JP2014075544A - Led package manufacturing system and led package manufacturing 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およびLEDパッケージ製造方法に関するものである。 The present invention relates to an LED package manufacturing system and an LED package manufacturing method 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).
特許文献1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
しかしながら上述の先行技術においては、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る。その結果、品質許容範囲から逸脱する不良品が増加し、生産歩留まりが低下する。 However, the above-described prior art has 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. Is done. As a result, the number of defective products that deviate from the acceptable quality range increases, and the production yield decreases.
そこで、個片のLED素子の実際の発光波長に応じて、例えば蛍光体含有樹脂の塗布量を調整することで、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することができる技術の確立が望まれる。 Therefore, according to the actual emission wavelength of the individual LED elements, for example, by adjusting the coating amount of the phosphor-containing resin, even if the emission wavelength of the individual LED elements varies, the emission characteristics of the LED package It is desirable to establish a technology that can make the temperature uniform.
ところが、蛍光体含有樹脂の組成・性状は必ずしも安定的ではないために、LED素子の実際の発光波長に応じた、適正な樹脂の塗布量を予め設定していても、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な樹脂塗布量で塗布装置から樹脂を吐出しても、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ことがある。このような不都合を排除するためには、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必要性が生じる。 However, since the composition and properties of the phosphor-containing resin are not always stable, even if an appropriate resin coating amount is set in advance according to the actual emission wavelength of the LED element, It is inevitable that the concentration and resin viscosity of the resin fluctuate. For this reason, even if the resin is discharged from the coating device at a preset appropriate resin application amount, the resin application amount itself may vary from the preset appropriate value, or even if the resin application amount itself is appropriate Depending on the concentration change, the supply amount of the phosphor particles that should be supplied may vary. In order to eliminate such an inconvenience, it becomes necessary to inspect whether or not an appropriate supply amount of phosphor particles is supplied at a predetermined interval.
そのような検査としては、検査用の被塗布体を別に用意し、その被塗布体に樹脂を試し塗布して、所望量の蛍光体粒子が供給されているかを調べる方法が考えられる。ところが、そのような試し塗布、および蛍光体粒子の供給量の検査を行う場合には、試し塗布を開始してから検査結果に基づき供給量が適正に補正されるまでの間は、LEDパッケージの製造ラインを停止する必要性が生じる。その結果、生産効率が低下する。 As such an inspection, there is a method in which an object to be inspected is separately prepared, a resin is trial-applied to the object to be examined, and whether a desired amount of phosphor particles is supplied. However, when performing such trial application and inspection of the supply amount of the phosphor particles, the period between the start of the trial application and the correction of the supply amount based on the inspection result is appropriate. There is a need to stop the production line. As a result, production efficiency decreases.
そこで、本発明は、LEDパッケージの製造システムおよび製造方法において、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とともに、生産効率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, according to the present invention, in the LED package manufacturing system and manufacturing method, even when the light emission wavelength of the individual LED elements varies, the light emission characteristics of the LED package can be made uniform and the production yield can be improved. An object of the present invention is to provide a resin coating apparatus and a resin coating method capable of improving production efficiency.
本発明の一局面は、基板と、前記基板に実装されたLED素子と、前記LED素子を覆う、蛍光体を含む樹脂層とを備えるLEDパッケージを製造するシステムであって、
前記基板に前記LED素子を実装する部品実装装置と、
前記基板に実装された前記LED素子に前記樹脂を塗布して、前記樹脂層を形成する樹脂塗布装置と、
前記樹脂塗布装置により前記樹脂が塗布された前記LED素子を抜き取り検査する抜き取り検査ユニットと、を備え、
前記樹脂塗布装置は、
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塗布ノズルを有する樹脂塗布部と、
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前記LED素子に塗布する生産用塗布処理を前記樹脂塗布部に実行させる生産実行処理部とを備え、
前記塗布制御部は、
前記測定用塗布処理の開始から、前記塗布量導出処理部により前記適正樹脂塗布量が導出され、その適正樹脂塗布量による前記生産実行処理部からの指令が出るまでの補正期間の少なくとも一部期間において、前記生産用塗布処理を実行させない第1の生産モードと、
前記少なくとも一部期間において、前記生産用塗布処理を実行させる第2の生産モードのいずれかのモードを選択的に実行し、
前記抜き取り検査ユニットは、前記測定用塗布処理の開始前の所定期間に前記生産用塗布処理が実行された前記LED素子を1つ以上選定し、選定された前記LED素子に対する第1抜取り検査の実行を指示する抜き取り検査制御部を備えることを特徴とするLEDパッケージ製造システムに関する。
One aspect of the present invention is a system for manufacturing an LED package comprising a substrate, an LED element mounted on the substrate, and a resin layer containing a phosphor that covers the LED element,
A component mounting apparatus for mounting the LED element on the substrate;
A resin coating device that applies the resin to the LED elements mounted on the substrate to form the resin layer;
A sampling inspection unit for sampling and inspecting the LED elements coated with the resin by the resin coating device;
The resin coating device is
A resin application part having an application nozzle that discharges the resin in an arbitrary application target position by variably discharging the application amount;
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 mounting portion on which the translucent member on which the resin is trial-coated in the measurement coating process;
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 causing the resin application unit to execute a production application process for applying the appropriate resin application amount to the LED element by commanding the appropriate resin application amount to the application control unit;
The application control unit
At least a part of the correction period from the start of the measurement coating process until the appropriate resin coating amount is derived by the coating amount deriving processing unit and a command from the production execution processing unit is issued based on the proper resin coating amount. In the first production mode in which the production coating process is not executed,
Selectively executing any one of the second production modes for executing the production coating process in the at least part of the period;
The sampling inspection unit selects one or more of the LED elements on which the production coating process has been performed in a predetermined period before the start of the measurement coating process, and performs a first sampling test on the selected LED elements. The present invention relates to an LED package manufacturing system comprising a sampling inspection control unit for instructing.
本発明の他の局面は、基板と、前記基板に実装されたLED素子と、前記LED素子を覆う、蛍光体を含む樹脂層とを備えるLEDパッケージを製造する方法であって、
塗布量を可変に吐出する樹脂吐出部によって、実生産用として前記樹脂を塗布する生産用塗布工程と、
前記樹脂を、前記樹脂吐出部によって、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工程と、
前記樹脂が試し塗布された透光部材を、前記蛍光体を励起する励起光を発光する光源部を備えた透光部材載置部に載置する透光部材載置工程と、
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の開始から、前記適正樹脂塗布量が導出され、その適正樹脂塗布量による指令が出るまでの補正期間の少なくとも一部期間、前記生産用塗布工程を実行させない第1の生産モードと、前記少なくとも一部期間に前記生産用塗布工程を実行させる第2の生産モードのいずれかのモードを選択する選択工程と、
前記測定用塗布工程の開始前の所定期間に前記生産用塗布処理が実行された前記LED素子を1つ以上選定し、第1抜取り検査を実行する第1検査工程とを含むことを特徴とするLEDパッケージ製造方法に関する。
Another aspect of the present invention is a method of manufacturing an LED package comprising a substrate, an LED element mounted on the substrate, and a resin layer containing a phosphor that covers the LED element,
A production application step of applying the resin for actual production by a resin discharge unit that discharges the application amount variably;
A measurement application step of applying the resin to the translucent member as a light emission characteristic measurement by the resin discharge unit;
A translucent member mounting step of mounting the translucent member on which the resin has been trial-applied on a translucent member mounting unit including a light source unit that emits excitation light for exciting the phosphor;
A light emission characteristic measuring step of measuring the light emission characteristic of the light emitted by the resin by irradiating the resin applied to the translucent member with the excitation light emitted from the light source unit;
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;
The first production mode in which the production application step is not executed for at least a part of the correction period from the start of the measurement application step until the appropriate resin application amount is derived and a command based on the appropriate resin application amount is issued. And a selection step of selecting any mode of the second production mode for executing the production coating step in the at least part period;
Including a first inspection step of selecting one or more of the LED elements on which the production coating process has been performed in a predetermined period before the start of the measurement coating step and performing a first sampling inspection. The present invention relates to an LED package manufacturing method.
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、光源部を備えた透光部材載置部に載置し、光源部から発光された励起光を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した測定結果と予め規定された発光特性との例えば偏差を求め、この偏差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。 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 light-transmitting member obtained by trial coating of a resin for measuring light emission characteristics is provided with a light source unit. A measurement result obtained by measuring the light emission characteristics of the light emitted from the resin by irradiating the resin applied to the light transmissive member with the excitation light emitted from the light source unit, which is placed on the light transmissive member placement unit, and a prescribed value. For example, when the deviation of the emission wavelength of the individual LED elements varies by obtaining, for example, a deviation from the emitted light emission characteristics and deriving an appropriate amount of resin to be applied to the LED element for actual production based on this deviation Even in this case, the light emission characteristics of the LED package can be made uniform, and the production yield can be improved.
そして、測定用塗布工程の開始から、適正樹脂塗布量が導出され、その適正樹脂塗布量による指令が出るまでの補正期間の少なくとも一部期間において、生産用塗布処理を実行させない第1の生産モード(品質優先モード)と、上記の少なくとも一部期間において、生産用塗布処理を実行させる第2の生産モード(生産優先モード)のいずれかのモードが選択的に実行される。これにより、実際の製造ラインの状況に応じて、LEDパッケージの生産が停止される期間を必要最低限の長さに設定することが可能となる。その結果、生産効率を向上させることができる。 The first production mode in which the production application process is not executed in at least a part of the correction period from the start of the measurement application step until the appropriate resin application amount is derived and a command based on the appropriate resin application amount is issued. Either the (quality priority mode) or the second production mode (production priority mode) in which the production coating process is executed is selectively executed in at least a part of the period. This makes it possible to set the period during which LED package production is stopped to the minimum necessary length according to the actual production line conditions. As a result, production efficiency can be improved.
さらに、例えば、発光特性測定工程で測定結果が所望の発光特性とは異なっているような場合に、測定用塗布処理の開始前の所定期間に生産用塗布処理を実行して生産されたLED素子を1つ以上選定し、第1抜取り検査を実行することで、更なる高品質を確保することができる。 Further, for example, when the measurement result is different from the desired light emission characteristic in the light emission characteristic measurement step, the LED element produced by executing the production coating process in a predetermined period before the start of the measurement coating process By selecting one or more and executing the first sampling inspection, further high quality can be ensured.
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、抜き取り検査ユニットM7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
抜き取り検査ユニットM7は、部品実装装置M1〜個片切断装置M6から構成される製造ラインに併設されるユニットであり、樹脂塗布装置M4により樹脂が塗布されたLED素子5を抜き取り検査する。抜き取り検査は、キュア装置M5により樹脂が硬化され、個片切断装置M6により基板が個片基板に切断された状態で、各LED素子5に対して実行してもよい。または、キュア装置M5により樹脂を硬化させることなく、樹脂が未硬化の状態のままで個片切断装置M6により基板4を個片基板に切断して、抜き取り検査してもよい。または、キュア装置M5による樹脂の硬化、および個片切断装置M6による基板4の切断を行うことなく、樹脂塗布装置M4により樹脂が塗布されたままの状態で抜き取り検査することもできる。
The sampling inspection unit M7 is a unit attached to the production line composed of the component mounting apparatus M1 to the piece cutting apparatus M6, and samples and inspects the
そして、抜き取り検査ユニットM7は、抜き取り検査制御部52を具備する。抜き取り検査制御部52は、CPU(Central Processing Unit:中央演算装置)等の演算部および、後述する処理のための所定のアルゴリズムを記憶する補助記憶装置等のメモリを有しており、抜き取り検査の対象となる基板を特定し、特定された基板に対して、所定のタイミングで抜き取り検査を実行するように指令を発する。指令は、抜き取り検査ユニットM7に含まれた機器に対する命令であってもよいし、それ以外の装置(例えば、後述の発光特性測定部39)に対する命令であってもよい。または、指令は、特定された基板に対して所定のタイミングで抜き取り検査を実行するように指示するメッセージを、液晶表示装置等の表示装置に表示したり、音声により出力したりすることで、発してもよい。
The sampling inspection unit M7 includes a sampling
なお図1は例示に過ぎず、特に、指令を発することが上述したメッセージの表示等である場合には、抜き取り検査ユニットM7は樹脂塗布装置M4に含ませることができる。そして、抜き取り検査制御部52の機能は、塗布制御部36および記憶部81に備えさせることができる。さらに、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。
Note that FIG. 1 is merely an example, and in particular, when the command is issued by the above-described message display, the sampling inspection unit M7 can be included in the resin coating apparatus M4. The function of the sampling
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内に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の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5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を覆うように樹脂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の適正樹脂塗布量は、使用する樹脂8の蛍光体濃度とLED素子5の発光波長のばらつきに応じて適正な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(標準偏差)に応じて最適な蛍光体濃度を選択し、選択された蛍光体濃度の樹脂8を適正量だけ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を覆うように樹脂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。
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に測定用の光源部から光を照射したときの発光特性を発光特性測定部39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に示すように、試し打ち・測定ユニット40は細長形状の水平な基部40aに対してスライド自在(矢印h)な塗布用スライド窓40cを備えたカバー部40bを配設した外部構造となっており、そ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45、透光部材43が載置される透光部材載置部41および透光部材載置部41の上方に配設された分光器42が設けられている。透光部材載置部41は、蛍光体を励起する励起光を発光する光源部を備えており、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、この光源部より下面側から励起光が照射される。
As shown in FIG. 8, the test hitting / measuring
本実施の形態においては、光源部として蛍光体を含まない樹脂8によって封止されたLED素子5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素子5を用いることは必ずしも必須要件ではなく、LED素子5と同様に一定波長の青色光を発光する光源装置(例えば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。
In the present embodiment, an
透光部材43は供給リール44に卷回収納されて供給され、試し打ちステージ45の上面に沿って送られた後(矢印i)、透光部材載置部41と分光器42との間を経由して巻き取りモータ47によって駆動される回収リール46に巻き取られる。ここで、透光部材43として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。
The
塗布用スライド窓40cをスライドさせて開放した状態では、試し打ちステージ45の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45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 where 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45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
図8(c)は、試し打ちステージ45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41の上方に位置させ、さらにカバー部40bを下降させて基部40a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41には、LEDパッケージ50において樹脂8を、蛍光体粒子を含有しない透明の樹脂80で置き換えた構成のLEDパッケージ50Aが用いられている。LEDパッケージ50AにおいてLED素子5と接続された配線層4e、4dは電源装置48と接続されており、電源装置48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素子5は青色光を発光する。
In FIG. 8C, the
そしてこの青色光が透明の樹脂80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、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40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。
Then, in the process in which the blue light passes through the
発光特性測定部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。
The measurement result of the light emission
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9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としてLED素子5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, the
次に図9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9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、モード情報51、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−ROM(シーディーロム)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. 9, 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9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
なお、図9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. 9, the processing function other than the function for executing the operation operation 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10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16(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j)、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16(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k)、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16(c)に示すように、樹脂接着剤23が熱硬化して樹脂接着剤23A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16(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9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11,図12,図13を参照して説明する。図11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45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発光特性測定部39によって測定する(ST13)。そして発光特性測定部39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 to set a pass / fail judgment threshold value (see
図12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12(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. 12 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12(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39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を対象として発光特性を測定した測定結果は、図13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13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. 12 (a), when the phosphor concentration of the
そして図12(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12(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経由樹脂塗布装置M4に送信して用いるようにしてもよい。
12B and 12C show the emission characteristic measurement values and the non-defective product determination range (threshold value) when the phosphor concentration 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17(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17(b)に示す規定量の樹脂8を、LED素子5を覆うように塗布する作業が実行される(ST8)。
Thereafter, the
次いで、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17(c)に示すように、LED素子5を覆うように塗布された樹脂8は熱硬化して樹脂8A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17(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。
Next, the
そして、例えば個片のLEDパッケージ50について、抜き取り検査ユニットM7により抜き取り検査(第1抜き取り検査、第2抜き取り検査)が実行される(ST16)。なお、ST16の抜き取り検査は、ST10が終了した後に開始されるとは限らず、ST1〜ST10の処理と並行して実行することができる。さらに、抜き取り検査ユニットM7により抜き取り検査の全工程が実行されるとは限らず、例えば、発光特性計測装置11等の抜き取り検査ユニットM7以外の装置を使用して、抜き取り検査のいくつかの工程を実行することができる。
For example, the
上記の樹脂塗布作業処理および抜き取り検査の詳細について、図14A〜14E、および図15を参照して説明する。本実施形態においては、管理コンピュータ3の記憶部61にモード情報51が保持されている。モード情報51は、ユーザが設定する情報であり、ユーザは、「品質優先モード」か「生産優先モード」かのいずれかを設定する。「品質優先モード」(第1の生産モード)は、適正塗布樹脂量が確定するまでは生産を実行しない生産モードであり、「生産優先モード」(第2の生産モード)は、適正塗布量の導出と並行して生産を実行する生産モードである。
Details of the resin application work process and the sampling inspection will be described with reference to FIGS. In the present embodiment,
管理コンピュータ3のシステム制御部60は、樹脂塗布作業処理の開始時、あるいは、樹脂塗布作業処理中の所定時期(後述のST32等)に、記憶部61からモード情報51を読み出し、システムの動作モードが「品質優先モード」に設定されているか、「生産優先モード」に設定されているかを判定し、その判定結果に従って、樹脂塗布作業処理を実行する。
The
さらに、管理コンピュータ3のシステム制御部60は、歩留まりを向上させるために、樹脂塗布作業処理により樹脂8が塗布された基板4について、第1抜き取り検査を行う。第1抜き取り検査および後述の第2抜き取り検査は、具体的には、抜き取り検査ユニットM7がシステム制御部60の指令に従って実行する。以下、「品質優先モード」をはじめに説明する。
Furthermore, the
「品質優先モード」においては、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。
In the “quality priority mode”, first, when the resin coating operation is started, the resin container is exchanged as necessary (ST21). That is, 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45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15(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、蛍光体を励起する励起光を発光する光源部としてのLED素子5を備えた透光部材載置部41に載置する(透光部材載置工程)。そして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が発する光を分光器42によって受光し、発光特性測定部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, the light-transmitting
これにより、図15(b)に示すように、色度座標Z(図13参照)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12(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12(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。
Thereby, as shown in FIG. 15B, a measured value of the light emission characteristic represented by the chromaticity coordinate Z (see FIG. 13) 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15(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15(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. 15C, the deviation obtained in (ST23) is compared with the threshold value. Thus, it is determined whether the deviations (ΔXA, ΔYA) to (ΔXE, ΔYE) are within a range of ± 10% with respect to 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. 15 (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、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。なお、(ST22)〜(ST25)の手順を実行する期間を補正期間という。
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14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、所定のインターバルで塗布量を補正するために、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。なお、ST32で監視されるインターバルは、前回の塗布量の補正から塗布を実行した基板4の枚数や、前回の塗布量の補正からの経過時間に基づいて設定してもよい。あるいは、1ロット(製造ロット)を、塗布量補正のインターバルとして設定することもできる。
In the process of repeatedly executing the production coating process, the number of times of application by the
次に、第1抜き取り検査を説明する。上記ST32で、所定回数の経過が確認された後、(ST22)〜(ST24)の手順を行い、ST24の測定結果の判定処理で、偏差がしきい値以内ではない場合(ST24でNG)には、上述したST25以降の手順を実行するのと並行して、ST35の第1抜き取り検査を実行する。ただし、ST35の第1抜き取り検査は、次にST32にて所定回数の経過が確認されるまでは、ST24でNGであっても実行する必要はない。 Next, the first sampling inspection will be described. After the predetermined number of times has been confirmed in ST32, the steps (ST22) to (ST24) are performed, and in the determination process of the measurement result in ST24, when the deviation is not within the threshold value (NG in ST24). Performs the first sampling inspection of ST35 in parallel with the execution of the procedure after ST25 described above. However, the first sampling inspection in ST35 does not need to be executed even if it is NG in ST24 until the next predetermined number of times is confirmed in ST32.
第1抜き取り検査(ST35)においては、図14Cに示すように、ST24でNGとなる直前に上記ST32にて所定回数の経過が確認されたとき(T3)と、その前に上記ST32にて所定回数の経過が確認された後(T1)、ST24でOKとなったとき(T2)との間(以下、前回インターバルという)に、ST31の生産用塗布を実行した基板4の中から、所定枚数の基板4を選択し、検査ロットを特定する(ST41、図14B参照)。検査ロットは、前回インターバルにてST31の生産用塗布が実行された全ての基板4としてもよいし、T3の直前にST31の生産用塗布が実行された所定枚数NAの基板4としてもよい。以下、T3の直前にST31の生産用塗布が実行された所定枚数NAの基板4を検査ロットとする場合を説明する。
In the first sampling inspection (ST35), as shown in FIG. 14C, when the predetermined number of times has been confirmed in ST32 immediately before becoming NG in ST24 (T3), and in advance in ST32 before that. After the passage of the number of times is confirmed (T1), when it becomes OK in ST24 (T2) (hereinafter referred to as the previous interval), a predetermined number of sheets are selected from the
次に、図14Bに示すように、検査ロットの中から所定数n1のサンプルを得る(ST42)。サンプルの選択方法は特に限定されないが、例えば、最も新しくST31にて生産用塗布が行われた1枚の基板4の中から所定数n1の個片基板4aをランダムに選択することで、所定数n1のサンプルを得ることができる。あるいは、上記の所定枚数NAの基板4について、基板4毎に1以上の個片基板4aをランダムに選択することで、所定数n1のサンプルを得ることができる。この場合には、n1≧NAである。
Next, as shown in FIG. 14B, a predetermined number n1 of samples are obtained from the inspection lot (ST42). The sample selection method is not particularly limited. For example, the predetermined number n1 of
次いで、全てのサンプルを試験する(ST43)。試験方法は特に限定されないが、例えば、以下のようにして試験を実行することができる。サンプルのLED素子5を1つずつ実際に発光させ、樹脂8中の蛍光体を励起させることで、白色光を発光させる。その白色光を、分光器42と同様の分光器により受光させ、発光特性測定部39と同様の発光特性測定部により分析することで、発光特性を測定する。その測定結果と基準値との偏差を求め、その偏差が許容範囲内であれば、そのサンプルを「良品」と判定する。反対に、偏差が許容範囲外であれば、そのサンプルを「不良品」と判定する。
Next, all samples are tested (ST43). The test method is not particularly limited. For example, the test can be performed as follows. The
試験のためにLED素子5を発光させる際には、キュア装置M5で樹脂が硬化され、個片切断装置M6により基板4を個片化した状態で、サンプルである各LED素子5に通電してもよい。あるいは、キュア装置M5で樹脂を硬化することなく、個片切断装置M6により基板を個片化し、樹脂が未硬化のままの状態でLED素子5に通電し、発光させてもよい。さらに、基板を個片化せずにLED素子5に通電し得る場合には、樹脂塗布装置M4により樹脂が塗布されたままの状態で、LED素子5に通電し、発光させてもよい。
When the
次いで、不良品と判定されたサンプルの個数(Nc1)が、合格判定個数C1を超えているかを判定し(ST44)、超えていれば(ST44でYes)、その検査ロットは、不合格であるものと判定し、対不合格処置(ST45)に移行する。対不合格処置では、不良発生頻度が大きくなっている可能性があるものとして、例えば、所定期間(例えば、2〜3時間)にわたって検査間隔(例えばST32の所定塗布回数)を小さくする。これにより不良発生率を下げることができる。一方、不良品と判定されたサンプルの個数(Nc1)が、合格判定個数C1以下であれば(ST44でNo)、その検査ロットは、合格であるものと判定し、第1抜き取り検査(ST35)を終了する。 Next, it is determined whether the number of samples (Nc1) determined to be defective exceeds the acceptance determination number C1 (ST44), and if it exceeds (Yes in ST44), the inspection lot is rejected. It determines with a thing, and transfers to an anti-failure treatment (ST45). In the anti-failure treatment, the inspection interval (for example, the predetermined number of times of application of ST32) is reduced over a predetermined period (for example, 2 to 3 hours), for example, assuming that the frequency of occurrence of defects may be increased. Thereby, the defect occurrence rate can be lowered. On the other hand, if the number of samples determined to be defective (Nc1) is less than or equal to the acceptance determination number C1 (No in ST44), the inspection lot is determined to be acceptable and the first sampling inspection (ST35). Exit.
次に、生産優先モード(第2の生産モード)を説明する。記憶部61のモード情報51が「生産優先モード」に設定されている場合、上述のST32で所定のインターバルの経過が確認されると、補正・生産並行実行処理(ST34)に移行する。なお、生産優先モードにおいても、品質優先モードと同じタイミングで第1抜き取り検査を実行することができる(図14E参照)。
Next, the production priority mode (second production mode) will be described. When the
補正・生産並行実行処理においては、まず、ST22の試し塗布が実行される。次いで、ST31の生産用塗布を実行するとともに、ST23の発光特性測定を並行して行う。その後、ST24と同様に、偏差がしきい値以内であるか否かを判定する。偏差がしきい値以内であれば、そのまま、図14の(ST25)〜(ST30)の手順をスキップし、塗布回数(インターバルのカウント数)をリセットした後、(ST31)および(ST32)の手順を繰り返す。なお、上記の発光特性測定(ST23)および測定結果の判定(ST24)の手順を実行している間、生産用塗布は、時間が許す限り繰り返し実行することができる。 In the correction / production parallel execution process, first, the trial application of ST22 is executed. Next, the production coating of ST31 is executed, and the emission characteristic measurement of ST23 is performed in parallel. Thereafter, similarly to ST24, it is determined whether or not the deviation is within a threshold value. If the deviation is within the threshold value, the procedure of (ST25) to (ST30) in FIG. 14 is skipped as it is, the number of times of application (the count number of the interval) is reset, and then the procedure of (ST31) and (ST32) repeat. In addition, while performing the procedure of the above-mentioned light emission characteristic measurement (ST23) and measurement result determination (ST24), the production coating can be repeatedly executed as long as time permits.
一方、偏差がしきい値を超えている場合(ST24でNG)には、ST25の塗布量補正を行う。そして、この場合にも、(ST23)〜(ST25)の手順を行っている間は、それと並行して、上記と同様に、ST31の生産用塗布を繰り返し実行することができる。あるいは、ST24でNGである場合には、その時点以後は、ST24で偏差がしきい値以内と判定されるようになるまで、ST31の生産用塗布を一旦停止してもよい。ここで、ST25の塗布量補正が終了すると、そのときに実行されている生産用塗布の終了を待って、補正された塗布量によりST22の測定用塗布工程を再び実行する。この間、生産用塗布は停止してもよい。その後、ST24で偏差がしきい値以内と判定されるまで、上述のように、ST31の生産用塗布と、(ST23)〜(ST25)の塗布量補正の手順とを並行して実行することができる。 On the other hand, when the deviation exceeds the threshold value (NG in ST24), the coating amount correction in ST25 is performed. Also in this case, while performing the steps (ST23) to (ST25), the production coating of ST31 can be repeatedly executed in the same manner as described above. Alternatively, in the case of NG in ST24, after that point, the production application of ST31 may be temporarily stopped until the deviation is determined to be within the threshold value in ST24. Here, when the coating amount correction of ST25 is completed, the measurement coating step of ST22 is executed again with the corrected coating amount after the completion of the production coating performed at that time. During this time, the production application may be stopped. Thereafter, as described above, the production application in ST31 and the application amount correction procedures in (ST23) to (ST25) are executed in parallel until it is determined in ST24 that the deviation is within the threshold value. it can.
ただし、樹脂吐出ヘッド32が複数ある場合には、例えばその中の1つ以上の樹脂吐出ヘッド32だけを使用してST22の試し塗布を実行し、これと並行して、残りの樹脂吐出ヘッド32を使用して、ST31の生産用塗布を実行してもよい。この場合には、ST22の試し塗布に使用する樹脂吐出ヘッド32は、ST32で判定されるインターバルが経過する毎に順次入れ替えることができる。
However, when there are a plurality of resin discharge heads 32, for example, only one or more of the resin discharge heads 32 are used to perform the trial application of ST22, and in parallel, the remaining resin discharge heads 32 are used. May be used to perform the production application of ST31. In this case, the
次に、第2抜き取り検査を説明する。上述したとおり、生産優先モードにおいては、補正期間中もST31の生産用塗布処理が実行される。このとき、図14Eに示すように、ST24でNGとなると、今回の補正期間中に生産用塗布処理が実行された基板14についても、その良否を判定する必要性が生じる。そこで、ST34の補正・生産並行実行処理中にST24でNGとなると、第2抜き取り検査(図14D参照)に移行する。このとき、第2抜き取り検査と並行して、第1抜き取り検査を実行することができる。
Next, the second sampling inspection will be described. As described above, in the production priority mode, the production coating process of ST31 is executed even during the correction period. At this time, as shown in FIG. 14E, when it becomes NG in ST24, it becomes necessary to determine whether the
第2抜き取り検査においては、まず、図14Eに示すように、ST24でNGとなる直前に上記ST32にて所定回数の経過が確認されたとき(T3)以後にST31の生産用塗布を実行した基板4の中から、所定枚数の基板4を選択し、検査ロットを特定する(ST51、図14D参照)。検査ロットは、例えば、T3以後にST31の生産用塗布が実行された全ての基板4から所定枚数の基板4を選択して構成することも、T3以後にST31の生産用塗布が実行された全ての基板4とすることもできる。以下、T3以後にST31の生産用塗布が実行された全ての基板4を検査ロットとする場合を説明する。
In the second sampling inspection, first, as shown in FIG. 14E, when the predetermined number of times have been confirmed in ST32 immediately before becoming NG in ST24 (T3), the substrate on which the production coating of ST31 has been executed is performed. A predetermined number of
次いで、検査ロットの中から所定数n2のサンプルを得る(ST52)。サンプルの選択方法は特に限定されないが、例えば、最も新しくST31にて生産用塗布が行われた1枚の基板4の中から所定数n2の個片基板4aをランダムに選択することで、所定数n2のサンプルを得ることができる。あるいは、検査ロットの全ての基板4からランダムに所定数n2の個片基板4aを選択することで、所定数n2のサンプルを得ることができる。
Next, a predetermined number n2 of samples are obtained from the inspection lot (ST52). The method for selecting samples is not particularly limited. For example, a predetermined number n2 of
次いで、全てのサンプルを試験する(ST53)。試験方法は特に限定されないが、例えば、以下のようにして試験を実行することができる。サンプルのLED素子5を1つずつ実際に発光させ、樹脂8中の蛍光体を励起させることで、白色光を発光させる。その白色光を、分光器42と同様の分光器により受光させ、発光特性測定部39と同様の発光特性測定部により分析することで、発光特性を測定する。その測定結果と基準値との偏差を求め、その偏差が許容範囲内であれば、そのサンプルを「良品」と判定する。反対に、偏差が許容範囲外であれば、そのサンプルを「不良品」と判定する。試験のためにLED素子5を発光させる具体的な態様は、第1抜き取り検査と同様である。
Next, all samples are tested (ST53). The test method is not particularly limited. For example, the test can be performed as follows. The
次いで、不良品と判定されたサンプルの個数(Nc2)が、合格判定個数C2を超えているかを判定し(ST54)、超えていれば(ST54でYes)、その検査ロットは、不合格であるものと判定し、対不合格処置(ST55)に移行する。ST55の対不合格処置の内容は、ST45の対不合格処置と同様とすることができる。あるいは、ST55の対不合格処置においては、(ST23)〜(ST25)の手順と並行して生産用塗布を実行した基板4を廃棄処分とすることもできる。一方、不良品と判定されたサンプルの個数(Nc2)が、合格判定個数C2以下であれば(ST54でNo)、その検査ロットは、合格であるものと判定し、第2抜き取り検査を終了する。
Next, it is determined whether the number of samples (Nc2) determined to be defective exceeds the acceptance determination number C2 (ST54), and if it exceeds (Yes in ST54), the inspection lot is rejected. It determines with a thing, and transfers to an anti-failure treatment (ST55). The contents of the ST55 anti-failure treatment can be the same as the ST45 anti-failure treatment. Alternatively, in the anti-failure treatment of ST55, the
以上のように、品質優先モード(第1の生産モード)においては、測定用塗布処理の開始から、塗布量導出処理部38により適正樹脂塗布量が導出され、その適正樹脂塗布量による生産実行処理部37からの指令が出るまでの「補正期間」の少なくとも一部期間を含む、全ての期間において、生産用塗布処理は実行されない。一方、「生産優先モード」(第2の生産モード)においては、上記の少なくとも一部期間にも生産用塗布処理を実行させることができる。ここで、「少なくとも一部期間」は、上述の通り、「補正期間」から測定用塗布処理(ST22の試し塗布)の実行中を除いた期間、とすることができる。
As described above, in the quality priority mode (first production mode), the appropriate resin application amount is derived by the application amount
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39と、発光特性測定部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 portion C for discharging the coating amount of 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、光源部を備えた透光部材載置部41に載置し、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 to manufacture the
さらに、「生産優先モード」と「品質優先モード」とのいずれかを選択して、選択されたモードをモード情報51に設定し、それに基づいて生産が行えるために、実際の生産状況に応じて、歩留まりの向上、および生産効率の向上という2つの要請の間のバランスをとりつつ生産を実行することが可能となる。例えば、蛍光体含有樹脂の組成・性状が安定しており、かつ樹脂塗布量そのもののばらつきも小さい状況であるような場合には、塗布量の補正も実際には必要とされない場合も多い。したがって、そのような場合には、「生産優先モード」に設定することで、ST22の測定用塗布工程が実行されているときを除いて、生産実行工程が実行されるので、歩留まり向上の要請と、生産効率向上の要請とをともに満足させることも可能となる。反対に、上記のような状況ではない場合には、モード情報51に「品質優先モード」を設定することで、最大限の生産効率を得ながら、歩留まりを向上させることができる。
Furthermore, since either the “production priority mode” or the “quality priority mode” is selected, the selected mode is set in the
そして、図14Aの樹脂塗布作業処理フローのST24でNGと判定されたときに第1抜き取り検査を実行することで、その判定結果が、不良発生頻度が大きくなっていることに起因するものか否かを確認することができる。不良発生頻度が大きくなっていることが確認できた場合には、例えば塗布量の補正をより頻繁に行うことで不良品の発生を抑えることができる。これにより、歩留まりを向上させることができるとともに、製品の品質を保証することができる。また、生産優先モードで生産を行っているときに第2抜き取り検査を実行することで、不良品率が高い可能性がある基板4を漏れなく検査することができるので、さらに確実に不良品率を低下させることができるとともに、製品の品質を保証することができる。
Then, by performing the first sampling inspection when it is determined as NG in ST24 of the resin application work process flow of FIG. 14A, whether or not the determination result is due to an increase in the frequency of occurrence of defects. Can be confirmed. When it can be confirmed that the frequency of occurrence of defects is increased, the occurrence of defective products can be suppressed by, for example, more frequently correcting the application amount. Thereby, the yield can be improved and the quality of the product can be guaranteed. In addition, by performing the second sampling inspection during production in the production priority mode, it is possible to inspect 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、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
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 試し打ち・測定ユニット
41 透光部材載置部
42 分光器
43 透光部材
45 試し打ちステージ
50 LEDパッケージ
51 モード情報
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記基板に前記LED素子を実装する部品実装装置と、
前記基板に実装された前記LED素子に前記樹脂を塗布して、前記樹脂層を形成する樹脂塗布装置と、
前記樹脂塗布装置により前記樹脂が塗布された前記LED素子を抜き取り検査する抜き取り検査ユニットと、を備え、
前記樹脂塗布装置は、
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塗布ノズルを有する樹脂塗布部と、
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前記LED素子に塗布する生産用塗布処理を前記樹脂塗布部に実行させる生産実行処理部とを備え、
前記塗布制御部は、
前記測定用塗布処理の開始から、前記塗布量導出処理部により前記適正樹脂塗布量が導出され、その適正樹脂塗布量による前記生産実行処理部からの指令が出るまでの補正期間の少なくとも一部期間において、前記生産用塗布処理を実行させない第1の生産モードと、
前記少なくとも一部期間において、前記生産用塗布処理を実行させる第2の生産モードのいずれかのモードを選択的に実行し、
前記抜き取り検査ユニットは、前記測定用塗布処理の開始前の所定期間に前記生産用塗布処理が実行された前記LED素子を1つ以上選定し、選定された前記LED素子に対する第1抜取り検査の実行を指示する抜き取り検査制御部を備えることを特徴とするLEDパッケージ製造システム。 A system for manufacturing an LED package comprising a substrate, an LED element mounted on the substrate, and a resin layer containing a phosphor covering the LED element,
A component mounting apparatus for mounting the LED element on the substrate;
A resin coating device that applies the resin to the LED elements mounted on the substrate to form the resin layer;
A sampling inspection unit for sampling and inspecting the LED elements coated with the resin by the resin coating device;
The resin coating device is
A resin application part having an application nozzle that discharges the resin in an arbitrary application target position by variably discharging the application amount;
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 mounting portion on which the translucent member on which the resin is trial-coated in the measurement coating process;
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 causing the resin application unit to execute a production application process for applying the appropriate resin application amount to the LED element by commanding the appropriate resin application amount to the application control unit;
The application control unit
At least a part of the correction period from the start of the measurement coating process until the appropriate resin coating amount is derived by the coating amount deriving processing unit and a command from the production execution processing unit is issued based on the proper resin coating amount. In the first production mode in which the production coating process is not executed,
Selectively executing any one of the second production modes for executing the production coating process in the at least part of the period;
The sampling inspection unit selects one or more of the LED elements on which the production coating process has been performed in a predetermined period before the start of the measurement coating process, and performs a first sampling test on the selected LED elements. An LED package manufacturing system comprising a sampling inspection control unit for instructing
前記適正樹脂塗布量が変更される場合にのみ、前記第1抜き取り検査の実行を指示することを特徴とする請求項1記載のLEDパッケージ製造システム。 The sampling inspection control unit
2. The LED package manufacturing system according to claim 1, wherein execution of the first sampling inspection is instructed only when the appropriate resin application amount is changed.
前記第2の生産モードにおいて、前記前記少なくとも一部期間において前記生産用塗布処理が実行された前記LED素子を1つ以上選定し、選定された前記LED素子に対する第2抜取り検査の実行を指示することを特徴とする請求項1または2記載のLEDパッケージ製造システム。 The sampling inspection control unit further includes:
In the second production mode, one or more LED elements that have been subjected to the production coating process in the at least a part of the period are selected, and an instruction to execute a second sampling inspection on the selected LED elements is given. The LED package manufacturing system according to claim 1 or 2, wherein
前記適正樹脂塗布量が変更される場合にのみ、前記第2抜き取り検査の実行を指示することを特徴とする請求項3記載のLEDパッケージ製造システム。 The sampling inspection control unit
4. The LED package manufacturing system according to claim 3, wherein execution of the second sampling inspection is instructed only when the appropriate resin application amount is changed.
塗布量を可変に吐出する樹脂吐出部によって、実生産用として前記樹脂を塗布する生産用塗布工程と、
前記樹脂を、前記樹脂吐出部によって、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工程と、
前記樹脂が試し塗布された透光部材を、前記蛍光体を励起する励起光を発光する光源部を備えた透光部材載置部に載置する透光部材載置工程と、
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の開始から、前記適正樹脂塗布量が導出され、その適正樹脂塗布量による指令が出るまでの補正期間の少なくとも一部期間、前記生産用塗布工程を実行させない第1の生産モードと、前記少なくとも一部期間に前記生産用塗布工程を実行させる第2の生産モードのいずれかのモードを選択する選択工程と、
前記測定用塗布工程の開始前の所定期間に前記生産用塗布処理が実行された前記LED素子を1つ以上選定し、第1抜取り検査を実行する第1検査工程とを含むことを特徴とするLEDパッケージ製造方法。 A method of manufacturing an LED package comprising a substrate, an LED element mounted on the substrate, and a resin layer containing a phosphor covering the LED element,
A production application step of applying the resin for actual production by a resin discharge unit that discharges the application amount variably;
A measurement application step of applying the resin to the translucent member as a light emission characteristic measurement by the resin discharge unit;
A translucent member mounting step of mounting the translucent member on which the resin has been trial-applied on a translucent member mounting unit including a light source unit that emits excitation light for exciting the phosphor;
A light emission characteristic measuring step of measuring the light emission characteristic of the light emitted by the resin by irradiating the resin applied to the translucent member with the excitation light emitted from the light source unit;
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;
The first production mode in which the production application step is not executed for at least a part of the correction period from the start of the measurement application step until the appropriate resin application amount is derived and a command based on the appropriate resin application amount is issued. And a selection step of selecting any mode of the second production mode for executing the production coating step in the at least part period;
Including a first inspection step of selecting one or more of the LED elements on which the production coating process has been performed in a predetermined period before the start of the measurement coating step and performing a first sampling inspection. LED package manufacturing method.
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