JP2011023620A - 配線基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】装置に実装されたときに想定外の撓みが発生しても、設計のやり直しを回避することが可能な配線基板を提供する。
【解決手段】表示装置は、電源が供給される2つの電極のうち、一方の電極がワイヤ7で接続されたLED3と、LED3が搭載された搭載パターン221とワイヤが接続された第1ワイヤ接続パターン222xおよび第2ワイヤ接続パターン222yとが絶縁性基板21に形成された配線基板2とを備えている。LED3から第1ワイヤ接続パターン222xにワイヤボンドされる配線方向が、絶縁性基板21面上の撓み方向である場合に、撓み方向と略直交する方向に、LED3からワイヤボンドされる第2ワイヤ接続パターン222yが配置されている。
【選択図】図4
【解決手段】表示装置は、電源が供給される2つの電極のうち、一方の電極がワイヤ7で接続されたLED3と、LED3が搭載された搭載パターン221とワイヤが接続された第1ワイヤ接続パターン222xおよび第2ワイヤ接続パターン222yとが絶縁性基板21に形成された配線基板2とを備えている。LED3から第1ワイヤ接続パターン222xにワイヤボンドされる配線方向が、絶縁性基板21面上の撓み方向である場合に、撓み方向と略直交する方向に、LED3からワイヤボンドされる第2ワイヤ接続パターン222yが配置されている。
【選択図】図4
Description
本発明は、撓みやすい基板本体と、この基板本体に搭載された半導体素子と、前記半導体素子とワイヤボンドにより接続される電極とを備えた配線基板に関する。
携帯電話には、時間やメッセージを表示するために、LEDにより文字や数字、記号などを表示する表示装置が搭載されている。この表示装置は、矩形状の配線基板にマトリクス状にLEDが配列され、所定の箇所のLEDが点灯するように制御される。しかし、細長い矩形状の配線基板は撓みやすく、凹状や凸状のように湾曲しやすい。
このように撓みやすい細長い矩形状の薄板で形成された配線基板でも、搭載された発光素子を封止する樹脂の剥離を防止することができる表示装置が特許文献1に記載されている。
この特許文献1に記載のLED設置用フレキシブル基板は、LEDチップ同士の間や、LEDチップ同士の間に位置する端縁部に、フレキシブル基板を曲折させるための切り欠き部が形成されたものである。
この特許文献1に記載のLED設置用フレキシブル基板では、LEDチップ同士の間や、LEDチップ同士の間に位置する端縁部に切り欠き部が形成され、この切り欠き部によりできた細首部を積極的に曲折させることで、LEDが搭載されている搭載部への撓み応力を軽減している。しかし、予め配線基板に切り欠き部を形成しておかなければならないために、実装された装置で、想定されていない方向に曲がった場合には切り欠き部の効果は得られず、再度、配線基板の設計のやり直しとなってしまう。
そこで本発明は、装置に実装されたときに想定外の撓みが発生しても、設計のやり直しを回避することが可能な配線基板を提供することを目的とする。
本発明は、基板本体に搭載された半導体素子に、ワイヤボンドにより接続される電極が設けられた配線基板において、前記半導体素子から第1の電極にワイヤボンドされる配線方向が、基板面上の撓み方向である場合に、前記撓み方向と略直交する方向に、前記半導体素子からワイヤボンド可能な第2の電極が設けられていることを特徴とする。
本発明は、撓み方向に応じてワイヤの配線方向を変更することで対応を図ることができるので、装置に実装されたときに想定外の撓みが発生しても、設計のやり直しを回避することが可能である。また、本発明は、従来の配線基板のように切り欠き部を設けるよりは、電極を設ける方が広いスペースを必要とせず、穴空け工程など特別な工程を必要としないので、工数を増やすことなく配線基板の撓みへの対応を図ることができる。
本願の第1の発明は、基板本体に搭載された半導体素子に、ワイヤボンドにより接続される電極が設けられた配線基板において、半導体素子から第1の電極にワイヤボンドされる配線方向が、基板面上の撓み方向である場合に、撓み方向と略直交する方向に、半導体素子からワイヤボンド可能な第2の電極が設けられていることを特徴としたものである。
第1の発明においては、基板本体に半導体素子にワイヤボンドされる第1の電極と第2の電極とが設けられている。この基板本体の基板面上の撓み方向と、半導体素子および第1の電極をワイヤボンドする配線方向が一致する場合には、この撓み方向と略直交する方向に位置する第2の電極が設けられていると、この第2の電極と半導体素子とをワイヤボンドすることで、基板本体が撓み、半導体素子と第1の電極との位置関係が変化しても、撓み方向と略直交する関係にある半導体素子と第2の電極との位置関係は変化の度合いが少ない。従って、本発明の配線基板が実装される装置の実装環境が不明なために、撓み方向が不明な場合でも、撓み方向に応じてワイヤの配線方向を第1の電極から第2の電極へ変更することで対応を図ることができる。
本願の第2の発明は、第1の発明において、第1の電極と第2の電極とは、半導体素子の周囲の90°ごとに、交互に設けられていることを特徴としたものである。
第2の発明においては、第1の電極と第2の電極とが、半導体素子の周囲の90°ごとに、交互に設けられていることにより、半導体素子から2本のワイヤを配線する場合でも対応することが可能である。
本願の第3の発明は、第1の発明において、第1の電極と第2の電極とは、連続的に形成されていることを特徴としたものである。
第3の発明においては、第1の電極と第2の電極とが、連続的に形成されていることで、第1の電極と第2の電極とに別々に配線パターンを配線する必要がないので、配線パターンを少なくすることができる。
本願の第4の発明は、第3の発明において、連続的に形成された第1の電極および第2の電極は、半導体素子の周囲全体に形成されていることを特徴としたものである。
第4の発明においては、半導体素子の周囲全体に第1の電極および第2の電極が連続的に設けられていることで、ワイヤの配線方向の選択度を向上させることができる。
(実施の形態)
本発明の実施の形態に係る配線基板を用いた表示装置を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る表示装置を示す分解斜視図である。図2は、図1に示す表示装置の断面図である。図3は、図1に示す表示装置の回路図である。図4は、本実施の形態に係る配線基板の配線パターンを説明するための図であり、(A)は拡大図、(B)は平面図である。図5は、LEDを示す図であり、(A)は側面図、(B)は平面図である。
本発明の実施の形態に係る配線基板を用いた表示装置を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る表示装置を示す分解斜視図である。図2は、図1に示す表示装置の断面図である。図3は、図1に示す表示装置の回路図である。図4は、本実施の形態に係る配線基板の配線パターンを説明するための図であり、(A)は拡大図、(B)は平面図である。図5は、LEDを示す図であり、(A)は側面図、(B)は平面図である。
本実施の形態に係る表示装置は、二つ折りする折り畳み式の携帯電話装置の背面側にサブディスプレイとして設けられるものである。図1および図2に示すように、表示装置1は、矩形状に形成された配線基板2と、この配線基板2に搭載されたLED3と、LED3のそれぞれを隔離する遮光ケース4と、この遮光ケース4の上面に設けられたカバーシート5と、配線基板2の背面側に搭載されたドライバIC6(図3参照)とを備えている。なお、ドライバIC6については図1および図2において図示していない。
配線基板2は、ガラスエポキシ樹脂などにより形成され、基板本体となる絶縁性基板21に、金属薄膜で形成された図示しない配線パターンが設けられたプリント基板である。ここで、絶縁性基板21に設けられた配線パターンについて図3から図5に基づいて詳細に説明する。
図3に示すように、配線パターン22は、ドライバIC6からの横列用配線パターン22aがLED3の各アノード端子と配線されると共に、ドライバIC6からの縦列用配線パターン22bがLED3の各カソード端子と配線されている。このように配線パターン22が絶縁性基板21に配線されていることで、ドライバIC6がドットマトリクス状に配置されたLED3を1個ごと選択的に点灯駆動することができる。つまり、発光表示装置1は、1個のLED3が1つの表示単位となる。この表示単位は、LED3を複数並列接続することで同時点灯する数を増やすことも可能である。
また、図4(A)および同図(B)に示すように、配線パターン22としては、LED3が搭載される搭載面側に、LED3がダイボンドされる搭載パターン221とLED3のアノード電極とワイヤ7を介在させて接続される第1ワイヤ接続パターン222x,222x(第1の電極)および第2ワイヤ接続パターン222y,222y(第2の電極)とが形成されている。
この第1ワイヤ接続パターン222xと第2ワイヤ接続パターン222yとは、LED3の周囲の90°ごとに、交互に設けられている。中心に位置するLED3と、LED3を挟んで両側に位置する第1ワイヤ接続パターン222x,222xとは、絶縁性基板21の長手方向に沿って設けられている。また、LED3と、LED3を挟んで両側に位置する第2ワイヤ接続パターン222y,222yとは、矩形状の絶縁性基板21の長手方向と直交する方向、つまり絶縁性基板21の短手方向に沿って設けられている。
配線基板2には、これらの搭載パターン221と、第1ワイヤ接続パターン222x,222xと、第2ワイヤ接続パターン222y,222yとを露出させ、他の配線パターン22を保護したり、短絡を防止したりする目的で、絶縁性基板21面上にレジスト23が設けられている。
LED3は、文字や数字、記号などを点灯することで表示する点光源で、上述したように配線基板2にドットマトリクス状に配列されている。ここで発光素子であるLED3について、図5に基づいて詳細に説明する。
LED3は、導電性の基板31に、n層32と発光層33とp層34とが順次積層され、基板31の底面側にカソード電極35が、p層34上にアノード電極36が形成されている。つまり、アノード電極36はワイヤ7により第1ワイヤ接続パターン222xと導通し、カソード電極35はダイボンドすることで搭載パターン221と導通している(図4参照)。LED3の色は適宜決定することができるが、本実施の形態では、LED3の発光色として橙色のものを使用している。なお、LED3は必要に応じて樹脂封止することも可能である。
図1および図2に示すように、遮光ケース4は、外形が矩形状に形成されたケース本体41と、ケース本体41から突出した脚部42とを備えている。
ケース本体41には、LED3が搭載された位置に対応させて開口形状が円形の貫通孔41aが設けられている。この貫通孔41aは、遮光ケース4が配線基板2に配置されると内部にLED3が位置することで、それぞれのLED3を隔離している。この貫通孔41aの周壁部41bは、LED3側より光出射側の方が狭く形成されている。つまり、貫通孔41aは、周壁部41bが光出射方向に向かうに従って徐々に開口面積が少なく切頭円錐形状となるように形成されている。この周壁部41bは、開口部分のみを狭くした円筒形とすることも可能である。
脚部42は、絶縁性基板21に設けられた取付孔21aを挿通した状態で絶縁性基板21の裏側で固着されることで、遮光ケース4が配線基板2に固定されている。
カバーシート5は、ポリエステル(PS)樹脂やポリカーボネート(PC)や樹脂ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂で形成された光透過性を有する無色透明なシートである。
以上のように構成された本発明の実施の形態に係る表示装置の使用状態について、更に図6から図8を参照しながら説明する。図6は、図4に示す配線基板が撓んだ状態を示す正面図である。図7は、配線方向を変更した配線基板を示す図であり、(A)は拡大図、(B)は平面図である。図8は、配線方向を変更した配線基板が撓んだ状態を示す正面図である。
図4(A)および同図(B)に示すように、LED3を搭載し、一方の第1ワイヤ接続パターン222xにLED3がワイヤボンディングされた配線基板2が、携帯電話装置に組み込まれるとする。つまり、ワイヤ7の配線方向が絶縁性基板21の長手方向と一致した方向である。
ところが、配線基板2が携帯電話装置に組み込まれる作業の中で、または携帯電話装置に組み込まれた後、ユーザの使用状態の中で、図6に示すように配線基板2に、当初想定されていなかった撓みが発生することがある。この撓みは、絶縁性基板21の長手方向の真ん中を中心として両端部が上側へ曲がったり、下側に曲がったりするものとする。
このような状態では、基板面上の撓み方向(絶縁性基板21の長手方向)が、ワイヤ7の配線方向と一致しているため、絶縁性基板21の両端部が上側へ曲がった場合には、搭載パターン221と第1ワイヤ接続パターン222xとの距離が近づくので、ワイヤ7の両端部に寄せる応力が作用する。また、絶縁性基板21の両端部が下側へ曲がった場合には、搭載パターン221と第1ワイヤ接続パターン222xとの距離が離れるので、ワイヤ7の両端部に引っ張る応力が作用する。
従って、LED3が搭載された配線基板2では、ワイヤ7にストレスが付与されることでワイヤ7のボンディング部分が剥離したり断線したりすることがある。
そこで、図7(A)および同図(B)に示すように、ワイヤ7の配線を、第1ワイヤ配線パターン222xから、いずれかの第2ワイヤ配線パターン222yへ変更することで、配線方向が撓み方向と略直交する方向となる。そうすることで、図8に示すように絶縁性基板21の長手方向の真ん中を中心として両端部が上側へ曲がったり、下側に曲がったりしても、ワイヤ7には影響が及ばない。
このように、絶縁性基板21の基板面上の撓み方向と、LED3および第1ワイヤ接続パターン222xをワイヤボンドする配線方向が一致する場合に、この撓み方向と略直交する方向に位置する第2ワイヤ接続パターン222yが設けられていることにより、この第2ワイヤ接続パターン222yとLED3とをワイヤボンドすることで、絶縁性基板21が撓み、LED3と第1ワイヤ接続パターン222xとの位置関係が変化しても、撓み方向と略直交する関係にあるLED半導体素子と第2ワイヤ接続パターン222yとの位置関係は変化の度合いが少ない。
従って、配線基板2が実装される携帯電話装置の実装環境が不明なために、撓み方向が不明な場合でも、撓み方向に応じてワイヤ7の配線方向を変更することで対応を図ることができるので、設計のやり直しを回避することができる。また、従来の配線基板のように切り欠き部を設けるよりは、電極を設ける方が広いスペースを必要とせず、穴空け工程など特別な工程を必要としない。
なお、第1ワイヤ接続パターン222x,222xと第2ワイヤ接続パターン222y,222yとは2つずつ設けられているが、1つずつでもよい。一方の第1ワイヤ接続パターン222xおよび第2ワイヤ接続パターン222yのみとすることができる。そうすることで、隣接するLED3との間に余計なスペース(他方の第1ワイヤ接続パターン222xおよび第2ワイヤ接続パターン222yのためのスペース)を空けずに配置することができる。
また、ワイヤ7による配線は、LED3側をファーストボンドとし、第1ワイヤ接続パターン222xまたは第2ワイヤ接続パターン222y側をセカンドボンドとしたり、その逆としたりすることが可能である。
本実施の形態の表示装置1の点光源として採用したLED3は、電源が供給される2つの電極のうちアノード電極36のみをワイヤ7で接続している。例えば、LEDの上面にアノード電極とカソード電極との両方が設けられ、2本のワイヤで電源を供給するLEDである場合には、一方の第1ワイヤ接続パターン222xにアノード電極、他方の第1ワイヤ接続パターン222xにカソード電極を接続し、配線方向を変更する場合には、一方の第1ワイヤ接続パターン222xへの配線を一方の第2ワイヤ接続パターン222yへ、他方の第1ワイヤ接続パターン222xへの配線を他方の第2ワイヤ接続パターン222yへ変更する。つまり、第1ワイヤ配線パターン222xと第2ワイヤ接続パターン222yとが、LED3の周囲の90°ごとに、交互に設けられていることにより2組の電極が設けられているので、LEDから2本のワイヤを配線する場合でも対応することが可能である。
また、一方の第1ワイヤ配線パターン222xおよび一方の第2ワイヤ配線パターン222yをアノード電極用とした場合に、他方の第1ワイヤ接続パターン222xおよび他方の第2ワイヤ接続パターン222yと搭載パターン221とを導通するように、配線パターン22を形成しておくと、搭載されるLEDが、上面と底面に電極が設けられたものや、上面にアノード電極とカソード電極の両方が設けられ他のLEDであっても、配線基板を共通して使用することができる。
本実施の形態では、絶縁性基板21上の撓み方向とワイヤ7の配線方向が同じ方向である場合を説明したが、多少ずれていても、配線方向を第1ワイヤ接続パターン222xから第2ワイヤ配線パターン222yへ変更することで、ワイヤ7への応力は緩和されるので、本発明の効果を得ることができる。
次に、第1ワイヤ接続パターンと第2ワイヤ接続パターンとの変形例を、図9および図10に基づいて説明する。図9は、本発明の実施の形態に係る配線基板の第1変形例を示す拡大図である。図10は、本発明の実施の形態に係る配線基板の第2変形例を示す拡大図である。なお、図9および図10においては、図4と同じ構成のものは同符号を付して説明を省略する。
図9に示すように、LED3とワイヤボンドされる電極の第1変形例として、第1ワイヤ接続パターンと第2ワイヤ接続パターンとが連続的に形成されたL字状接続パターン223とすることが可能である。
L字状接続パターン223は、第1ワイヤ接続パターンと第2ワイヤ接続パターンとが連続的に形成されているので、LED3への電源供給のためのパターンを、第1ワイヤ接続パターンおよび第2ワイヤ接続パターンのいずれか一方へ配線すればよいので、それぞれの部分から別々に配線する必要がない。従って、配線パターン数を少なくすることができる。
また、図10に示すように、LED3とワイヤボンドされる電極の第2変形例として、LED3の周囲全体に連続的に形成した矩形の環状接続パターン224とすることも可能である。
環状接続パターン224は、LED3の周囲全体に形成されているので、LED3への電源供給のためのパターンを減らせること以外に、第1ワイヤ接続パターンと第2ワイヤ接続パターンとの間に隙間がないので、ワイヤ7の配線方向の選択度を向上させることができる。
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、絶縁性基板21に搭載される半導体素子はLED3以外に、配線パターンで形成された電極とワイヤで接続される、ICやLSIなどの他の半導体素子であってもよい。
本発明は、装置に実装されたときに想定外の撓みが発生しても、設計のやり直しを回避することが可能なので、撓みやすい基板本体と、この基板本体に搭載された半導体素子と、前記半導体素子とワイヤボンドにより接続される電極とを備えた配線基板に好適である。
1 表示装置
2 配線基板
3 LED
4 遮光ケース
5 カバーシート
6 ドライバIC
7 ワイヤ
21 絶縁性基板
21a 取付孔
22 配線パターン
22a 横列用配線パターン
22b 縦列用配線パターン
23 レジスト
31 基板
32 n層
33 発光層
34 p層
35 カソード電極
36 アノード電極
41 ケース本体
41a 貫通孔
41b 周壁部
42 脚部
221 搭載パターン
222x 第1ワイヤ接続パターン
222y 第2ワイヤ接続パターン
223 L字状接続パターン
224 環状接続パターン
2 配線基板
3 LED
4 遮光ケース
5 カバーシート
6 ドライバIC
7 ワイヤ
21 絶縁性基板
21a 取付孔
22 配線パターン
22a 横列用配線パターン
22b 縦列用配線パターン
23 レジスト
31 基板
32 n層
33 発光層
34 p層
35 カソード電極
36 アノード電極
41 ケース本体
41a 貫通孔
41b 周壁部
42 脚部
221 搭載パターン
222x 第1ワイヤ接続パターン
222y 第2ワイヤ接続パターン
223 L字状接続パターン
224 環状接続パターン
Claims (4)
- 基板本体に搭載された半導体素子に、ワイヤボンドにより接続される電極が設けられた配線基板において、
前記半導体素子から第1の電極にワイヤボンドされる配線方向が、基板面上の撓み方向である場合に、前記撓み方向と略直交する方向に、前記半導体素子からワイヤボンド可能な第2の電極が設けられていることを特徴とする配線基板。 - 前記第1の電極と前記第2の電極とは、前記半導体素子の周囲の90°ごとに、交互に設けられている請求項1記載の配線基板。
- 前記第1の電極と前記第2の電極とは、連続的に形成されている請求項1記載の配線基板。
- 前記連続的に形成された第1の電極および第2の電極は、前記半導体素子の周囲全体に形成されている請求項3記載の配線基板。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009168529A JP2011023620A (ja) | 2009-07-17 | 2009-07-17 | 配線基板 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2012256676A (ja) * | 2011-06-08 | 2012-12-27 | Citizen Holdings Co Ltd | 発光装置 |
JP2017126803A (ja) * | 2011-08-22 | 2017-07-20 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | 発光素子パッケージ、光源モジュール及びこれを含む照明システム |
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-
2009
- 2009-07-17 JP JP2009168529A patent/JP2011023620A/ja active Pending
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