JP6235344B2 - 回路基板アセンブリ - Google Patents
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Description
[0001] 本発明は、一般には回路基板に関する。とりわけ、本明細書で開示される様々な発明の方法及び機器は、誘電体層を自身の上部及び／又は底部に有する回路基板に関する。
[0002] 回路基板は、様々な電気機器において使用される可能性がある。例えば、回路基板は、例えばプロセッサ、トランジスター、コンデンサー及び／又は誘導子などの複数の電気部品を支持し、且つ／又は電気的に接続するために計算装置において使用される可能性がある。また、回路基板は、例えばＬＥＤ、プロセッサ、コンデンサー及び／又は誘導子などの複数の電気部品を支持し、且つ／又は電気的に接続するために照明器具において使用される可能性がある。ある実施において、難燃性及び／又は耐衝撃性若しくは衝撃防止性の回路基板を作製することが望ましい。
[0003] 特に、ある安全目標を達成するために、且つ／又は照明器具と関連するある安全基準を達成するために、照明分野において難燃性及び／又は衝撃防止性回路基板を作製することが望ましい。例として、クラス１の照明器具用に対するUnderwriter Laboratories(UL)による基準は、あるレベルの難燃性、防火エンクロージャ及び／又は衝撃防止性特性を照明器具の回路基板に要求する。そのようなUL基準に準拠するために（及び／又は他の安全基準若しくは安全目標を達成するために）照明器具分野で用いられる方法は、回路基板と回路基板に装着されたＬＥＤ上に設けられるレンズとの間に、難燃性メタ系アラミド材料を使用することを含む。用いられる方法は、追加又は代替として、回路基板に装着されたＬＥＤ上に設けられるレンズ用に難燃性材料を使用することを含んでもよい。しかしながら、そのような方法は、例えば材料費の増加、労務費の増加及び／又は照明器具設計における複雑さの増加などの１つ又は複数の欠点を有する。
[0004] 従って、満足な難燃性、防火エンクロージャ及び／又は衝撃防止特性を提供する一方で、前述の方法及び機器における１つ又は複数の欠点を任意選択的に克服する回路基板を提供する必要性が当該技術分野に存在する。
[0005] 本開示は、難燃性、防火エンクロージャ及び衝撃防止性特性の少なくとも１つを提供する、回路基板の上部及び／又は底部の誘電体層を有する回路基板用の発明の方法及び機器に関する。例えば、幾つかの実施において、コア層及びコア層の第１の側面に配置された少なくとも１つの導電層を有する回路基板が提供される。外側誘電体層が、少なくとも１つの導電層の最も外側の上に設けられる。誘電体層は、導電層の１つ又は複数と電気的に接触する接続パッド及びビアの少なくとも一方へのアクセスを提供する複数の開口部を含む。外側誘電体層は、一般に露出されてもよく、且つ開口部を除いて、任意選択的におおむね連続的である。
[0006] 一般に、一態様において、コア層及びコア層の第１の側面に配置された少なくとも１つの導電層を含む回路基板アセンブリが提供される。導電層及びコア層は、共に密着接合され、回路基板を形成する。複数の接続パッドが、少なくとも１つの導電層と電気的に接続する。外側誘電体層が、少なくとも１つの導電層に最も外側のすぐ上に存在する。外側誘電体層は、接続パッドの１つに電気的アクセスを各々が提供する複数の開口部を含む。外側誘電体層は、ほぼ露出され、且つ開口部を除いてほぼ連続的である。複数のＬＥＤの各々が、接続パッドの１つに電気的に接続される。ＬＥＤは、接続パッドに電気的に接続される場合に、接続パッドをほぼ覆う。
[0007] 幾つかの実施形態において、コア層は、アルミニウムである。これらの実施形態の幾つかのバージョンにおいて、回路基板アセンブリは、その第１の側面におけるコア層のすぐ上に誘電体内側層を更に含む。コア層は、プリプレグ材料であってもよい。
[0008] 幾つかの実施形態において、複数の導電層が設けられる。これらの実施形態の幾つかのバージョンにおいて、回路基板アセンブリは、導電層の２つの間に設けられた誘電体内側層を更に含む。
[0009] 幾つかの実施形態において、回路基板アセンブリは、ＬＥＤの１つの上に各々が配置される複数の耐火定格の光学レンズを更に含む。接続パッドの少なくとも幾つかは、導電層と一体的に密着して形成されてもよく、且つ／又は導電層と接合されるはんだを含んでもよい。
[0010] 一般に、別の態様において、コア層と、コア層の上面に配置された少なくとも１つの上部導電層と、コア層の底面に配置された少なくとも１つの底部導電層と、を含む回路基板アセンブリが提供される。コア層、上部導電層及び底部導電層は、共に密着接合され、回路基板を形成する。複数の接続パッド及び複数のビアの少なくとも一方が、上部導電層及び底部導電層の少なくとも一方と電気的に接続する。外側誘電体層が、少なくとも１つの上部導電層の最も外側のすぐ上に存在する。外側誘電体層は、接続パッド及びビアの少なくとも一方への電気的アクセスを提供する複数の開口部を含む。外側誘電体層は、露出され、開口部を除いて連続的である。複数の電気部品各々が、接続パッド及びビアの少なくとも一方の１つに電気的に接続される。電気部品は、接続パッド及びビアの少なくとも一方に電気的に接続された場合に、接続パッド及びビアの当該少なくとも一方への外部の物理的アクセスを防止する。
[0011] 幾つかの実施形態において、回路基板アセンブリは、少なくとも１つの底部導電層の最も外側のすぐ下に誘電体底部層を更に含む。これらの実施形態の幾つかのバージョンにおいて、誘電体底部層は、連続的である。これらの実施形態の幾つかのバージョンにおいて、誘電体底部層は、接続パッド及びビアの少なくとも一方への電気的アクセスを提供する複数の底部開口部を含む。
[0012] 幾つかの実施形態において、複数の上部導電層が設けられる。これらの実施形態の幾つかのバージョンにおいて、回路基板アセンブリは、上部導電層の２つの間に設けられる誘電体内側層を更に含む。
[0013] 幾つかの実施形態において、接続パッド及びビアの少なくとも一方は、上部導電層及び底部導電層の少なくとも一方に接合されたはんだを含む。
[0014] 一般に、別の態様において、回路基板アセンブリを製造する方法が提供される。方法は、コア層の第１の側面に複数の接続パッドを含む最外導電層を配置するステップと、最外導電層のすぐ上に外側誘電体層を配置し、且つ誘電体層における複数の開口部の各々を接続パッドの１つと合わせるステップと、コア層、最外導電層及び外側誘電体層を共に押し付けて回路基板を形成するステップと、複数の電気部品の各々を接続パッドの１つに結合するステップであって、電気部品が、接続パッドに結合された場合に、接続パッドへの外部の物理的アクセスを防止するステップと、を含む。
[0015] 幾つかの実施形態において、方法は、誘電体内側層をコア層のすぐ上に配置するステップを更に含む。電気部品は、ＬＥＤを含んでもよく、方法は、複数の耐火定格の光学レンズをＬＥＤ上に配置するステップを更に含む。最外導電層は、銅を含むか、又は実質的に銅からなってもよい。
[0016] 本開示のために本明細書で使用されるように、用語「ＬＥＤ」は、電気信号に応じて放射を発生できる任意のエレクトロルミネッセンスダイオード又は他のタイプのキャリア注入／接合ベースのシステムを含むと理解されるべきである。従って、用語ＬＥＤは、限定されるわけではないが、電流に応じて光を放射する様々な半導体ベースの構造、発光ポリマー、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、エレクトロルミネッセンスストリップなどを含む。特に、用語ＬＥＤは、赤外線スペクトル、紫外線スペクトル、及び可視スペクトルの様々な部分（一般に約４００ナノメートル〜約７００ナノメートルの放射波長を含む）の１つ又は複数における放射線を発生するように構成され得る全てのタイプの発光ダイオード（半導体及び有機発光ダイオードを含む）を指す。
[0017] 例えば、ほぼ白色光を発生するように構成されたＬＥＤ（例えば白色ＬＥＤ）のある実施は、ほぼ白色光を形成するために一緒に混合する、エレクトロルミネッセンスの異なるスペクトルをそれぞれ放射する複数のダイを含んでもよい。別の実施において、白色光ＬＥＤは、第１のスペクトルを有するエレクトロルミネッセンスを、異なる第２のスペクトルに変換する蛍光体材料に関連付けられてもよい。この実施の一例において、比較的短い波長及び狭い帯域幅スペクトルを有するエレクトロルミネッセンスは、蛍光体材料を「励起」し、今度は蛍光体材料が、幾分か広いスペクトルを有する、より長い波長の放射線を放射する。
[0018] 用語ＬＥＤが、ＬＥＤの物理的及び／又は電気的パッケージタイプを制限するのではないことが理解されるべきである。例えば、上記のように、ＬＥＤは、異なる放射スペクトル（例えば、個別に制御可能であってもなくてもよい）をそれぞれ放射するように構成された複数のダイを有する単一の発光装置を指してもよい。また、ＬＥＤは、ＬＥＤ（例えば、幾つかのタイプの白色ＬＥＤ）の一体的部分と見なされる蛍光体に関連付けられてもよい。一般に、用語ＬＥＤは、パッケージＬＥＤ、非パッケージＬＥＤ、表面実装ＬＥＤ、チップオンボードＬＥＤ、Ｔパッケージ実装ＬＥＤ、放射パッケージＬＥＤ、パワーパッケージＬＥＤ、あるタイプの容器及び／又は光学素子（例えば拡散レンズ）を含むＬＥＤ等を指してもよい。
[0019] 用語「照明器具」は、本明細書において、特定のフォームファクタ、アセンブ若しくはパッケージでの１つ以上の照明ユニットの実施又は装置を指すために用いられる。用語「照明ユニット」は、本明細書において、同じ又は異なるタイプの１つ又は複数の光源を含む機器を指すために用いられる。所与の照明ユニットは、光源、筐体／ハウジング装置及び形状、並びに／又は電気的及び機械的な接続構成用の様々な取り付け装置の何れかを有してもよい。更に、所与の照明ユニットは、光源の動作に関係する様々な他のコンポーネント（例えば制御回路）と任意選択的に関連付けられてもよい（例えば、他のコンポーネントを含み、他のコンポーネントに結合され、且つ／又は他のコンポーネントと共にパッケージ化されてもよい）。「ＬＥＤベースの照明ユニット」は、単独又は他の非ＬＥＤベースの光源と組み合わせた、上記のような１つ又は複数のＬＥＤベースの光源を含む照明ユニットを指す。「マルチチャネル」照明ユニットは、異なる放射スペクトルをそれぞれ発生するように構成された少なくとも２つの光源を含むＬＥＤベース又は非ＬＥＤベースの照明ユニットを指し、各異なる光源スペクトルは、マルチチャネル照明ユニットの「チャネル」と呼ばれてもよい。
[0020] 用語「コントローラ」は、一般に本明細書において、１つ又は複数の光源の動作に関係する様々な機器を説明するために用いられる。コントローラは、本明細書で説明される様々な機能を実行するために、多数の方法（例えば、専用ハードウェアを用いてなど）で実現され得る。「プロセッサ」は、本明細書で説明される様々な機能を実行するために、ソフトウェア（例えばマイクロコード）を用いてプログラムされ得る１つ又は複数のマイクロプロセッサを用いるコントローラの一例である。コントローラは、プロセッサを用いても用いなくても実現されることが可能であり、且つまた幾つかの機能を実行する専用ハードウェア及び他の機能を実行するプロセッサ（例えば、１つ又は複数のプログラムされたマイクロプロセッサ及び関連する回路）の組み合わせとして実現され得る。本開示の様々な実施形態において使用され得るコントローラコンポーネントの例は、限定されるわけではないが、従来のマイクロプロセッサ、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ:application specific integrated circuits）及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：field-programmable gate arrays）を含む。
[0021] 前述の概念及び以下でより詳細に説明される追加概念の全ての組み合わせ（そのような概念が相互に矛盾しないとすれば）が、本明細書で開示される発明の主題の一部として考えられることが認識されるべきである。特に、この開示の終わりに現れる、請求される主題の全ての組み合わせは、本明細書で開示される発明の主題の一部として考えられる。参照によって援用される任意の開示にもまた現れる可能性がある、本明細書で明示的に用いられる専門用語が、本明細書で開示される特定の概念と最も一致する意味を与えられるべきであることがまた認識されるべきである。
[0022] 図面において、類似の参照符号は、一般には、異なる図面の全体を通して同じ部分を指す。また、図面は、必ずしも縮尺通りではなく、代わりに一般には、本発明の原理を示すことに重きが置かれている。
[0029] 回路基板は、複数の電気部品を支持し且つ／又は電気的に接続するために、計算装置及び／又は照明器具などの様々な電気機器において使用され得る。ある実施において、改善された環境信頼性及び安全機能を備えた回路基板を作製することが望ましい。例えば、ある安全目標を満たし、且つ／又は安全基準を達成するために、難燃性及び／又は衝撃防止性の回路基板を作製することが望ましい。このような要望に適合するために照明器具分野で用いられる方法は、回路基板と回路基板に装着されたＬＥＤ上に設けられたレンズとの間における難燃性メタ系アラミド材料の使用、及び／又はレンズ用の難燃性材料の使用を含む。しかしながら、このような方法は、材料費の増加、労務費の増加及び／又は照明器具設計における複雑さの増加などの１つ又は複数の欠点を有する。従って、出願人らは、回路基板の最外導電層上に設けられた外側誘電体層を含む回路基板を提供することが有益であろうことを理解し認識した。外側誘電体層は、難燃性、防火エンクロージャ及び／又は衝撃防止性特性を提供することが可能であり、回路基板の導電層への電気的アクセスを提供する１つ又は複数の開口部を含み得る。外側誘電体層を備えた回路基板は、前述の方法及び機器の１つ又は複数の欠点を任意選択的に克服し得る。例えば、照明器具分野で使用される場合に、外側誘電体層を備えた回路基板は、難燃性メタ系アラミド材料及び／又は難燃性光学レンズの使用を必要とせずに、衝撃防止性、防火エンクロージャ及び／又は難燃性特性を提供し得る。
[0030] より一般的には、出願人らは、満足な難燃性、防火エンクロージャ及び／又は衝撃防止特性を提供する回路基板を設けることが有益であろうということを理解し認識した。前述のことを考慮し、本発明の様々な実施形態及び実施は、回路基板アセンブリに関連する方法及び機器に関する。
[0031] 以下の詳細な説明において、限定ではなく説明のために、特定の詳細を開示する代表的な実施形態が、請求される本発明の完全な理解を提供するために説明される。しかしながら、本開示の利点を持った当業者には、本明細書で開示される特定の詳細から離れて本教示による他の実施形態が、添付の特許請求の範囲内にあることが明らかであろう。更に、周知の機器及び方法の説明は、代表的な実施形態の説明を曖昧にしないように省略される場合がある。そのような方法及び機器は、明らかに、請求される本発明の範囲内である。
[0032] 図１を参照すると、一実施形態において、金属コア１１０を有する金属コア回路基板アセンブリ１００が提供される。幾つかの実施形態において、金属コア１１０は、アルミニウム又はアルミニウム合金を含んでもよく、又はこれらから実質的になってもよい。他の実施形態において、代替金属又は金属合金コアが使用されてもよい。第１の上部内側誘電体層１２０Ａが、金属コア１１０の第１の側面に設けられ、金属コア１１０と接触する。第１の下部内側誘電体層１２０Ｂが、金属コア１１０の反対側の第２の側面に設けられ、且つまた金属コア１１０と接触する。第１の上部導電層１３０Ａが、金属コア１１０の第１の側面の方で、第１の上部内側誘電体層１２０Ａ上に設けられる。第１の下部導電層１３０Ｂが、金属コア１１０の第２の側面の方で、第１の下部内側誘電体層１２０Ｂ上に設けられる。第２の上部内側誘電体層１２２Ａが、第１の上部導電層１３０Ａ上に設けられ、最外上部導電層１３２Ａが、第２の上部内側誘電体層１２２Ａ上に設けられる。第２の下部内側誘電体層１２２Ｂが、第２の下部内側誘電体層１２２Ｂ上に設けられ、最外下部導電層１３２Ｂが、第２の下部内側誘電体層１２２Ｂ上に設けられる。
[0033] 引き続き図１を参照すると、上部外側誘電体層１４０Ａが、最外上部導電層１３２Ａ上に設けられ、下部外側誘電体層１４０Ｂが、最外下部導電層１３２Ｂ上に設けられる。本明細書の追加的な詳細で説明されるように、誘電体層１４０Ａ及び／又は１４０Ｂは、導電層１３０Ａ、１３０Ｂ、１３２Ａ及び／又は１３２Ｂの１つ又は複数への電気的及び／又は熱的アクセスを提供する複数の開口部を含んでもよい。例えば、幾つかの実施形態において、上部外側誘電体層１４０Ａは、導電層１３０Ａ、１３０Ｂ、１３２Ａ及び／又は１３２Ｂの全てと電気的に接続する接続パッド及び／又はビアへのアクセスを提供する複数の開口部を含んでもよく、下側誘電体層１４０Ｂは、導電層１３０Ａ、１３０Ｂ、１３２Ａ及び／又は１３２Ｂへの電気的アクセスを提供する何れの開口部も含まなくてもよい。また、例えば、幾つかの実施形態において、外側誘電体層１４０Ａは、導電層１３０Ａ、１３０Ｂ、１３２Ａ及び／又は１３２Ｂの１つ又は複数への電気的アクセスを提供する複数の開口部を含んでもよく、下部外側誘電体層１４０Ｂはまた、導電層１３０Ａ、１３０Ｂ、１３２Ａ及び／又は１３２Ｂの１つ又は複数への電気的アクセスを提供する開口部を含んでもよい。
[0034] 様々な実施形態において、導電層１３０Ａ、１３０Ｂ、１３２Ａ及び１３２Ｂは、１つ又は複数の接続パッド及び／又はビアと電気的及び／又は熱的に接続する。例えば、最外上部導電層１３２Ａは、複数の接続パッドを設けられてもよく、且つ１つ又は複数のビアを通して、複数の導電層１３０Ｂ、１３２Ａ及び１３２Ｂと電気的に接続してもよい。また、例えば、複数のビアが、導電層１３０Ａ、１３０Ｂ、１３２Ａ及び１３２Ｂの１つ又は複数と電気的に相互接続してもよく、ビアの１つ又は複数が、外側誘電体層１４０Ａ及び／又は１４０Ｂの開口部を通してアクセス可能であってもよい。また、例えば、最外上部導電層１３２Ａは、正電圧層を構成し、且つ外側誘電体層１４０Ａを通してアクセス可能な複数の電圧接続パッドを有してもよく、上部導電層１３０Ａは、中性層を構成し、且つ外側誘電体層１４０Ａを通してアクセス可能な複数の中性接続パッドを有してもよい。接続パッド及び／又はビアは、導電層１３０Ａ、１３０Ｂ、１３２Ａ及び／又は１３２Ｂのアクセス可能な部分にわたって適用されるはんだ及び／又は他の可溶金属合金を任意選択的に含んでもよい。
[0035] 導電層１３０Ａ、１３０Ｂ、１３２Ａ及び１３２Ｂは、導体トラック構造を所望の構成で任意選択的に含んでもよい。例えば、導電層１３０Ａ、１３０Ｂ、１３２Ａ及び１３２Ｂの１つ又は複数は、電圧トラック及びグランドトラックを含む導体トラック構造を含んでもよい。また、導電層１３０Ａ、１３０Ｂ、１３２Ａ及び１３２Ｂの１つ又は複数は、複数の制御トラックを含む導体トラック構造を含んでもよい。また、他のトラック構造が、他の電気部品（表面実装コンポーネント及び／又は内部コンポーネント）との接続を提供してもよく、且つ／又は熱冷却用に設けられてもよい。導電層１３０Ａ、１３０Ｂ、１３２Ａ及び１３２Ｂは、回路基板アセンブリ１００の内部で、導電層１３０Ａ、１３０Ｂ、１３２Ａ及び１３２Ｂに統合されるか、且つ／又は導電層１３０Ａ、１３０Ｂ、１３２Ａ及び１３２Ｂに結合される１つ又は複数の受動又は能動電気部品を任意選択的に含んでもよい。
[0036] 幾つかの実施形態において、導電層１３０Ａ、１３０Ｂ、１３２Ａ及び／又は１３２Ｂは、銅又は銅合金であってもよい。他の実施形態において、代替金属又は金属合金の導電層が、追加又は代替として使用されてもよい。幾つかの実施形態において、内側誘電体層１２０Ａ、１２０Ｂ、１２２Ａ及び／又は１２２Ｂは、例えばＦＲ−４、Nelco N4000-6、GETEK、BTエポキシガラス、シアン酸エステル及び／又はポリイミドガラスであってもよい。他の実施形態において、代替誘電体材料が使用されてもよい。幾つかの実施形態において、外側誘電体層１４０Ａ及び１４０Ｂは、前述の誘電体の１つ又は複数及び／又は代替誘電体材料から製造されてもよい。
[0037] 層（１１０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２２Ａ、１２２Ｂ、１３０Ａ、１３０Ｂ、１３２Ａ、１３２Ｂ、１４０Ａ及び／又は１４０Ｂ）は、回路基板アセンブリ１００を形成するために共に押し付けられてもよい。他の実施形態において、他の接合方法が用いられてもよい。シルクスクリーン及び／又ははんだマスクが、外側誘電体層１４０Ａ及び／又は１４０Ｂに任意選択的に適用されてもよい。例えば、シルクスクリーンが、外側誘電体層１４０Ａのみに適用されてもよい。また、例えば、はんだマスクが、外側誘電体層１４０Ａに付与され、続いて、誘電体層１４０Ａの開口部を通してアクセス可能な導電層１３０Ａ、１３０Ｂ、１３２Ａ及び／又は１３２Ｂの部分をはんだがコーティングするように、はんだが付与されてもよい。
[0038] 図２を参照すると、別の実施形態において、プリプレグコア２１０を有するプリプレグコア回路基板アセンブリ２００が提供される。幾つかの実施形態において、プリプレグコア２１０は、ＦＲ−４であってもよい。他の実施形態において、例えばＦＲ−５、ＦＲ−６、ＣＥＭ−３、ＣＥＭ−４及びＣＥＭ−５などの代替プリプレグコアが使用されてもよい。第１の上部導電層２３０Ａが、プリプレグコア２１０の第１の側面に設けられ、プリプレグコア２１０と接触する。第１の下部導電層２３０Ｂが、プリプレグコア２１０の反対側の第２の側面に設けられ、且つまたプリプレグコア２１０と接触する。上部内側誘電体層２２０Ａが、プリプレグコア２１０の第１の側面上において、第１の上部導電層２３０Ａ上に設けられる。下部内側誘電体層２２０Ｂが、第２の側面のプリプレグコア２１０上において、第１の下部導電層２３０Ｂ上に設けられる。最外上部導電層２３２Ａが、上部内側誘電体層２２０Ａ上に設けられ、最外下部導電層２３２Ｂが、第２の下部内側誘電体層２２０Ｂ上に設けられる。
[0039] 引き続き図２を参照すると、上部外側誘電体層２４０Ａが、最外上部導電層２３２Ａ上に設けられ、下部外側誘電体層２４０Ｂが、最外下部導電層２３２Ｂ上に設けられる。本明細書の追加的な詳細で説明されるように、外側誘電体層２４０Ａ及び／又は２４０Ｂは、導電層２３０Ａ、２３０Ｂ、２３２Ａ及び／又は２３２Ｂの１つ又は複数への電気的及び／又は熱的アクセスを提供する複数の開口部を含んでもよい。例えば、幾つかの実施形態において、上部外側誘電体層２４０Ａは、導電層２３０Ａ及び２３２Ａと電気的に接続する接続パッド及び／又はビアへのアクセスを提供する複数の開口部を含んでもよく、下側誘電体層２４０Ｂは、導電層２３０Ｂ及び２３２Ｂへの電気的アクセスを提供する開口部を含んでもよい。
[0040] 導電層２３０Ａ、２３０Ｂ、２３２Ａ及び２３２Ｂは、１つ又は複数の接続パッド及び／又はビアと電気的及び／又は熱的に接続する。例えば、最外上部導電層２３２Ａは、複数の導電層２３０Ｂ、２３２Ａ及び２３２Ｂと電気的に接続する複数のビアを設けてもよい。接続パッド及び／又はビアは、導電層２３０Ａ、２３０Ｂ、２３２Ａ及び／又は２３２Ｂの斯様な部分上に付与されるはんだ及び／又は他の可溶金属合金を任意選択的に含んでもよい。導電層２３０Ａ、２３０Ｂ、２３２Ａ及び２３２Ｂは、所望の構成の導体トラック構造を任意選択的に含んでもよい。例えば、導電層２３０Ａ、２３０Ｂ、２３２Ａ及び２３２Ｂの１つ又は複数は、電圧トラック及びグランドトラックを含む導体トラック構造を含んでもよい。導電層２３０Ａ、２３０Ｂ、２３２Ａ及び２３２Ｂは、回路基板アセンブリ２００の内部で、導電層２３０Ａ、２３０Ｂ、２３２Ａ及び２３２Ｂに統合されるか又はそこに結合される１つ又は複数の受動又は能動電気部品を任意選択的に含んでもよい。
[0041] 幾つかの実施形態において、導電層２３０Ａ、２３０Ｂ、２３２Ａ及び／又は２３２Ｂは、銅、銅合金及び／又は代替金属若しくは金属合金であってもよい。幾つかの実施形態において、誘電体層２２０Ａ、２２０Ｂ、２４０Ａ及び２４０Ｂは、例えばＦＲ−４、Nelco N4000-6、GETEK、BTエポキシガラス、シアン酸エステル、ポリイミドガラス及び／又は代替誘電材料であってもよい。
[0042] 層（２１０、２２０Ａ、２２０Ｂ、２２２Ａ、２２２Ｂ、２３０Ａ、２３０Ｂ、２３２Ａ、２３２Ｂ、２４０Ａ及び／又は２４０Ｂ）は、回路基板アセンブリ２００を形成するために共に圧縮されてもよい。他の実施形態において、他の接合方法が用いられてもよい。シルクスクリーン及び／又ははんだマスクが、外側誘電体層２４０Ａ及び／又は２４０Ｂに任意選択的に適用されてもよい。例えば、シルクスクリーンが、外側誘電体層２４０Ａのみに適用されてもよい。また、例えば、はんだマスクが、外側誘電体層２４０Ａに適用され、続いて、誘電体層２４０Ａの開口部を通してアクセス可能な導電層２３０Ａ、２３０Ｂ、２３２Ａ及び／又は２３２Ｂの部分をはんだがコーティングするように、はんだが付与されてもよい。
[0043] 図３−５を参照すると、別の実施形態において、回路基板アセンブリ３００が提供される。回路基板アセンブリ３００は、最外導電層３３０上に外側誘電体層３４０を含む。本明細書の追加的な詳細で説明されるように、誘電体層は、導電層３３０のほぼ全てにわたって延在し、且つＬＥＤの電気的接続のために誘電体層に設けられる複数の開口部ペアを除いて連続している。３つのＬＥＤ３５０Ａ−Ｃ及び３つの対応する光学レンズ３６０Ａ−Ｃが、ＬＥＤ回路基板アセンブリ３００から離れ、且つ互いに離れ、分解されて示されている。３つのＬＥＤ３５０Ａ−Ｃ及び３つの対応する光学レンズ３６０Ａ−Ｃのみが、図３及び４においてラベル付けされているが、１２の追加光学レンズが示されていること、及び光学レンズの各々が、対応するＬＥＤ上に設けられていることが理解される。幾つかの実施形態において、光学レンズの１つ又は複数は、非難燃性光学レンズであってもよい。
[0044] ＬＥＤ３５０Ａ−Ｃの各々は、接続パッド３３４Ａ−Ｃ及び３３６Ａ−Ｃの各々のペアに電気的に結合される。接続パッド３４４Ａ−Ｃ及び３３６Ａ−Ｃは、外側誘電体層３４０における開口部３４４Ａ−Ｃ及び３４６Ａ−Ｃの各々を通してアクセス可能である。例えば、接続パッド３３４Ａは、開口部３４４Ａを通してアクセス可能であり、接続パッド３３６Ａは、開口部３４６Ａを通してアクセス可能である。代替実施形態において、２つの別個の開口部３４４Ａ及び３４６Ａの代わりに、より多数又は少数の開口部が設けられてもよい。例えば、幾つかの実施形態において、接続パッド３３６Ａ及び接続パッド３４４Ａの両方へのアクセスを可能にする単一の連続開口部が設けられてもよい。そのような単一の連続開口部は、表面実装ＬＥＤのダイベースとほぼ同じサイズであってもよい。接続パッド３３４Ａ−Ｃ及び３３６Ａ−Ｃの３ペアのみが、図３及び４においてラベル付けされているが、１２の追加接続パッドペアが示されていることが理解される。また、開口部３４４Ａ−Ｃ及び３４６Ａ−Ｃの３ペアのみが、図４に見えるが、１２の追加開口部ペアが設けられ、各々が、接続ペアパッドの各々と一致することが理解される。
[0045] 外側誘電体層３４０における開口部の１つ又は複数は、幾つかの実施形態において、外側誘電体層３４０の押し付けに先立って、外側誘電体層３４０に形成されてもよい。例えば、幾つかの実施形態において、開口部は、穿孔、フライス加工、放電加工、電解加工、電子ビーム加工及び／又は他の方法を用いて形成されてもよい。幾つかの実施形態において、外側誘電体層３４０における開口部の１つ又は複数は、代替として、外側誘電体層３４０の押し付け後に、外側誘電体層３４０に形成されてもよい。例えば、幾つかの実施形態において、開口部は、化学エッチングなどのエッチング方法を用いて形成されてもよい。
[0046] 接続パッド３４４Ａ−Ｃ及び３３６Ａ−Ｃは、導電層３３０からの導電性トラック構造の一部であってもよく、且つ／又は導電層３３０上に設けられるはんだ材料であってもよい。接続パッド３４４Ａ−Ｃは、導電層３３０の正電圧トラック構造３３１（図５）に電気的に接続される。接続パッド３３６Ａ−Ｃは、導電層３３０の中性電圧トラック構造３３２（図５）に電気的に接続される。代替実施形態において、トラック構造３３１及び３３２の極性は、逆にされてもよい。導電層３３０が、接続パッドを自身に備えた固体シートとして図４に示されているが、接続パッドが、導電層３３０の別個のトラック構造に実際には結合されることが理解される。特に、接続パッド３４４Ａ−Ｃは、正のトラック構造３３１に結合され、接続パッド３４６Ａ−Ｃは、中性トラック構造３３２に結合される。正のトラック構造３３１及び中性トラック構造３３２は、互いに電気的に絶縁される。任意選択的に、外側誘電体層３４０、内側誘電体層３２０Ａ及び／又は他の適用された誘電体は、トラック構造３３１及び３３２を絶縁させる際に支援するために、正のトラック構造３３１と中性トラック構造３３２との間に延在してもよい。
[0047] １つ又は複数の電気接続構造がまた、外部電源（例えばＬＥＤドライバ）からトラック構造３３１及び３３２に電力を供給するために、トラック構造３３１及び３３２に電気的に結合されてもよい。例えば、１つ又は複数の追加開口部が、トラック構造３３１及び３３２へのアクセスを提供する外側誘電体層３４０を通して設けられてもよい。次に、接続プラグ又は接続部材が、開口部上に配置されて、トラック構造３３１及び３３２の接続パッドに電気的に結合されてもよい。１つ又は複数の追加電気部品がまた、任意選択的に、回路基板アセンブリ３００に追加的に結合されてもよい。例えば、コントローラが、任意選択的に、外側誘電体層３４０の開口部上に配置され、且つトラック構造３３１及び／若しくは３３２（又は制御トラック構造など、最外導電層３３０における他の別個のトラック）に電気的に結合され、それによって、ＬＥＤにおける光出力の１つ又は複数のパラメータを制御してもよい。
[0048] 特に図５を参照すると、回路基板アセンブリ３００の第３の実施形態の一部における断面図が示されている。表面実装ＬＥＤ３５０Ａのダイベース３５２Ａは、開口部３４４Ａ及び３４６Ａを覆う。ダイベース３５２Ａは、正の接続パッド３３４Ａと電気的に接続する正の電気コンタクト、及び中性接続パッド３３６Ａと電気的に接続する中性電気コンタクトを含む。接続パッド３３４Ａ及び３３６Ａは、ＬＥＤ３５０Ａ及び導電層３３０から分離されて導電層３３０から上方へ延在するように、図５において示されている。しかしながら、代替実施形態において、接続パッドが、導電層３３０と一体的に、且つ／又は共面に形成されてもよいことが理解される。回路基板アセンブリ３００の全てのＬＥＤが、各々の開口部にわたって結合され、各々の接続パッドと電気的に接触して配置された場合に、導電層３３０へのアクセスは、ＬＥＤ及び外側誘電体層３４０によって防止される。光学レンズ３６０Ａは、ＬＥＤ３５０Ａの上端にわたって延在し、且つＬＥＤドーム３５４Ａを通して出て光学レンズ３６０Ａに入射する光を変える。幾つかの実施形態において、光学レンズ３６０Ａは、非難燃性光学レンズであってもよい。これらの実施形態の幾つかのバージョンにおいて、光学レンズの全てが、非難燃性であってもよい。下部外側誘電体層３４０Ｂが、図５に見える。下部外側誘電体層３４０Ｂは、任意選択的に、連続的で、金属コア３１０の全体にわたって設けられてもよい。代替実施形態において、下部外側誘電体層３４０Ｂは、任意選択的に省略されてもよい。
[0049] 特定のＬＥＤ及び光学レンズが、本明細書で示されているが、本開示の利点を身につけた当業者は、他のＬＥＤ及び／又は光学レンズが、ＬＥＤと共に使用されるように構成された回路基板アセンブリの実施において使用され得ることを理解し認識されよう。例えば、異なる表面実装ダイを有するＬＥＤが使用されてもよい。また、例えば、スルーホール又は他の回路基板実装技術を利用するＬＥＤが使用されてもよい。また、例えば、異なるドーム構成を有するＬＥＤが使用されてもよい。また、例えば、コリメータ及び／又は反射器を含む光学レンズが使用されてもよい。また、例えば、軸外に光を方向転換する光学レンズが使用されてもよい。また、特定の導電層３３０が本明細書で示され説明されたが、本開示の利点を身につけた当業者は、他の導電層構成が提供されてもよいこと、及び／又は複数の導電層が設けられてもよいことを理解し認識されよう。例えば、幾つかの実施形態において、少なくとも２つの導電層が設けられてもよい。任意選択的に、１つの導電層が、正のトラック構造のみを含んでもよく、第２の導電層が、中性トラック構造のみを含んでもよい。また、例えば、幾つかの実施形態において、単一の層が、ＬＥＤを制御するための、且つ任意選択的に１つ又は複数の他の電気部品（例えば、冷却用の冷却ファン及び／又は液体ポンプ）を制御するための専用であってもよい。
[0050] 図６は、回路基板アセンブリの更に別の実施形態の一部における断面図を示す。表面実装ＬＥＤ４５０Ａのダイベース４５２Ａは、外側誘電体層４４０を通る単独開口部４４５Ａに配置される。外側誘電体層４４０は、ＬＥＤベースのコンタクトが接続パッドにアクセス可能にするサイズに各々がされた開口部ペアと対照的に、ＬＥＤダイベースを囲むサイズにされた複数の単独開口部を有する。ダイベース４５２Ａは、正の接続パッド４３４Ａと電気的に接続する正の電気コンタクト、及び中性接続パッド４３６Ａと電気的に接続する中性電気コンタクトを含む。正の接続パッド４３４Ａは、正のトラック構造４３２との電気的に接触し、中性接続パッド４３６Ａは、中性トラック構造４３６と電気的に接触する。ダイベース４５２Ａはまた、熱接続パッド４３５Ａと電気的に接続する熱コンタクトを含む。熱接続パッド４３５Ａは、導電層４３０の熱トラック構造４３５と接続する。熱トラック構造４３５は、熱管理のためであり、代替実施形態において、任意選択的に、追加導電層と熱的に結合されてもよい。接続パッド４３４Ａ、４３５Ａ及び４３６Ａは、ＬＥＤ４５０Ａ及び導電層４３０から分離されて導電層４３０から上方へ延在するように、図６において示されている。しかしながら、代替実施形態において、接続パッドが、導電層４３０と一体的に、且つ／又は共面に形成されてもよいことが理解される。
[0051] 小さな隙間が、開口部４４５Ａとダイベース４５２Ａとの間に存在する。幾つかの実施形態において、隙間は、ULによって定義されているように「指幅」未満であり、特定の実施形態において、隙間は、約１ミリメートル以下である。
[0052] ＬＥＤ４５０Ａが、開口部４４５Ａに収容され、接続パッド４３４Ａ、４３５Ａ及び４３６Ａと接触して配置された場合に、ユーザーによる導電層４３０への物理的アクセスは、ＬＥＤ４５０Ａ及び外側誘電体層４４０によって防止される。回路基板アセンブリの一部のみが示されているが、回路基板アセンブリが、図６に示されたＬＥＤ４５０Ａに加えて、追加ＬＥＤ及び／又は他の電気部品を有してもよいことが理解される。このような電気部品は、外側誘電体層４４０を通して開口部に同様に収容されて、導電層４３０への物理的アクセスを防いでもよい。光学レンズ４６０Ａは、ＬＥＤ４５０Ａの上端にわたって延在し、誘電体層４４０上に配置され、且つＬＥＤドーム４５４Ａを通って出て光学レンズ４６０Ａに入射する光を変える。幾つかの実施形態において、光学レンズ４６０Ａは、非難燃性光学レンズであってもよい。金属コア層４１０、内側誘電体層４２０及び下部外側誘電体層４４０Ｂがまた、図６に見える。下部外側誘電体層４４０Ｂは、任意選択的に、連続的であり、且つ金属コア４１０の全体にわたって設けられてもよい。代替実施形態において、下部外側誘電体層４４０Ｂは、任意選択的に省略されてもよい。１つ又は複数の導電層が、金属コア４１０と下部外側誘電体層４４０Ｂとの間に挿入されてもよく、複数の開口部が、下部外側誘電体層４４０Ｂを通して設けられてもよい。任意選択的に、開口部は、電気部品用に導電層への電気的アクセスを提供し、一方でユーザーによるそのような導電層への物理的アクセスを防止してもよい。
[0053] 幾つかの発明実施形態を本明細書に説明し例示したが、当業者であれば、本明細書にて説明した機能を実行するための、並びに／又は、本明細書にて説明した結果及び／若しくは１つ以上の利点を得るための様々な他の手段及び／若しくは構造体を容易に想到できよう。また、このような変更及び／又は改良の各々は、本明細書に説明される発明実施形態の範囲内であるとみなす。より一般的には、当業者であれば、本明細書にて説明されるすべてのパラメータ、寸法、材料、及び構成は例示のためであり、実際のパラメータ、寸法、材料、及び／又は構成は、発明教示内容が用いられる１つ以上の特定用途に依存することを容易に理解できよう。当業者であれば、本明細書にて説明した特定の発明実施形態の多くの等価物を、単に所定の実験を用いて認識又は確認できよう。したがって、上記実施形態は、ほんの一例として提示されたものであり、添付の請求項及びその等価物の範囲内であり、発明実施形態は、具体的に説明された又はクレームされた以外に実施可能であることを理解されるべきである。本開示内容の発明実施形態は、本明細書にて説明される個々の特徴、システム、品物、材料、キット、及び／又は方法に関する。更に、２つ以上のこのような特徴、システム、品物、材料、キット、及び／又は方法の任意の組み合わせも、当該特徴、システム、品物、材料、キット、及び／又は方法が相互に矛盾していなければ、本開示内容の本発明の範囲内に含まれる。
[0054] 本明細書にて定義されかつ用いられた定義はすべて、辞書の定義、参照することにより組み込まれた文献における定義、及び／又は、定義された用語の通常の意味に優先されて理解されるべきである。
[0055] 本明細書及び特許請求の範囲にて使用される「ａ」及び「ａｎ」の不定冠詞は、特に明記されない限り、「少なくとも１つ」を意味するものと理解されるべきである。
[0056] 本明細書及び特許請求の範囲にて使用される「及び／又は」との表現は、等位結合された要素の「いずれか又は両方」を意味すると理解すべきである。すなわち、要素は、ある場合は接続的に存在し、その他の場合は離接的に存在する。「及び／又は」を用いて列挙される複数の要素も同様に解釈されるべきであり、すなわち、要素のうちの「１つ以上」が等位結合される。「及び／又は」節によって具体的に特定された要素以外の他の要素も、それが具体的に特定された要素に関連していても関連していなくても、任意選択的に存在してよい。
[0057] 本明細書及び特許請求の範囲に用いられるように、「又は」は、上に定義したような「及び／又は」と同じ意味を有すると理解すべきである。例えば、リストにおけるアイテムを分ける場合、「又は」、又は、「及び／又は」は包括的と解釈される。すなわち、多数の要素又は要素のリストのうちの少なくとも１つを含むが、２つ以上の要素も含み、また、任意選択的に、リストにないアイテムを含むと解釈される。
[0058] 本明細書及び特許請求の範囲に用いられるように、１つ以上の要素を含むリストを参照した際の「少なくとも１つ」との表現は、要素のリストにおける任意の１つ以上の要素から選択された少なくとも１つの要素を意味すると理解すべきであるが、要素のリストに具体的に列挙された各要素の少なくとも１つを必ずしも含むわけではなく、要素のリストにおける要素の任意の組み合わせを排除するものではない。この定義は、「少なくとも１つの」との表現が指す要素のリストの中で具体的に特定された要素以外の要素が、それが具体的に特定された要素に関係していても関連していなくても、任意選択的に存在してもよいことを可能にする。更に、特に明記されない限り、本明細書に記載された２つ以上のステップ又は動作を含むどの方法においても、当該方法のステップ又は動作の順番は、記載された方法のステップ又は動作の順序に必ずしも限定されないことを理解すべきである。
[0059] 特許請求の範囲に出てくる括弧内の参照符号は、あったとしても、単なる便宜上のものであり、何れの場合にも制限的であると解釈されるべきでない。
Claims (15)
- コア層と、
前記コア層の第１の側に配置された少なくとも１つの導電層と、
前記少なくとも１つの導電層と電気的に接続する複数の接続パッドと、
前記コア層の前記第１の側の反対側の第２の側に配置される誘電体底部層と、
前記少なくとも１つの導電層の最も外側のすぐ上の外側誘電体層であって、前記外側誘電体層が複数の開口部を含み、前記開口部の各々が、前記接続パッドの１つへの電気的アクセスを提供し、ほぼ露出され、かつ前記開口部を除いてほぼ連続的であり、難燃性、防火エンクロージャ及び／又は衝撃防止特性を提供する前記外側誘電体層と、
複数のＬＥＤであって、前記複数のＬＥＤの各々が、前記接続パッドの１つに電気的に接続され、前記接続パッドに電気的に接続される場合に、該各々のＬＥＤのダイベースにより前記接続パッドをほぼ覆う前記複数のＬＥＤと、
を含み、
前記コア層、前記導電層、前記誘電体底部層及び前記外側誘電体層は回路基板を構成し、前記コア層と前記導電層、前記コア層と前記誘電体底部層、及び前記導電層と前記外側誘電体層のそれぞれが、互いに、直接に又は他の層を介して接合している、回路基板アセンブリ。 - 前記コア層が、アルミニウムを含む、請求項１に記載の回路基板アセンブリ。
- 前記コア層の前記第１の側において前記コア層のすぐ上に誘電体内側層を更に含む、請求項２に記載の回路基板アセンブリ。
- 前記コア層が、プリプレグ材料を含む、請求項１に記載の回路基板アセンブリ。
- 複数の前記導電層を更に含む、請求項１に記載の回路基板アセンブリ。
- 前記導電層の２つの間に設けられた誘電体内側層を更に含む、請求項５に記載の回路基板アセンブリ。
- 前記ＬＥＤの１つの上に各々が配置された複数の光学レンズを更に含む、請求項１に記載の回路基板アセンブリ。
- 前記接続パッドが、前記導電層と一体的に密着している、請求項１に記載の回路基板アセンブリ。
- 前記コア層の前記第２の側に配置された少なくとも１つの底部導電層を更に含み、
前記コア層と前記導電層、及び、前記コア層と前記底部導電層のそれぞれが、互いに、直接に又は他の層を介して接合している、請求項１に記載の回路基板アセンブリ。 - 前記誘電体底部層は、前記少なくとも１つの底部導電層の最も外側のすぐ下に存在する、請求項９に記載の回路基板アセンブリ。
- 前記誘電体底部層が、連続的である、請求項１０に記載の回路基板アセンブリ。
- 前記誘電体底部層が、前記少なくとも１つの底部導電層への電気的アクセスを提供する複数の底部開口部を含む、請求項１０に記載の回路基板アセンブリ。
- 複数の前記導電層が設けられる、請求項９に記載の回路基板アセンブリ。
- 前記導電層の２つの間に設けられた誘電体内側層を更に含む、請求項１３に記載の回路基板アセンブリ。
- 前記複数の接続パッドが、前記導電層及び前記底部導電層の少なくとも一方に接合されたはんだを含む、請求項９に記載の回路基板アセンブリ。
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