JP4198498B2 - 環状斜光照明装置の製造方法とフレキシブル配線基板 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、截頭円錐形の内周面を発光素子配列面とする環状斜光照明装置の製造方法及びそれに用いるフレキシブル配線基板に関する。
【0002】
【従来の技術】
製品検査などに用いるLED環状斜光照明装置2は、図2に示すように、環状フレームFの内側に截頭円錐面からなる発光素子配列面3が形成され、この配列面4にLED(発光素子)9…を実装した配線基板41が取り付けられている。
【0003】
このような、基板への環状斜光照明装置2を製造する場合、従来は、図9に示すように、円弧帯状の配線パターン42に応じた円弧帯状のフレキシブル配線基板41を平面状に支持してそのスルーホール11にLED9…の電極を差し込み、これをハンダ付けした後、円弧帯状のフレキシブル配線基板41の端部同士をつなげて截頭円錐状にした状態で、配列面3に固定するようにしている(特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特許第2975893号公報参照
【0005】
これによれば、ハンダ付けするときは配線基板41を平面状態に支持して、フローハンダ付け装置により全てのLED9…を同時にハンダ付けすることができるので、個々のLED9…をハンダ付けする面倒な作業をなくすことができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、円弧帯状の配線基板41を確実に平面状に支持するためには、専用治具が必要となるだけでなく、その配線パターン42の円弧形状は、配列面3の径、幅、傾きによって全て異なるため、個々の円弧形状ごとに異なる形状の専用治具を用意する必要がある。
しかも、コンベア等に固定してフローハンダ付け装置に自動供給する場合に、その生産効率を考慮すると、円弧形状の種類ごとに数十個程度の専用治具が必要になるので、全体で膨大な数の治具を管理しなければならない。
また、一の形状の配線基板41についてハンダ付けを行っていたラインで、その作業が終了し、次に異なる形状の配線基板41についてハンダ付けを行う場合に、全ての治具を交換しなければならないという面倒がある。
【0007】
さらに、配線基板41が非対称なるが故に治具形状も複雑になり、これを方形枠で支持しようとすると、押えられていない端縁部がLED9…の重さで配線基板41が弛んだり歪んでしまい、ハンダ付け不良を生ずるという問題があった。
【0008】
そこで本発明は、発光素子を装着する配線パターンの円弧形状に応じた特殊な治具を用いることなく配線基板を確実に支持できるようにして、ハンダ付けの作業性を向上させると共に、治具交換・治具管理の面倒をなくし、さらに、フローハンダ付け装置でハンダ付けする場合でも製品不良を生じないようにすることを技術的課題としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明は、截頭円錐形の内周面を発光素子配列面とする環状斜光照明装置の製造方法において、定形のベースフィルムに、前記截頭円錐形を展開した形状の複数の発光素子実装用円弧帯状配線パターンが蛇行帯状に連続形成されたフレキシブル配線基板を用い、前記円弧帯状配線パターン部分に発光素子の電極を差し込んでハンダ付けした後、その円弧帯状配線パターン部分を切り取って発光素子アレイを形成し、該発光素子アレイを前記配列面に固定することを特徴とする。
【0010】
本発明によれば、定形のベースフィルムに円弧帯状配線パターンを連続形成したフレキシブル配線基板が配線パターンの円弧形状にかかわらず治具形状に応じて規格化されているので、多種類の治具を用意する必要がない。
このとき、ベースフィルムを例えば方形に形成すれば、治具として方形の汎用枠を使用することができ、治具の製造コストがかからない。
さらに、ベースフィルムを緊張させて止めるだけで簡単に支持することができ、しかも、その全周を確実に支持できるので、配線基板が弛んだり歪んだりしてハンダ付け不良を起こすことがほとんどない。
【0011】
また、一つのベースフィルム上に複数の発光素子実装用円弧帯状配線パターンが形成されているので、生産効率が高い。
さらに、各配線パターン同士を直接又は連結用配線パターンを介して連続させて蛇行帯状配線パターンを形成しているので、その一端側から他端側まで一つの回路を形成することができ、ハンダ付けが終了した時点で、各パターンに実装されたLEDを点灯させて一度に製品検査を行わせることもできる。
【0012】
【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いて具体的に説明する。
図1は本発明に係るフレキシブル配線基板を示す説明図、図2は環状斜光照明装置を示す説明図、図3は円弧帯状パターン形状の寸法を示す説明図、図4〜図6は製造工程を示す説明図、図7及び図8は本発明に係る他のフレキシブル配線基板を示す説明図である。
【0013】
図1に示すフレキシブル配線基板1は、環状斜光照明装置2(図2参照)の環状フレームF内側に形成された截頭円錐形の内周面から成る発光素子配列面3に取り付けるLEDアレイ(発光素子アレイ)4を形成するためのものである。
このフレキシブル配線基板1は、定形のベースフィルム5に、パターン形状に沿って切断したときに前記截頭円錐形を展開した形状になる複数の発光素子実装用円弧帯状配線パターン6…が連結用配線パターン7を介して蛇行帯状に連続形成され、その蛇行帯状のパターン8がさらに複数列形成されている。
なお、ベースフィルム5は、円弧帯状配線パターン6の形状に関係なく、例えば図4に示すようなフローハンダ付け装置のキャリア(治具)Cに取り付けることができるように規格化された形状・寸法ものが用いられ、本例では汎用基板をハンダ付けするときに用いる汎用キャリアに装着可能な大きさの略方形のフィルムが用いられている。
【0014】
配列面3の形状と各円弧帯状配線パターン6の形状は、配列面3の傾斜角θ、底面開口部の半径r、高さhとし(図2参照)、円弧帯状配線パターン6の外半径R1、内半径R2、中心角αとする(図3参照)と、
R1=r/cosθ………(1)
R1−R2=h/sinθ………(2)
r/R1=α/2π………(3)
の関係で表わされる。
【0015】
例えば、配列面3の傾斜角θ=60°、底面開口部の半径r=2.5cm、高さh=1.5cmとすると、(1)〜(3)式より、円弧帯状配線パターン6の外半径R1=5cm、内半径R2≒3.3cm、中心角α=180°となる。
【0016】
円弧帯状配線パターン6にはLED(発光素子)9…の電極10を差し込むためのスルーホール11が形成されると共に、各スルーホール11の裏面側には電極10をハンダ付けするランド12が形成されている。
なお、各配線パターン6…は、LED9を実装した状態で検査用の閉回路が形成されるように設計されており、その検査端子13がベースフィルム5に形成されている。
また、蛇行帯状のパターン8をベースフィルム5から簡単に切り取ることができるように、そのパターン8の両側に沿ってミシン目14が形成され、円弧帯状配線パターン6と連結用配線パターン7の間に切取線15が描かれている。
【0017】
このフレキシブル配線基板1を用いて環状斜光照明装置2を製造する場合、図4に示すように、フレキシブル配線基板1を方形枠状のキャリア(治具)Cに張った状態に取り付ける。
フレキシブル配線基板1のベースフィルム5は略方形に形成されているので、ベースフィルム5を張った状態でその4辺を固定すれば確実に固定できる。
また、ベースフィルム5は、キャリアCの形状に応じて規格化されているので、キャリアCは一種類あれば足りる。
【0018】
次いで、円弧帯状配線パターン6のスルーホール11にLED9…の電極10を差し込んでいき、全てのスルーホール11にLED9…を差し込んだ後、電極10をランド12にハンダ付けする。
このとき、図5に示すように、キャリアCに固定した配線基板1の裏面側をフローハンダ付け装置のハンダ液面に接触させれば、簡単にハンダ付けを行うことができ、しかも、ベースフィルム5は張った状態で平面状に確りと支持されているので、LED9…の重さがあっても円弧帯状パターン6が弛んだり歪んだりすることがなく、これに起因するハンダ付け不良を起こすことがない。
【0019】
そして、LED9…の実装が終了した時点で、検査端子13から電力を供給してLED9…の点灯確認を行えば、複数の円弧帯状配線パターン6について配線基板1ごと同時に通電検査を行うことができる。
ここで、LED9…がすべて点灯すれば全てのパターン6について通電検査は合格であるので、その検査時間を短縮できる。
また、一つでも点灯しないLEDがあれば、回路不良、素子不良が考えられるので、再検査部門へ回して詳細に検査すれば良い。
【0020】
次いで、通電検査を合格した円弧帯状パターン6の部分を切り取れば円弧帯状のLEDアレイ4が形成される。
このとき、鋏やカッター等で、蛇行帯状のパターン8の両側に形成されたミシン目14に沿って切断すると共に、円弧帯状パターン6と連結用配線パターン7とを切取線15から切り離せばよい。なお、ミシン目14は、高周波ミシンなどによりベースフィルムを剥ぎ取り可能に脆弱化させたものであっても、印刷された切断線であっても良い。
【0021】
そして最後に、図6に示すように、円弧帯状パターン6の端部同士を繋げると、LEDアレイ4は截頭円錐形状になるので、これを発光素子配列面3に固定し、必要な電気接続を行えば、環状斜光照明装置2が完成する。
【0022】
図7は本発明に係る他のフレキシブル配線基板を示す。なお、図1と重複する部分は同一符号を付して詳細説明を省略する。
本例のフレキシブル配線基板21は、方形の定形ベースフィルム5に、予め設定された中心角αで切断したときにLED配列面3に装着可能な円弧帯状になる複数の発光素子実装用環帯状配線パターン22が形成されている。
【0023】
この環帯状パターン22は、円形であっても長円形であっても良く、例えば、配列面3の傾斜角θ=60°の場合、中心角α=180°であるから、これらを向かい合わせにして円形にしても、また、連結用配線パターン7を挟んで長円形にしても良く、切取線23及びミシン目14に沿って切断すると、一つの環帯状配線パターン22が二つの円弧帯状部分24に分けられるようになっている。
【0024】
このフレキシブル配線基板21を用いて、環状斜光照明装置2を製造する場合、前述と同様に、配線基板21をキャリアCに固定して配線パターン22の円弧帯状部分24に形成されたスルーホール11にLED9…の電極10を差し込んで、該電極10を配線パターン22にハンダ付けした後、検査端子13から電力を供給して通電検査を行い、LED9…が実装された円弧帯状部分24を切り取ってLEDアレイ4を形成し、このLEDアレイ4の端部同士を繋げて截頭円錐状にしたものを、LED配列面3に固定すれば良い。
【0025】
また、図8は本発明に係る他のフレキシブル配線基板を示す。なお、図1と重複する部分は同一符号を付して詳細説明を省略する。
本例のフレキシブル配線基板31は、切取線33及びミシン目14に沿って切断したときに、配列面3の截頭円錐形を展開した形状になる一以上の発光素子実装用円弧帯状配線パターン32が、方形の定形ベースフィルム5に形成されている。
各円弧帯状配線パターン32は、配列面3の傾斜角θ=75°の場合、中心角α≒90°に形成されている。
【0026】
このフレキシブル配線基板31を用いて、環状斜光照明装置2を製造する場合、前述と同様に、配線基板31をキャリアCに取り付け、配線パターン32に形成されたスルーホール11にLED9…の電極10を差し込み、該電極10を配線パターン32にハンダ付けした後、検査端子13から電力を供給して通電検査を行い、LED9…が実装された配線パターン32を切り取ってLEDアレイ4を形成し、このLEDアレイ4の端部同士を繋げて截頭円錐状にしたものを、LED配列面3に固定すれば良い。
【0027】
図7及び図8に示すいずれのプリント配線基板21及び31も、ベースフィルム5は略方形に形成されているので、キャリアCによりその4辺を確実に固定できる。
また、ベースフィルム5は、環帯状配線パターン22や円弧帯状配線パターン32の形状に関係のない一定形状であるから、治具を用いて固定する場合であっても治具は一種類あれば足りる。
【0028】
さらに、配線基板21及び31の裏面側をフローハンダ付け装置のハンダ液面に接触させてハンダ付けを行う際に、ベースフィルム5は張った状態で確りと支持されるので、LED9…の重さがあっても環帯状パターン22や円弧帯状配線パターン32が弛んだり歪んだりすることがなく、これに起因するハンダ付け不良を起こすことがない。
【0029】
なお、上述の説明では、フローハンダ付け装置によりハンダ付けする場合について説明したが、本発明はこれに限らず、手作業ではんだ付けする場合であっても、配線基板1を固定しやすいので、作業性がよいというメリットがある。
【0030】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、円弧帯状の配線基板を用いるのではなく、円弧帯状の配線パターンを形成した例えば方形の定形配線基板を用いており、配線パターンの形状に関係なく一種類の治具で確実に配線基板を支持することができるので、治具交換・治具管理の面倒がなく、さらにフローハンダ付け装置などでハンダ付けする際に配線基板が弛んだり歪んだりしにくいので、ハンダ付け不良に起因する製品不良を生じることがないという大変優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るフレキシブル配線基板を示す説明図。
【図2】環状斜光照明装置を示す説明図。
【図3】円弧帯状パターン形状の寸法を示す説明図。
【図4】製造工程の一部を示す説明図。
【図5】製造工程の一部を示す説明図。
【図6】製造工程の一部を示す説明図。
【図7】他のフレキシブル配線基板を示す説明図。
【図8】他のフレキシブル配線基板を示す説明図。
【図9】従来技術を示す説明図。
【符号の説明】
1………フレキシブル配線基板
2………環状斜光照明装置
3………発光素子配列面
4………LEDアレイ(発光素子アレイ)
5………ベースフィルム
6………円弧帯状配線パターン
7………連結用配線パターン
8………蛇行帯状のパターン
9………LED(発光素子)
10………電極
21、31………フレキシブル配線基板
22………環帯状配線パターン
32………円弧帯状配線パターン
Claims (7)
- 截頭円錐形の内周面を発光素子配列面とする環状斜光照明装置の製造方法において、
定形のベースフィルムに、前記截頭円錐形を展開した形状の複数の発光素子実装用円弧帯状配線パターンが蛇行帯状に連続形成されたフレキシブル配線基板を用い、前記円弧帯状配線パターン部分に発光素子の電極を差し込んでハンダ付けした後、その円弧帯状配線パターン部分を切り取って発光素子アレイを形成し、該発光素子アレイを前記配列面に固定することを特徴とする環状斜光照明装置の製造方法。 - 截頭円錐形の内周面を発光素子配列面とする環状斜光照明装置の製造方法において、
定形のベースフィルムに、予め設定された中心角で切断したときに前記截頭円錐形を展開した形状の一以上の発光素子実装用環帯状配線パターンが形成されたフレキシブル配線基板を用い、前記中心角に対応する円弧帯状部分に発光素子の電極を差し込んでハンダ付けした後、その円弧帯状部分を切り取って発光素子アレイを形成し、該発光素子アレイを前記配列面に固定することを特徴とする環状斜光照明装置の製造方法。 - 截頭円錐形の内周面を発光素子配列面とする環状斜光照明装置の製造方法において、
定形のベースフィルムに、前記截頭円錐形を展開した形状の一以上の発光素子実装用円弧帯状配線パターンが形成されたフレキシブル配線基板を用い、前記配線パターン部分に発光素子の電極を差し込んでハンダ付けした後、その配線パターン部分を切り取って発光素子アレイを形成し、該発光素子アレイを前記配列面に固定することを特徴とする環状斜光照明装置の製造方法。 - 環状斜光照明装置の発光素子配列面となる截頭円錐形の内周面に取り付ける発光素子アレイを形成するためのフレキシブル配線基板であって、
定形のベースフィルムに、前記截頭円錐形を展開した形状となる複数の発光素子実装用円弧帯状配線パターンが直接又は連結用配線パターンを介して蛇行帯状に連続形成されたことを特徴とするフレキシブル配線基板。 - 環状斜光照明装置の発光素子配列面となる截頭円錐形の内周面に取り付ける発光素子アレイを形成するためのフレキシブル配線基板であって、
定形のベースフィルムに、予め設定された中心角で切断したときに前記截頭円錐形を展開した形状となる一以上の発光素子実装用環帯状配線パターンが形成されたことを特徴とするフレキシブル配線基板。 - 環状斜光照明装置の発光素子配列面となる截頭円錐形の内周面に取り付ける発光素子アレイを形成するためのフレキシブル配線基板であって、
定形のベースフィルムに、前記截頭円錐形を展開した形状に対応する一以上の発光素子実装用円弧帯状配線パターンが形成されたことを特徴とするフレキシブル配線基板。 - 前記定形のベースフィルムが略方形である請求項4乃至6記載のフレキシブル配線基板。
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