JP2012015329A - 回路板 - Google Patents

Abstract

【課題】はんだパッド部での硫化反応及び銀マイグレーションを抑制できるとともに、表面実装部品のはんだ付けの信頼性を向上することが可能な回路板を提供する。
【解決手段】回路板は、モジュール基板と、銀を主成分とする配線パターン２５，２６と、電気絶縁性の保護層３７と、一対の電極６７を有したコンデンサ６５と、はんだを具備する。配線パターンに接続するはんだパッド部２５ｄ、２６ｆ及び中間パッド２７には、保護層３７が設けられる。保護層３７は長孔形状の開口３７ａ、３７ｂを有し、これら開口の四隅部を円弧又は斜めに形成する。コンデンサ６５を、はんだパッド部にわたって開口内に配設する。はんだを開口３７ａ、３７ｂの縁で堰き止めてはんだパッド部の表面全体を覆って設け、このはんだで電極をパッド部２５ｄ、２６ｆ、２７にはんだ付けした。
【選択図】図８

Description

本発明の実施形態は、回路基板に表面実装部品がはんだ付けされた回路板に関する。

実装基板に対をなして設けられたはんだパッド上に表面実装型のＬＥＤチップを配置し、このチップがはんだパッドにはんだ付けされたＬＥＤ載置基板が、従来技術として知られている。

このＬＥＤ載置基板を備えた発光装置で、白色発光により照明等をする場合、ＬＥＤに接続された実装基板上の配線パターンをＡｇ（銀）製とすることは、発光色と配線パターンで反射される光の色が同系色であるので、配線パターン等で反射される光色が白色光に影響を与え難い点で好ましい。

ところで、表面実装型の電気部品はリフロー炉に通してはんだ付けされる。この場合、銅、ニッケル、金を、この記載順に実装基板上に積層してなる一般的な配線パターンと比較して、銀製の配線パターンに対するはんだの濡れ性は劣る。そのため、銀製の配線パターンと一体に形成されるはんだパッドの表面全体にわたってはんだが広がらない状態で、表面実装部品がはんだ付けされる可能性が考えられる。

こうした不完全なはんだ付け状態では、表面実装部品のはんだ付けの信頼性が低下してしまう不都合が考えられ、これを改善するためにはんだ量を増やす場合は、はんだ量が過多気味となるに伴い、余剰はんだがボールとなってはんだパッドの周辺に形成される恐れがある。これとともに、前記不完全なはんだ付けにより、銀製のはんだパッドの暴露されている部分が、大気中の硫黄成分と硫化反応し劣化するので、その進行により高抵抗化して電気的な悪影響を及ぼす不都合が考えられる。しかも、前記暴露部分を基点として銀マイクレーションを生じて、短絡に至る不都合も考えられる。これらの不都合は製品の品質を高める上で改善することが望まれている。

特開２００９−１５８６６０号公報

実施形態は、はんだパッド部での硫化反応及び銀マイクレーションを抑制できるとともに、表面実装部品のはんだ付けの信頼性を向上することが可能な回路板を提供しようとするものである。

前記課題を解決するために、回路板は、回路基板と、銀を主成分とする配線パターンと、電気絶縁性の保護層と、表面実装部品と、はんだを具備する。配線パターンを回路基板に設ける。配線パターンははんだパッド部を有する。保護層を配線パターンに被着する。保護層は長孔形状の開口を有し、この開口の四隅部を円弧又は斜めに形成する。対をなして近接されたはんだパッド部を開口の長手方向両端部に夫々配設する。表面実装部品は一対の電極を有していて、この表面実装部品をはんだパッド部にわたって開口内に配設する。はんだを開口の縁で堰き止めてはんだパッド部の表面全体を覆って設け、このはんだで電極をはんだパッド部にはんだ付けしたことを特徴としている。

実施形態の回路板によれば、はんだパッド部での硫化反応及び銀マイクレーションを抑制できるとともに、表面実装部品のはんだ付けの信頼性を向上することが可能である、という効果を期待できる。

実施例１に係る回路板を備えた道路灯の灯具周りを示す斜視図である。 図１の灯具が備える光源装置を示す斜視図である。 図２の光源装置を示す略正面図である。 図２の光源装置が備える発光モジュールを示す正面図である。 図４の発光モジュールを、第１製造工程を経た状態で示す正面図である。 図４の発光モジュールを、第２製造工程を経た状態で示す正面図である。 図６中Ｆ７部の拡大図である。 図４の中Ｆ８部の拡大図である。 図８の中Ｆ９−Ｆ９線に沿う断面図である。 図３中Ｆ１０−Ｆ１０線に沿って示す断面図である。

実施形態１の回路板は、回路基板と；はんだパッド部を有して前記回路基板に設けられた銀を主成分とする配線パターンと；長孔形状の開口を有して前記配線パターンに被着されるとともに、前記開口の四隅部が円弧又は斜めに形成されていてこの開口の長手方向両端部に前記はんだパッド部が夫々配設された電気絶縁性の保護層と、一対の電極を有して前記開口内で前記はんだパッド部にわたって配設された表面実装部品と；前記開口の縁で堰き止められて前記はんだパッド部の表面全体を覆って設けられ前記電極を前記はんだパッド部にはんだ付けしたはんだと；を具備することを特徴としている。

この実施形態１の回路板は、実施例１で説明する発光モジュールに適用を限られることはなく、回路基板に表面実装部品がはんだ付けされた構成を備える回路板であれば、いかなる用途の回路板にも適用可能である。

この実施形態１で、回路基板は、エポキシ樹脂等の合成樹脂製、金属板に絶縁層が積層された金属ベース基板、或いは無機材料例えばセラミックス製のいずれであってもよい。このモジュール基板を白色のセラミックス製とする場合、そのセラミックスには、酸化アルミニウム（アルミナ）、窒化アルミニウム、ボロンナイトライド、窒化ケイ素、酸化マグネシウム、フォルステライト、ステアタイト、低温焼結セラミックスから選ばれるいずれか、又はこれらの複合材料を用いることが可能であり、特に、安価で光反射率が高く、加工し易い白色のアルミナを好適に使用できる。この実施形態１で、銀を主成分とする配線パターンは、純銀の配線パターン、及び銀メッキなどで形成された配線パターンも含んでいる。

この実施形態１で、保護層は、電気絶縁性を有した材料、例えば無機材料具体的にはＳｉＯ₂を主成分としたガラスを好適に使用することができる。更に、保護層にはこの層に色を付与する顔料が混ぜられていても、混ぜられていなくてもよい。これとともに、保護層が有した開口が長孔形状とは、楕円形状及び長円形状或いはこれらに近似した形状等を含んでいる。

実施形態１では、配線パターンに被着された保護層が有する開口の長手方向の端部によって、各はんだパッド部の形状が規定され、かつ、前記開口の四隅部が円弧又は斜めであることによって、リフロー炉を用いてはんだ付けが行われると、溶けたはんだが、開口の縁で堰き止められつつ開口の隅部に対しても確実に広げられてはんだパッド部の表面全体に覆って設けられる。このようにはんだがはんだパッド部の表面全体を覆うことができるので、表面実装部品のはんだ付けの信頼性を向上することが可能であるとともに、銀を主成分とするはんだパッド部での硫化反応及び銀マイクレーションを抑制することが可能である。

実施形態２の回路板は、実施形態１において、前記電極とこれに近接された前記開口の隅部との第１離間距離が、前記電極からこれに近接された前記開口の縁までの前記電極を通る前記表面実装部品の中心線に沿う第２離間距離より短いことを特徴としている。

この実施形態２は、実施形態１において、更に、はんだパッド部にはんだ付けされた表面実装部品が有した電極と開口の隅部との間の距離がより短くなるので、はんだが、はんだパッド部の表面全体にわたってより確実に広げられ、このはんだによって電極をはんだパッド部にはんだ付けすることが可能である。

以下、実施例１の回路板を備えた照明器具例えば道路灯について、図１〜図１０を参照して詳細に説明する。なお、図１０は説明の都合上後述する保護層を省略して描かれている。

図１中符号１は道路照明のために設置される道路灯を示している。道路灯１は、支柱２の上端部に灯具３を取付けて形成されている。

支柱２は、道路傍に立設され、その上部は道路上に覆い被さるように曲げられている。灯具３は、支柱２に連結された器具本体例えば灯体４と、道路に臨んだ灯体４の下面開口を塞いで灯体４に装着された透光板５と、この透光板５に対向して灯体４に収容された少なくとも一台の光源装置６を備えて形成されている。灯体４は、金属例えば複数個のアルミニウムダイキャスト成形品を組み合わせて形成されている。透光板５は強化ガラスからなる。

図２及び図３に示すように光源装置６は、装置ベース１１の裏面に複数の放熱フィン１４を突設するとともに、装置ベース１１の正面に、反射器１５と、光源として発光モジュール２１を取付けてユニット化された構成である。

装置ベース１１は、金属例えばアルミニウムダイキャスト製であって、四角形に作られている。装置ベース１１はその正面に開放された四角い凹みからなるモジュール設置部１２（図３及び図１０参照）を有している。モジュール設置部１２の底面１２ａは平坦であり、モジュール設置部１２を区画する四つの側面１２ｂは互に直角に連続している。放熱フィン１４は装置ベース１１に一体に形成されている。

反射器１５は、第１の反射板１５ａ〜第４の反射板１５ｄをラッパ状に組み合わせて形成されている。第１の反射板１５ａと第２の反射板１５ｂは、平らな構成の平面ミラーであり、互に平行に設けられている。これら第１の反射板１５ａと第２の反射板１５ｂに連結された第３の反射板１５ｃと第４の反射板１５ｄは、湾曲した構成のカーブミラーであり、互いの間隔が次第に広くなるように設けられている。

光源装置６は、その反射器１５の出射開口を透光板５に対向させて灯体４内に固定されている。この固定状態で、装置ベース１１の一部例えば周部は灯体４の内面に熱伝導可能に接続されている。この熱的接続は、前記周部を灯体４の内面に直接接触させることにより実現できる他、前記周部を放熱性の高い金属やヒートパイプ等の熱伝導部材を介して灯体４の内面に接続することで実現できる。これにより、光源装置６が発した熱を金属製の灯体４を放熱面として外部に放出できるようになっている。

次に、発光モジュール２１について説明する。図４等に示すように発光モジュール２１は、回路基板をなすモジュール基板２２と、正極用の配線パターン２５と、負極用の配線パターン２６と、アライメントマーク３５と、第１の保護層３７と、第２の保護層３８と、複数のアイデンティティーマーク例えば第１のアイデンティティーマーク４１〜第４のアイデンティティーマーク４４と、複数の半導体発光素子４５と、ボンディングワイヤ４７〜５２と、枠５５と、封止部材例えば封止樹脂５７と、表面実装部品例えばコネクタ６１及びコンデンサ６５等を備えている。実施例１の回路板は、前記回路基板、配線パターン２５，２６、第１の保護層３７、前記面実装部品、及び後述のはんだを備えて構成されている。

モジュール基板２２は、白色のセラミックス例えば白色の酸化アルミニウムで形成されている。このモジュール基板２２は、酸化アルミニウムのみで形成されていても良いが、酸化アルミニウムを主成分としこれに他のセラミックス等が混ぜられていてもよく、その場合、酸化アルミニウムを主成分とするために、その含有率を７０％以上とすることが好ましい。

白色のモジュール基板２２の地肌面の可視光領域に対する平均反射率は８０％以上であり、特に、８５％以上９９％以下であることがより好ましい。したがって、モジュール基板２２は、後述する青色ＬＥＤが発する特定の発光波長４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの青色光、及び後述する蛍光体が放射する特定の発光波長４７０ｎｍ〜４９０ｎｍの黄色光に対しても、同様な光反射性能を発揮する。

モジュール基板２２は図３に示すようにモジュール設置部１２より多少小さい略四角形である。図４等に示すようにモジュール基板２２の四隅は丸みを帯びている。モジュール基板２２の厚みは、図１０に示すようにモジュール設置部１２の深さより薄い。このモジュール基板２２の両面は、互に平行に作られた平坦な面からなり、そのうちの一面は光反射面を兼ねた部品実装面２２ａとして用いられている。

正極用の配線パターン２５及び負極用の配線パターン２６は部品実装面２２ａに設けられている。

詳しくは、図５等に示すように正極用の配線パターン２５は、正極パターン基部２５ａとワイヤ接続部２５ｂを有して形成されている。ワイヤ接続部２５ｂは真っ直ぐに延びて形成されている。正極パターン基部２５ａとワイヤ接続部２５ｂは略平行で、かつ、斜めのパターン部を介して一体に連続されている。正極パターン基部２５ａに、正極用の給電パッド部例えば第１正極パッド部２５ｃと、部品接続用の第２正極パッド部つまりはんだパッド部２５ｄが、一体に突設されている。はんだパッド部２５ｄの先端側の二つの隅部は、この隅部へのはんだの広がりを容易にするために、いずれも図７に示すように丸みを帯びて又は斜めにする等により面取りされていることが好ましい。

負極用の配線パターン２６は、負極パターン基部２６ａと、第１のワイヤ接続部２６ｂと、中間パターン部２６ｃと、第２のワイヤ接続部２６ｄを有して形成されている。この配線パターン２６は正極用の配線パターン２５を囲むように設けられている。

即ち、負極パターン基部２６ａは配線パターン２５の正極パターン基部２５ａに対して所定の絶縁距離Ａ（図５参照）を隔てて隣接して設けられている。この負極パターン基部２６ａに、第１正極パッド部２５ｃに並べて設けられる負極用の給電パッド部として例えば第１負極パッド部２６ｅが一体に突設されている。第１のワイヤ接続部２６ｂは、負極パターン基部２６ａに対して略９０°折れ曲がるように一体に連続している。この第１のワイヤ接続部２６ｂは、配線パターン２５のワイヤ接続部２５ｂとの間に第１素子配設スペースＳ１を形成してワイヤ接続部２５ｂに対し略平行に設けられている。ここに「略平行」とは、図５に示すように平行である形態、又はワイヤ接続部２５ｂに対して多少傾いた形態、若しくは多少湾曲した形態等も含んでいる。

中間パターン部２６ｃは、第１のワイヤ接続部２６ｂに対して略９０°折れ曲がるように一体に連続して設けられている。この中間パターン部２６ｃの長手方向中間部に、ワイヤ接続部２５ｂの先端（正極パターン基部２５ａと反対側の端）が隣接している。

第２のワイヤ接続部２６ｄは、中間パターン部２６ｃに対して略９０°折れ曲がるように一体に連続して設けられている。それにより、第２のワイヤ接続部２６ｄは、配線パターン２５のワイヤ接続部２５ｂとの間に第２素子配設スペースＳ２を形成してワイヤ接続部２５ｂに対し略平行に設けられている。ここに「略平行」とほ、図５に示すように平行である形態、又はワイヤ接続部２５ｂに対して多少傾いた形態、或いは多少湾曲した形態等も含んでいる。

したがって、負極用の配線パターン２６は正極用の配線パターン２５を三方から囲むように設けられている。負極用の配線パターン２６で囲まれた領域の中央部に配設された配線パターン２５のワイヤ接続部２５ｂを境に、負極用の配線パターン２６の第１のワイヤ接続部２６ｂと第２のワイヤ接続部２６ｄは対称に配設されている。

第２のワイヤ接続部２６ｄの先端に一体に連続して部品接続用の第２負極パッド部つまりはんだパッド部２６ｆが、前記はんだパッド部２５ｄに対応して設けられている。はんだパッド部２６ｆは、前記はんだパッド部２５ｄから離間している。このはんだパッド部２６ｆの先端側の二つの隅部は、この隅部へのはんだの広がりを容易にするために、いずれも図７に示すように丸みを帯びて又は斜めにする等により面取りされていることが好ましい。

配線パターン２５のはんだパッド部２５ｄと配線パターン２６のはんだパッド部２６ｆとの間に位置して、部品接続用の中間配線パターンをなす中間パッド２７が部品実装面２２ａに形成されている。中間パッド２７は略長方形であり、その長手方向の両端部ははんだパッド部２５ｄ又は２６ｆに近接するはんだパッド部として用いられる。中間パッド２８の四隅部は、これら隅部へのはんだの広がりを容易にするために、いずれも図７に示すように丸みを帯びて又は斜めにする等により面取りされていることが好ましい。

なお、配線パターン２５を負極用とするとともに配線パターン２６を正極用としてもよく、この場合、前記説明の「正極用」又は「正極」を「負極用」又は「負極」に読み替えるとともに、「負極用」又は「負極」を「正極用」又は「正極」に読み替えればよい。

更に、部品実装面２２ａに、点灯確認試験用の点灯検査用パッド２８，２９と、温度測定用の温度検査パッド３１と、部品固定用の実装パッド３３が設けられている。

即ち、点灯検査用パッド２８は、正極用の配線パターン２５の正極パターン基部２５ａから枝分かれして一体に突出されたパターン部２８ａを介して設けられている。同様に、点灯検査用パッド２９は、負極用の配線パターン２６の負極パターン基部２６ａから枝分かれして一体に突出されたパターン部２９ａを介して設けられている。

温度検査パッド３１は、点灯検査用パッド２９及び負極用の配線パターン２６の近傍に、これらとは電気的な接続関係を有することなく独立して設けられている。この温度検査パッド３１に熱電対を接続して発光モジュール２１の温度を測定できるようになっている。実装パッド３３は一対形成されていて、これらは点灯検査用パッド２８，２９の間に位置して設けられている。

アライメントマーク３５は、ワイヤ接続部２５ｂ、この両側の第１素子配設スペースＳ１及び第２素子配設スペースＳ２、第１素子配設スペースＳ１に隣接した第１のワイヤ接続部２６ｂ、及び第２素子配設スペースＳ２に隣接した第２のワイヤ接続部２６ｄを間に置いて、その両側に夫々複数設けられている。そのため、アライメントマーク３５の一部は、所定間隔で第１のワイヤ接続部２６ｂの長手方向に沿って一列に設けられており、他のアライメントマーク３５も、同様に所定間隔で第２のワイヤ接続部２６ｄの長手方向に沿って一列に設けられている。

前記配線パターン２５，２６、中間パッド２７、点灯検査用パッド２８，２９、実装パッド３３、及びアライメントマーク３５は、いずれも銀を主成分として例えば単層に形成されており、これらは印刷例えばスクリーン印刷で部品実装面２２ａに印刷して設けられたものである（第１製造工程）。なお、印刷に代えてメッキにより設けることもできる。

前記第１の保護層３７及び第２の保護層３８は、電気絶縁性例えばガラス製でモジュール基板２２の地肌色とは異なる色例えば白色との区別が明確な黒色をなしている。そのために、これら保護層の主成分をなすＳｉＯ₂に黒色の顔料を混ぜた材料が使用されている。これら第１の保護層３７及び第２の保護層３８は、部品実装面２２ａ上に印刷例えばスクリーン印刷により設けられている（第２製造工程）。

この印刷により、第１の保護層３７は、図６に示すように配線パターン２５のワイヤ接続部２５ｂを除いた部位、及び配線パターン２６の第１ワイヤ接続部２６ｂと第２ワイヤ接続部２６ｄを除いた部位に被着して設けられている。

具体的には、第１の保護層３７は、後述する封止樹脂５７で封止されない配線パターン２５の封止部材外部分のうちで、この部分に含まれる第１正極パッド部２５ｃ及びはんだパッド部２５ｄを除いて正極パターン基部２５ａに被着されているともに、点灯検査用パッド２８を除いてパターン部２８ａにも被着されている。

更に、第１の保護層３７は、配線パターン２６の後述する封止樹脂５７で封止されない封止部材外部分のうちで、この部分に含まれる第１負極パッド部２６ｅを除いて負極パターン基部２６ａに被着されている。しかも、第１の保護層３７は、正極パターン基部２５ａと負極パターン基部２６ａとの間に絶縁距離Ａを確保した隙間部分にも被着されているとともに、点灯検査用パッド２９を除いてパターン部２９ａにも被着されている。加えて、第１の保護層３７は、後述する封止樹脂５７で封止されない配線パターン２６の封止部材外部分のうちで、この部分に含まれる第２のワイヤ接続部２６ｄのはんだパッド部２６ｆ側の端部に、はんだパッド部２６ｆを除いて被着されているとともに、はんだパッド部をなす中間パッド２７の両端部を除いてこの中間パッド２７にも被着されている。

図６等に示すように第１の保護層３７は、はんだパッド部２５ｄとこれに近接された中間パッド２７の一端部が配設される第１開口３７ａを有しているとともに、はんだパッド部２６ｆとこれに近接された中間パッド２７の他端部が配設される第２開口３７ｂを有している。

第１開口３７ａと第２開口３７ｂはいずれも長孔形状であって、それらの第１隅部Ｃ１〜第４隅部Ｃ４は図７に示すように円弧をなして形成されている。第１開口３７ａ及び第２開口３７ｂの長手方向と直交する短手方向に隣接する第１隅部Ｃ１と第２隅部Ｃ２とにわたる縁ｆ１、及び同様に前記短手方向に隣接する第３隅部Ｃ３と第４隅部Ｃ４とにわたる縁ｆ２は、直線状でかつ互に平行である。これとともに、第１開口３７ａ及び第２開口３７ｂの長手方向に隣接する第１隅部Ｃ１と第３隅部Ｃ３とにわたる縁ｆ３、及び同様に前記長手方向に隣接する第２隅部Ｃ２と第４隅部Ｃ４とにわたる縁ｆ４も、直線状でかつ互に平行である。したがって、第１開口３７ａと第２開口３７ｂはいずれも四隅部Ｃ１〜Ｃ４が丸められた長孔形状に形成されている。

なお、縁ｆ１は第１隅部Ｃ１及び第２隅部Ｃ２に連続する円弧で形成される縁であってもよく、同様に、縁ｆ２も第３隅部Ｃ３及び第４隅部Ｃ４に連続する円弧で形成される縁であってもよい。更に、縁ｆ３と４縁ｆ４間の間隔は、例えばはんだパッド部２５ｄ、はんだパッド部２６ｆ、及び中間パッド２７の両端部の幅より広く形成されている。又、第１開口３７ａと第２開口３７ｂの四隅部はいずれも斜めに形成することも可能である。

図６に示すように第２の保護層３８は、配線パターン２６の後述する封止樹脂５７で封止されない封止部材外部分に含まれる中間パターン部２６ｃの略全体に被着されている。この第２の保護層３８も、前記封止部材外部分に、この部分の周辺にわたる大きさに制限して、以上のように被着されている。

前記第１のアイデンティティーマーク４１〜第４のアイデンティティーマーク４４は、後述する封止樹脂５７の外側でこの周りに配設してモジュール基板２２の部品実装面２２ａに印刷例えばスクリーン印刷で設けられている（第３製造工程）。更に、この印刷により「＋」「−」の極性表示等も部品実装面２２ａに設けられている。第１のアイデンティティーマーク４１は製造者を示す社名であり、第２のアイデンティティーマーク４２は商品名であり、第３のアイデンティティーマーク４３は製品番号であり、第４のアイデンティティーマーク４４は発光モジュール２１についての情報を示した二次元バーコード（ＱＲコード）である。

第１のアイデンティティーマーク４１〜第４のアイデンティティーマーク４４は、モジュール基板２２とは異なる色で印刷されており、例えば、第１の保護層３７及び第２の保護層３８と同じ印刷材料からなり、したがって、黒色で、モジュール基板２２の周部に第１の保護層３７及び第２の保護層３８と同時に印刷により設けられている。

複数の前記半導体発光素子４５には、例えばサファイアガラス製の透光性素子基板上に半導体発光層をなす化合物半導体を設けるとともに、この発光層上に一対の素子電極を設けた構成を備える各種の発光素子を使用することが可能であるが、紫外線或いは緑色光を発する半導体発光素子を使用することも可能である。これら半導体発光素子４５の夫々には、例えば青色発光をするベアチップ製の青色ＬＥＤが用いられている。

ＬＥＤの発光は、半導体のｐ−ｎ接合に順方向電流を流すことで実現されるので、ＬＥＤは電気エネルギーを直接光に変換する固体素子である。こうした発光原理で発光する半導体発光素子は、通電によりフィラメントを高温に白熱させて、その熱放射により可視光を放射させる白熱電球と比較して、省エネルギー効果を有している。

各半導体発光素子４５のうちの半数は、前記第１素子配設スペースＳ１内でモジュール基板２２に直に実装されている。この実装は、透明なダイボンド材を用いて素子基板を部品実装面２２ａに接着することで実現されており、第１素子配設スペースＳ１に実装された複数の半導体発光素子４５は縦横に整列してマトリックス状に配設されている。同様に、残りの半導体発光素子４５は、前記第２素子配設スペースＳ２内でモジュール基板２２に直に実装されている。この実装も、透明なダイボンド材を用いて素子基板を部品実装面２２ａに接着することで実現されており、第２素子配設スペースＳ２に実装された複数の半導体発光素子４５も縦横に整列してマトリックス状に配設されている。

第１素子配設スペースＳ１に配設された複数の半導体発光素子４５と、第２素子配設スペースＳ２に配設された複数の半導体発光素子４５は、ワイヤ接続部２５ｂを境に対称に設けられている。

配線パターン２５のワイヤ接続部２５ｂと配線パターン２６の第１のワイヤ接続部２６ｂとが並んだ方向に列をなした半導体発光素子４５同士は、ボンディングワイヤ４７で直列に接続されている。こうして直列接続された素子列の一端に配置された半導体発光素子４５は、ワイヤ接続部２５ｂにボンディングワイヤ４８で接続されている。これとともに、前記素子列の他端に配置された半導体発光素子４５は、第１のワイヤ接続部２６ｂにボンディングワイヤ４９で接続されている。

同様に、配線パターン２５のワイヤ接続部２５ｂと配線パターン２６の第２のワイヤ接続部２６ｄとが並んだ方向に列をなした半導体発光素子４５同士は、ボンディングワイヤ５０で直列に接続されている。こうして直列接続された素子列の一端に配置された半導体発光素子４５は、ワイヤ接続部２５ｂにボンディングワイヤ５１で接続されている。これとともに、前記素子列の他端に配置された半導体発光素子４５は、第２のワイヤ接続部２６ｄにボンディングワイヤ５２で接続されている（第４製造工程）。なお、ボンディングワイヤ４７〜５２はいずれも金属細線好ましくは金線からなり、ワイヤボンディングにより設けられている。

モジュール基板２２上に実装された複数の半導体発光素子４５を以上のように電気的に接続したことにより、ＣＯＢ（Chip On Board）形の発光モジュール２１が構成されている。前記電気的接続により、各素子配設スペースＳ１、Ｓ２に設けられた複数の半導体発光素子４５は、例えば７個の半導体発光素子４５を直列接続してなる例えば１２個の素子列を、電気的には並列接続した配列となっている。

直列となっている素子列の延長線上に前記アライメントマーク３５が夫々配設されている。そして、前記延長線上に位置された左右（図において）のアライメントマーク３５を基準に、これらを通る直線上に半導体発光素子４５が実装機により実装されるようになっている。

図４に示すように前記枠５５は、例えば四角環状をなして、その内側に各ワイヤ接続部２５ｂ，２６ｂ，２６ｄ、複数の半導体発光素子４５、及び各ボンディングワイヤ４７〜５２を収めて部品実装面２２ａ上に装着されている。枠５５は白色の合成樹脂でつくることが好ましい。この枠５５は第１の保護層３７の一部及び第２の保護層３８の一部に被着されている。

前記封止樹脂５７は、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂等の透光性樹脂料を用いることができるが、樹脂に代えて透光性のガラスを封止部材として用いることも可能である。封止樹脂５７は、枠５５内に充填されて、各ワイヤ接続部２５ｂ，２６ｂ，２６ｄ、複数の半導体発光素子４５、及び各ボンディングワイヤ４７〜５２を埋設した状態でこれらを封止して、モジュール基板２２上に設けられている（第５製造工程）。部品実装面２２ａうちで封止樹脂５７により覆われた領域が光反射面として用いられる。封止樹脂５７は、蛍光体（図示しない）が混ぜられた透明なシリコーン樹脂等からなり、透光性でかつガス透過性を有している。蛍光体には、半導体発光素子４５が発した青色の光によって励起されて黄色の光を放射する黄色の蛍光体が用いられている。なお、半導体発光素子４５に紫外線を発するＬＥＤを用いた条件で白色の照明光を得るためには、赤色、青色、及び黄色の各蛍光体を用いればよい。

前記青色の光とこれに対して補色の関係にある黄色の光が混じることによって白色の光が形成され、この白色光は封止樹脂５７の表面から光の利用方向に出射される。そのため、封止樹脂５７の表面、つまり、光出射面によって、発光モジュール２１の発光面５７ａが形成されている。この発光面５７ａの大きさは枠５５によって規定されている。

封止樹脂５７で覆われた銀製の部分の面積をＣとし、発光面５７ａの面積をＤと置いた場合、面積Ｄに対する面積Ｃの占有率は、５％以上４０％以下に設定されている。配線パターン２５，２６の封止樹脂５７で覆われた部分とは、各ワイヤ接続部２５ｂ、２６ｂ、２６ｄである。

なお、枠５５に相当する型部材を設けて、この内部に封止樹脂５７を設けた後に、型部材をモジュール基板２２上から離脱させることにより、封止樹脂５７を設けても良い。

図４に示すように部品実装面２２ａには、表面実装部品からなる１個のコネクタ６１及び２個のコンデンサ６５が実装されている（第６製造工程）。

即ち、コネクタ６１は、その一側面から突出された第１の端子ピン６１ａと第２の端子ピン６１ｂを有した２ピンタイプの構成である。このコネクタ６１は、前記実装パッド３３にはんだ付けされ、それにより、前記点灯検査用パッド２８，２９間に配設されている。これとともに、第１の端子ピン６１ａが第１正極パッド部２５ｃに、第２の端子ピン６１ｂが第１負極パッド部２６ｅに夫々田付けされている。このコネクタ６１には図示しない電源装置に接続された直流給電用の絶縁被覆電線が差し込み接続される。それにより、コネクタ６１を経由して発光モジュール２１への給電が可能となっている。

２個のコンデンサ６５は、図８及び図９に示すように直方体形状の部品本体６６の長手方向両端部に夫々電極６７を設けて形成されている。電極６７の大きさは、図８に示すように各はんだパッド部２５ｄ、２６ｆ、及び中間パッド２７の両端部の大きさより小さい。

２個のコンデンサ６５のうちの一方は、第１の保護層３７の第１開口３７ａ内で、対をなして近接されているはんだパッド部２５ｄ及び中間パッド２７の一端部にはんだ付けされて、これらにわたって配設されている。同様に、２個のコンデンサ６５のうちの他方は、第１の保護層３７の第２開口３７ｂ内で、対をなして近接されているはんだパッド部２６ｆ及び中間パッド２７の他端部（はんだパッド部）にはんだ付けされて、これらにわたって配設されている。

対をなしたはんだパッド部に２個のコンデンサ６５のうちの一方をはんだ付けしたはんだを図９中符号６８で代表して示す。図９に示したはんだ６８は、第１の保護層３７がはんだレジストとして機能することで第１開口３７ａの縁で堰き止められて、この第１開口３７ａ内に配設されているはんだパッド部２５ｄの表面全体及び中間パッド２７の一端部（はんだパッド部）の表面全体を覆って、これら対をなしたはんだパッド部とコンデンサ６５の電極６７とをはんだ付けしている。同様に、２個のコンデンサ６５のうちの他方をはんだ付けしたはんだは、第１の保護層３７がはんだレジストとして機能することで第２開口３７ｂの縁で堰き止められて、この第２開口３７ｂ内に配設されているはんだパッド部２６ｆの表面全体及び中間パッド２７の他端部（はんだパッド部）の表面全体を覆って、これら対をなしたはんだパッド部とコンデンサ６５の電極６７とをはんだ付けしている。なお、はんだ６８は、はんだパッド部にディスペンサを用いて供給され、或いは印刷により供給されるとともに、リフロー炉によって溶かされることでコンデンサ６５をはんだ付して設けられている。

更に、はんだ付けされたコンデンサ６５の電極６７とこれに近接された第１開口３７ａ又は第２開口３７ｂの隅部Ｃ１〜Ｃ４との第１離間距離Ｅ（図８参照）は、電極６７からこれに近接された第１開口３７ａの縁ｆ１，ｆ２又は第２開口３７ｂの縁ｆ１，ｆ２までの電極６７を通るコンデンサ６５の中心線に沿う第２離間距離Ｇ（図８参照）より短くなっている。

各半導体発光素子４５に直流が供給される通常の点灯状態では、コンデンサ６５に電流が流れることはない。しかし、例えばサージ電圧等のノイズが重畳して交流が流れるような事態に至った場合、コンデンサ６５に電流が流れて配線パターン２５，２６が短絡され、各半導体発光素子４５に交流が供給されることがないようにでき、それにより、各半導体発光素子４５が異常発光することを防止している。なお、異常発光を防止する表面実装部品としてコンデンサに代えてツェナーダイオードを用いることもできる。

図１０に示すように前記構成の発光モジュール２１は、そのモジュール基板２２の裏面、つまり、部品実装面２２ａと反対側の面を、前記モジュール設置部１２の底面１２ａに密接させて装置ベース１１に支持されている。それにより、モジュール基板２２からモジュール設置部１２への放熱ができるように発光モジュール２１が装置ベース１１に支持されている。このように支持された発光モジュール２１が灯体４に取付けられた状態で、発光面５７ａは、透光板５に対向されている。

前記モジュールの支持のために、図３及び図１０に示すように装置ベース１１に複数例えば２個の金属製の押え板７１がねじ止めされている。これら押え板７１の先端部はモジュール基板２２の周部に対向していて、この先端部にモジュール基板２２の周部を押圧する金属製のばね７２が取付けられている。これらのばね７２のばね力でモジュール基板２２の裏面が底面１２ａに密接された状態が保持されている。

前記構成の道路灯１への給電が行われると、発光モジュール２１が有した複数の半導体発光素子４５が一斉に発光するので、発光面５７ａから出射された白色の光は、透光板５を直接透過し、若しくは反射器１５の内面で反射された上で透光板５を透過して、照明対称の道路を照射する。この照明で、平面ミラーからなる第１の反射板１５ａ及び第２の反射板１５ｂで反射された光は、略広がらずに主に道路の長手方向に照射される。これとともに、カーブミラーからなる第３の反射板１５ｃ及び第４の反射板１５ｄで反射された光は、道路の幅方向に対する照射角を制御されて主に道路の幅方向に照射される。

こうした照明において発光面５７ａから光の取出し方向に出射される光は、半導体発光素子４５から封止樹脂５７を直接透過した光、封止樹脂５７内の蛍光体から放射されて封止樹脂５７を直接透過した光の他に、半導体発光素子４５の素子基板及びダイボンド材を通って部品実装面２２ａに入射されるとともに、この部品実装面２２ａで反射されて封止樹脂５７を透過した光、及び蛍光体から放射されて封止樹脂５７を通って部品実装面２２ａに入射されるとともに、この部品実装面２２ａで反射されて再び封止樹脂５７を透過した光、及び封止樹脂５７で封止された銀を主成分とする配線パターン２５，２６の一部（つまり、ワイヤ接続部２５ｂ、並びに第１ワイヤ接続部２６ｂ，第２ワイヤ接続部２６ｄ）に入射されるとともに、これらの部分で反射されて再び封止樹脂５７を透過した光を含んでいる。

このように入射光を光の取出し方向に反射させる封止樹脂５７で覆われたモジュール基板２２の光反射領域、及びこの領域内に配置された配線パターン２５，２６の各一部は、封止樹脂５７で覆われて封止されている。これとともに、配線パターン２５，２６の残りの部分、つまり、封止樹脂５７で封止されることなくその外側に設けられた封止部材外部分は、この部分に被着された第１の保護層３７又は第２の保護層３８で封止されている。

これにより、銀を主成分とした両配線パターン２５，２６が大気中の硫黄成分で硫化することが抑制されるため、各半導体発光素子４５に給電をする経路を形成した両配線パターン２５，２６が、劣化し高抵抗化することを抑制可能である。

更に、コンデンサ６５がはんだ付けされた配線パターン２５のはんだパッド部２５ｄ、配線パターン２６のはんだパッド部２６ｆ、及び中間パッド２７の端部（はんだパッド部）は、第１の保護層３７の第１開口３７ａ又は第２開口３７ｂ内に配設されていて、第１の保護層３７に被着されていないが、これらのはんだパッド部（中間パッド２７の端部を含む。）の硫化による劣化は、以下の理由により抑制できる。

即ち、配線パターン２５，２６に被着された第１の保護層３７が有した第１開口３７ａの長手方向の端部、及び第２開口３７ｂの長手方向の端部によって、配線パターン２５，２６のはんだパッド部の形状が規定されているこれとともに、第１開口３７ａ及び第２開口３７ｂの四隅部Ｃ１〜Ｃ２が円弧をなして形成されている。

この構成によって、第１開口３７ａ及び第２開口３７ｂの長手方向の端部の縁ｆ１及び隅部Ｃ１，Ｃ２、並びに縁ｆ２及び隅部Ｃ３，Ｃ４が直角以下の角度を形成して設けられることがない。しかも、はんだパッド部にはんだ付けされるコンデンサ６５が有した電極６７の角と第１開口３７ａ及び第２開口３７ｂの隅部Ｃ１〜Ｃ４との間の第１離間距離Ｅを短くできる。

これにより、リフロー炉を用いてはんだ付けが行われた際に、溶けたはんだ６８が、図９に示すように第１開口３７ａ及び第２開口３７ｂの縁ｆ１、ｆ２で堰き止められつつ、これら開口３７ａ，３７ｂの隅部Ｃ１〜Ｃ４に対しても円滑に広がって、はんだパッド部の表面全体にわたって確実に広げられる。しかも、第１離間距離Ｅが、電極６７からこれに近接された縁ｆ１又は縁ｆ２までの電極６７を通るコンデンサ６５の中心線に沿う第２離間距離Ｇより短いので、はんだ６８は各はんだパッド部の表面全体にわたってより円滑かつ確実に広げられるようになる。

このようにはんだ６８がはんだパッド部の表面全体を覆って設けられて、銀を主成分とするはんだパッド部の一部が大気中に暴露した状態とならないので、第１開口３７ａ又は第２開口３７ｂ内に配設されたはんだパッド部での硫化反応を防止できる。そのため、この点でも両配線パターン２５，２６が、劣化し高抵抗化することを抑制可能である。

更に、既述のようにはんだパッド部の表面全体にわたってはんだ６８が確実に広げられて、コンデンサ６５の電極６６がはんだパッド部にはんだ付けされるので、コンデンサ６５に対するはんだ付けの信頼性を向上することが可能である。その上、はんだパッド部の一部が暴露しないので、銀マイグレーションの発生が抑制され、それに伴い、近接配置されているはんだパッド部同士が銀マイグレーションを原因として短絡しないようにできる。

又、実施例１においてコンデンサ６５等の表面実装部品は１個でも良い。この場合、中間パッド２７を省略するとともに、配線パターン２５のはんだパッド部２５ｄと配線パターン２６のはんだパッド部２６ｆとが配設される開口を保護層３７に設けて、これらはんだパッド部２５ｄ、２６ｆにわたるコンデンサ等の表面実装部品をはんだパッド部２５ｄ、２６ｆにはんだ付けすればよい。

なお、第１の保護層３７及び第２の保護層３８は、封止樹脂５７が封止した領域外に設けられている。そのため、第１の保護層３７及び第２の保護層３８が前記封止領域に入り込んで、封止樹脂５７の面積に対応する大きさのモジュール基板２２の光反射面積を小さくすることがない。これとともに、第１の保護層３７及び第２の保護層３８がモジュール基板２２の光反射面をなす地肌色とは異なる黒色であるにも拘らず、これら第１の保護層３７及び第２の保護層３８での光の吸収によって、モジュール基板２２側での光反射性能が低下することがない。

又、実施例１の発光モジュール２１は、既述のように部品実装面２２ａを有したモジュール基板２２が白色のセラミックス製で、その平均反射率は８０％以上であるので、部品実装面２２ａに入射された光、つまり、半導体発光素子４５をなす青色ＬＥＤが発した発光波長４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの青色光、及び蛍光体が放射した発光波長４７０ｎｍ〜４９０ｎｍの黄色光を、道路方向、言い換えれば、光の取出し方向に効率良く反射させることができる。

このように光を反射する部品実装面２２ａを有したモジュール基板２２は、白色のセラミックス製であり、その地肌面を部品実装面２２ａとして利用しているので、このモジュール基板２２での反射性能は、発光モジュール２１の使用開始からの経過時間に拘らず、一定に維持される。

更に、モジュール基板２２側での光の反射は、部品実装面２２ａだけではなく、封止樹脂５７で封止された配線パターン２５のワイヤ接続部２５ｂ、及び配線パターン２６の第１のワイヤ接続部２６ｂ並びに第２のワイヤ接続部２６ｄでも行われるが、これらワイヤ接続部２５ｂ，２６ｂ，２６ｄは、道路灯１が設置された時からの経過時間が長くなるほど、黒ずみが進行して、その光反射性能は次第に低下する。

しかし、前記構成の発光モジュール２１は、既述のように発光面５７ａの面積に対する銀を主成分としたワイヤ接続部２５ｂ，２６ｂ，２６ｄの面積占有率が４０％以下に規定されている。言い換えれば、部品実装面２２ａでの反射面積が、発光面５７ａの面積の６０％を超える大きさに確保されている。

前記面積占有率の規定により、ワイヤ接続部２５ｂ，２６ｂ，２６ｄの黒化の進行に伴う光反射性能の低下が発光モジュール２１全体の光反射性能に与える影響を、小さく制限できる。したがって、実施例１の発光モジュールによれば、発光モジュール２１の光束維持率の低下を緩慢にすることが可能である。言い換えれば、発光面５７ａで覆われた反射領域での光反射性能の低下が緩慢である。それに伴い光の取出し効率が高く維持されるので、省エネルギー効果を促進することが可能である。

そして、このように光束維持率の低下が緩慢であることに伴い、光源としての発光モジュール２１が規定寿命例えば光束維持率が７０％に達するまでに要する時間が長い道路灯１を提供することが可能である。言い換えれば、封止された銀の部分の発光面５７ａに対する面積占有率が４０％以下であることにより、道路灯（照明器具）１が推奨寿命を超えて使用された場合にも、前記銀の部分の黒化に拘らず、発光モジュール２１の光束維持率を７０％以上に保持することができる。なお、道路灯１の交換の目安となる推奨寿命としては、光束維持率が７０％に達する時期をもって規定されている。

なお、封止された銀の部分の発光面５７ａに対する面積占有率が４０％を超えると、前記銀の部分の黒化の進行による発光モジュール２１全体の光反射性能に与える影響が大きくなり過ぎ、それに伴い発光モジュール２１の光束維持率の低下が早められて、光束維持率が７０％に達するまでに要する時間が短くなる。

又、封止樹脂５７で封止された配線パターン２５，２６のワイヤ接続部２５ｂ，２６ｂ，２６ｄの発光面５７ａに対する面積占有率は５％以上である。それにより、ワイヤ接続部２５ｂ，２６ｂ，２６ｄの幅を、これらの部分に対するボンディングワイヤ４８，４９、５１，５２のワイヤボンディングに支障がないように、ある程度広く形成できる。したがって、製造上の問題を招かないようにできる。

２２…モジュール基板（回路基板）、２５…正極用配線パターン、２５ｄ…はんだパッド部、２６…負極用配線パターン、２６ｆ…はんだパッド部、２７…中間パッド（はんだパッド部）、３７…第１の保護層、３７ａ…第１開口、３７ｂ…第２開口、Ｃ１〜Ｃ…開口の隅部、ｆ１、ｆ２…開口の縁、６５…コンデンサ（表面実装部品）、６７…電極、６８…はんだ、Ｅ…第１離間距離、Ｇ…第２離間距離

Claims (2)

1. 回路基板と；
   はんだパッド部を有して前記回路基板に設けられた銀を主成分とする配線パターンと；
   長孔形状の開口を有して前記配線パターンに被着されるとともに、前記開口の四隅部が円弧又は斜めに形成されていてこの開口の長手方向両端部に前記はんだパッド部が夫々配設された電気絶縁性の保護層と、
   一対の電極を有して前記開口内で前記はんだパッド部にわたって配設された表面実装部品と；
   前記開口の縁で堰き止められて前記はんだパッド部の表面全体を覆って設けられ前記電極を前記はんだパッド部にはんだ付けしたはんだと；
   を具備することを特徴とする回路板。
2. 前記電極とこれに近接された前記開口の隅部との第１離間距離が、前記電極からこれに近接された前記開口の縁までの前記電極を通る前記表面実装部品の中心線に沿う第２離間距離より短いことを特徴とする請求項１に記載の回路板。

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