JP2020021666A - 面状照明装置および実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】実装精度を向上することができる面状照明装置および実装方法を提供すること。【解決手段】実施形態の面状照明装置は、複数のパッドと、光源と、接着部材とを備える。複数のパッドは、配線基板の主面に設けられる。光源は、発光面以外のいずれかの面に配置された複数のキャビティにそれぞれ収容された端子を有し、キャビティに収容された半田を介してパッドと端子とが接合される。接着部材は、主面と光源との間に配置され、主面と光源とを接着する。光源の面とパッドとの間隔は２０μｍ以下である。【選択図】図７

Description

本発明は、面状照明装置および実装方法に関する。

従来、基板の実装面に設けられた電極となるパッドと、光源その他の電子部品の側面または底面に設けられた端子とを、パッド上に印刷した半田のリフローによって接合する実装方法において、電子部品の端子とは異なる位置に配置された接着剤または半田を介して実装面と電子部品とを接合し、リフロー時における電子部品の傾きや実装位置のずれを防止する技術が知られている。

特開平９−２６０４２９号公報 特開２０１１−６６１１２号公報 特開２０１７−１６３０２９号公報

しかしながら、従来の技術では、例えばパッドに対して傾いた状態で実装されるおそれが依然として残されている。例えば電子部品が光源の場合、パッドに対して本来の角度から傾いた状態で実装され、光源の光軸が本来の向きからずれると、所望する照明性能が実現されないおそれがある。このように、電子部品に要求される性能の高度化により、実装精度のさらなる向上が期待されている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、実装精度を向上することができる面状照明装置および実装方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る面状照明装置は、複数のパッドと、光源と、接着部材とを備える。複数のパッドは、配線基板の主面に設けられる。光源は、発光面以外のいずれかの面に配置された複数のキャビティにそれぞれ収容された端子を有し、キャビティに収容された半田を介してパッドと端子とが接合される。接着部材は、主面と光源との間に配置され、主面と光源とを接着する。光源の面とパッドとの間隔は２０μｍ以下である。

本発明の一態様によれば、実装精度を向上することができる。

図１は、実施形態に係る面状照明装置の外観の一例を示す正面図である。 図２は、実施形態に係る面状照明装置の断面図である。 図３は、ＬＥＤの外観を示す図である。 図４は、ＬＥＤの外観を示す図である。 図５は、ＬＥＤの外観を示す図である。 図６は、ＬＥＤの外観を示す図である。 図７は、光源の実装方法１の一例について説明するための図である。 図８は、光源の実装方法２の一例について説明するための図である。 図９は、光源の実装方法３の一例について説明するための図である。 図１０は、光源の実装方法４の一例について説明するための図である。

以下、実施形態に係る面状照明装置および実装方法について図面を参照して説明する。なお、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。各図面において、説明を分かりやすくするために、面状照明装置の光の出射方向をＺ軸正方向とする３次元の直交座標系を図示する場合がある。

図１は、実施形態に係る面状照明装置の外観の一例を示す正面図である。図１の例に示すように、実施形態に係る面状照明装置１の形状は、上面視で略矩形状である。面状照明装置１の長手方向（Ｘ軸方向）の一端側は、第１遮光シート１０ａおよび第２遮光シート１０ｂを含む遮光シート１０で覆われる。また、面状照明装置１の長手方向の他端側は、遮光シート１００で覆われる。

そして、面状照明装置１は、遮光シート１０、１００で覆われていない発光領域（発光エリアとも称される）Ｒから光を出射する。すなわち、遮光シート１０、１００により、発光領域Ｒが規定される。本実施形態に係る面状照明装置１は、液晶表示装置のバックライトとして用いられる。かかる液晶表示装置は、例えば、スマートフォンにおいて用いられる。

また、図１に示すように、遮光シート１００よりも遮光シート１０の方が、幅が広い。これは、遮光シート１００は、遮光シート１００のＺ軸負方向側である下部に存在する後述する導光板、拡散シート、プリズムシートを覆うのに対して、遮光シート１０は、遮光シート１０の下部に存在する後述する導光板、拡散シート、プリズムシートに加え、後述するＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）等をさらに含む比較的広い領域を覆うためである。

次に、図２を用いて、実施形態に係る面状照明装置１の構成について説明する。図２は、実施形態に係る面状照明装置の断面図である。図２では、図１のＡ−Ａ線で切断した場合の面状照明装置１の断面をＹ軸正方向側から見た図を示す。

図２に示すように、面状照明装置１は、第１遮光シート１０ａと、第２遮光シート１０ｂと、フレーム１１と、ＬＥＤ１２と、導光板１３と、ＦＰＣ１４と、プリズムシート１５と、拡散シート１６と、第１連結部材１７と、第２連結部材１８と、パッド５０とを備える。

フレーム１１は、例えば、金属材料や樹脂材料で構成される筐体であり、側壁１１ａおよび底部１１ｂを有し、ＬＥＤ１２と、導光板１３と、ＦＰＣ１４と、プリズムシート１５と、拡散シート１６と、第１連結部材１７と、第２連結部材１８と、パッド５０とを収容する。

ＬＥＤ１２は、例えば、点状の光源であり、本実施形態では、複数のＬＥＤ１２が、面状照明装置１の短手方向であるＹ軸方向に沿って配列される。また、ＬＥＤ１２は、例えば、青色ＬＥＤと蛍光体とからなる疑似白色ＬＥＤである。

ＬＥＤ１２は、発光面１２ａと、発光面１２ａに対して交差（例えば、直交）する底面１２ｂと、発光面１２ａとは反対側の面である裏面１２ｃと、発光面１２ａおよび底面１２ｂと交差する側面１２ｄ（図３参照）とを有する。発光面１２ａは、後述する導光板１３側であるＸ軸正方向へ向けて光を出射する面である。底面１２ｂは、後述するＦＰＣ１４の実装面１４ａと対向する面である。

また、底面１２ｂは、ＬＥＤ１２の端子（電極端子）に対応する位置に凹部（キャビティ）が形成され、かかるキャビティに半田６０が流し込まれることで、ＬＥＤ１２の端子と後述のＦＰＣ１４とが後述のパッド５０を介して接合される。すなわち、ＬＥＤ１２は、発光面１２ａと交差する底面１２ｂがＦＰＣ１４に実装されるサイドビュー型のＬＥＤである。

次に、図３〜図６を用いて、ＬＥＤ１２についてさらに説明する。図３〜図６は、ＬＥＤ１２の外観を示す図である。図３および図４には、ＬＥＤ１２の斜視図を示す。また、図５には、ＬＥＤ１２をＺ軸負方向側である底面１２ｂ側から見た図を示す。図６には、ＬＥＤ１２をＸ軸負方向側である裏面１２ｃ側から見た図を示す。

図３に示すように、１つのＬＥＤ１２は、Ｙ軸方向を長手方向、Ｘ軸方向を短手方向とする平面視で略矩形状の略直方体状であり、Ｘ軸正方向側の端部には面積が略同じである２つの発光面１２ａを有する。なお、１つのＬＥＤ１２が有する発光面１２ａの数は、２つに限定されるものではなく、１つでも、３つ以上でもよい。また、２つの発光面１２ａは、面積が略同じではなく、互いに異なってもよい。

図４〜図６に示すように、ＬＥＤ１２は、底面１２ｂおよび裏面１２ｃの交差部分である角部の一部にキャビティ１２０が形成され、この凹部の内面に端子１２０ａが設けられる。かかるキャビティ１２０は、底面１２ｂ（あるいは裏面１２ｃ）の一部ともいえる、つまり、端子１２０ａは、底面１２ｂ（あるいは裏面１２ｃ）に設けられるともいえる。

具体的には、端子１２０ａは、半円柱状および半円錐状を組み合わせた形状のキャビティ１２０の周面に設けられ、かかるキャビティ１２０に半田６０が流し込まれることでＦＰＣ１４と電気的に接続される。なお、端子１２０ａが設けられるキャビティ１２０は、半円柱状および半円錐状を組み合わせた形状に限定されるものではなく、任意の凹んだ形状であってよい。

なお、ＬＥＤ１２は、裏面１２ｃがＦＰＣ１４に実装されるトップビュー型のＬＥＤであってもよい。また、端子１２０ａを収容するキャビティ１２０は、ＬＥＤ１２の底面１２ｂおよび裏面１２ｃの交差部分に形成される場合に限らず、例えば、裏面１２ｃでもよく、発光面１２ａ以外のいずれかの面であればよい。

また、図５に示すように、ＬＥＤ１２は、平面視でＬＥＤ１２のＸ軸方向（短手方向）の中心線１２ｍよりもＸ軸負方向寄りの一端側にキャビティ１２０に収容された端子１２０ａが配置され、Ｘ軸正方向寄りの他端側に発光面１２ａが形成されてもよい。

図２に戻り、導光板１３は、例えば、透明材料（例えば、ポリカーボネート樹脂）からなる板状部材であり、Ｚ軸負方向側から見る上面視で略矩形状に形成されている。導光板１３は、２つの主面１３ａ，１３ｂと、側面１３ｃとを有する。

側面１３ｃは、ＬＥＤ１２の発光面１２ａと対向し、発光面１２ａから発せられる光が入射する入光面（以下、入光面１３ｃと記載する）である。すなわち、実施形態に係る面状照明装置１は、導光板１３のエッジ（入光面１３ｃ）に沿って複数のＬＥＤ１２が配置される、いわゆるエッジライト型の照明装置である。

主面１３ａは、入光面１３ｃと交差する主面であり、入光面１３ｃから入射した光が出射される出射面（以下、出射面１３ａと記載する）である。主面１３ｂは、出射面１３ａの反対側にある主面（以下、反対面１３ｂと記載する）である。反対面１３ｂには、例えば、複数のドットからなる光路変更パターンが形成される。これにより、導光板１３内を進む光の進行方向が変更されて、出射面１３ａからより多くの光が出射される。

なお、導光板１３は、例えば、側面１３ｃ側に楔部が設けられてもよい。具体的には、導光板１３は、側面１３ｃ側から導光板１３の長手方向であるＸ軸正方向側へ向かって導光板１３の厚さが漸減する楔部が設けられてもよい。

ＦＰＣ１４は、例えばＬＥＤ１２が実装される柔軟性の基板（配線基板）である。なお、ＦＰＣ１４は、基板の一例であって、硬質性（リジッド）の基板であってもよい。また、ＦＰＣ１４は、例えば、Ｙ軸方向を長手方向とする短冊状であり、かかる長手方向に沿って複数のＬＥＤ１２が配列される主面である実装面１４ａを有する。ＦＰＣ１４には、配線等の金属パターンが形成され、実装面１４ａには、金属パターンに接続された後述のパッド５０が配置される。

また、ＦＰＣ１４は、図示しない駆動回路に接続され、かかる駆動回路によってＬＥＤ１２が点灯制御される。なお、ＦＰＣ１４は、フレーム１１の底部１１ｂ側に設けられたが、導光板１３の出射面１３ａ側に設けられてもよい。具体的には、ＦＰＣ１４は、ＬＥＤ１２の底面１２ｂとは反対側であるＺ軸正方向側の天面側に配置されてもよい。また、光源としてトップビュー型のＬＥＤを用いる場合には、ＦＰＣはフレーム１１の側壁１１ａに配置されてもよい。

プリズムシート１５は、後述の拡散シート１６により拡散された光の配光制御を行い、配光制御が行われた光をＺ軸正方向である光の出射方向へ出射する。

拡散シート１６は、導光板１３の出射面１３ａ側に設けられ、出射面１３ａから出射される光を拡散する。具体的には、例えば、拡散シート１６は、出射面１３ａを覆うように配置され、出射面１３ａから出射された光を拡散する。

第１連結部材１７および第２連結部材１８は、例えば、片面テープや両面テープである。第１連結部材１７は、ＬＥＤ１２と導光板１３とを光学的または構造的に連結する。具体的には、第１連結部材１７は、ＬＥＤ１２の発光面１２ａと導光板１３の入光面１３ｃとを連結する。

第２連結部材１８は、導光板１３の反対面１３ｂとＦＰＣ１４とに挟まれて配置され、導光板１３をＦＰＣ１４に固定する部材である。例えば、第２連結部材１８は、一方の面が、ＦＰＣ１４の実装面１４ａにおける導光板１３寄りの少なくとも一部に貼り付けられるとともに、導光板１３の反対面１３ｂにおけるＬＥＤ１２寄りの少なくとも一部に貼り付けられる。

パッド５０は、ＦＰＣ１４の実装面１４ａに複数設けられる。複数のパッド５０は、ＦＰＣ１４の長手方向であるＹ軸方向に沿って直線状に配列される。パッド５０は、例えば、金箔または銅箔等の金属材料からなる導電性の電極であり、半田６０を介してＬＥＤ１２の端子１２０ａ（図４〜図６参照）と接合される部位である。

そして、複数のパッド５０それぞれは、ＬＥＤ１２の複数の端子１２０ａそれぞれに接合される。つまり、１つのＬＥＤ１２は、端子１２０ａの数と同じ数のパッド５０に接合される。すなわち、本実施形態では、１つのＬＥＤ１２は、３つのパッド５０に接合される。

また、ＦＰＣ１４の実装面１４ａには、パッド５０のみ設けられ、実装面１４ａとは反対側の図示しない裏面側に、パッド５０と電気的に接続される配線が設けられ、かかる配線がＬＥＤ１２を駆動する駆動回路に接続される。

＜ＬＥＤの実装方法１＞
次に、ＬＥＤ１２の実装方法１〜４について、図７〜図１０を用いてそれぞれ説明する。図７は、光源（ＬＥＤ）の実装方法１の一例について説明するための図である。図７（ａ）は、ＦＰＣ１４およびＬＥＤ１２を上面視した図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）に対応するＦＰＣ１４およびＬＥＤ１２を裏面１２ｃ側から見た図である。なお、図８〜図１０についても、図７と同じ視点で図示する。また、図７〜図１０では、図示および説明を簡略化するために、ＬＥＤ１２の長手方向に配列されたキャビティ１２０および端子１２０ａが２つの場合を例に挙げて図示している。

図７に示すように、まず、工程１−１では、ＦＰＣ１４におけるＬＥＤ１２の実装面１４ａ上にパッド５０が配置される。

次いで、工程１−２では、パッド５０の面上に半田６０がそれぞれ印刷（塗布）される。半田６０は、例えば５０％程度のフラックスを含有してもよい。

また、工程１−２では、実装面１４ａ上に接着剤５１が塗布される。この場合、接着剤５１は、たとえば、上面視（平面視）で２つのパッド５０の中心５０Ｃ同士をつなぐ線分の中点と重なるように配置することができ、特に、接着剤５１の中心５１Ｃが、上面視（平面視）で２つのパッド５０の中心５０Ｃ同士をつなぐ線分の中点と重なるように配置することができる。ただし、接着剤５１の塗布位置はこれらに限らず、例えば接着剤５１が、少なくとも上面視（平面視）でＬＥＤ１２と重なる位置に配置されればよい。また、接着剤５１は、２ヶ所以上に配置されてもよい。また、半田６０および接着剤５１の塗布は、どちらを先に行ってもよく、同時であってもよい。

次いで、工程１−３では、ＬＥＤ１２が、位置および姿勢を制御されながら配置される。ここで、工程１−１において実装面１４ａ上に配置されたパッド５０のサイズは、ＬＥＤ１２のキャビティ１２０よりも大きい。また、工程１−２において塗布された接着剤５１の中心５１Ｃ（工程１−２参照）は、平面視でＬＥＤ１２の短手方向の中心線１２ｍよりも裏面１２ｃ寄りである一端側に配置されている。具体的には、接着剤５１は、中心５１Ｃが隣接するパッド５０間、より具体的には隣接する端子１２０ａ（キャビティ１２０）間に配置される。なお、図示した例では、パッド５０の発光面１２ａ側の端部が中心線１２ｍよりも発光面１２ａ寄りに位置するようにパッド５０が配置されたが、これに限らず、例えば中心線１２ｍよりも裏面１２ｃ寄りに位置するように配置されてもよく、また、中心線１２ｍとほぼ一致するよう中心線１２ｍの近傍に配置されてもよい。一方、パッド５０の発光面１２ａと反対側（すなわち、裏面１２ｃ側）の端部は、平面視でＬＥＤ１２の裏面１２ｃとほぼ一致するよう裏面１２ｃの近傍に配置されてもよい。

また、工程１−２において印刷された半田６０は、平面視でキャビティ１２０と重なるように配置されている。具体的には、ＬＥＤ１２の長手方向に対する半田６０の幅ｂが、ＬＥＤ１２の長手方向に対するキャビティ１２０の幅ａよりも小さい。また、ＬＥＤ１２の短手方向に対し、半田６０の発光面１２ａ側の端部は、キャビティ１２０の発光面１２ａ側の端部よりも裏面１２ｃ寄りに配置されている。言い換えれば、ＬＥＤ１２の（キャビティ１２０を除く）底面１２ｂ（図６参照）とＦＰＣ１４の実装面１４ａとの間には、半田６０は印刷されない。このため、ＬＥＤ１２は、半田６０の上に乗り上げることなくパッド５０および接着剤５１の上に配置される。そして、接着剤５１は、パッド５０上に配置されたＬＥＤ１２の姿勢に応じて変形し、実装面１４ａとＬＥＤ１２との間に配置される。

次いで、工程１−４では、半田６０のリフローのために、半田６０の融点以上となるように温度を上昇させる。ここで、接着剤５１は、半田６０の融点よりも低温で硬化する熱硬化性を有する。このため、温度が上昇して、接着剤５１が硬化する温度に達すると、半田６０が溶融して流動する前に接着剤５１が硬化を開始する。接着剤５１は、硬化によりＬＥＤ１２とパッド５０との間隔を狭めるように所定の収縮率で収縮して接着部材５１ａとなる。このとき、接着部材５１ａの配置によっては、ＬＥＤ１２が所望の姿勢から傾いた状態で固定される場合も想定されるが、工程１−３で説明したように中心５１Ｃ（工程１−２参照）が平面視でＬＥＤ１２の短手方向の中心線１２ｍよりも裏面１２ｃ寄りである一端側に接着剤５１が配置されると、接着剤５１の収縮力がＬＥＤ１２に対して安定して伝達され、ＬＥＤ１２の位置および姿勢はパッド５０および接着部材５１ａによってより安定して保持されやすくなる。さらに、工程１−２で説明したように平面視で２つのパッド５０の中心５０Ｃ同士をつなぐ線分の中点と重なるように接着剤５１または接着剤５１の中心５１Ｃを配置すると、接着剤５１の収縮力がＬＥＤ１２に対して安定して伝達される。また、工程１−３で説明したように接着剤５１（接着部材５１ａ）の中心５１Ｃが隣接するパッド５０間、より好ましくは隣接する端子１２０ａ間に配置されることにより、端子１２０ａに対するパッド５０の大きさや半田６０の塗布具合などによらず、ＬＥＤ１２の位置および姿勢は安定して保持されやすくなる。

さらに温度が上昇して、半田６０の融点温度に達すると、半田６０が溶融する。溶融した半田６０は、ＬＥＤ１２のキャビティ１２０内に収容され、端子１２０ａとパッド５０とが接合される。このとき、溶融した半田６０は、ＬＥＤ１２とパッド５０との間に基本的には浸入しないが、パッド５０の表面状態等により若干浸入する場合もある。

また、上記したように、溶融前の半田６０がフラックスを含有していると、キャビティ１２０内に収容される半田６０の体積は溶融前の半田６０の体積よりも小さくなり、キャビティ１２０内を半田６０で満たすことができない場合がある。このため、例えば工程１−３で図示したように平面視でキャビティ１２０と重ならない位置まで裏面１２ｃ側に延在するよう半田６０を塗布してもよい。このとき、半田６０の端部はパッド５０上に配置されてもよく、さらに実装面１４ａ上に至るまで延在されてもよい。

上述したように、光源（ＬＥＤ）の実装方法１によれば、接着剤５１の硬化前にはパッド５０がＬＥＤ１２の姿勢を保持し、硬化後はパッド５０および接着部材５１ａがＬＥＤ１２の姿勢を保持する。また、リフロー時の体積変化が伴う半田６０は、ＬＥＤ１２の姿勢保持に関与しない。このため、ＦＰＣ１４に対するＬＥＤ１２の実装精度が向上する。

また、光源（ＬＥＤ）の実装方法１により実装されたＬＥＤ１２の底面１２ｂ（図６参照）とパッド５０との間隔は、基本的には０である。ＬＥＤ１２とパッド５０との間に半田６０が若干侵入した場合であっても、例えば、半田６０に含まれる粒子の一般的な粒径である２０μｍ以下（好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下）とすることができる。このようにＬＥＤ１２の底面１２ｂとパッド５０との間に実質的な隙間が存在せず、ＬＥＤ１２の底面１２ｂとパッド５０とが互いに密着する構成（実質的な隙間を０）とすることにより、ＬＥＤ１２の高さ方向（Ｚ軸方向）の位置精度（寸法精度）を高めることができる。なお、ＬＥＤ１２の底面１２ｂとパッド５０との間隔が２０μｍを超えるようにＬＥＤ１２を保持させてもよい。

＜ＬＥＤの実装方法２＞
図８は、光源（ＬＥＤ）の実装方法２の一例について説明するための図である。図８に示すように、まず、工程２−１では、ＦＰＣ１４におけるＬＥＤ１２の実装面１４ａ上にパッド５０および支持部材７０が配置される。支持部材７０は、所定の厚みを有する絶縁性の部材である。支持部材７０としては、例えばリフロー時に体積変化が生じにくい樹脂部材が使用できる。なお、支持部材７０は、ＬＥＤ１２および実装面１４ａに対して絶縁された金属部材その他の導電性部材であってもよい。

次いで、工程２−２では、パッド５０の面上に半田６０がそれぞれ印刷（塗布）され、実装面１４ａ上に接着剤５１が塗布される。接着剤５１が塗布される位置は、例えば上面視（平面視）でＬＥＤ１２と重なる位置であればよく、図７の工程１−２と同様としてもよい。工程２−２は、接着剤５１が塗布される位置を除き、図７の工程１−２と同様であるため、詳細な説明は省略する。

次いで、工程２−３では、ＬＥＤ１２が、位置および姿勢を制御されながら配置される。ＬＥＤ１２は、半田６０の上に乗り上げることなくパッド５０、接着剤５１および支持部材７０の上に配置される。例えば、パッド５０および支持部材７０の厚みが異なると、その厚みの違いに応じた姿勢でＬＥＤ１２が配置される。そして、接着剤５１は、ＬＥＤ１２の姿勢に応じて変形し、実装面１４ａとＬＥＤ１２との間に配置される。

次いで、工程２−４では、半田６０のリフローのために、半田６０の融点以上となるように温度を上昇させる。接着剤５１が硬化する温度に達すると、半田６０が溶融して流動する前に接着剤５１が硬化を開始する。さらに温度が上昇して、半田６０の融点温度に達すると、半田６０が溶融する。溶融した半田６０は、ＬＥＤ１２のキャビティ１２０内に収容され、端子１２０ａとパッド５０とが接合される。このとき、溶融した半田６０は、ＬＥＤ１２とパッド５０との間に浸入しない、または若干浸入する。工程２−４は、図７の工程１−４と同様であるため、詳細な説明は省略する。

上述したように、光源（ＬＥＤ）の実装方法２によれば、接着剤５１の硬化前にはパッド５０および支持部材７０がＬＥＤ１２の姿勢を保持し、硬化後は、パッド５０、支持部材７０および接着部材５１ａがＬＥＤ１２の姿勢を保持する。また、リフロー時の体積変化が伴う半田６０は、ＬＥＤ１２の姿勢保持に関与しない。このため、ＦＰＣ１４に対するＬＥＤ１２の実装精度が向上する。なお、図８では、支持部材７０の高さがパッド５０の高さよりも大きい例について図示したが、これに限らない。例えば、支持部材７０の高さがパッド５０の高さよりも小さくてもよく、また、支持部材７０およびパッド５０の高さが同じであってもよい。ＬＥＤ１２は、支持部材７０およびパッド５０の高さに応じた姿勢で保持される。

また、光源（ＬＥＤ）の実装方法２により実装されたＬＥＤ１２の底面１２ｂ（図６参照）とパッド５０との間隔は、例えば、２０μｍ以下とすることができる。なお、ＬＥＤ１２の底面１２ｂとパッド５０との間隔が２０μｍを超えるようにＬＥＤ１２を保持させてもよい。

本実装方法２は、例えば、隣り合うパッド５０同士の間隔が狭く、隣り合うパッド５０間に接着剤５１を配置することができず、例えば平面視でパッド５０よりも発光面１２ａ側に接着剤５１を配置せざるを得ない場合においてもＬＥＤ１２を適切に保持することができる。かかる場合、ＬＥＤ１２は、接着剤５１の硬化に伴う収縮により発光面１２ａ側の方が裏面１２ｃよりも実装面１４ａとの距離が小さくなるように傾きやすくなる。このとき、実装面１４ａ上に予め支持部材７０を配置させておくと、接着剤５１の硬化に伴うＬＥＤ１２の傾きを抑制することができる。なお、図８では、支持部材７０は２つの部材として図示されたが、これに限らず、例えば連続する一部材として形成されてもよい。また、図８では、支持部材７０の一部が平面視でＬＥＤ１２と重ならないように配置されたが、これに限らず、支持部材７０の全ての領域が平面視でＬＥＤ１２と重なるように配置されてもよい。

＜ＬＥＤの実装方法３＞
図９は、光源（ＬＥＤ）の実装方法３の一例について説明するための図である。図９に示すように、まず、工程３−１では、ＦＰＣ１４におけるＬＥＤ１２の実装面１４ａ上にパッド５５が配置される。パッド５５は、パッド層５６の上に被覆層５７（半田層）が積層された複合部材である。パッド層５６としては、例えば図７，８で説明したパッド５０が使用できる。また、被覆層５７としては、例えばスズめっきまたは半田コートが使用できる。被覆層５７は、半田６０よりもフラックスの含有量が少なく、リフロー時の体積変化が小さい。

次いで、工程３−２では、パッド５５の面上に半田６０がそれぞれ印刷（塗布）され、実装面１４ａ上に接着剤５１が塗布される。接着剤５１は、例えば図７の工程１−２または図８の工程２−２と同様に配置することができる。

次いで、工程３−３では、ＬＥＤ１２が、位置および姿勢を制御されながら配置される。工程３−１において配置されたパッド５５および工程３−２において印刷された半田６０は、平面視でキャビティ１２０と重なるように配置されている。具体的には、ＬＥＤ１２の長手方向に対するパッド５５および半田６０の幅が、ＬＥＤ１２の長手方向に対するキャビティ１２０の幅よりも小さい。また、ＬＥＤ１２の短手方向に対し、パッド５５および半田６０の発光面１２ａ側の端部は、キャビティ１２０の発光面１２ａ側の端部よりも裏面１２ｃ寄りに配置されている。このため、ＬＥＤ１２は、半田６０がキャビティ１２０または端子１２０ａに接するように配置される。そして、接着剤５１は、ＬＥＤ１２の姿勢に応じて変形し、実装面１４ａとＬＥＤ１２との間に配置される。このとき、パッド５５の一部がキャビティ１２０内に収容されるようにＬＥＤ１２が配置されると、接着剤５１の厚みは、パッド５５の厚みよりも小さくなる。特に、図示したようにパッド５５のうちパッド層５６の一部がキャビティ１２０内に収容されると、接着剤５１の厚み、すなわち実装面１４ａとＬＥＤ１２との間隔は、パッド層５６の厚みよりも狭くなる。

次いで、工程３−４では、半田６０および被覆層５７のリフローのために、半田６０および被覆層５７の融点以上となるように温度を上昇させる。接着剤５１が硬化する温度に達すると、半田６０および被覆層５７が溶融する前に接着剤５１が硬化し、高い寸法安定性を有する接着部材５１ａが生成する。さらに温度が上昇して、半田６０および被覆層５７の融点温度に達すると、半田６０および被覆層５７が溶融する。溶融した半田６０および被覆層５７は、識別不能な程度に混ざり合った半田６０ａとしてＬＥＤ１２のキャビティ１２０内に収容され、端子１２０ａとパッド層５６とが接合される。このとき、溶融した半田６０ａは、ＬＥＤ１２とパッド層５６との間に浸入しない、または若干浸入する。

上述したように、光源（ＬＥＤ）の実装方法３によれば、接着剤５１の硬化前にはパッド５５がＬＥＤ１２の姿勢を保持し、接着剤５１の硬化後は接着部材５１ａがＬＥＤ１２の姿勢を保持する。このため、ＦＰＣ１４に対するＬＥＤ１２の実装精度が向上する。

また、光源（ＬＥＤ）の実装方法３によれば、溶融前後で半田６０の体積が減少することを見越して予め被覆層５７を配置する。これにより、半田６０および被覆層５７に由来する成分からなる半田６０ａを介した端子１２０ａとパッド層５６との間の接続がより確実になる。

また、光源（ＬＥＤ）の実装方法３により実装されたＬＥＤ１２の底面１２ｂ（図６参照）とパッド層５６との間隔は、例えば、２０μｍ以下とすることができる。特に、パッド層５６の一部がキャビティ１２０内に収容されると、ＬＥＤ１２の底面１２ｂとパッド層５６との間隔を０以下、すなわちＬＥＤ１２の底面１２ｂと実装面１４ａとの間隔をパッド層５６の厚み以下（実質的な隙間を０）とすることができる。また、ＬＥＤ１２の底面１２ｂとＦＰＣ１４の実装面１４ａとの界面への半田の浸入を確実に抑制することができる。これにより、ＬＥＤ１２の高さ方向の位置精度がより一層高められる。なお、ＬＥＤ１２の底面１２ｂとパッド層５６との間隔が２０μｍを超えるようにＬＥＤ１２を保持させてもよい。

＜ＬＥＤの実装方法４＞
図１０は、光源（ＬＥＤ）の実装方法４の一例について説明するための図である。図１０に示すように、まず、工程４−１では、ＦＰＣ１４におけるＬＥＤ１２の実装面１４ａ上にパッド５０および支持部材７０が配置される。工程４−１は、図８に示す工程２−１と同様であるため、詳細な説明は省略する。

次いで、工程４−２では、パッド５０の面上に半田６０がそれぞれ印刷（塗布）され、実装面１４ａ上に接着剤５１が塗布される。工程４−２は、半田６０が塗布される範囲を除き、図８の工程２−２と同様である。

次いで、工程４−３では、ＬＥＤ１２が、位置および姿勢を制御されながら配置される。平面視した半田６０のサイズは、ＬＥＤ１２のキャビティ１２０よりも大きいため、ＬＥＤ１２は、接着剤５１、半田６０および支持部材７０の上に配置される。そして、接着剤５１は、ＬＥＤ１２の姿勢に応じて変形し、実装面１４ａとＬＥＤ１２との間に配置される。このとき、半田６０はパッド５０の面上に配置されているため、接着剤５１の厚みは、パッド５０の厚みよりも大きくなる。

次いで、工程４−４では、半田６０のリフローのために、半田６０の融点以上となるように温度を上昇させる。接着剤５１が硬化する温度に達すると、半田６０が溶融して流動する前に接着剤５１が硬化し、接着部材５１ａが生成する。さらに温度が上昇して、半田６０の融点温度に達すると、半田６０が溶融する。溶融した半田６０は、ＬＥＤ１２のキャビティ１２０内に収容され、端子１２０ａとパッド５０とが接合される。

上述したように、光源（ＬＥＤ）の実装方法４によれば、接着剤５１の硬化前には半田６０および支持部材７０がＬＥＤ１２の姿勢を保持し、接着剤５１の硬化後は接着部材５１ａおよび支持部材７０がＬＥＤ１２の姿勢を保持する。このため、ＦＰＣ１４に対するＬＥＤ１２の実装精度が向上する。

また、光源（ＬＥＤ）の実装方法４によれば、溶融前後で半田６０の体積が減少することを見越して予めキャビティ１２０よりも大きい半田６０を塗布する。これにより、半田６０を介した端子１２０ａとパッド５０との間の接続がより確実になる。

また、光源（ＬＥＤ）の実装方法４により実装されたＬＥＤ１２の底面１２ｂ（図６参照）と実装面１４ａとの間隔は、パッド５０の厚みよりも大きくすることができる。例えば、ＬＥＤ１２は、支持部材７０の厚み、および工程４−２においてパッド５０上に塗付された半田６０の上面と実装面１４ａとの間隔に応じた姿勢で配置される。すなわち、パッド５０上に塗付された半田６０の厚みや支持部材７０の厚みおよび配置を変更すると、変更された厚みおよび配置に応じた姿勢でＬＥＤ１２を配置させることができる。このため、例えば、図２に示すＦＰＣ１４を導光板１３に固定する第２連結部材１８に要求される接着強度に応じて第２連結部材１８の厚みを変更しようとした場合、第２連結部材１８の厚みに応じて支持部材７０の厚みを設定することにより、ＬＥＤ１２を所定の高さ方向（Ｚ軸方向）位置に安定した姿勢で保持することができる。なお、支持部材７０の厚みは、工程４−２においてパッド５０上に塗付された半田６０の上面と実装面１４ａとの間隔よりも小さくしてもよく、あるいは大きくしてもよい。

以上、実施形態に係る光源（ＬＥＤ）の実装方法について説明した。上述したように、実施形態に係る光源（ＬＥＤ）の実装方法によれば、リフロー前後において半田６０よりも寸法安定性の高い部材でＬＥＤ１２を保持するため、実装精度が向上する。

なお、図７〜図１０に示す光源（ＬＥＤ）の実装方法１〜４において、半田６０または６０ａはキャビティ１２０を満たすように収容されるとして説明したが、パッド５０またはパッド層５６と端子１２０ａとが適切に接続さるものであればキャビティ１２０内に隙間が形成されてもよい。

また、接着剤５１は、熱硬化性を有するとして説明したが、半田６０の融点よりも低温で硬化するものであればいかなる材料で形成されてもよく、例えばリフロー前に常温で硬化してもよい。

また、図８または図１０において、パッド５０および支持部材７０は別部材として図示されたが、連続する一部材として形成されてもよい。

また、図９に示す光源（ＬＥＤ）の実装方法３において、例えば図８に示す支持部材７０を使用してもよい。これにより、電子部品の一例であるＬＥＤ１２の実装精度をさらに向上させることができる。

また、上記では、面状照明装置１における光源（ＬＥＤ１２）の実装方法について説明したが、複数のキャビティのそれぞれに収容された端子を有するものであればいかなる電子部品の実装方法に使用してもよい。

また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

１ 面状照明装置、１２ ＬＥＤ、１４ ＦＰＣ、１４ａ 実装面、５０、５５ パッド、５１ 接着剤、５１ａ 接着部材、６０ 半田、７０ 支持部材、１２０ キャビティ、１２０ａ 端子

Claims (13)

1. 配線基板の主面に設けられた複数のパッドと、
   発光面以外のいずれかの面に配置された複数のキャビティにそれぞれ収容された端子を有し、前記キャビティに収容された半田を介して前記パッドと前記端子とが接合された光源と、
   前記主面と前記光源との間に配置され、前記主面と前記光源とを接着する接着部材と
   を備え、
   前記光源の前記面と前記パッドとの間隔は２０μｍ以下である、面状照明装置。
2. 配線基板の主面に設けられた複数のパッドと、
   発光面以外のいずれかの面に配置された複数のキャビティにそれぞれ収容された端子を有し、前記キャビティに収容された半田を介して前記パッドと前記端子とが接合された光源と、
   前記主面と前記光源との間に配置され、前記主面と前記光源とを接着する接着部材と
   を備え、
   前記端子は、平面視で前記光源の短手方向の一端側に配置され、
   前記接着部材の中心は、平面視で前記一端側に配置される、面状照明装置。
3. 前記接着部材の中心は、隣接する端子間に配置される、請求項２に記載の面状照明装置。
4. 前記光源の前記面と前記パッドとの間隔は２０μｍ以下である、請求項２または３に記載の面状照明装置。
5. 前記接着部材は、平面視で隣り合う２つの前記パッドの中心をつなぐ線分の中点と重なるように配置される、請求項１〜４のいずれか１つに記載の面状照明装置。
6. 前記パッドは、平面視で前記キャビティと重なる領域よりも小さい、請求項１〜５のいずれか１つに記載の面状照明装置。
7. 前記主面と前記光源との間に配置された支持部材をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１つに記載の面状照明装置。
8. 前記支持部材は、前記端子が配置される前記光源の短手方向の一端側とは反対の他端側に配置される、請求項７に記載の面状照明装置。
9. 電子部品のいずれかの面の長手方向に配列された複数のキャビティのそれぞれに収容された端子を、配線基板の主面に設けられた複数のパッドにそれぞれ接続する電子部品の実装方法であって、
   前記パッドのそれぞれにペースト状の半田を塗布する工程と、
   熱硬化性を有する接着剤を前記主面上に配置する工程と、
   前記パッドのそれぞれに塗布された前記半田の少なくとも一部に前記キャビティが平面視でそれぞれ重なるように前記接着剤の上に前記電子部品を配置する工程と、
   前記接着剤を前記半田の溶融温度よりも低温で硬化させた接着部材を介して前記電子部品を固定する工程と、
   前記半田を溶融させて固定された前記電子部品の前記端子を前記パッドと接合する工程とを含む、実装方法。
10. 溶融した前記半田は、前記キャビティ内に収容されて硬化する、請求項９に記載の実装方法。
11. 前記パッド上に塗布された前記半田は、平面視で前記キャビティと重ならない位置まで延在する、請求項９または１０に記載の実装方法。
12. 前記パッドは、前記電子部品と対向する主面に半田層を有する、請求項９〜１１のいずれか１つに記載の実装方法。
13. 前記接着剤は、硬化により前記電子部品と前記パッドとの間隔を狭めるように収縮する、請求項９〜１２のいずれか１つに記載の実装方法。

Images