(57)【要約】  【課題】  複数の配線導体に対して互いに異なるバリスタ電圧を付与することが可能であり、小型化に有効な配線基板等を提供すること。  【解決手段】  複数の搭載部１ａを含む主面を有する絶縁基板１と、絶縁基板１の外表面に設けられた入出力端子２、３と、入力端子２から複数の搭載部１ａにかけて設けられた複数の入力配線導体４ａと、複数の搭載部１ａから出力端子３にかけて設けられた複数の出力配線導体４ｂとを含む複数の配線導体４と、絶縁基板１内の一つのバリスタ回路５と、バリスタ回路５の少なくとも一部が直列に接続されている複数の接続導体６とを備えており複数の配線導体４が複数の接続導体６を介して互いに並列に接続されており、複数の接続導体６の途中にそれぞれ接続されているバリスタ回路５の長さが、複数の接続導体６毎に互いに異なっている配線基板等である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が搭載される複数の搭載部を含む主面を有する絶縁基板と、
該絶縁基板の外表面に設けられた入力端子および出力端子と、
前記入力端子から前記複数の搭載部にかけて設けられている複数の入力配線導体と、前記複数の搭載部から前記出力端子にかけて設けられている複数の出力配線導体とを含む複数の配線導体と、
前記絶縁基板内に設けられた一つのバリスタ回路と、
長さ方向の途中に前記バリスタ回路の少なくとも一部が直列に接続されている複数の接続導体とを備えており、
前記複数の配線導体に前記複数の接続導体がそれぞれ並列に接続されており、
前記複数の接続導体の途中にそれぞれ接続されている前記バリスタ回路の長さが、前記複数の接続導体毎に互いに異なっていることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記バリスタ回路が、前記絶縁基板の内部に設けられた非直線性抵抗を有する材料からなる一つのバリスタ層と、該バリスタ層の少なくとも一部を間に挟んで互いに対向し合う複数対のバリスタ電極とを含んでおり、
該バリスタ電極と前記接続導体とが直接に接続されていることを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
前記電子部品が発光素子であり、
前記発光素子の降伏電圧が大きいほど、前記接続導体の長さ方向の途中に含まれている前記バリスタ回路の長さが長いことを特徴とする請求項１記載の配線基板。
【請求項４】
請求項１記載の配線基板と、
前記複数の搭載部に搭載された複数の電子部品とを備えることを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子等の電子部品が搭載される配線基板、および配線基板に電子部品が搭載されてなる電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード素子等の発光素子を含む電子部品が搭載される配線基板として、平板状等の絶縁基板の上面に電子部品の搭載部が設けられたものが多用されている。
【０００３】
絶縁基板には、搭載部から下面等の外表面に設けられた入力端子および出力端子にかけて配線導体が設けられている。搭載部に電子部品が搭載され、電子部品が配線導体と電気的に接続されて電子装置となる。
【０００４】
また、電子部品に対してサージ電圧等の過電圧が加わる可能性を低減するために、入力端子と出力端子との間で配線導体に対してバリスタ素子等の保護素子が並列に接続される場合がある。
【０００５】
複数の電子部品が配線基板に搭載される場合には、複数の搭載部と、これらに対応した複数の配線導体とが絶縁基板に設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2012−227454号公報
【特許文献２】特開2008−270327号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
複数個の電子部品において互いに降伏電圧等の耐電圧が異なる場合には、例えばそれぞれの降伏電圧に応じた複数個の保護素子が配線基板に実装されるため、その実装のスペースが必要になる。そのため、配線基板および電子装置としての小型化が難しいという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一つの態様の配線基板は、電子部品が搭載される複数の搭載部を含む主面を有する絶縁基板と、該絶縁基板の外表面に設けられた入力端子および出力端子と、前記入力端子から前記複数の搭載部にかけて設けられている複数の入力配線導体と、前記複数の搭載部から前記出力端子にかけて設けられている複数の出力配線導体とを含む複数の配線導体と、前記絶縁基板内に設けられた一つのバリスタ回路と、長さ方向の途中に前記バリスタ回路の少なくとも一部が直列に接続されている複数の接続導体とを備えており、前記複数の配線導体と前記複数の接続導体とが互いに並列に接続されており、前記複数の接続導体の途中にそれぞれ接続されている前記バリスタ回路の長さが、前記複数の接続導体毎に互いに異なっている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一つの態様の配線基板によれば、複数の配線導体を互いに並列に接続している複数の接続導体について、その長さ方向の途中に接続されたバリスタ回路の長さが互いに異なるため、複数の搭載部に搭載される複数の電子部品の降伏電圧が互いに異なっていたとしても、それに応じた降伏電圧（バリスタ電圧）を与えることができる。また、バリス
タ回路が一つで済むため、小型化に対して有効な配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態の配線基板および電子装置を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【図２】図１に示す配線基板におけるバリスタ回路部分を拡大して模式的に示す断面図である。
【図３】図１に示す配線基板における効果を説明するための模式図である。
【図４】（ａ）は図１に示す配線基板および電子装置の変形例を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態の配線基板および電子装置を、添付の図面を参照して説明する。図１（ａ）は本発明の実施形態の配線基板および電子装置を示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。図１に示す例において、配線基板は、電子部品の搭載部を有する電子部品搭載用の基板として使用される。
【００１２】
本実施形態の配線基板は、電子部品が搭載される複数の搭載部１ａを含む主面を有する絶縁基板１と、絶縁基板１の外表面に設けられた入力端子２および出力端子３とを含んでいる。また、これらの入力端子２および出力端子３と搭載部１ａとの間に複数の配線導体４が設けられている。複数の配線導体４は、複数の入力配線導体４ａと複数の出力配線導体４ｂとを含んでいる。すなわち、複数の配線導体４は、それぞれに、入力端子２から各搭載部１ａにかけて設けられている入力配線導体４ａと、各搭載部１ａから出力端子３にかけて設けられている出力配線導体４ｂとを含んでいる。この配線基板の複数の搭載部１ａにそれぞれ電子部品７（複数の電子部品）が搭載されて、本発明の実施形態の電子装置が形成されている。
【００１３】
また、絶縁基板１内には、一つのバリスタ回路５が設けられている。また、絶縁基板１の内部には、入力端子２から出力端子３にかけて複数の接続導体６が設けられている。接続導体６の長さ方向の途中には、バリスタ回路５の少なくとも一部が直列に接続されている。
【００１４】
また、複数の配線導体４を互いに並列に接続している複数の接続導体６について、その長さ方向の途中に接続されたバリスタ回路５の長さが互いに異なっている。そのため、複数の搭載部１ａに搭載される複数の電子部品７の降伏電圧等の耐電圧が互いに異なっていたとしても、それに応じた降伏電圧（バリスタ電圧）を与えることができる。また、バリスタ回路５が一つで済むため、小型化に対して有効な配線基板を提供することができる。
【００１５】
なお、図１に示す例においては、複数（三つ）の搭載部１ａに対応して複数（三つ）の配線導体４が設けられている。三つの配線導体４は、それぞれに入力配線導体４ａと出力配線導体４ｂとからなる。すなわち、それぞれ三つの入力配線導体４ａと出力配線導体４ｂとが設けられている。三つの配線導体４に対応して、三つの入力端子２および三つの出力端子３が設けられている。  この配線基板は、例えば複数の搭載部１ａに複数の電子部品７が搭載される電子部品搭載用の基板として使用される。
【００１６】
電子部品７としては、例えば、発光ダイオード、半導体レーザ等の発光素子、半導体集積回路素子（ＩＣ）、加速度センサ素子等のセンサ素子、および半導体基板の表面に微小な電子機械機構が形成されてなるマイクロマシン（いわゆるＭＥＭＳ素子）等の種々の電子部品が挙げられる。
【００１７】
以下、配線基板を形成している各部位について具体的に説明する。
【００１８】
絶縁基板１は、複数の電子部品７を搭載するための基体として機能している。絶縁基板１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体や窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，ガラスセラミック焼結体等のセラミック焼結体によって形成されている。
【００１９】
絶縁基板１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、酸化アルミニウムおよび酸化ケイ素等の原料粉末を適当な有機バインダおよび有機溶剤とともにシート状に成形した複数のセラミックグリーンシートを積層した後に焼成することによって製作されている。それぞれのセラミックグリーンシートが、絶縁基板１において絶縁層（符号なし）となる。
【００２０】
絶縁基板１の主面（図１に示す例では上面）には、複数の搭載部１ａが設けられている。搭載部１ａは、絶縁基板１の上面のうち発光素子等の電子部品７が搭載される部位であり、例えば図１に示すように電子部品７よりも平面視において少し大きい四角形状等の範囲である。
【００２１】
入力端子２および出力端子３は、配線基板を外部の電気回路（図示せず）に電気的に接続させるための部位である。入力端子２および出力端子３は、例えば平面視において四角形状、円形状、楕円形状またはこれらを組み合わせた形状等である。入力端子２および出力端子３が、導電性接続材（図示せず）を介して外部の電気回路に接続されることによって、配線基板と外部の電気回路とが互いに電気的に接続される。導電性接続材としては、例えばスズ−銀系はんだ等のはんだ、または導電性接着剤等が挙げられる。
【００２２】
入力端子２および出力端子３は、タングステン、モリブデン、銅、銀、パラジウム、金、白金、ニッケルおよびコバルト等の金属材料またはこれらの合金から適宜選択された金属材料によって形成されている。入力端子２および出力端子３は、例えばタングステンからなる場合であれば、タングステンの金属ペーストを絶縁基板１となるセラミックグリーンシートに所定パターンに塗布し、同時焼成することによって形成することができる。
【００２３】
また、入力端子２から複数の搭載部１ａにかけて複数の入力配線導体４ａが設けられている。複数の搭載部１ａから出力端子３にかけて複数の出力配線導体４ｂが設けられている。複数の入力配線導体４ａのうち一つの入力配線導体４ａと、複数の出力配線導体４ｂのうち一つの出力配線導体４ｂとが対になって一つの配線導体４を構成している。この場合、一つの配線導体４が、搭載部１ａにおいて二つに分かれているとみなすこともできる。入力配線導体４ａと出力配線導体４ｂとは、搭載部１ａに電子部品７が搭載されたときに、その電子部品７を介して互いに電気的に接続される。言い換えれば、入力端子２から電子部品７を経て出力端子３に至る一つの導電路が、配線導体４によって形成される。
【００２４】
なお、入力配線導体４ａおよび出力配線導体４ｂのうち搭載部１ａに位置している部分は、それぞれ四角形状等のパターンとなって他の部分よりも幅が広くなっている。これにより、配線導体４に対するボンディングワイヤ８等の接続が容易になっている。このような入力および出力配線導体４ａ、４ｂの端部分は、電子部品７がボンディングワイヤ８等の導電性接続材を介して電気的に接続されるパッド４ｃとして機能する。
【００２５】
また、配線導体４は、例えば複数の絶縁層の層間に沿って延びる回路パターン状の部分（符号なし）、および絶縁層を厚み方向に貫通する貫通導体（ビア導体）（符号なし）を含んでいる。
【００２６】
配線導体４および接続導体６は、例えば上記入力端子２および出力端子３と同様の材料
を用い、同様の方法で形成することができる。また、配線導体４および接続導体６のうち絶縁基板１の外表面に露出する部位および入出力端子２、３には、ニッケルおよび金等のめっき層が被着されていてもよい。めっき層によって配線導体４および接続導体６の酸化がより効果的に抑制される。また、配線導体４（特にパッド４ｃ）および入出力端子２、３に対するはんだの濡れ性およびボンディングワイヤ８のボンディング性等の特性が向上する。
【００２７】
バリスタ回路５は、例えば図２に示すように、酸化亜鉛等の非直線性抵抗を有する材料からなる一つのバリスタ層５ａと、そのバリスタ層５ａの少なくとも一部を間に挟んで互いに対向し合う複数対のバリスタ電極５ｂとを含んでいる。この対向し合ういずれかの対のバリスタ電極５ｂに接続導体６が接続されて、接続導体６とバリスタ回路５とが互いに直列に接続されている。なお、図２は、図１に示す配線基板におけるバリスタ回路５の部分を拡大して模式的に示す断面図である。図２において、図１と同様の部位には同様の符号を付している。
【００２８】
複数対のバリスタ電極５ｂは、一つの一方（例えば出力側）の電極に対して複数の他方の電極（例えば入力側）がそれぞれに対向して構成されている。複数の他方の電極のそれぞれと一方の電極との間の距離（つまり電極間に介在するバリスタ層５ａの厚さ）Ｔ１〜Ｔ３は互いに異なっている。このバリスタ層５ａの厚さＴ１〜Ｔ３に応じて互いに異なるバリスタ電圧を有するバリスタ回路５が形成され、これらのバリスタ回路５が複数の接続導体６に直列に接続される。複数の他方の電極は、平面透視において互いに重なり合わないように配置されている。
【００２９】
これらの接続導体６のそれぞれが、複数の配線導体４に対してそれぞれ並列に接続されている。一つの配線導体４に対する一つの接続導体６の接続位置は、その配線導体４のうち入力配線導体４ａおよび出力配線導体４ｂそれぞれ一か所ずつである。言い換えれば、一つの接続導体６は、搭載部１ａを間に含む位置において一つの配線導体４に並列に接続されている。接続導体６は、その両端において配線導体４と接続されており、この接続導体６の長さ方向の途中にバリスタ回路５の少なくとも一部が直列に接続されている。すなわち、複数の搭載部１ａに複数の電子部品７が搭載されたときに、複数の電子部品７とバリスタ回路５とが互いに並列に接続される。
【００３０】
この場合、複数の接続導体６の途中にそれぞれ接続されているバリスタ回路５の長さが、複数の接続導体６毎に互いに異なっていることから、接続導体６毎にバリスタ電圧が異なっている。そのため、搭載部１ａに搭載される電子部品７の降伏電圧に応じて、その搭載部１ａから延びる配線導体４と並列に接続される接続導体６におけるバリスタ回路５の長さを調節することができる。これにより、電子部品７の降伏電圧に応じてバリスタ電圧が設定された接続導体６が配線導体４と並列に接続され、電子部品に対して過電圧が作用することが効果的に抑制される。
【００３１】
この場合、上記のようにバリスタ回路が一つ（一つのバリスタ層５および電極）で済むため、配線基板としての小型化が容易である。バリスタ層５は、上記のように酸化亜鉛からなり、例えば、酸化亜鉛のペーストを絶縁基板１となるセラミックグリーンシートにあらかじめ設けておいた貫通部（符号なし）内に充填し、同時焼成することによって、形成することができる。また、絶縁基板１の厚み方向に延びるバリスタ層５の厚み方向において複数の接続導体６の接続位置を互いに異ならせることによって、接続導体６に接続されるバリスタ回路５の長さを互いに異なるものとすることができるため、特に平面視における絶縁基板１の小型化に有効である。
【００３２】
バリスタ電極５ｂは、例えば接続導体６と同様の材料を用い、同様の方法で形成するこ
とができる。バリスタ電極５ｂは、接続導体６と一体化されたもの（接続導体６の端部がバリスタ層内に入り込んでバリスタ電極となっているもの）でも構わない。
【００３３】
なお、一つのバリスタ回路５に含まれるバリスタ層５ａは、複数のサブレイヤー５ａａが互いに積層されたものであってもよい。この場合、それぞれのサブレイヤー５ａａは、一つの絶縁層に対応している。すなわち、複数の絶縁層（セラミックグリーンシート）に設けられた複数のサブレイヤー５ａａが互いに積層されて一つのバリスタ層５ａとなっている。なお、図２に示す例においては、３層のサブレイヤーが積層されて一つのバリスタ層５ａが形成されている。それぞれのサブレイヤー５ａａは、例えば各絶縁層に設けられていて、絶縁層の厚みの整数倍の厚みになっている。
【００３４】
バリスタ回路５は、酸化亜鉛からなるバリスタ層５ａとバリスタ電極５ｂとを含む者に限らず、他の形態であってもよい。例えば、チタン酸ストロンチウムまたは炭化珪素等の非直線性抵抗を有する材料からなる回路が挙げられる。
【００３５】
電子部品７の降伏電圧は、例えば電子部品７が発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子の場合であれば、発光する色毎に異なる。いわゆるフルカラーのＬＥＤ表示装置用に配線基板が用いられる場合であれば、ＲＧＢ（赤、緑、青）３色に対応した三つの発光素子（電子部品７）が搭載される。そのため、少なくとも互いに異なる三つの降伏電圧に対応したバリスタ電圧が必要になる。これに対して、上記配線基板では、接続回路６と直列に接続されるバリスタ回路５の長さ、例えば互いに対向し合う一対のバリスタ電極５ｂ同士の間のバリスタ層５ａの厚さの調整により、異なるバリスタ電圧を各搭載部１ａの電子部品７に接続できる。したがって、例えば互いに異なるバリスタ電圧を有する三つのバリスタ素子（図示せず）を配線基板に実装するような必要はなく、配線基板としての小型化が容易である。
【００３６】
なお、図２に示す例においては、電子部品７としてＲＧＢ三つの発光ダイオード（ＬＥＤ）が配線基板に搭載されている。降伏電圧が高い順に、青色ＬＥＤ（約3.5Ｖ）、緑色
ＬＥＤ（約2.1Ｖ）および赤色ＬＥＤ（約1.4Ｖ）であり、この順に、バリスタ回路５の長さ、つまりバリスタ層５ａの厚さが小さくなっている。
【００３７】
配線基板に発光素子等の複数の電子部品７が搭載され、それぞれの電子部品７が配線導体４と電気的に接続された後、必要に応じて電子部品７の封止等が行われて、発光装置等の電子装置が製作される。電子装置について、外部の電気回路から入力端子２から入力配線導体４ａを経て電子部品７に電流が供給される。この電流によって電子部品７において発光等の動作が行われる。動作に伴い電圧降下した電流が、出力配線導体４ｂを経て出力端子３から外部の電気回路に戻る。
【００３８】
この場合、例えばスイッチのオン−オフまたは静電気の放電等に伴い配線導体４（入力配線導体４ａと出力配線導体４ｂとの間）に大きな過電圧が作用したとき、バリスタ回路５における電気抵抗が急激に低下し、バリスタ回路側に電圧が作用するとともに電流が流れる。これにより、配線導体４に電気的に接続された電子部品７に過電圧が作用することが抑制され、過電圧による電子部品の電気的な破壊が抑制される。
【００３９】
図３に示す例を用いて、一つの電子部品７およびこれに接続された配線導体４等を挙げて具体的に説明する。図３（ａ）に示すように、入力端子２と出力端子３との間で過電圧が作用していないときには、電流は、実線で示すように、配線導体４に従って入力配線導体４ａから電子部品７および出力配線導体４ｂを通って出力端子３に流れる。この場合には、破線で示す接続導体６には電流が流れない。これに対して、図３（ｂ）に示すように、入力端子２と出力端子３との間で過電圧が作用したときには、電流は、実線で示すよう
に、入力配線導体４ａから接続導体６、バリスタ回路５および出力配線導体４ｂを通って出力端子３に流れる。この場合には破線で示す配線導体４の一部（破線部分）およびボンディングワイヤ８には電流が流れず、電子部品７には電流が流れない。なお、図３は、図１に示す配線基板における効果を説明するための模式図（要部断面図）である。図３において図１と同様の部位には同様の符号を付している。
【００４０】
なお、電子部品７が発光素子の場合であれば、例えば蛍光材を含有した透光性の樹脂材等の封止材（図示せず）によって複数の搭載部１ａに搭載された複数の電子部品７が封止される。これにより、電子部品が外気から保護され、また蛍光材を介した外部への発光が行なわれる。
【００４１】
図３は、図１に示す配線基板の変形例を示す断面図である。図３において図１と同様の部位には同様の符号を付している。図３に示す例において、一つの出力端子３に複数の配線導体４（出力配線導体４ｂ）がまとめて接続されている。また、出力配線導体４ｂの一部と接続導体６の一部とが互いに兼用されている。この場合には、配線基板の小型化に対して有効である。また、絶縁基板１内における配線導体４の引き回しスペースの確保がより容易である。
【００４２】
なお、複数の配線導体４（入力接続導体４ａ）が一つの入力端子（図示せず）にまとめて接続されていてもよい。複数の配線導体４が一つの入出力端子２、３に接続される場合には、導通抵抗等を考慮して、その入出力端子に接続される貫通導体（ビア導体）の数を増やしたり、平面視での断面積を大きくしたり、あるいはその入出力端子（３）そのものの平面視における大きさを、一つの配線導体４が接続される入出力端子２、３の平面視における大きさよりも大きくしておくことが好ましい。
【００４３】
なお、配線導体４は、入力配線導体４ａおよび出力配線導体５以外に他の配線導体（図示せず）を含んでいても構わない。他の配線導体としては、例えば複数の搭載部２同士の間を電気的に接続する内部導体等が含まれる。
【００４４】
本発明の配線基板は、上記実施の形態の例に限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更が可能である。
【００４５】
例えば、バリスタ回路５のバリスタ層５ａは、その全部が絶縁基板１の内部に位置している必要はなく、上端部分および下端部分の少なくとも一方が絶縁基板１の上面または下面に露出していても構わない。また、バリスタ電極５ｂの一部が絶縁基板１の主面に露出していてもよい。バリスタ電極５ｂが絶縁基板１の主面に露出する場合には、その露出表面にニッケルおよび金等のめっき層が被着されていることが好ましい。
【符号の説明】
【００４６】
１・・・絶縁基板
１ａ・・搭載部
２・・・入力端子
３・・・出力端子
４・・・配線導体
４ａ・・・入力配線導体
４ｂ・・・出力配線導体
５・・・バリスタ回路
５ａ・・・バリスタ層
５ａａ・・・サブレイヤー
５ｂ・・・バリスタ電極
６・・・接続導体
７・・・電子部品
８・・・ボンディングワイヤ
【図１】
2014216480.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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