WO2020129487A1 - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents

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WO2020129487A1
WO2020129487A1 PCT/JP2019/044675 JP2019044675W WO2020129487A1 WO 2020129487 A1 WO2020129487 A1 WO 2020129487A1 JP 2019044675 W JP2019044675 W JP 2019044675W WO 2020129487 A1 WO2020129487 A1 WO 2020129487A1
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light emitting
sealing member
emitting element
substrate
residue
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真史 纐纈
重郎 武田
下西　正太
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豊田合成株式会社
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    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device and a method for manufacturing the same.
  • An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a light emitting device capable of suppressing an adverse effect on light emitting characteristics due to replacement of a defective light emitting element and its sealing member, and a light emitting device manufactured by the method. ..
  • one aspect of the present invention provides a method for manufacturing a light emitting device described in [1] to [7] below, and a light emitting device described in [8] to [10].
  • a method for manufacturing a light emitting device according to any one of 1.
  • [6] The light emission according to any one of the above [1] to [5], wherein in the step of forming the second sealing member, a resin is supplied to the inside of the residue having a height of 50 ⁇ m or less.
  • Device manufacturing method [7] The method for manufacturing a light emitting device according to any one of the above [1] to [6], wherein the resin is supplied by a dropping method in the step of forming the second sealing member.
  • the light emitting element mounted on a substrate, a resin member surrounding the light emitting element and having irregularities on an inner peripheral surface, and the light emitting element made of the same material as the resin member and having an outer edge in contact with the resin member.
  • the manufacturing method of the light-emitting device which can suppress the bad influence on the light emission characteristic accompanying the defective light emitting element and its sealing member replacement, and the light-emitting device manufactured by the method can be provided. ..
  • FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing the configuration of a rework device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a vertical cross-sectional view showing an example of the configuration and operation of the jig according to the first embodiment.
  • FIG. 2B is a vertical sectional view showing an example of the configuration and operation of the jig according to the first embodiment.
  • FIG. 2C is a vertical cross-sectional view showing an example of the configuration and operation of the jig according to the first embodiment.
  • FIG. 3A is a vertical sectional view showing an example of the flow of rework according to the first embodiment.
  • FIG. 3B is a vertical cross-sectional view showing an example of the flow of rework according to the first embodiment.
  • FIG. 3A is a vertical sectional view showing an example of the flow of rework according to the first embodiment.
  • FIG. 3B is a vertical cross-sectional view showing an example of the flow of rework according to the first embodiment.
  • FIG. 3C is a vertical cross-sectional view showing an example of the flow of rework according to the first embodiment.
  • FIG. 3D is a vertical cross-sectional view showing an example of the flow of rework according to the first embodiment.
  • FIG. 4A is a vertical cross-sectional view showing an example of the flow of rework according to the first embodiment.
  • FIG. 4B is a vertical cross-sectional view showing an example of the flow of rework according to the first embodiment.
  • FIG. 4C is a vertical cross-sectional view showing an example of the flow of rework according to the first embodiment.
  • FIG. 4D is a vertical sectional view showing an example of the flow of rework according to the first embodiment.
  • FIG. 5A is a top view schematically showing a preferable sliding direction of the tips of the two claws when the wiring linearly extends from the light emitting element.
  • 5B is a vertical cross-sectional view of the light emitting element and the wiring shown in FIG. 5A, and the peripheral members thereof, which is orthogonal to the length direction of the wiring.
  • FIG. 6 is a plan view showing the state of the residue.
  • FIG. 7A is a vertical sectional view showing an example of a rework flow according to the second embodiment.
  • FIG. 7B is a vertical sectional view showing an example of the flow of rework according to the second embodiment.
  • FIG. 7C is a vertical sectional view showing an example of the flow of rework according to the second embodiment.
  • FIG. 8A is a vertical sectional view of a light emitting device according to a modification of the present invention.
  • FIG. 8B is a vertical cross-sectional view of a light emitting device according to a modification of the invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing the configuration of a rework device 30 according to the first embodiment of the present invention.
  • the rework device 30 is supported by a base 31, a substrate moving mechanism 32 provided on the front side of the base 31, and a substrate moving mechanism 32 so as to be movable in a vertical direction (vertical direction) and a horizontal direction (front-rear left-right direction).
  • the head portion 35 has, above the substrate holder 33, a connection portion 35a for connecting a jig such as the jig 10 for performing various processes on the substrate 20 held by the substrate holder 33.
  • the heater 36 is a heater for heating the substrate 20 at the time of mounting a light emitting element, for example, a hot air type heater, a far infrared type heater, or a non-contact heating type heater composed of a combination thereof. It is an area heater. Further, a non-contact heating type heater such as a hot air type heater or a contact heating type heater may be included in the connection portion 35a.
  • the heater of the connecting portion 35a is a top heater that heats the substrate 20 from above. Further, the rework device 30 may include a contact heating type bottom heater located directly below the jig 10 under the substrate holder 33.
  • RD-500SV manufactured by Denon Equipment Co., Ltd. can be used.
  • the jig 10 connected to the connecting portion 35a of the head portion 35 is a jig for removing a defective light emitting element mounted on the substrate 20 held by the substrate holder 33 and a sealing member for sealing the defective light emitting element. is there.
  • FIGS. 2A to 2C are vertical sectional views showing an example of the configuration and operation of the jig 10 according to the first exemplary embodiment.
  • the jig 10 has a base material 11 and two claws 12 fixed to the base material 11 by the fixing portion 13 for removing a defective light emitting element and a sealing member for sealing the defective light emitting element from the substrate 20.
  • the jig 10 is placed above the substrate 20.
  • the height of the tip 12a of the claw 12 from the substrate 20 is H
  • the gap between the two tips 12a of the claws 12 in the initial state (before contacting the substrate 20) is G 1 .
  • the head portion 35 of the rework device 30 is lowered to cure the tip 12a of the claw 12 until it contacts the substrate 20, that is, until the height h of the tip 12a becomes zero.
  • the tool 10 is lowered.
  • the arrow L in the figure indicates the moving direction of the jig 10. It should be noted that “lowering the jig 10” means “moving the jig 10 to the substrate 20 side”, and is not necessarily vertical when the substrate 20 is installed tilted from the horizontal direction. It does not mean moving in the direction.
  • the jig 10 is further lowered, and a downward force is applied to the claws 12 whose tip 12a is in contact with the substrate 20, so that the two claws 12 pressed against the substrate 20 are moved.
  • the deformable portions 12b and 12c are elastically deformed, and the tip 12a slides on the surface of the substrate 20 so as to close as the jig 10 descends.
  • An arrow P in the drawing indicates the direction of the force applied to the claw 12 in which the tip 12a contacts the substrate 20, and an arrow S indicates the sliding direction of the tips 12a of the two claws 12.
  • G 2 is smaller than G 1 and can be zero.
  • the tips 12a of the two claws 12 are inserted between the substrate 20 and the light emitting element from both sides of the light emitting element to cover the light emitting element and the light emitting element.
  • the sealing member can be removed from the substrate 20.
  • the material and shape of the base material 11 are not particularly limited.
  • the mechanism of the jig 10 and the material and shape of the claw 12 are not particularly limited as long as the tip 12a can slide as the jig 10 descends.
  • the claw 12 is made of a leaf spring material.
  • the configuration of the fixed portion 13 is not particularly limited.
  • the fixing portion 13 is composed of screws, nuts, and washers.
  • the jig 10 may have only one nail 12. In that case, one claw 12 slides on the surface of the substrate 20, is inserted between the substrate 20 and the light emitting element, and the light emitting element and the sealing member are removed. However, by sandwiching the light emitting element and the sealing member from both sides with the claws 12, it becomes easier to remove, and therefore the jig 10 preferably includes two claws 12. Hereinafter, a case where the jig 10 includes two claws 12 will be described.
  • the tip 12a of the claw 12 is inserted between the substrate 20 and the sealing member and lifted to form the sealing member.
  • the light emitting element that is in close contact can be removed together with the sealing member. That is, even if the tip 12 a of the claw 12 is not inserted between the substrate 20 and the light emitting element, the light emitting element can be removed from the substrate 20 by inserting it between the substrate 20 and the sealing member.
  • the light emitting element When inserting the tip 12a of the claw 12 between the substrate 20 and the sealing member and removing the sealing member, the light emitting element may not be removed together with the sealing member depending on the bonding strength between the substrate 20 and the light emitting element. is there. In such a case, the jig 10 can also remove the unsealed light emitting element left on the substrate 20. In addition, when the mounting position of the light emitting element is displaced or the problem of the light emitting element is found before the sealing, the unsealed light emitting element can be removed by the jig 10.
  • jigs that can be connected to the connecting portion 35a of the head portion 35 there are, for example, those for solder supply, solder removal, and chip mounting. These jigs can be appropriately replaced with the connecting portion 35a of the head portion 35.
  • FIGS. 4A to 4D are vertical cross-sectional views showing an example of the rework flow according to the first embodiment.
  • the jig 10 is placed above the sealing member 26 that seals the light emitting element 24 mounted on the substrate 20.
  • the jig 10 is lowered until the tips 12a of the two claws 12 come into contact with the substrate 20, and the tip 12a is attached to the substrate 20.
  • a downward force is applied to the claws 12 in contact with each other to slide the tips 12a of the two claws 12 on the surface of the substrate 20 to sandwich the sealing member 26 from both sides.
  • the substrate 20 has a plate-shaped base material 21 and wirings 22 formed on the surface of the base material 21.
  • the light emitting element 24 is connected to the wiring 22 by solder 25.
  • the substrate 20 preferably has a sliding layer 23 provided on the outermost surface of the substrate 20 and having a friction coefficient smaller than that of the base material 21 and the wiring 22.
  • the tip 12a of the claw 12 slides smoothly, and the light emitting element 24 and the sealing member 26 are easily removed. It is possible to obtain an effect such that damage of 20 is suppressed.
  • the sliding layer 23 is preferably a white resist.
  • the effect of improving the reflectance of the surface of the substrate 20 and improving the light emission intensity of the light emitting device can be obtained.
  • the light emitting element 24 is, for example, an LED chip having a chip substrate, a light emitting layer and a crystal layer including a P layer and an N layer sandwiching the light emitting layer.
  • the light emitting element 24 is flip-chip mounted on the substrate 20.
  • the distance between the light emitting element 24 and the substrate 20 is larger than in the case of face-up mounting, so the tips 12a of the two claws 12 of the jig 10 are placed between the substrate 20 and the light emitting element 24. Easy to insert. That is, the light emitting element 24 and the sealing member 26 can be easily removed by the method according to the present embodiment.
  • the sealing member 26 is inserted between the substrate 20 and the light emitting element 24 (between the bumps and the solder that join the substrate 20 and the light emitting element 24). In this case, it becomes easy to lift and remove the light emitting element 24 together with the sealing member 26.
  • the light emitting element 24 may be a light emitting element other than the LED chip such as a laser diode.
  • the light emitting element 24 removed from the substrate 20 in the present embodiment is a light emitting element which has been found to be defective after mounting, out of a large number of light emitting elements mounted on a light emitting device such as a direct type backlight.
  • the sealing member 26 is made of a transparent resin such as silicone or epoxy. Further, the sealing member 26 is typically formed by curing a dropped resin without using a dam, has a lens shape whose surface is a convex curved surface, and functions as a lens of the light emitting element 24. To do.
  • the jig 10 is further lowered, and the tips 12a of the two claws 12 are further slid on the surface of the substrate 20.
  • the tip ends 12a of the two claws 12 are inserted between the substrate 20 and the light emitting element 24 from both sides of the light emitting element 24 while the sealing member 26 is peeled off from the substrate.
  • the light emitting element 24 is separated from the substrate 20 together with the sealing member 26, and the light emitting element 24 and the sealing member 26 are simultaneously removed from the substrate 20. Remove from.
  • the thickness of the tip 12a is preferably smaller than the distance between the substrate 20 and the light emitting element so that the tip 12a of the claw 12 can be easily inserted between the substrate 20 and the light emitting element.
  • the above-mentioned step of peeling the light emitting element 24 and the sealing member 26 from the substrate 20 is preferably performed with the sealing member 26 heated by using various heaters such as the heater 36. In this case, the amount of the portion of the sealing member 26 that remains without being cut off can be reduced.
  • the portion of the sealing member 26 located under the light emitting element 24 and the outer edge of the sealing member 26 are not removed but remain as a residue. Often remains.
  • the residue left on the outer edge of the sealing member 26 is referred to as a residue 26a
  • the residue left below the light emitting element 24 is referred to as 26b.
  • solder 25 it is preferable to remove the solder 25 from the substrate 20. Specifically, for example, using a jig having a suction function, the solder 25 is sucked and removed while being melted. The removal of the solder 25 can be performed in the rework apparatus 30 using such a jig having a suction function.
  • the surface of the substrate 20 is subjected to a treatment such as buffing or polishing with a rotating brush to remove the residue of the sealing member 26.
  • a treatment such as buffing or polishing with a rotating brush to remove the residue of the sealing member 26.
  • new solder 125 is supplied to the portion of the substrate 20 where the solder 25 has been removed.
  • the supply of the solder 125 can be carried out in the rework apparatus 30 by using a solder supplying jig such as a forked stamp tool.
  • a light emitting element 124 is newly mounted on the substrate 20.
  • the light emitting element 124 is mounted such that the electrodes of the light emitting element 124 are placed on the solder 125. That is, the light emitting element 124 is mounted at the mounting position of the light emitting element 24.
  • the light emitting element 124 can be mounted in the rework apparatus 30 using a jig for mounting the element.
  • the substrate 20 is heated and the wiring 22 of the substrate 20 and the light emitting element 124 are reflow-soldered by the solder 125.
  • the substrate 20 can be heated in the rework apparatus 30 by using the heater 36 or a heater that heats the substrate 20 from above.
  • a new sealing member 126 is formed on the portion of the substrate 20 where the sealing member 26 has been removed.
  • the sealing member 126 is formed by a dropping method or the like.
  • a light emitting device 1 is obtained in which the defective light emitting element 24 is replaced with the light emitting element 124.
  • the above rework process can be applied even when the light emitting element 24 is not sealed by the sealing member 26. That is, the unsealed light emitting element 24 can be removed by applying the above method of removing the light emitting element 24 and the sealing member 26.
  • the tip 12a of the claw 12 slide on the region of the substrate 20 where the wiring 22 does not exist.
  • the position of the tip 12a of the claw 12 becomes lower by the thickness of the wiring 22 than on the region where the wiring 22 exists, so that the tip 12a emits light to the substrate 20. It becomes easy to insert it between the elements 24. That is, the light emitting element 24 and the sealing member 26 can be easily removed from the substrate 20.
  • FIG. 5A is a top view schematically showing a preferred sliding direction of the tips 12 a of the two claws 12 when the wiring 22 extends linearly from the light emitting element 24. 5A, members other than the wiring 22 and the light emitting element 24 are omitted.
  • FIG. 5B is a vertical cross-sectional view of the light emitting element 24, the wiring 22, and the peripheral members thereof shown in FIG. 5A, which is orthogonal to the length direction of the wiring 22.
  • the sliding directions of the tips 12 a of the two claws 12 are made orthogonal to the length direction of the wiring 22. , The tip 12a can be easily inserted between the substrate 20 and the light emitting element 24.
  • a method of removing the sealing member 26 from the substrate a method may be used in which heat is applied to a suction device having a metal tip and is pressed against the sealing member 26 to suck and remove the sealing member 26 while collapsing it. Good.
  • This method can be carried out in the rework apparatus 30 by using a heatable suction jig.
  • a method of scraping off the sealing member 26 using a grinder such as a router manufactured by Japan Precision Machinery Co., Ltd. may be used. According to this method, a fiber material such as a cotton swab can be pressed against the sealing member 26 while being rotated by a grinder and scraped off.
  • a method for removing the sealing member 26 from the substrate As a method for removing the sealing member 26 from the substrate, a method is used in which a heated soldering iron is brought into contact with the sealing member 26 and the sealing member 26 that has been deteriorated due to heat and floated is scraped off with the soldering iron and removed. May be.
  • the second embodiment of the present invention is different from the first embodiment in that the residue 26a of the sealing member 26 is used for manufacturing the sealing member 126. It should be noted that the description of the same points as the first embodiment (the structure of the object, the processing steps, etc.) will be omitted or simplified.
  • the sealing member 126 is formed while leaving the residue 26a on the outer edge of the sealing member 26. Therefore, since the residue 26a is left after the solder 25 is removed, for example, the residue removal process shown in FIG. 4A may be omitted or the residue 26a may remain depending on the total amount of the residue of the sealing member 26. The residue is removed.
  • the residue 26a is left on at least a part of the outer edge of the sealing member 26 on the substrate 20, but in order to improve the function as a dam described later, the residue 26a is formed on the entire circumference of the outer edge of the sealing member 26. It is preferably left over.
  • the residue 26a may be left in a discontinuous circle, but is preferably left in a completely continuous circle.
  • the height of the residue 26a is preferably 50 ⁇ m or less.
  • FIG. 6 is a plan view showing the state of the residue 26a.
  • the residue 26a has irregularities on its inner peripheral surface 260.
  • the unevenness of the inner peripheral surface 260 is formed when the sealing member 26 is removed.
  • the presence of the irregularities on the inner peripheral surface 260 enhances the adhesion between the sealing member 126 and the residue 26a, which will be described later, and suppresses the peeling of the sealing member 126.
  • 7A to 7C are vertical sectional views showing an example of the rework flow according to the second embodiment after the solder 25 is removed.
  • the solder 125 is supplied while leaving the residue 26a on the outer edge of the sealing member 26.
  • the light emitting element 124 is mounted at the mounting position of the light emitting element 24 on the substrate 20. Then, the substrate 20 is heated and the wiring 22 of the substrate 20 and the light emitting element 124 are reflow-soldered by the solder 125.
  • a resin is supplied to the inside of the residue 26a on the substrate 20 by a dropping method or the like to form the sealing member 126.
  • the residue 26a on the outer edge of the sealing member 26 functions as a dam, it is easy to control the shape and size of the sealing member 126, and the sealing member 26 has a shape and size close to the removed sealing member 26. 126 can be formed. For this reason, it is possible to suppress the adverse effect on the light emission characteristics due to the replacement of the sealing member 26 with the sealing member 126.
  • the surface of the substrate 20 may be scratched due to sliding of the tip 12a of the claw 12 in the process of removing the light emitting element 24 and the sealing member 26 from the substrate 20.
  • the shape and size of the sealing member 126 can be controlled.
  • the same material (resin composition) as the sealing member 26 can be used as the material of the sealing member 126.
  • the material of the sealing member 126 is preferably the same as the material of the sealing member 26, that is, the material of the residue 26a. In this case, the adhesion between the sealing member 126 and the residue 26a is enhanced, and the peeling of the sealing member 126 is suppressed.
  • the residue 26 a is located so as to surround the light emitting element 124. Since the newly formed sealing member 126 is formed by using the residue 26a as a dam, the outer edge (contour of the bottom surface) of the sealing member 126 is in contact with the residue 26a. When the residue 26a is left on a part of the outer edge of the sealing member 26, a part of the outer edge of the sealing member 126 contacts the residue 26a, and the residue 26a extends over the entire circumference of the outer edge of the sealing member 26. If left, the outer edge of the sealing member 126 contacts the residue 26a over the entire circumference.
  • the sealing member for the newly mounted light emitting element can be formed with a shape and size close to the sealing member for the removed defective light emitting element, before and after replacement. It is possible to suppress adverse effects on the light emitting characteristics of the light emitting device due to changes in the shape and size of the sealing member.
  • a light shielding portion 27 is provided on the sealing member 126 of the light emitting device 1 or the light emitting device 2 so as to cover the center of the sealing member 126 and the region immediately above the light emitting element 124. May be.
  • the light emitting device 1 or the light emitting device 2 can be suitably used for a backlight or the like.
  • the light shielding unit 27 is, for example, a printed layer printed on the upper surface of the sealing member 126.
  • a light emitting device manufacturing method capable of suppressing adverse effects on light emitting characteristics due to replacement of a defective light emitting element and its sealing member, and a light emitting device manufactured by the method.

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Abstract

基板２０上から発光素子２４及びそれを封止する封止部材２６を取り外す工程と、発光素子２４及び封止部材２６を取り外した後、発光素子２４の実装位置に発光素子１２４を実装する工程と、発光素子１２４を実装した後、基板２０上の封止部材２６の外縁の少なくとも一部に残された封止部材２６の残渣２６ａの内側に樹脂を供給し、残渣２６ａをダムとして用いて、前記樹脂からなる封止部材１２６を形成する工程と、を含む、発光装置２の製造方法を提供する。

Description

発光装置及びその製造方法
　本発明は、発光装置及びその製造方法に関する。
　従来、直下型バックライトなどの多数の発光素子を実装した発光装置の製造工程において、実装後に不良が判明した発光素子の代わりに、良品である発光素子を新たに実装する処置が取られている（例えば、特許文献１参照）。これは、不良の発光素子が１個でも存在すると、発光装置全体が不良となるためである。
　特許文献１に記載の技術では、不良の発光素子の封止部材を除去した後、不良の発光素子又は不良の発光素子の取り外し後に残る跡を残した状態で、これらに隣接して新たな発光素子を実装し、封止部材で封止する。
特許第６０６５５８６号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の技術によれば、不良の発光素子の代わりに新たに実装される発光素子の位置が、本来の位置（不良の発光素子の実装位置）からずれる。このため、例えば、この技術をバックライトなどの、発光素子が挟ピッチで多数実装された、位置ズレの許容値が狭い発光装置の製造に適用する場合には、適切な発光制御ができなくなるおそれがあり、また、新たに実装された発光素子とその周囲の発光素子との特性差が生じうる。
　本発明の目的は、不良の発光素子及びその封止部材の交換に伴う発光特性への悪影響を抑えることのできる発光装置の製造方法、及びその方法により製造される発光装置を提供することにある。
　本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記［１］～［７］の発光装置の製造方法、［８］～［１０］の発光装置を提供する。
［１］基板上から第１の発光素子及び前記第１の発光素子を封止する第１の封止部材を取り外す工程と、前記第１の発光素子及び前記第１の封止部材を取り外した後、前記第１の発光素子の実装位置に第２の発光素子を実装する工程と、前記第２の発光素子を実装した後、前記基板上の前記第１の封止部材の外縁の少なくとも一部に残された前記第１の封止部材の残渣の内側に樹脂を供給し、前記残渣をダムとして用いて、前記樹脂からなる第２の封止部材を形成する工程と、を含む、発光装置の製造方法。
［２］前記第１の発光素子及び前記第１の封止部材を取り外す工程において、前記第１の封止部材を加熱しながら取り外す、上記［１］に記載の発光装置の製造方法。
［３］前記第１の封止部材と前記第２の封止部材とが同じ材料からなる、上記［１］又は［２］に記載の発光装置の製造方法。
［４］前記第１の封止部材の残渣が、内周面に凹凸を有する、上記［１］～［３］のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
［５］前記第２の封止部材を形成する工程において、前記第１の封止部材の外縁の全周に残された前記残渣の内側に樹脂を供給する、上記［１］～［４］のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
［６］前記第２の封止部材を形成する工程において、高さが５０μｍ以下である前記残渣の内側に樹脂を供給する、上記［１］～［５］のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
［７］前記第２の封止部材を形成する工程において、滴下法により前記樹脂を供給する、上記［１］～［６］のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
［８］基板上に実装された発光素子と、前記発光素子を囲む、内周面に凹凸を有する樹脂部材と、前記樹脂部材と同じ材料からなり、前記樹脂部材に外縁が接する、前記発光素子を封止する封止部材と、を備えた、発光装置。
［９］前記封止部材の前記外縁が、全周に渡って前記樹脂部材に接する、上記［８］に記載の発光装置。
［１０］前記樹脂部材の高さが５０μｍ以下である、上記［８］又は［９］に記載の発光装置。
　本発明によれば、不良の発光素子及びその封止部材の交換に伴う発光特性への悪影響を抑えることのできる発光装置の製造方法、及びその方法により製造される発光装置を提供することができる。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るリワーク装置の構成を概略的に示す模式図である。 図２Ａは、第１の実施の形態に係る治具の構成及び動作の例を示す垂直断面図である。 図２Ｂは、第１の実施の形態に係る治具の構成及び動作の例を示す垂直断面図である。 図２Ｃは、第１の実施の形態に係る治具の構成及び動作の例を示す垂直断面図である。 図３Ａは、第１の実施の形態に係るリワークの流れの一例を示す垂直断面図である。 図３Ｂは、第１の実施の形態に係るリワークの流れの一例を示す垂直断面図である。 図３Ｃは、第１の実施の形態に係るリワークの流れの一例を示す垂直断面図である。 図３Ｄは、第１の実施の形態に係るリワークの流れの一例を示す垂直断面図である。 図４Ａは、第１の実施の形態に係るリワークの流れの一例を示す垂直断面図である。 図４Ｂは、第１の実施の形態に係るリワークの流れの一例を示す垂直断面図である。 図４Ｃは、第１の実施の形態に係るリワークの流れの一例を示す垂直断面図である。 図４Ｄは、第１の実施の形態に係るリワークの流れの一例を示す垂直断面図である。 図５Ａは、配線が発光素子から直線状に延びている場合の、２つの爪の先端の好ましい摺動方向を模式的に示す上面図である。 図５Ｂは、図５Ａに示される発光素子と配線、及びその周辺部材の、配線の長さ方向に直交する垂直断面図である。 図６は、残渣の状態を示す平面図である。 図７Ａは、第２の実施の形態に係るリワークの流れの一例を示す垂直断面図である。 図７Ｂは、第２の実施の形態に係るリワークの流れの一例を示す垂直断面図である。 図７Ｃは、第２の実施の形態に係るリワークの流れの一例を示す垂直断面図である。 図８Ａは、本発明の変形例に係る発光装置の垂直断面図である。 図８Ｂは、本発明の変形例に係る発光装置の垂直断面図である。
〔第１の実施の形態〕
　図１は、本発明の第１の実施の形態に係るリワーク装置３０の構成を概略的に示す模式図である。
　リワーク装置３０は、ベース３１と、ベース３１上の前面側に設けられた基板移動機構３２と、基板移動機構３２に鉛直方向（上下方向）及び水平方向（前後左右方向）に移動可能に支持される基板ホルダー３３と、ベース３１上の背面側に設けられた筐体３４と、筐体３４に鉛直方向に移動可能に支持されるヘッド部３５と、を備える。
　ヘッド部３５は、基板ホルダー３３の上方に、基板ホルダー３３に保持される基板２０に対して各種処理を実施するための治具１０などの治具を接続するための接続部３５ａを有する。
　ヒーター３６は、発光素子の実装などの際に基板２０を加熱するためのヒーターであり、例えば、ホットエアー方式のヒーター、遠赤外線方式のヒーター、又はこれらの組み合わせから構成される非接触加熱式のエリアヒーターである。また、ホットエアー方式のヒーターなどの非接触加熱式のヒーター、又は接触加熱式のヒーターが接続部３５ａに含まれていてもよい。接続部３５ａのヒーターは、基板２０を上方から加熱するトップヒーターである。また、リワーク装置３０は、基板ホルダー３３の下の治具１０の直下に位置する接触加熱式のボトムヒーターを備えていてもよい。
　リワーク装置３０としては、例えば、デンオン機器株式会社製のＲＤ－５００ＳＶを用いることができる。
　ヘッド部３５の接続部３５ａに接続される治具１０は、基板ホルダー３３に保持される基板２０に実装された、不良の発光素子及びそれを封止する封止部材を取り外すための治具である。
　図２Ａ～図２Ｃは、第１の実施の形態に係る治具１０の構成及び動作の例を示す垂直断面図である。治具１０は、基材１１と、固定部１３により基材１１に固定された、不良の発光素子及びそれを封止する封止部材を基板２０から取り外すための２つの爪１２を有する。
　まず、図２Ａに示されるように、治具１０を基板２０の上方に配置する。
ここで、爪１２の先端１２ａの基板２０からの高さをＨとし、２つの爪１２の先端１２ａの初期状態（基板２０に接触させる前の状態）の間隔をＧ1とする。
　次に、図２Ｂに示されるように、リワーク装置３０のヘッド部３５を下降させることにより、爪１２の先端１２ａが基板２０に接触するまで、すなわち先端１２ａの高さｈが０になるまで治具１０を下降させる。図中の矢印Ｌは、治具１０の移動方向を示す。なお、「治具１０を下降させる」とは、「治具１０を基板２０側へ移動させる」ことを意味し、基板２０が水平方向から傾いて設置されている場合などのように、必ずしも鉛直方向へ移動することを意味するものではない。
　次に、図２Ｃに示されるように、治具１０をさらに下降させて、基板２０に先端１２ａが接触した爪１２に下向きの力を加えると、基板２０に押し当てられた２つの爪１２の変形部１２ｂ、１２ｃが弾性変形し、先端１２ａが、治具１０が下降するのに伴って閉じるように基板２０の表面上を摺動する。図中の矢印Ｐは、基板２０に先端１２ａが接触した爪１２に加える力の方向を示し、矢印Ｓは、２つの爪１２の先端１２ａの摺動する方向を示す。ここで、２つの爪１２の先端１２ａの摺動後の間隔をＧ2とすると、Ｇ2はＧ1よりも小さく、０となることもできる。
　このとき、２つの爪１２の先端１２ａの間に発光素子があれば、２つの爪１２の先端１２ａが基板２０と発光素子の間に発光素子の両側から差し入れられ、発光素子及び発光素子を覆う封止部材を基板２０から取り外すことができる。
　基材１１の材料や形状は、特に限定されない。治具１０の機構、爪１２の材料や形状は、治具１０の下降に伴って先端１２ａが摺動することが可能なものであれば、特に限定されない。図２Ａ～図２Ｃに示される例では、爪１２は板バネ材から構成される。固定部１３の構成は特に限定されない。図２Ａ～図２Ｃに示される例では、固定部１３はネジ、ナット、ワッシャーで構成される。
　なお、治具１０に備わる爪１２は１つでもよい。その場合、１つの爪１２が基板２０の表面上を摺動し、基板２０と発光素子の間に差し入れられ、発光素子と封止部材を取り外す。しかしながら、発光素子及び封止部材を爪１２で両側から挟み込むことにより、より取り外し易くなるため、治具１０は２つの爪１２を備えることが好ましい。以下、治具１０が２つの爪１２を備える場合について説明する。
　また、基板２０と発光素子との接合強度が高くなく、比較的取り外しが容易な場合は、爪１２の先端１２ａを基板２０と封止部材との間に差し入れ、持ち上げることにより、封止部材に密着する発光素子を封止部材とともに取り外すことができる。すなわち、爪１２の先端１２ａを基板２０と発光素子の間にまで差し入れなくても、基板２０と封止部材との間に差し入れれば、発光素子を基板２０から取り外すことができる。より確実に発光素子を封止部材とともに取り外したい場合は、爪１２の先端１２ａを基板２０と発光素子の間にまで差し入れることが好ましい。
　爪１２の先端１２ａを基板２０と封止部材との間に差し入れ、封止部材を取り外す場合、基板２０と発光素子との接合強度などによっては、発光素子が封止部材とともに取り外されない場合がある。治具１０は、このような場合に、基板２０上に残された封止されていない発光素子を取り外すこともできる。また、発光素子の実装位置がずれた場合など、発光素子の問題が封止前に判明した場合に、封止されていない発光素子を治具１０により取り外すこともできる。
　ヘッド部３５の接続部３５ａに接続できる治具としては、治具１０の他に、例えば、半田供給、半田除去、チップ実装用のものがある。これらの治具は、ヘッド部３５の接続部３５ａに適宜付け替えることができる。
　以下、基板２０に実装された発光素子及びそれを封止する封止部材を基板２０から取り外し、新たな発光素子及び封止部材を実装する（以下、リワークと呼ぶ）方法について説明する。
　図３Ａ～図３Ｄ、図４Ａ～図４Ｄは、第１の実施の形態に係るリワークの流れの一例を示す垂直断面図である。
　まず、基板２０に実装された発光素子２４を封止する封止部材２６の上方に、治具１０を配置する。
　次に、図３Ａに示される様に、治具１０の２つの爪１２の先端１２ａで、封止部材２６を両側から挟み込む。
　具体的には、上述のように、リワーク装置３０のヘッド部３５を下降させることにより、２つの爪１２の先端１２ａが基板２０に接触するまで治具１０を下降させて、基板２０に先端１２ａが接触した爪１２に下向きの力を加えて、２つの爪１２の先端１２ａを基板２０の表面上を摺動させて封止部材２６を両側から挟み込む。
　ここで、基板２０は、板状の基材２１と、基材２１の表面上に形成された配線２２とを有する。発光素子２４は、半田２５により配線２２に接続されている。
　また、基板２０は、図３Ａに示される様に、基板２０の最表面に設けられた、基材２１及び配線２２よりも摩擦係数が小さい滑り層２３を有することが好ましい。この場合、爪１２の先端１２ａに基板２０の滑り層２３の表面を摺動させることにより、先端１２ａの摺動がスムーズになり、発光素子２４及び封止部材２６の取り外しが容易になる、基板２０の損傷が抑えられるなどの効果が得られる。
　滑り層２３は、白色レジストであることが好ましい。この場合、上述の滑り層の効果に加えて、基板２０の表面の反射率を向上させて発光装置の発光強度を向上させるなどの効果を得ることができる。
　発光素子２４は、例えば、チップ基板と、発光層及びそれを挟むＰ層とＮ層を含む結晶層とを有するＬＥＤチップである。図３Ａに示される例では、発光素子２４は基板２０にフリップチップ実装されている。フリップチップ実装の場合、フェイスアップ実装の場合と比較して、発光素子２４と基板２０との間隔が大きいため、治具１０の２つの爪１２の先端１２ａを基板２０と発光素子２４の間に差し入れやすい。すなわち、本実施の形態に方法により、発光素子２４及び封止部材２６を取り外しやすい。さらに、基板２０と発光素子２４の間（基板２０と発光素子２４を接合するバンプや半田の間）に封止部材２６の一部が入り込んでいることが好ましい。この場合、発光素子２４を封止部材２６とともに持ち上げ、取り外すことが容易になる。なお、発光素子２４は、レーザーダイオード等のＬＥＤチップ以外の発光素子であってもよい。
　本実施の形態において基板２０から取り外される発光素子２４は、直下型バックライトなどの発光装置に実装された多数の発光素子のうちの、実装後に不良が判明した発光素子である。
　封止部材２６は、シリコーンやエポキシなどの透明樹脂からなる。また、封止部材２６は、典型的には、ダムを用いずに滴下した樹脂を硬化させることにより形成され、表面が凸状の曲面であるレンズ形状を有し、発光素子２４のレンズとして機能する。
　次に、図３Ｂに示される様に、治具１０をさらに下降させて、２つの爪１２の先端１２ａを基板２０の表面上をさらに摺動させる。これによって、封止部材２６を基板から剥離させつつ、２つの爪１２の先端１２ａを発光素子２４の両側から基板２０と発光素子２４の間に差し入れる。
　そして、２つの爪１２の先端１２ａを基板２０の表面上をさらに摺動させることにより、発光素子２４を封止部材２６とともに基板２０から剥離させ、発光素子２４及び封止部材２６を同時に基板２０から取り外す。
　爪１２の先端１２ａが基板２０と発光素子の間に容易に差し入れられるようにするため、先端１２ａの厚さは、基板２０と発光素子の間隔よりも小さいことが好ましい。
　上述の発光素子２４及び封止部材２６を基板２０から剥離させる工程は、ヒーター３６などの各種ヒーターを用いて封止部材２６を加熱した状態で実施することが好ましい。この場合、封止部材２６の取り切れずに残る部分の量を減らすことができる。
　図３Ｃに示される様に、発光素子２４及び封止部材２６を取り除いた後、完全に取り切れなかった封止部材２６の一部が基板２０上に残る。
　図３Ｃに示される様に、封止部材２６の発光素子２４の下に位置していた部分や、封止部材２６の外縁（封止部材２６の底面の輪郭）部分が除去されずに残渣として残ることが多い。ここで、封止部材２６の外縁に残った残渣を残渣２６ａ、発光素子２４の下にあった部分に残った残渣を２６ｂとする。
　次に、図３Ｄに示される様に、基板２０上から半田２５を除去することが好ましい。具体的には、例えば、吸引機能付きの治具を用いて、半田２５を溶融させながら吸引して除去する。半田２５の除去は、このような吸引機能付きの治具を用いて、リワーク装置３０において実施することができる。
　次に、図４Ａに示される様に、基板２０の表面にバフ研磨や回転ブラシによる研磨などの封止部材２６の残渣を除去するための処理を施す。これによって、基板２０の表面上に突出して残った残渣２６ａなどが除去される。
　次に、図４Ｂに示される様に、基板２０上の半田２５が除去された部分に新たに半田１２５を供給する。半田１２５の供給は、二股のスタンプツールなどの半田供給用の治具を用いて、リワーク装置３０において実施することができる。
　次に、図４Ｃに示される様に、基板２０上に新たに発光素子１２４を実装する。このとき、発光素子１２４の電極が半田１２５の上に乗るように、発光素子１２４を実装する。すなわち、発光素子２４の実装位置に発光素子１２４を実装する。発光素子１２４の実装は、素子実装用の治具を用いて、リワーク装置３０において実施することができる。
　そして、基板２０を加熱して、半田１２５により基板２０の配線２２と発光素子１２４をリフロー半田付けする。基板２０の加熱は、ヒーター３６や基板２０を上方から加熱するヒーターを用いて、リワーク装置３０において実施することができる。
　次に、図４Ｄに示される様に、基板２０上の封止部材２６が除去された部分に新たに封止部材１２６を形成する。封止部材１２６は、滴下法などにより形成される。
　上述のリワーク工程を、不良であることが判明した全ての発光素子２４及びそれを封止する封止部材２６に対して実施することにより、直下型バックライトなどの複数の発光素子を実装した発光装置であって、不良の発光素子２４が発光素子１２４に交換された発光装置１が得られる。
　なお、上述のリワーク工程は、発光素子２４が封止部材２６に封止されていない場合にも適用することができる。すなわち、発光素子２４と封止部材２６を取り外す上記の方法を応用して、封止されていない発光素子２４を取り外すことができる。
　なお、発光素子２４及び封止部材２６を基板２０から取り外す工程においては、基板２０における配線２２が存在しない領域上を爪１２の先端１２ａが摺動することが好ましい。基板２０の配線２２が存在しない領域上では、配線２２が存在する領域上と比較して、配線２２の厚さ分だけ爪１２の先端１２ａの位置が低くなるため、先端１２ａを基板２０と発光素子２４の間に差し入れることが容易になる。すなわち、基板２０からの発光素子２４及び封止部材２６の取り外しが容易になる。
　図５Ａは、配線２２が発光素子２４から直線状に延びている場合の、２つの爪１２の先端１２ａの好ましい摺動方向を模式的に示す上面図である。なお、図５Ａにおいては、配線２２と発光素子２４以外の部材の図示を省略している。
　図５Ｂは、図５Ａに示される発光素子２４と配線２２、及びその周辺部材の、配線２２の長さ方向に直交する垂直断面図である。
　図５Ａ、図５Ｂに示されるように、配線２２が発光素子２４から直線状に延びている場合、２つの爪１２の先端１２ａの摺動方向を、配線２２の長さ方向に直交させることにより、先端１２ａを基板２０と発光素子２４の間に容易に差し入れることができる。
　また、封止部材２６を基板から取り外す方法として、先端が金属製の吸引装置に熱を加え、封止部材２６に押し当て、封止部材２６を崩しながら吸引して除去する方法を用いてもよい。この方法は、加熱可能な吸引用の治具を用いて、リワーク装置３０において実施することができる。
　また、封止部材２６を基板から取り外す方法として、日本精密機械工作株式会社製のリューターなどのグラインダーを用いて封止部材２６を削り取る方法を用いてもよい。この方法によれば、グラインダーにより綿棒などの繊維素材を回転させながら封止部材２６に押し当て、削り取ることができる。
　また、封止部材２６を基板から取り外す方法として、加熱した半田ごてを封止部材２６に接触させ、熱により変質して浮いた封止部材２６を半田ごてで擦り切って取り外す方法を用いてもよい。
〔第２の実施の形態〕
　本発明の第２の実施の形態は、封止部材２６の残渣２６ａを封止部材１２６の製造に利用する点において、第１の実施の形態と異なる。なお、第１の実施の形態と同様の点（物の構成や処理工程など）については、その説明を省略又は簡略化する。
　以下、第２の実施の形態に係るリワーク方法について説明する。
　まず、図３Ａ～図３Ｄに示される、半田２５を除去するまでの工程を、第１の実施の形態と同様に実施する。
　第２の実施の形態では、封止部材２６の外縁の残渣２６ａを残したままで、封止部材１２６の形成を行う。このため、半田２５を除去した後、残渣２６ａを残すため、例えば、封止部材２６の残渣の総量などに応じて、図４Ａに示される残渣の除去処理を省いたり、残渣２６ａが残る程度に残渣の除去処理を実施したりする。
　ここで、残渣２６ａは、基板２０上の封止部材２６の外縁の少なくとも一部に残されるが、後述するダムとしての機能を優れたものにするため、封止部材２６の外縁の全周に渡って残されることが好ましい。例えば、封止部材２６の平面視での形状が円形である場合は、残渣２６ａが不連続な円形に残されてもよいが、完全に連続した円形に残されることが好ましい。
　また、封止部材１２６の形成後の光学特性への影響を抑えるため、残渣２６ａの高さは、５０μｍ以下であることが好ましい。
　図６は、残渣２６ａの状態を示す平面図である。図６に示されるように、残渣２６ａは、その内周面２６０に凹凸を有する。この内周面２６０の凹凸は、封止部材２６を取り外す際に形成されるものである。この内周面２６０の凹凸の存在により、後述する封止部材１２６と残渣２６ａの密着性が高まり、封止部材１２６の剥離が抑制される。
　図７Ａ～図７Ｃは、半田２５を除去した後の第２の実施の形態に係るリワークの流れの一例を示す垂直断面図である。
　まず、図７Ａに示される様に、封止部材２６の外縁の残渣２６ａを残したままで、半田１２５を供給する。
　次に、図７Ｂに示される様に、基板２０上の発光素子２４の実装位置に発光素子１２４を実装する。そして、基板２０を加熱して、半田１２５により基板２０の配線２２と発光素子１２４をリフロー半田付けする。
　次に、図７Ｃに示される様に、基板２０上の残渣２６ａの内側に滴下法などにより樹脂を供給し、封止部材１２６を形成する。このとき、封止部材２６の外縁の残渣２６ａがダムとして機能するため、封止部材１２６の形状やサイズの制御が容易であり、除去された封止部材２６と近い形状やサイズで封止部材１２６を形成することができる。このため、封止部材２６を封止部材１２６へ交換することによる発光特性への悪影響を抑えることができる。
　また、残渣２６ａをダムとして用いることにより、発光素子２４及び封止部材２６を基板２０から取り外す工程において、爪１２の先端１２ａの摺動などにより基板２０の表面にキズが付いている場合であっても、封止部材１２６の形状やサイズを制御することができる。
　封止部材１２６の材料として、封止部材２６と同様の材料（樹脂組成物）を用いることができる。また、封止部材１２６の材料は、封止部材２６の材料、すなわち残渣２６ａの材料と同一であることが好ましい。この場合、封止部材１２６と残渣２６ａの密着性が高まり、封止部材１２６の剥離が抑制される。
　上述のリワーク工程を、不良であることが判明した全ての発光素子２４及びそれを封止する封止部材２６に対して実施することにより、直下型バックライトなどの複数の発光素子を実装した発光装置であって、不良の発光素子２４が発光素子１２４に交換された発光装置２が得られる。
　発光装置２において、残渣２６ａは、発光素子１２４を囲むように位置している。そして、新たに形成された封止部材１２６は残渣２６ａをダムとして利用して形成されているため、封止部材１２６の外縁（底面の輪郭）が残渣２６ａに接している。残渣２６ａが封止部材２６の外縁の一部に残されている場合は、封止部材１２６の外縁の一部が残渣２６ａに接し、残渣２６ａが封止部材２６の外縁の全周に渡って残されている場合は、封止部材１２６の外縁がその全周に渡って残渣２６ａに接する。
（実施の形態の効果）
　上記第１及び第２の実施の形態によれば、不良の発光素子が実装されていた位置に新たに発光素子を実装するため、交換前後の発光素子の位置の変化による発光装置の発光特性への悪影響を抑えることができる。また、上記第２の実施の形態によれば、新たに実装した発光素子の封止部材を除去された不良の発光素子の封止部材と近い形状やサイズで形成することができるため、交換前後の封止部材の形状やサイズの変化による発光装置の発光特性への悪影響を抑えることができる。
　以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
　例えば、図８Ａ、図８Ｂに示されるように、発光装置１又は発光装置２の封止部材１２６の上に、封止部材１２６の中心かつ発光素子１２４の直上の領域を覆う遮光部２７を設けてもよい。この場合、発光素子１２４の直上の明るさを抑えることができるため、発光装置１又は発光装置２をバックライトなどに好適に用いることができる。遮光部２７は、例えば、封止部材１２６の上面に印刷された印刷層である。遮光部２７が黒色材料などの発光素子１２４の光を吸収する材料からなる場合は、乱光を防止することができる。
　また、上記の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
　不良の発光素子及びその封止部材の交換に伴う発光特性への悪影響を抑えることのできる発光装置の製造方法、及びその方法により製造される発光装置を提供する。
　１０               治具
　１２               爪
　１２ａ             先端
　２０               基板
　２１               基材
　２２               配線
　２３               滑り層
　２４、１２４       発光素子
　２５、１２５       半田
　２６、１２６       封止部材
　２６ａ             残渣

Claims (10)

  1. 　基板上から第１の発光素子及び前記第１の発光素子を封止する第１の封止部材を取り外す工程と、
    　前記第１の発光素子及び前記第１の封止部材を取り外した後、前記第１の発光素子の実装位置に第２の発光素子を実装する工程と、
    　前記第２の発光素子を実装した後、前記基板上の前記第１の封止部材の外縁の少なくとも一部に残された前記第１の封止部材の残渣の内側に樹脂を供給し、前記残渣をダムとして用いて、前記樹脂からなる第２の封止部材を形成する工程と、
    　を含む、発光装置の製造方法。
  2. 　前記第１の発光素子及び前記第１の封止部材を取り外す工程において、前記第１の封止部材を加熱しながら取り外す、
    　請求項１に記載の発光装置の製造方法。
  3. 　前記第１の封止部材と前記第２の封止部材とが同じ材料からなる、
    　請求項１又は２に記載の発光装置の製造方法。
  4. 　前記第１の封止部材の残渣が、内周面に凹凸を有する、
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
  5. 　前記第２の封止部材を形成する工程において、前記第１の封止部材の外縁の全周に残された前記残渣の内側に樹脂を供給する、
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
  6. 　前記第２の封止部材を形成する工程において、高さが５０μｍ以下である前記残渣の内側に樹脂を供給する、
    　請求項１～５のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
  7. 　前記第２の封止部材を形成する工程において、滴下法により前記樹脂を供給する、
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
  8. 　基板上に実装された発光素子と、
    　前記発光素子を囲む、内周面に凹凸を有する樹脂部材と、
    　前記樹脂部材と同じ材料からなり、前記樹脂部材に外縁が接する、前記発光素子を封止する封止部材と、
    　を備えた、発光装置。
  9. 　前記封止部材の前記外縁が、全周に渡って前記樹脂部材に接する、
    　請求項８に記載の発光装置。
  10. 　前記樹脂部材の高さが５０μｍ以下である、
    　請求項８又は９に記載の発光装置。
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