(57)【要約】【課題】発光効率を更に向上させることができる発光装置およびプリント配線基板を提供する。【解決手段】発光装置１は、発光素子２１を樹脂封止部２３により封止したＬＥＤ２がプリント配線基板３に実装されている。プリント配線基板３には、ＬＥＤ２の周囲に複数の区画された半田ランド３１が設けられている。そして、半田ランド３１には、半田が塗布され固化した半田層６が形成されている。半田層６を形成すると、その表面は表面張力により球面状に固化するため、半田によってできる盛り上がり面は曲面となる。したがって、ＬＥＤ２から斜め下方に向かう光は、この盛り上がり面により反射させることができるので、発光効率を更に向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線基板に実装された発光素子の周囲に、半田が固化した半田層が形成される複数の区画された半田ランドが設けられていることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記半田ランドは、前記発光素子からの光を反射させる方向に応じて面積が調整されている請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記半田ランドは、前記発光素子に近い方の面積が小さく、遠い方の面積が大きい請求項２記載の発光装置。
【請求項４】
前記半田ランドは、前記発光素子に近い方の面積が大きく、遠い方の面積が小さい請求項２記載の発光装置。
【請求項５】
前記半田層は、前記発光素子からの光を反射させる方向に応じて厚みが調整されている請求項１記載の発光装置。
【請求項６】
前記半田ランドに形成された半田層は、前記発光素子に近い方が薄く、遠い方が厚い請求項５記載の発光装置。
【請求項７】
前記半田ランドに形成された半田層は、前記発光素子に近い方が厚く、遠い方が薄い請求項５記載の発光装置。
【請求項８】
発光装置の光源である発光素子が実装されるプリント配線基板において、
前記発光素子の周囲に、半田層が形成される複数の区画された半田ランドが設けられていることを特徴とするプリント配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源である発光素子が実装される発光装置およびプリント配線基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光素子は、主に直上方向に強い光が出射されるが、少なからず横方向（側方）やほぼ直上方向の反対側となる斜め下向きの方向にも光が出射される。発光素子の発光効率を高めるためには、このような主に出射される方向（以下、この方向を主発光方向と称する。）以外の方向に出射される光を集め、所望とする方向へ向けることが重要である。
【０００３】
例えば、特許文献１の遊技機の演出装置には、レジスト処理が施されていないＬＥＤ基板に白色ＬＥＤを実装し、基板表面に施される半田メッキ（半田層）で反射板を形成して反射効率の向上を図っていることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の演出装置では、白色ＬＥＤの周囲一面に半田層を施して反射板にしているだけなので、白色ＬＥＤから斜め下向きに出射される光は、半田層面に反射しても、主発光方向には向かわず、ほぼ側方に近い方向へ向かう光となってしまい、発光素子の発光効率を高めるには不足するものと思われる。
【０００６】
そこで本発明は、発光効率を更に向上させることができる発光装置およびプリント配線基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、プリント配線基板に実装された発光素子の周囲に、半田が固化した半田層が形成される複数の区画された半田ランドが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の発光素子から斜め下方に向かう光は、盛り上がりのある半田層の面により反射させることができるので、発光効率を更に向上させることができる。したがって、本発明によれば、発光効率を更に向上させることができる発光装置およびプリント配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る発光装置を示す図、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は背面図、（Ｃ）は（Ａ）をＴ方向から見た左側面図、（Ｄ）は（Ａ）をＵ方向から見た平面図
【図２】本発明の実施の形態２に係る発光装置を示す図、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＶ−Ｖ断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＷ−Ｗ断面図
【図３】本発明の実施の形態３に係る発光装置を示す図、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＶ−Ｖ断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＷ−Ｗ断面図
【図４】本発明の実施の形態４に係る発光装置を示す図、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）をＴ方向から見た左側面図、（Ｃ）は（Ａ）をＵ方向から見た平面図
【図５】本発明の実施の形態５に係る発光装置を示す図、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）をＴ方向から見た左側面図、（Ｃ）は（Ａ）をＵ方向から見た平面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本願の第１の発明は、プリント配線基板に実装された発光素子の周囲に、半田が固化した半田層が形成される複数の区画された半田ランドが設けられていることを特徴とした発光装置である。
【００１１】
第１の発明によれば、発光素子の周囲に、複数の区画された半田ランドが設けられ、半田が塗布され固化した半田層が形成されている。半田を塗布して半田層を形成すると、その表面は表面張力により球面状に固化するため、半田によってできる盛り上がり面は曲面となる。したがって、発光素子から斜め下方に向かう光は、この盛り上がり面により反射させることができるので、発光効率を更に向上させることができる。
【００１２】
本願の第２の発明は、第１の発明において、半田ランドは、発光素子からの光を反射させる方向に応じて面積が調整されていることを特徴とした発光装置である。
【００１３】
第２の発明によれば、半田ランドの面積が小さいと、面積が大きい半田ランドより数多く配置することができる。したがって、半田ランドに形成された半田層の盛り上がり面による反射の度合いを、半田ランドの面積によって調整することができるので、所望とする方向へ発光素子からの光を反射させることができる。
【００１４】
本願の第３の発明は、第２の発明において、半田ランドは、発光素子に近い方の面積が小さく、遠い方の面積が大きいことを特徴とした発光装置である。
【００１５】
第３の発明によれば、面積が小さい半田ランドであれば、数多くの半田ランドを配置することができる。この面積が小さい半田ランドに形成された半田層は、発光素子から近い位置にあるので、発光素子側に向いた盛り上がり面と、発光素子とは反対側に向いた盛り上がり面とのそれぞれを反射面とすることができる。したがって、発光素子からの多くの光を反射させることができるので、発光素子から近い位置に向かって出射する光を、発光素子から遠い位置に向かって出射する光より多く反射させることができる。また、発光素子から遠い位置に向かって出射された光も、広い半田ランドに形成された半田層の盛り上がり面と平面とにより反射して広がりのある光となる。したがって、全体的に発光効率を高めつつ、主発光方向を中心に発光強度を強く、幅広い範囲に光を反射させることができる。
【００１６】
本願の第４の発明は、第２の発明において、半田ランドは、発光素子に近い方の面積が大きく、遠い方の面積が小さいことを特徴とした発光装置である。
【００１７】
第４の発明によれば、面積が大きい半田ランドに形成された半田層は、発光素子から遠い位置にあるので、発光素子から遠くの地点に向かって出射する光を、数多く配置された半田層の盛り上がり面によって、発光素子から近くの地点に向かって出射する光より多く反射させることができるので、全体的に発光効率を高めつつ、主発光方向を中心に光を広い範囲に出射させることができる。
【００１８】
本願の第５の発明は、第１の発明において、半田層は、発光素子からの光を反射させる方向に応じて厚みが調整されていることを特徴とした発光装置である。
【００１９】
第５の発明によれば、半田層の厚みが厚いと盛り上がり面が大きくなるため、半田層の厚みが薄いものと比較して反射度合いを大きくすることができる。したがって、半田層の盛り上がり面による反射の度合いを、半田層の厚みによって調整することができるので、所望とする方向へ発光素子からの光を反射させることができる。
【００２０】
本願の第６の発明は、第５の発明において、半田ランドに形成された半田層は、前記発光素子に近い方が薄く、遠い方が厚いことを特徴とした発光装置である。
【００２１】
第６の発明によれば、発光素子に遠い方の半田ランドに形成された半田層を厚くすることで、半田層全体を凹状とすることができるので、発光素子から遠くの地点に向かって出射する光でも、厚みを厚くした半田層の盛り上がり面により反射させることができる。したがって、全体的に発光効率を高めつつ、主発光方向を中心に光を寄せることができる。
【００２２】
本願の第７の発明は、第５の発明において、前記半田ランドに形成された半田層は、前記発光素子に近い方が厚く、遠い方が薄いことを特徴とした発光装置である。
【００２３】
第７の発明は、発光素子に近い方の半田ランドに形成された半田層を厚くすることで、発光素子から近くの地点に向かって出射する光を直上方向に近く反射させることができ、発光素子から遠くの地点に向かって出射する光を直上方向から離れる方向に反射させることができる。したがって、全体的に発光効率を高めつつ、主発光方向を中心に光を広い範囲に出射させることができる。
【００２４】
本願の第８の発明は、発光装置の光源である発光素子が実装されるプリント配線基板において、発光素子の周囲に、半田層が形成される複数の区画された半田ランドが設けられていることを特徴としたプリント配線基板である。
【００２５】
第８の発明によれば、発光素子の周囲に、複数の区画された半田ランドが設けられ、半田層が形成されていることで、それぞれの半田ランドに塗布された半田層の盛り上がりによってできた盛り上がり面を反射面とすることができる。したがって、発光素子から斜め下方に向かう光も盛り上がり面により反射させることができるので、発光効率を更に向上させることができる。
【００２６】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る発光装置を図１に基づいて説明する。なお、図１（Ａ）については説明の都合上、半田層６は図示していない。なお、後に記載する実施の形態においても同様に正面図においては半田層を図示していない。
【００２７】
図１に示す発光装置１は、デジタルカメラ機能付きの携帯電話機にストロボ照明として内蔵されるものである。発光装置１は、ＬＥＤ２とプリント配線基板３と、ドライバ素子４と、抵抗素子５とを備えている。
【００２８】
ＬＥＤ２は、発光素子２１とツェナーダイオード素子２２と樹脂封止部２３とを備えている。発光素子２１は、平面視して天面が矩形状に形成された略直方体状に形成されている。発光素子２１は、例えば、絶縁性基板にｎ型半導体層と発光層とｐ型半導体層とを順次積層し、ｐ型半導体層上にｐ電極を形成し、発光層およびｐ型半導体層とｎ型半導体層の一部をエッチングして露出させたｎ電極領域にｎ電極を形成した青色発光ダイオードとすることができる。発光素子２１は、ｎ電極およびｐ電極をプリント配線基板３側に向け、絶縁性基板を天面に向けて、プリント配線基板３に実装されている。
【００２９】
ツェナーダイオード素子２２は、発光素子２１を過電圧から保護する保護素子である。本実施の形態では保護素子をツェナーダイオードとしているが、ダイオード、コンデンサ、抵抗、またはバリスタとすることも可能である。
【００３０】
樹脂封止部２３は、例えば、発光素子２１からの青色光に励起されて補色となる黄色光に波長を変換する蛍光体（図示せず）を含有したシリコーン樹脂で形成されている。樹脂封止部２３から出射した光は発光素子２１からの青色光と蛍光体からの黄色光とが混色して白色光となる。蛍光体としては、珪酸塩蛍光体やＹＡＧ系蛍光体を使用することができる。
【００３１】
プリント配線基板３は、エポキシ系樹脂などの絶縁性基板に、発光素子２１へ電源を供給したり、電子部品を実装したり、反射面を形成したりするための金属薄膜による配線パターンや半田ランドが形成されている。プリント配線基板３は、配線パターンや半田ランドのうち、露出させる必要のある領域以外は、レジスト膜により覆われている。
【００３２】
ここで、プリント配線基板３に形成された配線パターンおよび半田ランドについて説明する。
【００３３】
プリント配線基板３の実装面側（図１（Ａ）参照）には、発光素子２１、ツェナーダイオード素子２２、ドライバ素子４と、抵抗素子５とを、半田により固着させ実装するための半田ランドが形成されている。また、発光素子２１を含むＬＥＤ２の周囲には、半田層が形成される複数の区画された半田ランド３１が設けられている。この半田ランド３１は、矩形状の同じ輪郭で形成されているため略同じ面積である。半田ランド３１は、縦列および横列に配置されている。この半田ランド３１には、電気配線としては機能しておらず、半田を塗布し固化させ、半田層６を形成している。半田層６は、例えば、スクリーン印刷法により形成することができる。
【００３４】
プリント配線基板３の裏面側（実装面側とは反対となる面：図１（Ｂ）参照）には、ドライバ素子４に電源を供給するための、３つのランド３９が接続端子として設けられている。なお、プリント配線基板の裏面側は後に記載する実施の形態においても同様の形態である。
【００３５】
ドライバ素子４は、発光素子２１を駆動するための昇圧回路、定電流回路が内蔵された半導体素子である。抵抗素子５は、ドライバ素子４の昇圧回路、定電流回路のための外付け部品である。
【００３６】
以上のように構成された本発明の実施の形態１に係る発光装置１の使用状態について、図面に基づいて説明する。
【００３７】
接続端子としてのランド３９に電源が供給されると、ドライバ素子４により電圧と電流が調整されて発光素子２１が点灯する。発光素子２１からの青色光により樹脂封止部２３に含有された蛍光体が励起され、黄色光を発光する。樹脂封止部２３内で青色光と黄色光とが混色して白色光となって樹脂封止部２３から出射する。
【００３８】
図１（Ｃ）および図１（Ｄ）に示す矢印のように、白色光は、直上方向へ主に出射するが、側方や斜め下向きの方向にも光が出射される。半田層６は、半田が塗布された段階で、その表面が表面張力により球面状に固化するため、半田によってできる盛り上がり面６Ｓは曲面となる。したがって、ＬＥＤ２から斜め下方に向かう光は、この盛り上がり面６Ｓにより反射させることができるので、従来のプリント配線基板のように光源の周囲全体を一つの反射面とするより、発光効率を更に向上させることができる。
【００３９】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る発光装置を図２に基づいて説明する。なお、図２においては、図１と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
【００４０】
図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、発光装置１０１には、プリント配線基板３０１のＬＥＤ２の周囲に半田ランド３２が配置されている。この半田ランド３２は、ＬＥＤ２に近い方に面積が小さい半田ランド３２１，３２２が配置され、遠い方に半田ランド３２１，３２２より輪郭が大きく、面積が大きい半田ランド３２３，３２４が配置されている。したがって、ＬＥＤ２に遠い方に配置された半田ランド３２３，３２４よりＬＥＤ２に近い方に数多くの半田ランド３２が配置されている。
【００４１】
この半田ランド３２１〜３２４の全面に半田が塗布されて固化することで、小さい半田ランド３２１，３２２には輪郭が小さい半田層６１１，６１２が形成され、半田ランド３２３，３２４には、輪郭が大きい半田層６１３，６１４が形成されている。
【００４２】
このような半田層６１１〜６１４によって、ＬＥＤ２からの光を反射させることができる。また、ＬＥＤ２に近い方の半田ランド３２１，３２２の盛り上がり面であって、ＬＥＤ２側に向いた盛り上がり面６１１Ｓ１，６１２Ｓ１と、ＬＥＤ２とは反対側に向いた盛り上がり面６１１Ｓ２，６１２Ｓ２のそれぞれが反射面となってＬＥＤ２からの光を反射させることができるので、ＬＥＤ２から近い位置に向かって出射する光を、ＬＥＤ２から遠い位置に向かって出射する光よりも多く反射させることができる。また、ＬＥＤ２から遠い位置に向かって出射された光は、面積が大きい半田ランド３２３，３２４に形成された半田層６１３，６１４の平面だけでなく、盛り上がり面６１３Ｓ，６１４Ｓによっても反射するので、主発光方向に寄せつつ、平面に反射して広がりのある光となる。したがって、発光装置１０１は、全体的に発光効率を高めつつ、主発光方向を中心に発光強度を強く、幅広い範囲に光を反射させることができる。
【００４３】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る発光装置を図３に基づいて説明する。なお、図３においては、図１と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
【００４４】
図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、発光装置１０２には、プリント配線基板３０２のＬＥＤ２の周囲に半田ランド３３が配置されている。この半田ランド３３は、ＬＥＤ２に近い方が大きい半田ランド３３１により形成され、遠い方が半田ランド３３１より小さい輪郭の半田ランド３３２，３３３により形成されている。この半田ランド３３１〜３３３の全面に半田が塗布されて固化することで、大きい半田ランド３３１には輪郭が大きい半田層６２１が形成され、半田ランド３３２，３３３には、輪郭が小さい半田層６２２，６２３が形成されている。
【００４５】
このような半田層６２１〜６２３によって、ＬＥＤ２からの光を反射させることができる。また、ＬＥＤ２から遠くの地点に向かって出射する光を、輪郭が小さい半田層６２２，６２３の盛り上がり面６２２Ｓ，６２３Ｓによって反射させることができるので、ＬＥＤ２から近くの地点に向かって出射する光を、より多く反射させることができる。したがって、発光装置１０２は、全体的な発光効率を高めつつ、主発光方向を中心に光を広い範囲に出射させることができる。
【００４６】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４に係る発光装置を図４に基づいて説明する。なお、図４においては、図１と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
【００４７】
図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、発光装置１０３には、実施の形態１と同様に、プリント配線基板３０３のＬＥＤ２の周囲に、同輪郭形状で、面積が略同じの半田ランド３１が配置されている。
【００４８】
この半田ランド３１の全面に半田が塗布されて固化することで半田層が形成されるが、ＬＥＤ２に近い方に厚みが薄い半田層６３１，６３２が形成され、遠い方に厚みが厚い半田層６３３，６３４が形成されている。本実施の形態４の半田層は、ＬＥＤ２から遠ざかるにしたがって徐々に厚みを厚くしている。つまり、半田層は、半田層６３１から半田層６３４にかけて、徐々に高さが高くなるようにしている。
【００４９】
このような半田層６３１〜６３４によって、ＬＥＤ２からの光を反射させることができる。また、ＬＥＤ２に遠い方の半田ランド３１に形成された半田層６３３，６３４を厚くすることで、半田層全体を凹状（図４においては破線で示す）とすることができるので、ＬＥＤ２から遠くの地点に向かって出射する光でも、厚みが薄い半田層６３１，６３２に遮られることなく、半田層６３３，６３４の盛り上がり面によって、反射させることができる。したがって、全体的に発光効率を高めつつ、主発光方向を中心に光を寄せることができる。
【００５０】
この半田層６３１〜６３４は、スクリーン印刷法により形成することができる。この場合、印刷版の開口の広さを調整することで、厚みを調整することができる。例えば、厚みの厚い半田層６３３，６３４に対応する開口を広くすることで、半田量が多くなるため高さが高い半田層を形成することができる。また、厚みの薄い半田層６３１，６３２に対応する開口を狭くすることで、半田量が少なくなるため高さの低い半田層を形成することができる。
【００５１】
このように、厚みが薄い半田層６３１，６３２や厚みが厚い半田層６３３，６３４を容易に形成することができる。
【００５２】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５に係る発光装置を図５に基づいて説明する。なお、図５においては、図１と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
【００５３】
図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、発光装置１０４には、実施の形態１と同様に、プリント配線基板３０４のＬＥＤ２の周囲に、同輪郭形状で、面積が略同じの半田ランド３１が配置されている。
【００５４】
この半田ランド３１の全面に半田が塗布されて固化することで半田層が形成されるが、ＬＥＤ２に近い方に厚みが厚い半田層６４１，６４２が形成され、遠い方に厚みが薄い半田層６４３，６４４が形成されている。本実施の形態５の半田層は、ＬＥＤ２から遠ざかるにしたがって徐々に厚みを薄くしている。つまり、半田層は、半田層６４１から半田層６４４にかけて、徐々に高さが低くなるようにしている。
【００５５】
このような半田層６４１〜６４４によって、ＬＥＤ２からの光を反射させることができる。また、ＬＥＤ２に近い方の半田ランド３１に形成された半田層６４１，６４２を厚くすることで、半田層全体を凸状（図５においては破線で示す）とすることができるので、ＬＥＤ２から近くの地点に向かって出射する光を半田層６４１，６４２の盛り上がり面により、広い範囲に反射させることができる。さらに、半田層６４１，６４２の盛り上がり面で反射された光を、半田層６４３，６４４の盛り上がり面によって、より広い範囲に反射させることができる。したがって全体的に発光効率を高めつつ、主発光方向を中心に光を広い範囲に出射させることができる。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態１〜５について説明してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、半田ランドの面積を変えつつ、半田層の厚みを変えることが可能である。つまり、実施の形態２と、実施の形態４または実施の形態５とを組み合わせたり、実施の形態３と、実施の形態４または実施の形態５とを組み合わせたりすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、発光効率を更に向上させることができるので、光源である発光素子が実装される発光装置およびプリント配線基板に好適である。
【符号の説明】
【００５８】
１，１０１，１０２，１０３，１０４  発光装置
２  ＬＥＤ
３，３０１，３０２，３０３，３０４  プリント配線基板
４  ドライバ素子
５  抵抗素子
６  半田層
６Ｓ  盛り上がり面
２１  発光素子
２２  ツェナーダイオード素子
２３  樹脂封止部
３１，３２，３３  半田ランド
３９  ランド
３２１，３２２，３２３，３２４  半田ランド
３３１，３３２，３３３  半田ランド
６１１，６１２，６１３  半田層
６１１Ｓ１，６１１Ｓ２，６１２Ｓ１，６１２Ｓ２  盛り上がり面
６１３Ｓ，６１４Ｓ，６２２Ｓ，６２３Ｓ  盛り上がり面
６２１，６２２，６２３  半田層
６３１，６３２，６３３，６３４  半田層
６４１，６４２，６４３，６４４  半田層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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