JP6809049B2 - 発光装置の検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、発光装置の検査方法に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光装置として、種々の構造の発光装置が知られている。このような発光装置に発光特性などの通電検査を行う際は、発光装置の端子にプローブを接触させて通電する（例えば、特許文献１）。

特開平５−２１５４４号公報

製造工程内において、発光装置の外部接続用の端子に微小な絶縁物が付着する場合がある。半田等を用いて発光装置を配線基板上に実装する場合、絶縁物が微小であれば使用に問題はない。しかしながら、上述の通電検査において、プローブが絶縁物に接触してしまうと、正常な電流が流れないため、検査結果が不良となる場合がある。つまり、実質的に不良ではない発光装置を、不良と判定してしまう場合がある。

本開示は、以下の構成を含む。
発光素子と、前記発光素子に電気的に接続される第１及び第２外部接続端子を備え、前記第１外部接続端子の外表面に絶縁性異物が付着した発光装置を準備する工程と、
前記発光装置を載置可能な作業台を備えた通電装置であって、前記作業台は、前記第１外部端子と対応する位置に配置され、第１プローブが挿通される第１孔と、前記第１外部端子と対応する位置に配置され、第２プローブが挿通される第２孔と、前記第２外部端子と対応する位置に配置され、第３プローブが挿通される第３孔と、前記第２外部端子と対応する位置に配置され、第４プローブが挿通される第４孔と、備えた通電装置を準備する工程と、
前記第１外部接続端子が前記作業台の前記第１孔及び前記第２孔上に配置され、前記第２外部接続端子が前記作業台の前記第３孔及び前記第４孔上に配置されるように、前記発光装置を前記作業台上に載置する工程と、
前記第１外部接続端子の外表面に前記第１プローブ及び前記第２プローブを当接して通電し、前記絶縁性異物を除去する工程と、
前記第１外部接続端子の外表面に前記第１プローブを当接し、前記第２外部接続端子の外表面に前記第４プローブを当接し、前記第１プローブと前記第４プローブに通電して発光特性の検査を行う工程と、
を含む発光装置の検査方法。

以上により、発光装置の通電検査時の合否判定を適切に行うことができる。

図１Ａは、実施形態に係る発光装置の検査方法に用いられる発光装置を示す概略斜視図であり 図１Ｂは、図１Ａの１Ｂ−１Ｂ線における概略断面図である。 図２は、実施形態に係る発光装置の検査方法に用いられる測定台を説明する概略図である。 図３は、実施形態に係る発光装置の検査方法を説明する概略図である。 図４は、実施形態に係る発光装置の検査方法を説明する概略図である。

本発明を実施するための形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置の検査方法を例示するものであって、本発明は、発光装置の検査方法を以下に限定するものではない。

また、本明細書は、特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限りは、本開示の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。尚、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。

＜実施形態１＞
実施形態１に係る発光装置の検査方法は、以下の工程を備える。
１）発光装置を準備する工程
２）通電装置を準備する工程
３）通電して絶縁性異物を除去する工程
４）通電して検査を行う工程
以下、各工程について詳説する。

１）発光装置を準備する工程
発光装置として、発光素子と、発光素子に電気的に接続される外部接続端子を少なくとも一対備えるとともに、外部接続端子の外表面に絶縁性異物が付着した発光装置を準備する。

発光装置は、公知の構造のものを用いることができ、例えば、表面実装型、砲弾型、ＣＯＢ（chip on Board）型などが挙げられる。

表面実装型の発光装置は、上面発光型（トップビュータイプ）、側面発光型（サイドビュータイプ）、あるいは、全面発光型の発光装置が挙げられる。表面実装型の発光装置は、半田等の導電性の接合部材によって配線基板の配線と電気的に接続される外部接続端子を備える。半田は、発光装置を配線基板に固定する接着材としても機能している。また、表面実装型の発光装置は、筐体を備えるもの、または、筐体を備えないもののいずれでもよい。いずれも透光性の樹脂部材などを含む封止部材によって発光素子が被覆されている。

砲弾型の発光装置は、ランプタイプとも称されるものであり、外部に突出する外部接続端子を備える。ランプタイプの発光装置の外部接続端子は、配線基板のスルーホールに挿通され、半田等によって接合される。る。また、ランプタイプのように、発光素子を封止する封止部材から突出する外部接続端子を幅広とし、スルーホールに挿通せずに実装するタイプの発光装置を用いてもよい。なお、封止部材から突出する外部接続端子を備える発光装置の場合、封止部材から外部に露出している面が外表面であり、この外表面に第１〜第４プロ―ブを当接させる。

ＣＯＢ型の発光装置は、上面に発光素子が載置され、封止部材によって覆われている。そして、封止部材に覆われていない基板の上面に外部接続端子を備えている。この外部接続端子の上面、すなわち外表面は、例えば、電線やコネクタによって配線基板の配線と電気的に接続される面である。この外表面に、第１〜第４プローブを当接させる。ＣＯＢ型の発光装置は、ネジ、固定具、あるいは接着材等によって配線基板と固定される。

図１Ａ、図１Ｂに、発光装置の一例として、表面実装型であり、上面発光型であり、樹脂パッケージを備えた発光装置を示す。図１Ａは斜め上から見た斜視図、図１Ｂは、図１ＡのＢ−Ｂ線における断面図である。

発光装置１００は、発光素子４０と、発光素子に電気的に接続される外部接続端子２０を備えたパッケージ１０と、を備える。発光装置１００は、上面は発光面であり、下面は配線基板に実装される実装面である。つまり、外部接続端子の下面は、外部接続端子の外表面である。外部接続端子２０は正負一対の電極として機能するように、少なくとも２つ備えられ、それぞれが発光素子４０の電極と電気的に接続されている。外部接続端子２０の外表面には、絶縁性異物７０が付着している。

パッケージ１０は、一対の電極となる２つの外部接続端子２０であるリードと、成形樹脂３０と、を備える。外部接続端子２０は導電部材であり、成形樹脂３０は、２つの外部接続端子を電気的に絶縁させる絶縁部材である。なお、パッケージは、成形樹脂とリードとを備えた樹脂パッケージのほか、例えば、配線を備えたセラミックパッケージ、配線を備えたガラスエポキシパッケージなども用いることができる。

パッケージ１０は、図１Ａに示すような、発光素子４０を載置する底面を有する凹部を備えたパッケージ１０のほか、凹部を有さない平板状のものを用いてもよい。また、パッケージ１０は、上面視が四角形のもののほか、三角形等の多角形、またはそれらの一部が欠けたような形状等を用いることができる。

外部接続端子２０は、第１外部接続端子２１と第２外部接続端子２２とを備えている。２つの外部接続端子以外に、更なる外部接続端子を備えていてもよい。また、発光素子への通電に寄与しない導電部材を有していてもよい。第１外部接続端子２１及び第２外部接続端子２２は、図１Ｂに示すように、それぞれの下面が外部に露出されている。なお、外部接続端子は、このように発光装置の下面の一部となる外部接続端子のほか、発光装置の側面から突出する外部接続端子、発光装置の側面から突出して下面側に折り曲げられる外部接続端子等であってもよい。

図１Ａでは、第１外部接続端子２１には発光素子４０が載置されており、第２外部接続端子２２には発光素子は載置されていない例を示している。尚、第２外部接続端子２２に発光素子を載置することもできる。また、図１Ａでは、第１外部接続端子２１には、保護素子８０も載置されている例を示している。保護素子８０は、用途等によっては載置しなくてもよい。

発光素子４０は、上面に２本のワイヤ５０が接続されている。２本のワイヤのうち１本は第１外部接続端子２１と接続され、他の１本は第２外部接続端子２２と接続される。発光素子４０は、１又は２以上用いることができる。発光素子４０は、特に限定されるものではなく、公知のものを用いることができる。

外部接続端子２０の外表面（図１Ａでは下面）に付着した絶縁性異物７０は、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等の絶縁性の微小粒子などが挙げられる（例えば、粒径５μｍ〜５０μｍ程度）。このような絶縁性異物７０は、発光装置の保護膜等を形成する際など、製造工程の途中で付着する場合がある。

例えば、図１Ｂに示すようなリード（外部接続端子）２０の表面は、反射率の高いＡｇを含む反射層が形成されていることがある。そして、そのＡｇの変色等を抑制するために、保護膜として酸化ケイ素や酸化アルミニウム等の絶縁部材９０を、スパッタ等で形成することがある。その際、パッケージ１０の下面側に回り込んだ絶縁部材９０の微小な粒子が、外部接続端子２０の下面に付着することがある。つまり、外部接続端子２０の上面に設けられた絶縁部材９０と、外部接続端子２０の下面に付着した絶縁性異物７０とが、同じ組成である。

２）通電装置を準備する工程
発光装置に通電するための通電装置を準備する。通電装置は電源に接続されたプローブを備えている。通電装置は、上述において準備した発光装置を載置可能な作業台を備えている。後述において絶縁性異物を除去した後の発光装置は、引き続き同じ作業台上で検査を行う。そのため、絶縁性異物を除去するための作業台と通電検査を行うための作業台は同一である。つまり、ここでの通電装置とは、検査装置のことを指しており、作業台は検査装置に設置されている。

図２は、通電装置に設置された作業台２００の概略断面図を示す。作業台２００は上面２００ａを備えている。作業台２００の上面２００ａは、少なくとも１つの発光装置を載置することが可能な発光装置載置領域を有していればよく、上面２００ａ全体の大きさや形状は特に問わない。また、作業台２００の上面２００ａは、発光装置載置領域内に、複数の孔Ｈを備えている。

作業台２００の上面２００ａに設けられる孔Ｈは、発光装置の外部接続端子の下面（外表面）に対応する位置に配置される。１つの発光装置には、少なくとも１対、すなわち２つの外部接続端子が備えられており、その各外部接続端子に対応する位置に、少なくとも２つの孔が配置される。つまり、発光装置の１つの外部接続端子に対して、作業台の上面には２つの孔が配置される。そのため、発光装置１つに対して、少なくとも４つの孔が配置される。

図２では、作業台に設けられる４つの孔Ｈとして、第１孔Ｈ１、第２孔Ｈ２、第３孔Ｈ３、第４孔Ｈ４と、が一列に配置された例を示している。尚、孔の配置はこれに限らず、発光装置の形状に応じて、外部接続端子に対応する位置であればよい。

４つの孔Ｈには、それぞれプローブＰが挿通されている。詳細には、第１孔Ｈ１にはプローブＰ１、第２孔Ｈ２にはプローブＰ２、第３孔Ｈ３にはプローブＰ３、第４孔Ｈ４にはプローブＰ４が、それぞれ挿通されている。各プローブＰは、孔Ｈ内において上下方向に動くように例えばバネ等によって支持されている。

３）通電して絶縁性異物を除去する工程
図３は、作業台２００の上面２００ａに、発光装置１００を載置した状態を示す。発光装置１００の第１外部接続端子２１の下面１０ａに対向する位置には、作業台２００の第１孔Ｈ１と第２孔Ｈ２とが配置される。第２外部接続端子２２の下面２２ａと対向する位置には、作業台２００の第３孔Ｈ３と第４孔Ｈ４とが配置される。図３では、各孔Ｈ１〜Ｈ４に挿通されたプローブＰ１〜Ｐ４の先端（上端）は、作業台２００の上面２００ａよりも下方に位置している。また、ここでは、第２孔Ｈ２と第４孔Ｈ４の上方に位置する外部接続端子の下面に、絶縁性異物７０が付着している例を示している。

図４は、プローブＰ１〜Ｐ４を上昇させて、発光装置１００の下面１０ａに各プローブの先端を当接させた状態を示す。詳細には、第１外部接続端子２１の下面２１ａに、第１プローブＰ１と第２プローブＰ２とを当接させる。第２外部接続端子２２の下面２２ａに、第３プローブＰ３と第４プローブＰ４とを当接させる。第１プローブＰ１が接続された第１端子Ｔ１と、第３プローブＰ３が接続された第３端子Ｔ３とは、第１スイッチＳ１によって切り替えることができる。同様に、第２プローブＰ２が接続された第２端子Ｔ２と、第４プローブＰ４が接続された第４端子Ｔ４とは、第２スイッチＳ２によって切り替えることができる。

まず、第１スイッチＳ１を第１端子Ｔ１と接触させると共に、第２スイッチＳ２を第２端子Ｔ２に接触させる。これにより、第１プローブＰ１と第２プローブＰ２との間に電流を印加して通電することができる。このとき、第２プローブＰ２の先端は、絶縁性異物７０に接しているか、または、絶縁性異物７０の近傍の第１外部接続端子２１の下面に接している。電流を印加することで、絶縁性異物７０は破壊されるなどして第１外部接続端子２１の下面２１ａから除去される。

次に、第１スイッチＳ１を第３端子Ｔ３と接触させると共に、第２スイッチＳ２を第４端子Ｔ４に接触させる。これにより、第３プローブＰ３と第４プローブＰ４との間に電流を印加して通電することができる。このとき、第４プローブＰ４の先端は、絶縁性異物７０に接しているか、または、絶縁性異物７０の近傍の第２外部接続端子２２の下面に接している。電流を印加することで、絶縁性異物７０は破壊されるなどして第２外部接続端子２２の下面２２ａから除去される。

なお、第２外部接続端子２２の下面への通電は、省略することができる。例えば、絶縁性異物の付着が、第１外部接続端子２１の下面に限定されることがあらかじめ分かっている場合等は、通電を省略しても問題はない。絶縁性異物が付着しているかどうかが不明な場合は、第１外部接続端子と第２接続端子の両方に通電させることが好ましい。

なお、絶縁性異物は、第１外部接続端子及び第２外部接続端子の任意の箇所に付着しているため、全てのプローブの先端と接する又はその近傍に配置されている場合がある。あるいは、全く絶縁性異物が付着していない場合や、１つのプローブの先端に複数の絶縁性異物が付着している場合なども有り得る。いずれの場合も、電流を印加して通電することで、絶縁性異物を破壊して除去することができる。印加する電流は、例えば、１００ｍＡ〜２００ｍＡ程度とすることができ、例えば、１００ｍＡ程度とすることができる。尚、この時に印加される電流は発光素子には印加されない。そのため、発光装置の定格電流に関わらず印加することができる。例えば、定格電流が１０ｍＡ〜３０ｍＡよりも小さい発光装置にも適用することができる。

意図しない位置（下面）に付着された絶縁性異物７０は、上述のような通電によって除去することができる。外部接続端子２０の上面に設けられている絶縁部材９０は、意図的に形成した保護膜であるため、厚みが１０μｍ〜１００μｍ程度であり、絶縁性異物７０に比して厚く形成されている。さらに、その絶縁部材９０の上を封止部材６０が覆っているため、上述のような通電によっても除去されることなく保護膜としての機能を損なうことはない。

４）通電して検査を行う工程
上述において外部接続端子２１、２２の下面と当接させた第１〜第４プローブは、そのまま下方に下げることなく、当接させたまま、としておく。そして、第１スイッチＳ１を第１端子Ｈ１と接触させ、第２スイッチＳ２を第４端子Ｔ４と接触させる。これにより、第１プローブＰ１と第４プローブＰ４との間に電流を印加して通電することができる。つまり、外部接続端子２１、２２と電気的に接続されている発光素子４０に通電し、発光素子４０を発光させて発光特性の検査を行うことができる。このときに印加する電流値は、定格電流以下の電流値である。尚、第１スイッチＳ１を第３端子Ｔ３と接触させ、第２スイッチＳ２を第２端子Ｔ２と接触させてもよい。

上述のように、あらかじめ絶縁性異物を除去する工程を経ているため、絶縁性異物に起因する発光特性の不良が発生しない。これにより通電検査の合否判定を適切に行うことができる。

本開示に係る発光装置の検査方法は、種々の発光装置の検査方法として適用することができる。

１００…発光装置
１００ａ…発光装置の下面
１０…パッケージ
１０ａ…パッケージの下面
２０…外部接続端子
２１…第１外部接続端子
２１ａ…第１外部接続端子の下面（外表面）
２２…第２外部接続端子
２２ａ…第２外部接続端子の下面（外表面）
３０…成形樹脂
４０…発光素子
５０…ワイヤ
６０…封止部材
７０…絶縁性異物
８０…保護素子
９０…絶縁部材
２００…作業台
２００ａ…作業台の上面
Ｈ…孔（Ｈ１…第１孔、Ｈ２…第２孔、Ｈ３…第３孔、Ｈ４…第４孔）
Ｐ…プローブ（Ｐ１…第１プローブ、Ｐ２…第２プローブ、Ｐ３…第３プローブ、Ｐ４…第４プローブ）
Ｔ…端子（Ｔ１…第１端子、Ｔ２…第２端子、Ｔ３…第３端子、Ｔ４…第４端子）
Ｓ…スイッチ（Ｓ１…第１スイッチ、Ｓ２…第２スイッチ）

Claims (4)

1. 発光素子と、前記発光素子に電気的に接続される第１及び第２外部接続端子を備え、前記第１外部接続端子の外表面に絶縁性異物が付着した発光装置を準備する工程と、
   前記発光装置を載置可能な作業台を備えた通電装置であって、前記作業台は、前記第１外部端子と対応する位置に配置され、第１プローブが挿通される第１孔と、前記第１外部端子と対応する位置に配置され、第２プローブが挿通される第２孔と、前記第２外部端子と対応する位置に配置され、第３プローブが挿通される第３孔と、前記第２外部端子と対応する位置に配置され、第４プローブが挿通される第４孔と、備えた通電装置を準備する工程と、
   前記第１外部接続端子が前記作業台の前記第１孔及び前記第２孔上に配置され、前記第２外部接続端子が前記作業台の前記第３孔及び前記第４孔上に配置されるように、前記発光装置を前記作業台上に載置する工程と、
   前記第１外部接続端子の外表面に前記第１プローブ及び前記第２プローブを当接して通電し、前記絶縁性異物を除去する工程と、
   前記第１外部接続端子の外表面に前記第１プローブを当接し、前記第２外部接続端子の外表面に前記第４プローブを当接し、前記第１プローブと前記第４プローブに通電して発光特性の検査を行う工程と、
   を含む発光装置の検査方法。
2. 前記発光装置を準備する工程において、前記第２外部接続端子の外表面に絶縁性異物が付着し、
   前記第２外部接続端子の外表面に前記第３プローブ及び前記第４プローブを当接して通電し、前記絶縁性異物を除去する工程を備える請求項１記載の発光装置の検査方法。
3. 前記絶縁性異物を除去する際の電流値は、前記発光装置の定格電流よりも大きい、請求項１又は請求項２記載の発光装置の検査方法。
4. 前記発光特性の検査を行う際の電流値は、前記発光装置の定格電流よりも小さい、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発光装置の検査方法。

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