JP5630383B2

JP5630383B2 - 配線体の接続構造、配線体、電子装置及び電子装置の製造方法

Info

Publication number: JP5630383B2
Application number: JP2011125056A
Authority: JP
Inventors: 良啓赤羽; 齊藤　裕久; 裕久齊藤; 直太上西
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2014-11-26
Anticipated expiration: 2031-06-03
Also published as: TW201304289A; WO2012165520A1; JP2012253213A

Description

本願発明は、配線体の接続構造等に関する。詳しくは、複数の配線体から構成される電子装置における配線体の接続構造、配線体、電子装置及び電子装置の製造方法に関する。

例えば、液晶ディスプレイのバックライトとして使用される照明装置は、複数個の発光素子を搭載した発光ブロックを、液晶パネルの裏面側に縦方向及び横方向に複数個配列して構成されている。上記構成を採用することにより、上記照明装置を容易に製造することができるとともに、一部の発光素子等に不良品が混じっている場合に容易に交換することが可能となる。

上記発光素子は発熱量が大きいため、金属基板上に上記発光素子を搭載するとともに、シャーシ上に複数個の発光ブロックを着脱可能に配列して固定し、隣接する各発光ブロック上の給電回路を、ケーブルを介して接続することにより、上記照明装置が製造される。

特開２００９−１８１８８３号ＷＯ２００９／０１６８５３号

上記従来の照明装置の製造手法においては、複数の発光ブロック間の回路を電気的に接続するために、別途ケーブルをハンダ等によって隣接する金属基板間に掛け渡し状に接続しなければならない。このため、製造工程が増加するばかりでなく、ケーブルの接続作業が面倒である。

また、発光ブロックに不良品が混ざっている場合、はんだを溶融させて上記ケーブルを取り外す必要がある。このため、発光ブロックの交換作業も面倒である。

本願発明は、バックライト照明装置等のように、電子部品が搭載された複数の配線体を組み合わせて構成される電子装置において、放熱性能が高く、また、各配線体の組み付けを容易に行うことができるとともに、不良品を容易に交換することができる配線体の接続構造を提供することを課題とする。

本願の請求項１に記載した発明は、複数の配線体を接続する配線体の接続構造であって、上記配線体は、熱伝導性を有する金属板と、上記金属板に接着剤を介して積層されたフレキシブルプリント配線板と、上記フレキシブルプリント配線板に搭載された電子部品とを備え、上記金属板の少なくとも一側縁部から上記フレキシブルプリント配線板の一部を延出させて形成した第１の接続部を設ける一方、上記金属板の少なくとも他側縁部に、隣接して配置された配線体の上記第１の接続部と接続される第２の接続部を設けるとともに、上記金属板を連結する金属板連結手段を備えて構成したものである。

上記金属板の種類は特に限定されることはない。たとえば、アルミニウム等から形成された金属板を採用することができる。上記フレキシブルプリント配線板も特に限定されることはない。片面に回路が形成された片面フレキシブルプリント配線のみならず、両面フレキシブルプリント配線板を採用することができる。

上記金属板の上に、上記フレキシブルプリント配線板が接着剤を介して積層される。上記接着剤の種類も特に限定されることはなく、たとえば、エポキシ樹脂系の熱硬化性樹脂を主成分とする接着剤を採用することができる。

本願発明では、上記金属板の少なくとも一側縁部から上記フレキシブルプリント配線板の一部を延出させることにより第１の接続部が設けられる。すなわち、上記金属板の縁部から延出する上記第１の接続部が、上記フレキシブルプリント配線板と一体的に形成される。上記第１の接続部の延出量は、配線体の配置間隔等によって決定することができる。

上記金属板の少なくとも他側縁部には第２の接続部が設けられる。そして、隣接して配置される配線体の上記第１の接続部と上記第２の接続部とを接続することにより、隣接する配線板の回路が接続される。

本願発明では、フレキシブルプリント配線板の一部を金属板から延出させて構成される接続部を介して、隣接する配線体の回路が接続される。このため、別途ケーブルを溶接等する必要がなくなり、製造工程を削減することができる。また、上記フレキシブルプリント配線板は柔軟性が高いため、フレキシブルプリント配線板の回路を傷めることなく、第１の接続部と第２の接続部とを容易に接続し、あるいは離脱させることができる。

しかも、上記フレキシブルプリント配線板は、金属板の表面に接着剤を介して積層されているため、電子装置から発生する熱を効率よく放熱することができる。

上記第２の接続部を設ける位置及び形態は特に限定されることはない。たとえば、請求項２に記載した発明のように、上記第２の接続部を上記金属板の他側縁部の内側に、すなわち、フレキシブルプリント配線板の金属板に対する積層部分に形成することができる。

また、請求項３に記載した発明のように、第２の接続部を上記金属板の他側縁部から上記フレキシブルプリント配線板の一部を延出させて形成することもできる。すなわち、隣接する配線体から延出する接続部同士を接続できるように構成することもできる。

上記金属板の連結手段は、上記複数の配線体を一体的に連結できるものであれば特に限定されることはない。たとえば、請求項４に記載した発明のように、上記金属板連結手段を、各金属板に一体形成されるとともに隣接する金属板同士を互いに連結できる嵌合部を備えて構成することができる。この構成を採用した場合、隣接する配線体同士を順次連結することにより、複数の配線体を一体的に連結した電子装置を構成することができる。

また、請求項５に記載した発明のように、上記金属板連結手段を、列状配置された複数の金属板に掛け渡し状に設けられる連結部材を備えて構成することができる。この場合、隣接する配線体同士は直接連結されておらず、上記連結部材を介して複数の配線体が連結されることになる。

上記金属板は、フレキシブルプリント配線板と別途に加工することができるため、寸法や形状の自由度が高い。このため、種々の連結手段を採用することができる。

請求項６に記載した発明のように、上記連結手段を、ネジ手段を備えて構成することができる。上記ネジ手段は、隣接する上記金属板同士を連結し、あるいは、各金属板を上記連結部材に対して連結するために設けられる。なお、ネジ手段に代えて、金属板の弾性を利用して連結するように構成することもできる。

上記第１の接続部と上記第２の接続部は、着脱可能に接続できるものであれば特に限定されることはない。たとえば、加熱により着脱できる導電性接着剤を用いて接続することができる。

また、請求項７に記載した発明のように、上記第１の接続部と上記第２の接続部とを、互いに接続されるコネクタ部材を備えて構成することができる。この構成を採用することにより、上記第１の接続部と上記第２の接続部とを、接着剤を用いることなく容易に接続できるとともに、取り外すことができる。

また、請求項８に記載した発明のように、上記第１の接続部を、フレキシブルプリント配線板に形成された配線を露出して形成された接続電極部と、上記接続電極部形成部位の裏面に積層された補強部材とを備えて構成するとともに、上記第２の接続部を、上記接続電極部を挿入できるコネクタ部材を備えて構成することができる。上記接続電極部を上記コネクタ部材に挿入することにより、上記第１の接続部と上記第２の接続部とを着脱可能に接続することができる。

本願発明に係る配線体の接続構造は、種々の電子装置に適用することができる。たとえば、請求項１１に記載した発明のように、上記電子部品として発光素子を採用し、液晶パネル等の照明装置を構成することができる。

請求項１２に記載した発明は、複数の配線体を連結して構成される電子装置の製造方法であって、連結手段を有する金属板を準備する金属板準備工程と、第１の接続部と第２の接続部とを備え、上記第１の接続部と上記第２の接続部の少なくとも一方が、上記金属板の一側縁部から延出するように形成されたフレキシブルプリント配線板を準備するフレキシブルプリント配線板準備工程と、上記金属板に、接着剤を介して上記フレキシブルプリント配線板を積層するフレキシブルプリント配線板積層工程と、上記フレキシブルプリント配線板上に電子部品を搭載する電子部品搭載工程と、上記工程を経て形成された複数の配線体を、上記連結手段を介して連結する金属板連結工程と、隣接して配置される各配線体の上記第１の接続部と上記第２の接続部を接続するフレキシブルプリント配線板接続工程とを含んで構成されるものである。

上記金属板準備工程を行う手法は特に限定されることはない。たとえば、切削等の機械加工、プレス板金加工、その他の種々の加工を採用することができる。上記フレキシブルプリント配線板準備工程も、既知の手法を採用することができる。

上記フレキシブルプリント配線板積層工程は、熱硬化性接着剤を用いて、フレキシブルプリント配線板を、上記金属板に熱圧着することにより行うことができる。また、接着剤として、粘着剤を採用することもできる。

上記電子部品は、ハンダリフロー処理によってフレキシブルプリント配線板に搭載することができる。なお、上記フレキシブルプリント配線板積層工程と上記電子部品搭載工程は、いずれを先に行ってもよい。

上記金属板連結工程は、連結手段の構成に応じて行うことができる。たとえば、隣接する配線体を接続するように構成した場合、請求項１３に記載した発明のように、隣接する金属板を、上記連結手段を介して互いに連結することにより、金属板連結工程を行うことができる。

また、複数の配線体を保持できる連結部材を採用する場合には、請求項１４に記載した発明のように、上記金属板連結工程をおいて、複数の金属板に掛け渡し状に設けられる連結部材に対して、各金属板を連結することにより行うことができる。

上記金属板連結工程は、ネジ手段を締め付けることにより行うこともできるし、金属板等の弾性を利用して連結することもできる。

電子部品から発生する熱を効率よく放熱することができるとともに、複数の配線体を容易に接続し、また、取り外すことができる。

本願発明の第１の実施形態を示す図であり、金属板にフレキシブルプリント配線板を積層した状態を示す断面図である。図１に示す配線体に、電子部品を搭載するとともに、コネクタ部材を設けた状態を示す断面図である。図２に示す配線体を複数連結した接続構造を示す断面図である。図３に示す接続構造の要部の拡大平面図である。本願発明の第２の実施形態を示す図であり、金属板にフレキシブルプリント配線板を積層した状態を示す断面図である。図５に示す配線体に、電子部品を搭載するとともに、第２の接続部を構成するコネクタ部材を設けた状態を示す断面図である。図６に示す配線体を複数連結した接続構造を示す断面図である。図７に示す接続構造の要部の拡大平面図である。第３の実施形態に係る連結手段を備える接続構造の要部断面図である。第４の実施形態に係る配線体の接続構造を示す平面図である。図１０におけるＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。図１０におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。

以下、本願発明の実施形態を図に基づいて説明する。

図１から図４に、本願発明の第１の実施形態に係る配線体１及びその接続構造１００を示す。

図１は、金属板２の表面に接着剤４を介してフレキシブルプリント配線板３を積層した状態を示す断面図である。

上記金属板２は、平面視矩形状に形成されているとともに、一側の上部を所定幅にわたって切除することにより段付き状の第１の連結部５が形成されている。また、他側の下部を所定幅で切除することにより段付き状の第２の連結部６が形成されている。上記第１の連結部５と上記第２の連結部６は、ほぼ同じ厚み及び幅を有し、上下に重ね合わせることにより、配線体１を平面に沿って連結できるように構成されている。また、上記第１の連結部５には、ネジ通挿孔７が形成されているとともに、上記第２の連結部６には、上記ネジ通挿孔７に対応する位置に、ネジ孔８が形成されている。

上記フレキシブルプリント配線板３には、電子部品をハンダリフロー処理によって搭載できる図示しない回路が形成されており、図２に示すように、複数の電子部品９が搭載される。本実施形態では、上記電子部品９として、発光ダイオードを用いた発光素子が搭載されており、複数の配線体１を配列して組み付けることにより、液晶パネルの照明装置が形成されるように構成されている。

上記フレキシブルプリント配線板３の一側には、上記金属板２の上面縁部から延出する第１の接続部１０が形成されており、この第１の接続部１０の先端下面に第１のコネクタ部材１１が接続されている。一方、上記フレキシブルプリント配線板３の他側上面には、第２のコネクタ部材１２が接続されて、第２の接続部１３が形成されている。

図３に示すように、複数の配線体１が、上記第１の連結部５と上記第２の連結部６とを重ね合わせるようにして配列されるとともに、上記ネジ通挿孔７に通挿されたネジ１４を、上記ネジ孔８に螺合させることにより、上記第１の連結部５と上記第２の連結部６とが連結される。また、上記第１のコネクタ部材１１と上記第２のコネクタ部材１２とを接続することにより、隣接して配置されるフレキシブルプリント配線板３，３の回路が接続されて、配線体の接続構造１００が形成される。

本実施形態においては、隣接する金属板２，２が、上記第１の連結部５、上記第２の連結部６及びネジ１４を介して着脱可能に連結されている。また、隣接するフレシキブルプリント配線板３，３が、上記第１の接続部１０及び上記第２の接続部１３を介して、着脱可能に接続されている。このため、一部の配線体の電子部品に不良があった場合にも、上記配線体１の単位で容易に取り替えることが可能となる。

また、本実施形態に係る配線体１は、熱伝導性の高いアルミニウムから形成された金属板２の上に、フレキシブルプリント配線板３を積層し、このフレキシブルプリント配線板３に電子部品９を搭載しているため、上記電子部品９から生じる熱を効率よく放熱することができる。

さらに、本実施形態によると、隣接する金属板２，２を直接接続する構成を採用しているため、シャーシ等の他の連結部材を用いることなく、複数の配線体１を直接接続することができる。

図５〜図８に、本願発明の第２の実施形態を示す。なお、金属板２０２、連結部２０５，２０６及び電子部品２０９の構成は、第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。

第２の実施形態では、上記金属板２０２の一側縁部から延出する接続部２１０の先端上面の回路を露出させて接続電極部２２０を設けるとともに、この接続電極部２２０の裏面側に補強板２１１を設けて、第１の接続部２１０を構成している。

一方、上記フレキシブルプリント配線板２０３の他側には、上記接続電極部２２０を挿入して接続するコネクタ部材２１２を設けることにより第２の接続部２１３が形成されている。

図７に示すように、隣接する金属板２０２，２０２の連結部２０５，２０６を第１の実施形態と同様に、ネジ２１４を用いて連結するとともに、上記接続電極部２２０を上記コネクタ部材２１２に嵌入することにより、隣接する配線体同士が連結される。第２の実施形態においても、上記接続電極部２２０をコネクタ部材２１２に容易に接続できるとともに、容易に取り外すことができる。このため、不良品が搭載された配線体を容易に交換することができる。

図９に、本願発明の第３の実施形態に係る配線体の接続構造を示す。第３の実施形態では、金属板３０２，３０２の裏面縁部に、ネジ孔３０８，３０８を設けるとともに、隣接する金属板の下面に掛け渡し状に設けられる連結部材３２０を介して、隣接する金属板３０２，３０２が連結されている。

また、上記フレキシブルプリント配線板３０３，３０３に、上記金属板３０２，３０２の両側縁部から延出する第１の接続部３１０と第２の接続部３１３を設け、これら接続部に互いに接続できるコネクタ部材３１１，３１２が設けられている。これらコネクタ部材３１１，３１２を接続することにより、隣接する配線体３０１，３０１のフレキシブルプリント配線板３０３，３０３の回路を接続することができる。

上記構成を採用することにより、金属板の加工が容易となる。また、上記連結部材３２０の長さを調整することにより、配線体３０１を所望の間隔で配列することができる。

また、各配線体３０１，３０１は着脱可能に連結されるため、上述した実施形態と同様に、搭載した電子部品に不良品があった場合、配線体単位で容易に交換することができる。

図１０〜図１２に、本願発明の第４の実施形態を示す。

第４の実施形態は、矩形状の配線体４０１の四方に接続部４１０，４１３，４１０，４１３を設けるとともに、複数の金属板４０２に掛け渡し状に設けられる棒状の連結部材４２０を介して各配線体４０１を所定間隔で連結保持したものである。なお、各配線体に積層されたフレキシブルプリント配線板４０３、電子部品４０９及び各接続部４１０，４１３の構成は、第３の実施形態と同様であるので説明は省略する。

上記金属板４０２の四隅には、ネジ孔４０８が形成されている。一方、上記連結部材４２０は所定間隔を開けて平行に配置されており、上記ネジ孔４０８に対応するネジ通挿孔４０７が形成されている。図１１及び図１２に示すように、上記ネジ通挿孔４０７に通挿されたネジ４１４を上記ネジ孔４０８に螺合させることにより、各配線体４０１が、上記連結部材４２０を介して一定間隔で連結される。

各フレキシブルプリント配線板４０１の四方の縁部には、金属板４０２の縁部から延出する接続部４１０，４１３が設けられている。各接続部４１０，４１３には、コネクタ部材４１１，４１２が設けられており、対応するコネクタ部材４１１，４１２を接続することにより、四方に隣接する配線体の回路を接続することができる。

上記構成を採用することにより、多数の配線体を縦横に容易に連結して、電子装置を構成することができる。また、各配線体は、上記連結部材に対して着脱可能に保持されているため、電子部品が不良の場合に、上述した実施形態と同様に、配線体単位で容易に交換することができる。

また、各フレキシブルプリント配線板４０３に種々の回路や電子部品を搭載することが可能となる。たとえば、電子部品４０９として発光ダイオードを備える発光素子を搭載した場合、上記フレキシブルプリント配線板４０３に、制御回路を設けて、所要の領域の発光素子に電力を供給するように構成することも可能となる。

電子部品を搭載した複数の配線体を容易に接続し、また取り外すことができる。このため、一部の電子部品に不良があっても、上記配線体の単位で容易に交換することができる。

１００配線体の接続構造
１配線体
２金属板
３フレキシブルプリント配線板
５金属板連結手段
６金属板連結手段
９電子部品
１０第１の接続部
１２第２の接続部
１４金属板連結手段

Claims

複数の配線体を接続する配線体の接続構造であって、
上記配線体は、熱伝導性を有する金属板と、上記金属板に接着剤を介して積層されたフレキシブルプリント配線板と、上記フレキシブルプリント配線板に搭載された電子部品とを備え、
上記金属板の少なくとも一側縁部から上記フレキシブルプリント配線板の一部を延出させて形成した第１の接続部を設ける一方、
上記金属板の少なくとも他側縁部に、隣接して配置された配線体の上記第１の接続部と接続される第２の接続部を設けるとともに、
上記金属板を連結する金属板連結手段を備えて構成される、配線体の接続構造。
上記第２の接続部は、上記金属板の他側縁部の内側に形成されている、請求項１に記載の配線体の接続構造。
上記第２の接続部は、上記金属板の他側縁部から上記フレキシブルプリント配線板の一部を延出させて形成されている、請求項１に記載の配線体の接続構造。
上記金属板連結手段は、各金属板に一体形成されるとともに隣接する金属板同士を互いに連結できる嵌合部を備えて構成される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の配線体の接続構造。
上記金属板連結手段は、列状配置された複数の金属板に掛け渡し状に設けられる連結部材を備えて構成される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の配線体の接続構造。
上記金属板連結手段はネジ手段を備えて構成されている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の配線体の接続構造。
上記第１の接続部と上記第２の接続部は、互いに接続されるコネクタ部材を備えて構成されている、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の配線体の接続構造。
上記第１の接続部は、フレキシブルプリント配線板に形成された配線を露出して形成された接続電極部と、上記接続電極部形成部位の裏面に積層された補強部材とを備えて構成されるとともに、
上記第２の接続部は、上記接続電極部を挿入できるコネクタ部材を備えて構成される、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の配線体の接続構造。
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の配線体の接続構造に用いられる配線体。
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載された配線体の接続構造を備える、電子装置。
上記電子部品としての発光素子が搭載された、請求項１０に記載の照明装置。
複数の配線体を連結して構成される電子装置の製造方法であって、
連結手段を有する金属板を準備する金属板準備工程と、
第１の接続部と第２の接続部とを備え、上記第１の接続部と上記第２の接続部の少なくとも一方が、上記金属板の一側縁部から延出するように形成されたフレキシブルプリント配線板を準備するフレキシブルプリント配線板準備工程と、
上記金属板に、接着剤を介して上記フレキシブルプリント配線板を積層するフレキシブルプリント配線板積層工程と、
上記フレキシブルプリント配線板上に電子部品を搭載する電子部品搭載工程と、
上記工程を経て形成された複数の配線体を、上記連結手段を介して連結する金属板連結工程と、
隣接して配置される各配線体の上記第１の接続部と上記第２の接続部とを接続するフレキシブルプリント配線板接続工程とを含む、電子装置の製造方法。
上記金属板連結工程において、隣接する金属板を、上記連結手段を介して互いに連結する、請求項１２に記載の電子装置の製造方法。
上記金属板連結工程において、複数の金属板に掛け渡し状に設けられる連結部材に対して各金属板を連結する、請求項１２に記載の電子装置の製造方法。