WO2021176554A1 - 発光ユニットの製造方法 - Google Patents

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005Processes
    • H01L33/0095Post-treatment of devices, e.g. annealing, recrystallisation or short-circuit elimination
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other

Definitions

  • This specification discloses a method for manufacturing a light emitting unit.
  • each of a large number of supplied LEDs is set as a plurality of chromaticity populations within a chromaticity range.
  • Each of these LEDs is finely ranked according to the numerical value of the light source, and then further ranked according to the numerical value of the forward voltage, and then each rank of the LED. It is disclosed that the LEDs belonging to the above are appropriately combined to specify the arrangement position of the light source unit on the bar.
  • an LED element having as uniform brightness and color as possible is selected. Is desirable. However, if the brightness and color of the LED elements that can be mounted on the same unit substrate are strictly controlled, the more characteristics to be managed, the fewer LED elements can be used, and the more in-process products are used.
  • the present disclosure can suppress variations in the light emitting state among a plurality of LED elements mounted on the same unit substrate, and is a mounting target as compared with a device in which the brightness and color of the LED elements are strictly controlled. It is a main object of the present invention to provide a method for manufacturing a light emitting unit capable of suppressing the generation of in-process products by increasing the number of LED elements.
  • the method for manufacturing the light emitting unit of the present disclosure is as follows. It is a method of manufacturing a light emitting unit for manufacturing a light emitting unit by mounting a plurality of LED elements on the same unit substrate. A plurality of combinations of brightness and color of the LED element that can be mounted on the same unit substrate are created as management data. The light emitting unit is manufactured by mounting a plurality of LED elements having the same brightness and color as any combination of the plurality of combinations included in the management data on the same unit substrate.
  • the gist is that.
  • a plurality of combinations of brightness and color of LED elements that can be mounted on the same unit substrate are created as management data, and the plurality of combinations included in the management data are combined.
  • a plurality of LED elements having the same brightness and color as any combination of the two are mounted on the same unit substrate.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a multi-chamfered substrate.
  • the multi-chamfered substrate 10 is a collective substrate including a plurality of unit substrates 12 (child substrates).
  • a large number of a pair of unit substrates 12 having the same shape (substantially L-shaped) inverted 180 degrees are arranged vertically and horizontally on the multi-chamfered substrate 10.
  • Each unit substrate 12 is separated from each other by a dividing groove.
  • the multi-chamfered substrate 10 can easily separate each unit substrate 12 along the dividing groove by pressing each unit substrate 12.
  • each unit substrate 12 is also referred to as a board, and the number written at the end thereof represents an identification number.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the component mounting machine 20.
  • the component mounting machine 20 includes a feeder 21 (for example, a tape feeder or a tray feeder) that supplies an LED 14 as an electronic component, a substrate transfer device 22 that conveys a multi-chamfered substrate 10 as a substrate S, and a feeder 21.
  • a feeder 21 for example, a tape feeder or a tray feeder
  • a mounting head 23 having a nozzle for sucking the LED 14 supplied from the mounting head 23 and a head moving device 24 for moving the mounting head 23 are provided.
  • the component mounting machine 20 takes out the LED 14 from the feeder 21 by the mounting head 23 according to a predetermined mounting order, and sequentially mounts the LED 14 on each unit board 12 included in the multi-chamfer board 10.
  • the LED 14 has variations in brightness, color, etc. due to individual differences in manufacturing. Therefore, when a plurality of LEDs 14 are mounted on the unit substrate 12 to manufacture a light emitting unit, the same unit substrate 12 is used so that the brightness and color of each LED 14 are as uniform as possible in the unit substrate 12. Each LED 14 to be mounted is selected. However, if the brightness and color of each LED 14 mounted on the same unit board 12 are strictly controlled, the number of LEDs 14 to be mounted decreases and the number of in-process products increases. Therefore, in the method for manufacturing the light emitting unit of the present embodiment, a plurality of combinations of the brightness, color, and forward voltage (voltage) of the LED 14 that can be mounted on the same unit substrate 12 are registered as management data and registered. The LED 14 whose brightness, color, and voltage match any of the combinations can be mounted on the same unit board 12.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the light emitting unit manufacturing process.
  • management data for managing the LED 14 that can be mounted on the same unit substrate 12 is created (S100).
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of management data.
  • FIG. 5 shows an example of the LED characteristic class.
  • the characteristic class is a grouping of combinations of brightness, color, and forward voltage of the LED 14 that can be mounted on the same unit substrate 12 for each combination.
  • the LEDs 14 included in the same combination can be regarded as having a uniform light emission state among the LEDs 14, and can be mounted on the same unit substrate 12.
  • the number of combinations is not limited to a plurality of combinations, and may be only one.
  • a plurality of LEDs 14 to be mounted on the same unit board 12 are selected from the same combination of management data (S110).
  • S110 combination of management data
  • FIG. 4 for example, when a plurality of LEDs 14 mounted on the same unit substrate 12 are selected from the combination 1, the plurality of LEDs 14 have a brightness of 792, a voltage of 674, and a color. It is selected from a combination of 00-11 and 19-23.
  • the plurality of LEDs 14 to be mounted on the same unit substrate 12 are selected from the combination 2
  • the plurality of LEDs 14 have a brightness of 792, a voltage of 674, and a color of 12 to 18. Selected from.
  • the plurality of LEDs 14 to be mounted on the same unit substrate 12 are selected from the combination 3 the plurality of LEDs 14 have a brightness of 793, a voltage of 015, and a color of 00 to 11. Selected from.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of an LED mounted on each unit substrate of the multi-chamfered substrate.
  • the LED 14 selected from the same combination is mounted on the multi-chamfered substrate 10 for each unit substrate 12 (Board).
  • the light emitting state (luminance, color, forward voltage) of each LED 14 can be made as uniform as possible in the unit substrate 12.
  • the LED 14 by giving a range to the characteristic classes (luminance, voltage and color) of the LED 14 that can be mounted on the same unit board 12 (which can be regarded as the same light emitting state) according to the management data, it can be mounted.
  • the number of LEDs 14 can be increased to suppress the generation of in-process products.
  • the LED 14 of the present embodiment corresponds to the LED element of the present disclosure
  • the unit substrate 12 child substrate
  • the multi-chamfered substrate 10 corresponds to a collective substrate.
  • the brightness, color, and forward voltage of the LED 14 are included in the management data, but the forward voltage may not be included in the management data. Even in this case, the brightness and color of the plurality of LEDs 14 mounted on the same unit substrate 12 can be made uniform.
  • the method for manufacturing the light emitting unit of the above-described embodiment is that in the multi-chamfered substrate 10 having a plurality of unit substrates 12, the brightness of the LED 14 that can be mounted on the same unit substrate 12 for each unit substrate 12 (child substrate) is increased.
  • the color combination is managed as management data.
  • the method for manufacturing the light emitting unit is not limited to the multi-chamfered substrate 10, and in a substrate having only one unit substrate, the brightness and color combinations of LEDs that can be mounted on the unit substrate are managed as management data. You may.
  • the method for manufacturing a light emitting unit of the present disclosure is a method for manufacturing a light emitting unit for manufacturing a light emitting unit by mounting a plurality of LED elements on the same unit substrate, and the same unit.
  • a plurality of combinations of brightness and color of the LED element that can be mounted on the substrate are created as management data, and any combination of the plurality of combinations included in the management data matches the brightness and color.
  • the gist is that the light emitting unit is manufactured by mounting a plurality of LED elements to be mounted on the same unit substrate.
  • a plurality of combinations of brightness and color of LED elements that can be mounted on the same unit substrate are created as management data, and the plurality of combinations included in the management data are combined.
  • a plurality of LED elements having the same brightness and color as any combination of the two are mounted on the same unit substrate.
  • a plurality of combinations of the brightness, color, and forward voltage of the LED element that can be mounted on the same unit substrate are created as management data and included in the management data.
  • the light emitting unit may be manufactured by mounting any combination of the plurality of combinations and a plurality of LED elements having the same brightness, color, and forward voltage on the same unit substrate. By doing so, it is possible to further suppress the variation in the light emitting state among the plurality of LED elements mounted on the same unit substrate. Further, by having a plurality of combinations of brightness, color, and forward voltage that can be mounted on the same unit board, it is possible to increase the number of LED elements to be mounted and suppress the generation of in-process products. ..
  • the unit substrate may be a child substrate formed by dividing the collective substrate, and the management data may be managed for each child substrate.
  • the management data has a plurality of sets of the plurality of combinations, and in the same set, with any combination of the plurality of combinations included in the management data.
  • a plurality of LED elements whose brightness and color match may be mounted on the same unit substrate to manufacture the light emitting unit.
  • This disclosure can be used in the light emitting unit manufacturing industry and the like.

Abstract

発光ユニットの製造方法は、複数のLED素子を同一の単位基板上に実装して発光ユニットを製造するものである。この方法は、同一の単位基板上に実装することができるLED素子の輝度と色との複数の組み合わせを管理データとして作成し、管理データに含まれる複数の組み合わせのうちのいずれかの組み合わせと輝度と色とが一致する複数のLED素子を同一の単位基板上に実装する。

Description

発光ユニットの製造方法
 本明細書は、発光ユニットの製造方法について開示する。
 従来、供給された多数のLEDの中から所要数のLEDを選択し、選択した所要数のLEDを基板に実装して光源ユニットを製造するものが知られている。例えば、特許文献1には、所要数のLEDが帯状のバーに配置されてなる光源ユニットの製造に際して、供給された多数のLEDの一つ一つを色度範囲内で複数の色度母集団に細かくランク分けし、それらのLEDの一つ一つを光束数値に応じて複数の光束母集団に細かくランク分けし、さらに順方向電圧の数値に応じてランク分けした上で、それらの各ランクに属するLEDを適切に組み合わせて光源ユニットのバーでの配置位置を指定するものが開示されている。
特開2011-254064号公報
 ところで、単位基板に複数のLED素子が実装されてなる発光ユニットの製造に際して、各LED素子間で輝度や色のばらつきを少なくするために、できる限り均一な輝度や色をもつLED素子を選択することが望ましい。しかし、同一の単位基板に実装できるLED素子の輝度や色を厳格に管理すると、管理すべき特性が多くなるほど、使用できるLED素子が少なくなり、仕掛かり品が増加してしまう。
 本開示は、同一の単位基板に実装される複数のLED素子間の発光状態のバラツキを抑制することができ、且つ、LED素子の輝度や色を厳格に管理するものに比して実装対象となるLED素子の数を増やして仕掛かり品の発生を抑制することが可能な発光ユニットの製造方法を提供することを主目的とする。
 本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
 本開示の発光ユニットの製造方法は、
 複数のLED素子を同一の単位基板上に実装して発光ユニットを製造するための発光ユニットの製造方法であって、
 前記同一の単位基板上に実装することができるLED素子の輝度と色との複数の組み合わせを管理データとして作成し、
 前記管理データに含まれる前記複数の組み合わせのうちのいずれかの組み合わせと輝度と色とが一致する複数のLED素子を前記同一の単位基板上に実装して前記発光ユニットを製造する、
 ことを要旨とする。
 この本開示の発光ユニットの製造方法は、同一の単位基板上に実装することができるLED素子の輝度と色との複数の組み合わせを管理データとして作成し、管理データに含まれる前記複数の組み合わせのうちのいずれかの組み合わせと輝度と色とが一致する複数のLED素子を同一の単位基板上に実装する。これにより、同一の単位基板に実装される複数のLED素子間の発光状態のバラツキを抑制することができ、且つ、LED素子の輝度や色を厳格に管理するものに比して実装対象となるLED素子の数を増やして仕掛かり品の発生を抑制することができる。
多面取り基板の概略構成図である。 部品実装機の概略構成図である。 発光ユニット製造工程の一例を示す説明図である。 管理データの一例を示す説明図である。 LEDの特性クラスの一例を示す説明図である。 多面取り基板の各単位基板に実装されるLEDの一例を示す説明図である。
 次に、本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
 図1は、多面取り基板の概略構成図である。図示するように、多面取り基板10は、複数の単位基板12(子基板)を含む集合基板である。本実施形態では、多面取り基板10には、180度反転した同一形状(略L字状)の一対の単位基板12が縦横に多数配列されている。各単位基板12は、互いに分割溝によって区切れている。多面取り基板10は、各単位基板12を押圧することにより、各単位基板12を分割溝に沿って容易に切り離すことが可能である。なお、図1において、各単位基板12は、ボード(Board)とも称され、その末尾に記載された番号は、識別番号を表わす。
 各単位基板12には、複数個(図の例では、4個)のLED14(14a~14d)が実装されている。本実施形態では、複数個のLED14が実装された単位基板12により1つの発光ユニットが構成される。単位基板12へのLED14の実装は、部品実装機20により行なわれる。図2は、部品実装機20の概略構成図である。図示するように、部品実装機20は、電子部品としてのLED14を供給するフィーダ21(例えばテープフィーダやトレイフィーダ)と、基板Sとしての多面取り基板10を搬送する基板搬送装置22と、フィーダ21から供給されたLED14を吸着するノズルを有する実装ヘッド23と、実装ヘッド23を移動させるヘッド移動装置24と、を備える。部品実装機20は、予め定められた実装順序に従ってフィーダ21からLED14を実装ヘッド23により取り出して多面取り基板10に含まれる各単位基板12に対して順次実装する。
 ここで、LED14には、製造上の個体差により輝度や色などにバラツキがある。このため、複数のLED14を単位基板12に実装して発光ユニットを製造する際しては、単位基板12内において各LED14の輝度や色ができる限り均一となるように、同一の単位基板12に実装する各LED14を選定することが行なわれている。しかしながら、同一の単位基板12に実装する各LED14の輝度や色を厳格に管理すると、実装対象となるLED14が少なくなり、仕掛かり品が増加してしまう。そこで、本実施形態の発光ユニットの製造方法は、同一の単位基板12に実装することができるLED14の輝度と色と順方向電圧(電圧)との組み合わせを管理データとして複数登録しておき、登録した組み合わせのいずれかと輝度と色と電圧とが一致するLED14を実装対象として同一の単位基板12に実装できるようにした。
 図3は、発光ユニット製造工程の一例を示す説明図である。発光ユニット製造工程では、まず、同一の単位基板12に実装することができるLED14を管理するための管理データを作成する(S100)。図4は、管理データの一例を示す説明図である。図5は、LEDの特性クラスの一例を示す。なお、図5中、特性クラス「792.674-00」において、「792」は輝度を示し、「674」は電圧を示し、「00」は色を示す。管理データには、図4に示すように、LED14の部品名と、特性クラスとが含まれる。ここで、特性クラスは、同一の単位基板12に実装することができるLED14の輝度と色と順方向電圧との組み合わせを各コンビネーションごとにグループ化したものである。同一のコンビネーション内に含まれるLED14は、LED14間で発光状態を均一とみなすことができ、同一の単位基板12上に実装することができる。なお、コンビネーションの数は、複数あるものに限られず、1つだけでもよい。
 続いて、多面取り基板10に含まれる各単位基板12ごとに、同一の単位基板12に実装する複数のLED14を管理データの同一のコンビネーション内から選択する(S110)。図4に示すように、例えば、同一の単位基板12に実装する複数のLED14をコンビネーション1の中から選択する場合、当該複数のLED14は、輝度が792であり、電圧が674であり、色が00~11および19~23である組み合わせの中から選択される。また、同一の単位基板12に実装する複数のLED14をコンビネーション2の中から選択する場合、当該複数のLED14は、輝度が792であり、電圧が674であり、色が12~18である組み合わせの中から選択される。さらに、同一の単位基板12に実装する複数のLED14をコンビネーション3の中から選択する場合、当該複数のLED14は、輝度が793であり、電圧が015であり、色が00~11である組み合わせの中から選択される。
 次に、多面取り基板10に含まれる各単位基板12に対して実装するLED14の実装順序を決定する(S120)。そして、部品実装機20において、決定した実装順序で各単位基板12に対してLED14を実装させて(S130)、完成する。図6は、多面取り基板の各単位基板に実装されるLEDの一例を示す説明図である。図示するように、多面取り基板10には、単位基板12(Board)ごとに、同一のコンビネーション内から選択されたLED14が実装される。これにより、単位基板12内において各LED14の発光状態(輝度や色、順方向電圧)をできる限り均一とすることができる。また、管理データによって同一の単位基板12に実装することができる(同一の発光状態とみなすことができる)LED14の特性クラス(輝度,電圧および色)に幅を持たせることにより、実装対象となり得るLED14の数を増やして仕掛かり品の発生を抑制することができる。
 ここで、実施形態の主要な要素と請求の範囲に記載した本開示の主要な要素との対応関係について説明する。即ち、本実施形態のLED14が本開示のLED素子に相当し、単位基板12(子基板)が単位基板に相当する。また、多面取り基板10が集合基板に相当する。
 なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
 例えば、上述した実施形態の発光ユニットの製造方法は、LED14の輝度と色と順方向電圧とを管理データに含めるものとしたが、順方向電圧を管理データに含めないものとしてもよい。この場合でも、同一の単位基板12上に実装される複数のLED14の輝度と色とを均一にすることはできる。
 上述した実施形態の発光ユニットの製造方法は、複数の単位基板12を有する多面取り基板10において、単位基板12(子基板)ごとに同一の単位基板12上に実装することができるLED14の輝度や色の組み合わせを管理データとして管理するものとした。しかし、発光ユニットの製造方法は、多面取り基板10に限られず、1つの単位基板のみを有する基板において、その単位基板上に実装することができるLEDの輝度や色の組み合わせを管理データとして管理してもよい。
 以上説明したように、本開示の発光ユニットの製造方法は、複数のLED素子を同一の単位基板上に実装して発光ユニットを製造するための発光ユニットの製造方法であって、前記同一の単位基板上に実装することができるLED素子の輝度と色との複数の組み合わせを管理データとして作成し、前記管理データに含まれる前記複数の組み合わせのうちのいずれかの組み合わせと輝度と色とが一致する複数のLED素子を前記同一の単位基板上に実装して前記発光ユニットを製造することを要旨とする。
 この本開示の発光ユニットの製造方法は、同一の単位基板上に実装することができるLED素子の輝度と色との複数の組み合わせを管理データとして作成し、管理データに含まれる前記複数の組み合わせのうちのいずれかの組み合わせと輝度と色とが一致する複数のLED素子を同一の単位基板上に実装する。これにより、同一の単位基板に実装される複数のLED素子間の発光状態のバラツキを抑制することができ、且つ、LED素子の輝度や色を厳格に管理するものに比して実装対象となるLED素子の数を増やして仕掛かり品の発生を抑制することができる。
 こうした本開示の発光ユニットの製造方法において、前記同一の単位基板上に実装することができるLED素子の輝度と色と順方向電圧との複数の組み合わせを管理データとして作成し、前記管理データに含まれる前記複数の組み合わせのうちのいずれかの組み合わせと輝度と色と順方向電圧とが一致する複数のLED素子を前記同一の単位基板上に実装して前記発光ユニットを製造するものとしてもよい。こうすれば、同一の単位基板に実装された複数のLED素子間の発光状態のバラツキをより抑制することができる。また、同一の単位基板に実装することができる輝度と色と順方向電圧との組み合わせを複数もつことで、実装対象となるLED素子の数を増やして仕掛かり品の発生を抑制することができる。
 また、本開示の発光ユニットの製造方法において、前記単位基板は、集合基板を分割してなる子基板であり、前記管理データは、前記子基板ごとに管理されるものとしてもよい。こうすれば、子基板ごとに実装するLED素子を選択することで、製品ごとの発光状態のバラツキを抑制することができる。
 さらに、本開示の発光ユニットの製造方法において、前記管理データは、前記複数の組み合わせを複数組有し、同一組内において、前記管理データに含まれる前記複数の組み合わせのうちのいずれかの組み合わせと輝度と色とが一致する複数のLED素子を前記同一の単位基板上に実装して前記発光ユニットを製造するものとしてもよい。
 本開示は、発光ユニットの製造産業などに利用可能である。
 10 多面取り基板、12 単位基板、14,14a~14d LED、20 部品実装機、21 フィーダ、22 基板搬送装置、23 実装ヘッド、24 ヘッド移動装置、25 スライダ、S 基板。

Claims (4)

  1.  複数のLED素子を同一の単位基板上に実装して発光ユニットを製造するための発光ユニットの製造方法であって、
     前記同一の単位基板上に実装することができるLED素子の輝度と色との複数の組み合わせを管理データとして作成し、
     前記管理データに含まれる前記複数の組み合わせのうちのいずれかの組み合わせと輝度と色とが一致する複数のLED素子を前記同一の単位基板上に実装して前記発光ユニットを製造する、
     発光ユニットの製造方法。
  2.  請求項1に記載の発光ユニットの製造方法であって、
     前記同一の単位基板上に実装することができるLED素子の輝度と色と順方向電圧との複数の組み合わせを管理データとして作成し、
     前記管理データに含まれる前記複数の組み合わせのうちのいずれかの組み合わせと輝度と色と順方向電圧とが一致する複数のLED素子を前記同一の単位基板上に実装して前記発光ユニットを製造する、
     発光ユニットの製造方法。
  3.  請求項1または2に記載の発光ユニットの製造方法であって、
     前記単位基板は、集合基板を分割してなる子基板であり、
     前記管理データは、前記子基板ごとに管理される、
     発光ユニットの製造方法。
  4.  請求項1ないし3いずれか1項に記載の発光ユニットの製造方法であって、
     前記管理データは、前記複数の組み合わせを複数組有し、
     同一組内において、前記管理データに含まれる前記複数の組み合わせのうちのいずれかの組み合わせと輝度と色とが一致する複数のLED素子を前記同一の単位基板上に実装して前記発光ユニットを製造する、
     発光ユニットの製造方法。
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