(57)【要約】【課題】発光素子を備える光源装置において、実装基板に対する発光素子の位置決め精度を向上させる。【解決手段】光源装置は、絶縁基板１２および導電層５４を積層した実装基板と、発光面の裏側に一対の電極を有する発光素子２０と、を備える。導電層は、複数の並列した帯状パターン部５４ａを有し、各帯状パターン部に略長方形の凹部５５を配置しその両側にランド５７Ｌ、５７Ｒが形成されたパターンとして、絶縁基板１２上に形成される。ランド５７Ｌ、５７Ｒを除く導電層上にレジスト層６２が積層される。発光素子２０は、隣接する２つの帯状パターン部５４ａにそれぞれ形成された２つのランド５７Ｌ、５７Ｒに一対の電極の位置を合わせるようにして、実装基板上に搭載される。【選択図】図３
2016082066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板および導電層を積層した実装基板と、
発光面の裏側に一対の電極を有する発光素子と、
を備える光源装置であって、
前記導電層は、複数の並列した帯状パターン部を有し、各帯状パターン部に略長方形の凹部を配置しその両側にランドが形成されたパターンとして、前記絶縁基板上に形成され、
前記発光素子は、隣接する２つの帯状パターン部にそれぞれ形成された２つの前記ランドに前記一対の電極の位置を合わせるようにして、前記実装基板上に搭載される
ことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記ランドの幅が前記発光素子の一つの電極の幅の９０％から１１０％の大きさであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記ランド内に長手方向に延びるスリットが形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
【請求項４】
絶縁基板および導電層を積層した実装基板と、
発光面の裏側に一対の電極を有する発光素子と、
を備える光源装置の製造方法であって、
複数の並列した帯状パターン部を有し、各帯状パターン部に略長方形の凹部を配置しその両側にランドが形成されたパターンとして、前記絶縁基板上に前記導電層を形成するステップと、
隣接する２つの帯状パターン部にそれぞれ形成された２つの前記ランドに前記一対の電極の位置を合わせるようにして、前記実装基板上に前記発光素子を搭載するステップと、
を含むことを特徴とする光源装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子を備える光源装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型かつ省電力の光源として、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体発光素子を備える光源装置が様々な分野で活用され始めている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５８６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
絶縁基板上に導電層とレジスト層を積層してなる実装基板に発光素子を搭載する場合、レジスト層をフォトエッチングするためのマスクを用いて導電層の一部からレジストを除去して、導電層に発光素子を取り付けるためのランドを形成する方法が考えられる。しかしながら、この方法では、実装基板に対するマスクの位置がずれると、設計上の取り付け位置から発光素子がずれてしまうという問題がある。特に光源装置を車両用前照灯の光源として使用する場合、発光素子の位置ずれは、所定の配光パターンが得られなくなることを意味する。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、発光素子を備える光源装置において、実装基板に対する発光素子の位置決め精度を向上させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は、絶縁基板および導電層を積層してなる実装基板と、発光面の裏側に一対の電極を有する発光素子と、を備える光源装置である。導電層は、複数の並列した帯状パターン部を有し、各帯状パターン部に略長方形の凹部を配置しその両側にランドが形成されたパターンとして、絶縁基板上に形成される。発光素子は、隣接する２つの帯状パターン部にそれぞれ形成された２つのランドに一対の電極の位置を合わせるようにして、実装基板上に搭載される。
【０００７】
この態様によると、実装基板に対する発光素子の位置が導電層のランドによって決定されるので、レジスト層のフォトエッチング用のマスクが実装基板に対して位置ずれしても、発光素子の取り付け精度に影響を与えることがない。
【０００８】
ランドの幅が発光素子の一つの電極の幅の９０％から１１０％の大きさであってもよい。これによると、ランドの縁における溶融したハンダなどの導電性部材の表面張力により、導電層の帯状パターン部を横切る方向への発光素子の移動を規制することができる。
【０００９】
ランド内に長手方向に延びるスリットが形成されていてもよい。これによると、導電層の放熱性を改善することができる。
【００１０】
本発明の別の態様は、絶縁基板および導電層を積層した実装基板と、発光面の裏側に一対の電極を有する発光素子と、を備える光源装置の製造方法である。この方法は、複数の並列した帯状パターン部を有し、各帯状パターン部に略長方形の凹部を配置しその両側にランドが形成されたパターンとして、絶縁基板上に導電層を形成するステップと、隣接する２つの帯状パターン部にそれぞれ形成された２つのランドに一対の電極の位置を合わせるようにして、実装基板上に発光素子を搭載するステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、発光素子を備える光源装置において、実装基板に対する発光素子の位置決め精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は従来技術に係る光源装置の平面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線を通る垂直面で光源装置を切断したときの断面図であり、（ｃ）は（ｂ）の部分拡大図である。
【図２】（ａ）は、従来技術に係る光源装置において、導電層のパターンが形成された状態の実装基板の平面図であり、（ｂ）はレジスト層のフォトエッチング用のマスクの平面図であり、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ（ａ）中のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線を通る垂直面で実装基板を切断したときの断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る光源装置において、導電層のパターンが形成された状態の実装基板の平面図であり、（ｂ）はレジスト層のフォトエッチング用のマスクの平面図であり、（ｃ）は（ａ）中のＤ−Ｄ線を通る垂直面で実装基板を切断したときの断面図であり、（ｄ）は実装基板に発光素子を搭載した状態の断面図である。
【図４】図３に示した光源装置を光源として使用する車両用前照灯１００の断面図である。
【図５】図３（ｄ）中に示すＥ部の拡大図である。
【図６】本発明の別の実施形態に係る光源装置において、導電層のパターンが形成された状態の実装基板の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１（ａ）は、従来技術に係る光源装置１０の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のＡ−Ａ線を通る垂直面で光源装置１０を切断したときの断面図である。
【００１４】
光源装置１０は、絶縁基板１２、導電層１４およびレジスト層２２を積層してなる実装基板と、その上に搭載された複数の発光素子２０と、を備える。
【００１５】
導電層１４は、発光素子２０が取り付けられる短冊状の帯状パターン部１４ａを一端に有し、コネクタピン用のランド１６を他端に有する、複数本のパターンで構成されている。各パターンの帯状パターン部１４ａは、隣接するパターンの帯状パターン部１４ａと平行に配置されている。パターンは、アノードとカソードで交互に配置される。導電層１４は例えば銅箔であり、絶縁基板１２上に周知の方法で形成される。銅箔以外の導電性材料を使用して導電層を形成してもよい。
【００１６】
ランド１６には、コネクタ１８のコネクタピン１８ａがそれぞれ接続される。コネクタ１８には図示しないケーブルが接続され、外部から電力の供給を受ける。
【００１７】
発光素子２０は例えば白色ＬＥＤであるが、半導体レーザなどの他の半導体発光素子であってもよい。各発光素子２０は、同一の高さを有する正方形または長方形に形成され、個別に点消灯可能に構成される。図示の例では５つの発光素子を使用しているが、より少数または多数の発光素子を使用してもよい。また、図示の例では５つの発光素子が一列に並んでいるが、他の配列（例えば、斜め配列やジグザグ配列）であってもよい。
【００１８】
光源装置１０は、例えば車両用前照灯の光源として使用することができる。この場合、光源装置１０は、投影レンズまたはリフレクタなどの他の光学部品とともに、車両用前照灯の灯室内に取り付けられる。
【００１９】
図１（ｃ）は、図１（ｂ）の一部を拡大して示した図である。図から分かるように、発光素子２０を取り付けるためのランド１７Ｌ、１７Ｒが、導電層１４の上に積層されたレジスト層２２によって画成されている。発光素子２０は、発光面２０ｃの裏側に一対の電極２０ａ、２０ｂを有しており、この電極２０ａ、２０ｂを導電層１４のランド１７Ｌ、１７Ｒに合わせるようにして、実装基板に取り付けられる。この取り付けには例えばハンダが用いられるが、異方導電性接着剤などの他の導電性部材を用いてもよい。
【００２０】
図２（ａ）〜（ｄ）を参照して、図１に示した従来技術に係る光源装置の製造方法を説明する。
【００２１】
図２（ａ）は、従来技術に係る光源装置において、導電層１４のパターンが形成された後の実装基板の平面図である。この実装基板の上に、例えばポジ型のレジスト層を塗布する。続いて、図２（ｂ）に示すフォトエッチング用のマスク４０を用いて、レジスト層を露光する。図示のように、マスク４０には、導電層１４にランド１７Ｌ、１７Ｒを形成するための開口部４０ａと、コネクタピン用のランド１６を形成するための開口部４０ｂと、コネクタ１８用の開口部４０ｃとが形成されている。露光後、レジスト層を現像することで、導電層１４の帯状パターン部１４ａのうち、図２（ａ）中の点線で囲った部分１９のレジスト層が除去される。
【００２２】
図２（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ図２（ａ）中のＢ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線を通る垂直面で実装基板を切断したときの断面図である。図から分かるように、導電層１４の上にレジスト層２２が部分的に残ることによって、導電層１４の帯状パターン部１４ａにランド１７Ｌ、１７Ｒが画成される。隣接する導電層の２つの帯状パターン部にそれぞれ形成されたランド１７Ｌ、１７Ｒに電極の位置を合わせるようにして、発光素子２０が実装基板上に取り付けられる。したがって、レジスト層２２によって、取り付け時および取り付け後の、実装基板に対する発光素子２０の移動が規制される。
【００２３】
上記の従来の製造方法では、実装基板に対してマスク４０の位置がずれると、導電層１４のランド１７Ｌ、１７Ｒの幅が不均一になるという問題がある。例えば、マスク４０が本来の位置よりも図２中の右側にずれた場合、左側のランド１７Ｌに対して右側のランド１７Ｒの幅が広くなってしまう。そのため、発光素子２０をランド１７Ｌ、１７Ｒに取り付けると、発光素子２０の発光面２０ｃの中心が右方向にずれてしまい、設計通りの配光が得られなくなる。また、左右のランドでハンダの量も不均一になる。
【００２４】
そこで、本発明の一実施形態では、フォトレジスト用のマスクの位置ずれに起因する発光素子の位置ずれを防止した光源装置およびその製造方法を提供する。
【００２５】
図３（ａ）は、本発明の一実施形態に係る光源装置５０において、導電層のパターンが形成された状態の実装基板の平面図である。
【００２６】
図１（ａ）に関して説明したのと同様に、導電層５４は、発光素子２０が取り付けられる短冊状の帯状パターン部５４ａを一端に有し、コネクタピン用のランド１６を他端に有する、複数本のパターンで構成されている。各パターンの帯状パターン部５４ａは、隣接するパターンの帯状パターン部５４ａと平行に配置されている。このパターンは、アノードとカソードで交互に配置される。導電層５４は例えば銅箔であり、絶縁基板１２上に周知の方法で形成される。銅箔以外の導電性材料を使用してもよい。
【００２７】
本実施形態では、各帯状パターン部５４ａの例えば中央に略長方形の凹部５５が形成されており、その両側に、発光素子取り付け用のランド５７Ｌ、５７Ｒが予め設けられている。
【００２８】
この実装基板の上に、例えばポジ型のレジスト層を塗布する。続いて、図３（ｂ）に示すフォトエッチング用のマスク６０を用いて、レジスト層を露光する。図示のように、マスク６０には、開口部６０ａと、コネクタピン用のランド１６を形成するための開口部６０ｂと、コネクタ１８用の開口部６０ｃとが形成されている。図２（ｂ）に示したマスク４０の開口部４０ａと異なり、マスク６０の開口部６０ａは細長い帯状に形成されている。露光後、レジスト層を現像することで、導電層５４の帯状パターン部５４ａのうち、図３（ａ）中の点線で囲った部分５９のレジスト層が除去される。
【００２９】
図３（ｃ）は、図３（ａ）中のＤ−Ｄ線を通る垂直面で実装基板を切断したときの断面図である。図から分かるように、この断面では、導電層５４は、凹部５５の左右にランド５７Ｌ、５７Ｒのみを形成している。図３（ｄ）に示すように、隣接する２つのランド５７Ｌ、５７Ｒを跨ぐように、発光素子２０の裏側の電極２０ａ、２０ｂの位置を合わせて実装基板上に発光素子２０が取り付けられ、光源装置が完成する。
【００３０】
図４は、図３に示した光源装置５０を光源として使用する車両用前照灯１００を、光軸Ｏを含む垂直面で切断したときの断面図である。
【００３１】
車両用前照灯１００は、車両の走行状況や周囲の状況に応じて配光パターンを変更可能な灯具である。車両用前照灯１００は、投影レンズ１３４、レンズホルダー１３６、リフレクタ１３８、および光源装置５０を備えている。
【００３２】
投影レンズ１３４は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズからなり、その後側焦点面上に形成される光源像を反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。投影レンズ１３４は、筒状に形成されたレンズホルダー１３６の一方の開口部に取り付けられる。
【００３３】
光源装置５０上の各発光素子２０は個別に点消灯可能であり、例えばハイビーム用配光パターンを水平方向に分割した個別照射領域をそれぞれ照射可能に構成されている。
【００３４】
発光素子２０の下側には、リフレクタ１３８が配置される。リフレクタ１３８は、略台形の垂直断面を有し、車幅方向に延びる反射部１３８ａを有している。反射部１３８ａの表面は、発光素子の光軸Ｏに対して下向きに傾斜している。
【００３５】
ランプボディ１１８の底面上には、各発光素子２０の点消灯を制御するための制御ユニット１４９が配置される。制御ユニット１４９は、図示しないカメラにより前走車や歩行者の位置を検出し、その位置に対応する個別照射領域を照射しないように各発光素子２０を制御することで、前走車のドライバーや歩行者にグレアを与えないようにするＡＤＢを実現する。
【００３６】
車両用前照灯１００は、支持板１２０の背面側に取り付けられた放熱フィン付きのヒートシンク１４４と冷却ファン１４６とをさらに備える。支持板１２０は、複数本（例えば３本）のエイミングスクリュー１４８によって、ランプボディ１１８に対して固定されている。エイミングスクリュー１４８を回転することによって、車両用前照灯１００の光軸を所定の角度範囲内で傾斜させる光軸調整が可能になる。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態によれば、発光素子が取り付けられる導電層のランドの幅が、絶縁基板１２上に最初に形成される導電層１４のパターン通りであり、レジスト層のフォトレジスト用のマスクとは無関係である。そのため、たとえ実装基板に対するフォトレジスト用のマスクの位置が図３中の左右方向にずれたとしても、ランド幅が変化することはないので、発光素子の取り付け精度に影響を与えることがない。したがって、設計通りの配光を得ることができる。さらに、ランド５７Ｌ、５７Ｒの幅が等しくなるので、放熱性能の不均衡も発生しない。
【００３８】
図５は、図３（ｄ）中に示すＥ部の拡大図である。実際の製造時には、発光素子２０の下面の電極２０ａ、２０ｂと対応するランド５７Ｌ、５７Ｒの上面との間にハンダ等の導電性部材２４を介して、発光素子２０が取り付けられる。ここで、図５中の左右方向、すなわち導電層の帯状パターン部５４ａを横切る方向において、ランド５７Ｌ、５７Ｒの（上面の）幅を、発光素子２０の一つの電極２０ａ、２０ｂの幅の９０％〜１１０％の大きさにすることが好ましい。このようにすると、ランドの側面５７ａにおける溶融したハンダなどの導電性部材の表面張力により導電性部材２４がランドの上面を越えて広がらずに所定位置に留まるようになる。この結果、発光素子の電極の位置、ひいては発光素子全体の位置を規制する（例えば、導電層の帯状パターン部を横切る方向への発光素子の移動を規制する）ことが可能になる。
【００３９】
ところで、図３（ａ）に示したように、導電層１４に凹部５５を設けると、発光素子２０と接触する導電層１４の表面積が小さくなってしまうため、発光素子で発生する熱を十分に放熱することができなくなる可能性がある。
【００４０】
図６は、本発明の別の実施形態に係る光源装置において、導電層のパターンが形成された状態の実装基板の平面図である。図から分かるように、導電層１４のランド内に、長手方向に延びるスリット７５が形成されている。このスリット７５により、導電層１４の放熱性を改善することができる。
【００４１】
本発明の光源装置は、車両用灯具の光源以外にも、例えば船灯などの他の移動体用灯具の光源、または天井照明などの照明器具の光源としても使用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０  光源装置、  １２  絶縁基板、  ２０  発光素子、  ２０ａ、２０ｂ  電極、  ５０  光源装置、  ５４、７４  銅箔（導電層）、  ５４ａ  帯状パターン部、  ５５  凹部、  ５７Ｌ、５７Ｒ  ランド、  ６２  レジスト層、  ７５  スリット。
【図１】
2016082066.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2016082066.tif 000006
【図５】
2016082066.tif 000007
【図６】
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