JP6551644B2 - Laser processing apparatus, apparatus for manufacturing light emitting apparatus, and method for manufacturing light emitting apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、レーザ加工装置、発光装置の製造装置、および発光装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus, an apparatus for manufacturing a light emitting apparatus, and a method for manufacturing a light emitting apparatus.
白色光を発する発光装置(発光デバイス)として、青色LEDチップを、蛍光体を含む透光性樹脂で封止した発光装置が知られている。 As a light emitting device (light emitting device) that emits white light, a light emitting device in which a blue LED chip is sealed with a translucent resin containing a phosphor is known.
このような発光装置は、青色LEDチップの性能のばらつきと、蛍光体の量とによる白色光の色度のばらつきが生じることが課題である。 Such a light-emitting device has a problem that variations in the performance of the blue LED chip and variations in the chromaticity of white light due to the amount of the phosphor occur.
このような課題を解決するために、特許文献1には、蛍光体を含む蛍光層をレーザ光の照射によって除去することにより発光装置の発光色の色度調整を行う技術が開示されている。
In order to solve such a problem,
上述したような発光装置の色度の調整においては、レーザ照射時に発生する加工粉が発光装置に付着することで色度の調整量にずれが生じてしまうことが課題である。 In the adjustment of the chromaticity of the light emitting device as described above, the problem is that a deviation occurs in the adjustment amount of the chromaticity when the processing powder generated at the time of laser irradiation adheres to the light emitting device.
そこで、本発明は、加工対象物への加工粉の付着を抑制することができるレーザ加工装置等を提供する。 Then, the present invention provides a laser processing apparatus etc. which can control adhesion of processing powder to a processing subject.
本発明の一態様に係るレーザ加工装置は、レーザ光を照射することにより対象物を加工する照射部と、前記加工により生じる加工粉を吸引する吸引部と、帯電することにより、前記吸引部に吸引される加工粉を静電吸着する吸着部とを備え、前記吸着部は、前記レーザ光を通す開口を形成する筒状であり、前記吸着部の前記対象物側の端部における前記開口の面積は、前記吸着部の前記照射部側の端部における前記開口の面積よりも小さい。 In a laser processing apparatus according to an aspect of the present invention, an irradiation unit that processes an object by irradiating a laser beam, a suction unit that suctions processing powder generated by the processing, and a suction unit that charges the workpiece by charging. And a suction unit for electrostatically sucking the processing powder to be sucked, wherein the suction unit has a cylindrical shape forming an opening for transmitting the laser beam, and the opening at the end portion on the object side of the suction unit The area is smaller than the area of the opening at the end of the suction unit on the irradiation unit side.
本発明の一態様に係る発光装置の製造装置は、発光装置の製造装置であって、前記発光装置は、蛍光体を含有する透光性樹脂によって発光素子の少なくとも一部が覆われることにより形成され、前記発光装置の製造装置は、レーザ光を照射することにより前記透光性樹脂を加工する照射部と、前記加工により生じる加工粉を吸引する吸引部と、帯電することにより、前記吸引部に吸引される加工粉を静電吸着する吸着部とを備え、前記吸着部は、前記レーザ光を通す開口を形成する筒状であり、前記吸着部の前記発光装置側の端部における前記開口の面積は、前記吸着部の前記照射部側の端部における前記開口の面積よりも小さい。 The manufacturing apparatus of a light emitting device according to one aspect of the present invention is a manufacturing device of a light emitting device, and the light emitting device is formed by covering at least a part of the light emitting element with a translucent resin containing a phosphor. The light emitting device manufacturing apparatus includes: an irradiation unit that processes the translucent resin by irradiating a laser beam; a suction unit that sucks processing powder generated by the processing; and the suction unit that is charged. And an adsorption unit for electrostatically adsorbing the processing powder to be sucked, the adsorption unit having a cylindrical shape forming an opening for transmitting the laser beam, the opening at an end of the adsorption unit on the light emitting device side The area of the opening is smaller than the area of the opening at the end of the suction unit on the irradiation unit side.
本発明の一態様に係る発光装置の製造方法は、吸着部を用いた発光装置の製造方法であって、前記発光装置は、蛍光体を含有する透光性樹脂によって発光素子の少なくとも一部が覆われることにより形成され、前記発光装置の製造方法は、レーザ光を照射することにより前記透光性樹脂を加工し、前記加工により生じる加工粉を吸引し、吸引される加工粉を、前記吸着部を帯電させることによって静電吸着し、前記吸着部は、前記レーザ光を通す開口を形成する筒状であり、前記吸着部の前記発光装置側の端部における前記開口の面積は、前記吸着部の前記照射部側の端部における前記開口の面積よりも小さい。 A method of manufacturing a light emitting device according to an aspect of the present invention is a method of manufacturing a light emitting device using an adsorption unit, wherein the light emitting device is at least partially formed of a light emitting resin containing a phosphor. The manufacturing method of the light emitting device processes the translucent resin by irradiating a laser beam, and suctions the processing powder generated by the processing, and the processing powder to be sucked is adsorbed. The electrostatic adsorption is performed by charging a portion, and the adsorption portion has a tubular shape forming an opening for transmitting the laser light, and the area of the opening at the end of the adsorption portion on the light emitting device side is the adsorption It is smaller than the area of the said opening in the edge part by the side of the said irradiation part of a part.
本発明の一態様に係るレーザ加工装置等は、加工対象物への加工粉の付着を抑制することができる。 The laser processing apparatus etc. which concern on 1 aspect of this invention can suppress adhesion of the processing powder to a process target object.
以下、実施の形態に係る発光装置の製造装置および発光装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Hereinafter, a light emitting device manufacturing apparatus and a light emitting device manufacturing method according to the embodiment will be described with reference to the drawings. The embodiments described below are all inclusive or specific examples. Numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of components, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. Further, among the components in the following embodiments, components not described in the independent claim indicating the highest concept are described as arbitrary components.
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。 Each figure is a schematic view, and is not necessarily illustrated strictly. Further, in the drawings, substantially the same configurations are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions may be omitted or simplified.
(実施の形態1)
実施の形態1では、本発明のレーザ加工装置の一例として、発光装置の製造装置(製造方法)について説明する。
In
[発光装置の構成]
まず、実施の形態1に係る製造装置のレーザ加工の対象物である発光装置について説明する。図1は、発光装置の外観斜視図である。図2は、図1の発光装置をA−A線で切断した断面図である。図3は、図1の発光装置をB−B線で切断した断面図である。
[Configuration of light emitting device]
First, a light emitting device which is an object of laser processing of the manufacturing apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is an external perspective view of a light emitting device. FIG. 2 is a cross-sectional view of the light emitting device of FIG. 1 taken along line A-A. FIG. 3 is a cross-sectional view of the light emitting device of FIG. 1 taken along the line B-B.
図1〜図3に示されるように、発光装置10は、基板20と、複数のLEDチップ110からなる発光素子列115と、色変換部120とを備える。また、発光装置10は、基板20上に設けられた配線155と、複数のLEDチップ110を電気的に接続するボンディングワイヤ160とを備える。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
発光装置10は、例えば、ダウンライト等に用いられる、基板20上にLEDチップ110が直接実装されたCOB(Chip On Board)型の発光モジュールである。
The
基板20は、例えば、メタルベース基板またはセラミック基板である。また、基板20は、樹脂を基材とする樹脂基板であってもよい。
The
セラミック基板としては、酸化アルミニウム(アルミナ)からなるアルミナ基板または窒化アルミニウムからなる窒化アルミニウム基板等が採用される。また、メタルベース基板としては、例えば、表面に絶縁膜が形成された、アルミニウム合金基板、鉄合金基板または銅合金基板等が採用される。樹脂基板としては、例えば、ガラス繊維とエポキシ樹脂とからなるガラスエポキシ基板等が採用される。 As the ceramic substrate, an alumina substrate made of aluminum oxide (alumina), an aluminum nitride substrate made of aluminum nitride, or the like is employed. As the metal base substrate, for example, an aluminum alloy substrate, an iron alloy substrate, a copper alloy substrate, or the like having an insulating film formed on the surface is employed. As the resin substrate, for example, a glass epoxy substrate made of glass fiber and epoxy resin is adopted.
なお、基板20として、例えば光反射率が高い(例えば光反射率が90%以上の)基板が採用されてもよい。基板20として光反射率の高い基板が採用されることで、LEDチップ110が発する光を基板20の表面で反射させることができる。この結果、発光装置10の光取り出し効率が向上される。このような基板としては、例えばアルミナを基材とする白色セラミック基板が例示される。
Note that as the
一方、基板20として、光透過率が高い透光性基板が採用されてもよい。基板20として透光性基板が採用されることで、LEDチップ110が発する光は、基板20の内部を透過し、LEDチップ110が実装されていない面(裏面)からも出射される。このような基板としては、多結晶のアルミナや窒化アルミニウムからなる透光性セラミックス基板、ガラスからなる透明ガラス基板、水晶からなる水晶基板、サファイアからなるサファイア基板または透明樹脂材料からなる透明樹脂基板が例示される。
On the other hand, a translucent substrate having high light transmittance may be employed as the
LEDチップ110は、発光素子の一例であって、単色の可視光を発するベアチップである。LEDチップ110は、基板20上に直接実装される。LEDチップ110は、例えば、ダイアタッチ材(ダイボンド材)によって基板20上にダイボンディング実装されるが、フリップチップ実装されてもよい。LEDチップ110のチップ上面には電流を供給するためのp側電極およびn側電極(図1〜図3において図示せず)が形成されている。LEDチップ110としては、例えば、青色光を発する青色LEDチップを用いることができる。青色LEDチップとしては、例えばInGaN系の材料によって構成された、中心波長が440nm〜470nmの窒化ガリウム系の半導体発光素子を用いることができる。
The
発光素子列115は、基板20上に所定方向(X方向)に並んで配置された複数のLEDチップ110からなる発光素子列である。図1の例では、発光素子列115は、6列設けられている。各発光素子列115に含まれるLEDチップ110は、Y方向における位置が揃うように実装されている。
The light emitting
1つの発光素子列115において、1つのLEDチップ110のカソード電極は、当該LEDチップ110と隣り合うLEDチップ110のアノード電極とボンディングワイヤ160によって接続される。つまり、1つの発光素子列115においては、複数のLEDチップ110がボンディングワイヤ160によってChip To Chipで直列接続される。
In one light emitting
また、各発光素子列115の端に位置するLEDチップ110は、ボンディングワイヤ160によって基板20上に設けられた配線155に接続されている。そして、配線155には、各発光素子列115を発光させるための電力が供給される。
The
色変換部120は、蛍光体を含有する透光性樹脂の一例であって、発光素子列115を所定方向(X方向)に沿うライン状に一括封止する。色変換部120は、光波長変換材である蛍光体130を含む透光性樹脂であって、LEDチップ110からの光を波長変換するとともに、LEDチップ110を封止してLEDチップ110を保護する。色変換部120は、LEDチップ110の上方(図中の+Z方向)に設けられる。なお、LEDチップ110の上方とは、言い換えれば、LEDチップ110の光出射側(LEDチップ110が主として光を発する方向)である。色変換部120を構成する透光性樹脂は、具体的には、ジメチルシリコーン樹脂、フェニルシリコーン樹脂、シルセスキオキサン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等である。
The
蛍光体130は、LEDチップ110の発する光で励起されて黄色蛍光を発する黄色蛍光体である。LEDチップ110が青色LEDチップである場合、蛍光体130は、YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系の黄色蛍光体である。なお、蛍光体130は、オルトシリケート系蛍光体または酸窒化物蛍光体であってもよい。蛍光体130は、基本的には球状であり、色変換部120内に複数含まれる。
The
蛍光体は一般的に自身の放射する光よりも短波長の光によって励起される。したがって、蛍光体130から発せられる光は、LEDチップ110からの放射光に比べて長波長の光となる。具体的には、蛍光体130は、450nmよりも波長が長い黄色蛍光を発する。
Phosphors are generally excited by light of a shorter wavelength than the light they emit. Therefore, the light emitted from the
このように、蛍光体130は、LEDチップ110の青色光によって励起されて黄色蛍光を放出する。よって、発光装置10(色変換部120)からは、励起された黄色蛍光と青色光とによって比較的広範囲の波長域(たとえば400nm〜680nm程度)にスペクトル分布を持つ白色光が放出される。
Thus, the
発光装置10の白色光の色度は、LEDチップ110が発する青色光の光量と、蛍光体130から発せられる黄色蛍光の光量との割合によって決まる。したがって、発光装置10においては、青色LEDチップの性能のばらつきと、蛍光体の量とにより白色光の色度にばらつきが生じることが課題である。
The chromaticity of white light of the
このようなばらつきを低減するために、発光装置10の製造においては、色度調整が行われる。色度調整においては、蛍光体から発せられる黄色蛍光の光量を減らす目的で、レーザ加工により色変換部120の一部が除去される。
In order to reduce such variations, chromaticity adjustment is performed in the manufacture of the
[製造装置の構成]
次に、発光装置10の製造装置(製造方法)について説明する。図4は、発光装置10の製造装置を模式的に示す図である。
[Configuration of manufacturing equipment]
Next, a manufacturing apparatus (manufacturing method) of the
図4に示されるように、製造装置200は、照射部210と、色度測定部220と、ステージ240と、制御部250と、表示装置260と、入力装置270と、調整部280と、カメラ222と、吸引部40と、吸着部50と、アーム60と、電源70とを備える。また、照射部210は、レーザ発振器210aと、光学系210bとを有し、調整部280は、第1機構280aと、第2機構280bとを有する。
As shown in FIG. 4, the
なお、図4では、加工前の発光装置10も合わせて図示されている。図4において、吸着部50および発光装置10は、断面が図示されている。また、発光装置10は、模式的に図示されており、実際には、図1で説明した発光装置10の全体がステージ240上に配置される。
In FIG. 4, the
照射部210は、レーザ光230の照射により対象物を加工する。実施の形態1では、対象物は、発光装置10(色変換部120)であり、照射部210は、色変換部120へのレーザ光230の照射により色変換部120の一部を除去し、発光装置10から発せられる光の色度を調整する。照射部210は、より具体的には、レーザ発振器210aにより発せられたレーザ光を、光学系210bを介して発光装置10に照射し、色変換部120の一部を除去する。
The
照射部210(レーザ発振器210a)は、例えば、CO2レーザ(CO2レーザ装置)、または、UVレーザ(UVレーザ装置)である。なお、照射部210は、色変換部120を除去できるのであれば、その他のレーザであってもよい。
The irradiation unit 210 (
光学系210bは、レーザ光の集光を行う集光レンズとポリゴンミラーのような走査光学系の組み合わせとからなり、図5に示されるように発光装置10が設置されるステージ240と対向する位置に配置されている。
The
図5は、照射部210の外観斜視図である。図5に示されるように、照射部210は、ステージ240に置かれた発光装置10にレーザ光230を照射する。
FIG. 5 is an external perspective view of the
制御部250は、レーザ発振器210aがレーザ光を発するタイミング、レーザ発振器210aが発するレーザ光の強度(エネルギー)および波長などを制御する。
The
調整部280は、レーザ発振器210a、光学系210b、および発光装置10の相対的な位置関係を調整することによって、レーザ光230の照射位置と発光装置10との相対的な位置関係を調整する。
The
実施の形態1では、調整部280は、レーザ発振器210aの位置を固定したまま、光学系210bを第1機構280aによって駆動することによって、レーザ光230の照射位置と発光装置10との相対的な位置関係を調整する。
In the first embodiment, the
第1機構280aは、レーザ光230の光軸方向(図4のZ軸方向)および光軸方向に直交する方向(図4のX軸方向またはY軸方向)において、発光装置10に対するレーザ光230の焦点の相対的な位置を変化させる機構である。
The
第1機構280aは、具体的には、光学系210bの集光レンズを移動させることによりレーザ光230の焦点位置をX軸方向、Y軸方向、およびZ軸方向の各方向に変化させる。
Specifically, the
また、実施の形態1では、調整部280は、発光装置10に対するレーザ光230の光軸の傾きを変化させる第2機構280bをさらに有している。
In the first embodiment, the
第2機構280bは、光学系210bに含まれる走査光学系を駆動してレーザ光を走査(スキャン)することにより、発光装置10に対するレーザ光230の光軸の傾きを変化させる。つまり、第2機構280bは、発光装置10の表面に対するレーザ光230の入射角度を調整することができるので、照射部210は、色変換部120に対して斜めにレーザ光230を照射することができる。
The
なお、製造装置200においては、調整部280(第1機構280aおよび第2機構280b)は、μmオーダーでレーザ光230の照射位置と発光装置10との相対的な位置関係を調整することができる。調整部280は、具体的には、非常に細かい分解能で精度よく光学系210bを駆動可能な機構が採用される。
In the
なお、調整部280は、レーザ光230の照射位置と発光装置10との相対的な位置関係を調整すればよく、例えば、調整部280は、レーザ発振器210aまたはステージ240を移動させてもよい。
Note that the
表示装置260および入力装置270は、製造装置200に設けられたユーザインタフェースである。表示装置260は、カメラ222で撮影された画像、および、色度測定部220の測定結果などを表示する。入力装置270は、ユーザからの種々の入力を受け付ける。
The
色度測定部220は、発光装置10を撮影するカラーカメラであるカメラ222から発光装置10を発光させた状態で撮影されたカラー画像を取得し、当該カラー画像を用いて、画像処理により色変換部120の表面の光色を測定する。
The
このとき、色度測定部220は、色変換部120の表面の光色を一元的に求めるのではなく、色変換部120内での局所的な色むらも反映されるように、取得した画像の画素ごとに光色を測定する。
At this time, the
なお、実施の形態1における「光色」には、放射光の色度、色調(明度と彩度)、色温度などが含まれるが、実施の形態1では、色度測定部220は、一例として、発光装置10から発せられる光の色度を測定するものとする。
The “light color” in the first embodiment includes the chromaticity of emitted light, color tone (brightness and saturation), color temperature, etc. In the first embodiment, the
なお、色度測定部220は、複数画素の集合ごとに代表値(平均値または中央値)をとり、この集合ごとに光色を計測する構成であってもよい。
The
また、色度測定部220は、色度または輝度などの光学特性を測定するための、汎用の分光器を用いた測定器であってもよい。
The
この場合、色度測定部220は、例えば、発光装置10の発光面(光出射側の面)における光のスペクトルを測定し、色度を求める。なお、色度測定部220は、色度(発光装置10の光のスペクトル)に加えて、発光強度または配光特性を測定してもよい。
In this case, for example, the
吸引部40は、照射部210のレーザ加工により生じる加工粉をエア吸引する吸引装置である。実施の形態1では、吸引部40は、斜め上方に加工粉を吸引する。吸引部40は、少なくとも発光装置10よりも照射部210側(Z軸方向+側)から加工粉125の吸引を行う。吸引部40は、加工粉などの粉塵を吸引できるものであればどのような装置であってもよい。
The
吸着部50は、例えば、アルミニウムまたはステンレスなどの導電性を有する金属製の部材である。以下、図6をさらに参照して吸着部50の形状について説明する。図6は、吸着部50の外観斜視図である。
The adsorbing
吸着部50は、レーザ光を通す開口51を形成する円筒状であり、吸着部50の発光装置10側の端部における開口51の面積は、吸着部50の照射部210側の端部における開口51の面積よりも小さい。より具体的には、吸着部50が形成する開口51の面積は、照射部210側(Z軸方向+側)からステージ240側(Z軸方向−側、発光装置10側)に向かうにつれて小さくなる。言い換えれば、吸着部50は、底のないすり鉢状(漏斗状)である。
The adsorbing
なお、後述するように、吸着部50には凸部等が設けられる場合があるが、このような場合も、凸部等の構成要素を除けば、吸着部50が形成する開口51の面積は、照射部210側からステージ240側に向かうにつれて小さくなるといえる。
As will be described later, there are cases where a protrusion or the like is provided in the
吸着部50は、アーム60によって照射部と発光装置10との間に支持される。吸着部50と発光装置10とを上面視した場合(Z軸方向+側から見た場合)、吸着部50により形成される開口51を通じて、発光装置10の全部または一部が視認可能である。
The
また、吸着部50は、電源70がオンされることにより帯電する。このとき、吸着部50が帯電する極性は、加工粉と逆の極性であり、加工対象物により異なる。なお、電源70のオンおよびオフは、例えば、制御部250によって制御される。
In addition, the
吸着部50は、製造装置200の特徴構成であり、吸着部50により得られる効果については後述する。
The
[発光装置の製造方法]
次に、製造装置200を用いた発光装置10の製造方法について説明する。図7は、発光装置10の製造方法を示すフローチャートである。図8は、発光装置10に対するレーザ加工を説明するための断面図である。
[Method of manufacturing light emitting device]
Next, a method of manufacturing the
まず、発光装置10が生成される(S10)。以下、発光装置の生成方法について説明する。
First, the
まず、基板20上に複数のLEDチップ110が実装される。このとき、複数のLEDチップ110は、複数の発光素子列115を形成し、1つの発光素子列115においては、隣接するLEDチップ110同士がボンディングワイヤ160によって電気的に接続される。
First, the plurality of
次に、蛍光体130を含む液状の色変換部120が発光素子列115に塗布され、塗布された液状の色変換部120が硬化される。
Next, the liquid
なお、既に生成された(既製品の)発光装置10に対して色度調整を行う場合、ステップS10は省略される。
In addition, when performing chromaticity adjustment with respect to the already produced (off-the-shelf) light emitting
続いて、生成された発光装置10は、通電して発光させた状態で点灯検査される(S20)。続いて、色度測定部220は、発光装置10(色変換部120)が発する光の色度を測定する(S30)。そして、色度測定部220が測定した色度が所定の範囲内であるか否かの判定が行われる(S40)。
Subsequently, the generated
色度測定部220が測定した色度が所定の範囲内である場合(S40でYes)、発光装置10の色度調整は終了する。なお、所定の範囲とは、例えば、製造工程における発光装置10の色度の検査スペック等である。
When the chromaticity measured by the
色度測定部220が測定した色度が所定の範囲外である場合(S40でNo)、照射部210は、色変換部120に上方(+Z方向)からレーザ光230を照射する(S50)。なお、ここでの所定の範囲外とは、色度が黄色側にシフトしていることを意味し、色度が青色側にシフトしている場合は、例えば、液状の色変換部120の追加塗布が行われる。
When the chromaticity measured by the
このとき、レーザ光230の照射条件(強度など)は、色度測定部220で計測された色度に基づいて、決定される。なお、レーザ光230の照射条件の情報は、色度測定部220の測定結果に対応付けられて予め複数登録されており、登録された情報に基づいて自動的に決定される。
At this time, the irradiation condition (intensity and the like) of the
色変換部120の一部にレーザ光230が照射されると、加工粉125が飛散する。この加工粉125は、吸引部40によって、吸着部50の内壁に沿う斜め上向きに吸引され(S60)、吸着部50は、吸引される加工粉125を吸着する(S70)。
When a part of the
加工粉125の吸着(S70)に続いて点灯検査がされた後(S20)、色度測定部220は、レーザ光230の加工後の発光装置10の色度を測定する(S30)。以降は、色度測定部220が測定した色度が所定の範囲内になるまで、照射部210のレーザ光230の照射、加工粉125の吸引および吸着、並びに、色度測定部220の色度の測定が繰り返される。ステップS20〜ステップS70の動作は制御部250によって自動的に行われてもよいし、ユーザによって半自動的に行われてもよい。
After the lighting inspection is performed subsequent to the adsorption of the processed powder 125 (S70) (S20), the
なお、色度測定部220の色度の測定と、照射部210のレーザ光230の照射とは、リアルタイムで(同時に)行われてもよい。
Note that the chromaticity measurement of the
また、例えば、色度(発光装置10の光のスペクトル)、発光強度、および配光特性のうちの少なくとも1つを測定しながら、レーザ光230を照射して色変換部120の一部が取り除かれてもよい。
Further, for example, while measuring at least one of chromaticity (spectrum of light of the light emitting device 10), emission intensity, and light distribution characteristic, the
この場合、カメラ222は、レーザ光230の照射中においても発光装置10を撮像できるように、光学系210bの近傍に配置される。
In this case, the
このように、色度測定部220の色度の測定と、照射部210のレーザ光230の照射とがリアルタイムで行われることで、発光装置10の加工に要する時間を短縮できる。
As described above, by performing the measurement of the chromaticity of the
[効果等]
製造装置200は、吸着部50を備える点が特徴である。以下、吸着部50を備えることにより得られる効果について説明する。
[Effects, etc.]
The
レーザ加工により生じた加工粉125には、色変換部120のシリコーン樹脂の分子結合が切断されてSiO2になった白色のものがある。このような加工粉125が発光装置10の色変換部120に付着すると、加工粉125が反射体として機能し、所望の色度が得られない問題が生じる。
The
また、レーザ加工により生じた加工粉125には、色変換部120のシリコーン樹脂の分子結合が切断されてC(炭素)成分単体になった黒色のものがある。このような加工粉125が発光装置10の色変換部120に付着すると、光を吸収してしまうため、発光効率の低下が問題となる。
Further, among the processed
加工粉125は、帯電しているため、一旦色変換部120に付着してしまうと取り除くことは容易ではない。また、加工粉125は、SiO2が含まれることにより比重が大きいため、吸引部40による吸引だけでは、完全に吸引することは難しい。
Since the
そこで、製造装置200においては、照射部210と発光装置10との間に吸着部50が設けられる。これにより、発光装置10の色変換部120への加工粉125の堆積および付着が低減される。
Therefore, in the
ここで、例えば、レーザ光230を通す開口が設けられた板状の吸着部を照射部210と発光装置10との間に設ける構成が考えられる。このような吸着部では、下面(発光装置10と対向する面)側に吸着された加工粉125が空気圧等により落下し、色変換部120に付着してしまう可能性がある。
Here, for example, a configuration in which a plate-like suction part provided with an opening through which the
そこで、製造装置200においては、吸着部50は、レーザ光230を通す開口51を形成する円筒状(筒状)であり、開口51の面積(径)は、発光装置10側の端部よりも照射部210側の端部のほうが小さい。これにより、吸着された加工粉125が落下することを抑制し、色変換部120への加工粉125の堆積および付着を低減することができる。
Therefore, in the
なお、このように、照射部210側から発光装置10側に向かうにつれて開口51の面積が小さくなる円筒状(筒状)の吸着部50によれば、いわゆるノズル効果が得られる。ここでのノズル効果は、具体的には、開口51のうち発光装置10側において、吸引部40の吸引による空気の流速が増加し、上昇気流が強くなる効果である。つまり、吸着部50によれば、吸引部40の吸引力を高める効果も得られる。
As described above, according to the cylindrical (cylindrical) adsorbing
[変形例]
なお、吸着部の形状は、上述のような形状に限定されるものではない。
[Modification]
The shape of the suction portion is not limited to the above-described shape.
例えば、吸着部の発光装置10側の端部には、吸着部から落下しようとする加工粉125を受け止める受け止め部が設けられてもよい。図9は、受け止め部が設けられた吸着部の構造を示す断面図である。
For example, a receiving portion that receives the
図9に示される吸着部50aは、吸着部50の発光装置10側の端面が、内側に折り返された形状である。この折り返された部分は、受け止め部55として機能し、受け止め部55が吸着部50aから落下しようとする加工粉125を受け止めることにより、色変換部120への加工粉125の堆積および付着をさらに低減することができる。
The
なお、受け止め部55は、典型的には、発光装置10側の端部の全周にわたって設けられるが、発光装置10側の端部の一部に設けられてもよい。また、吸着部50aにおいては、受け止め部55は、吸着部50aの本体と一体形成されるが、受け止め部55は、吸着部50aの本体に別部材が取り付けられることによって形成されてもよい。
The receiving
また、吸着部の内壁(内面)は、平面でなくてもよい。図10は、内壁が曲面の吸着部の構造を示す断面図である。 Further, the inner wall (inner surface) of the suction portion may not be flat. FIG. 10 is a cross-sectional view showing the structure of the suction portion whose inner wall is a curved surface.
図10に示される吸着部50bは、底部が開口したお椀形であり、内壁の接平面の水平面に対する角度は、照射部210側から発光装置10側に向かうにつれて小さくなる。つまり、内壁の接平面は、照射部210側から発光装置10側に向かうにつれて水平面に近づく。したがって、このような吸着部50bによっても、一旦吸着した加工粉125が吸着部50bから落下してしまう可能性を下げることができる。
The adsorbing
また、吸着部50の内壁には、凸部が設けられてもよい。図11は、内壁に凸部が設けられた吸着部の構造を示す断面図である。
In addition, a protrusion may be provided on the inner wall of the
図11に示される吸着部50cでは、内壁に設けられた凸部52に加工粉125が引っ掛かる。また、このような構成では、凸部52により形成される凹凸部分に電荷が集中しやすいため、電気的な吸着力が向上する効果もある。したがって、吸着部50cによれば、一旦吸着した加工粉125が吸着部50cから落下してしまう可能性を下げることができる。なお、凸部52は、例えば、吸着部50cの内壁の全周にわたって設けられるが、吸着部50cの内壁の周方向の一部に設けられてもよい。
In the
また、吸着部50の内壁(内面)は、階段状であってもよい。図12は、内壁が階段状の吸着部の構造を示す断面図である。
Further, the inner wall (inner surface) of the
図12に示される吸着部50dでは、内壁に設けられた段で加工粉125を受けることができるため、一旦吸着した加工粉125が吸着部50dから落下してしまう可能性を下げることができる。
In the
(その他の実施の形態)
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment.
上記実施の形態の発光装置10は、加工対象物の一例である。本発明のレーザ加工装置は、発光装置10の製造装置200としてだけでなく、発光装置10以外の加工対象物を加工するレーザ加工装置としても実現可能である。
The
例えば、本発明は、導光板などの樹脂製の部材のレーザ加工に適用することができる。この場合、照射部210は、CO2レーザ、およびエキシマレーザなどのガスレーザであるが、好ましくはCO2レーザである。CO2レーザは、例えば、波長が2μm以上11μm以下のレーザ光を照射する。
For example, the present invention can be applied to laser processing of a resin-made member such as a light guide plate. In this case, the
また、本発明は、セラミック製の部材のレーザ加工に適用することも可能である。この場合、照射部210は、YAGレーザ、YVO4レーザ、およびチタンサファイアレーザなどの固体レーザであるが、好ましくはYAGレーザである。YAGレーザは、例えば、波長が0.35μm以上2μm以下のレーザ光を照射する。
The present invention is also applicable to laser processing of ceramic members. In this case, the
その他、本発明は、金属製の部材など、帯電した加工粉が飛散する部材のレーザ加工に適用可能である。 In addition, the present invention is applicable to laser processing of a member such as a metal member in which charged processing powder is scattered.
また、本発明は、SMD(Surface Mount Device)構造の発光装置の加工にも適用可能である。SMD型の発光装置(発光素子)は、例えば、凹部を有する樹脂製の容器と、凹部の中に実装されたLEDチップと、凹部内に封入された封止部材(蛍光体含有樹脂)とを備える。 The present invention is also applicable to the processing of a light emitting device having an SMD (Surface Mount Device) structure. An SMD type light emitting device (light emitting element) includes, for example, a resin container having a recess, an LED chip mounted in the recess, and a sealing member (phosphor-containing resin) sealed in the recess. Prepare.
また、上記実施の形態における吸引部40および吸着部50の配置は一例であり、本発明の特徴的な機能を実現できる範囲で、吸引部40および吸着部50の配置は変更されてもよい。例えば、図13に示されるように、吸引部40は、貫通孔56を有する吸着部50eの側方に配置され、側方から加工粉125の吸引を行ってもよい。図13は、吸引部40が吸着部50eの側方から吸引を行う例を示す断面図である。
Further, the arrangement of the
図13に示されるように、吸着部50eは、吸着部50と同様の形状であるが、レーザ光の照射方向(Z軸方向)と交差する方向に貫通する貫通孔56が設けられている点が吸着部50と異なる。そして、吸引部40は、吸着部50eの側方に設けられ、吸着部50eの外壁側から貫通孔56を通じて加工粉125を吸引する。
As shown in FIG. 13, the adsorbing
このような構成では、加工粉125は、吸着部50eに向かって吸引されるため、加工粉125を効率的に吸着部50eに吸着させることができる。なお、貫通孔56の向き、貫通孔56が設けられる位置、および、貫通孔56の形成方法は、特に限定されるものではない。
In such a configuration, since the
また、上記実施の形態では、円筒状の吸着部について説明したが、吸着部の形状は、図14に示される吸着部50fのように、開口の面積が照射部210側から発光装置10側に向かうにつれて小さくなる角筒状であってもよい。図14は、角筒状の吸着部50fの外観斜視図である。
In the above embodiment, the cylindrical adsorbing portion has been described. However, as for the shape of the adsorbing portion, the area of the opening is from the
なお、図14に示される吸着部50fの開口の形状は、矩形であるが、開口の形状は、五角形など、その他の多角形であってもよい。
The shape of the opening of the
また、上記実施の形態の発光装置10では、1つの発光素子列115を構成する複数のLEDチップ110は、Chip To Chipで直列接続される。しかしながら、複数のLEDチップ110は、各LEDチップ110のp側電極およびn側電極が、基板20上に設けられた配線にボンディングワイヤ160によって接続されることにより、配線を介して直列接続されてもよい。
In the
上記実施の形態では、蛍光体130は、黄色蛍光体であるとして説明したが、色変換部120には、黄色蛍光体以外に、緑色蛍光を発する緑色蛍光体、または、赤色蛍光を発する赤色蛍光体が含まれてもよい。なお、緑色蛍光体および赤色蛍光体は、白色光の演色性を高める目的で色変換部120に混合される。また、色変換部120には、黄色蛍光体の代わりに、緑色蛍光体と赤色蛍光体とが含まれ、LEDチップ110が発する青色光と合わせて発光装置から白色光が発せられる構成であってもよい。
In the above embodiment, the
また、LEDチップ110は、青色光以外の光を発光するLEDチップであってもよい。例えば、LEDチップ110は、近紫外線を発するLEDチップであってもよい。この場合、色変換部120には、三原色(赤色、緑色、青色)の光を発する各色蛍光体が含まれる。
Moreover, the
なお、発光装置10には、蛍光体以外の光波長変換材が用いられてもよく、例えば、光波長変換材として、半導体、金属錯体、有機染料、顔料など、ある波長の光を吸収し、吸収した光とは異なる波長の光を発する物質からなる光波長変換材が用いられてもよい。すなわち、本発明の製造装置および製造方法は、蛍光体以外の光波長変換材が用いられた発光装置にも適用可能である。
In the
また、上記実施の形態においては、発光素子としてLEDチップ110が用いられたが、発光素子として、半導体レーザ等の半導体発光素子、有機EL(Electro Luminescence)、または無機EL等の固体発光素子が用いられてもよい。
In the above embodiment, the
なお、上記実施の形態において、各構成要素(例えば、制御部250および色度測定部220)は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
In the above embodiment, each component (for example, the
以上、一つまたは複数の態様に係る発光装置の製造装置(レーザ加工装置)および発光装置の製造方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、および、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。 The light emitting device manufacturing apparatus (laser processing apparatus) and the light emitting device manufacturing method according to one or more aspects have been described above based on the embodiment, but the present invention is limited to this embodiment. It is not a thing. Without departing from the spirit of the present invention, various modifications that can be conceived by those skilled in the art are applied to the present embodiment, and a form constructed by combining components in different embodiments is also one or more aspects. It may be included within the range.
10 発光装置
20 基板
40 吸引部
50、50a〜50f 吸着部
51 開口
52 凸部
55 受け止め部
56 貫通孔
110 LEDチップ(発光素子)
120 色変換部(透光性樹脂)
125 加工粉
130 蛍光体
200 製造装置(レーザ加工装置)
210 照射部
DESCRIPTION OF
120 color converter (translucent resin)
125
210 irradiation unit
Claims (9)
前記加工により生じる加工粉を吸引する吸引部と、
帯電することにより、前記吸引部に吸引される加工粉を静電吸着する吸着部とを備え、
前記吸着部は、前記レーザ光を通す開口を形成する筒状であり、
前記吸着部の前記対象物側の端部における前記開口の面積は、前記吸着部の前記照射部側の端部における前記開口の面積よりも小さく、
前記吸着部の内壁の前記対象物側の端部以外の部分に、凸部が設けられている
レーザ加工装置。 An irradiation unit for processing an object by irradiating a laser beam;
A suction part for sucking processing powder generated by the processing;
An electrostatic chuck that electrostatically adsorbs the processing powder sucked into the suction section by charging,
The adsorbing portion has a cylindrical shape that forms an opening through which the laser light passes.
The area of the opening at the end on the object side of the suction part is smaller than the area of the opening at the end on the irradiation part side of the suction part,
A convex portion is provided on a portion of the inner wall of the suction portion other than the end portion on the object side.
請求項1に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the area of the opening decreases from the irradiation unit side toward the object side.
請求項1または2に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the end portion on the object side of the suction unit is provided with a receiving unit that receives processed powder that is about to fall from the suction unit.
請求項1〜3のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the suction unit is cylindrical or rectangular.
前記吸引部は、前記吸着部の外壁側から前記貫通孔を通じて加工粉を吸引する
請求項1〜4のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。 The adsorption portion is provided with a through hole penetrating in a direction intersecting the irradiation direction of the laser beam,
The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the suction unit sucks the processing powder from the outer wall side of the suction unit through the through hole.
請求項1〜5のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the irradiation unit is a gas laser and processes the object made of resin.
請求項1〜5のいずれか1項に記載のレーザ加工装置。 The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the irradiation unit is a solid-state laser and processes the ceramic object.
前記発光装置は、蛍光体を含有する透光性樹脂によって発光素子の少なくとも一部が覆われることにより形成され、
前記発光装置の製造装置は、
レーザ光を照射することにより前記透光性樹脂を加工する照射部と、
前記加工により生じる加工粉を吸引する吸引部と、
帯電することにより、前記吸引部に吸引される加工粉を静電吸着する吸着部とを備え、
前記吸着部は、前記レーザ光を通す開口を形成する筒状であり、
前記吸着部の前記発光装置側の端部における前記開口の面積は、前記吸着部の前記照射部側の端部における前記開口の面積よりも小さく、
前記吸着部の内壁の前記発光装置側の端部以外の部分に、凸部が設けられている
発光装置の製造装置。 A manufacturing apparatus of a light emitting device,
The light emitting device is formed by covering at least a part of a light emitting element with a translucent resin containing a phosphor,
The apparatus for manufacturing the light emitting device is
An irradiation unit that processes the translucent resin by irradiating a laser beam;
A suction part for sucking processing powder generated by the processing;
An electrostatic chuck that electrostatically adsorbs the processing powder sucked into the suction section by charging,
The adsorbing portion has a cylindrical shape that forms an opening through which the laser light passes.
The area of the opening at the end on the light emitting device side of the adsorption part is smaller than the area of the opening at the end on the irradiation part side of the adsorption part,
A convex portion is provided on a portion of the inner wall of the adsorption portion other than the end portion on the light emitting device side.
前記発光装置は、蛍光体を含有する透光性樹脂によって発光素子の少なくとも一部が覆われることにより形成され、
前記発光装置の製造方法は、
レーザ光を照射することにより前記透光性樹脂を加工し、
前記加工により生じる加工粉を吸引し、
吸引される加工粉を、前記吸着部を帯電させることによって静電吸着し、
前記吸着部は、前記レーザ光を通す開口を形成する筒状であり、
前記吸着部の前記発光装置側の端部における前記開口の面積は、前記吸着部の前記照射部側の端部における前記開口の面積よりも小さく、
前記吸着部の内壁の前記発光装置側の端部以外の部分に、凸部が設けられている
発光装置の製造方法。 A method of manufacturing a light emitting device using an adsorption part,
The light emitting device is formed by covering at least a part of a light emitting element with a translucent resin containing a phosphor,
The method of manufacturing the light emitting device is
Processing the translucent resin by irradiating with laser light,
Suction the processed powder generated by the processing;
The work powder to be sucked is electrostatically adsorbed by charging the adsorption part,
The adsorbing portion has a cylindrical shape that forms an opening through which the laser light passes.
The area of the opening at the end on the light emitting device side of the adsorption part is smaller than the area of the opening at the end on the irradiation part side of the adsorption part,
A method of manufacturing a light emitting device, wherein a convex portion is provided on a portion of the inner wall of the adsorption portion other than the end on the light emitting device side.
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