(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分割予定ラインによって区画された複数の領域に発光素子が形成されるとともに各発光素子の上部にドーム状のレンズが形成された表面を有する発光素子パッケージ基板をドーム状のレンズが形成された個々の発光素子に分割する発光素子パッケージ基板の分割方法であって、
ジグ本体と、該ジグ本体の表面に形成され発光素子パッケージ基板を支持する支持領域と、該支持領域において該発光素子パッケージ基板の分割予定ラインに対応する位置に形成され切削ブレードの切り刃が進入する切り刃進入溝と、該切り刃侵入溝によって区画された領域に該ドーム状のレンズを収容するレンズ収容部と、該レンズ収容部から該ジグ本体の裏面に至る貫通孔とから構成された支持ジグを用意する準備工程と、
該支持ジグのレンズ収容部にドーム状のレンズが収容されるように該発光素子パッケージ基板の表面を位置づけて該支持領域に載置する載置工程と、
該発光素子パッケージ基板の裏面から該切削ブレードを該分割予定ラインに沿って切り込ませてドーム状のレンズが配設された個々の発光素子に分割する分割工程と、
から少なくとも構成され、
該発光素子パッケージ基板を該支持領域に載置した状態において、該切り刃進入溝の端部は該発光素子パッケージ基板から露出しており、該分割工程において、露出した該切り刃進入溝に該切削ブレードの切り刃を位置づけて切削を開始する
発光素子パッケージ基板の分割方法。
【請求項２】
分割予定ラインによって区画された複数の領域に発光素子が形成されるとともに各発光素子の上部にドーム状のレンズが形成された表面を有する発光素子パッケージ基板を個々のドーム状のレンズが形成された発光素子に分割するのに用いる支持ジグであって、
ジグ本体と、該ジグ本体の表面に形成され発光素子パッケージ基板を支持する支持領域と、該支持領域において該発光素子パッケージ基板の分割予定ラインに対応する位置に形成され切削ブレードの切り刃が進入する切り刃進入溝と、該切り刃侵入溝によって区画された領域に該ドーム状のレンズを収容するレンズ収容部と、該レンズ収容部から該ジグ本体の裏面に至る貫通孔とから構成され、
該発光素子パッケージ基板を該ジグ本体に載置した状態では、該切り刃進入溝の端部は発光素子パッケージ基板から露出する
支持ジグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子及びドーム状のレンズが複数形成された発光素子パッケージ基板をドーム状のレンズが形成された個々の発光素子に分割する方法、及びその方法の実施に際して発光素子パッケージ基板を支持する支持ジグに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ等の発光素子は、サファイア基板，ＳｉＣ基板等の表面の分割予定ラインによって区画された領域にｎ型半導体層、ｐ型半導体層を積層した後、分割予定ラインに沿ってレーザー光を照射して分割することにより形成される。
【０００３】
その後、発光素子は、アルミナセラミックス等の基板の表面に分割予定ラインによって区画されて実装され、発光面にシリコーン等の樹脂からなるドーム状のレンズが突出して配設された発光素子パッケージ基板となる。
【０００４】
そして、この発光素子パッケージ基板は、切削ブレードによって分割予定ラインが切削されることにより、ドーム状のレンズを有する個々の発光素子に分割され、照明器具、液晶テレビのバックライト、携帯電話機等の各種機器に利用されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１０６４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、切削ブレードを用いて発光素子パッケージ基板の分割予定ラインを切削すると、切削屑がドーム状のレンズに付着して汚れるとともにレンズに傷がつき、発光素子としての輝度が低下するという問題がある。
【０００７】
また、ドーム状のレンズを含む発光素子パッケージ基板は、レンズがドーム状に形成されているため、総厚が比較的厚い。例えば、板厚が０．４ｍｍ程度であっても、レンズ厚が１．４ｍｍほどあり、総厚が１．８ｍｍに達する。したがって、この場合は、発光素子パッケージ基板を切削する切削ブレードの刃先出し量が２．０ｍｍ以上必要となる。そして、刃先出し量を２．０ｍｍ以上とするには、刃厚を０．２ｍｍ以上とする必要があるところ、かかる切削ブレードによる切削を可能とするためには、発光素子パッケージ基板の分割予定ラインの幅を切削ブレードの刃厚よりも広くとる必要があり、基板に形成する発光素子の数が制限されるという問題もある。
【０００８】
本発明は、このような問題にかんがみなされたもので、発光素子の上部にドーム状のレンズが形成された発光素子パッケージ基板をドーム状のレンズが形成された個々の発光素子に分割するにあたり、ドーム状のレンズを汚染したり当該レンズに傷をつけたりすることなく発光素子パッケージ基板の分割予定ラインを切削することを可能とし、さらに、分割予定ラインの幅をより狭くできるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第一の発明は、分割予定ラインによって区画された複数の領域に発光素子が形成されるとともに各発光素子の上部にドーム状のレンズが形成された表面を有する発光素子パッケージ基板をドーム状のレンズが形成された個々の発光素子に分割する発光素子パッケージ基板の分割方法に関するもので、ジグ本体と、ジグ本体の表面に形成され発光素子パッケージ基板を支持する支持領域と、支持領域において発光素子パッケージ基板の分割予定ラインに対応する位置に形成され切削ブレードの切り刃が進入する切り刃進入溝と、切り刃侵入溝によって区画された領域にドーム状のレンズを収容するレンズ収容部と、レンズ収容部からジグ本体の裏面に至る貫通孔とから構成された支持ジグを用意する準備工程と、支持ジグのレンズ収容部にドーム状のレンズが収容されるように発光素子パッケージ基板の表面を位置づけて支持領域に載置する載置工程と、発光素子パッケージ基板の裏面から切削ブレードを分割予定ラインに沿って切り込ませてドーム状のレンズが配設された個々の発光素子に分割する分割工程とから少なくとも構成される。この発光素子パッケージ基板の分割方法においては、発光素子パッケージ基板を支持領域に載置した状態において、切り刃進入溝の端部が発光素子パッケージ基板から露出しており、分割工程において、露出した切り刃進入溝に切削ブレードの切り刃を位置づけて切削を開始することができる。
【００１０】
第二の発明は、分割予定ラインによって区画された複数の領域に発光素子が形成されるとともに各発光素子の上部にドーム状のレンズが形成された表面を有する発光素子パッケージ基板を個々のドーム状のレンズが形成された発光素子に分割するのに用いる支持ジグに関するもので、ジグ本体と、ジグ本体の表面に形成され発光素子パッケージ基板を支持する支持領域と、支持領域において発光素子パッケージ基板の分割予定ラインに対応する位置に形成され切削ブレードの切り刃が進入する切り刃進入溝と、切り刃侵入溝によって区画された領域にドーム状のレンズを収容するレンズ収容部と、レンズ収容部からジグ本体の裏面に至る貫通孔とから構成される。この支持ジグは、発光素子パッケージ基板をジグ本体に載置した状態では、切り刃進入溝の端部が発光素子パッケージ基板から露出する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、発光素子パッケージ基板から突出して形成されたドーム上のレンズを収容するレンズ収容部を備えた支持ジグを用いて発光素子パッケージ基板の表面を支持し、裏面から分割予定ラインを切削ブレードで切削してドーム状のレンズを有する個々の発光素子に分割するため、ドーム状のレンズに切削屑が付着したり傷がついたりすることがなく、発光素子の輝度が低下するのを防止することができる。
【００１２】
また、支持ジグの支持領域に発光素子パッケージ基板を載置した状態においても、切り刃進入溝の端部が発光素子パッケージ基板の外周側に露出しているため、発光素子パッケージ基板の裏面側から表面の分割予定ラインを検出できなくても、切り刃進入溝の端部に切削ブレードを位置づけて切削することで、発光素子パッケージ基板の裏面側から分割予定ラインを確実に切削して個々の発光素子に分割することができる。
【００１３】
さらに、発光素子パッケージ基板に表面に形成されたドーム状のレンズを支持ジグに収容し、発光素子パッケージ基板の裏面を露出させた状態で切削を行うことにより、ドーム状のレンズの厚みの影響を受けることなく切削を行うことができるため、発光素子パッケージ基板の表面を露出させた状態で切削を行う場合よりも切削ブレードの切り刃の刃先出し量を小さくすることができる。したがって、切削ブレードの切り刃の厚みを薄くすることができ、１枚の発光素子パッケージ基板当たりの発光素子の個数を増やすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】支持ジグ及び発光素子パッケージ基板を示す分解斜視図である。
【図２】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】切削装置の一例を示す斜視図である。
【図４】切削手段の要部の構成を示す分解斜視図である。
【図５】切削手段の要部の構成を略示的に示す断面図である。
【図６】支持ジグを介して保持テーブルに発光素子パッケージ基板を載置する状態を示す分解斜視図である。
【図７】発光素子パッケージ基板を切削する状態を示す斜視図である。
【図８】発光素子パッケージ基板を切削する状態を略示的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（１）準備工程
まず、図１に示す支持ジグ１を用意する。この支持ジグ１は、発光素子パッケージ基板２を切削して個々の発光素子に分割する際に用いるジグであり、平板状に形成されたジグ本体３と、ジグ本体３の表面３０に形成され発光素子パッケージ基板２を支持する支持領域４とを備えている。ジグ本体３には、表面３０から裏面３１にかけて貫通する位置決め孔３２が複数形成されている。
【００１６】
発光素子パッケージ基板２の表面２ａには、縦方向及び横方向に形成された分割予定ライン２０によって区画された複数の領域にそれぞれ発光素子２１が複数形成されている。
発光素子２１として代表的なものはＬＥＤであるが、これに限定されるものではない。各発光素子２１の上部には、シリコーン等の樹脂からなるドーム状のレンズ２２が形成されている。一方、裏面２ｂは平面状に形成されている。
【００１７】
図１及び図２に示すように、支持領域４の表面４ａには、分割予定ライン２０に対応する位置、すなわち、発光素子パッケージ基板２を支持した状態において分割予定ライン２０の直下の位置に、切削ブレードの切り刃を進入させるための溝である切り刃進入溝４０が形成されている。支持領域４は、発光素子パッケージ基板２と同様に矩形に形成されているが、発光素子パッケージ基板２よりも大きく形成されており、個々の切り刃進入溝４０も、個々の分割予定ライン２０よりも長く形成されている。
【００１８】
支持領域４において、切り刃進入溝４０によって区画された個々の領域には、図１に示したドーム状のレンズ２２を収容するレンズ収容部４１が形成されている。図２に示すように、レンズ収容部４１は、レンズ２２の凸状ドーム形状と相補的な凹状に形成されている。
【００１９】
レンズ収容部４１の底部には、ジグ本体３の裏面３１に至る貫通孔４２が形成されている。貫通孔４２は、個々のレンズ収容部４１に対して１つずつ形成されている。
【００２０】
図１及び図２に示した支持ジグ１は、例えば図３に示す切削装置５に搭載されて使用される。この切削装置５は、保持テーブル６に保持された被加工物を切削手段７によって切削する装置であり、保持テーブル６は、図１及び図２に示した支持ジグ１を介して発光素子パッケージ基板２を保持することができる。
【００２１】
保持テーブル６は、切削送り手段８によってＸ軸方向に送られる構成となっている。切削送り手段８は、Ｘ軸方向の軸心を有するボールネジ８０と、ボールネジ８０と平行に配設された一対のガイドレール８１と、ボールネジ８０の一端に連結されたモータ８２と、図示しない内部のナットがボールネジ８０に螺合すると共に下部がガイドレール８１に摺接するスライド部８３とから構成され、モータ８２に駆動されてボールネジ８０が回動するのに伴い、スライド部８３がガイドレール８１上をＸ軸方向に摺動して保持テーブル６をＸ軸方向に移動させる構成となっている。
【００２２】
切削手段７は、Ｙ軸方向に延びるスピンドル７０と、スピンドル７０を回転可能に支持するハウジング７１と、スピンドル７０を回転させるモータ７２と、スピンドル７０の先端に装着された切削ブレード７３とから構成されている。ハウジング７１には、被加工物の切削すべき位置を撮像部７４０によって撮像して検出するアライメント手段７４が配設されている。
【００２３】
切削手段７は、割り出し送り手段９によってＹ軸方向に移動可能に支持されている。割り出し送り手段９は、Ｙ軸方向の軸心を有するボールネジ９０と、ボールネジ９０と平行に配設された一対のガイドレール９１と、ボールネジ９０の一端に連結されたモータ９２と、図示しない内部のナットがボールネジ９０に螺合すると共に下部がガイドレール９１に摺接する基台９３とから構成されている。この割り出し送り手段９は、モータ９２に駆動されてボールネジ９０が回動するのに伴い、基台９３がガイドレール９１上をＹ軸方向に摺動して切削手段７をＹ軸方向に移動させる構成となっている。
【００２４】
切削手段７は、切り込み送り手段１０によってＺ軸方向に移動可能に支持されている。切り込み送り手段１０は、Ｚ軸方向の軸心を有するボールネジ１００と、ボールネジ１００と平行に配設された一対のガイドレール１０１と、ボールネジ１００の一端に連結されたモータ１０２と、図示しない内部のナットがボールネジ１００に螺合すると共に側部がガイドレール１０１に摺接する支持部１０３とから構成されている。この切り込み送り手段１０は、モータ１０２に駆動されてボールネジ１００が回動するのに伴い、支持部１０３がガイドレール１０１に案内されてＺ軸方向に摺動して切削手段７をＺ軸方向に移動させる構成となっている。
【００２５】
図４に示すように、スピンドル７０にはマウント７５が装着される。マウント７５は、径方向に突出するフランジ部７５０と、回転軸方向に突出する軸部７５１とから構成され、軸部７５１には雄ねじ部７５１ａが形成されている。
【００２６】
切削ブレード７３は、中心部に貫通孔７３０ａが形成されたリング状の基台７３０と、基台７３０の外周に電着などにより固定され基台７３０から径方向外周側にわずかに突出した切り刃７３１とから構成される。切り刃７３１の厚みは通常数十μｍ程度である。
【００２７】
図５に示すように、基台７３０から径方向外周側に突出した切り刃７３１の突出量を刃先出し量Ｄで表す。なお、図５においてはわかりやすさを優先させるため、刃先出し量Ｄを誇張して描いている。
【００２８】
切削ブレード７３をスピンドル７０に装着する際には、図５に示すように、切り刃７３１側から貫通孔７３０ａをマウント７５の軸部７５１に挿入し、切り刃７３１側をフランジ部７５０の端面７５０ａに押し当てる。そして、ナット７６を雄ねじ部７５１ａに螺着させて締結することにより、切削ブレード７３がマウント７５に固定される。
【００２９】
なお、図示していないが、図４及び図５に示した切削ブレード７３に代えて、切り刃のみからなり基台を備えていない切削ブレードを使用することもできる。この場合は、その切削ブレードを２つのフランジによって挟持することによりスピンドル７０に装着する。この場合も、フランジの外周側に切り刃がわずかに突出する。
【００３０】
（２）載置工程
図６に示すように、発光素子パッケージ基板２は、ドーム状のレンズ２２が下を向くように裏返し、ドーム状のレンズ２２がレンズ収容部４１に収容されるように位置づけて支持領域４に載置する。この状態では裏面２ｂが露出した状態となる。
【００３１】
保持テーブル６の表面６０には上方に突出する複数の位置決め突起６１が形成されており、支持ジグ１のジグ本体３に形成された位置決め孔３２を位置決め突起６１に挿入して保持テーブル６上に支持ジグ１を載置することにより、支持ジグ１を保持テーブル６に固定する。
【００３２】
保持テーブル６の表面６０の中心部には凹部６２が形成されており、その底部６２０には、切削装置５に備えた図示しない吸引源に連通する吸引孔６３が形成されている。支持ジグ１を保持テーブル６に載置して吸引孔６３に吸引力を作用させると、凹部６２に作用する吸引力によって支持ジグ１が吸引保持される。また、凹部６２に作用する吸引力が図２に示した貫通孔４２を介してレンズ収容部４１にも作用するため、レンズ収容部４１に作用する吸引力によって発光素子パッケージ基板２も吸引保持される。
【００３３】
（３）分割工程
このようにして、発光素子パッケージ基板２が支持ジグ１を介して保持テーブル６に保持されると、発光素子パッケージ基板２の表面２ａに形成された分割予定ライン２０が支持領域４に対面して隠れた状態となる。表面２ａが上を向いた状態で発光素子パッケージ基板２が支持領域４に載置されれば、分割予定ライン２０の切削に先立ち、図１に示した撮像７４０によって分割予定ライン２０を撮像してアライメント手段７４によるパターンマッチング等の画像処理によって分割予定ライン２０を検出するが、発光素子パッケージ基板２の裏面２ｂが上を向いて露出した状態では、分割予定ライン２０を検出することはできない。
【００３４】
しかし、支持領域４は発光素子パッケージ基板２よりも大きく形成されており、個々の切り刃進入溝４０も個々の分割予定ライン２０よりも長く形成されているため、発光素子パッケージ基板２を支持領域４に載置し保持した状態においても、図７に示すように、発光素子パッケージ基板２の外側に切り刃進入溝４０の端部が露出している。また、切り刃進入溝４０は、分割予定ライン２０に対応して形成されており、切り刃進入溝４０は分割予定ライン２０の直下に位置している。したがって、図１に示した撮像部７４０は、切り刃進入溝４０を撮像し、アライメント手段７４は、切り刃進入溝４０をパターンマッチング等の画像処理によって検出することにより、間接的に分割予定ライン２０を検出することができる。
【００３５】
こうして分割予定ライン２０が検出されると、分割予定ライン２０のＸ軸方向の延長上に切削ブレード７３を位置づける。そして、切削ブレード７３が高速回転しながら切削手段７が降下するとともに、保持テーブル６がＸ軸方向に移動することにより、発光素子パッケージ基板２の裏面２ｂ側から切削ブレード７３の切り刃７３１を分割予定ライン２０に沿って切り込ませて切削を開始し、切断溝２３を形成する。
【００３６】
このようにして１本の分割予定ライン２０が切削されると、切削ブレード７３がＹ軸方向に割り出し送りされ、分割予定ライン２０が次々と切削される。さらに、同方向の分割予定ライン２０がすべて切削されると、保持テーブル６を９０度回転させてから同様の切削を行うことにより、すべての分割予定ライン２０が縦横に切断されて切断溝２３が形成され、ドーム上のレンズ２２が形成された個々の発光素子デバイスに分割される。
【００３７】
分割予定ライン２０の切削時は、図８に示すように、切削ブレード７３の切り刃７３１が切り刃進入溝４０に収容される程度に切りこむ。発光素子パッケージ基板２の裏面を上に向けて支持領域４に載置したことにより、レンズ２２はレンズ収容部４１に収容されているため、レンズ２２の厚みの影響を受けることなく切削を行うことができる。すなわち、発光素子パッケージ基板２の板厚分だけ切削ブレード７３の切り刃７３１を切り込ませれば、レンズ２２の厚みに関係なく分割予定ライン２０を切断することができるため、レンズ２２を上に向けて切削する場合よりも、図５に示した基台７３０からの切り刃７３１の刃先出し量Ｄを小さくすることができる。具体的には、切り刃７３１の刃先出し量Ｄを０．５ｍｍ程度とすることができる。そして、切り刃７３１の刃先出し量Ｄを０．５ｍｍ程度とすることで、切り刃７３１の厚みを０．１ｍｍと薄くすることができる。したがって、発光素子パッケージ基板２の分割予定ライン２０の幅を狭く形成して切削することができるため、１枚の発光素子パッケージ基板当たりの発光素子の個数を増やすことができる。
【符号の説明】
【００３８】
１:支持ジグ
２：発光素子パッケージ基板
２ａ：表面  ２０：分割予定ライン  ２１：発光素子  ２２：ドーム状のレンズ
２ｂ：裏面
３：ジグ本体  ３０：表面  ３１：裏面  ３２：位置決め孔
４：支持領域
４ａ：表面  ４０：切り刃進入溝  ４１：レンズ収容部
４２：貫通孔
５：切削装置
６：保持テーブル
６０：表面  ６１：位置決め突起  ６２：凹部  ６３：吸引孔
７：切削手段
７０：スピンドル  ７１：ハウジング  ７２：モータ
７３：切削ブレード  ７３０：基台  ７３１：切り刃
７４：アライメント手段  ７４０：撮像部
７５：マウント  ７５０：フランジ部  ７５１：軸部  ７５１ａ：雄ねじ部
８：切削送り手段
８０：ボールネジ  ８１：ガイドレール  ８２：モータ  ８３：スライド部
９：割り出し送り手段
９０：ボールネジ  ９１：ガイドレール  ９２：モータ  ９３：基台
１０：ボールネジ
１００：ボールネジ  １０１：ガイドレール  １０２：モータ  １０３：支持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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