JP6828640B2

JP6828640B2 - 発光装置の発光検査方法

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Publication number: JP6828640B2
Application number: JP2017166313A
Authority: JP
Inventors: 元智森山
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2021-02-10
Anticipated expiration: 2037-08-31
Also published as: JP2019045220A

Description

本開示は、発光装置の発光検査方法に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光装置の製造工程では、発光検査などの通電による検査や、外観検査などが行われ、良否が判断される。発光検査では、発光波長、配光特性、発光強度等が測定される。得られた発光検査結果に応じて、あらかじめ定められたランクに分ける選別作業が行われる。

発光装置として、上面と側面とを発光面とする構造が知られている。このような発光装置の発光検査方法としては、積分球の開口に透光板を備えておき、発光装置を載置したベースを上昇させて透光板に当接させる方法が知られている（例えば、特許文献１）

特開２０１６−１２８７９２号公報

特許文献１に開示された方法は、測定の精度が低い。

本開示は、以下の構成を含む。
上面及び側面に発光面を備え、下面に電極を備えた発光装置を準備する工程と、検査機を用いて発光装置の発光検査をする工程と、を備える発光装置の発光検査方法であって、検査機は、上面に開口を備える貫通孔内に、プローブが挿通されてなる支持台と、支持台上に配置され、第１内側面と、第１内側面と対向する第２内側面とを備え、第１内側面と前記第２内側面との距離が、発光装置の幅より大きい収容部を備えた搬送テーブルと、搬送テーブルから離間し、発光装置収容部の上方に配置される透光部を備える押さえ部材と、を備え、搬送テーブルの収容部の第１内側面に発光装置の側面を当接させると共に、第２内側面から発光装置を離間させ、かつ、透光部の下面に発光装置の上面を当接させる工程と、発光装置の電極に、プローブを当接させて発光装置の発光検査をする工程と、を備える発光装置の発光検査方法。

以上により、発光装置の発光検査の精度を向上することができる。

図１Ａは、実施形態に係る発光装置の発光検査方法に用いられる発光装置を示す概略斜視図である。図１Ｂは、実施形態に係る発光装置の発光検査方法に用いられる発光装置を示す概略斜視図である。図１Ｃは、図１Ａの１Ｃ−１Ｃ線における概略断面図である。図２Ａは、実施形態に係る発光装置の発光検査方法を説明する概略図である。図２Ｂは、実施形態に係る発光装置の発光検査方法を説明する概略図である。図２Ｃは、実施形態に係る発光装置の発光検査方法を説明する概略図である。図２Ｄは、実施形態に係る発光装置の発光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発光検査方法を例示するものであって、本発明は、発光装置の発光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）検査機を用いて発光装置の発光検査をする工程
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
図１Ａは、実施形態に係る検査方法に用いられる発光装置１００の一例を示す上側斜方からの概略斜視図であり、図１Ｂは下側斜方からの概略斜視図である。図１Ｃは、図１Ａの１Ｃ−１Ｃ線における概略断面図を示す。発光装置１００は、外観形状は略直方体である。上面１１０及び側面１２０に発光面を備え、下面１３０に一対の電極１４２を備える。

発光装置１００は、図１Ｃに示すように、基材１４１と電極１４２とを備えた基板１４０の上面に、発光素子１５０が載置され、基板１４０の上面と発光素子１５０とを封止する封止部材１６０を備える。封止部材１６０は透光性であり、発光装置１００の上面１１０及び側面１２０に露出されている。封止部材１６０は発光素子１５０からの光を透光させ、外部に放出させることができる。このような構造を備えることで、上面１１０と側面１２０とに発光面を備える発光装置とすることができる。

基板１４０の下面に配置される一対の電極１４２は、発光装置１００の外部接続端子として機能する。図１Ｃに示すように、基板１４０の上面にも電極は配置されており、発光素子１５０と電極１４２とは、導電性の接合部材１７０等によって電気的に接続されている。電性の接合部材に代えて、ワイヤを用いて基板１４０の電極と発光素子１５０とを電気的に接続してもよい。

発光装置１００を構成する基板１４０、封止部材１６０、発光素子１５０、接合部材１７０等は、公知の材料を用いることができる。また、これらの部材に加え、ツェナーダイオード等の保護素子を備えていてもよい。

また、発光装置１００は、上述のような基板を備えない構造であってもよい。例えば、発光素子を被覆する透光性の樹脂部材と、樹脂部材から露出する金属部材を発光装置の電極として備える構造の発光装置とすることができる。

発光装置１００は、上面１１０と側面１２０とに発光面を備える。図１Ａに示すような略直方体の発光装置１００の場合は、４つの側面１２０を備えており、例えば、第１側面１２１を備え、その反対側に第２側面１２２を備える。第１側面１２１と第２側面１２２との間には、第３側面１２３を備える。第３側面１２３の反対側に第４側面１２４を備える。

発光装置１００は、上面視が長方形、正方形等の四角形とすることができ、図１Ａ等においては、上面視が長方形である発光装置１００を例示している。長方形の短辺側の側面を第１側面１２１及び第２側面１２２とし、長方形の長辺側の側面を第３側面１２３及び第４側面１２４としている。図１Ｂに示すように、発光装置１００の下面１３０において、第１側面１２１側及び第２側面側にそれぞれ電極１４２を備えている。尚、これに限らず、長方形の長辺側の側面を第１側面及び第２側面とし、長方形の短辺側の側面を第３側面及び第４側面としてもよい。

上述のような発光装置１００は、購入して準備してもよく、あるいは、種々の工程を経て準備してもよい。工程の例としては、基板を購入して準備する工程、基板を形成して準備する工程、基板上に発光素子を載置する工程、封止部材を形成する工程、基板及び封止部材を切断して個片化された発光装置とする工程、等の工程が挙げられる。これらの少なくとも一部の工程を実施して発光装置１００を準備することができる。

２）検査機を用いて発光装置の発光検査をする工程
検査機２００を準備する。検査機２００の大まかな構造としては、例えば、特許文献１（特開２０１６−１２８７８２号公報）等に開示されている光学測定装置などと同様の構造等が挙げられる。実施形態においては、発光検査を行う部分の関連する構造以外については説明を省略する。

図２Ａ〜図２Ｄは、実施形態に係る発光装置の発光検査方法を説明する概略図であり、検査機２００の一部の概略構成を示す断面図である。検査機２００は、支持台２１０と、搬送テーブル２２０と、押さえ部材２３０と、を備える。支持台２１０の上に搬送テーブル２２０が配置され、更にその上に押さえ部材２３０が配置される。支持台２１０と押さえ部材２３０とは基本的に固定式であり、これらの間において水平方向に移動可能な可動式の搬送テーブル２２０が移動される。

支持台２１０及び搬送テーブル２２０は、例えば、それぞれ平面視において略円形とすることができる。例えば、水平回転式の搬送テーブル２２０の場合、発光装置を収納な収容部２２１を外周部に備えることができる。このような搬送テーブル２２０を、中心軸を回転軸として周方向に水平回転させることができる。

以下において、水平回転可能な搬送テーブル２２０を備えた検査機２００を一例として説明する。更に、発光装置１００を搬送テーブル２２０に収容する位置（収容位置Ｐ１）において収容してから、発光検査を行う位置（測定位置Ｐ２）まで移動させた後、通電して発光検査を行うまでの工程について説明する。また、図２Ａに示すように、収容位置Ｐ１の右方に測定位置Ｐ２が位置しており、搬送テーブル２２０の進行方向が右方向である例について説明する。すなわち、搬送テーブル２２０の収容部２２１は、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃの順に、右方向に、すなわち、収容位置Ｐ１から測定位置Ｐ２に移動していく。図２Ｃ及び図２Ｄは、搬送テーブル２２０は測定位置Ｐ２に停止した状態を示している。

図２Ａは、検査機２００の収容位置Ｐ１において、搬送テーブル２２０の収容部２２１に発光装置１００を収容した状態を示す。

収容部２２１は、発光装置を収容可能な大きさの空間を指す。収容部２２１は、搬送テーブル２２０の上面から下面２２２３まで貫通する部分である。収容部２２１は、第１内側面２２１１と、第１内側面２２１１と対向する第２内側面２２１２と、を備える。第１内側面２２１１と第２内側面２２１２は、それぞれ、搬送テーブル２２０の移動方向（収容部の移動方向）に対して対向するように配置される面である。実施形態においては、収容部２２１の右側面が第２内側面２２１２であり、左側面が第１内側面２２１１である。

収容部２２１の第１内側面２２１１の高さＨ_Ｔ１は、第２内側面２２１２の高さＨ_Ｔ２よりも低い。換言すると、第１内側面２２１１を備える側の搬送テーブルの上面（第１上面２２２１）は、第２内側面２２１２を備える側の搬送テーブルの上面（第２上面２２２２）よりも低い。尚、１つの搬送テーブル２２０には、複数の収容部２２１が進行方向において並設されている場合は、各収容部２２１ごとに同じような高低差のある第１内側面２２１１及び第２内側面２２１２となるように搬送テーブル２２０の上面の高さが異なるようにする。

第１内側面２２１１の高さＨ_Ｔ１は、発光装置１００の高さＨ_Ｌよりも低いことが好ましい。例えば、第１内側面２２１１の高さＨ_Ｔ１は、発光装置１００の高さＨ_Ｌの３０％〜５０％とすることができる。

例えば、図１Ｃに示すような構造を備えた発光装置１００を一例として挙げる。発光装置１００の高さＨ_Ｌが１００であり、第１側面１２１及び第２側面１２２における高さＨ_Lが１００発光面の高さＨ_Ｆが約８０であるとする。このような場合、第１内側面２２１１の高さＨ_Ｔ１は、２０以上程度とすることができる。また、第２内側面２２１２の高さＨ_Ｔ２は、２０以上とすることができる。

別の観点から、発光装置１００の幅Ｗ_Ｌが１００であり、収容部２２１の幅Ｗｓが１２０である場合、これらの差分（ここでは２０）に対して、第１内側面２２１１の高さはＨ_Ｔ１は２０以上、第２内側面２２１２の高さＨ_Ｔ２は２０以上である、とすることができる。

また、第１内側面２２１１の高さＨ_Ｔ１と第２内側面Ｈ_Ｔ２の高さの差は、発光装置１００の第１側面１２１及び第２側面１２２において発光面が占める割合によって、調整することもできる。

収容部２２１の底面は、支持台２１０の上面２１１であり、収容部２２１内の発光装置１００は、支持台２１０の上面２２１上を移動する。尚、支持台２１０の上面２２１と搬送テーブル２２０の下面２２２３は、移動による摩擦を軽減するために、例えば、１μｍ〜５μｍ程度の隙間を備えることができる。支持台２１０上において、収容部２２１内に収容された発光装置１００は、搬送テーブル２２０を回転させることで、測定位置Ｐ２など目的の位置にまで搬送される。

図２Ａに示すように、検査機２００の収容位置Ｐ１では、搬送テーブル２２０の収容部２２１の上には押さえ部材２３０等がなく、あるいは、押さえ部材２３０の開口部が位置しており、解放された状態を示している。このような構造とすることで、発光装置１００を、収容部２２１の上方から、例えば、ピックアップノズル等を用いて収容部２２１内に収容することができる。あるいは、収容部２２１の側方（例えば、水平回転式の搬送テーブルの外周側）に開口部を備えている場合は、その側方の開口部からリニアフィーダー等を配置して、そこから発光装置１００をスライドさせて収容部２２１内に収容してもよい。また、第３側面（紙面奥側の面）は、収容部２２１の奥側側面と接するように位置し、吸着してもよい。

図２Ａに示すように、収容部２２１の幅（第１内側面２２１１と第２内側面２２１２の距離）Ｗ_Ｓは、発光装置１００の幅（第１側面１２１と第２側面１２２の距離）Ｗ_Ｌ（図１Ｃ）よりも大きい。これは、作業性を考慮してある程度のクリアランスを有するようにしているためである。例えば、収容部２２１の幅Ｗ_Ｓは発光装置１００の幅Ｗ_Ｌの１.１倍〜１.２倍の大きさとすることができる。このように幅に差があることで、収容位置Ｐ１にて収容部２２１内に収容された発光装置１００の第１側面２１２は、収容部２２１の第１内側面２２１１と離間している。同様に、発光装置１００の第２側面２１２は、収容部２２１の第２内側面２２１２とは離間している。なお、収容の方法等によっては、発光装置１００の第１側面２１２と収容部２２１の第１側面２１２との間、又は、発光装置１００の第２側面２１２と収容部２２１の第２内側面２２１２との間のいずれかが接している場合がある。

ここで、収容部２２１に収容される発光装置１００の第１側面１２１及び第２側面１２２は、発光装置１００の下面一対の電極１４２がそれぞれ配置される側の面を指している。図２Ｂ等に示すように、支持台２１０に配置された２つのプローブ２１３が、左右方向に並んで配置されているため、これに対応するように発光装置１００の電極１４２が配置されるように、発光装置１００を収容部２２１内に収容する。支持台２１０に配置された２つのプローブ２１３が、図２Ｂ等において左右ではなく奥行方向に並んで配置される場合は、図１Ａ等における発光装置１００の第３側面１２３を第１側面とし、第４側面１２４を第２側面と呼称を変更して対応させることができる。つまり、実施形態においては、進行方向（右方向）に対して右側の面が発光装置の第２側面１２２であり、左側の面が発光装置の第１側面１２１である。

搬送テーブル２２０の収容部２２１に発光装置１１０を収容した後、図２Ｂに示すように、搬送テーブル２２０を右方向（図中の白抜き矢印の方向）に移動させる。支持台２１０と押さえ部材２３０は固定させた状態であり、搬送テーブル２２０のみを移動させる。これにより、搬送テーブル２２０の収容部２２１が、支持台２１０のプローブ２１３が配置された測定位置Ｐ２方向に向かって移動される。押さえ部材２３０の下面２３２は、発光装置１００の上面１１０及び搬送テーブル２２０の上面２２２１、２２２２が接しない高さに位置している。

搬送テーブル２２０を移動させる際に、発光装置１００を載置している支持台２１０は移動しない。つまり、収容部２２１内の発光装置１００は、搬送テーブル２２０と共に、支持台２１０の上面２１１上を移動して搬送される。そのため、搬送テーブル２２０が進行方向（右方向）移動する際に、第１側面１２１が、収容部２２１の第１内側面２２１１に当接し、進行方向に押されることになる。そして、その状態のまま測定位置Ｐ２にまで収容部２２１が移動し、その内部の発光装置１００が搬送される。

支持台２１０は、収容位置Ｐ１から測定位置Ｐ２までの領域は平らな上面２１１を備えている。尚、検査機２００においては種々の検査が可能であり、発光検査の前後に、他の検査等を行ってもよい。また、収納位置Ｐ１及び測定位置Ｐ２には、搬送テーブル２２０の収容部２２１に発光装置１００が収容されたかどうか等を検知するセンサーなどを備えていてもよい。

図２Ｃは、測定位置Ｐ２における収容部２２１と発光装置１００とを示す。収容部２２１の第１内側面２２１１と発光装置１００の第１側面１２１とが当接しており、収容部２２１の第２内側面２２１２と発光装置１００の第２側面１２２は、距離Ｗ_Ｇだけ離間して配置される。

支持台２１０は、測定位置Ｐ２において、上面２１１に開口を備える貫通孔２１２を有している。貫通孔２１２内にはプローブ２１３が挿通されている。プローブ２１３は上下方向に可動である。プローブ２１３は、搬送テーブルが移動している間、すなわち通電を行っていない期間は、貫通孔２１２内にプローブ２１３の先端が位置するように収容されている。

測定位置Ｐ２においては、収容部２２１の上方には、押さえ部材２３０の透光部材２３３が配置される。透光部材２３３は、支持部材２３４に保持されており、発光装置１００からの光が透過可能な部材である。透光部材２３３の上面２３１及び下面２３２は、平面であり、発光装置１００から放出される光の配光特性に影響を与えにくい材料及び厚みで構成される。透光部材２３３は、例えば、サファイアからなる。また、透光部材２３３の大きさ（面積）は、発光装置からの光を遮らないような大きさである。

搬送テーブル２２０によって測定位置Ｐ２に搬送された発光装置１００は、収容部２２１内の中央ではなく、偏った位置に発光装置１００を配置されている。本実施形態では、この偏って配置された状態で発光検査を行う。すなわち、図２Ｄに示すように、プローブ２１３を上昇させて発光装置１００の電極１４２に当接させる。更に、プローブ２１３で発光装置１００を押し上げる。押し上げられた発光装置１００の上面１１０は、押さえ部材２３０の透光部材２３３の下面２３２に当接する。このような状態で発光装置１００に通電を行い、発光検査を行う。

発光装置１００は、測定位置Ｐ２において、収容部２２１内において中央には配置されておらず、搬送テーブル２２０の移動に伴って第１側面１２１が収容部２２１の第１側面２２１１と必ず接するように配置される。つまり、発光装置１００は、測定位置Ｐ２において、特別な位置合わせ作業等を必要とせずに、かならず収容部２２１の第１内側面２２１１と接した位置に位置合わせされることになる。そのため、位置合わせ作業にかかる時間を省略することができる。

測定位置Ｐ２において発光装置１００は、収容部２２１内の中央ではなく、偏った位置に配置されている。発光装置１００の左側の側面である第１側面１２１は、収容部２２１の左側の内側面である第１内側面２２１１と接している。そのため、発光装置１００の直上から左側の配光角度は（９０°−θ１）となる。また、発光装置１００の直上から右側の配光角度は（９０°−θ２）となる。

発光装置１００第１側面１２１の発光面の下側の一部は、収容部２２１の第１内側面２２１１と接しているため、この部分からの光は外部に放出されない。発光装置１００の第２側面１２２は、その全面が第２内側面２２１２から離間している。そのため、第２側面１２２の発光面の全面から光が放出される。このとき、第１内側面２２１１の高さＨ_Ｔ１よりも第２内側面２２１２の高さＨ_Ｔ２を高くすることで、θ１＝θ２とすることができる。図２Ｃに示すような、第２側面１２２と第２内側面２２１２とが距離Ｗ_Ｇは、発光装置１００の左側の配光角度（９０°−θ１）を測定し、そこから算出することができる。このように、発光装置１００から放出される光が、左右方向において同一の範囲で測定できるように収容部２２１の内側面の高さを調整しておくことで、収容部２２１の中央に発光装置１００を配置しなくても、配光特性を適切に測定することができ、精度を向上させることができる。

本開示に係る発光装置の発光検査方法は、上面及び側面に発光面を備える発光装置の発光検査方法として適用することができる。

１００…発光装置
１１０…発光装置の上面
１２０…発光装置の側面
１２１…発光装置の第１側面
１２２…発光装置の第２側面
１２３…発光装置の第３側面
１２４…発光装置の第４側面
１３０…発光装置の下面
１４０…基板
１４１…基材
１４２…電極
１５０…発光素子
１６０…封止部材
１７０…接合部材
２００…検査機
２１０…支持台
２１１…支持台の上面
２１２…支持台の貫通孔
２１３…プローブ
２２０…搬送テーブル
２２１…収容部
２２１１…収容部の第１内側面
２２１２…収容部の第２内側面
Ｈ_Ｔ１…第１内側面の高さ
Ｈ_Ｔ２…第２内側面の高さ
２２２１…搬送テーブルの第１上面
２２２２…搬送テーブルの第２上面
２２２３…搬送テーブルの下面
２３０…押さえ部材
２３１…押さえ部材の上面
２３２…押さえ部材の下面
２３３…透光部材
２３４…支持部材
Ｐ１…収容位置
Ｐ２…測定位置
Ｗ_Ｌ…発光装置の幅（第１側面と第２側面の距離）
Ｗ_Ｓ…収容部の幅（第１内側面と第２内側面の距離）
Ｗ_Ｇ…発光装置の第２側面と収容部の第２内側面の距離
Ｈ_Ｌ…発光装置の高さ（上面と下面の距離）
Ｈ_Ｆ…発光面の高さ
Ｈ_Ｇ…搬送テーブルの上面と押さえ部材の下面の距離

Claims

上面及び側面に発光面を備え、下面に電極を備えた発光装置を準備する工程と、
検査機を用いて前記発光装置の発光検査をする工程と、
を備える発光装置の発光検査方法であって、
前記検査機は、
上面に開口を備える貫通孔内に、プローブが挿通されてなる支持台と、
前記支持台上に配置され、第１内側面と、前記第１内側面と対向する第２内側面とを備え、前記第１内側面と前記第２内側面との距離が、前記発光装置の幅より大きい収容部を備えた搬送テーブルと、
前記搬送テーブルから離間し、前記発光装置収容部の上方に配置される透光部を備える押さえ部材と、
を備え、
前記搬送テーブルの前記収容部の前記第１内側面に前記発光装置の側面を当接させると共に、前記第２内側面から前記発光装置を離間させ、かつ、前記透光部の下面に前記発光装置の上面を当接させる工程と、
前記発光装置の電極に、前記プローブを当接させて前記発光装置の発光検査をする工程と、
を備える発光装置の発光検査方法。
前記第１内側面の高さは、前記第２内側面の高さより低い、請求項１記載の発光装置の発光検査方法。
前記第１内側面の高さは、前記発光装置の高さよりも低い、請求項１又は請求項２記載の発光装置の発光検査方法。
前記第１内側面の高さは、前記発光装置の高さの３０％〜５０％である、請求項３に記載の発光装置検査方法。