１の外側周壁４１ａ及び内側周壁４１ｂにより形成される開口部を閉塞するものであり、ＬＥＤ３からの光を拡散して射出する光拡散部材を備えて構成されている。
　配線基板２は、図２及び図４に示すように、本体要素４１の外側周壁４１ａ及び内側周壁４１ｂの間にガタ無く収容される概略円環形状をなすものであり、本体要素４１にねじ等により固定される。
　具体的に配線基板２は、図４～図６に示すように、金属からなるベース基板２１と、ベース基板２１の一方の面（上面）２１ａに絶縁層２２を介して形成される配線導体層２３とを備えたいわゆる単層基板である。また、配線導体層２３の上面には、レジスト層２４が形成されている。なお、本実施形態では、ベース基板２１及び配線導体層２３との間に単一の絶縁層２２のみが形成されているが、その他の複数の層が形成されたものであっても良い。
　ベース基板２１は、例えばアルミニウムや銅等の高熱伝導性を有する金属から形成された概略円環状をなすものである。絶縁層２２は、ベース基板２１の上面２１ａ全体に亘って形成されている。この絶縁層２２は、金属製のベース基板２１と配線導体層２３との間を絶縁する機能を有する。
　配線導体層２３は、配線基板２に実装されるＬＥＤ３や抵抗チップ５等の各種電子部品と外部導線６とを導通させるものであり、所定の配線パターンとなるように形成されている。そして、当該配線導体層２３には、電子部品又は外部導線６を半田付けするための半田付け領域Ｒ１、Ｒ２が設けられている。
　具体的に配線導体層２３には、特に図４に示すように、電子部品がリフロー処理（リフロー装置）により半田付けされるリフロー半田付け領域Ｒ１と、外部導線が半田ごてを用いた手作業により半田付けされる個別半田付け領域である手半田付け領域Ｒ２とが設けられている。なお、リフロー半田付け領域Ｒ１及び手半田付け領域Ｒ２は、共に半田ランドにより構成されている。
　リフロー半田付け領域Ｒ１は、半田ペースト（クリーム半田）を塗り、その上に所定の電子部品を載せて、リフロー炉を用いて半田ペーストを溶融させ、その後冷却することで、前記電子部品が半田付けされる領域である。本実施形態では、リフロー半田付け領域Ｒ１には、電子部品としてＬＥＤ３及び抵抗チップ５等が一括して半田付けされる。
　手半田付け領域Ｒ２は、前記リフロー半田付け領域Ｒ１に所定の電子部品が半田付けされた後に、リフロー処理では半田付けできない電子部品等が半田ごてを用いた手作業で個別に半田付けされる領域である。本実施形態では、手半田付け領域Ｒ２には、外部導線６が半田付けされる。なお、この手半田付け領域Ｒ２には、半田付けロボットを用いて前記外部導線６等を半田付けしても良い。ここで半田付けロボットとしては、半田ごてを用いて半田付けを行うものや、半導体レーザを用いて半田付けを行うものが考えられる。
　そして、配線基板２は、特に図２及び図３に示すように、手半田付け領域Ｒ２に半田付けされた外部導線６を、ベース基板２１の他方の面（下面）２１ｂ側に延出させるための切り欠き部２Ｋを有している。この切り欠き部２Ｋは、手半田付け領域Ｒ２に隣接する配線基板２の外縁部の一部を内側に切り欠いた形状である。本実施形態では、配線基板２が概略円板形状をなすものであり、切り欠き部２Ｋは、手半田付け領域Ｒ２の径方向外側に位置する外周部に形成されている。これにより、手半田付け領域Ｒ２に半田付けされた外部導線６の接続部分の近傍を折り曲げて、ベース基板２１の下面２１ｂ側に延出させることができる。そして、この外部導線６は、筐体４（具体的には本体要素４１）の内部を通って、当該本体要素４１の側壁を介して外部に延出される。なお、図４に示すように、配線基板２の外周部には、切り欠き部２Ｋの他に、本体要素４１にねじ固定するための固定用切り欠き部２Ｌが複数形成されている。
　しかして本実施形態の配線基板２では、図４～図６に示すように、ベース基板２１の半田付け領域に対応する部分の全部が除去されている。具体的には、ベース基板２１において、リフロー半田付け領域Ｒ１に対応する部分は除去されておらず、手半田付け領域Ｒ２に対応する部分２１Ｘの厚み方向における全部分が除去されているため、この部分におけるベース基板２１は無く、絶縁層２２及び配線導体層２３のみが有る構成となる。なお、前記部分２１Ｘは、手半田付け領域Ｒ２の下側部分（直下部分）であり、ベース基板２１の平面視において手半田付け領域Ｒ２全体を含むように、つまり手半田付け領域Ｒ２の外形形状よりも若干大きい外形形状を有している（特に図６の部分拡大平面図参照）。
　次に、このように構成した配線基板２において外部導線６を手半田付け領域Ｒ２に手作業により半田付けする際の熱の伝達経路について簡単に説明する。なお、図７の（Ａ）は、従来構成の配線基板の熱の伝達経路を示し、（Ｂ）には、本実施形態の配線基板２の熱の伝達経路を示している。
　図７の（Ａ）に示すように、従来構成の配線基板では、手半田付け領域Ｒ２の直下のベース基板２１が除去されていないので、半田ごてにより手半田付け領域Ｒ２に加えられた熱が、手半田付け領域Ｒ２の直下及びその周囲に伝わってしまう。その結果、手半田付け領域Ｒ２の温度が十分に上がらず、半田が溶融し難く、半田付けが困難になる。
　一方、図７の（Ｂ）に示すように、本実施形態の配線基板２では、手半田付け領域Ｒ２の直下のベース基板２１が除去されているので、半田ごてにより手半田付け領域Ｒ２に加えられた熱が、手半田付け領域Ｒ２の直下に伝わらないし、除去部分の周囲にも伝わり難い。その結果、手半田付け領域Ｒ２の温度を十分に上げることができ、半田が溶融し易くなり、半田付けが容易となる。
　次に、このように構成した配線基板２の製造方法について説明する。
　まず、ベース基板２１の表面に絶縁膜２２を形成し、当該絶縁膜２２の表面に配線導体層２３をパターン形成する。また、配線基板２３の半田付け領域Ｒ１、Ｒ２を除く表面部分にレジスト膜２４を形成する。
　そして、ベース基板２１の手半田付け領域Ｒ２に対応する部分の全部を、ベース基板２１の下面２１ｂから、切削加工（例えばルーター加工）又はエッチング加工により除去する。
　＜本実施形態の効果＞
　このように構成した本実施形態に係る光照射装置１００によれば、ベース基板２１において、配線導体層２３に設けられた手半田付け領域Ｒ２に対応する部分２１Ｘが除去されているので、手半田付け領域Ｒ２に加えた熱が伝熱する部分を小さくすることができる。したがって、手半田付け領域Ｒ２の加熱を十分にすることができ、外部配線６を手作業で容易に半田付けできる。また、ベース基板２１の手半田付け領域Ｒ２に対応する部分２１Ｘの全部を除去するだけで良く、配線基板２の構成を簡略化することができる。
　さらに、外部導線６を接続するための接続コネクタをリフロー処理によって半田付けする必要が無く、外部導線６を手作業で半田付けすることができるので、接続コネクタを不要にすることができ、配線基板２及び光照射装置１００をコンパクト化することができる。その上、接続コネクタを不要にすることによって、外部導線６を半田付けした部分の近傍からベース基板２１の下面２１ｂ側に曲げることができるので、筐体４における外部導線６の延出部分を適宜設計することができる。
　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、前記実施形態では、ベース基板２１の手半田付け領域Ｒ２に対応する部分２１Ｘが上面２１ａから下面２１ｂに亘って除去されているが、図８の（Ａ）に示すように、ベース基板２１の下面２１ｂから上面２１ａに向かって一部が除去された構造としても良い。このとき、ベース基板２１の下面２１ｂからの加工深さとしては、例えば、加工後のベース基板２１の厚さが０．３ｍｍ以下となるようにすることが考えられる。その他、ベース基板２１の上面２１ａから下面２１ｂに向かって一部が除去された構造としても良い。この他、図８の（Ｂ）に示すように、ベース基板２１の除去部分に、ベース基板２１よりも熱伝導率が低い物質２１Ｙ（例えばエポキシ樹脂等）を充填する（物質２１Ｙの充填厚みは何ら限定されない）ようにしても良く、このようにすれば、手半田付け領域Ｒ２に加えられた熱を逃げ難くしつつ、配線基板２３（ベース基板２１）の機械的強度の低下を防止することができる。
　また、前記実施形態では、ベース基板２１の手半田付け領域Ｒ２に対応する部分２１Ｘの平面視における全部が除去された構成であったが、前記対応する部分２１Ｘの平面視における一部が除去された構成であっても良い。
　例えば、図９の（Ａ）に示すように、平面視において前記対応する部分２１Ｘの外周部分のみを除去する構成としても良い。このとき、平面視において、前記対応する部分２１Ｘの外周部分が、手半田付け領域Ｒ２の輪郭を含んでいる。この構成でも、前記対応する部分２１Ｘの周辺部分に熱が伝わり難く、手半田付け領域Ｒ２を十分に加熱できるようになる。
　一方、図９の（Ｂ）に示すように、平面視において前記対応する部分２１Ｘの複数箇所を部分的に除去する構成としても良い。図９の（Ｂ）では、手半田付け領域Ｒ２の所定方向に沿って除去部分が等間隔となるように構成されているが、除去部分が不規則に配置された構成としても良い。このとき、平面視において、前記除去部分が、手半田付け領域Ｒ２の輪郭の一部を含んでいる。この構成では、対応する部分２１Ｘ全体を除去した場合に比べて効果は小さくなるものの、手半田付け領域Ｒ２に加えた熱が伝熱する部分を小さくすることができる。
　さらに、前記実施形態では、手半田付け領域Ｒ２に外部導線６を半田付けした構成としているが、手半田付け領域Ｒ２にＬＥＤ３や抵抗チップ５等の電子部品を半田付けした構成としても良い。なお、手半田付け領域Ｒ２にＬＥＤ３を半田付けした場合には、当該ＬＥＤ３により生じる熱を十分に放熱しないとも考えられるが、ＬＥＤ３により生じる熱の放熱性をある程度確保でき、且つ、半田付けの際に十分に加熱できる程度に前記対応する部分２１Ｘを除去すれば良い。
　その上、前記実施形態では、対応する部分２１Ｘの除去態様は、ベース基板２１の厚み方向において除去部分が、等断面形状となるものであったが、これに限られず、前記厚み方向において除去部分の断面形状が、下面２１ｂから上面２１ａに行くに従って小さくなる又は大きくなるものであっても良い。
　また、光照射装置１００は、図１０及び図１１に示すように、四角筒状をなす保持体４を有し、当該保持体４の内部に概略四角筒状に折り曲げられた配線基板２を有するものであっても良い。
　この配線基板２は、図１２に示すように、実装部２ａと、通電可能かつ可撓性を有する接続部２ｂとを備えている。具体的に配線基板２は、４つの実装部２ａと、互いに隣り合う実装部２ａ，２ａ同士を通電可能に接続する可撓性を有する接続部２ｂとを備えている。実装部２ａは、接続部２ｂが接続される矩形状の矩形基板部２ａ１と、当該矩形基板部２ａ１の一辺から延び設けられた台形状の台形基板部２ａ２とを有する。また、矩形基板部２ａ１及び台形基板部２ａ２には、光源３が設けられている。
　そして、配線基板２は、接続部２ｂを折り曲げることによって、四角筒状に構成される。また、矩形基板部２ａ１及び台形基板部２ａ２の間を折り曲げることによって、互いに隣接する台形基板部２ａ２の斜辺同士が隣接又は近接するとともに、上部に開口２Ｈが形成される。なお、この構成において、四角筒状の配線基板２の下部から光源３の光が射出される。
　ここで、接続部２ｂと、矩形基板部２ａ１及び台形基板部２ａ２の間の折り曲げ部分２１Ｙにおいて、ベース基板２１の全部又は一部が除去されている。これにより、接続部２ｂの折り曲げ作業、及び矩形基板部２ａ１及び台形基板部２ａ２の折り曲げ作業を容易にしている。
　また、１つの実装部２ａには、外部配線６が半田ごてを用いた手作業により半田付けされる個別半田付け領域Ｒ２が形成されている。具体的に個別半田付け領域Ｒ２は、実装部２ａの内面において、矩形基板部２ａ１及び台形基板部２ａ２の間に形成されている。ここで、ベース基板２１の個別半田付け領域Ｒ２に対応する部分の全部が除去されている。つまり、この実装部２ａにおいては、個別半田付け領域Ｒ２において折り曲げられる構成となる。これにより、電子部品又は外部導線を手作業や半田付けロボットで容易に半田付けできるという構成を生かしつつ、配線基板を折り曲げ易くすることができる。
　その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
　本発明によれば、金属からなるベース基板を用いた配線基板に、電子部品等を手作業や半田付けロボット等で半田付けするに当たり、その作業性を高めることができる。

Claims (9)

  1. 　金属からなるベース基板と、
    　前記ベース基板の一方の面に絶縁層を介して形成された配線導体層とを備え、
    　前記配線導体層に、電子部品又は外部導線が個別に半田付けされる個別半田付け領域が設けられており、
    　前記ベース基板の前記個別半田付け領域に対応する部分の全部又は一部が除去されている配線基板。
  2. 　前記ベース基板の前記個別半田付け領域に対応する部分の平面視における全部又は一部について、前記ベース基板の厚み方向における全部分が除去されている請求項１記載の配線基板。
  3. 　前記ベース基板の前記個別半田付け領域に対応する部分の平面視における全部又は一部について、前記ベース基板の厚み方向における一部分が除去されている請求項１記載の配線基板。
  4. 　前記ベース基板の前記除去部分には、前記ベース基板よりも熱伝導率が低い物質が充填されている請求項１記載の配線基板。
  5. 　前記配線導体層には、前記電子部品がリフロー処理により半田付けされるリフロー半田付け領域と、前記個別半田付け領域とが設けられている請求項１記載の配線基板。
  6. 　前記個別半田付け領域で折り曲げられている請求項１記載の配線基板。
  7. 　前記配線導体層が折り曲げられるものであり、
    　前記ベース基板における折り曲げ部分の全部又は一部が除去されている請求項１記載の配線基板。
  8. 　請求項１記載の配線基板と、
    　前記配線基板を保持する保持体と、
    　前記配線基板に実装された少なくとも１つのＬＥＤと、
    　前記配線基板の個別半田付け領域に半田付けされた外部導線とを備える光照射装置。
  9. 　前記配線基板が、前記外部導線を前記ベース基板の一方の面側から他方の面側に延出させるための切り欠き部又は貫通孔を有しており、
    　前記外部導線が、前記切り欠き部又は前記貫通孔を介して前記ベース基板の他方の面側に導かれ、前記保持体の外部に延出されている請求項８記載の光照射装置。
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