(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板層の上面側に、回路部を備える導電層を積層してあると共に、前記基板層の下面側に、熱伝導率の高い金属材料からなる放熱層を積層してあるフレキシブルプリント配線板であって、前記回路部の一部にハンダを介して発光素子を実装してあると共に、前記放熱層を、樹脂層を介して複数層積層してあるものにおいて、前記フレキシブルプリント配線板には、屈曲を予定する屈曲部と、屈曲を予定しない非屈曲部とを設けてあり、該非屈曲部にのみ前記発光素子を実装してあると共に、前記屈曲部に積層してある放熱層の層数を、前記非屈曲部に積層してある放熱層の層数よりも少ない層数としてあることを特徴とするフレキシブルプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフレキシブルプリント配線板に関し、詳しくはハンダを介して発光素子を実装してあるフレキシブルプリント配線板において、高い放熱性と良好な屈曲性とを同時に実現できるフレキシブルプリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力―光変換効率の向上に伴う省エネルギー化が可能で長寿命な発光素子として、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、以下ＬＥＤとする。）が照明用に利用され始めている。しかしながら効率が向上したと雖も、投入電力の半分近くは熱として消費されているのが事実であり、その熱により効率が低下してしまうため、いかにして熱を逃がしてやるかが課題となっている。
ＬＥＤは、その素子自体は０．３〜１ｍｍ程度で、セラミック基板に搭載された後に回路基板に実装される場合や、回路基板に直接実装される場合等がある。また回路基板としては、フレキシブルプリント配線板を用いるものが一般的である。
このようなＬＥＤを実装してあるフレキシブルプリント配線板を示すものとして、例えば下記特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１８４２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１は、照明装置に関する発明で、製造工程において、発光ダイオードの３次元的配置作業の自動化を図って生産効率を向上させ、また発光ダイオードの温度上昇に伴ってその発光効率が低下するのを抑制し、より高い光出力を得ることができるメリットがある。
このようなＬＥＤを実装してあるフレキシブルプリント配線板においては、上記特許文献１に示すように、複数個のＬＥＤを実装するものが一般的であることから、放熱特性を高めることが重要課題となる。
よって従来、放熱特性を高めるために、フレキシブルプリント配線板に金属箔層からなる放熱層を設けるものがあった。
しかし、このような放熱層を備えるフレキシブルプリント配線板においては、放熱特性を高めるために放熱層を厚肉なものとした場合、屈曲性が低下するという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は上記従来技術における問題点を解消し、ハンダを介して発光素子を実装してあるフレキシブルプリント配線板において、高い放熱性と良好な屈曲性とを同時に実現できるフレキシブルプリント配線板の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のフレキシブルプリント配線板は、基板層の上面側に、回路部を備える導電層を積層してあると共に、前記基板層の下面側に、熱伝導率の高い金属材料からなる放熱層を積層してあるフレキシブルプリント配線板であって、前記回路部の一部にハンダを介して発光素子を実装してあると共に、前記放熱層を、樹脂層を介して複数層積層してあるものにおいて、前記フレキシブルプリント配線板には、屈曲を予定する屈曲部と、屈曲を予定しない非屈曲部とを設けてあり、該非屈曲部にのみ前記発光素子を実装してあると共に、前記屈曲部に積層してある放熱層の層数を、前記非屈曲部に積層してある放熱層の層数よりも少ない層数としてあることを第１の特徴としている。
【０００７】
上記本発明の第１の特徴によれば、基板層の上面側に、回路部を備える導電層を積層してあると共に、前記基板層の下面側に、熱伝導率の高い金属材料からなる放熱層を積層してあるフレキシブルプリント配線板であって、前記回路部の一部にハンダを介して発光素子を実装してあると共に、前記放熱層を、樹脂層を介して複数層積層してあることから、発光素子を実装してあるフレキシブルプリント配線板において、高い放熱性を実現することができる。
【０００８】
またフレキシブルプリント配線板には、屈曲を予定する屈曲部と、屈曲を予定しない非屈曲部とを設けてあり、該非屈曲部にのみ前記発光素子を実装してあると共に、前記屈曲部に積層してある放熱層の層数を、前記非屈曲部に積層してある放熱層の層数よりも少ない層数としてあることから、高い放熱性と良好な屈曲性とを同時に実現することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のフレキシブルプリント配線板によれば、ハンダを介して発光素子を実装してあるフレキシブルプリント配線板において、高い放熱性と良好な屈曲性とを同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ハンダを介して発光素子を実装してあるフレキシブルプリント配線板の要部を示す断面図で、（ａ）は本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板を示す図、（ｂ）は従来のフレキシブルプリント配線板を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板を簡略化して示す断面図で、（ａ）はフレキシブルプリント配線板が電子機器に配設される前の状態を示し、（ｂ）はフレキシブルプリント配線板が電子機器に配設された状態を示す。
【図３】本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板の変形例を簡略化して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下の図面を参照して、本発明に係るフレキシブルプリント配線板についての実施形態を説明し、本発明の理解に供する。しかし、以下の説明は本発明の実施形態であって、特許請求の範囲に記載の内容を限定するものではない。
【００１５】
まず図１、図２を参照して、本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板を説明する。
本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板１は、ハンダ部３０を介して発光素子部４０を実装した状態で図示しない電子機器内部に配設されるフレキシブルプリント配線板である。
このフレキシブルプリント配線板１は、図１（ａ）に示すように、フレキシブルプリント配線板１０と、フレキシブルプリント配線板２０との２枚のフレキシブルプリント配線板で構成される。
【００１６】
前記フレキシブルプリント配線板１０は、いわゆる両面フレキシブルプリント配線板であり、図１（ａ）に示すように、基板層１１と、導電層１２と、放熱層１３と、カバーレイ層１４とから構成される。
【００１７】
前記基板層１１は、フレキシブルプリント配線板１０の基台となるものであり、絶縁性の樹脂フィルムで形成されている。
樹脂フィルムとしては、柔軟性に優れた樹脂材料からなるものが使用される。例えばポリイミドフィルムやポリエステルフィルム等のフレキシブルプリント配線板を形成する樹脂フィルムとして通常用いられるものであれば、如何なるものであってもよい。
また特に、柔軟性に加えて高い耐熱性をも有しているものが望ましい。例えばポリアミド系の樹脂フィルムや、ポリイミド、ポリアミドイミドなどのポリイミド系の樹脂フィルムや、ポリエチレンナフタレートを好適に用いることができる。
また耐熱性樹脂としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等、フレキシブルプリント配線板を形成する耐熱性樹脂として通常用いられるものであれば、如何なるものであってもよい。
なお基板層１１としては、樹脂フィルムの表面に導電性金属からなる導電層を耐熱性接着樹脂等で積層した、いわゆる金属張積層板を用いる構成としてもよい。
【００１８】
前記導電層１２は、図１（ａ）に示すように、基板層１１の上面側に積層される金属箔層であり、フレキシブルプリント配線板１０の回路部１２ａを形成するためのものである。
本実施形態においては、図示していない回路部１２ａを含めた複数の回路部１２ａのうち、一部の回路部１２ａにハンダ部３０を介して発光素子４１を備える発光素子部４０を実装している。より具体的には、図１に示すように、一部の回路部１２ａの上面をカバーレイ層１４で被覆することなく露出状態で配設し、該上面にハンダ部３０を介して発光素子部４０を実装している。
この回路部１２ａは、導電層１２をエッチングする等の公知の形成方法を用いて形成される。
なお本実施形態においては、導電層１２は銅で形成されている。勿論、銅に限るものではなく、フレキシブルプリント配線板の回路を形成する導電性金属として通常用いられるものであれば如何なるものであってもよい。
また導電層１２の厚みは、３５μｍ程度とすることが望ましい。
【００１９】
前記放熱層１３は、図１（ａ）に示すように、基板層１１の下面側に積層される金属箔層であり、主として発光素子部４０の実装時や発光素子４１のＯＮ−ＯＦＦ時等におけるハンダ部３０に加わる熱を放熱させるための第１放熱層となるものである。
なお本実施形態においては、放熱層１３は、銅で形成されている。勿論、銅に限るものではなく、熱伝導率の高い金属材料であれば如何なるものであってもよい。
【００２０】
前記カバーレイ層１４は、フレキシブルプリント配線板１０の絶縁層たる樹脂層である。
なおカバーレイ層１４としては、接着剤付きポリイミドフィルム、感光性レジスト、液状レジスト等を用いることができる。
またカバーレイ層１４の厚みは、２５μｍ程度とすることが望ましい。
【００２１】
前記フレキシブルプリント配線板２０は、いわゆる片面フレキシブルプリント配線板であり、図１（ａ）に示すように、基板層２１と、放熱層２３とから構成される。
これら基板層２１及び放熱層２３は、既述したフレキシブルプリント配線板１０における基板層１１及び放熱層１３と同一部材、同一機能を果たすものであることから、以下の詳細な説明は省略するものとする。
【００２２】
図１（ａ）に示すように、このフレキシブルプリント配線板２０における放熱層２３を、フレキシブルプリント配線板１０における、放熱層１３を被覆するカバーレイ層１４に、図示しない熱硬化性接着剤等の接着剤を介して貼り付けることで、フレキシブルプリント配線板１が形成されている。
【００２３】
このような構成とすることで、複数の放熱層を備えるフレキシブルプリント配線板１とすることができる。より具体的には、放熱層１３を第１放熱層とし、放熱層２３を第２放熱層とする２層の放熱層を備えるフレキシブルプリント配線板１とすることができる。よって高い放熱性を実現できるフレキシブルプリント配線板１とすることができる。
なお第１放熱層たる放熱層１３の厚みは３５μｍ程度、第２放熱層たる放熱層２３の厚みは３５〜１５０μｍ程度とすることが望ましい。
【００２４】
つまり図１（ａ）に示すように、フレキシブルプリント配線板１は、電子機器の筐体５０上に載置される。よって発光素子部４０の実装時や発光素子４１のＯＮ−ＯＦＦ時等において、ハンダ部３０からフレキシブルプリント配線板１に伝熱した熱は、最終的に筐体５０から放熱されるところ、複数の放熱層を備える構成とできることで、ハンダ部３０からフレキシブルプリント配線板１に伝熱した熱をより迅速且つ効率的に放熱させることができる。
より具体的には、図１（ａ）に破線の矢印及び破線の楕円で示すように、ハンダ部３０からフレキシブルプリント配線板１に伝熱した熱を、筐体５０と接面する接面面積に向けて段階的に拡散させた状態で伝熱させることができる。
よってハンダ部３０からフレキシブルプリント配線板１に伝熱した熱を迅速且つ効率的に筐体５０から放熱させることができる。従って高い放熱性を実現できるフレキシブルプリント配線板１とすることができる。
【００２５】
これに対して、図１（ｂ）に示す、放熱層を備えない従来のフレキシブルプリント配線板６０においては、図１（ｂ）に破線の矢印及び破線の楕円で示すように、ハンダ部３０からフレキシブルプリント配線板６０に伝熱した熱を、筐体５０と接面する接面面積に向けて拡散させた状態で伝熱させることができない。
よってハンダ部３０からフレキシブルプリント配線板６０に伝熱した熱を、局所的にしか筐体５０へと伝熱できず、迅速且つ効率的な放熱を行うことができない。従ってハンダ部３０からフレキシブルプリント配線板６０に伝熱した熱を十分に放熱させることができない。
【００２６】
このような放熱の不足が生じる場合、ハンダ部３０にクラック等が生じ、電気的及び機械的な接続信頼性の低下を招くこととなる。また発光素子４１の製品寿命の短縮化を招くこととなる。またこのような放熱の不足は、放熱層を１層のみ備えるフレキシブルプリント配線板においても同様に生じ易い。
なお従来のフレキシブルプリント配線板６０において、本実施形態におけるフレキシブルプリント配線板１０、２０と同一部材、同一機能を果たすものには、図１（ｂ）において下一桁の番号に同一番号を付し、以下の詳細な説明は省略するものとする。
【００２７】
従って本実施形態のように、複数の放熱層を備える構成とすることで、高い放熱性を実現できるフレキシブルプリント配線板１とすることができる。よってハンダ部３０にクラック等が生じることを防止することができ、電気的及び機械的な高接続信頼性を実現できるフレキシブルプリント配線板１とすることができる。また発光素子４１の製品寿命の短縮化を防止できるフレキシブルプリント配線板１とすることができる。
【００２８】
更に図２に示すように、フレキシブルプリント配線板１には、屈曲を予定する屈曲部Ｋと、屈曲を予定しない非屈曲部Ｆとを設けてあり、非屈曲部Ｆにのみ発光素子４１を備える発光素子部４０を実装してあると共に、屈曲部Ｋに積層してある放熱層の層数を、非屈曲部Ｆに積層してある放熱層の層数よりも少ない層数とする構成としてある。
より具体的には、図２に示すように、屈曲部Ｋには放熱層１３のみを１層積層し、非屈曲部Ｆには放熱層１３、２３の２層を積層する構成としてある。
このような構成とすることで、高い放熱性と良好な屈曲性とを同時に実現できるフレキシブルプリント配線板１とすることができる。
【００２９】
なお本実施形態においては、フレキシブルプリント配線板２０において、屈曲部Ｋに対応する部分の放熱層２３をエッチング除去することで、屈曲部Ｋに積層してある放熱層の層数を、非屈曲部Ｆに積層してある放熱層の層数よりも少ない層数としてある。
勿論、このような形成方法に限るものではなく、屈曲部Ｋに積層してある放熱層の層数を、非屈曲部Ｆに積層してある放熱層の層数よりも少ない層数とできるものであれば、その形成方法は如何なるものであってもよい。
【００３０】
また本実施形態においては、屈曲部Ｋに対応するフレキシブルプリント配線板２０の放熱層２３を除去することで、屈曲部Ｋに積層してある放熱層の層数を、非屈曲部Ｆに積層してある放熱層の層数よりも少ない層数とする構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではなく、屈曲部Ｋに対応するフレキシブルプリント配線板１０の放熱層１３のみを除去する構成とすることで、屈曲部Ｋに積層してある放熱層の層数を、非屈曲部Ｆに積層してある放熱層の層数よりも少ない層数とする構成としてもよい。
また屈曲部Ｋ及び非屈曲部Ｆに積層する放熱層の層数も本実施形態の層数に限るものではなく、屈曲部Ｋに積層する放熱層の層数が、非屈曲部Ｆに積層する放熱層の層数よりも少ないものとなる構成とするものであれば、適宜変更可能である。
また本実施形態においては、非屈曲部Ｆにのみ形成される回路部１２ａに発光素子部４０を実装する構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではなく、非屈曲部Ｆ及び屈曲部Ｋに跨って形成される回路部１２ａに発光素子部４０を実装する構成としてもよい。但しこの場合、発光素子部４０は、非屈曲部Ｆにのみ実装することが必要である。
なお図２において、屈曲部Ｋ及び非屈曲部Ｆを示す範囲は、放熱層１３を被覆するカバーレイ層１４の下面を基準として図示するものとする。
【００３１】
前記ハンダ部３０は、フレキシブルプリント配線板１に発光素子部４０を固定すると共に、回路部１２ａと発光素子部４０とを電気接続するためのものである。
なおハンダ部３０を形成するハンダの厚みは、１０〜３００μｍ程度とすることが望ましい。
【００３２】
前記発光素子部４０は、発光素子を搭載するいわゆる発光素子ユニットであり、発光素子４１と、セラミックパッケージ４２と、樹脂モールド４３とから構成される。
【００３３】
前記発光素子４１は、フレキシブルプリント配線板１の回路部１２ａからのデジタル信号を光信号に変化させて発光する図示しない発光部を備える集積回路である。
なお本実施形態においては、発光素子４１として、窒化ガリウムからなる発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いている。
勿論、ＬＥＤを形成する材料は窒化ガリウムに限るものではなく、発色させる色により、適宜変更可能である。
また図示していないが、発光素子４１は、電極及び該電極とハンダ部３０とを電気接続する金属ワイヤを備えている。
【００３４】
前記セラミックパッケージ４２は、発光素子４１を搭載するための基台となるセラミック基板である。
なお本実施形態においては、セラミックパッケージ４２は窒化アルミニウムで形成されている。勿論、窒化アルミニウムに限るものではなく、発光素子を搭載するセラミック基板を形成する材料として通常用いられるものであれば、如何なるものであってもよい。
【００３５】
前記樹脂モールド４３は、発光素子４１に備える図示しない金属ワイヤが断線や腐食といった不具合を生じないようにするための絶縁性の樹脂である。
絶縁性の樹脂としては、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等、いわゆる発光素子ユニットを形成する樹脂モールドとして通常用いられるものであれば、如何なるものであってもよい。
【００３６】
次にハンダ部３０を介して発光素子部４０を実装するフレキシブルプリント配線板１の形成方法を説明する。
図２（ａ）を参照して、まず基板層１１の上面に、ハンダ部３０との接続部以外がカバーレイ層１４で被覆される回路部１２ａを備えると共に、基板層１１の下面に、カバーレイ層１４で被覆される放熱層１３を備えるフレキシブルプリント配線板１０を用意する。
そして基板層２１の上面に、屈曲部Ｋに対応する部分がエッチング除去された放熱層２３を備えるフレキシブルプリント配線板２０を用意する。
そして放熱層１３を被覆するカバーレイ層１４の下面に、図示しない熱硬化性接着剤を介して、フレキシブルプリント配線板２０の放熱層２３側を貼り付ける。
以上でフレキシブルプリント配線板１が形成される。
そして回路部１２ａにおいてカバーレイ層１４で被覆されない表面に、発光素子部４０をハンダ部３０を介して実装する。
以上の工程を経ることで、ハンダ部３０を介して発光素子部４０を実装するフレキシブルプリント配線板１が形成される。
【００３７】
勿論、ハンダ部３０を介して発光素子部４０を実装するフレキシブルプリント配線板１の形成方法は、このような構成に限るものではなく、適宜変更可能である。
なお図２においては、便宜上、ハンダ部３０及び発光素子部４０の大きさをフレキシブルプリント配線板１０の大きさよりも小さいものとして図示するものとする。
【００３８】
このようにして形成されるハンダ部３０を介して発光素子部４０を実装するフレキシブルプリント配線板１は、図２（ｂ）に簡略化して示すように、屈曲を予定する屈曲部Ｋのみが屈曲された状態で図示しない電子機器内部に配設される。
【００３９】
次に図３を参照して本発明の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板１の変形例を説明する。
本変形例は、フレキシブルプリント配線板１における放熱層の構成を変化させたものである。その他の構成については、既述した本発明の実施形態と同一であることから、同一部材、同一機能を果たすものには、同一番号を付し、以下の詳細な説明は省略するものとする。
【００４０】
図３に示すように、本変形例においては、非屈曲部Ｆにのみ発光素子部４０を実装してあると共に、屈曲部Ｋにおいては、隣接する放熱層間の樹脂層を２層に分離してある。
より具体的には、フレキシブルプリント配線板２０の放熱層２３における、屈曲部Ｋに対応する部分にのみカバーレイ層２４を積層すると共に、カバーレイ層２４の部分だけを除いて、フレキシブルプリント配線板１０とフレキシブルプリント配線板２０とを図示しない熱硬化性接着剤等の接着剤で貼り合わせる構成としてある。
【００４１】
このような構成とすることで、図３に示すように、フレキシブルプリント配線板１を屈曲させた状態で図示しない電子機器内部に配設させる場合、屈曲部Ｋにおいては、隣接する放熱層１３、２３間の樹脂層を空隙部Ｓを介して２層に分離することができる。よって屈曲部Ｋに放熱層を複数層備える構成とする場合であっても良好な屈曲性を実現できるフレキシブルプリント配線板１とすることができる。
従って高い放熱性と良好な屈曲性とを同時に実現することができるフレキシブルプリント配線板１とすることができる。
なお図３において、屈曲部Ｋ及び非屈曲部Ｆを示す範囲は、放熱層１３を被覆するカバーレイ層１４の下面を基準として図示するものとする。
【００４２】
なお本実施形態及び変形例においては、フレキシブルプリント配線板１を、いわゆる両面フレキシブルプリント配線板１０といわゆる片面フレキシブルプリント配線板２０との２枚のフレキシブルプリント配線板で形成する構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではなく、フレキシブルプリント配線板１を形成するフレキシブルプリント配線板の枚数、構成（いわゆる両面若しくは片面フレキシブルプリント配線板）は適宜変更可能である。
また回路部１２ａ及び発光素子部４０の数、非屈曲部Ｆにおける発光素子部４０の配置位置や、非屈曲部Ｆ及び屈曲部Ｋの大きさ等も本実施形態のものに限るものではなく、適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明によれば、ハンダを介して発光素子を実装するフレキシブルプリント配線板において、高い放熱性と良好な屈曲性とを同時に実現できることから、ハンダを介して発光素子を実装するフレキシブルプリント配線板を備える電子機器の分野における産業上の利用性が高い。
【符号の説明】
【００４４】
１          フレキシブルプリント配線板
１０        フレキシブルプリント配線板
１１        基板層
１２        導電層
１２ａ      回路部
１３        放熱層
１４        カバーレイ層
２０        フレキシブルプリント配線板
２１        基板層
２３        放熱層
２４        カバーレイ層
３０        ハンダ部
４０        発光素子部
４１        発光素子
４２        セラミックパッケージ
４３        樹脂モールド
５０        筐体
６０        フレキシブルプリント配線板
６１        基板層
６２        導電層
６２ａ      回路部
６４        カバーレイ層
Ｆ          非屈曲部
Ｋ          屈曲部
Ｓ          空隙部
【図１】
0005549393.tif 000002
【図２】
0005549393.tif 000003
【図３】
0005549393.tif 000004