曲げ変形可能配線基板、発光モジュール、発光モジュールの製造方法、曲げ変形可能配線基板の製造方法
【課題】折り曲げによって簡単に立体形状とすることができ、しかも放熱性を良好かつ確実に確保できる曲げ変形可能配線基板、発光モジュール、発光モジュールの製造方法、曲げ変形可能配線基板の製造方法の提供。
【解決手段】絶縁樹脂層と配線層とを有するフレキシブル回路基板部５が塑性変形可能な板状基材４の片面を覆うように積層され、フレキシブル回路基板部５の互いに離隔した複数箇所に電子部品３を実装するための電極部が設けられている曲げ変形可能配線基板２。
【解決手段】絶縁樹脂層と配線層とを有するフレキシブル回路基板部５が塑性変形可能な板状基材４の片面を覆うように積層され、フレキシブル回路基板部５の互いに離隔した複数箇所に電子部品３を実装するための電極部が設けられている曲げ変形可能配線基板２。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置、文字や画像等を表示するための表示装置などに光源装置として設けて用いることができる発光モジュール及びその製造方法、発光モジュールの製造に用いることが可能な曲げ変形可能配線基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、文字や画像等を表示するための表示装置、照明装置などにあっては、高効率、長寿命の光源としてＬＥＤ（発光ダイオード。ＬＥＤ：Light Emitting Diode）の使用が急速に普及しつつある。
光源としてＬＥＤを使用した照明装置、表示装置は、例えば、１又は複数のＬＥＤをリジッドのプリント配線板に実装したＬＥＤ付き基板のＬＥＤ実装面側を光透過カバーで覆っただけの単純な構造とすることが可能であり、白熱電球や蛍光灯を光源として使用した場合に比べて構造の単純化、小型化を容易に実現できる。
【０００３】
また、例えば特許文献１のように、一般的な白熱電球用のＥ形口金と一体化した傘形の外殻部材にＬＥＤ付き基板を取り付けた構成の光源装置や、ＬＥＤ付き基板を覆う球状のカバー（以下、バルブとも言う）を設けた構成の光源装置（以下、電球形ＬＥＤ光源装置とも言う）、シリカ粒子等の光拡散材を混入（あるいは光拡散膜を形成）したプラスチック製の筒状カバー内に、ＬＥＤを複数実装した細長板状のプリント配線板を収納した構成の外観細長のもの（以下、細長形ＬＥＤ光源装置とも言う）も製品化されている。
上述の電球形ＬＥＤ光源装置は、周知の白熱電球のようにバルブ内にガスを封入しておく必要が無くバルブの密閉性が要求されない、ガラス製のバルブでなくプラスチック製のものを使用できるなど、白熱電球に比べて製造が容易であり、しかも発光効率も優れている。
細長形ＬＥＤ光源装置は、規格品の直管形蛍光灯と同じ長さを有し、その長手方向両端に直管形蛍光灯と同じ口金を備えたものが多く提供されている。この細長形ＬＥＤ光源装置は、周知の蛍光灯に比べて、ガス封入が不要であるため製造が容易、蛍光灯の点灯に必要とされるスタータ装置や安定器等の専用機器を必要としないといった利点がある。
【０００４】
しかしながら、周知のようにＬＥＤは高指向性の点状光源である。このため、例えば室内照明用の照明装置のように、広範囲に光を放射することが要求される照明装置にあっては、シリカ粒子等の光拡散材を混入（あるいは光拡散膜を形成）した光透過カバーによってＬＥＤの出力光の拡散を図っているものの、ＬＥＤからの出射光の出射方向はかなり狭い範囲に限定されているため、カバーから外側への放射光の均等化が容易で無く、明るさのばらつきが生じやすいのが実情である。このことは、既述の電球形や細長形のＬＥＤ光源装置についても同様である。
また、この問題に鑑みて、例えば、照明装置の光透過カバーや、ＬＥＤ光源装置のカバー（電球形光源装置のバルブ、細長形光源装置の筒状カバー）に形成した凹凸によって、カバー内側にてＬＥＤの出射光を複雑に反射させて拡散させる拡散構造を採用することも考えられるが、カバー内側での反射によってカバーから外側へ放射されない光が増大して発光効率の低下を招くといった問題もある。
【０００５】
また、ＬＥＤを光源とする照明装置や表示装置としては、例えばＬ字板状、コ字板状等の屈曲板状や、断面三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形筒状など、多種多様な形状の製品の開発も期待されている。
上述の屈曲板状や多角形筒状の装置形状を実現するには、通常、ＬＥＤを実装したリジッドのプリント配線板を複数枚使用して照明装置や表示装置といった装置を組み立てることとなる（例えば特許文献２）。
しかしながら、このようにＬＥＤ付き基板を複数枚使用する装置は、各ＬＥＤ付き基板を所定向きに固定するための固定用部品もＬＥＤ付き基板の数に応じて必要になるなど、部品点数の増大により組み立てに手間が掛かるといった問題がある。また、使用するＬＥＤ付き基板の数が多いと、各ＬＥＤ付き基板への給電用の結線が複雑になり結線作業にも手間が掛かる上、ＬＥＤ付き基板のプリント配線板の回路配線に電気的に接続した給電線が装置全体の組み立て作業の障害になりやすい、装置内に給電線の配線用スペースを確保する必要が生じることがあり、場合によっては装置のサイズや製品デザインに影響を与える、といった問題も発生する。
【０００６】
これに鑑みて、例えば特許文献３、４のように、ＬＥＤを実装したフレキシブルプリント配線板（以下、ＦＰＣとも言う）を、予め所望形状に形成した部材に貼り付けて組み立てられる照明装置も提案されている。特許文献３に開示される照明装置は、その図１等を参照して判るように、一般的な白色電球用のソケットに装着可能な口金９が固着された取付ベース８から該取付ベース８に固定された外観球状の透明又は半透明のキャップ１２内に突出された柱状のコア５を有し、図２に示すように展開したときに平面となる放射状（図２では十字状）に形成したＦＰＣを前記コア５の先端部を覆うように接着したものである。また、特許文献３の図５〜図７には、展開したときに平面となる放射状のＦＰＣにＬＥＤを実装したものを反射器２５の筒部２６の内面に接着した照明装置が開示されている。
特許文献４には傘型のハウジング４の内面にＬＥＤを実装したＦＰＣを貼り付けた構成の照明装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−３２４６６号公報
【特許文献２】特開２００２−１８４２０７号公報
【特許文献３】特開２００６−２４４７２５号公報
【特許文献４】特開２００２−８３５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３、４のように、ＬＥＤを実装したＦＰＣを予め所望形状に形成した部材に貼り付ける構成では、貼り付け作業の効率が悪く、貼り付け作業においてＦＰＣが不用意に曲がってＬＥＤや半田付け部を傷めるといった不都合が生じやすいといった問題がある。すなわち、ＦＰＣは柔軟性が高いため、これを貼り付ける対象の部材（以下、貼り付け用基材とも言う）の形状に良く追従するものの、貼り付け作業において自由に曲がってしまうため、ＬＥＤや半田付け部を傷めやすい。
【０００９】
また、ＦＰＣを予め所望形状に形成した貼り付け用基材に固定する手段として接着剤による接着固定を採用する場合は、接着剤が硬化するまでＦＰＣを貼り付け用基材から浮き上がらないように押さえ付けておく必要がある。しかしながら、この際、ＦＰＣに実装されているＬＥＤや、ＦＰＣの配線を傷めないようにＦＰＣを均等に押さえ付けることは困難である。
例えばＬＥＤや配線が無い部位を選択して押さえ付けを行った場合は、ＦＰＣに貼り付け用基材に対する浮き上がり箇所が生じやすいため、接着固定が不充分になって剥がれやすくなったり、アルミニウム等の放熱性の高い前記貼り付け用基材への貼り付けによる放熱性も期待できなくなる。接着剤を用いた固定にかえて例えばＦＣＰの外周の複数箇所を前記貼り付け用基材に突設したフック部等によって機械的に押さえ付ける構成も採り得るが、ＦＰＣ全体を前記貼り付け用基材に浮き上がり部が生じないように取り付けることは困難である。
【００１０】
また、特許文献３、４のような構成では、ＦＰＣを貼り付ける貼り付け用基材の形状でＦＰＣの形状が決まるため、複雑な形状の照明装置を作製する場合、複雑な形状の貼り付け用基材を必要とする。このため、貼り付け用基材の形状によっては、複数部材で構成した貼り付け用基材が必要となって組み立ての手間の増大やコストアップを招く可能性があり、また、このような貼り付け用基材に対するＦＰＣの貼り付け作業にも手間が掛かることになる。
【００１１】
本発明は、前記課題に鑑みて、曲げによって簡単に立体形状とすることができ、しかも放熱性を良好かつ確実に確保できる曲げ変形可能配線基板、発光モジュール、発光モジュールの製造方法、曲げ変形可能配線基板の製造方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明では以下の構成を提供する。
本発明の曲げ変形可能配線基板は、電気絶縁性の絶縁樹脂層と配線層とを有するフレキシブル回路基板部が塑性変形可能な板状基材の片面を覆うように積層され、前記フレキシブル回路基板部の互いに離隔した複数箇所に電子部品を実装するための電極部が設けられている曲げ変形可能配線基板である。
前記フレキシブル回路基板部の絶縁樹脂層の形成樹脂としては、基材樹脂に該基材樹脂よりも熱伝導率が高いフィラーを混入したフィラー混入樹脂、あるいは液晶ポリマーが好ましい。
板状基材は、アルミニウム板又は銅板、あるいは基材樹脂に該基材樹脂よりも熱伝導率が高いフィラーを混入したフィラー混入樹脂、あるいは液晶ポリマーからなることが好ましい。
本発明の曲げ変形可能配線基板は、板状基材に、その屈曲及び／又は湾曲によって互いに隣接するように配置される部分同士を連結するために、該部分の一方に係合用突片が突設され、前記部分の他方に前記係合用突片を係止する係止部が形成されている構成とすることができる。
【００１３】
本発明の発光モジュールは、前記曲げ変形可能配線基板の複数箇所に発光素子が実装されている発光モジュールである。
本発明の発光モジュールは、曲げ変形可能配線基板に屈曲部及び／又は湾曲部が形成され、前記曲げ変形可能配線基板の屈曲部又は湾曲部を介して互いに離隔する箇所あるいは前記湾曲部の互いに離隔する複数箇所に発光素子が実装されていることが好ましい。
前記板状基材の裏面側には曲げ変形可能配線基板の形状固定用の部材が設けられていることが好ましい。
前記曲げ変形可能配線基板は、曲げ成形されて筒状あるいは樋状とされた部分を有することが好ましい。
【００１４】
本発明の発光モジュールの製造方法は、前記曲げ変形可能配線基板の前記フレキシブル回路基板部の複数箇所に発光素子を実装する発光素子実装工程と、前記曲げ変形可能配線基板を曲げて立体形状とする曲げ成形工程とを具備する。
本発明の発光モジュールの製造方法は、さらに、前記板状基材の裏面側に前記曲げ変形可能配線基板の形状固定用部材を設けて、前記曲げ変形可能配線基板の形状を固定する基板形状固定工程を具備していてもよい。
【００１５】
本発明の曲げ変形可能配線基板の製造方法は、前記板状基材母材の片面に、熱可塑性樹脂フィルムの片面側のみに銅箔が一体化された片面銅張りフレキシブル基板をその前記熱可塑性樹脂フィルムを熱溶着して接合するフレキシブル基板接合工程と、このフレキシブル基板接合工程の後、前記銅箔をパターニングして前記電極部を含む配線パターンを形成するパターニング工程とを具備する。
本発明の曲げ変形可能配線基板の製造方法は、銅箔の片面に形成された半硬化状態の硬化性樹脂層である硬化性半硬化樹脂層、あるいは半硬化状態の硬化性樹脂によって前記銅箔及び前記板状基材母材とは別体に形成されたシートである硬化性半硬化樹脂シートを、前記銅箔と前記板状基材母材との間に挟み込んだ状態で加熱、硬化して硬化性樹脂層を形成し前記銅箔を前記板状基材母材に一体化するフレキシブル基板形成工程と、このフレキシブル基板形成工程の後、前記銅箔をパターニングして前記電極部を含む配線パターンを形成するパターニング工程とを具備する方法であってもよい。
本発明の曲げ変形可能配線基板の製造方法は、樹脂フィルムの片面側あるいは両面に銅箔が一体化された銅張りフレキシブル基板を、前記板状基材の片面に接着剤を用いて接着する基板接着工程と、この基板接着工程の後、前記銅張りフレキシブル基板の前記フィルムを介して前記板状基材とは反対側に位置する銅箔をパターニングして前記電極部を含む配線パターンを形成するパターニング工程とを具備する方法であってもよい。
【００１６】
本発明の曲げ変形可能配線基板の製造方法は、 前記パターニング工程までの工程を、１または複数枚の前記板状基材を切り出し可能なサイズのプレート状の板状基材母材について行い、前記パターニング工程の後、前記板状基材母材の片面に前記フレキシブル回路基板部が一体化された構成の配線付き積層板を切断して前記曲げ変形可能配線基板を得る配線基板切り出し工程を行う方法であってもよい。
片面銅張り基板の熱可塑性樹脂フィルムの形成樹脂、前記硬化性半硬化樹脂層あるいは硬化性半硬化樹脂シートの形成樹脂、前記銅張り基板の樹脂フィルムの形成樹脂としては、基材樹脂に該基材樹脂よりも熱伝導率が高いフィラーを混入したフィラー混入樹脂、あるいは液晶ポリマーであってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、塑性変形可能な板状基材を用いるので、様々な形状の発光モジュールを簡単に得ることができる。板状基材は塑性変形可能であるため、立体形状を安定に保持できる。
また、曲げ成形される前の板状基材にフレキシブル回路基板部が積層されるので、発光素子や半田付け部に損傷が及ぶことはない。
さらに、板状基材とフレキシブル回路基板部との密着性を良好に確保できるため、ＬＥＤ等を実装した場合に要求される放熱性を良好かつ確実に確保できる。
また、曲げ変形可能配線基板は、充分な剛性を有する板状基材を使用することによって、それ自体で立体形状を維持できる構成とすることができる。
すなわち、自立的に（すなわち他の支持部材に過度に依存せずに）立体形状にできるため、構造を簡略化できる。よって、製造を容易とし、しかもコストを抑えることができる。さらには、曲げ変形可能配線基板の耐久性を高めることができる。
【００１８】
また、本発明の製造方法によれば、曲げ成形される前の板状基材にフレキシブル回路基板部が積層されるので、立体形状の基材にＦＰＣを貼り付ける従来方法に比べ、板状基材に対するフレキシブル回路基板部の位置決めの精度を高めることができる。
よって、フレキシブル回路基板部の位置ずれによって、電子部品や半田付け部が板状基材の折り曲げ位置に至るのを防ぎ、これらに損傷が及ぶのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態の発光モジュールの全体斜視図である。
【図２】図１の発光モジュールの断面図である。
【図３】図１の発光モジュールの拡大部分断面図である。
【図４】図１の発光モジュールの拡大部分断面図である。
【図５】曲げ変形可能配線基板の第１の製造方法を示す工程図である。
【図６】曲げ変形可能配線基板の製造に用いられる板母材の平面図である。
【図７】曲げ変形可能配線基板の第２の製造方法を示す工程図である。
【図８】曲げ変形可能配線基板の第２の製造方法の変形例を説明する図であって、銅箔及び板母材とは別体の熱硬化性半硬化樹脂シートを用いて銅箔を板母材に一体化するフレキシブル基板部形成工程を示す断面図である。
【図９】曲げ変形可能配線基板の第３の製造方法を示す工程図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の発光モジュールの変形例の断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の発光モジュールの断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の発光モジュールの変形例の断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態の発光モジュールの断面図である。
【図１４】図１３の発光モジュールの断面図である。
【図１５】図１３の発光モジュールの拡大部分断面図である。
【図１６】本発明の第４実施形態の発光モジュールの曲げ変形可能配線基板の斜視図である。
【図１７】本発明の第４実施形態の発光モジュールの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に係る曲げ変形可能配線基板を用いた発光モジュールについて図面を参照して説明する。
図１は第１実施形態の発光モジュール１を示す斜視図である。図２は発光モジュール１の断面図である。図３は発光モジュール１の要部を拡大した断面図である。
図１に示すように、発光モジュール１は、曲げ変形可能配線基板２に、電子部品としてＬＥＤ等の発光素子３が実装され、曲げ変形可能配線基板２が立体形状に曲げ成形されたものである。
【００２１】
図２および図３に示すように、曲げ変形可能配線基板２は、フレキシブル回路基板部５が板状基材４の一方の面４ａ（片面）を覆うように積層されて構成されている。
板状基材４としては、アルミニウム板、銅板等の金属板を用いることができる。そのほか、基材樹脂より熱伝導率が高いフィラーを基材樹脂に混入したフィラー混入樹脂、液晶ポリマー等からなる樹脂板を用いることもできる。
基材樹脂としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などがあり、フィラーとしては、高熱伝導セラミック（Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣなど）などからなるものを使用できる。
前記金属や前記樹脂を板状基材４の構成材料として用いることにより、発光素子３が発する熱を効率良く放熱できるため、発光モジュール１の放熱性を向上させることができる。
【００２２】
図１に示すように、板状基材４は、塑性的に曲げ変形可能とされている。
図示例では、円形（または略円形）の底板部６と、その周縁部６ａから径が大きくなりつつ延出する筒状の側板部１２とからなる略円錐台形の有底筒状に形成されている。
側板部１２は、フレキシブル回路基板部５が形成された一方の面４ａが外面側（外周側）となるように塑性的に曲げ変形されることにより、断面が円形（または略円形）となるよう湾曲している。
側板部１２は、底板部６の中心を通り、底板部６に垂直な線を軸線とする円錐台形となっている。
底板部６は平板状に形成されている。底板部６は、周方向の一部である連結部６ｂにおいて側板部１２の内縁部１２ａに連結されている。
なお、図示例の曲げ変形可能配線基板２では、側板部１２が湾曲して形成されているが、曲げ変形可能配線基板２は、全体が湾曲可能な構成に限らず、一部または全部が屈曲及び／又は湾曲が可能な構成とすることができる。
【００２３】
フレキシブル回路基板部５は、底板部６の外面６ｃおよび側板部１２の外面１２ｂに、全面にわたって設けられている。外面６ｃおよび外面１２ｂは板状基材４の一方の面４ａである。
なお、図示例のフレキシブル回路基板部５は、底板部６および側板部１２に形成されているが、側板部１２にのみ形成されていてもよい。
曲げ変形可能配線基板２の形状は、円錐台形の有底筒状に限らず、他の形状の筒状や、樋状等としてもよい。図示例の曲げ変形可能配線基板２は、一部のみ（側板部１２のみ）が円錐台形に湾曲した立体形状であるが、全体が湾曲した形状であってもよい。
【００２４】
図３に示すように、フレキシブル回路基板部５は、電気絶縁性の絶縁樹脂層１３の一方の面１３ａ（片面）に、配線パターンを形成する配線層１４が積層された構成になっている。
絶縁樹脂層１３の、配線層１４が形成された面とは反対側の面１３ｂ（他方の面）は、板状基材４の一方の面４ａに積層されている。
図示例の発光モジュール１では、フレキシブル回路基板部５の外面（板状基材４とは反対側の面）には保護樹脂層１７（図示例では具体的にはソルダーレジスト）が設けられている。
【００２５】
配線層１４が形成する配線パターンは、電子部品（発光素子３）を実装するための複数の実装部７を有している。配線層１４には発光素子３を実装するための電極部１５がそれぞれの実装部７に対応して形成されている。
電極部１５は、フレキシブル回路基板部５の互いに離隔した複数箇所に形成されている。
フレキシブル回路基板部５の複数箇所には、外部回路接続端子部８が形成されている。図示例では、側板部１２の２箇所にそれぞれ外部回路接続端子部８が形成されている。
配線層１４の配線パターンは、全ての実装部７と外部回路接続端子部８とを接続するように形成されており、外部回路接続端子部８に給電用外部回路の給電線９（図１参照）を接続することにより全ての実装部７に対して給電することができる。
【００２６】
これにより、実装部７に実装された全ての電子部品（ここでは発光素子３）に対して電力を供給することができる。この構造では、複数の電子部品に給電するための給電用外部回路を単純化することができる。また、全ての電子部品と給電用外部回路を電気的に接続する作業を省力化することができる。
実装部７に配置された発光素子３はリード３ａが電極部１５に半田（図示略）などによって接続されることにより実装部７に実装される。
配線層１４は、電極部１５及び外部回路接続端子部８を避けてフレキシブル回路基板部５の外面側（板状基材４とは反対側）全体に積層された保護樹脂層１７によって覆われており、配線層１４の電気的絶縁及び水滴付着が防止されている。
保護樹脂層１７はここでは具体的には液状樹脂材料の塗膜からなるソルダーレジストであるが、これに限定されず、電気絶縁性の樹脂製保護フィルム等であっても良い。
【００２７】
絶縁樹脂層１３の形成樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等を使用できる。熱可塑性樹脂としてはポリイミド樹脂などを使用でき、熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂、いわゆるガラスエポキシ材（エポキシ樹脂にガラス繊維（例えばガラス不織布）を混入したもの）などを使用できる。
また、絶縁樹脂層１３の形成樹脂としては、基材樹脂に該基材樹脂よりも熱伝導率が高いフィラーを混入したフィラー混入樹脂、あるいは液晶ポリマー等を用いることができる。また、高熱伝導性樹脂も使用できる。
基材樹脂としては、前記熱可塑性樹脂（ポリイミド樹脂等）、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂等）などがあり、フィラーとしては、高熱伝導セラミック（Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣなど）などからなるものを使用できる。
これらの材料（フィラー混入樹脂、液晶ポリマーなど）を用いることにより、フレキシブル回路基板部５に熱伝導性を付与することができ、発光素子３が発する熱を板状基材４に効率良く伝達し放熱効果を高めることができる。
【００２８】
発光素子３としては、ここではＬＥＤを採用している。発光素子３は、底板部６および側板部１２のフレキシブル回路基板部５の外面側に実装されている。
図示例では、側板部１２に設けられた複数の発光素子３は、周方向に沿って２列に配列されている。１つの列内の隣り合う発光素子３、３は、周方向に互いに離隔して形成されている。
【００２９】
板状基材４は、屈曲及び／又は湾曲によって互いに隣接するように配置される部分同士を連結するために、該部分の一方に係合用突片が突設され、前記部分の他方に前記係合用突片を係止する係止部が形成されていることが好ましい。
図１および図４（ａ）に示すように、側板部１２を湾曲させることによって互いに隣接するようになった側板部１２の両端縁部１２ｃ、１２ｄのうち一方の端縁部１２ｃには係合用突片１２ｅが形成され、他方の端縁部１２ｄには、係合用突片１２ｅが挿通して係止する孔部である係止部１２ｆが形成されており、係合用突片１２ｅが係止部１２ｆに係止することによって両端縁部１２ｃ、１２ｄ同士が連結可能となっている。
また、底板部６の周縁部６ａと、側板部１２の内縁部１２ａとは、側板部１２を湾曲させることによって互いに隣接するようになっており、底板部６の周縁部６ａには係合用突片６ｄが形成され、側板部１２の内縁部１２ａには、係合用突片６ｄが挿通して係止する孔部である係止部１２ｇが形成されており、係合用突片６ｄが係止部１２ｇに係止することによって、底板部６の周縁部６ａと、側板部１２の内縁部１２ａとが連結可能となっている。
【００３０】
図１０に示すように、板状基材４の他方の面４ｂ（裏面）には、屈曲及び／又は湾曲させた状態の曲げ変形可能配線基板２の形状を固定するための形状固定用部材１１を設けてもよい。
形状固定用部材１１は、曲げ変形可能配線基板２の裏面側の全体に設けても良いが、屈曲及び／又は湾曲によって互いに隣接するように配置された部分にのみ設けてもよい。図示例では、底板部６と側板部１２とが互いに隣接する部分、すなわち側板部１２の内縁部１２ａを含む環状部分と、底板部６の周縁部６ａを含む環状部分とを覆うように形状固定用部材１１を形成することができる。
形状固定用部材１１は、半硬化状態の熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂等）、湿気硬化樹脂、紫外線硬化樹脂等の硬化性樹脂を必要箇所に塗布し、塗布の後に、樹脂を硬化させることにより形成することができる。
形状固定用部材１１を設けることにより、曲げ変形可能配線基板２の立体形状を確実に維持することが可能となる。
形状固定用部材は、これに限らず、接着剤を用いた接着固定、溶接固定、組み付け等によって必要箇所に設けられた板材（樹脂板や金属板等）であってもよい。
【００３１】
発光モジュール１は、光透過性の筒状カバー等の内部に配置することにより、蛍光灯やネオン灯と同様に、例えば室内照明機器、屋外照明機器、広告用ライトパネル等の光源として用いることができる。また、そのまま照明機器として使用することもできる。
【００３２】
次に、図５および図６を参照して曲げ変形可能配線基板２の第１の製造方法を説明する。
本製造方法は、金属板（アルミニウム板、銅板等）、樹脂板（フィラー混入樹脂、液晶ポリマー等）などの平板状の板母材１８（板状基材母材）の片面に対し、片面銅張りフレキシブル基板２２を接合するフレキシブル基板接合工程と、銅箔２４をパターニングして配線パターンを形成して配線付き積層板２５を得るパターニング工程と、配線付き積層板２５を所定形状に切り出して曲げ変形可能配線基板２を得る配線基板切り出し工程とを含む。
【００３３】
図６に示すように、板母材１８を用意する。板母材１８は、１または複数の曲げ変形可能配線基板２を構成する板状基材４を切り出し可能なサイズのプレート状に形成されている。この実施形態では、板母材１８は、２つの曲げ変形可能配線基板２を構成する板状基材４を包含する面積を有した矩形のプレート状となっている。
【００３４】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、フレキシブル基板接合工程は、絶縁性（電気絶縁性。以下も同じ）の熱可塑性樹脂フィルム２３の片面に銅箔２４（金属層）が一体化された片面銅張りフレキシブル基板２２を、板母材１８の一方の面１８ａに面接触させ、熱可塑性樹脂フィルム２３を熱溶着させて板母材１８に接合することにより行われる。
ここで片面銅張りフレキシブル基板２２としては、製造する曲げ変形可能配線基板２のフレキシブル回路基板部５に合致する平面形状に形成したものを用いる。
板母材１８への熱溶着により、熱可塑性樹脂フィルム２３は絶縁樹脂層１３となる。
【００３５】
熱可塑性樹脂フィルム２３は、フレキシブル回路基板部５の絶縁樹脂層１３を形成するものであり、その材質としては例えばポリイミド樹脂、液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂を採用できる。また、熱可塑性樹脂フィルム２３としては、基材樹脂（ポリイミド樹脂、液晶ポリマー等）より熱伝導性が高いフィラーを基材樹脂に混合したフィラー混合樹脂を使用することもできる。
【００３６】
パターニング工程では、フレキシブル基板接合工程の後、銅箔２４をパターニングして配線パターンを形成する（図５（ｃ））。
パターニングは、フォトレジストを使用したフォトリソグラフィ法、レーザ加工、イオンビーム法等の周知の種々の方法によって行うことができる。
パターニングによって形成される配線パターンは、全ての実装部７を接続する配線と、それぞれの実装部７に対応した電極部１５とを含むものである。このようなパターニングにより、所望の配線パターンを有する配線層１４を形成することで、熱可塑性樹脂フィルム２３を絶縁樹脂層１３としたフレキシブル回路基板部５が板母材１８の片面に一体化した配線付き積層板２５を作製することができる。
既述の保護樹脂層１７は、配線付き積層板２５の作製後に、フレキシブル回路基板部５の配線層１４側の面に、電極部１５及び外部回路接続端子部８を除く全体を覆うように設けられる。
【００３７】
次いで、配線基板切り出し工程を行う。
図６に示す矩形状の板母材１８から、プレス加工などによって、曲げ変形可能配線基板２を構成する板状基材４を切り出す。
切り出された板状基材４は、底板部６と側板部１２とが連結された構成となっている。
以上の工程により、板状基材４の一方の面４ａにフレキシブル回路基板部５が積層された曲げ変形可能配線基板２を得る。
【００３８】
次いで、曲げ変形可能配線基板２を用いて、発光モジュール１を製造する。
発光モジュール１の製造は、発光素子実装工程と、曲げ成形工程とによって行われる。ここでは発光素子実装工程の後に曲げ成形工程を行う場合について説明するが、これらの工程は、どちらを先に行っても良く、その順序は、製造のための装置や他の処理等の作業環境に合わせて適宜設定される。
【００３９】
図５（ｅ）に示すように、発光素子実装工程は、曲げ変形可能配線基板２に対して電子部品としての発光素子３を実装する工程である。発光素子３は、曲げ変形可能配線基板２に形成された実装部７に実装する。
発光素子３の実装にあたっては、発光素子３のリード３ａを半田付け等により電極部１５に電気的に接続する。
【００４０】
曲げ成形工程は、曲げ変形可能配線基板２を屈曲及び／又は湾曲などによって立体形状とする工程である。
図示例では、側板部１２を湾曲させて円錐台形の筒状にするとともに、連結部６ｂを屈曲させることによって、図１に示す略円錐台形の有底筒状の発光モジュール１を作製することができる。
【００４１】
曲げ成形工程の後においては、必要に応じて基板形状固定工程を行うことができる。この工程では、図１０に示すように、フレキシブル回路基板部５が設けられている表面側とは反対の裏面側に上述した形状固定用部材１１を設ける。形状固定用部材１１を設けることにより、発光モジュール１の立体形状を確実に維持することができる。
【００４２】
曲げ変形可能配線基板２の製造には、次に示す第２の製造方法をとることもできる。
以下、図７を参照して、曲げ変形可能配線基板２の第２の製造方法を説明する。以下の説明において、第１の製造方法と共通する手順についてはその説明を省略または簡略化する。
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、第２の製造方法では、フレキシブル基板部接合工程において、銅箔２４の片面に半硬化状態の熱硬化性樹脂層（熱硬化性半硬化樹脂層２８）が一体化された構成の半硬化樹脂層付き銅箔２７を、既述の板部材１８に接合して熱硬化性半硬化樹脂層２８を加熱硬化させ絶縁樹脂層１３とする。
熱硬化性半硬化樹脂層２８としては、例えば未硬化状態（半硬化状態）のエポキシ樹脂、エポキシ樹脂にガラス繊維（ガラス不織布であっても良い）を混入したいわゆるガラスエポキシ材（但しエポキシ樹脂が半硬化状態のもの）等を採用できる。
熱硬化性半硬化樹脂層２８は、板母材１８に接合し、銅箔２４を板母材１８と一体化する接着材層として機能する。このため、硬化性半硬化樹脂層２８を硬化させて絶縁樹脂層１３とすることで、絶縁樹脂層１３を介して銅箔２４が板母材１８に一体化される。
【００４３】
半硬化樹脂層付き銅箔２７としては、製造する曲げ変形可能配線基板２のフレキシブル回路基板部５に合致する平面形状のものを用いる。
半硬化樹脂層付き銅箔２７の熱硬化性半硬化樹脂層２８としては、例えば、液状の熱硬化性樹脂材料を銅箔２４片面に塗布した塗膜層、半硬化状態の熱硬化性樹脂からなる熱硬化性半硬化樹脂シートを銅箔２４片面に貼り付けたものを挙げることができる。
また、半硬化樹脂層付き銅箔２７は、熱硬化性半硬化樹脂層２８の粘着性によって板母材１８に対して熱硬化性半硬化樹脂層２８の加熱硬化が完了するまで貼り付けた状態を安定に保つことができ、板母材１８に対する位置ずれも生じにくい。このため、半硬化樹脂層付き銅箔２７を用いるフレキシブル基板部形成工程は高い作業効率を確保でき、曲げ変形可能配線基板２の生産性向上の点で好適である。
また、熱硬化性半硬化樹脂層２８としては、熱伝導性が高いフィラーを基材樹脂に混合したフィラー混合樹脂を使用することができ、これにより、フレキシブル回路基板部５に良好な熱伝導性を付与することができる。
【００４４】
フレキシブル基板部形成工程の後、パターニング工程および配線基板切り出し工程を行い、曲げ変形可能配線基板２を得る。パターニング工程および配線基板切り出し工程は第１の製造方法と同様である。
このようにして作製された曲げ変形可能配線基板２に対し、上述した第１の製造方法と同様の発光素子実装工程と、曲げ成形工程とを行うことによって、図１に示す略円錐台形の有底筒状の発光モジュール１を作製することができる。発光素子実装工程と曲げ成形工程の順序は、製造のための装置や他の処理等の作業環境に合わせて適宜設定される。
【００４５】
図８に示すように、本発明に係る曲げ変形可能配線基板の製造方法は、第２の製造方法のフレキシブル基板部形成工程を、銅箔２４及び板母材１８とは別体の熱硬化性半硬化樹脂シート２９を用いて行う構成に変更したものも含む。
熱硬化性半硬化樹脂シート２９は、半硬化状態の熱硬化性樹脂からなるシート状の部材である。この熱硬化性半硬化樹脂シート２９の形成材料としては、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ材（但しエポキシ樹脂が半硬化状態のもの）等を採用できる。
フレキシブル基板部形成工程は、銅箔２４と板母材１８との間に前記熱硬化性半硬化樹脂シート２９を介挿し、この熱硬化性半硬化樹脂シート２９を介して銅箔２４を板母材１８に貼り合わせた後、熱硬化性半硬化樹脂シート２９を加熱、硬化させて絶縁樹脂層１３とすることで、銅箔２４を板母材１８に一体化する。
この熱硬化性半硬化樹脂シート２９を用いるフレキシブル基板部形成工程の場合、熱硬化性半硬化樹脂シート２９の粘着性によって銅箔２４を板母材１８に貼り付けた状態の安定維持、板母材１８に対する位置ずれ防止を実現できる。
本明細書において、この製造方法は第２の製造方法の変形例として扱う。
【００４６】
図９は、本発明における第３の実施形態の製造方法を示す。
この第３の製造方法は、樹脂フィルム３１の片面あるいは両面に銅箔２４が一体化された銅張りフレキシブル基板（図示例では両面銅張りフレキシブル基板３２）を接着剤３３を用いて既述の板母材１８に接着、一体化する基板接着工程（図９（ａ）、（ｂ）参照）と、パターニング工程（図９（ｃ）参照）と、配線基板切り出し工程とを含む。
この第３の製造方法は、フレキシブル基板部接合工程にかえて基板接着工程を具備する点が第１の製造方法と異なる。基板接着工程から後の工程は第１の製造方法と同様である。
【００４７】
図９（ａ）、（ｂ）に示すように基板接着工程では、銅箔２４が樹脂フィルム３１の両面に一体化された両面銅張りフレキシブル基板３２を板母材１８に接着剤３３を介して接着する。接着剤としては、エポキシ系接着剤等を用いることができる。
銅張りフレキシブル基板３２の樹脂フィルム３１としては、熱伝導性が高いフィラーを基材樹脂に混合したフィラー混合樹脂、液晶ポリマーなどを使用することができ、これにより、フレキシブル回路基板部５に良好な熱伝導性を付与することができる。
【００４８】
曲げ変形可能配線基板２に対し、上述した実施形態と同様の発光素子実装工程及び曲げ成形工程を行うことで、図１に示す立体形状の発光モジュール１を作製することができる。その後、必要に応じて基板形状固定工程を行うことで、発光モジュール１の立体形状を確実に維持することができる。
【００４９】
既述の第３の製造方法や、配線層を形成済みのフレキシブル回路基板を用いる製造方法では、銅張りフレキシブル基板あるいはフレキシブル回路基板を、接着剤を用いて板母材に接着固定する構成となっているが、第１、第２の製造方法（第２の製造方法の変形例を含む）は接着剤を使用せず、絶縁樹脂層１３を形成するための樹脂自体を板母材に直接被着させて絶縁樹脂層１３を形成することで、絶縁樹脂層１３と銅箔２４とを板母材１８に一体化できる。
したがって、フレキシブル回路基板部５の絶縁樹脂層１３と板状基材４との間に、接着固定のための接着剤層が別途介在せず、絶縁樹脂層１３が板状基材４に直接被着一体化した構造が得られる。このため、フレキシブル回路基板部と板状基材４との接着固定のための接着剤層が別途存在する場合に比べて高い放熱性（板状基材への放熱性）を確保できるという利点がある。
【００５０】
曲げ変形可能配線基板２は、塑性変形可能な板状基材４を用いるので、設計の自由度が高く、様々な形状の発光モジュールを簡単に得ることができる。板状基材４は塑性変形可能であるため、立体形状を安定に保持できる。
また、曲げ成形される前の板状基材４にフレキシブル回路基板部５が積層されるので、発光素子３や半田付け部に損傷が及ぶことはない。また、板状基材４に対するフレキシブル回路基板部５の浮き上がりが生じにくい。
このため、板状基材４とフレキシブル回路基板部５との密着性を確保できる。よって、フレキシブル回路基板部５から板状基材４への伝熱効率を高め、ＬＥＤ等を実装した場合に要求される放熱性を良好かつ確実に確保できる。また、フレキシブル回路基板部５の剥離、脱落を防ぐことができる。
また、曲げ成形前の板状基材４にフレキシブル回路基板部５が積層されるため、複雑な立体形状の基材にＦＰＣが貼り付けられる従来品に比べ、フレキシブル回路基板部５を容易に板状基材４に隙間なく積層させることができる。よって、製造が容易となり、コスト低減が可能となる。
【００５１】
曲げ変形可能配線基板２は、塑性変形可能な板状基材４を用いるので、それ自体で立体形状を維持できる構成とすることができる。
すなわち、自立的に（すなわち他の支持部材に過度に依存せずに）立体形状にできるため、構造を簡略化できる。よって、製造を容易とし、しかもコストを抑えることができる。さらには、曲げ変形可能配線基板２の耐久性を高めることができる。
【００５２】
また、上記曲げ変形可能配線基板２の製造方法では、曲げ成形される前の板状基材４にフレキシブル回路基板部５が積層されるので、立体形状の基材にＦＰＣを貼り付ける従来方法に比べ、板状基材４に対するフレキシブル回路基板部５の位置決めの精度を高めることができる。
よって、フレキシブル回路基板部５の位置ずれによって、発光素子３や半田付け部が板状基材４の折り曲げ位置に至るのを防ぎ、発光素子３や半田付け部に損傷が及ぶのを防止できる。
【００５３】
図１１は、第２実施形態の発光モジュール３１の断面図である。
発光モジュール３１は、曲げ変形可能配線基板２の全体が、フレキシブル回路基板部５側が内側となる略円錐台形の有底筒状とされている点で、第１実施形態の発光モジュール１と異なる。
この発光モジュール３１では、発光素子３は曲げ変形可能配線基板２の内面側に設けられている。
図１２に示すように、曲げ変形可能配線基板２は、曲げ変形可能配線基板２の外面側の形状固定用部材１１によって形状が固定してもよい。
【００５４】
図１３〜図１５は、第３実施形態の発光モジュール４１を示すものである。
図１３は発光モジュール４１の斜視図である。図１４は発光モジュール４１の断面図である。図１５は、発光モジュール４１の要部を拡大した断面図である。
板状基材４は、フレキシブル回路基板部５が形成された一方の面４ａが外面側（外周側）となるように複数の折り曲げ部１０において折り曲げられ、折り曲げ部１０の形成方向に平行な軸線を中心とする樋状（図示例では断面Ｃ形の樋状）となっている。
図示例の曲げ変形可能配線基板４２は、細長板状の基材板片部４３と同形状のフレキシブル回路基板部５とからなる細長板状の板状部４４が１２枚組み合わされて全体が樋状となっている。
【００５５】
図１６および図１７は、第５実施形態の発光モジュール５１を示すものである。
図１６は曲げ変形可能配線基板５２の斜視図である。図１７発光モジュール５１の斜視図である。
図１６に示すように、曲げ変形可能配線基板５２は、細長板状に形成されている。
図１７に示すように、発光モジュール５１は、曲げ変形可能配線基板５２を、フレキシブル回路基板部５が形成された一方の面４ａが外面側（外周側）となるように螺旋状に形成することによって、一定径の円筒状となっている。
フレキシブル回路基板部５の２箇所には、外部回路接続端子部８が形成され、配線層１４の配線パターンは、外部回路接続端子部８に給電用外部回路の給電線９（図１参照）を接続することにより全ての実装部７に対して給電することができるように形成されている。
【００５６】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されない。
発光モジュールの形状は上述した実施形態のものに限定されず適宜変更可能である。
本発明に係る発光モジュールは、曲げ変形可能配線基板の曲げ成形によって多種多様な形状を実現できる。例えば凹形板状の曲げ変形可能配線基板および発光モジュールとしては、断面Ｃ形のものに限定されず、例えば断面く字形のもの、断面コ字形のもの等であっても良い。
曲げ変形可能配線基板に実装する電子部品としては、ＬＥＤ等の発光素子に限定されない。ＬＥＤ以外の発光素子、例えばＬＤ（半導体レーザ素子。LD:Laser Diode）等も採用できる。また、電子部品は、発光素子に加え、発光素子の点滅等の駆動制御用のＩＣチップなどを設けてもよい。
また、発光素子として紫外光あるいは赤外光を出力するものを採用することも可能であり、この場合は、光硬化性樹脂材料等の光応答性材料への光照射用装置の光源、食品、医療用殺菌装置の光源、医療用レーザ照射装置のレーザ光源等にも幅広く利用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１、３１、４１、５１・・・発光モジュール、２、４２、５２・・・曲げ変形可能配線基板、３・・・発光素子（電子部品）、４・・・板状基材、５・・・フレキシブル回路基板部、１０・・・折り曲げ部、１１・・・形状固定用部材、１３・・・絶縁樹脂層、１４・・・配線層、１５・・・電極部、６ｄ、１２ｅ・・・係合用突片、１２ｆ、１２ｇ・・・係止部、２２・・・片面銅張りフレキシブル基板、２３・・・可塑性樹脂フィルム、２４・・・銅箔、２５・・・配線付き積層板、２７・・・半硬化樹脂層付き銅箔、２８・・・熱硬化性半硬化樹脂層、２９・・・熱硬化性半硬化樹脂層、３１・・・樹脂フィルム、３２・・・銅張りフレキシブル基板、３３・・・接着剤。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置、文字や画像等を表示するための表示装置などに光源装置として設けて用いることができる発光モジュール及びその製造方法、発光モジュールの製造に用いることが可能な曲げ変形可能配線基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、文字や画像等を表示するための表示装置、照明装置などにあっては、高効率、長寿命の光源としてＬＥＤ（発光ダイオード。ＬＥＤ：Light Emitting Diode）の使用が急速に普及しつつある。
光源としてＬＥＤを使用した照明装置、表示装置は、例えば、１又は複数のＬＥＤをリジッドのプリント配線板に実装したＬＥＤ付き基板のＬＥＤ実装面側を光透過カバーで覆っただけの単純な構造とすることが可能であり、白熱電球や蛍光灯を光源として使用した場合に比べて構造の単純化、小型化を容易に実現できる。
【０００３】
また、例えば特許文献１のように、一般的な白熱電球用のＥ形口金と一体化した傘形の外殻部材にＬＥＤ付き基板を取り付けた構成の光源装置や、ＬＥＤ付き基板を覆う球状のカバー（以下、バルブとも言う）を設けた構成の光源装置（以下、電球形ＬＥＤ光源装置とも言う）、シリカ粒子等の光拡散材を混入（あるいは光拡散膜を形成）したプラスチック製の筒状カバー内に、ＬＥＤを複数実装した細長板状のプリント配線板を収納した構成の外観細長のもの（以下、細長形ＬＥＤ光源装置とも言う）も製品化されている。
上述の電球形ＬＥＤ光源装置は、周知の白熱電球のようにバルブ内にガスを封入しておく必要が無くバルブの密閉性が要求されない、ガラス製のバルブでなくプラスチック製のものを使用できるなど、白熱電球に比べて製造が容易であり、しかも発光効率も優れている。
細長形ＬＥＤ光源装置は、規格品の直管形蛍光灯と同じ長さを有し、その長手方向両端に直管形蛍光灯と同じ口金を備えたものが多く提供されている。この細長形ＬＥＤ光源装置は、周知の蛍光灯に比べて、ガス封入が不要であるため製造が容易、蛍光灯の点灯に必要とされるスタータ装置や安定器等の専用機器を必要としないといった利点がある。
【０００４】
しかしながら、周知のようにＬＥＤは高指向性の点状光源である。このため、例えば室内照明用の照明装置のように、広範囲に光を放射することが要求される照明装置にあっては、シリカ粒子等の光拡散材を混入（あるいは光拡散膜を形成）した光透過カバーによってＬＥＤの出力光の拡散を図っているものの、ＬＥＤからの出射光の出射方向はかなり狭い範囲に限定されているため、カバーから外側への放射光の均等化が容易で無く、明るさのばらつきが生じやすいのが実情である。このことは、既述の電球形や細長形のＬＥＤ光源装置についても同様である。
また、この問題に鑑みて、例えば、照明装置の光透過カバーや、ＬＥＤ光源装置のカバー（電球形光源装置のバルブ、細長形光源装置の筒状カバー）に形成した凹凸によって、カバー内側にてＬＥＤの出射光を複雑に反射させて拡散させる拡散構造を採用することも考えられるが、カバー内側での反射によってカバーから外側へ放射されない光が増大して発光効率の低下を招くといった問題もある。
【０００５】
また、ＬＥＤを光源とする照明装置や表示装置としては、例えばＬ字板状、コ字板状等の屈曲板状や、断面三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形筒状など、多種多様な形状の製品の開発も期待されている。
上述の屈曲板状や多角形筒状の装置形状を実現するには、通常、ＬＥＤを実装したリジッドのプリント配線板を複数枚使用して照明装置や表示装置といった装置を組み立てることとなる（例えば特許文献２）。
しかしながら、このようにＬＥＤ付き基板を複数枚使用する装置は、各ＬＥＤ付き基板を所定向きに固定するための固定用部品もＬＥＤ付き基板の数に応じて必要になるなど、部品点数の増大により組み立てに手間が掛かるといった問題がある。また、使用するＬＥＤ付き基板の数が多いと、各ＬＥＤ付き基板への給電用の結線が複雑になり結線作業にも手間が掛かる上、ＬＥＤ付き基板のプリント配線板の回路配線に電気的に接続した給電線が装置全体の組み立て作業の障害になりやすい、装置内に給電線の配線用スペースを確保する必要が生じることがあり、場合によっては装置のサイズや製品デザインに影響を与える、といった問題も発生する。
【０００６】
これに鑑みて、例えば特許文献３、４のように、ＬＥＤを実装したフレキシブルプリント配線板（以下、ＦＰＣとも言う）を、予め所望形状に形成した部材に貼り付けて組み立てられる照明装置も提案されている。特許文献３に開示される照明装置は、その図１等を参照して判るように、一般的な白色電球用のソケットに装着可能な口金９が固着された取付ベース８から該取付ベース８に固定された外観球状の透明又は半透明のキャップ１２内に突出された柱状のコア５を有し、図２に示すように展開したときに平面となる放射状（図２では十字状）に形成したＦＰＣを前記コア５の先端部を覆うように接着したものである。また、特許文献３の図５〜図７には、展開したときに平面となる放射状のＦＰＣにＬＥＤを実装したものを反射器２５の筒部２６の内面に接着した照明装置が開示されている。
特許文献４には傘型のハウジング４の内面にＬＥＤを実装したＦＰＣを貼り付けた構成の照明装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−３２４６６号公報
【特許文献２】特開２００２−１８４２０７号公報
【特許文献３】特開２００６−２４４７２５号公報
【特許文献４】特開２００２−８３５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３、４のように、ＬＥＤを実装したＦＰＣを予め所望形状に形成した部材に貼り付ける構成では、貼り付け作業の効率が悪く、貼り付け作業においてＦＰＣが不用意に曲がってＬＥＤや半田付け部を傷めるといった不都合が生じやすいといった問題がある。すなわち、ＦＰＣは柔軟性が高いため、これを貼り付ける対象の部材（以下、貼り付け用基材とも言う）の形状に良く追従するものの、貼り付け作業において自由に曲がってしまうため、ＬＥＤや半田付け部を傷めやすい。
【０００９】
また、ＦＰＣを予め所望形状に形成した貼り付け用基材に固定する手段として接着剤による接着固定を採用する場合は、接着剤が硬化するまでＦＰＣを貼り付け用基材から浮き上がらないように押さえ付けておく必要がある。しかしながら、この際、ＦＰＣに実装されているＬＥＤや、ＦＰＣの配線を傷めないようにＦＰＣを均等に押さえ付けることは困難である。
例えばＬＥＤや配線が無い部位を選択して押さえ付けを行った場合は、ＦＰＣに貼り付け用基材に対する浮き上がり箇所が生じやすいため、接着固定が不充分になって剥がれやすくなったり、アルミニウム等の放熱性の高い前記貼り付け用基材への貼り付けによる放熱性も期待できなくなる。接着剤を用いた固定にかえて例えばＦＣＰの外周の複数箇所を前記貼り付け用基材に突設したフック部等によって機械的に押さえ付ける構成も採り得るが、ＦＰＣ全体を前記貼り付け用基材に浮き上がり部が生じないように取り付けることは困難である。
【００１０】
また、特許文献３、４のような構成では、ＦＰＣを貼り付ける貼り付け用基材の形状でＦＰＣの形状が決まるため、複雑な形状の照明装置を作製する場合、複雑な形状の貼り付け用基材を必要とする。このため、貼り付け用基材の形状によっては、複数部材で構成した貼り付け用基材が必要となって組み立ての手間の増大やコストアップを招く可能性があり、また、このような貼り付け用基材に対するＦＰＣの貼り付け作業にも手間が掛かることになる。
【００１１】
本発明は、前記課題に鑑みて、曲げによって簡単に立体形状とすることができ、しかも放熱性を良好かつ確実に確保できる曲げ変形可能配線基板、発光モジュール、発光モジュールの製造方法、曲げ変形可能配線基板の製造方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明では以下の構成を提供する。
本発明の曲げ変形可能配線基板は、電気絶縁性の絶縁樹脂層と配線層とを有するフレキシブル回路基板部が塑性変形可能な板状基材の片面を覆うように積層され、前記フレキシブル回路基板部の互いに離隔した複数箇所に電子部品を実装するための電極部が設けられている曲げ変形可能配線基板である。
前記フレキシブル回路基板部の絶縁樹脂層の形成樹脂としては、基材樹脂に該基材樹脂よりも熱伝導率が高いフィラーを混入したフィラー混入樹脂、あるいは液晶ポリマーが好ましい。
板状基材は、アルミニウム板又は銅板、あるいは基材樹脂に該基材樹脂よりも熱伝導率が高いフィラーを混入したフィラー混入樹脂、あるいは液晶ポリマーからなることが好ましい。
本発明の曲げ変形可能配線基板は、板状基材に、その屈曲及び／又は湾曲によって互いに隣接するように配置される部分同士を連結するために、該部分の一方に係合用突片が突設され、前記部分の他方に前記係合用突片を係止する係止部が形成されている構成とすることができる。
【００１３】
本発明の発光モジュールは、前記曲げ変形可能配線基板の複数箇所に発光素子が実装されている発光モジュールである。
本発明の発光モジュールは、曲げ変形可能配線基板に屈曲部及び／又は湾曲部が形成され、前記曲げ変形可能配線基板の屈曲部又は湾曲部を介して互いに離隔する箇所あるいは前記湾曲部の互いに離隔する複数箇所に発光素子が実装されていることが好ましい。
前記板状基材の裏面側には曲げ変形可能配線基板の形状固定用の部材が設けられていることが好ましい。
前記曲げ変形可能配線基板は、曲げ成形されて筒状あるいは樋状とされた部分を有することが好ましい。
【００１４】
本発明の発光モジュールの製造方法は、前記曲げ変形可能配線基板の前記フレキシブル回路基板部の複数箇所に発光素子を実装する発光素子実装工程と、前記曲げ変形可能配線基板を曲げて立体形状とする曲げ成形工程とを具備する。
本発明の発光モジュールの製造方法は、さらに、前記板状基材の裏面側に前記曲げ変形可能配線基板の形状固定用部材を設けて、前記曲げ変形可能配線基板の形状を固定する基板形状固定工程を具備していてもよい。
【００１５】
本発明の曲げ変形可能配線基板の製造方法は、前記板状基材母材の片面に、熱可塑性樹脂フィルムの片面側のみに銅箔が一体化された片面銅張りフレキシブル基板をその前記熱可塑性樹脂フィルムを熱溶着して接合するフレキシブル基板接合工程と、このフレキシブル基板接合工程の後、前記銅箔をパターニングして前記電極部を含む配線パターンを形成するパターニング工程とを具備する。
本発明の曲げ変形可能配線基板の製造方法は、銅箔の片面に形成された半硬化状態の硬化性樹脂層である硬化性半硬化樹脂層、あるいは半硬化状態の硬化性樹脂によって前記銅箔及び前記板状基材母材とは別体に形成されたシートである硬化性半硬化樹脂シートを、前記銅箔と前記板状基材母材との間に挟み込んだ状態で加熱、硬化して硬化性樹脂層を形成し前記銅箔を前記板状基材母材に一体化するフレキシブル基板形成工程と、このフレキシブル基板形成工程の後、前記銅箔をパターニングして前記電極部を含む配線パターンを形成するパターニング工程とを具備する方法であってもよい。
本発明の曲げ変形可能配線基板の製造方法は、樹脂フィルムの片面側あるいは両面に銅箔が一体化された銅張りフレキシブル基板を、前記板状基材の片面に接着剤を用いて接着する基板接着工程と、この基板接着工程の後、前記銅張りフレキシブル基板の前記フィルムを介して前記板状基材とは反対側に位置する銅箔をパターニングして前記電極部を含む配線パターンを形成するパターニング工程とを具備する方法であってもよい。
【００１６】
本発明の曲げ変形可能配線基板の製造方法は、 前記パターニング工程までの工程を、１または複数枚の前記板状基材を切り出し可能なサイズのプレート状の板状基材母材について行い、前記パターニング工程の後、前記板状基材母材の片面に前記フレキシブル回路基板部が一体化された構成の配線付き積層板を切断して前記曲げ変形可能配線基板を得る配線基板切り出し工程を行う方法であってもよい。
片面銅張り基板の熱可塑性樹脂フィルムの形成樹脂、前記硬化性半硬化樹脂層あるいは硬化性半硬化樹脂シートの形成樹脂、前記銅張り基板の樹脂フィルムの形成樹脂としては、基材樹脂に該基材樹脂よりも熱伝導率が高いフィラーを混入したフィラー混入樹脂、あるいは液晶ポリマーであってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、塑性変形可能な板状基材を用いるので、様々な形状の発光モジュールを簡単に得ることができる。板状基材は塑性変形可能であるため、立体形状を安定に保持できる。
また、曲げ成形される前の板状基材にフレキシブル回路基板部が積層されるので、発光素子や半田付け部に損傷が及ぶことはない。
さらに、板状基材とフレキシブル回路基板部との密着性を良好に確保できるため、ＬＥＤ等を実装した場合に要求される放熱性を良好かつ確実に確保できる。
また、曲げ変形可能配線基板は、充分な剛性を有する板状基材を使用することによって、それ自体で立体形状を維持できる構成とすることができる。
すなわち、自立的に（すなわち他の支持部材に過度に依存せずに）立体形状にできるため、構造を簡略化できる。よって、製造を容易とし、しかもコストを抑えることができる。さらには、曲げ変形可能配線基板の耐久性を高めることができる。
【００１８】
また、本発明の製造方法によれば、曲げ成形される前の板状基材にフレキシブル回路基板部が積層されるので、立体形状の基材にＦＰＣを貼り付ける従来方法に比べ、板状基材に対するフレキシブル回路基板部の位置決めの精度を高めることができる。
よって、フレキシブル回路基板部の位置ずれによって、電子部品や半田付け部が板状基材の折り曲げ位置に至るのを防ぎ、これらに損傷が及ぶのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態の発光モジュールの全体斜視図である。
【図２】図１の発光モジュールの断面図である。
【図３】図１の発光モジュールの拡大部分断面図である。
【図４】図１の発光モジュールの拡大部分断面図である。
【図５】曲げ変形可能配線基板の第１の製造方法を示す工程図である。
【図６】曲げ変形可能配線基板の製造に用いられる板母材の平面図である。
【図７】曲げ変形可能配線基板の第２の製造方法を示す工程図である。
【図８】曲げ変形可能配線基板の第２の製造方法の変形例を説明する図であって、銅箔及び板母材とは別体の熱硬化性半硬化樹脂シートを用いて銅箔を板母材に一体化するフレキシブル基板部形成工程を示す断面図である。
【図９】曲げ変形可能配線基板の第３の製造方法を示す工程図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の発光モジュールの変形例の断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の発光モジュールの断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の発光モジュールの変形例の断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態の発光モジュールの断面図である。
【図１４】図１３の発光モジュールの断面図である。
【図１５】図１３の発光モジュールの拡大部分断面図である。
【図１６】本発明の第４実施形態の発光モジュールの曲げ変形可能配線基板の斜視図である。
【図１７】本発明の第４実施形態の発光モジュールの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に係る曲げ変形可能配線基板を用いた発光モジュールについて図面を参照して説明する。
図１は第１実施形態の発光モジュール１を示す斜視図である。図２は発光モジュール１の断面図である。図３は発光モジュール１の要部を拡大した断面図である。
図１に示すように、発光モジュール１は、曲げ変形可能配線基板２に、電子部品としてＬＥＤ等の発光素子３が実装され、曲げ変形可能配線基板２が立体形状に曲げ成形されたものである。
【００２１】
図２および図３に示すように、曲げ変形可能配線基板２は、フレキシブル回路基板部５が板状基材４の一方の面４ａ（片面）を覆うように積層されて構成されている。
板状基材４としては、アルミニウム板、銅板等の金属板を用いることができる。そのほか、基材樹脂より熱伝導率が高いフィラーを基材樹脂に混入したフィラー混入樹脂、液晶ポリマー等からなる樹脂板を用いることもできる。
基材樹脂としては、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などがあり、フィラーとしては、高熱伝導セラミック（Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣなど）などからなるものを使用できる。
前記金属や前記樹脂を板状基材４の構成材料として用いることにより、発光素子３が発する熱を効率良く放熱できるため、発光モジュール１の放熱性を向上させることができる。
【００２２】
図１に示すように、板状基材４は、塑性的に曲げ変形可能とされている。
図示例では、円形（または略円形）の底板部６と、その周縁部６ａから径が大きくなりつつ延出する筒状の側板部１２とからなる略円錐台形の有底筒状に形成されている。
側板部１２は、フレキシブル回路基板部５が形成された一方の面４ａが外面側（外周側）となるように塑性的に曲げ変形されることにより、断面が円形（または略円形）となるよう湾曲している。
側板部１２は、底板部６の中心を通り、底板部６に垂直な線を軸線とする円錐台形となっている。
底板部６は平板状に形成されている。底板部６は、周方向の一部である連結部６ｂにおいて側板部１２の内縁部１２ａに連結されている。
なお、図示例の曲げ変形可能配線基板２では、側板部１２が湾曲して形成されているが、曲げ変形可能配線基板２は、全体が湾曲可能な構成に限らず、一部または全部が屈曲及び／又は湾曲が可能な構成とすることができる。
【００２３】
フレキシブル回路基板部５は、底板部６の外面６ｃおよび側板部１２の外面１２ｂに、全面にわたって設けられている。外面６ｃおよび外面１２ｂは板状基材４の一方の面４ａである。
なお、図示例のフレキシブル回路基板部５は、底板部６および側板部１２に形成されているが、側板部１２にのみ形成されていてもよい。
曲げ変形可能配線基板２の形状は、円錐台形の有底筒状に限らず、他の形状の筒状や、樋状等としてもよい。図示例の曲げ変形可能配線基板２は、一部のみ（側板部１２のみ）が円錐台形に湾曲した立体形状であるが、全体が湾曲した形状であってもよい。
【００２４】
図３に示すように、フレキシブル回路基板部５は、電気絶縁性の絶縁樹脂層１３の一方の面１３ａ（片面）に、配線パターンを形成する配線層１４が積層された構成になっている。
絶縁樹脂層１３の、配線層１４が形成された面とは反対側の面１３ｂ（他方の面）は、板状基材４の一方の面４ａに積層されている。
図示例の発光モジュール１では、フレキシブル回路基板部５の外面（板状基材４とは反対側の面）には保護樹脂層１７（図示例では具体的にはソルダーレジスト）が設けられている。
【００２５】
配線層１４が形成する配線パターンは、電子部品（発光素子３）を実装するための複数の実装部７を有している。配線層１４には発光素子３を実装するための電極部１５がそれぞれの実装部７に対応して形成されている。
電極部１５は、フレキシブル回路基板部５の互いに離隔した複数箇所に形成されている。
フレキシブル回路基板部５の複数箇所には、外部回路接続端子部８が形成されている。図示例では、側板部１２の２箇所にそれぞれ外部回路接続端子部８が形成されている。
配線層１４の配線パターンは、全ての実装部７と外部回路接続端子部８とを接続するように形成されており、外部回路接続端子部８に給電用外部回路の給電線９（図１参照）を接続することにより全ての実装部７に対して給電することができる。
【００２６】
これにより、実装部７に実装された全ての電子部品（ここでは発光素子３）に対して電力を供給することができる。この構造では、複数の電子部品に給電するための給電用外部回路を単純化することができる。また、全ての電子部品と給電用外部回路を電気的に接続する作業を省力化することができる。
実装部７に配置された発光素子３はリード３ａが電極部１５に半田（図示略）などによって接続されることにより実装部７に実装される。
配線層１４は、電極部１５及び外部回路接続端子部８を避けてフレキシブル回路基板部５の外面側（板状基材４とは反対側）全体に積層された保護樹脂層１７によって覆われており、配線層１４の電気的絶縁及び水滴付着が防止されている。
保護樹脂層１７はここでは具体的には液状樹脂材料の塗膜からなるソルダーレジストであるが、これに限定されず、電気絶縁性の樹脂製保護フィルム等であっても良い。
【００２７】
絶縁樹脂層１３の形成樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等を使用できる。熱可塑性樹脂としてはポリイミド樹脂などを使用でき、熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂、いわゆるガラスエポキシ材（エポキシ樹脂にガラス繊維（例えばガラス不織布）を混入したもの）などを使用できる。
また、絶縁樹脂層１３の形成樹脂としては、基材樹脂に該基材樹脂よりも熱伝導率が高いフィラーを混入したフィラー混入樹脂、あるいは液晶ポリマー等を用いることができる。また、高熱伝導性樹脂も使用できる。
基材樹脂としては、前記熱可塑性樹脂（ポリイミド樹脂等）、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂等）などがあり、フィラーとしては、高熱伝導セラミック（Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣなど）などからなるものを使用できる。
これらの材料（フィラー混入樹脂、液晶ポリマーなど）を用いることにより、フレキシブル回路基板部５に熱伝導性を付与することができ、発光素子３が発する熱を板状基材４に効率良く伝達し放熱効果を高めることができる。
【００２８】
発光素子３としては、ここではＬＥＤを採用している。発光素子３は、底板部６および側板部１２のフレキシブル回路基板部５の外面側に実装されている。
図示例では、側板部１２に設けられた複数の発光素子３は、周方向に沿って２列に配列されている。１つの列内の隣り合う発光素子３、３は、周方向に互いに離隔して形成されている。
【００２９】
板状基材４は、屈曲及び／又は湾曲によって互いに隣接するように配置される部分同士を連結するために、該部分の一方に係合用突片が突設され、前記部分の他方に前記係合用突片を係止する係止部が形成されていることが好ましい。
図１および図４（ａ）に示すように、側板部１２を湾曲させることによって互いに隣接するようになった側板部１２の両端縁部１２ｃ、１２ｄのうち一方の端縁部１２ｃには係合用突片１２ｅが形成され、他方の端縁部１２ｄには、係合用突片１２ｅが挿通して係止する孔部である係止部１２ｆが形成されており、係合用突片１２ｅが係止部１２ｆに係止することによって両端縁部１２ｃ、１２ｄ同士が連結可能となっている。
また、底板部６の周縁部６ａと、側板部１２の内縁部１２ａとは、側板部１２を湾曲させることによって互いに隣接するようになっており、底板部６の周縁部６ａには係合用突片６ｄが形成され、側板部１２の内縁部１２ａには、係合用突片６ｄが挿通して係止する孔部である係止部１２ｇが形成されており、係合用突片６ｄが係止部１２ｇに係止することによって、底板部６の周縁部６ａと、側板部１２の内縁部１２ａとが連結可能となっている。
【００３０】
図１０に示すように、板状基材４の他方の面４ｂ（裏面）には、屈曲及び／又は湾曲させた状態の曲げ変形可能配線基板２の形状を固定するための形状固定用部材１１を設けてもよい。
形状固定用部材１１は、曲げ変形可能配線基板２の裏面側の全体に設けても良いが、屈曲及び／又は湾曲によって互いに隣接するように配置された部分にのみ設けてもよい。図示例では、底板部６と側板部１２とが互いに隣接する部分、すなわち側板部１２の内縁部１２ａを含む環状部分と、底板部６の周縁部６ａを含む環状部分とを覆うように形状固定用部材１１を形成することができる。
形状固定用部材１１は、半硬化状態の熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂等）、湿気硬化樹脂、紫外線硬化樹脂等の硬化性樹脂を必要箇所に塗布し、塗布の後に、樹脂を硬化させることにより形成することができる。
形状固定用部材１１を設けることにより、曲げ変形可能配線基板２の立体形状を確実に維持することが可能となる。
形状固定用部材は、これに限らず、接着剤を用いた接着固定、溶接固定、組み付け等によって必要箇所に設けられた板材（樹脂板や金属板等）であってもよい。
【００３１】
発光モジュール１は、光透過性の筒状カバー等の内部に配置することにより、蛍光灯やネオン灯と同様に、例えば室内照明機器、屋外照明機器、広告用ライトパネル等の光源として用いることができる。また、そのまま照明機器として使用することもできる。
【００３２】
次に、図５および図６を参照して曲げ変形可能配線基板２の第１の製造方法を説明する。
本製造方法は、金属板（アルミニウム板、銅板等）、樹脂板（フィラー混入樹脂、液晶ポリマー等）などの平板状の板母材１８（板状基材母材）の片面に対し、片面銅張りフレキシブル基板２２を接合するフレキシブル基板接合工程と、銅箔２４をパターニングして配線パターンを形成して配線付き積層板２５を得るパターニング工程と、配線付き積層板２５を所定形状に切り出して曲げ変形可能配線基板２を得る配線基板切り出し工程とを含む。
【００３３】
図６に示すように、板母材１８を用意する。板母材１８は、１または複数の曲げ変形可能配線基板２を構成する板状基材４を切り出し可能なサイズのプレート状に形成されている。この実施形態では、板母材１８は、２つの曲げ変形可能配線基板２を構成する板状基材４を包含する面積を有した矩形のプレート状となっている。
【００３４】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、フレキシブル基板接合工程は、絶縁性（電気絶縁性。以下も同じ）の熱可塑性樹脂フィルム２３の片面に銅箔２４（金属層）が一体化された片面銅張りフレキシブル基板２２を、板母材１８の一方の面１８ａに面接触させ、熱可塑性樹脂フィルム２３を熱溶着させて板母材１８に接合することにより行われる。
ここで片面銅張りフレキシブル基板２２としては、製造する曲げ変形可能配線基板２のフレキシブル回路基板部５に合致する平面形状に形成したものを用いる。
板母材１８への熱溶着により、熱可塑性樹脂フィルム２３は絶縁樹脂層１３となる。
【００３５】
熱可塑性樹脂フィルム２３は、フレキシブル回路基板部５の絶縁樹脂層１３を形成するものであり、その材質としては例えばポリイミド樹脂、液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂を採用できる。また、熱可塑性樹脂フィルム２３としては、基材樹脂（ポリイミド樹脂、液晶ポリマー等）より熱伝導性が高いフィラーを基材樹脂に混合したフィラー混合樹脂を使用することもできる。
【００３６】
パターニング工程では、フレキシブル基板接合工程の後、銅箔２４をパターニングして配線パターンを形成する（図５（ｃ））。
パターニングは、フォトレジストを使用したフォトリソグラフィ法、レーザ加工、イオンビーム法等の周知の種々の方法によって行うことができる。
パターニングによって形成される配線パターンは、全ての実装部７を接続する配線と、それぞれの実装部７に対応した電極部１５とを含むものである。このようなパターニングにより、所望の配線パターンを有する配線層１４を形成することで、熱可塑性樹脂フィルム２３を絶縁樹脂層１３としたフレキシブル回路基板部５が板母材１８の片面に一体化した配線付き積層板２５を作製することができる。
既述の保護樹脂層１７は、配線付き積層板２５の作製後に、フレキシブル回路基板部５の配線層１４側の面に、電極部１５及び外部回路接続端子部８を除く全体を覆うように設けられる。
【００３７】
次いで、配線基板切り出し工程を行う。
図６に示す矩形状の板母材１８から、プレス加工などによって、曲げ変形可能配線基板２を構成する板状基材４を切り出す。
切り出された板状基材４は、底板部６と側板部１２とが連結された構成となっている。
以上の工程により、板状基材４の一方の面４ａにフレキシブル回路基板部５が積層された曲げ変形可能配線基板２を得る。
【００３８】
次いで、曲げ変形可能配線基板２を用いて、発光モジュール１を製造する。
発光モジュール１の製造は、発光素子実装工程と、曲げ成形工程とによって行われる。ここでは発光素子実装工程の後に曲げ成形工程を行う場合について説明するが、これらの工程は、どちらを先に行っても良く、その順序は、製造のための装置や他の処理等の作業環境に合わせて適宜設定される。
【００３９】
図５（ｅ）に示すように、発光素子実装工程は、曲げ変形可能配線基板２に対して電子部品としての発光素子３を実装する工程である。発光素子３は、曲げ変形可能配線基板２に形成された実装部７に実装する。
発光素子３の実装にあたっては、発光素子３のリード３ａを半田付け等により電極部１５に電気的に接続する。
【００４０】
曲げ成形工程は、曲げ変形可能配線基板２を屈曲及び／又は湾曲などによって立体形状とする工程である。
図示例では、側板部１２を湾曲させて円錐台形の筒状にするとともに、連結部６ｂを屈曲させることによって、図１に示す略円錐台形の有底筒状の発光モジュール１を作製することができる。
【００４１】
曲げ成形工程の後においては、必要に応じて基板形状固定工程を行うことができる。この工程では、図１０に示すように、フレキシブル回路基板部５が設けられている表面側とは反対の裏面側に上述した形状固定用部材１１を設ける。形状固定用部材１１を設けることにより、発光モジュール１の立体形状を確実に維持することができる。
【００４２】
曲げ変形可能配線基板２の製造には、次に示す第２の製造方法をとることもできる。
以下、図７を参照して、曲げ変形可能配線基板２の第２の製造方法を説明する。以下の説明において、第１の製造方法と共通する手順についてはその説明を省略または簡略化する。
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、第２の製造方法では、フレキシブル基板部接合工程において、銅箔２４の片面に半硬化状態の熱硬化性樹脂層（熱硬化性半硬化樹脂層２８）が一体化された構成の半硬化樹脂層付き銅箔２７を、既述の板部材１８に接合して熱硬化性半硬化樹脂層２８を加熱硬化させ絶縁樹脂層１３とする。
熱硬化性半硬化樹脂層２８としては、例えば未硬化状態（半硬化状態）のエポキシ樹脂、エポキシ樹脂にガラス繊維（ガラス不織布であっても良い）を混入したいわゆるガラスエポキシ材（但しエポキシ樹脂が半硬化状態のもの）等を採用できる。
熱硬化性半硬化樹脂層２８は、板母材１８に接合し、銅箔２４を板母材１８と一体化する接着材層として機能する。このため、硬化性半硬化樹脂層２８を硬化させて絶縁樹脂層１３とすることで、絶縁樹脂層１３を介して銅箔２４が板母材１８に一体化される。
【００４３】
半硬化樹脂層付き銅箔２７としては、製造する曲げ変形可能配線基板２のフレキシブル回路基板部５に合致する平面形状のものを用いる。
半硬化樹脂層付き銅箔２７の熱硬化性半硬化樹脂層２８としては、例えば、液状の熱硬化性樹脂材料を銅箔２４片面に塗布した塗膜層、半硬化状態の熱硬化性樹脂からなる熱硬化性半硬化樹脂シートを銅箔２４片面に貼り付けたものを挙げることができる。
また、半硬化樹脂層付き銅箔２７は、熱硬化性半硬化樹脂層２８の粘着性によって板母材１８に対して熱硬化性半硬化樹脂層２８の加熱硬化が完了するまで貼り付けた状態を安定に保つことができ、板母材１８に対する位置ずれも生じにくい。このため、半硬化樹脂層付き銅箔２７を用いるフレキシブル基板部形成工程は高い作業効率を確保でき、曲げ変形可能配線基板２の生産性向上の点で好適である。
また、熱硬化性半硬化樹脂層２８としては、熱伝導性が高いフィラーを基材樹脂に混合したフィラー混合樹脂を使用することができ、これにより、フレキシブル回路基板部５に良好な熱伝導性を付与することができる。
【００４４】
フレキシブル基板部形成工程の後、パターニング工程および配線基板切り出し工程を行い、曲げ変形可能配線基板２を得る。パターニング工程および配線基板切り出し工程は第１の製造方法と同様である。
このようにして作製された曲げ変形可能配線基板２に対し、上述した第１の製造方法と同様の発光素子実装工程と、曲げ成形工程とを行うことによって、図１に示す略円錐台形の有底筒状の発光モジュール１を作製することができる。発光素子実装工程と曲げ成形工程の順序は、製造のための装置や他の処理等の作業環境に合わせて適宜設定される。
【００４５】
図８に示すように、本発明に係る曲げ変形可能配線基板の製造方法は、第２の製造方法のフレキシブル基板部形成工程を、銅箔２４及び板母材１８とは別体の熱硬化性半硬化樹脂シート２９を用いて行う構成に変更したものも含む。
熱硬化性半硬化樹脂シート２９は、半硬化状態の熱硬化性樹脂からなるシート状の部材である。この熱硬化性半硬化樹脂シート２９の形成材料としては、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ材（但しエポキシ樹脂が半硬化状態のもの）等を採用できる。
フレキシブル基板部形成工程は、銅箔２４と板母材１８との間に前記熱硬化性半硬化樹脂シート２９を介挿し、この熱硬化性半硬化樹脂シート２９を介して銅箔２４を板母材１８に貼り合わせた後、熱硬化性半硬化樹脂シート２９を加熱、硬化させて絶縁樹脂層１３とすることで、銅箔２４を板母材１８に一体化する。
この熱硬化性半硬化樹脂シート２９を用いるフレキシブル基板部形成工程の場合、熱硬化性半硬化樹脂シート２９の粘着性によって銅箔２４を板母材１８に貼り付けた状態の安定維持、板母材１８に対する位置ずれ防止を実現できる。
本明細書において、この製造方法は第２の製造方法の変形例として扱う。
【００４６】
図９は、本発明における第３の実施形態の製造方法を示す。
この第３の製造方法は、樹脂フィルム３１の片面あるいは両面に銅箔２４が一体化された銅張りフレキシブル基板（図示例では両面銅張りフレキシブル基板３２）を接着剤３３を用いて既述の板母材１８に接着、一体化する基板接着工程（図９（ａ）、（ｂ）参照）と、パターニング工程（図９（ｃ）参照）と、配線基板切り出し工程とを含む。
この第３の製造方法は、フレキシブル基板部接合工程にかえて基板接着工程を具備する点が第１の製造方法と異なる。基板接着工程から後の工程は第１の製造方法と同様である。
【００４７】
図９（ａ）、（ｂ）に示すように基板接着工程では、銅箔２４が樹脂フィルム３１の両面に一体化された両面銅張りフレキシブル基板３２を板母材１８に接着剤３３を介して接着する。接着剤としては、エポキシ系接着剤等を用いることができる。
銅張りフレキシブル基板３２の樹脂フィルム３１としては、熱伝導性が高いフィラーを基材樹脂に混合したフィラー混合樹脂、液晶ポリマーなどを使用することができ、これにより、フレキシブル回路基板部５に良好な熱伝導性を付与することができる。
【００４８】
曲げ変形可能配線基板２に対し、上述した実施形態と同様の発光素子実装工程及び曲げ成形工程を行うことで、図１に示す立体形状の発光モジュール１を作製することができる。その後、必要に応じて基板形状固定工程を行うことで、発光モジュール１の立体形状を確実に維持することができる。
【００４９】
既述の第３の製造方法や、配線層を形成済みのフレキシブル回路基板を用いる製造方法では、銅張りフレキシブル基板あるいはフレキシブル回路基板を、接着剤を用いて板母材に接着固定する構成となっているが、第１、第２の製造方法（第２の製造方法の変形例を含む）は接着剤を使用せず、絶縁樹脂層１３を形成するための樹脂自体を板母材に直接被着させて絶縁樹脂層１３を形成することで、絶縁樹脂層１３と銅箔２４とを板母材１８に一体化できる。
したがって、フレキシブル回路基板部５の絶縁樹脂層１３と板状基材４との間に、接着固定のための接着剤層が別途介在せず、絶縁樹脂層１３が板状基材４に直接被着一体化した構造が得られる。このため、フレキシブル回路基板部と板状基材４との接着固定のための接着剤層が別途存在する場合に比べて高い放熱性（板状基材への放熱性）を確保できるという利点がある。
【００５０】
曲げ変形可能配線基板２は、塑性変形可能な板状基材４を用いるので、設計の自由度が高く、様々な形状の発光モジュールを簡単に得ることができる。板状基材４は塑性変形可能であるため、立体形状を安定に保持できる。
また、曲げ成形される前の板状基材４にフレキシブル回路基板部５が積層されるので、発光素子３や半田付け部に損傷が及ぶことはない。また、板状基材４に対するフレキシブル回路基板部５の浮き上がりが生じにくい。
このため、板状基材４とフレキシブル回路基板部５との密着性を確保できる。よって、フレキシブル回路基板部５から板状基材４への伝熱効率を高め、ＬＥＤ等を実装した場合に要求される放熱性を良好かつ確実に確保できる。また、フレキシブル回路基板部５の剥離、脱落を防ぐことができる。
また、曲げ成形前の板状基材４にフレキシブル回路基板部５が積層されるため、複雑な立体形状の基材にＦＰＣが貼り付けられる従来品に比べ、フレキシブル回路基板部５を容易に板状基材４に隙間なく積層させることができる。よって、製造が容易となり、コスト低減が可能となる。
【００５１】
曲げ変形可能配線基板２は、塑性変形可能な板状基材４を用いるので、それ自体で立体形状を維持できる構成とすることができる。
すなわち、自立的に（すなわち他の支持部材に過度に依存せずに）立体形状にできるため、構造を簡略化できる。よって、製造を容易とし、しかもコストを抑えることができる。さらには、曲げ変形可能配線基板２の耐久性を高めることができる。
【００５２】
また、上記曲げ変形可能配線基板２の製造方法では、曲げ成形される前の板状基材４にフレキシブル回路基板部５が積層されるので、立体形状の基材にＦＰＣを貼り付ける従来方法に比べ、板状基材４に対するフレキシブル回路基板部５の位置決めの精度を高めることができる。
よって、フレキシブル回路基板部５の位置ずれによって、発光素子３や半田付け部が板状基材４の折り曲げ位置に至るのを防ぎ、発光素子３や半田付け部に損傷が及ぶのを防止できる。
【００５３】
図１１は、第２実施形態の発光モジュール３１の断面図である。
発光モジュール３１は、曲げ変形可能配線基板２の全体が、フレキシブル回路基板部５側が内側となる略円錐台形の有底筒状とされている点で、第１実施形態の発光モジュール１と異なる。
この発光モジュール３１では、発光素子３は曲げ変形可能配線基板２の内面側に設けられている。
図１２に示すように、曲げ変形可能配線基板２は、曲げ変形可能配線基板２の外面側の形状固定用部材１１によって形状が固定してもよい。
【００５４】
図１３〜図１５は、第３実施形態の発光モジュール４１を示すものである。
図１３は発光モジュール４１の斜視図である。図１４は発光モジュール４１の断面図である。図１５は、発光モジュール４１の要部を拡大した断面図である。
板状基材４は、フレキシブル回路基板部５が形成された一方の面４ａが外面側（外周側）となるように複数の折り曲げ部１０において折り曲げられ、折り曲げ部１０の形成方向に平行な軸線を中心とする樋状（図示例では断面Ｃ形の樋状）となっている。
図示例の曲げ変形可能配線基板４２は、細長板状の基材板片部４３と同形状のフレキシブル回路基板部５とからなる細長板状の板状部４４が１２枚組み合わされて全体が樋状となっている。
【００５５】
図１６および図１７は、第５実施形態の発光モジュール５１を示すものである。
図１６は曲げ変形可能配線基板５２の斜視図である。図１７発光モジュール５１の斜視図である。
図１６に示すように、曲げ変形可能配線基板５２は、細長板状に形成されている。
図１７に示すように、発光モジュール５１は、曲げ変形可能配線基板５２を、フレキシブル回路基板部５が形成された一方の面４ａが外面側（外周側）となるように螺旋状に形成することによって、一定径の円筒状となっている。
フレキシブル回路基板部５の２箇所には、外部回路接続端子部８が形成され、配線層１４の配線パターンは、外部回路接続端子部８に給電用外部回路の給電線９（図１参照）を接続することにより全ての実装部７に対して給電することができるように形成されている。
【００５６】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されない。
発光モジュールの形状は上述した実施形態のものに限定されず適宜変更可能である。
本発明に係る発光モジュールは、曲げ変形可能配線基板の曲げ成形によって多種多様な形状を実現できる。例えば凹形板状の曲げ変形可能配線基板および発光モジュールとしては、断面Ｃ形のものに限定されず、例えば断面く字形のもの、断面コ字形のもの等であっても良い。
曲げ変形可能配線基板に実装する電子部品としては、ＬＥＤ等の発光素子に限定されない。ＬＥＤ以外の発光素子、例えばＬＤ（半導体レーザ素子。LD:Laser Diode）等も採用できる。また、電子部品は、発光素子に加え、発光素子の点滅等の駆動制御用のＩＣチップなどを設けてもよい。
また、発光素子として紫外光あるいは赤外光を出力するものを採用することも可能であり、この場合は、光硬化性樹脂材料等の光応答性材料への光照射用装置の光源、食品、医療用殺菌装置の光源、医療用レーザ照射装置のレーザ光源等にも幅広く利用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１、３１、４１、５１・・・発光モジュール、２、４２、５２・・・曲げ変形可能配線基板、３・・・発光素子（電子部品）、４・・・板状基材、５・・・フレキシブル回路基板部、１０・・・折り曲げ部、１１・・・形状固定用部材、１３・・・絶縁樹脂層、１４・・・配線層、１５・・・電極部、６ｄ、１２ｅ・・・係合用突片、１２ｆ、１２ｇ・・・係止部、２２・・・片面銅張りフレキシブル基板、２３・・・可塑性樹脂フィルム、２４・・・銅箔、２５・・・配線付き積層板、２７・・・半硬化樹脂層付き銅箔、２８・・・熱硬化性半硬化樹脂層、２９・・・熱硬化性半硬化樹脂層、３１・・・樹脂フィルム、３２・・・銅張りフレキシブル基板、３３・・・接着剤。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気絶縁性の絶縁樹脂層と配線層とを有するフレキシブル回路基板部が塑性変形可能な板状基材の片面を覆うように積層され、前記フレキシブル回路基板部の互いに離隔した複数箇所に電子部品を実装するための電極部が設けられていることを特徴とする曲げ変形可能配線基板。
【請求項２】
前記フレキシブル回路基板部の絶縁樹脂層の形成樹脂が、基材樹脂に該基材樹脂よりも熱伝導率が高いフィラーを混入したフィラー混入樹脂、あるいは液晶ポリマーであることを特徴とする請求項１記載の曲げ変形可能配線基板。
【請求項３】
板状基材がアルミニウム板又は銅板、あるいは基材樹脂に該基材樹脂よりも熱伝導率が高いフィラーを混入したフィラー混入樹脂、あるいは液晶ポリマーからなることを特徴とする請求項１又は２記載の曲げ変形可能配線基板。
【請求項４】
前記板状基材に、その屈曲及び／又は湾曲によって互いに隣接するように配置される部分同士を連結するために、該部分の一方に係合用突片が突設され、前記部分の他方に前記係合用突片を係止する係止部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の曲げ変形可能配線基板。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の曲げ変形可能配線基板の複数箇所に発光素子が実装されていることを特徴とする発光モジュール。
【請求項６】
請求項５記載の発光モジュールの曲げ変形可能配線基板に屈曲部及び／又は湾曲部が形成され、前記曲げ変形可能配線基板の屈曲部又は湾曲部を介して互いに離隔する箇所あるいは前記湾曲部の互いに離隔する複数箇所に発光素子が実装されていることを特徴とする発光モジュール。
【請求項７】
前記板状基材の裏面側に曲げ変形可能配線基板の形状固定用の部材が設けられていることを特徴とする請求項６記載の発光モジュール。
【請求項８】
前記曲げ変形可能配線基板が曲げ成形されて筒状あるいは樋状とされた部分を有することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の発光モジュール。
【請求項９】
請求項１〜４のいずれかに記載の曲げ変形可能配線基板の前記フレキシブル回路基板部の複数箇所に発光素子を実装する発光素子実装工程と、
前記曲げ変形可能配線基板を曲げて立体形状とする曲げ成形工程とを具備することを特徴とする発光モジュールの製造方法。
【請求項１０】
さらに、前記板状基材の裏面側に前記曲げ変形可能配線基板の形状固定用部材を設けて、前記曲げ変形可能配線基板の形状を固定する基板形状固定工程を具備する特徴とする請求項９記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜４のいずれかに記載の曲げ変形可能配線基板を製造する方法であって、
前記板状基材母材の片面に、熱可塑性樹脂フィルムの片面側のみに銅箔が一体化された片面銅張りフレキシブル基板をその前記熱可塑性樹脂フィルムを熱溶着して接合するフレキシブル基板接合工程と、このフレキシブル基板接合工程の後、前記銅箔をパターニングして前記電極部を含む配線パターンを形成するパターニング工程とを具備することを特徴とする曲げ変形可能配線基板の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜４のいずれかに記載の曲げ変形可能配線基板を製造する方法であって、
銅箔の片面に形成された半硬化状態の硬化性樹脂層である硬化性半硬化樹脂層、あるいは半硬化状態の硬化性樹脂によって前記銅箔及び前記板状基材母材とは別体に形成されたシートである硬化性半硬化樹脂シートを、前記銅箔と前記板状基材母材との間に挟み込んだ状態で加熱、硬化して硬化性樹脂層を形成し前記銅箔を前記板状基材母材に一体化するフレキシブル基板形成工程と、このフレキシブル基板形成工程の後、前記銅箔をパターニングして前記電極部を含む配線パターンを形成するパターニング工程とを具備することを特徴とする曲げ変形可能配線基板の製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜４のいずれかに記載の曲げ変形可能配線基板を製造する方法であって、
樹脂フィルムの片面側あるいは両面に銅箔が一体化された銅張りフレキシブル基板を、前記板状基材母材の片面に接着剤を用いて接着する基板接着工程と、この基板接着工程の後、前記銅張りフレキシブル基板の前記フィルムを介して前記板状基材母材とは反対側に位置する銅箔をパターニングして前記電極部を含む配線パターンを形成するパターニング工程とを具備することを特徴とする曲げ変形可能配線基板の製造方法。
【請求項１４】
前記パターニング工程までの工程を、１または複数枚の前記板状基材を切り出し可能なサイズのプレート状の板状基材母材について行い、
前記パターニング工程の後、前記板状基材母材の片面に前記フレキシブル回路基板部が一体化された構成の配線付き積層板を切断して前記曲げ変形可能配線基板を得る配線基板切り出し工程を行うことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の曲げ変形可能配線基板の製造方法。
【請求項１５】
請求項１１記載の片面銅張り基板の熱可塑性樹脂フィルムの形成樹脂、請求項１２記載の硬化性半硬化樹脂層あるいは硬化性半硬化樹脂シートの形成樹脂、請求項１３記載の銅張り基板の樹脂フィルムの形成樹脂が、基材樹脂に該基材樹脂よりも熱伝導率が高いフィラーを混入したフィラー混入樹脂、あるいは液晶ポリマーであることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の曲げ変形可能配線基板の製造方法。
【請求項１】
電気絶縁性の絶縁樹脂層と配線層とを有するフレキシブル回路基板部が塑性変形可能な板状基材の片面を覆うように積層され、前記フレキシブル回路基板部の互いに離隔した複数箇所に電子部品を実装するための電極部が設けられていることを特徴とする曲げ変形可能配線基板。
【請求項２】
前記フレキシブル回路基板部の絶縁樹脂層の形成樹脂が、基材樹脂に該基材樹脂よりも熱伝導率が高いフィラーを混入したフィラー混入樹脂、あるいは液晶ポリマーであることを特徴とする請求項１記載の曲げ変形可能配線基板。
【請求項３】
板状基材がアルミニウム板又は銅板、あるいは基材樹脂に該基材樹脂よりも熱伝導率が高いフィラーを混入したフィラー混入樹脂、あるいは液晶ポリマーからなることを特徴とする請求項１又は２記載の曲げ変形可能配線基板。
【請求項４】
前記板状基材に、その屈曲及び／又は湾曲によって互いに隣接するように配置される部分同士を連結するために、該部分の一方に係合用突片が突設され、前記部分の他方に前記係合用突片を係止する係止部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の曲げ変形可能配線基板。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の曲げ変形可能配線基板の複数箇所に発光素子が実装されていることを特徴とする発光モジュール。
【請求項６】
請求項５記載の発光モジュールの曲げ変形可能配線基板に屈曲部及び／又は湾曲部が形成され、前記曲げ変形可能配線基板の屈曲部又は湾曲部を介して互いに離隔する箇所あるいは前記湾曲部の互いに離隔する複数箇所に発光素子が実装されていることを特徴とする発光モジュール。
【請求項７】
前記板状基材の裏面側に曲げ変形可能配線基板の形状固定用の部材が設けられていることを特徴とする請求項６記載の発光モジュール。
【請求項８】
前記曲げ変形可能配線基板が曲げ成形されて筒状あるいは樋状とされた部分を有することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の発光モジュール。
【請求項９】
請求項１〜４のいずれかに記載の曲げ変形可能配線基板の前記フレキシブル回路基板部の複数箇所に発光素子を実装する発光素子実装工程と、
前記曲げ変形可能配線基板を曲げて立体形状とする曲げ成形工程とを具備することを特徴とする発光モジュールの製造方法。
【請求項１０】
さらに、前記板状基材の裏面側に前記曲げ変形可能配線基板の形状固定用部材を設けて、前記曲げ変形可能配線基板の形状を固定する基板形状固定工程を具備する特徴とする請求項９記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜４のいずれかに記載の曲げ変形可能配線基板を製造する方法であって、
前記板状基材母材の片面に、熱可塑性樹脂フィルムの片面側のみに銅箔が一体化された片面銅張りフレキシブル基板をその前記熱可塑性樹脂フィルムを熱溶着して接合するフレキシブル基板接合工程と、このフレキシブル基板接合工程の後、前記銅箔をパターニングして前記電極部を含む配線パターンを形成するパターニング工程とを具備することを特徴とする曲げ変形可能配線基板の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜４のいずれかに記載の曲げ変形可能配線基板を製造する方法であって、
銅箔の片面に形成された半硬化状態の硬化性樹脂層である硬化性半硬化樹脂層、あるいは半硬化状態の硬化性樹脂によって前記銅箔及び前記板状基材母材とは別体に形成されたシートである硬化性半硬化樹脂シートを、前記銅箔と前記板状基材母材との間に挟み込んだ状態で加熱、硬化して硬化性樹脂層を形成し前記銅箔を前記板状基材母材に一体化するフレキシブル基板形成工程と、このフレキシブル基板形成工程の後、前記銅箔をパターニングして前記電極部を含む配線パターンを形成するパターニング工程とを具備することを特徴とする曲げ変形可能配線基板の製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜４のいずれかに記載の曲げ変形可能配線基板を製造する方法であって、
樹脂フィルムの片面側あるいは両面に銅箔が一体化された銅張りフレキシブル基板を、前記板状基材母材の片面に接着剤を用いて接着する基板接着工程と、この基板接着工程の後、前記銅張りフレキシブル基板の前記フィルムを介して前記板状基材母材とは反対側に位置する銅箔をパターニングして前記電極部を含む配線パターンを形成するパターニング工程とを具備することを特徴とする曲げ変形可能配線基板の製造方法。
【請求項１４】
前記パターニング工程までの工程を、１または複数枚の前記板状基材を切り出し可能なサイズのプレート状の板状基材母材について行い、
前記パターニング工程の後、前記板状基材母材の片面に前記フレキシブル回路基板部が一体化された構成の配線付き積層板を切断して前記曲げ変形可能配線基板を得る配線基板切り出し工程を行うことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の曲げ変形可能配線基板の製造方法。
【請求項１５】
請求項１１記載の片面銅張り基板の熱可塑性樹脂フィルムの形成樹脂、請求項１２記載の硬化性半硬化樹脂層あるいは硬化性半硬化樹脂シートの形成樹脂、請求項１３記載の銅張り基板の樹脂フィルムの形成樹脂が、基材樹脂に該基材樹脂よりも熱伝導率が高いフィラーを混入したフィラー混入樹脂、あるいは液晶ポリマーであることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の曲げ変形可能配線基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−２４９５３５（Ｐ２０１１−２４９５３５Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２０７０９（Ｐ２０１０−１２０７０９）
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【出願人】（５９７０７９６８１）株式会社 大昌電子 (42)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【出願人】（５９７０７９６８１）株式会社 大昌電子 (42)
【Ｆターム（参考）】
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