JP2013089747A - Resin coating apparatus and resin coating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板に実装されたLED素子を蛍光体を含む樹脂によって覆って成るLEDパッケージを製造するLEDパッケージ製造システムに用いられる樹脂塗布装置および樹脂塗布方法に関するものである。 The present invention relates to a resin coating apparatus and a resin coating method used in an LED package manufacturing system for manufacturing an LED package in which an LED element mounted on a substrate is covered with a resin containing a phosphor.
近年、各種の照明装置の光源として、消費電力が少なく長寿命であるという優れた特性を有するLED(発光ダイオード)が、広範囲で用いられるようになっている。LED素子が発する基本光は、現在のところ赤、緑、青の3つに限られているため、一般的な照明用途として好適な白色光を得るためには、上述の3つの基本光を加色混合することによって白色光を得る方法や、青色LEDと青色と補色関係にある黄色の蛍光を発する蛍光体とを組み合わせることにより疑似白色光を得る方法などが用いられる。近年は後者の方法が広く用いられるようになっており、青色LEDとYAG蛍光体を組み合わせたLEDパッケージを用いた照明装置が、液晶パネルのバックライトなどに用いられるようになっている(例えば特許文献1参照)。 In recent years, LEDs (light emitting diodes) having excellent characteristics of low power consumption and long life have been widely used as light sources for various lighting devices. Since the basic light emitted from the LED element is currently limited to three colors of red, green, and blue, in order to obtain white light suitable for general lighting applications, the above three basic lights are added. A method of obtaining white light by color mixing, a method of obtaining pseudo white light by combining a blue LED and a phosphor emitting yellow fluorescence having a complementary color relationship with blue are used. In recent years, the latter method has been widely used, and an illumination device using an LED package in which a blue LED and a YAG phosphor are combined has been used for a backlight of a liquid crystal panel (for example, a patent). Reference 1).
この特許文献例においては、側壁に反射面が形成された凹状の実装部の底面にLED素子を実装した後、実装部内にYAG系蛍光体粒子が分散された実装部内にYAG系蛍光体粒子が分散されたシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などを注入して樹脂包装部を形成することにより、LEDパッケージを構成するようにしている。そして、樹脂注入後の実装部内における樹脂包装部の高さを均一にすることを目的として、規定量以上に注入された剰余樹脂を実装部から排出して貯留するための剰余樹脂貯蔵部を形成する例が記載されている。これにより、樹脂注入時にディスペンサからの吐出量がばらついている場合にあっても、LED素子上には一定の樹脂量を有し規定高さの樹脂包装部が形成される。 In this patent document example, after mounting an LED element on the bottom surface of a concave mounting portion having a reflective surface formed on a side wall, YAG phosphor particles are placed in a mounting portion in which YAG phosphor particles are dispersed in the mounting portion. An LED package is configured by injecting dispersed silicone resin, epoxy resin, or the like to form a resin packaging portion. And, for the purpose of uniforming the height of the resin packaging part in the mounting part after the resin injection, a residual resin storage part for discharging and storing the surplus resin injected more than a specified amount from the mounting part is formed. An example is given. As a result, even when the discharge amount from the dispenser varies at the time of resin injection, a resin packaging portion having a certain resin amount and a specified height is formed on the LED element.
しかしながら上述の先行技術例においては、個々のLED素子における発光波長のばらつきに起因して、製品となるLEDパッケージの発光特性がばらつくという問題があった。すなわちLED素子は複数の素子をウェハ上に一括して作り込む製造過程を経ており、この製造過程における種々の誤差要因、例えばウェハにおける膜形成時の組成の不均一などに起因して、ウェハ状態から個片に分割されたLED素子には、発光波長のばらつきが生じることが避けられない。そして上述例では、LED素子を覆う樹脂包装部の高さは均一に設定されていることから、個片のLED素子における発光波長のばらつきは、そのまま製品としてのLEDパッケージの発光特性のばらつきに反映され、結果として品質許容範囲から逸脱する不良品の増加を余儀なくされていた。このように、従来のLEDパッケージ製造技術には、個片のLED素子における発光波長のばらつきに起因して、製品としてのLEDパッケージの発光特性がばらつき、生産歩留まりの低下を招くという問題があった。 However, in the above-described prior art examples, there is a problem that the light emission characteristics of the LED package as a product vary due to variations in light emission wavelengths of individual LED elements. In other words, the LED element has undergone a manufacturing process in which a plurality of elements are formed on the wafer at the same time, and due to various error factors in this manufacturing process, such as non-uniform composition during film formation on the wafer, the wafer state Inevitably, variations in emission wavelength occur in the LED elements divided into individual pieces. And in the above-mentioned example, since the height of the resin wrapping part covering the LED element is set uniformly, the variation in the emission wavelength in the individual LED element is directly reflected in the variation in the emission characteristic of the LED package as a product. As a result, the number of defective products deviating from the acceptable quality range has been inevitably increased. As described above, the conventional LED package manufacturing technology has a problem in that the emission characteristics of the LED package as a product vary due to variations in the emission wavelength of the individual LED elements, leading to a decrease in production yield. .
そこで本発明は、LEDパッケージ製造システムにおいて、個片のLED素子の発光波長がばらつく場合にあってもLEDパッケージの発光特性を均一にして、生産歩留まりを向上させることができる樹脂塗布装置および樹脂塗布方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a resin coating apparatus and a resin coating that can make the light emission characteristics of the LED package uniform and improve the production yield even when the light emission wavelength of the individual LED elements varies in the LED package manufacturing system. It aims to provide a method.
本発明の樹脂塗布装置は、基板に実装されたLED素子を蛍光体を含む樹脂によって覆って成るLEDパッケージを製造するLEDパッケージ製造システムに用いられ、前記基板に実装されたLED素子を覆って前記樹脂を塗布する樹脂塗布装置であって、前記樹脂を塗布量を可変に吐出して任意の塗布対象位置に塗布する樹脂塗布部と、前記樹脂塗布部を制御することにより、前記樹脂を発光特性測定用として透光部材に試し塗布する測定用塗布処理および実生産用として前記LED素子に塗布する生産用塗布処理を実行させる塗布制御部と、前記蛍光体を励起する励起光を発光する光源部と、前記測定用塗布処理において前記樹脂が試し塗布された前記透光部材が載置される透光部材載置部と、前記光源部から発光された励起光を前記透光部材に塗布された樹脂に照射することによりこの樹脂が発する光の発光特性を測定する発光特性測定部と、前記発光特性測定部の測定結果と予め規定された発光特性とに基づいて実生産用として前記LED素子に塗布されるべき前記樹脂の適正樹脂塗布量を導出する塗布量導出処理部と、前記適正樹脂塗布量を前記塗布制御部に指令することにより、この適正樹脂塗布量の樹脂をLED素子に塗布する生産用塗布処理を実行させる生産実行処理部とを備え、前記発光特性測定部は、前記塗布制御部により前記生産中の測定用塗布処理が実行される前に、その生産中の測定用塗布処理において樹脂が塗布される予定の前記透光部材の一部分を透過した前記光源部からの励起光の発光特性を測定し、その結果に基づいて、前記光源部から発光されて前記透光部材の一部分を透過した励起光の発光特性が予め定めた基準の発光特性範囲から外れているか否かの判定を行う。 The resin coating apparatus of the present invention is used in an LED package manufacturing system for manufacturing an LED package in which an LED element mounted on a substrate is covered with a resin containing a phosphor, and covers the LED element mounted on the substrate. A resin coating apparatus for applying a resin, wherein the resin is made to emit light by controlling the resin application unit and a resin application unit that discharges the resin in a variable amount and applies the resin to any application target position. A coating control unit that executes a coating process for measurement that is applied to a light-transmissive member for measurement and a coating process that is applied to the LED element for actual production, and a light source unit that emits excitation light that excites the phosphor. And a translucent member mounting portion on which the translucent member on which the resin has been trial-coated in the measurement coating process is mounted, and excitation light emitted from the light source unit. A light emission characteristic measuring unit that measures the light emission characteristic of light emitted from the resin by irradiating the resin applied to the member, and for actual production based on the measurement result of the light emission characteristic measurement part and the predetermined light emission characteristic By applying the appropriate resin application amount to the application control unit, an application amount deriving processing unit for deriving an appropriate resin application amount of the resin to be applied to the LED element, and A production execution processing unit for executing a production coating process to be applied to the LED element, and the light emission characteristic measurement unit is in production before the coating process for measurement is performed by the coating control unit. In the measurement coating process, the light emission characteristics of the excitation light from the light source part that has passed through a part of the light transmissive member to which the resin is to be applied are measured, and based on the result, light is emitted from the light source part. It is determined whether the light emission characteristics of the excitation light transmitted through a portion of the light transmitting member is out of the light emission characteristic range of predetermined reference Te.
本発明の樹脂塗布方法は、基板に実装されたLED素子を蛍光体を含む樹脂によって覆って成るLEDパッケージを製造するLEDパッケージ製造システムに用いられ、前記基板に実装されたLED素子を覆って前記樹脂を塗布する樹脂塗布方法であって、前記樹脂を塗布量を可変に吐出する樹脂吐出部によって、前記樹脂を発光特性測定用として透光部材に試し塗布する測定用塗布処理を実行させる測定用塗布工程と、前記樹脂が試し塗布された透光部材を透光部材載置部に載置する透光部材載置工程と、前記蛍光体を励起する励起光を発光する光源部から発光された励起光を前記透光部材に塗布された樹脂に照射することによりこの樹脂が発する光の発光特性を測定する発光特性測定工程と、前記発光特性測定工程における測定結果と予め規定された発光特性とに基づいて実生産用として前記LED素子に塗布されるべき前記樹脂の適正樹脂塗布量を導出する塗布量導出処理工程と、前記導出された適正樹脂塗布量を前記樹脂吐出部を制御する塗布制御部に指令することにより、この適正樹脂塗布量の樹脂をLED素子に塗布する生産用塗布処理を実行させる生産実行工程と、前記測定用塗布工程における前記測定用塗布処理が実行される前に、その測定用塗布処理において樹脂が塗布される予定の前記透光部材の一部分を透過した前記光源部からの励起光の発光特性を測定し、その結果に基づいて、前記光源部から発光されて前記透光部材の一部分を透過した励起光の発光特性が予め定めた基準の発光特性範囲から外れているか否かの判定を行う判定工程とを含む。 The resin coating method of the present invention is used in an LED package manufacturing system for manufacturing an LED package in which an LED element mounted on a substrate is covered with a resin containing a phosphor, and covers the LED element mounted on the substrate. A resin application method for applying a resin, wherein the resin discharge unit that discharges the resin in a variable amount is used to perform a measurement application process in which the resin is applied to a translucent member as a light emission characteristic measurement. Light is emitted from a coating step, a light transmissive member placement step of placing the light transmissive member on which the resin has been trial-coated on the light transmissive member placement portion, and a light source portion that emits excitation light that excites the phosphor. By irradiating the resin coated on the translucent member with the excitation light, a light emission characteristic measurement step for measuring the light emission characteristic of the light emitted by the resin, and the measurement results and preliminary results in the light emission characteristic measurement step. An application amount derivation process for deriving an appropriate resin application amount of the resin to be applied to the LED element for actual production on the basis of the prescribed light emission characteristics; and A production execution step for executing a production coating process for coating the LED element with a resin having an appropriate resin coating amount by instructing the coating control unit to control the unit, and the measurement coating process in the measurement coating step. Before execution, the emission characteristics of the excitation light from the light source part that has passed through a part of the light-transmitting member to which the resin is to be applied in the measurement coating process are measured, and based on the result, the light source A determination step of determining whether or not the emission characteristic of the excitation light emitted from the part and transmitted through a part of the translucent member is out of a predetermined reference emission characteristic range.
本発明によれば、LED素子を蛍光体を含む樹脂によって覆って成るLEDパッケージの製造に用いられる樹脂塗布において、樹脂を発光特性測定用として試し塗布した透光部材を透光部材載置部に載置し、上方に配置された光源部から蛍光体を励起する励起光を発光し透光部材に塗布された樹脂に上方から照射してこの樹脂が発する光の発光特性を測定した測定結果と予め規定された発光特性とに基づいて実生産用としてLED素子に塗布されるべき樹脂の適正樹脂塗布量を導出することにより、個片のLED素子の発光波長がばらつく場合にあっても、LEDパッケージの発光特性を均一にして、生産歩留まりを向上させることができる。また、塗布制御部により生産用塗布処理が実行される前に、その生産用塗布処理において樹脂が塗布される予定の透光部材の一部分を透過した光源部からの励起光の発光特性を測定し、その結果に基づいて、光源部から発光されて透光部材の一部分を透過した励起光の発光特性が予め定めた基準の発光特性範囲から外れているか否かの判定を行うようになっており、その判定結果に従って所要の処置を取ることができるので、発光特性測定部の装置信頼性を高めることができ、ひいては製造されるLEDパッケージの発光特性の製品信頼性を高めることができる。 According to the present invention, in a resin coating used for manufacturing an LED package in which an LED element is covered with a resin containing a phosphor, a translucent member on which a resin is trial-applied for light emission characteristic measurement is used as the translucent member mounting portion. A measurement result obtained by measuring the light emission characteristics of the light emitted from the resin by emitting excitation light that excites the phosphor from the light source unit placed above and irradiating the resin applied to the translucent member from above; By deriving the appropriate resin application amount of the resin to be applied to the LED element for actual production based on the pre-defined light emission characteristics, even if the emission wavelength of the individual LED elements varies, the LED The light emitting characteristics of the package can be made uniform, and the production yield can be improved. In addition, before the production control process is executed by the application control unit, the emission characteristics of the excitation light from the light source unit that has transmitted a part of the translucent member to which the resin is to be applied in the production application process are measured. Based on the result, it is determined whether the emission characteristic of the excitation light emitted from the light source unit and transmitted through a part of the translucent member is out of the predetermined reference emission characteristic range. Since a required measure can be taken according to the determination result, the device reliability of the light emission characteristic measuring unit can be increased, and as a result, the product reliability of the light emission characteristic of the manufactured LED package can be increased.
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図1を参照して、LEDパッケージ製造システム1の構成を説明する。LEDパッケージ製造システム1は、基板に実装されたLED素子を蛍光体を含む樹脂によって覆って成るLEDパッケージを製造する機能を有するものである。本実施の形態においては、図1に示すように、部品実装装置M1、キュア装置M2、ワイヤボンディング装置M3、樹脂塗布装置M4、キュア装置M5、個片切断装置M6の各装置をLANシステム2によって接続し、管理コンピュータ3によってこれらの各装置を統括して制御する構成となっている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the configuration of the LED
部品実装装置M1はLEDパッケージのベースとなる基板4(図2参照)にLED素子5を樹脂接着剤によって接合して実装する。キュア装置M2はLED素子5が実装された後の基板4を加熱することにより、実装時の接合に用いられた樹脂接着剤を硬化させる。ワイヤボンディング装置M3は基板4の電極とLED素子5の電極とをボンディングワイヤによって接続する。樹脂塗布装置M4はワイヤボンディング後の基板4において、各LED素子5毎に蛍光体を含む樹脂を塗布する。キュア装置M5は樹脂塗布後の基板4を加熱することにより、LED素子5を覆って塗布された樹脂を硬化させる。個片切断装置M6は、樹脂が硬化した後の基板4を各個別のLED素子5毎に切断して、個片のLEDパッケージに分割する。これにより、個片に分割されたLEDパッケージが完成する。
The component mounting apparatus M1 mounts the
なお図1においては、部品実装装置M1〜個片切断装置M6の各装置を直列に配置して製造ラインを構成した例を示しているが、LEDパッケージ製造システム1としては必ずしもこのようなライン構成を採用する必要はなく、以下の説明において述べる情報伝達が適切になされる限りにおいては、分散配置された各装置によってそれぞれの工程作業を順次実行する構成であってもよい。また、ワイヤボンディング装置M3の前後に、ワイヤボンディングに先立って電極のクリーニングを目的としたプラズマ処理を行うプラズマ処理装置、ワイヤボンディング後に、樹脂塗布に先立って樹脂の密着性を向上させるための表面改質を目的としたプラズマ処理を行うプラズマ処理装置を介在させるようにしてもよい。
1 shows an example in which a production line is configured by arranging the components mounting device M1 to the piece cutting device M6 in series, but the LED
ここで図2、図3を参照して、LEDパッケージ製造システム1における作業対象となる基板4、LED素子5および完成品としてのLEDパッケージ50について説明する。図2(a)に示すように、基板4は、完成品において1つのLEDパッケージ50のベースとなる個片基板4aが複数個作り込まれた多連型基板であり、各個片基板4aには、それぞれLED素子5が実装される1つのLED実装部4bが形成されている。各個片基板4a毎においてLED実装部4b内にLED素子5を実装し、その後LED実装部4b内にLED素子5を覆って樹脂8を塗布し、さらに樹脂8の硬化後に工程完了済みの基板4を個片基板4a毎に切断することにより、図2(b)に示すLEDパッケージ50が完成する。
Here, with reference to FIG. 2, FIG. 3, the board |
LEDパッケージ50は、各種の照明装置の光源として用いられる白色光を照射する機能を有しており、青色LEDであるLED素子5と青色と補色関係にある黄色の蛍光を発する蛍光体を含んだ樹脂8とを組み合わせることにより、擬似白色光を得るようになっている。図2(b)に示すように、個片基板4aにはLED実装部4bを形成する例えば円形や楕円形の環状堤を有するキャビティ形状の反射部4cが設けられている。反射部4cの内側に搭載されたLED素子5のN型部電極6a、P型部電極6bは、個片基板4aの上面に形成された配線層4e、4dと、それぞれボンディングワイヤ7によって接続される。そして樹脂8はこの状態のLED素子5を覆って反射部4cの内側に所定厚みで塗布され、LED素子5から発光された青色光が樹脂8を透過して照射される過程において、樹脂8内含まれる蛍光体が発光する黄色と混色され、白色光となって照射される。
The
図3(a)に示すように、LED素子5は、サファイア基板5a上にN型半導体5b、P型半導体5cを積層し、さらにP型半導体5cの表面を透明電極5dで覆って構成され、N型半導体5b、P型半導体5cにはそれぞれ外部接続用のN型部電極6a、P型部電極6bが形成されている。LED素子5は、図3(b)に示すように、複数が一括して形成された後に個片に分割された状態で保持シート10aに貼着保持されたLEDウェハ10から取り出される。LED素子5は、製造過程における種々の誤差要因、例えばウェハにおける膜形成時の組成の不均一などに起因して、ウェハ状態から個片に分割されたLED素子5には、発光波長など発光特性にばらつきが生じることが避けられない。そしてこのようなLED素子5をそのまま基板4に実装すると、製品としてのLEDパッケージ50の発光特性のばらつきとなる。
As shown in FIG. 3A, the
このような発光特性のばらつきに起因する品質不良を防止するため、本実施の形態においては、同一製造過程で製造される複数のLED素子5の発光特性を予め計測し、各LED素子5と当該LED素子5の発光特性を示すデータとを対応させた素子特性情報を作成しておき、樹脂8の塗布において各LED素子5の発光特性に応じた適正量の樹脂8を塗布するようにしている。そして適正量の樹脂8を塗布するために、後述する樹脂塗布情報が予め準備される。
In the present embodiment, in order to prevent such quality defects due to variations in light emission characteristics, the light emission characteristics of a plurality of
まず素子特性情報について説明する。図3(c)に示すように、LEDウェハ10から取り出されたLED素子5は、個々を識別する素子ID(ここでは、当該LEDウェハ10における連番(i)にて個別のLED素子5を識別)が付与された上で、発光特性計測装置11に順次投入される。なお、素子IDとしては、LED素子5を個別に特定できる情報であれば、他のデータ形式のもの、例えばLEDウェハ10におけるLED素子5の配列を示すマトリクス座標をそのまま用いるようにしてもよい。このような形式の素子IDを用いることにより、後述する部品実装装置M1において、LED素子5をLEDウェハ10の状態のまま供給することが可能となる。
First, element characteristic information will be described. As shown in FIG. 3C, the
発光特性計測装置11においては、各LED素子5にプローブを介して電力を供給して実際に発光させ、その光を分光分析して発光波長や発光強度などの所定項目について計測を行う。計測対象となるLED素子5については、予め発光波長の標準的な分布が参照データとして準備されており、さらにその分布における標準範囲に該当する波長範囲を複数の波長域に区分することにより、計測対象となった複数のLED素子5を、発光波長によってランク分けする。ここでは、波長範囲を5つに区分することにより設定されたランクのそれぞれに対応して、低波長側から順に、Binコード[1]、[2]、[3]、[4]、[5]が付与されている。そして素子ID12aにBinコード12bを対応させたデータ構成の素子特性情報12が作成される。
In the light emission
すなわち素子特性情報12は、複数のLED素子5の発光波長を含む発光特性を予め個別に測定して得られた情報であり、予めLED素子製造メーカなどによって準備されてLEDパッケージ製造システム1に対して伝達される。この素子特性情報12の伝達形態としては、単独の記憶媒体に記録された形で伝達されてもよく、またLANシステム2を介して管理コンピュータ3に伝達するようにしてもよい。いずれにおいても、伝達された素子特性情報12は管理コンピュータ3において記憶され、必要に応じて部品実装装置M1に提供される。
That is, the element
このようにして発光特性計測が終了した複数のLED素子5は、図3(d)に示すように特性ランク毎にソートされ、それぞれの特性ランクに応じて5種類に振り分けられ、5つの粘着シート13aに個別に貼着される。これにより、Binコード[1]、[2]、[3]、[4]、[5]のそれぞれに対応するLED素子5を粘着シート13aに貼着保持した3種類のLEDシート13A、13B、13C、13D、13Eが作成され、これらLED素子5を基板4の個片基板4aに実装する際には、LED素子5はこのようなランク分けが既になされたLEDシート13A、13B、13C、13D、13Eの形態で部品実装装置M1に供給される。このとき、LEDシート13A、13B、13C、13D、13Eのそれぞれには、Binコード[1]、[2]、[3]、[4]、[5]のいずれに対応したLED素子5が保持されているかを示す形で素子特性情報12が管理コンピュータ3から提供される。
The plurality of
次に、上述の素子特性情報12に対応して予め準備される樹脂塗布情報について、図4を参照して説明する。青色LEDとYAG系の蛍光体を組み合わせることにより白色光を得る構成のLEDパッケージ50では、LED素子5が発光する青色光とこの青色光によって蛍光体が励起されて発光する黄色光との加色混合が行われることから、LED素子5が実装される凹状のLED実装部4b内における蛍光体粒子の量が、製品のLEDパッケージ50の正規の発光特性を確保する上で重要な要素となる。
Next, resin application information prepared in advance corresponding to the above-described element
上述のように、同時に作業対象となる複数のLED素子5の発光波長には、Binコード[1]、[2]、[3]、[4]、[5]によって分類されるばらつきが存在することから、LED素子5を覆って塗布される樹脂8中の蛍光体粒子の適正量は、Binコード[1]、[2]、[3]、[4]、[5]に応じて異なったものとなる。本実施の形態において準備される樹脂塗布情報14では、図4に示すように、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などにYAG系の蛍光体粒子を含有させた樹脂8のBin分類別適正樹脂塗布量を、nl(ナノリットル)単位で、Binコード区分17に応じて予め規定している。すなわち、LED素子5を覆って樹脂8を樹脂塗布情報14に示される適正樹脂塗布量だけ正確に塗布すると、LED素子5を覆う樹脂中の蛍光体粒子の量は適正な蛍光体粒子供給量となり、これにより樹脂が熱硬化した後に完成品に求められる正規の発光波長が確保される。
As described above, there are variations classified by the Bin codes [1], [2], [3], [4], and [5] in the emission wavelengths of the plurality of
ここでは、蛍光体濃度欄16に示すように、樹脂8中の蛍光体粒子の濃度を示す蛍光体濃度を複数通り(ここではD1(5%),D2(10%),D3(15%)の3通り)に設定し、樹脂8の適正樹脂塗布量も使用する樹脂8の蛍光体濃度に応じて適正な(表現に違和感)数値を用いるようにしている。すなわち、蛍光体濃度D1の樹脂を塗布する場合には、Binコード[1]、[2]、[3]、[4]、[5]のそれぞれについて、適正樹脂塗布量VA0、VB0,VC0,VD0,VE0(適正樹脂塗布量15(1))の樹脂8を塗布する。同様に、蛍光体濃度D2の樹脂を塗布する場合には、Binコード[1]、[2]、[3]、[4]、[5]のそれぞれについて、適正樹脂塗布量VF0、VG0,VH0,VJ0,VK0(適正樹脂塗布量15(2))の樹脂8を塗布する。また蛍光体濃度D3の樹脂を塗布する場合には、Binコード[1]、[2]、[3]、[4]、[5]のそれぞれについて、適正樹脂塗布量VL0、VM0,VN0,VP0,VR0(適正樹脂塗布量15(3))の樹脂8を塗布する。このように異なった複数の蛍光体濃度毎にそれぞれ適正樹脂塗布量を設定するのは、発光波長のばらつきの程度に応じて最適の蛍光体濃度の樹脂8を塗布するのが品質確保の上で、より好ましいからである。
Here, as shown in the
次に図5を参照して、部品実装装置M1の構成および機能を説明する。図5(a)の平面図に示すように、部品実装装置M1は、上流側から供給された作業対象の基板4を基板搬送方向(矢印a)に搬送する基板搬送機構21を備えている。基板搬送機構21には、上流側から順に、図5(b)にA−A断面にて示す接着剤塗布部A、図4(c)にB−B断面にて示す部品実装部Bが配設されている。接着剤塗布部Aは、基板搬送機構21の側方に配置され樹脂接着剤23を所定の膜厚の塗膜の形で供給する接着剤供給部22および基板搬送機構21と接着剤供給部22の上方で水平方向(矢印b)に移動自在な接着剤転写機構24を備えている。また部品実装部Bは、基板搬送機構21の側方に配置され、図3(d)に示すLEDシート13A、13B、13C,13D,13Eを保持する部品供給機構25および基板搬送機構21と部品供給機構25の上方で水平方向(矢印c)に移動自在な部品実装機構26を備えている。
Next, the configuration and function of the component mounting apparatus M1 will be described with reference to FIG. As shown in the plan view of FIG. 5A, the component mounting apparatus M1 includes a
基板搬送機構21に搬入された基板4は、図5(b)に示すように、接着剤塗布部Aにて位置決めされ、各個片基板4aに形成されたLED実装部4bを対象として、樹脂接着剤23の塗布が行われる。すなわちまず接着剤転写機構24を接着剤供給部22の上方に移動させて転写ピン24aを転写面22aに形成された樹脂接着剤23の塗膜に接触させ、樹脂接着剤23を付着させる。次いで接着剤転写機構24を基板4の上方に移動させて、転写ピン24aをLED実装部4bに下降させることにより(矢印d)、転写ピン24aに付着した樹脂接着剤23をLED実装部4b内の素子実装位置に転写により供給する。
As shown in FIG. 5B, the
次いで接着剤塗布後の基板4は下流側へ搬送されて、図5(c)に示すように部品実装部Bにて位置決めされ、接着剤供給後の各LED実装部4bを対象として、LED素子5の実装が行われる。すなわちまず部品実装機構26を部品供給機構25の上方に移動させて実装ノズル26aを部品供給機構25に保持されたLEDシート13A、13B、13C,13D,13Eのいずれかに対して下降させ、実装ノズル26aによってLED素子5を保持して取り出す。次いで部品実装機構26を基板4のLED実装部4bの上方に移動させて実装ノズル26aを下降させることにより(矢印e)、実装ノズル26aに保持したLED素子5をLED実装部4b内において接着剤が塗布された素子実装位置に実装する。
Next, the
この部品実装装置M1による基板4へのLED素子5の実装においては、予め作成された素子実装プログラム、すなわち部品実装機構26による個別実装動作においてLEDシート13A、13B、13C,13D,13EのいずれからLED素子5を取り出して基板4の複数の個片基板4aに実装するかの順序が予め設定されており、部品実装作業はこの素子実装プログラムにしたがって実行される。
In mounting the
そして部品実装作業の実行に際しては、作業実行履歴から個別のLED素子5が基板4の複数の個片基板4aのうちのいずれに実装されたかを示す実装位置情報71a(図9参照)を抽出し記録する。そしてこの実装位置情報71aと個々の個片基板4aに実装されたLED素子5がいずれの特性ランク(Binコード[1]、[2]、[3]、[4]、[5])に対応するものであるかを示す素子特性情報12とを関連づけたデータが、マップ作成処理部74(図9参照)によって、図6に示すマップデータ18として作成されるようになっている。
When the component mounting work is executed, mounting
図6において、基板4の複数の個片基板4aの個別の位置は、X方向,Y方向の位置をそれぞれ示すマトリクス座標19X、19Yの組み合わせによって特定される。そしてマトリクス座標19X、19Yによって構成されるマトリックスの個別セルに、当該位置に実装されたLED素子5が属するBinコードを対応させることにより、部品実装装置M1によって実装されたLED素子5の基板4における位置を示す実装位置情報71aと、当該LED素子5についての素子特性情報12とを関連付けたマップデータ18が作成される。
In FIG. 6, the individual positions of the plurality of
すなわち、部品実装装置M1は、当該装置によって実装されたLED素子5の基板4における位置を示す実装位置情報と、当該LED素子5についての素子特性情報12とを関連付けたマップデータ18を、基板4毎に作成するマップデータ作成手段としてのマップ作成処理部74を備えた構成となっている。そして作成されたマップデータ18は、LANシステム2を介して以下に説明する樹脂塗布装置M4に対してフィードフォワードデータとして送信される。
That is, the component mounting apparatus M1 displays the
次に図7、図8を参照して、樹脂塗布装置M4の構成および機能について説明する。樹脂塗布装置M4は、部品実装装置M1によって基板4に実装された複数のLED素子5を覆って樹脂8を塗布する機能を有するものである。図7(a)の平面図に示すように、樹脂塗布装置M4は上流側から供給された作業対象の基板4を基板搬送方向(矢印f)に搬送する基板搬送機構31に、図7(b)にC−C断面にて示す樹脂塗布部Cを配設した構成となっている。樹脂塗布部Cには、下端部に装着された吐出ノズル33aから樹脂8を吐出する構成の樹脂吐出ヘッド32が設けられている。
Next, the configuration and function of the resin coating apparatus M4 will be described with reference to FIGS. The resin coating device M4 has a function of coating the
図7(b)に示すように、樹脂吐出ヘッド32はノズル移動機構34によって駆動され、ノズル移動機構34を塗布制御部36によって制御することにより、水平方向(図7(a)に示す矢印g)の移動動作および昇降動作を行う。樹脂吐出ヘッド32には樹脂8がディスペンサ33に装着されるシリンジに収納された状態で供給され、樹脂吐出機構35によって空圧をディスペンサ33内に印加することにより、ディスペンサ33内の樹脂8は吐出ノズル33aを介して吐出されて、基板4に形成されたLED実装部4bに塗布される。このとき、樹脂吐出機構35を塗布制御部36によって制御することにより、樹脂8の吐出量を任意に制御することができる。すなわち樹脂塗布部Cは、樹脂8を塗布量を可変に吐出して、任意の塗布対象位置に塗布する機能を有している。なお、樹脂吐出機構35には、空圧のディスペンサ33以外にもメカシリンダを用いたプランジャ方式、スクリューポンプ方式など、各種の液吐出方式を採用することができる。
As shown in FIG. 7B, the
基板搬送機構31の側方には、樹脂吐出ヘッド32の移動範囲内に位置して、試し打ち・測定ユニット40が配置されている。試し打ち・測定ユニット40は、樹脂8を基板4のLED実装部4bに塗布する実生産用塗布作業に先立って、樹脂8の塗布量が適正であるか否かを、試し塗布した樹脂8の発光特性を測定することにより判定する機能を有するものである。すなわち、樹脂塗布部Cによって樹脂8を試し塗布した透光部材43に測定用の光源部45が発する光を照射したときの発光特性を、分光器42および発光特性測定処理部39を備えた発光特性測定部によって測定し、測定結果を予め設定されたしきい値と比較することにより、図4に示す樹脂塗布情報14にて規定される既設定の樹脂塗布量の適否を判定する。
A test hitting /
蛍光体粒子を含有する樹脂8は、その組成・性状は必ずしも安定的ではなく、予め樹脂塗布情報14にて適正樹脂塗布量を設定していても、時間の経過によって蛍光体の濃度や樹脂粘度が変動することが避けられない。このため予め設定された適正樹脂塗布量に対応する吐出パラメータで樹脂8を吐出しても、樹脂塗布量そのものが既設定の適正値からばらつく場合や、さらには樹脂塗布量自体は適正であっても濃度変化によって本来供給されるべき蛍光体粒子の供給量がばらつく結果となる。
The composition and properties of the
このような不都合を排除するため、本実施の形態では、所定のインターバルにて適正供給量の蛍光体粒子が供給されているか否かを検査するための試し塗布を樹脂塗布装置M4にて実行し、さらに試し塗布された樹脂を対象として発光特性の測定を実行することにより、本来あるべき発光特性に則して蛍光体粒子の供給量を安定させるようにしている。そして本実施の形態に示す樹脂塗布装置M4に備えられた樹脂塗布部Cは、樹脂8を上述の発光特性測定用として透光部材43に試し塗布する測定用塗布処理と、実生産用として基板4に実装された状態のLED素子5に塗布する生産用塗布処理とを併せて実行する機能を有している。これらの測定用塗布処理および生産用塗布処理は、いずれも塗布制御部36が樹脂塗布部Cを制御することにより実行される。
In order to eliminate such inconvenience, in the present embodiment, a test coating for inspecting whether or not an appropriate supply amount of phosphor particles is supplied at a predetermined interval is executed by the resin coating apparatus M4. In addition, by measuring the light emission characteristics of the test-applied resin, the supply amount of the phosphor particles is stabilized in accordance with the light emission characteristics that should originally exist. The resin coating unit C provided in the resin coating apparatus M4 shown in the present embodiment includes a measurement coating process for applying the
図8を参照して試し打ち・測定ユニット40の詳細構成を説明する。図8(a)に示すように、透光部材43は供給リール47に卷回収納されて供給され、試し打ちステージ40aの上面に沿って送られた後、透光部材載置部41と照射部46との間を経由して、巻き取りモータ49によって駆動される回収リール48に巻き取られる。なお、透光部材43を回主する機構としては、回収リール48に卷回して回収する方式以外にも、回収ボックス内に透光部材43を送り機構によって送り込む方式など、各種の方式を採用することができる。
A detailed configuration of the trial hitting /
照射部46は光源部45によって発光された測定光を透光部材43に対して照射する機能を有しており、簡易暗箱機能を有する遮光ボックス46a内に、光源部45が発光する測定光がファイバケーブルによって導光される光集束ツール46bを配設した構成となっている。光源部45は樹脂8に含まれる蛍光体を励起する励起光を発光する機能を有しており、本実施の形態においては透光部材載置部41の上方に配置されて、測定光を透光部材43に対して光集束ツール46bを介して上方から照射する形態となっている。
The
ここで透光部材43としては、透明樹脂製の平面シート状部材を所定幅のテープ材としたものや、同様のテープ材にLEDパッケージ50の凹部形状に対応したエンボス部43aが下面に凸設されたエンボスタイプのものなどが用いられる(図8(b)参照)。透光部材43が試し打ち・測定ユニット40上を送られる過程において、透光部材43に対して樹脂吐出ヘッド32によって樹脂8が試し塗布される。この試し塗布は、下面側を試し打ちステージ40aによって支持された透光部材43に対して、図8(b)に示すように、吐出ノズル33aによって規定塗布量の樹脂8を透光部材43に吐出することによって行われる。
Here, as the
図8(b)(イ)は、前述のテープ材よりなる透光部材43に樹脂塗布情報14にて規定される既設定の適正吐出量の樹脂8を塗布した状態を示している。また図8(b)(ロ)は、前述のエンボスタイプの透光部材43のエンボス部43a内に、同様に既設定の適正吐出量の樹脂8を塗布した状態を示している。なお、後述するように、試し打ちステージ40aにて塗布された樹脂8は、対象となるLED素子5に対して蛍光体供給量が適正であるか否かを実証的に判定するための試し塗布であることから、樹脂吐出ヘッド32による同一試し塗布動作で複数点に樹脂8を連続的に透光部材43上に塗布する場合には、発光特性測定値と塗布量との相関関係を示す既知のデータに基づいて塗布量を段階的に異ならせて塗布しておく。
FIGS. 8B and 8A show a state in which the preset appropriate discharge amount of the
このようにして樹脂8が試し塗布された後に遮光ボックス46a内に導かれた透光部材43に対して、光源部45によって発光された白色光を光集束ツール46bを介して上方から照射する。そして透光部材43に塗布された樹脂8を透過した光は、透光部材載置部41に設けられた光透過開口部41aを介して、透光部材載置部41の下方に配設された積分球44によって受光される。図8(c)は、透光部材載置部41、積分球44の構造を示している。透光部材載置部41は、透光部材43の下面を支持する下部支持部材41bの上面に、透光部材43の両端面をガイドする機能を有する上部ガイド部材41cを装着した構造となっている。
In this way, the white light emitted from the
透光部材載置部41は試し打ち・測定ユニット40における搬送時に透光部材43をガイドするとともに、測定用塗布処理において樹脂8が試し塗布された透光部材43を載置して位置を保持する機能を有している。積分球44は光集束ツール46bから照射されて(矢印h)樹脂8を透過した透過光を集光し、分光器42に導く機能を有している。すなわち積分球44は内部に球面状の球状反射面44cを有しており、光透過開口部41aの直下に位置する開口部44aから入光した透過光(矢印i)は、積分球44の頂部に設けられた開口部44aから反射空間44b内に入射し、球状反射面44cによる全反射(矢印j)を反復する過程で出力部44dから測定光(矢印k)として取り出され、分光器42によって受光される。
The translucent
上述構成では、光源部45に用いられるLEDパッケージによって発光された白色光が透光部材43に試し塗布された樹脂8に照射される。この過程において、白色光中に含まれる青色光成分が樹脂8中の蛍光体を励起させて黄色光を発光させる。そしてこの黄色光と青色光が加色混合した白色光が樹脂8から上方に照射され、上述の積分球44を介して分光器42によって受光される。
In the above-described configuration, the white light emitted by the LED package used for the
そして受光された白色光は、図7(b)に示すように、発光特性測定処理部39によって分析されて発光特性が測定される。ここでは、白色光の色調ランクや光束などの発光特性が検査され、検査結果として、規定の発光特性との偏差が検出される。積分球44、分光器42および発光特性測定処理部39は、励起光を透光部材43に塗布された樹脂8に光源部45によって発光された励起光(ここでは白色LEDにより発光された白色光)を上方から照射することによりこの樹脂8が発する光を透光部材43の下方から受光して、樹脂8が発する光の発光特性を測定する発光特性測定部を構成する。そして本実施の形態においては、発光特性測定部は積分球44を透光部材43の下方に配置して成り、樹脂8が発する光を積分球44の開口部44aを介して受光するように構成されている。
The received white light is analyzed by the light emission characteristic
発光特性測定部を上述のような構成とすることにより、以下に述べるような効果を得る。すなわち、図8(b)に示す透光部材43に試し塗布される樹脂8の塗布形状において、下面側は常に透光部材43の上面またはエンボス部43aの底面に接触していることから、樹脂8の下面は常に透光部材43によって規定される基準高さにある。したがって、樹脂8の下面と積分球44の開口部44aとの高さ差は常に一定に保たれる。これに対し、樹脂8の上面は吐出ノズル33aによる塗布条件などの外乱によって、必ずしも同一の液面形状・高さが実現されるとは限らず、樹脂8の上面と光集束ツール46bとの間の間隔はばらつくこととなる。
By configuring the light emission characteristic measuring unit as described above, the following effects can be obtained. That is, in the application shape of the
ここで樹脂8の上面に対して照射される照射光と樹脂8の下面からの透過光とを比較した場合の安定度合いを考えると、樹脂8に対して照射される照射光は光集束ツール46bを介して照射されることから集束度が高く、樹脂8の上面と光集束ツール46bとの間の間隔のばらつきが光伝達に対して与える影響は無視できる。これに対し、樹脂8を透過した透過光は樹脂8の内部で蛍光体が励起された励起光であることから散乱の度合いが高く、樹脂8の下面と開口部44aとの間の距離のばらつきが積分球44によって光が取り込まれる度合いに与える影響は無視できない。
Here, considering the degree of stability when the irradiation light irradiated on the upper surface of the
本実施の形態に示す試し打ち・測定ユニット40においては、前述構成のように光源部45によって発光された励起光を、樹脂8に対して上方から照射することによりこの樹脂8が発する光を透光部材43の下方から積分球44によって受光する構成を採用していることから、安定した発光特性の判定を行うことが可能となっている。さらに、積分球44を用いることにより受光部分に暗室構造を別途設ける必要がなく、装置のコンパクト化と設備費用の削減が可能となっている。
In the test hitting / measuring
図7(b)に示すように、発光特性測定処理部39の測定結果は塗布量導出処理部38に送られ、塗布量導出処理部38は、発光特性測定処理部39の測定結果と予め規定された発光特性との偏差を求め、この偏差に基づいて実生産用としてLED素子5に塗布されるべき樹脂8の適正樹脂塗布量を導出する処理を行う。塗布量導出処理部38によって導出された新たな適正吐出量は生産実行処理部37に送られ、生産実行処理部37は新たに導出された適正樹脂塗布量を塗布制御部36に指令する。これにより塗布制御部36は、ノズル移動機構34、樹脂吐出機構35を制御して、適正樹脂塗布量の樹脂8を基板4に実装されたLED素子5に塗布する生産用塗布処理を樹脂吐出ヘッド32に実行させる。
As shown in FIG. 7B, the measurement result of the light emission characteristic
この生産用塗布処理においては、まず樹脂塗布情報14に規定される適正樹脂塗布量の樹脂8を実際に塗布し、樹脂8が未硬化の状態で発光特性の測定を行う。そして得られた測定結果に基づき、生産用塗布において塗布された樹脂8を対象として発光特性を測定した場合における発光特性測定値の良品範囲を設定し、この良品範囲を生産用塗布における良否判定のしきい値(図11に示すしきい値データ81a参照)として用いるようにしている。
In this production coating process, first, an appropriate amount of
すなわち本実施の形態に示すLEDパッケージ製造システムにおける樹脂塗布方法では、発光特性測定用の光源部45として白色LEDを用いるとともに、生産用塗布における良否判定のしきい値設定の基となる予め規定された発光特性として、LED素子5に塗布された樹脂8が硬化した状態の完成製品について求められる正規の発光特性を、樹脂8が未硬化の状態であることによる発光特性の相違分だけ偏らせた発光特性を用いるようにしている。これにより、LED素子5への樹脂塗布過程における樹脂塗布量の制御を完成製品についての正規の発光特性に基づいて行うことが可能となっている。
That is, in the resin coating method in the LED package manufacturing system shown in the present embodiment, a white LED is used as the
なお本実施の形態においては、光源部45として白色光を発するLEDパッケージ50を用いている。これにより、試し塗布された樹脂8の発光特性測定を、完成品のLEDパッケージ50において発光される励起光と同一特性の光によって行うことができ、より信頼性の高い検査結果を得ることができる。なお完成品に用いられるものと同一のLEDパッケージ50を用いることは必ずしも必須要件ではない。発光特性測定には、一定波長の青色光を安定的に発光することが可能な光源装置(例えば青色光を発光する青色LEDや、青色レーザ光源など)であれば、検査用の光源部として用いることができる。但し、青色LEDを用いた白色光を発するLEDパッケージ50を用いることにより、安定的な品質の光源装置を低コストで選定することができるという利点を有する。ここでバンドパスフィルタを用いて、所定の波長の青色光を取り出すようにしてもよい。
In the present embodiment, the
なお上述構成の試し打ち・測定ユニット40の替わりに、図9,図10に示す構成の試し打ち・測定ユニット140を用いるようにしてもよい.すなわち、図9,図10に示すように、試し打ち・測定ユニット140は細長形状の水平な基部140aの上方に、カバー部140bを配設した外部構造となっている。カバー部140bには開口部140cが設けられており、開口部140cはスライド自在(矢印l)な塗布用スライド窓140dによって開閉自在となっている。試し打ち・測定ユニット140の内部には、透光部材43を下面側から支持する試し打ちステージ145a、透光部材43が載置される透光部材載置部141および透光部材載置部141の上方に配設された分光器42が設けられている。
Instead of the test hit /
透光部材載置部141は、図8に示す光源部45と同様に蛍光体を励起する励起光を発光する光源装置を備えており、測定用塗布処理において樹脂8が試し塗布された透光部材43に対して、この光源装置より下面側から励起光が照射される。透光部材43は、図8に示す例と同様に供給リール47に卷回収納されて供給され、試し打ちステージ145aの上面に沿って送られた後(矢印m)、透光部材載置部141と分光器42との間を経由して巻き取りモータ49によって駆動される回収リール48に巻き取られる。
The translucent
塗布用スライド窓140dをスライドさせて開放した状態では、試し打ちステージ145a上面は上方に露呈され、上面に載置された透光部材43に対して樹脂吐出ヘッド32によって樹脂8を試し塗布することが可能となる。この試し塗布は、下面側を試し打ちステージ145aによって支持された透光部材43に対して、図8(b)に示すように、吐出ノズル33aによって規定塗布量の樹脂8を透光部材43に吐出することによって行われる。
In a state in which the
図10(b)は、試し打ちステージ145aにて樹脂8が試し塗布された透光部材43を移動させて、樹脂8を透光部材載置部141の上方に位置させ、さらにカバー部140bを下降させて基部140aとの間に発光特性測定用の暗室を形成した状態を示している。透光部材載置部141には、光源装置として白色光を発するLEDパッケージ50が用いられている。LEDパッケージ50においてLED素子5と接続された配線層4e、4dは電源装置142と接続されており、電源装置142をONすることにより、LED素子5には発光用の電力が供給され、これによりLEDパッケージ50は白色光を発光する。
In FIG. 10B, the
そしてこの白色光が樹脂8を透過した後に透光部材43に試し塗布された樹脂8に照射される過程において、白色光に含まれる青色光によって樹脂8中の蛍光体が励起して発光した黄色光と青色光が加色混合した白色光が、樹脂8から上方に照射される。試し打ち・測定ユニット140の上方には分光器42が配置されており、樹脂8から照射された白色光は分光器42によって受光され、受光された白色光は発光特性測定処理部39によって分析されて発光特性が測定される。ここでは、白色光の色調ランクや光束などの発光特性が検査され、検査結果として、規定の発光特性との偏差が検出される。すなわち発光特性測定処理部39は、光源部であるLED素子5から発光された励起光を透光部材43に塗布された樹脂8に照射することによりこの樹脂8が発する光の発光特性を測定する。そして発光特性測定処理部39の測定結果は塗布量導出処理部38に送られ、図7に示す例と同様の処理が実行される。
Then, in the process in which the white light passes through the
次に図11を参照して、LEDパッケージ製造システム1の制御系の構成について説明する。なお、ここではLEDパッケージ製造システム1を構成する各装置の構成要素のうち、管理コンピュータ3、部品実装装置M1、樹脂塗布装置M4において、素子特性情報12、樹脂塗布情報14およびマップデータ18、上述のしきい値データ81aの送受信および更新処理に関連する構成要素を示すものである。
Next, the configuration of the control system of the LED
図11において、管理コンピュータ3は、システム制御部60、記憶部61、通信部62を備えている。システム制御部60は、LEDパッケージ製造システム1によるLEDパッケージ製造作業を統括して制御する。記憶部61には、システム制御部60による制御処理に必要なプログラムやデータのほか、素子特性情報12、樹脂塗布情報14、さらには必要に応じてマップデータ18、しきい値データ81aが記憶されている。通信部62はLANシステム2を介して他装置と接続されており、制御信号やデータの授受を行う。素子特性情報12、樹脂塗布情報14は、LANシステム2および通信部62を介して、またはCDロム、USBメモリストレージ、SDカードなど単独の記憶媒体を介して、外部から伝達され記憶部61に記憶される。
In FIG. 11, the
部品実装装置M1は、実装制御部70、記憶部71、通信部72、機構駆動部73およびマップ作成処理部74を備えている。実装制御部70は、部品実装装置M1による部品実装作業を実行するために、記憶部71に記憶された各種のプログラムやデータに基づいて、以下に説明する各部を制御する。記憶部71には、実装制御部70による制御処理に必要なプログラムやデータのほか、実装位置情報71aや素子特性情報12を記憶する。実装位置情報71aは、実装制御部70による実装動作制御の実行履歴データより作成される。素子特性情報12は、LANシステム2を介して管理コンピュータ3から送信される。通信部72は、LANシステム2を介して他装置と接続されており、制御信号やデータの授受を行う。
The component mounting apparatus M1 includes a mounting
機構駆動部73は、実装制御部70に制御されて、部品供給機構25や部品実装機構26を駆動する。これにより、基板4の各個片基板4aにLED素子5が実装される。マップ作成処理部74(マップデータ作成手段)は、記憶部71に記憶され部品実装装置M1によって実装されたLED素子5の基板4における位置を示す実装位置情報71aと、当該LED素子5についての素子特性情報12とを関連付けたマップデータ18を、基板4毎に作成する処理を行う。すなわち、マップデータ作成手段は部品実装装置M1に設けられており、マップデータ18は部品実装装置M1から樹脂塗布装置M4に送信される。なお、マップデータ18を管理コンピュータ3経由で部品実装装置M1から樹脂塗布装置M4に送信するようにしてもよい。この場合には、マップデータ18は、図11に示すように、管理コンピュータ3の記憶部61にも記憶される。
The
樹脂塗布装置M4は、塗布制御部36、記憶部81、通信部82、生産実行処理部37、塗布量導出処理部38、発光特性測定処理部39を備えている。塗布制御部36は、樹脂塗布部Cを構成するノズル移動機構34、樹脂吐出機構35および試し打ち・測定ユニット40を制御することにより、樹脂8を発光特性測定用として透光部材43に試し塗布する測定用塗布処理および実生産用としてLED素子5に塗布する生産用塗布処理を実行させる処理を行う。
The resin coating apparatus M4 includes a
記憶部81には、塗布制御部36による制御処理に必要なプログラムやデータのほか、樹脂塗布情報14やマップデータ18、しきい値データ81a、実生産用塗布量81bを記憶する。樹脂塗布情報14はLANシステム2を介して管理コンピュータ3から送信され、マップデータ18は同様にLANシステム2を介して部品実装装置M1から送信される。通信部82はLANシステム2を介して他装置と接続されており、制御信号やデータの授受を行う。
The
発光特性測定処理部39は、光源部45から発光された励起光を透光部材43に塗布された樹脂8に照射することによりこの樹脂が発する光の発光特性を測定する処理を行う。塗布量導出処理部38は、発光特性測定処理部39の測定結果と予め規定された発光特性との偏差を求め、この偏差に基づいて実生産用としてLED素子5に塗布されるべき樹脂8の適正樹脂塗布量を導出する演算処理を行う。そして生産実行処理部37は、塗布量導出処理部38により導出された適正樹脂塗布量を塗布制御部36に指令することにより、この適正樹脂塗布量の樹脂をLED素子5に塗布する生産用塗布処理を実行させる。
The light emission characteristic
なお、図11に示す構成において、各装置固有の作業動作を実行するための機能以外の処理機能、例えば部品実装装置M1に設けられているマップ作成処理部74の機能、樹脂塗布装置M4に設けられている塗布量導出処理部38の機能は、必ずしも当該装置に付属させる必要はない。例えば、マップ作成処理部74、塗布量導出処理部38の機能を管理コンピュータ3のシステム制御部60が有する演算処理機能によってカバーするようにし、必要な信号授受をLANシステム2を介して行うように構成してもよい。
In the configuration shown in FIG. 11, processing functions other than the function for executing work operations unique to each apparatus, for example, the function of the map
上述のLEDパッケージ製造システム1の構成において、部品実装装置M1、樹脂塗布装置M4はいずれもLANシステム2に接続されている。そして記憶部61に素子特性情報12が記憶された管理コンピュータ3およびLANシステム2は、複数のLED素子5の発光波長を含む発光特性を予め個別に測定して得られた情報を、素子特性情報12として部品実装装置M1に提供する素子特性情報提供手段となっている。同様に、記憶部61に樹脂塗布情報14が記憶された管理コンピュータ3およびLANシステム2は、規定の発光特性を具備したLEDパッケージ50を得るための樹脂8の適正樹脂塗布量と素子特性情報とを対応させた情報を樹脂塗布情報として樹脂塗布装置M4に提供する樹脂情報提供手段となっている。
In the configuration of the LED
すなわち、素子特性情報12を部品実装装置M1に提供する素子特性情報提供手段および樹脂塗布情報14を樹脂塗布装置M4に提供する樹脂情報提供手段は、外部記憶手段である管理コンピュータ3の記憶部61より読み出された素子特性情報および樹脂塗布情報を、LANシステム2を介して部品実装装置M1および樹脂塗布装置M4にそれぞれ送信する構成となっている。
That is, the element characteristic information providing means for providing the element
次にLEDパッケージ製造システム1によって実行されるLEDパッケージ製造過程について、図12のフローに沿って、各図を参照しながら説明する。まず、素子特性情報12および樹脂塗布情報14を取得する(ST1)。すなわち、複数のLED素子5の発光波長を含む発光特性を予め個別に測定して得られた素子特性情報12および規定の発光特性を具備したLEDパッケージ50を得るための樹脂8の適正樹脂塗布量と素子特性情報12とを対応させた樹脂塗布情報14を、外部装置からLANシステム2を介して、または記憶媒体を介して取得する。
Next, the LED package manufacturing process executed by the LED
この後、部品実装装置M1に実装対象となる基板4を搬入する(ST2)。そして図18(a)に示すように、接着剤転写機構24の転写ピン24aを昇降させることにより(矢印n)、LED実装部4b内の素子実装位置に樹脂接着剤23を供給した後、図18(b)に示すように、部品実装機構26の実装ノズル26aに保持したLED素子5を下降させ(矢印o)、樹脂接着剤23を介して基板4のLED実装部4b内に実装する(ST3)。そしてこの部品実装作業の実行データから、当該基板4について、実装位置情報71aと、それぞれのLED素子5の素子特性情報12とを関連付けたマップデータ18を、マップ作成処理部74によって作成する(ST4)。次いでこのマップデータ18を部品実装装置M1から樹脂塗布装置M4に送信するとともに、管理コンピュータ3から樹脂塗布情報14を樹脂塗布装置M4に送信する(ST5)。これにより、樹脂塗布装置M4による樹脂塗布作業が実行可能な状態となる。
Thereafter, the
次いで、部品実装後の基板4はキュア装置M2に送られ、ここで加熱されることにより、図18(c)に示すように、樹脂接着剤23が熱硬化して樹脂接着剤23*となり、LED素子5は個片基板4aに固着される。次いで樹脂キュア後の基板4はワイヤボンディング装置M3に送られ、図18(d)に示すように、個片基板4aの配線層4e、4dを、それぞれLED素子5のN型部電極6a、P型部電極6bとボンディングワイヤ7によって接続する。
Next, the
次いで、良品判定用のしきい値データ作成処理が実行される(ST6)。この処理は、生産用塗布における良否判定のしきい値(図11に示すしきい値データ81a参照)を設定するために実行されるものであり、Binコード[1]、[2]、[3]、[4]、[5]に対応する生産用塗布のそれぞれについて反復して実行される。このしきい値データ作成処理の詳細について、図13,図14,図15を参照して説明する。図13において、まず樹脂塗布情報14に規定する蛍光体を純正濃度で含む樹脂8を準備する(ST11)。そしてこの樹脂8を樹脂吐出ヘッド32にセットした後、樹脂吐出ヘッド32を試し打ち・測定ユニット40の試し打ちステージ40aに移動させて樹脂8を樹脂塗布情報14に示す規定塗布量(適正樹脂塗布量)で透光部材43に塗布する(ST12)。次いで透光部材43に塗布された樹脂8を透光部材載置部41上に移動させ、LED素子5を発光させて樹脂8が未硬化の状態における発光特性を前述構成の発光特性測定部によって測定する(ST13)。そして発光特性測定部によって測定された発光特性の測定結果である発光特性測定値39aに基づき、発光特性が良品と判定されるための測定値の良品判定範囲を設定し(ST14)、設定された良品判定範囲をしきい値データ81aとして、記憶部81に記憶させるとともに管理コンピュータ3に転送して記憶部61に記憶させる(ST15)。
Next, threshold data creation processing for non-defective product determination is executed (ST6). This process is executed in order to set a pass / fail judgment threshold value in production coating (see
図14はこのようにして作成されたしきい値データ、すなわち純正含有量の蛍光体を含有した樹脂8を塗布した後、樹脂未硬化状態において求められた発光特性測定値および発光特性が良品と判定されるための測定値の良品判定範囲(しきい値)を示している。図14(a)、(b)、(c)は、樹脂8における蛍光体濃度がそれぞれ5%。10%、15%である場合の、Binコード[1]、[2]、[3]、[4]、[5]に対応したしきい値を示すものである。
FIG. 14 shows that the threshold data created in this way, that is, the measured emission characteristics and emission characteristics obtained in the uncured state of the
例えば図14(a)に示すように、樹脂8の蛍光体濃度が5%である場合において、Binコード12bのそれぞれには適正樹脂塗布量15(1)のそれぞれに示す塗布量が対応しており、それぞれの塗布量で塗布した樹脂8にLED素子5の青色光を照射することにより樹脂8が発する光の発光特性を発光特性測定部によって測定した測定結果が、発光特性測定値39a(1)に示されている。そしてそれぞれの発光特性測定値39a(1)に基づいて、しきい値データ81a(1)が設定される。例えばBinコード[1]に対応して適正樹脂塗布量VA0で塗布した樹脂8対象として発光特性を測定した測定結果は、図15に示す色度表上の色度座標ZA0(XA0、YA0)によって表される。そしてこの色度座標ZA0を中心として、色度表上におけるX座標、Y座標についての所定範囲(例えば±10%)が良品判定範囲(しきい値)として設定される。他のBinコード[2]〜[5]に対応した適正樹脂塗布量についても同様に、発光特性測定結果に基づいて良品判定範囲(しきい値)が設定される(図15に示す色度表上の色度座標ZB0〜ZE0参照)。ここで、しきい値として設定される所定範囲は、製品としてのLEDパッケージ50に求められる発光特性の精度レベルに応じて適宜設定される。
For example, as shown in FIG. 14A, when the phosphor concentration of the
そして図14(b)、(c)は、同様に樹脂8の蛍光体濃度がそれぞれ10%、15%である場合の、発光特性測定値および良品判定範囲(しきい値)を示している。図14(b)、(c)において、適正樹脂塗布量15(2)、適正樹脂塗布量15(3)はそれぞれ蛍光体濃度がそれぞれ10%、15%である場合の適正樹脂塗布量を示しており、発光特性測定値39a(2)、発光特性測定値39a(3)は、それぞれ蛍光体濃度がそれぞれ10%、15%である場合の発光特定測定値を、またしきい値データ81a(2)、しきい値データ81a(3)はそれぞれの場合の良品判定範囲(しきい値)を示している。このようにして作成されたしきい値データは、生産用塗布作業において、対象となるLED素子5の属するBinコード12bに応じて使い分けられる。なお、(ST6)に示すしきい値データ作成処理は、LEDパッケージ製造システム1とは別に設けられた単独の検査装置によってオフライン作業として実行し、管理コンピュータ3に予めしきい値データ81aとして記憶させたものをLANシステム2経由で樹脂塗布装置M4に送信して用いるようにしてもよい。
14B and 14C show the emission characteristic measurement values and the non-defective product determination range (threshold value) when the phosphor concentrations of the
この後、ワイヤボンディング後の基板4は樹脂塗布装置M4に搬送され(ST7)、図19(a)に示すように、反射部4cで囲まれるLED実装部4bの内部に、吐出ノズル33aから樹脂8を吐出させる。ここでは、マップデータ18、しきい値データ81aおよび樹脂塗布情報14に基づき、図19(b)に示す規定量の樹脂8をLED素子5を覆って塗布する作業が実行される(ST8)。この樹脂塗布作業処理の詳細について、図14,図15を参照して説明する。まず樹脂塗布作業の開始に際しては、必要に応じて樹脂収納容器の交換が行われる(ST21)。すなわち樹脂吐出ヘッド32に装着されるディスペンサ33を、LED素子5の特性に応じて選択された蛍光体濃度の樹脂8を収納したものに交換する。
Thereafter, the
次いで樹脂塗布部Cによって、樹脂8を発光特性測定用として透光部材43に試し塗布する(測定用塗布工程)(ST22)。すなわち、試し打ち・測定ユニット40にて試し打ちステージ40aに引き出された透光部材43上に、図4にて規定される各Binコード12b毎の適正樹脂塗布量(VA0〜VE0)の樹脂8を塗布する。このとき適正樹脂塗布量(VA0〜VE0)に対応する吐出動作パラメータを樹脂吐出機構35に指令しても、吐出ノズル33aから吐出されて透光部材43に塗布される実際の樹脂塗布量は樹脂8の性状の経時変化などによって必ずしも上述の適正樹脂塗布量とはならず、図17(a)に示すように、実際樹脂塗布量はVA0〜VE0とは幾分異なるVA1〜VE1となる。
Next, the resin application part C applies the
次いで試し打ち・測定ユニット40において透光部材43を送ることにより、樹脂8が試し塗布された透光部材43を送り、透光部材載置部41に載置する(透光部材載置工程)。そして透光部材載置部41の上方に配置された光源部45から、蛍光体を励起する励起光を発光する(励起光発光工程)。そしてこの励起光を透光部材43に塗布された樹脂8に上方から照射することにより、この樹脂8が発する光を透光部材43の下方から積分球44を介して分光器42によって受光し、発光特性測定処理部39によってこの光の発光特性測定を行う(発光特性測定工程)(ST23)。
Next, by transmitting the
これにより、図17(b)に示すように、色度座標Z(図15参照)で表される発光特性測定値が得られる。この測定結果は、上述の塗布量の誤差および樹脂8中の蛍光体粒子の濃度変化などによって、必ずしも予め規定された発光特性、すなわち図14(a)に示す適正樹脂塗布時における標準的な色度座標ZA0〜ZE0とは一致しない。このため、得られた色度座標ZA1〜ZE1と、図14(a)に示す適正樹脂塗布時における標準的な色度座標ZA0〜ZE0との、X,Y座標における隔たりを示す偏差(ΔXA、ΔYA)〜(ΔXE、ΔYE)を求め、所望の発光特性を得るための補正の要否を判定する。
As a result, as shown in FIG. 17B, a light emission characteristic measurement value represented by the chromaticity coordinate Z (see FIG. 15) is obtained. This measurement result is not necessarily based on the above-described error in the coating amount and the change in the concentration of the phosphor particles in the
ここでは測定結果はしきい値以内であるか否かの判定が行われ(ST24)、図17(c)に示すように、(ST23)にて求められた偏差としきい値とを比較することにより、偏差(ΔXA、ΔYA)〜(ΔXE、ΔYE)がZA0〜ZE0に対して±10%の範囲内にあるか否かを判断する。ここで、偏差がしきい値以内であれば、既設定の適正樹脂塗布量VA0〜VE0に対応する吐出動作パラメータをそのまま維持する。これに対し、偏差がしきい値を超えている場合には、塗布量の補正を行う(ST25)。すなわち発光特性測定工程における測定結果と予め規定された発光特性との偏差を求め、図17(d)に示すように、求められた偏差に基づいて、LED素子5に塗布されるべき実生産用の新たな適正樹脂塗布量(VA2〜VE2)を導出する処理を、塗布量導出処理部38によって実行する(塗布量導出処理工程)。
Here, it is determined whether or not the measurement result is within the threshold value (ST24), and as shown in FIG. 17C, the deviation obtained in (ST23) is compared with the threshold value. Thus, it is determined whether the deviations (ΔX A , ΔY A ) to (ΔX E , ΔY E ) are within ± 10% of ZA0 to ZE0. Here, if the deviation is within the threshold value, the discharge operation parameters corresponding to the preset appropriate resin application amounts VA0 to VE0 are maintained as they are. On the other hand, when the deviation exceeds the threshold value, the application amount is corrected (ST25). That is, the deviation between the measurement result in the light emission characteristic measurement step and the predetermined light emission characteristic is obtained, and as shown in FIG. 17 (d), the actual production to be applied to the
ここで、補正後の適正樹脂塗布量(VA2〜VE2)は、既設定の適正樹脂塗布量VA0〜VE0に、それぞれの偏差に応じた補正分を加えた更新値である。偏差と補正分との関係は、予め既知の付随データとして樹脂塗布情報14に記録されている。そして補正後の適正樹脂塗布量(VA2〜VE2)に基づいて(ST22)、(ST23)、(ST24)、(ST25)の処理が反復実行され、(ST24)にて測定結果と予め規定された発光特性との偏差がしきい値以内であることが確認されることにより、実生産用の適正樹脂塗布量が確定する。すなわち上述の樹脂塗布方法においては、測定用塗布工程、透光部材載置工程、励起光発光工程、発光特性測定工程および塗布量導出工程を反復実行することにより、適正樹脂塗布量を確定的に導出するようにしている。そして確定した適正樹脂塗布量は、記憶部81に実生産用塗布量81bとして記憶される。
Here, the corrected appropriate resin application amounts (VA2 to VE2) are updated values obtained by adding correction amounts corresponding to the respective deviations to the preset appropriate resin application amounts VA0 to VE0. The relationship between the deviation and the correction amount is recorded in the
そしてこの後、次のステップに移行して捨て打ちが実行される(ST26)。ここでは、所定量の樹脂8を吐出ノズル33aから吐出させることにより、樹脂吐出経路内の樹脂流動状態を改善して、ディスペンサ33、樹脂吐出機構35の動作を安定させる。なお図16にて破線枠によって示す(ST27)、(ST28)、(ST29)、(ST30)の処理は、(ST22)、(ST23)、(ST24)、(ST25)に示す処理内容と同様であり、所望の発光特性が完全に確保されていることを入念的に確認する必要がある場合に実行されるものであり、必ずしも必須実行事項ではない。
After that, the process moves to the next step, and discarding is executed (ST26). Here, by discharging a predetermined amount of the
このようにして、所望の発光特性を与える適正樹脂塗布量が確定したならば、生産用塗布が実行される(ST31)。すなわち、塗布量導出処理部38によって導出され実生産用塗布量81bとして記憶されたた適正樹脂塗布量を、樹脂吐出機構35を制御する塗布制御部36に生産実行処理部37が指令することにより、この適正樹脂塗布量の樹脂8を基板4に実装されたLED素子5に塗布する生産用塗布処理を実行させる(生産実行工程)。
In this way, when the appropriate resin coating amount that gives the desired light emission characteristics is determined, the production coating is executed (ST31). That is, when the production
そしてこの生産用塗布処理を反復実行する過程においては、ディスペンサ33による塗布回数をカウントしており、塗布回数が予め設定された所定回数を経過したか否かが監視される(ST32)。すなわちこの所定回数に到達するまでは、樹脂8の性状や蛍光体濃度の変化は少ないと判断して、同一の実生産用塗布量81bを維持したまま生産用塗布実行(ST31)を反復する。そして(ST32)にて所定回数の経過が確認されたならば、樹脂8の性状や蛍光体濃度が変化している可能性有りと判断して(ST22)に戻り、以下同様の発光特性の測定とその測定結果に基づく塗布量補正処理が反復して実行される。
In the process of repeatedly executing the production coating process, the number of coatings by the
このようにして1枚の基板4を対象とする樹脂塗布が終了すると、基板4はキュア装置M5に送られ、キュア装置M5によって加熱することにより樹脂8を硬化させる(ST9)。これにより、図19(c)に示すように、LED素子5を覆って塗布された樹脂8は熱硬化して樹脂8*となり、LED実装部4b内で固着状態となる。次いで、樹脂キュア後の基板4は個片切断装置M6に送られ、ここで基板4を個片基板4a毎に切断することにより、図19(d)に示すように、個片のLEDパッケージ50に分割する(ST10)。これにより、LEDパッケージ50が完成する。
When the resin application for one
上記説明したように、上記実施の形態に示すLEDパッケージ製造システム1は、基板4に複数のLED素子5を実装する部品実装装置M1と、複数のLED素子5の発光波長を予め個別に測定して得られた情報を素子特性情報12として提供する素子特性情報提供手段と、規定の発光特性を具備したLEDパッケージ50を得るための樹脂8の適正樹脂塗布量と素子特性情報12とを対応させた情報を樹脂塗布情報14として提供する樹脂情報提供手段と、部品実装装置M1によって実装されたLED素子5の基板4における位置を示す実装位置情報71aと当該LED素子5についての素子特性情報12とを関連付けたマップデータ18を、基板4毎に作成するマップデータ作成手段と、マップデータ18と樹脂塗布情報14に基づき、規定の発光特性を具備するための適正樹脂塗布量の樹脂8を、基板4に実装された各LED素子に塗布する樹脂塗布装置M4とを備えた構成となっている。
As described above, the LED
そして樹脂塗布装置M4は、樹脂8を塗布量を可変に吐出して任意の塗布対象位置に塗布する樹脂塗布部Cと、樹脂塗布部Cを制御することにより、樹脂8を発光特性測定用として透光部材43に試し塗布する測定用塗布処理および実生産用としてLED素子5に塗布する生産用塗布処理を実行させる塗布制御部36と、蛍光体を励起する励起光を発光する光源部を備え測定用塗布処理において樹脂8が試し塗布された透光部材43が載置される透光部材載置部41と、光源部から発光された励起光を透光部材43に塗布された樹脂8に照射することによりこの樹脂8が発する光の発光特性を測定する発光特性測定部と、発光特性測定部の測定結果と予め規定された発光特性との偏差を求め、この偏差に基づいて適正樹脂塗布量を補正することにより、LED素子5に塗布されるべき実生産用の適正樹脂塗布量を導出する塗布量導出処理部38と、導出された適正樹脂塗布量を塗布制御部36に指令することにより、この適正樹脂塗布量の樹脂をLED素子5に塗布する生産用塗布処理を実行させる生産実行処理部37とを備えた構成となっている。
Then, the resin coating apparatus M4 controls the resin coating unit C that discharges the
上述構成により、LED素子5を蛍光体を含む樹脂によって覆って成るLEDパッケージ50の製造に用いられる樹脂塗布において、樹脂8を発光特性測定用として試し塗布した透光部材43を透光部材載置部41に載置し、上方に配置された光源部45から蛍光体を励起する励起光を発光し、励起光を透光部材43に塗布された樹脂8に上方から照射することにより、この樹脂8が発する光を透光部材43の下方から受光して光の発光特性を測定した測定結果と予め規定された発光特性との偏差を求め、この偏差に基づいて実生産用としてLED素子5に塗布されるべき樹脂の適正樹脂塗布量を導出することができる。これにより、個片のLED素子5の発光波長がばらつく場合にあっても、LEDパッケージ50の発光特性を均一にして、生産歩留まりを向上させることができる。
With the above-described configuration, in the resin coating used for manufacturing the
また、上述構成のLEDパッケージ製造システム1においては、管理コンピュータ3および部品実装装置M1〜個片切断装置M6の各装置をLANシステム2によって接続した構成を示しているが、LANシステム2は必ずしも必須の構成要件ではない。すなわち予め準備されて外部から伝達される素子特性情報12、樹脂塗布情報14を各LEDパッケージ50毎に記憶しておく記憶手段があり、これらの記憶手段から、部品実装装置M1に対して素子特性情報12を、また樹脂塗布装置M4に対して樹脂塗布情報14およびマップデータ18を、必要に応じて随時提供可能なデータ提供手段が存在すれば、本実施の形態に示すLEDパッケージ製造システム1の機能を実現することができる。
In the LED
ところで、このような構成を有するLEDパッケージ製造システム1における試し打ち・測定ユニット40の中の積分球44、分光器42および発光特性測定処理部39から成る発光特性測定部は、塗布制御部36により制御された樹脂塗布部Cによって試し塗布(前述のST22の測定用塗布工程)が実行される前に、光源部45から発光された励起光(光源部45から発光されて透光部材43を透過していない状態の励起光。以下、「光源部発光励起光」と称する)の発色特性を測定し、その結果に基づいて、光源部発光励起光の発光特性が予め定めた基準の発光特性範囲内に収まっているかどうかを確認する第1の確認動作と、塗布制御部36により制御された樹脂塗布部Cによって生産用塗布(ST31の生産実行工程における生産用塗布処理)が実行される前に、その生産用塗布において樹脂8が塗布される予定の透光部材43の一部分(透光部材43がエンボスタイプのものであればエンボス部43a)を透過した光源部45からの励起光(以下、「透光部材透過励起光」と称する)の発光特性を測定し、その結果に基づいて、光源部45から発光されて透光部材43の一部分を透過した励起光の発光特性が予め定めた基準の発光特性範囲内に収まっているかどうかを確認する第2の確認動作を実行するようになっている。
By the way, the light emission characteristic measuring unit including the integrating
先ず、第1の確認動作について、図20のフローチャートおよび図21の説明図を参照して説明する。試し打ち・測定ユニット40の発光測定部は、塗布制御部36によってLEDパッケージ製造システム1の起動直後(或いは樹脂8を基板4のLED実装部4bに塗布する実生産用塗布作業の開始後、所定のインターバルをおいた後)の試し塗布(ST22)が実行される前に、図21に示すように、透光部材載置部41に透光部材43が載置されていない状態で光源部45から励起光を発光させ(ST41)、透光部材43を透過することなく積分球44から分光器42に導かれた光源部45からの励起光、すなわち光源部発光励起光の発光特性の測定を、発光特性測定処理部39にて行う(ST42)。そして、発光特性測定処理部39は、その測定結果に基づいて、光源部発光励起光の発光特性が予め定めた基準の発光特性範囲から外れているか否かの判定を行う(ST43;第1の判定工程)。
First, the first confirmation operation will be described with reference to the flowchart of FIG. 20 and the explanatory diagram of FIG. The light emission measurement unit of the test hitting /
ここで、光源部発光励起光の発光特性とは、光源部発光励起光の色調ランクや光束などをいい、色調ランクには、光の波長および強度が含まれる。したがって光源部発光励起光の発光特性が基準の発光特性範囲から外れている場合の具体的な例としては、光源部発光励起光の波長が予め定められた基準の波長範囲から外れている場合のほか、光源部発光励起光の強度が予め定められた基準の強度範囲から外れている場合等が該当する。 Here, the light emission characteristics of the light source excitation light include the color tone rank and luminous flux of the light emission excitation light, and the color rank includes the wavelength and intensity of light. Therefore, as a specific example of the case where the light emission characteristic of the light source excitation light is outside the reference emission characteristic range, the case where the wavelength of the light emission excitation light is outside the predetermined reference wavelength range. In addition, the case where the intensity of the light source excitation light is out of a predetermined reference intensity range is applicable.
発光特性測定処理部39は、上記のST43の判定を行った結果、光源部発光励起光の発光特性が基準の発光特性範囲から外れていると判定した場合には、更に、その光源部発光励起光の発光特性が基準の発光特性範囲から外れている程度が予め定めたしきい値を超えているか否かの判定を行う(ST44)。その結果、光源部発光励起光の発光特性が基準の発光特性範囲から外れている程度が上記しきい値を超えていた場合には、図21に示す報知器(音声報知器やディスプレイ装置等)90を介して光源部45の交換を行うべき旨の報知を行い(ST45の報知工程)、光源部発光励起光の発光特性が基準の発光特性範囲から外れている程度が上記しきい値を超えていなかった場合には、発光特性測定処理部39が認識する光源部発光励起光の発光特性を発光特性範囲からのずれ量に応じて数値処理により補正するキャリブレーションを行う(ST46;第1のキャリブレーション工程)。
If the light emission characteristic
このキャリブレーションは、具体的には、光源部発光励起光の基準の発光特性範囲からのずれ量とキャリブレーションのためのパラメータとの対応を予め取得したうえでそのデータを記憶しておき、キャリブレーションが必要になったときにそのパラメータを呼び出して(或いは算出して)測定値を補正することによって行う。 Specifically, the calibration is performed by previously acquiring the correspondence between the amount of deviation from the reference emission characteristic range of the light source unit excitation excitation light and the parameters for calibration, and storing the data to perform calibration. This is done by recalling (or calculating) the parameter when it is necessary to correct the measured value.
ここで、上記ST44の判定工程において、光源部発光励起光の発光特性が基準の発光特性範囲から外れている程度が予め定めたしきい値を超えており、報知器90を介して光源部45の交換を行うよう報知された場合には、オペレータは、光源部45の交換を行う。この光源部45の交換においては、前述のようにバンドパスフィルタを用いて白色光から所定の波長を取り出すようにしている場合には、バンドパスフィルタごと交換する。光源部発光励起光の発光特性が基準の発光特性範囲から外れている原因として、バンドパスフィルタの劣化等もあり得るからである。
Here, in the determination step of ST44, the degree to which the light emission characteristics of the light source unit emission excitation light deviate from the reference light emission characteristic range exceeds a predetermined threshold value, and the
一方、ST44の判定工程において、光源部発光励起光の発光特性が基準の発光特性範囲から外れている程度が予め定めたしきい値を超えておらず、光源部発光励起光の発光特性にキャリブレーションをかけて処理した場合には、以後の試し打ち・測定ユニット40において行われる測定は、光源部発光励起光の発光特性にキャリブレーションをかけて処理した状態で行われることになる。
On the other hand, in the determination step of ST44, the degree to which the light emission characteristic of the light source unit emission excitation light deviates from the reference light emission characteristic range does not exceed a predetermined threshold value, and is calibrated to the light emission characteristic of the light source unit emission excitation light. In the case where processing is performed using the calibration, subsequent measurement performed in the test hitting /
すなわち、本実施の形態におけるLEDパッケージ製造システム1では、試し打ち・測定ユニット40が備える光源部45から発光された励起光(透光部材43を透過していない状態の励起光:光源部発光励起光)の発光特性が予め定めた基準の発光特性範囲から外れていたことを検知した場合には、試し打ち・測定ユニット40における発光特性測定の信頼性を向上させるために、光源部発光励起光の発光特性が基準の発光特性範囲から外れている程度が大きい場合(予め定めたしきい値を超えている場合)には光源部45そのものを交換し、そうでない場合には光源部発光励起光の発光特性にキャリブレーションをかけて処理することで対応するようにしている。このため上記ST44で用いるしきい値は、光源部発光励起光の発光特性が基準の発光特性範囲から外れている程度が、光源部45を交換することなく励起光の発光特性にキャリブレーションをかけることで対応できる範囲であるか否かを基準に定めることができる。
In other words, in the LED
このように本実施の形態におけるLEDパッケージ製造システム1では、塗布制御部36により試し塗布(ST22)が実行される前に、光源部45から発光された励起光の発光特性(光源部発光励起光)を測定し、その結果に基づいて、光源部発光励起光の発光特性が予め定めた基準の発光特性範囲から外れているか否かの判定を行うようになっており、その判定結果に従って所要の処置を取ることができるので、発光特性測定部の装置信頼性が高めることができ、ひいては製造されるLEDパッケージ50の発光特性の製品信頼性を高めることができる。
As described above, in the LED
次に、第2の確認動作について、図22のフローチャートおよび図23の説明図を参照して説明する。試し打ち・測定ユニット40の発光測定部は、塗布制御部36によって生産用塗布処理(ST31)が実行される前に、図23に示すように、その生産用塗布処理において樹脂が塗布される予定の透光部材43の一部分を透光部材載置部41に載置させた状態で(ST51)、光源部45から励起光を発光させ(ST52)、透光部材載置部41に載置させた透光部材43の一部分を透過したうえで、積分球44から分光器42に導かれた光源部45からの励起光、すなわち透光部材透過励起光の発光特性の測定を、発光特性測定処理部39において行う(ST53)。そして、発光特性測定処理部39は、その測定結果に基づいて、透光部材透過励起光の発光特性が予め定めた基準の発光特性範囲から外れているか否かの判定を行う(ST54;第2の判定工程)。
Next, the second confirmation operation will be described with reference to the flowchart of FIG. 22 and the explanatory diagram of FIG. As shown in FIG. 23, the light emission measuring unit of the test hitting /
ここで、透光部材透過励起光の発光特性とは、透光部材透過励起光の色調ランクや光束などをいい、色調ランクには、光の波長および強度が含まれる。したがって透光部材透過励起光の発光特性が基準の発光特性範囲から外れている場合の具体的な例としては、透光部材透過励起光の波長が予め定められた基準の波長範囲から外れている場合のほか、透光部材透過励起光の強度が予め定められた基準の強度範囲から外れている場合等が該当する。 Here, the light emission characteristics of the translucent member transmitted excitation light refer to the color tone rank or light flux of the translucent member transmitted excitation light, and the color tone rank includes the wavelength and intensity of light. Therefore, as a specific example of the case where the light emission characteristic of the light transmitting member transmission excitation light is out of the reference light emission characteristic range, the wavelength of the light transmission member transmission excitation light is out of the predetermined reference wavelength range. In addition to the case, the case where the intensity | strength of translucent member permeation | transmission excitation light has remove | deviated from the predetermined | prescribed intensity | strength range etc. corresponds.
発光特性測定処理部39は、上記のST54の判定を行った結果、透光部材透過励起光の発光特性が基準の発光特性範囲から外れていると判定した場合には、更に、透光部材透過励起光の発光特性が基準の発光特性範囲から外れている程度が予め定めたしきい値を超えているか否かの判定を行う(ST55)。その結果、透光部材透過励起光の発光特性が基準の発光特性範囲から外れている程度が上記しきい値を超えていた場合には、その判定の対象となった透光部材43の一部分はその後の試し打ち塗布に用いる部分としては不適当であるとしてその一部分をスキップし(ST56のスキップ工程)、透光部材透過励起光の発光特性が基準の発光特性範囲から外れている程度が上記しきい値を超えていなかった場合には、その判定の対象となった透光部材43の一部分はその後の試し打ち塗布に用いる得る部分であるとしてスキップはせず、発光特性測定処理部39が認識する透光部材透過励起光の発光特性を発光特性範囲からのずれ量に応じて数値処理により補正するキャリブレーションを行う(ST57;第2のキャリブレーション工程)。ここで、透光部材43の一部分をスキップするとは、その透光部材43の一部分についてはその後に樹脂8の塗布自体を行わず、測定用塗布処理に用いる対象から除外することをいう。
If the light emission characteristic
すなわち、本実施の形態におけるLEDパッケージ製造システム1では、試し打ち・測定ユニット40が備える光源部45から発光されて透光部材43の一部分を透過した励起光(透光部材透過励起光)の発光特性が予め定めた基準の発光特性範囲から外れていたことを検知した場合には、試し打ち・測定ユニット40における発光特性測定の信頼性を向上させるために、透光部材透過励起光の発光特性が基準の発光特性範囲から外れている程度が大きい場合(予め定めたしきい値を超えている場合)には、対象となった透光部材43の一部分をスキップし、そうでない場合には透光部材透過励起光の発光特性にキャリブレーションをかける処理を行うことで対応するようにしている。このため上記ST55で用いるしきい値は、透光部材透過励起光の発光特性が基準の発光特性範囲からの外れている程度が、透光部材43の一部をスキップすることなく励起光の発光特性にキャリブレーションをかけることで対応できる範囲であるか否かを基準に定めることができる。
That is, in the LED
透光部材透過励起光の発光特性が基準の発光特性範囲から外れている程度が小さい場合に、測定の対象となった透光部材43の一部分をスキップさせて対処するのは、透光部材43はその全部(供給リール47に巻き付けられた全部)がその後の試し打ち塗布に用いる部分として不適当であるとは限らず、透光部材43上の他の場所については試し打ち塗布を行い得る可能性があるからである。光源部45から発光される励起光の透過対象となり、透光部材透過励起光の発光特性が基準の発光特性範囲から外れていなかったためにスキップしなかった透光部材43の一部分は試し打ち・測定ユニット40が備える透光部材43の送り機構によって光透過開口部41aの直上の位置から一旦逆方向に戻されたうえで吐出ノズル33aによって樹脂8が試し打ち塗布され、再度光透過開口部41aの直上に戻されてから、樹脂8を透過させた励起光の発光特性の測定が行われる。
When the light emission characteristic of the light transmitting member transmission excitation light is small to the extent that it is out of the standard light emission characteristic range, it is possible to cope with the
このように本実施の形態におけるLEDパッケージ製造システム1では、塗布制御部36により打ち捨て実行(ST26)が実行される前に、測定用塗布処理において樹脂8が塗布される予定の透光部材43の一部分を透過した光源部45からの励起光(透光部材透過励起光)の発光特性を測定し、その結果に基づいて、透光部材透過励起光の発光特性が予め定めた基準の発光特性範囲から外れているか否かの判定を行うようになっており、その判定結果に従って所要の処置を取ることができるので、発光特性測定部の装置信頼性を高めることができ、ひいては製造されるLEDパッケージ50の発光特性の製品信頼性を高めることができる。なお、上記第2の確認動作は、透光部材43上の樹脂8が塗布される予定の箇所全てを対象として行ってもいいが、透光部材43上の或る一定の範囲ごと(透光部材43がエンボスタイプであれば連続した数個のエンボス部43aごと)に行ってもよい。
As described above, in the LED
本発明のLEDパッケージ製造システムは、個片のLED素子の発光波長がばらつく場合にあっても、LEDパッケージの発光特性を均一にして、生産歩留まりを向上させることができるという効果を有し、LED素子を蛍光体を含む樹脂で覆った構成のLEDパッケージを製造する分野において利用可能である。 The LED package manufacturing system of the present invention has the effect that even if the light emission wavelength of individual LED elements varies, the light emission characteristics of the LED package can be made uniform and the production yield can be improved. The present invention can be used in the field of manufacturing an LED package in which the element is covered with a resin containing a phosphor.
1 LEDパッケージ製造システム
2 LANシステム
4 基板
4a 個片基板
4b LED実装部
4c 反射部
5 LED素子
8 樹脂
12 素子特性情報
13A,13B,13C,13D,13E LEDシート
14 樹脂塗布情報
18 マップデータ
23 樹脂接着剤
24 接着剤転写機構
25 部品供給機構
26 部品実装機構
32 樹脂吐出ヘッド
33 ディスペンサ
33a 吐出ノズル
40、140 試し打ち・測定ユニット
40a 試し打ちステージ
41、141 透光部材載置部
42 分光器
43 透光部材
44 積分球
46 照射部
50 LEDパッケージ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記樹脂を塗布量を可変に吐出して任意の塗布対象位置に塗布する樹脂塗布部と、
前記樹脂塗布部を制御することにより、前記樹脂を発光特性測定用として透光部材に試し塗布する測定用塗布処理および実生産用として前記LED素子に塗布する生産用塗布処理を実行させる塗布制御部と、
前記蛍光体を励起する励起光を発光する光源部と、
前記測定用塗布処理において前記樹脂が試し塗布された前記透光部材が載置される透光部材載置部と、
前記光源部から発光された励起光を前記透光部材に塗布された樹脂に照射することによりこの樹脂が発する光の発光特性を測定する発光特性測定部と、
前記発光特性測定部の測定結果と予め規定された発光特性とに基づいて実生産用として前記LED素子に塗布されるべき前記樹脂の適正樹脂塗布量を導出する塗布量導出処理部と、
前記適正樹脂塗布量を前記塗布制御部に指令することにより、この適正樹脂塗布量の樹脂をLED素子に塗布する生産用塗布処理を実行させる生産実行処理部とを備え、
前記発光特性測定部は、前記塗布制御部により前記生産中の測定用塗布処理が実行される前に、その生産中の測定用塗布処理において樹脂が塗布される予定の前記透光部材の一部分を透過した前記光源部からの励起光の発光特性を測定し、その結果に基づいて、前記光源部から発光されて前記透光部材の一部分を透過した励起光の発光特性が予め定めた基準の発光特性範囲から外れているか否かの判定を行うことを特徴とする樹脂塗布装置。 A resin coating apparatus that is used in an LED package manufacturing system for manufacturing an LED package in which an LED element mounted on a substrate is covered with a resin containing a phosphor, and that coats the resin covering the LED element mounted on the substrate. There,
A resin application part that discharges the resin in a variable amount and applies it to any application target position;
By controlling the resin coating unit, a coating control unit that executes a coating process for measurement for applying the resin to a light-transmitting member for light emission characteristic measurement and a production coating process for coating the LED element for actual production. When,
A light source unit that emits excitation light for exciting the phosphor;
A translucent member placement portion on which the translucent member on which the resin has been trial-applied in the measurement application treatment is placed;
A light emission characteristic measurement unit that measures the light emission characteristic of light emitted by the resin by irradiating the resin applied to the light transmitting member with the excitation light emitted from the light source unit;
An application amount derivation processing unit for deriving an appropriate resin application amount of the resin to be applied to the LED element for actual production based on a measurement result of the light emission characteristic measurement unit and a predetermined light emission characteristic;
A production execution processing unit for executing a production coating process for coating the LED element with a resin having the proper resin coating amount by commanding the appropriate resin coating amount to the coating control unit;
The light emission characteristic measurement unit is configured to apply a part of the translucent member to which resin is to be applied in the measurement application process during production before the application control unit performs the measurement application process during production. The emission characteristics of the excitation light from the transmitted light source unit are measured, and based on the result, the emission characteristics of the excitation light emitted from the light source unit and transmitted through a part of the translucent member are determined as a predetermined reference emission. A resin coating apparatus that determines whether or not the characteristic range is exceeded.
前記樹脂を塗布量を可変に吐出する樹脂吐出部によって、前記樹脂を発光特性測定用として透光部材に試し塗布する測定用塗布処理を実行させる測定用塗布工程と、
前記樹脂が試し塗布された透光部材を透光部材載置部に載置する透光部材載置工程と、
前記蛍光体を励起する励起光を発光する光源部から発光された励起光を前記透光部材に塗布された樹脂に照射することによりこの樹脂が発する光の発光特性を測定する発光特性測定工程と、
前記発光特性測定工程における測定結果と予め規定された発光特性とに基づいて実生産用として前記LED素子に塗布されるべき前記樹脂の適正樹脂塗布量を導出する塗布量導出処理工程と、
前記導出された適正樹脂塗布量を前記樹脂吐出部を制御する塗布制御部に指令することにより、この適正樹脂塗布量の樹脂をLED素子に塗布する生産用塗布処理を実行させる生産実行工程と、
前記測定用塗布工程における前記測定用塗布処理が実行される前に、その測定用塗布処理において樹脂が塗布される予定の前記透光部材の一部分を透過した前記光源部からの励起光の発光特性を測定し、その結果に基づいて、前記光源部から発光されて前記透光部材の一部分を透過した励起光の発光特性が予め定めた基準の発光特性範囲から外れているか否かの判定を行う判定工程とを含むことを特徴とする樹脂塗布方法。 A resin coating method used in an LED package manufacturing system for manufacturing an LED package in which an LED element mounted on a substrate is covered with a resin containing a phosphor, and applying the resin to cover the LED element mounted on the substrate. There,
A measurement application step of performing a measurement application process for applying the resin to the light-transmitting member as a light emission characteristic measurement by a resin discharge unit that discharges the resin in a variable amount;
A translucent member placement step of placing the translucent member on which the resin has been trial-applied on the translucent member placement section;
A light emission characteristic measuring step of measuring a light emission characteristic of light emitted from the resin by irradiating the resin applied to the light transmitting member with excitation light emitted from a light source unit that emits excitation light for exciting the phosphor; ,
A coating amount derivation processing step for deriving an appropriate resin coating amount of the resin to be applied to the LED element for actual production based on the measurement result in the light emission characteristic measurement step and a predetermined light emission characteristic;
A production execution step of executing a production application process for applying the resin of the appropriate resin application amount to the LED element by commanding the derived appropriate resin application amount to an application control unit that controls the resin discharge unit;
Before the measurement coating process in the measurement coating process is performed, the light emission characteristics of the excitation light from the light source part that has passed through a part of the translucent member to which the resin is to be coated in the measurement coating process Based on the result, it is determined whether the emission characteristic of the excitation light emitted from the light source unit and transmitted through a part of the translucent member is out of a predetermined reference emission characteristic range. And a determination step.
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