(57)【要約】      （修正有）【課題】ベースプレート上に複数個の素子ユニットを高密度実装した場合に各素子ユニットから延出されるフレキシブル基板を容易かつ安価に絶縁処理し得るフレキシブル基板の接続構造を提供する。【解決手段】ベースプレート１１上複数Ｎ個の素子ユニット１２および複数Ｎ個の放熱部材１３を載置し、複数Ｎ個の素子ユニット１２の内部素子のそれぞれにフレキシブル基板１４の一端１４ａを電気的に接続するとともに他端１４ｂをコネクタ１５を介してベース基板１６に電気的に共通接続したフレキシブル基板の接続構造において、各フレキシブル基板１４上に実装されたＩＣ１７の絶縁部１７ａのみを各放熱部材１３に接触させるように、接着剤１８による接着部およびコネクタ１５による張力によって、各フレキシブル基板１４を各素子ユニット１１およびベース基板間１６に固定する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースプレートと、該ベースプレート上に搭載される複数Ｎ個の素子ユニットと、前記ベースプレート上の前記複数Ｎ個の素子ユニットと対応する位置にそれぞれ載置される複数Ｎ個の放熱部材と、前記複数Ｎ個の素子ユニットの内部素子のそれぞれにそれぞれの一端を電気的に接続される複数Ｎ個のフレキシブル基板と、前記複数Ｎ個のフレキシブル基板の他端を電気的に共通接続されるベース基板とを備えるフレキシブル基板の接続構造であって、
前記各フレキシブル基板上に実装された所定の電気素子の絶縁部のみを前記各放熱部材に接触させるように、前記各フレキシブル基板を前記各素子ユニットおよび前記ベース基板間に固定して成ることを特徴とするフレキシブル基板の接続構造。
【請求項２】
ベースプレートと、該ベースプレート上に搭載される複数Ｎ個の素子ユニットと、前記ベースプレート上の前記複数Ｎ個の素子ユニットと対応する位置にそれぞれ載置される複数Ｎ個の放熱部材と、前記複数Ｎ個の素子ユニットの内部素子のそれぞれにそれぞれの一端を電気的に接続される複数Ｎ個のフレキシブル基板と、前記複数Ｎ個のフレキシブル基板の他端を電気的に共通接続されるベース基板とを備えるフレキシブル基板の接続構造であって、
前記各フレキシブル基板上に設けた絶縁材突起物のみを前記各放熱部材に接触させるように、前記各フレキシブル基板を前記各素子ユニットおよび前記ベース基板間に固定して成ることを特徴とするフレキシブル基板の接続構造。
【請求項３】
前記ベースプレートおよび前記複数Ｎ個の放熱部材は、一体成形されていることを特徴とする請求項１記載のフレキシブル基板の接続構造。
【請求項４】
前記ベースプレートおよび前記複数Ｎ個の放熱部材は、一体成形されていることを特徴とする請求項２記載のフレキシブル基板の接続構造。
【請求項５】
前記絶縁材突起物は、前記各フレキシブル基板上に半田付けまたは接着により固定することを特徴とする請求項２記載のフレキシブル基板の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベースプレート上に複数個の素子ユニットを高密度実装することができるようにした、フレキシブル基板の接続構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ベースプレート上に複数個の素子ユニットを実装する従来技術としては、例えば図９〜図１１に示すようなものがある。
図９において、３１は内部に発熱部材（ＬＤ光源、駆動コイル等）を備える素子ユニットであり、図示例では２個の素子ユニット３１が、互いに熱の影響を受けないような間隔３４ａを保って、ベースプレート３２上に載置されている。この場合、素子ユニット３１，３１からの発熱３３は、各素子ユニットの下部からベースプレート３２を介して外部に放熱されることになる。
また、図９に対し高密度実装化を図った図１０においては、素子ユニット３１，３１は、３４ａよりも狭い間隔３４ｂを保って、ベースプレート３２ａ上に載置されている。この場合、素子ユニット３１，３１は、図９の場合よりも発熱の影響を受け易い配置となるが、ベースプレート３２ａの厚み３５ｂをベースプレート３２の厚み３５ａよりも厚くすることにより、素子ユニット３１，３１の下部からの放熱効果を向上させているため、素子ユニット３１，３１が互いに相手の発熱の影響を受けることが抑制される。
また、図１１においては、下部に冷却フィン３６を追加したベースプレート３２ｂを用いることにより、素子ユニット３１，３１の下部からの放熱効果をさらに向上させているため、素子ユニット３１，３１が互いに相手の発熱の影響を受けることがさらに抑制される。
【０００３】
しかし、前記図９の従来技術には、平面実装密度が大きくできないという問題があり、前記図１０，図１１の従来技術には、高さ方向の実装密度が大きくできないという問題がある上に、前記図９〜図１１の従来技術は、ベースプレート上に複数個の素子ユニットを高密度実装する場合にベースプレート３２，３２ａ，３２ｂの大きさおよび重量が問題になる。
【０００４】
前記諸問題を考慮した従来技術としては、例えば、図１２に示すように、図９と同一の厚みのベースプレート３２を用いて、そのベースプレート３２上に素子ユニット３１を近接載置するとともに、ベースプレート３２上の素子ユニット３１の端部近傍に放熱部材３７を載置したものがある。前記放熱部材３７は、例えばベースプレート３２にアルミダイキャスト成形によって一体成形されている。このように構成することにより、素子ユニット３１からの発熱はベースプレート３２を介して放熱部材３７に伝達され、放熱部材３７より放熱されることになる。なお、前記放熱部材３７の材質としてアルミニウムを選択した理由は、アルミニウムは、導電性部材であって、軽量、コンパクトかつ加工性に優れ、コスト的にも有利であるからである。
【０００５】
しかし、前記図１２の従来技術には、以下のような問題がある。すなわち、図１２の従来技術を用いて実際に装置全体を構成する際には、例えば図１３に示すように、素子ユニット３１の内部素子（図示せず）にフレキシブル基板３８の一端を電気的に接続するとともに、フレキシブル基板３８の他端をコネクタ３９を介してベース基板４０に電気的に共通接続して、ベース基板４０からフレキシブル基板３８を経て素子ユニット３１の内部素子に電気信号を供給するように構成する。この場合、高密度実装を実現するために、素子ユニット３１の奥側の面から延出されるフレキシブル基板３８は、放熱部材３７の手前側の面３７ａをかすめるように配置した状態で、コネクタ３９によってベース基板４０に接続されるので、フレキシブル基板３８の図中斜線を付けた領域３８ａは放熱部材３７の面３７ａをかすめる可能性があり、フレキシブル基板３８上に実装された電子部品３７ｂが放熱部材３７と短絡するおそれがある。
【０００６】
前記短絡の問題に対処し得る従来技術として、短絡の可能性がある部位に絶縁性の接着剤を充填する絶縁方法（例えば、特許文献１参照）が提案されている。この絶縁方法は、図１４（ａ）に示すように、フレキシブル基板４１の電子部品４２を搭載した実装面同士が対向するようにＵ字状に屈曲させた後に、対向面間に絶縁性の接着剤４３を充填したり、あるいは、図１４（ｂ）に示すように、前記対向面間に予め絶縁材４４を挿設した後に、絶縁性の接着剤４３を充填するようにしている。したがって、例えば図１４（ｂ）の絶縁方法を図１３の従来技術に応用して、図１３におけるフレキシブル基板３８の領域３８ａおよび放熱部材３７間の空隙に絶縁材を挿設した上で前記空隙内に絶縁性の接着剤を充填して固定することにより、電子部品３７ｂの放熱部材３７との短絡を防止することができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２１７５７０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記図１３の従来技術に特許文献１記載の絶縁方法を応用する場合、素子ユニット３１の載置面（ベースプレート３２の上面）に対し垂直方向に延在するように素子ユニット３１から延出されるフレキシブル基板３８は、放熱部材３７の手前側の面３７ａをかすめるように配置した状態で、コネクタ３９によってベース基板４０に接続されるので、図１４（ａ）を応用する場合は、フレキシブル基板３８をコネクタ３９によってベース基板４０に接続した後に、フレキシブル基板３８の領域３８ａおよび放熱部材３７間の空隙に例えばディスペンサ等を用いて絶縁性の接着剤４３を充填して固定することになり、図１４（ｂ）を応用する場合は、フレキシブル基板３８をコネクタ３９によってベース基板４０に接続した後に、フレキシブル基板３８の領域３８ａおよび放熱部材３７間の空隙に絶縁材４４を挿設してから、ディスペンサ等を用いて絶縁性の接着剤４３を充填して固定することになる。そのため、何れの場合も、高密度実装された複数の素子ユニット３１より延出されるフレキシブル基板３８の全数に対し上述した面倒な絶縁処理を実施する必要があり、作業工数が大幅に増加してコストアップを招いてしまう。
なお、前記特許文献１には、上述したような高密度実装後に絶縁材を充填して固定する場合の絶縁方法は、全く記載されていない。
【０００９】
本発明は、ベースプレート上に複数個の素子ユニットを高密度実装した場合に各素子ユニットから延出されるフレキシブル基板を容易かつ安価に絶縁処理し得るフレキシブル基板の接続構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の第１発明は、ベースプレートと、該ベースプレート上に搭載される複数Ｎ個の素子ユニットと、前記ベースプレート上の前記複数Ｎ個の素子ユニットと対応する位置にそれぞれ載置される複数Ｎ個の放熱部材と、前記複数Ｎ個の素子ユニットの内部素子のそれぞれにそれぞれの一端を電気的に接続される複数Ｎ個のフレキシブル基板と、前記複数Ｎ個のフレキシブル基板の他端を電気的に共通接続されるベース基板とを備えるフレキシブル基板の接続構造であって、前記各フレキシブル基板上に実装された所定の電気素子の絶縁部のみを前記各放熱部材に接触させるように、前記各フレキシブル基板を前記各素子ユニットおよび前記ベース基板間に固定して成ることを特徴とする。
【００１１】
第１発明においては、ベースプレート上に搭載される複数Ｎ個の素子ユニットの内部素子のそれぞれに複数Ｎ個のフレキシブル基板のそれぞれの一端を電気的に接続するとともに、他端をベース基板に電気的に共通接続する際には、前記各フレキシブル基板上に実装された所定の電気素子の絶縁部のみを、前記ベースプレート上の前記各素子ユニットと対応する位置にそれぞれ載置される各放熱部材に接触させるように、前記各フレキシブル基板を前記各素子ユニットおよび前記ベース基板間に固定するから、ベースプレート上に複数個の素子ユニットを高密度実装した場合であっても、各フレキシブル基板および各放熱部材間が確実に絶縁されることになる。したがって、ベースプレート上に複数個の素子ユニットを高密度実装した場合に各素子ユニットから延出されるフレキシブル基板を容易かつ安価に絶縁処理し得るフレキシブル基板の接続構造を提供することができる。
【００１２】
前記目的を達成するため、請求項２に記載の第２発明は、ベースプレートと、該ベースプレート上に搭載される複数Ｎ個の素子ユニットと、前記ベースプレート上の前記複数Ｎ個の素子ユニットと対応する位置にそれぞれ載置される複数Ｎ個の放熱部材と、前記複数Ｎ個の素子ユニットの内部素子のそれぞれにそれぞれの一端を電気的に接続される複数Ｎ個のフレキシブル基板と、前記複数Ｎ個のフレキシブル基板の他端を電気的に共通接続されるベース基板とを備えるフレキシブル基板の接続構造であって、前記各フレキシブル基板上に設けた絶縁材突起物のみを前記各放熱部材に接触させるように、前記各フレキシブル基板を前記各素子ユニットおよび前記ベース基板間に固定して成ることを特徴とする。
【００１３】
第２発明においては、ベースプレート上に搭載される複数Ｎ個の素子ユニットの内部素子のそれぞれに複数Ｎ個のフレキシブル基板のそれぞれの一端を電気的に接続するとともに、他端をベース基板に電気的に共通接続する際には、前記各フレキシブル基板上に設けた絶縁材突起物のみを、前記ベースプレート上の前記各素子ユニットと対応する位置にそれぞれ載置される各放熱部材に接触させるように、前記各フレキシブル基板を前記各素子ユニットおよび前記ベース基板間に固定するから、ベースプレート上に複数個の素子ユニットを高密度実装した場合であっても、各フレキシブル基板および各放熱部材間が確実に絶縁されることになる。したがって、ベースプレート上に複数個の素子ユニットを高密度実装した場合に各素子ユニットから延出されるフレキシブル基板を容易かつ安価に絶縁処理し得るフレキシブル基板の接続構造を提供することができる。
【００１４】
請求項３に記載の第３発明および請求項４に記載の第４発明は、前記ベースプレートおよび前記複数Ｎ個の放熱部材は、一体成形されていることを特徴とする。
【００１５】
第３発明および第４発明においては、前記ベースプレートおよび前記複数Ｎ個の放熱部材は、一体成形されているから、所望の放熱効果が得られるとともに、軽量、コンパクト、安価かつ加工性に優れるフレキシブル基板の接続構造を提供することができる。
【００１６】
請求項５に記載の第５発明は、前記絶縁材突起物は、前記各フレキシブル基板上に半田付けまたは接着により固定することを特徴とする。
【００１７】
第５発明においては、前記絶縁材突起物は、前記各フレキシブル基板上に半田付けまたは接着により固定するから、フレキシブル基板上に実装された所定の電気素子の絶縁部の位置が放熱部材の位置と対応しない場合であっても、前記第１発明と同様の絶縁効果を得ることができるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態のフレキシブル基板の接続構造の全体構成を示す図である。本実施形態のフレキシブル基板の接続構造は、図１に示すように、ベースプレート１１と、ベースプレート１１上に搭載される複数Ｎ個（図示例では４個）の素子ユニット１２と、ベースプレート１１上の複数Ｎ個の素子ユニット１２と対応する位置にそれぞれ載置される複数Ｎ個（図示例ではＮ＝４個中の３個を記載している）の放熱部材１３と、複数Ｎ個の素子ユニット１２の内部素子（図示せず）のそれぞれにそれぞれの一端１４ａを電気的に接続される複数Ｎ個（図示例ではＮ＝４個中の３個を記載している）のフレキシブル基板１４と、複数Ｎ個のフレキシブル基板１４の他端１４ｂをコネクタ１５（図示例ではＮ＝４個中の１個を記載している）を介して電気的に共通接続されるベース基板１６とを具備して成る。
【００１９】
前記ベースプレート１１および放熱部材１３の材質は、例えばアルミニウムとし、ベースプレート１１上に各放熱部材１３をアルミダイキャスト成形によって一体成形するものとする。なお、前記放熱部材１３の材質としてアルミニウムを選択した理由は、アルミニウムは、導電性部材であって、軽量コンパクト、かつ加工性に優れ、コスト的にも有利であるからである。
【００２０】
前記フレキシブル基板１４には、図１〜図３に示すように、放熱部材１３と対向する位置に、所定の電気素子（本実施形態ではＩＣ）１７が実装されている。前記ＩＣ１７は、本実施形態では、フレキシブル基板１４の実装部品の中で最も背が高い部品であるものとする。したがって、図１に示すフレキシブル基板１４の接続完了時には、ＩＣ１７のパッケージの絶縁部１７ａ（図３参照）のみが放熱部材１３の裏面１３ａに接触することになり、フレキシブル基板１４上の他の実装部品が放熱部材１３の裏面１３ａに接触することが確実に防止されることになる。
【００２１】
次に、本実施形態におけるフレキシブル基板の接続作業について説明する。
なお、フレキシブル基板１４の一端１４ａは、素子ユニット１２をベースプレート１１上に載置する前に図３に示すように直角に折り曲げて、素子ユニット１２の上面に設けられた内部素子の接続端子（図示せず）に電気的に接続されているものとする。この場合、フレキシブル基板１４は、ベースプレート１１の上面に垂直な状態で、素子ユニット１２の左側面から延出することになり、図３に示すように、素子ユニット１２の手前側端面の左端部と、フレキシブル基板１４の延出境界部とは、予め接着剤１８によって接着固定されているものとする。このようにしてフレキシブル基板１４の一端１４ａが接続された素子ユニット１２は、ベースプレート１１の上面に複数載置される。図３に示すように、素子ユニット１２の裏面および放熱部材１３の裏面１３ａは微小寸法の段差を持ってほぼ同一直線上に配列されるため、フレキシブル基板１４に実装されたＩＣ１７のパッケージの絶縁部１７ａは放熱部材１３の裏面１３ａに接近することになる。
【００２２】
次に、図３に示すように、フレキシブル基板１４の他端１４ｂを折り曲げて、他端１４ｂの終端部に設けられたコネクタ１５をベース基板１６のコネクタ受け（図示せず）に電気的に接続して固定する。このコネクタ１５の固定においては、ＩＣ１７のパッケージの絶縁部１７ａを放熱部材１３の裏面１３ａに接近させる方向にフレキシブル基板１４に対し張力を作用させているので、前記張力が十分な大きさになるように前記コネクタ受けの位置を設定しておくことにより、図３のＡ−Ａ断面図である図４に示すように、ＩＣ１７のパッケージの絶縁部１７ａが放熱部材１３の裏面１３ａに確実に接触することになるので、ＩＣ１７のパッケージの絶縁部１７ａおよび放熱部材１３の裏面１３ａの接触部が離間することはない。
【００２３】
以上により、（１）絶縁部１７ａおよび放熱部材１３の裏面１３ａ間の接触、（２）コネクタ１５によるベース基板１６のコネクタ受けへの固定によって、素子ユニット１２およびベース基板間１６間に直線状になるように確実に固定されるから、ベースプレート１１上に複数Ｎ個の素子ユニット１２を高密度実装した場合であっても、前記特許文献１に記載されたような絶縁処理を行うことなく、各フレキシブル基板１４および各放熱部材１３間を確実に絶縁することができる。この場合、フレキシブル基板１４上の他の実装部品はＩＣ１７よりも背が低いので、他の実装部品の絶縁処理が確実になされることになる。
【００２４】
本実施形態のフレキシブル基板の接続構造によれば、ベースプレート１１上に複数個の素子ユニット１２を高密度実装した場合に各素子ユニット１２から延出されるフレキシブル基板１４を容易かつ安価に絶縁処理することができるようになる。また、フレキシブル基板１４には、前記ＩＣ１７のパッケージの絶縁部１７ａを放熱部材１３の裏面１３ａに接近させる方向の張力が作用するので、フレキシブル基板１４の耐振動性が向上する。さらに、ベースプレート１１および複数Ｎ個の放熱部材１３を一体成形したため、所望の放熱効果が得られるとともに、軽量、コンパクト、安価かつ加工性に優れるフレキシブル基板の接続構造となる。
【００２５】
図５は本発明の第２実施形態のフレキシブル基板の接続構造の全体構成を示す図であり、図６は図５のＢ−Ｂ断面図である。本実施形態のフレキシブル基板の接続構造は、図１に示す第１実施形態のフレキシブル基板の接続構造に対し、放熱部材１３の裏面１３ａに対する接触部の構成を変更したものであり、それ以外の部分は前記第１実施形態と同様に構成する。
【００２６】
本実施形態のフレキシブル基板の接続構造においては、フレキシブル基板１４上に実装されるＩＣ１７の位置が前記第１実施形態よりも他端１４ｂ寄りに移動しているため、フレキシブル基板１４の放熱部材１３の裏面１３ａに対応する位置には背が低い実装部品しか存在せず、このままではフレキシブル基板１４の実装面を放熱部材１３の裏面１３ａに接触させることができない。そこで、本実施形態では、フレキシブル基板１４の実装面の放熱部材１３の裏面１３ａに対応する位置に、絶縁材突起物１９を半田付けまたは接着により固定しておく。なお、絶縁材突起物１９の高さは、ＩＣ１７の背の高さよりも十分に高くするものとする。
【００２７】
本実施形態では、（１）絶縁材突起物１９および放熱部材１３の裏面１３ａ間の接触、（２）コネクタ１５によるベース基板１６のコネクタ受けへの固定によって、素子ユニット１２およびベース基板間１６間に直線状になるように確実に固定されるから、ベースプレート１１上に複数Ｎ個の素子ユニット１２を高密度実装した場合であっても、前記特許文献１に記載されたような絶縁処理を行うことなく、各フレキシブル基板１４および各放熱部材１３間を確実に絶縁することができる。この場合、フレキシブル基板１４上のＩＣ１７および他の実装部品は絶縁材突起物１９よりも背が低いので、ＩＣ１７および他の実装部品の絶縁処理が確実になされることになる。
【００２８】
本実施形態のフレキシブル基板の接続構造によれば、前記第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００２９】
図７は本発明の第３実施形態のフレキシブル基板の接続構造の全体構成を示す図であり、図８は図７のＣ−Ｃ断面図である。本実施形態のフレキシブル基板の接続構造は、図１に示す第１実施形態のフレキシブル基板の接続構造に対し、放熱部材１３の裏面１３ａに対する接触部の構成を変更したものであり、それ以外の部分は前記第１実施形態と同様に構成する。
【００３０】
本実施形態のフレキシブル基板の接続構造においては、フレキシブル基板１４上に実装されるＩＣ１７の位置は前記第１実施形態と同様に放熱部材１３の裏面１３ａに対応する位置であるが、ＩＣ１７の背の高さが他の実装部品と余り変わらないため、このままではフレキシブル基板１４に実装されたＩＣ１７を放熱部材１３の裏面１３ａに接触させても、他の実装部品の絶縁処理が確実になされることにならない。そこで、本実施形態では、フレキシブル基板１４の放熱部材１３の裏面１３ａに対応する位置に実装されるＩＣ１７の絶縁部１７ａに、十分な高さの絶縁材突起物２０を接着固定しておく。
【００３１】
本実施形態では、（１）絶縁材突起物２０および放熱部材１３の裏面１３ａ間の接触、（２）コネクタ１５によるベース基板１６のコネクタ受けへの固定によって、素子ユニット１２およびベース基板間１６間に直線状になるように確実に固定されるから、ベースプレート１１上に複数Ｎ個の素子ユニット１２を高密度実装した場合であっても、前記特許文献１に記載されたような絶縁処理を行うことなく、各フレキシブル基板１４および各放熱部材１３間を確実に絶縁することができる。この場合、フレキシブル基板１４上の他の実装部品はＩＣ１７および絶縁材突起物２０の合計の高さよりも背が低いので、他の実装部品の絶縁処理が確実になされることになる。
【００３２】
本実施形態のフレキシブル基板の接続構造によれば、前記第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のフレキシブル基板の接続構造の全体構成を示す図である。
【図２】第１実施形態においてフレキシブル基板上の所定の電気素子であるＩＣの実装状態を説明するための図である。
【図３】第１実施形態においてフレキシブル基板の接続作業を説明するための斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態のフレキシブル基板の接続構造の全体構成を示す図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面図である
【図７】本発明の第３実施形態のフレキシブル基板の接続構造の全体構成を示す図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ断面図である
【図９】従来技術を説明するための図である。
【図１０】従来技術を説明するための図である。
【図１１】従来技術を説明するための図である。
【図１２】従来技術を説明するための図である。
【図１３】従来技術の課題を説明するための図である。
【図１４】（ａ），（ｂ）は従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
１１  ベースプレート
１２  素子ユニット
１３  放熱部材
１３ａ  裏面
１４  フレキシブル基板
１４ａ  一端
１４ｂ  他端
１５  コネクタ
１６  ベース基板
１７  所定の電気素子（ＩＣ）
１７ａ  絶縁部
１８  接着剤
１９，２０  絶縁材突起物
【図１】
2004193421.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2004193421.tif 000014
【図１３】
2004193421.tif 000015
【図１４】
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