(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-17
(45)【発行日】2024-06-25
(54)【発明の名称】発光装置とその製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 33/58 20100101AFI20240618BHJP
H01L 33/62 20100101ALI20240618BHJP
H01L 33/54 20100101ALI20240618BHJP
H05K 1/02 20060101ALI20240618BHJP
H05K 3/28 20060101ALI20240618BHJP
F21V 19/00 20060101ALI20240618BHJP
F21V 5/00 20180101ALI20240618BHJP
F21V 13/02 20060101ALI20240618BHJP
F21V 17/00 20060101ALI20240618BHJP
F21Y 115/00 20160101ALN20240618BHJP
【ＦＩ】
H01L33/58
H01L33/62
H01L33/54
H05K1/02 J
H05K3/28 C
F21V19/00 150
F21V19/00 170
F21V5/00 510
F21V13/02 400
F21V17/00 200
F21Y115:00
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020211817
(22)【出願日】2020-12-21
(65)【公開番号】P2022098333
(43)【公開日】2022-07-01
【審査請求日】2022-12-26
(73)【特許権者】
【識別番号】000241463
【氏名又は名称】豊田合成株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000648
【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100165962
【弁理士】
【氏名又は名称】一色 昭則
(74)【代理人】
【識別番号】100206357
【弁理士】
【氏名又は名称】角谷 智広
(72)【発明者】
【氏名】武田 重郎
(72)【発明者】
【氏名】下西 正太
(72)【発明者】
【氏名】木村 友
【審査官】百瀬 正之
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１４－１６５１９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－２１６４１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００８－５４１４１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－００４８１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１０２５１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／１１０７１５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０２０／０７９９１５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０２０－１０２５１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０３０５７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－００４５１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０２０／００５８８３４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－０３７２５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０６６７４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２２９３８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／１２９４８６（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ３３／００－３３／６４
Ｈ０５Ｋ １／００－１／０２
Ｈ０５Ｋ ３／２８
Ｆ２１Ｖ １９／００ー１９／０６
Ｆ２１Ｖ ５／００
Ｆ２１Ｖ １３／０２
Ｆ２１Ｖ １７／００ー１７／２０
Ｆ２１Ｙ １１５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、前記基板に実装された発光素子と、
前記発光素子の上のレンズと、
前記基板と前記発光素子の間の隙間を埋めるアンダーフィルと、
を有し、
前記基板は、
第１面と前記第１面の反対側の第２面とを有する基材と、
前記基材の前記第２面の上の回路パターンと、
前記回路パターンを部分的に覆うソルダーレジスト層と、
を有し、
前記レンズは、
前記ソルダーレジスト層と対面する領域の境界の少なくとも一部を構成する外周部を有し、
前記レンズの前記外周部における前記基材の前記第１面から最も遠い位置までの第１距離と前記レンズの前記外周部における前記基材の前記第１面から最も近い位置までの第２距離との差は
０μｍ以上１００μｍ以下であり、
前記アンダーフィルの硬化前における粘度は、前記レンズの硬化前における粘度よりも低く、
前記ソルダーレジスト層は、
第１層と、
前記第１層の上に配置され、前記レンズと接触する第２層と、を有し、
前記第１層の材質は、エポキシ、有機変性シリコーン、フェニルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、メチルシリコーン、またはフッ化シラン系樹脂であり、
前記第２層の材質は、前記第１層よりも前記レンズから剥離させやすい材質であって、メチルシリコーン、ジメチルシリコーン、酸化チタン、アルミナ、または、アルミナもしくはジルコニアを含む白色材料である、
ことを含む発光装置。
【請求項2】
請求項１に記載の発光装置において、前記回路パターンは、
金属層を有し、
前記基材の前記第２面の面積に対する前記回路パターンの前記金属層が占める面積の比が
５０％以上であること
を含む発光装置。
【請求項3】
請求項２に記載の発光装置において、前記回路パターンは、
ベタパターンから絶縁部分を選択的に絶縁したパターンであること
を含む発光装置。
【請求項4】
請求項１または請求項２に記載の発光装置において、前記回路パターンは、
金属層を有し、
前記金属層は、
回路となる回路領域と回路とならない非回路領域とを有し、
前記非回路領域は、
前記回路領域を挟むように配置されていること
を含む発光装置。
【請求項5】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の発光装置において、前記第２層の材質は、メチルシリコーンである、
ことを含む発光装置。
【請求項6】
基板の上にソルダーレジスト層を形成する工程と、前記基板の上に発光素子を実装する工程と、
前記基板と前記発光素子との間の隙間をアンダーフィルで埋める工程と、
前記発光素子の上にレンズの材料を滴下してレンズを形成する工程と、
前記発光素子を通電させることにより前記発光素子の発光状態を検査する工程と、
前記発光状態の光出力が予め定めた閾値に満たない場合に前記レンズおよび前記発光素子を前記基板から除去する工程と、
を有し、
前記ソルダーレジスト層を形成する工程では、
第１層を形成し、前記第１層の上に第２層を形成し、
前記レンズを形成する工程では、
前記第２層の上にレンズの材料を滴下し、
前記アンダーフィルの硬化前における粘度は、前記レンズの硬化前における粘度よりも低く、
前記第１層の材質は、エポキシ、有機変性シリコーン、フェニルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、メチルシリコーン、またはフッ化シラン系樹脂であり、
前記第２層の材質は、前記第１層よりも前記レンズから剥離させやすい材質であって、メチルシリコーンである、
を含む発光装置の製造方法。
【請求項7】
請求項６に記載の発光装置の製造方法において、前記レンズおよび前記発光素子を除去する工程では、
把持部により前記レンズおよび前記発光素子を把持して前記第２層の上から前記レンズおよび前記発光素子を剥がすこと
を含む発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書の技術分野は、発光素子を有する発光装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
発光装置として、例えば、ＬＥＤバックライトモジュールがある。ＬＥＤバックライトモジュールにおいては、基板の上に多数の半導体発光素子が実装され、それぞれの半導体発光素子の上にレンズが形成されることがある。
【0003】
例えば、特許文献１には、レンズの材料である透明樹脂を基板の上に滴下する滴下法が開示されている。特許文献１に記載の技術においては、透明樹脂を基板に滴下する直前までに透明樹脂を硬化温度以下の温度に加熱する（特許文献１の請求項１、段落［００２１］）。これにより、透明樹脂が硬化するまでの時間が短縮され、レンズが基板に広がりすぎることが抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０２０－１０２５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
滴下法により形成されるレンズの形状は、透明樹脂の粘性、透明樹脂が硬化するまでの時間、基板の表面材料と滴下される透明樹脂との間の濡れ性（接触角）、基板の形状等、に依存する。
【0006】
例えば、滴下法によりレンズを形成する基板の形状が複雑であれば、形成されるレンズの形状も不安定となる。すなわち、所望の形状のレンズを形成することが困難である。レンズの形状が安定しなければ、半導体発光素子からの配光にばらつきが出るおそれがある。したがって、均一な形状のレンズを形成することが好ましい。
【0007】
本明細書の技術が解決しようとする課題は、形状が均一なレンズを有する発光装置とその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
第１の態様における発光装置は、基板と、基板に実装された発光素子と、発光素子の上のレンズと、基板と発光素子の間の隙間を埋めるアンダーフィルと、を有する。基板は、第１面と第１面の反対側の第２面とを有する基材と、基材の第２面の上の回路パターンと、前記回路パターンを部分的に覆うソルダーレジスト層と、を有する。レンズは、ソルダーレジスト層と対面する領域の境界の少なくとも一部を構成する外周部を有する。レンズの外周部における基材の第１面から最も遠い位置までの第１距離とレンズの外周部における基材の第１面から最も近い位置までの第２距離との差は０μｍ以上１００μｍ以下である。アンダーフィルの硬化前における粘度は、レンズの硬化前における粘度よりも低い。ソルダーレジスト層は、第１層と、第１層の上に配置され、レンズと接触する第２層と、を有し、第２層は、第１層よりもレンズから剥離させやすい材質である。
【0009】
この発光装置においては、レンズの外周部において、基板からの高さがほぼ均一である。このため、レンズの材料である透明樹脂が発光素子の上に滴下されてから硬化するまでの間に、透明樹脂の表面張力が透明樹脂の表面にほぼ均等にかかる。これにより、好適な形状のレンズを形成することができる。
【発明の効果】
【0010】
本明細書では、形状が均一なレンズを有する発光装置とその製造方法が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】第１の実施形態の発光装置１００の概略構成図である。
【図4】第１の実施形態の発光装置１００のレンズ１４０の形状を説明するための図である。
【図5】第１の実施形態の変形例における回路パターンを示す図（その１）である。
【図6】第１の実施形態の変形例における回路パターンを示す図（その２）である。
【図7】第２の実施形態の発光装置２００の概略構成図である。
【図8】第３の実施形態の発光装置３００の概略構成図である。
【図9】第３の実施形態の素子交換装置１０００の概略構成図である。
【図10】第３の実施形態の素子交換装置１０００の交換部１６００の概略構成図である。
【図11】第３の実施形態の素子交換方法を説明するための図（その１）である。
【図12】第３の実施形態の素子交換方法を説明するための図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、具体的な実施形態について、発光装置および発光装置の製造方法を例に挙げて図を参照しつつ説明する。しかし、本明細書の技術はこれらの実施形態に限定されるものではない。実施形態とは異なる構造を有していても構わない。そして、それぞれの図における各層の厚みの比は、概念的に示したものであり、実際の厚みの比を示しているとは限らない。
【0013】
（第１の実施形態）
１．発光装置
図１は、第１の実施形態の発光装置１００の概略構成図である。発光装置１００は、例えば、バックライト等に用いられる。そのため発光装置１００は、多数の発光素子を有する。図１においては、１個の発光素子の周辺が描かれている。また、図１においては、複数層が重なった状態で描かれている。また、図１においては、発光素子の下の配線がハッチングされた領域として示されている。
１．発光装置
図１は、第１の実施形態の発光装置１００の概略構成図である。発光装置１００は、例えば、バックライト等に用いられる。そのため発光装置１００は、多数の発光素子を有する。図１においては、１個の発光素子の周辺が描かれている。また、図１においては、複数層が重なった状態で描かれている。また、図１においては、発光素子の下の配線がハッチングされた領域として示されている。
【0014】
【0015】
基板１１０は、基材１１１と、回路パターン１１２と、ソルダーレジスト層１１３と、を有する。基材１１１は、基板１１０およびその上に実装される発光素子１３０等を支持する。回路パターン１１２は、発光素子１３０に電力を供給する回路を有する。ソルダーレジスト層１１３は、回路パターン１１２の表面を保護する。
【0016】
基材１１１は、第１面１１１ａと第２面１１１ｂとを有する。第２面１１１ｂは第１面１１１ａの反対側の面である。第１面１１１ａの上には構造体が形成されていない。第２面１１１ｂの上には回路パターン１１２およびソルダーレジスト層１１３が形成されている。
【0017】
回路パターン１１２は基材１１１の第２面１１１ｂの上に形成されている。回路パターン１１２は、多数の配線を有する。つまり、回路パターン１１２は金属層を有する。回路パターン１１２は、例えば、基材１１１の側からＣｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ａｕの順で形成されている。もちろん、金属層の積層構造は上記以外であってもよい。
【0018】
ソルダーレジスト層１１３は回路パターン１１２を部分的に覆っている。ソルダーレジスト層１１３は発光素子１３０を実装する領域を覆っていない。ソルダーレジスト層１１３の材質は、例えば、フッ化シラン系樹脂、メチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、フェニルシリコーン、有機変性シリコーン、エポキシである。
【0019】
半田層１２０は、発光素子１３０を基板１１０に実装するための層である。半田層１２０は、回路パターン１１２の一部と、発光素子１３０の電極とを接合する。このため、発光素子１３０は外部電源から電力の供給を受けることができる。半田層１２０の材質は、もちろん、半田である。例えば、Ａｕ－Ｓｎ半田である。
【0020】
発光素子１３０は、基板１１０に実装された半導体発光素子である。発光素子１３０は電力の供給を受けて発光する。発光素子１３０を実装する領域には、ソルダーレジスト層１１３が形成されていない。図２に示すように、発光素子１３０の形成領域は、凹部Ｕ１が形成されている。凹部Ｕ１では、ソルダーレジスト層１１３で覆われずに回路パターン１１２が部分的に露出している。凹部Ｕ１はソルダーレジスト層１１３に囲まれた領域である。発光素子１３０は回路パターン１１２の部分的な露出部分に半田層１２０により接合されている。
【0021】
レンズ１４０は、発光素子１３０からの光を外部に好適に取り出すための光学部品である。レンズ１４０は、発光素子１３０からの配光を改善する。レンズ１４０は、発光素子１３０の上に位置するとともに発光素子１３０の周囲を覆っている。レンズ１４０は曲面部１４１と外周部１４２とを有する。レンズ１４０は、滴下法により基板１１０および発光素子１３０の上に形成されている。レンズ１４０の材料は透明樹脂である。レンズ１４０の材料は、例えば、フッ化シラン系樹脂、メチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、フェニルシリコーン、有機変性シリコーン、エポキシである。
【0022】
図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ断面を示す図である。図３に示すように、回路パターン１１２は、基材１１１とソルダーレジスト層１１３との間に挟まれている。回路パターン１１２が存在する位置においては、ソルダーレジスト層１１３は、回路パターン１１２の上に形成されている。回路パターン１１２が存在しない位置においては、ソルダーレジスト層１１３は、基材１１１の上に形成されている。
【0023】
２．基板の表面形状と液滴の表面張力との間の関係
基板１１０のソルダーレジスト層１１３は、レンズ１４０と接触している。レンズ１４０は滴下法により形成されているため、レンズ１４０の形状は、レンズ１４０との接触面であるソルダーレジスト層１１３の形状の影響を受ける。
基板１１０のソルダーレジスト層１１３は、レンズ１４０と接触している。レンズ１４０は滴下法により形成されているため、レンズ１４０の形状は、レンズ１４０との接触面であるソルダーレジスト層１１３の形状の影響を受ける。
【0024】
図４は、第１の実施形態の発光装置１００のレンズ１４０の形状を説明するための図である。ただし、発光素子１３０は省略されている。外周部１４２は、レンズ１４０のうち基板１１０と対面する領域のうちの外縁に位置するとともに、円周に近い形状の領域である。外周部１４２は、レンズ１４０の全周にわたって存在するほぼ円形の領域である。レンズ１４０の外周部１４２は、ソルダーレジスト層１１３または回路パターン１１２または基材１１１と接触している。また、外周部１４２のうちでも、基板１１０に対して高い位置と低い位置とが存在する。
【0025】
箇所１４２ａは、基材１１１の第１面１１１ａから最も遠い位置に位置する外周部１４２上の点である。箇所１４２ａはソルダーレジスト層１１３の上に位置している。
【0026】
箇所１４２ｂは、基材１１１の第１面１１１ａから最も近い位置に位置する外周部１４２上の点である。箇所１４２ｂは基材１１１または回路パターン１１２の上に位置している。
【0027】
ここで、距離Ｈ１は、箇所１４２ａと箇所１４２ｂとの間の距離である。つまり、距離Ｈ１は、基材１１１の第１面１１１ａから最も遠い位置に位置する外周部１４２の箇所１４２ａと基材１１１の第１面１１１ａから最も近い位置に位置する外周部１４２の箇所１４２ｂとの間の基板１１０の厚み方向の距離である。
【0028】
ここで、距離Ｈ１が大きいほど、外周部１４２上の箇所１４２ａより上方の位置の箇所１４１ａと、外周部１４２上の箇所１４２ｂより上方の位置の箇所１４１ｂと、の間で、表面張力の加わり方が異なる。つまり、距離Ｈ１が大きいほど、レンズ１４０は変形する傾向にある。
【0029】
したがって、距離Ｈ１を小さくすることが好ましい。なお、レンズ１４０の形状のうち、基板１１０に接触している領域はレンズ１４０のドーム形状にほとんど影響しない。
【0030】
３．レンズ
図３に示すように、レンズ１４０とソルダーレジスト層１１３とは、ある接触角θをなしている。接触角θはレンズ１４０の外周部１４２におけるレンズ１４０とソルダーレジスト層１１３とがなす角の角度である。ここで、接触角θが大きいほど、レンズ１４０の径に対するレンズ１４０の高さが高い傾向にある。
図３に示すように、レンズ１４０とソルダーレジスト層１１３とは、ある接触角θをなしている。接触角θはレンズ１４０の外周部１４２におけるレンズ１４０とソルダーレジスト層１１３とがなす角の角度である。ここで、接触角θが大きいほど、レンズ１４０の径に対するレンズ１４０の高さが高い傾向にある。
【0031】
レンズ１４０の表面１４１は、回転放物面または回転放物面に近い曲面を有する。発光装置１００は、レンズ１４０の表面から好適な配光の光を発する。
【0032】
レンズ１４０は、ソルダーレジスト層１１３と対面する領域の境界の少なくとも一部を構成する外周部１４２を有する。距離Ｈ１は０μｍ以上１００μｍ以下である。すなわち、レンズ１４０の外周部１４２における基材１１１の第１面１１１ａから最も遠い位置までの第１距離とレンズ１４０の外周部１４２における基材１１１の第１面１１１ａから最も近い位置までの第２距離との差は０μｍ以上１００μｍ以下である。好ましくは、５μｍ以上５０μｍ以下である。より好ましくは、１０μｍ以上３０μｍ以下である。なお、この距離Ｈ１は、ソルダーレジスト層１１３の高さと一致する場合もあれば、回路パターン１１２とソルダーレジスト層１１３との合計の高さと一致する場合もある。または、ソルダーレジスト層１１３の高さと回路パターン１１２の高さとの差の場合もある。また、設計次第では、その他の場合もある。
【0033】
４．レンズの形成方法
滴下法によりレンズ１４０を形成する。
滴下法によりレンズ１４０を形成する。
【0034】
４－１．材料
レンズ１４０の原材料である透明樹脂は、耐光性の観点からシリコーン樹脂であるとよい。シリコーン樹脂として、例えば、有機変性シリコーン、フェニルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、メチルシリコーン、フッ化シラン系樹脂が挙げられる。ソルダーレジスト層１１３とレンズ１４０との間の接触角を大きくするために、滴下するシリコーン樹脂の表面自由エネルギーが大きいほどよい。表面自由エネルギーは、エポキシ、有機変性シリコーン、フェニルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、メチルシリコーン、フッ化シラン系樹脂の順に高い。このため、レンズ１４０の透明樹脂として、有機変性シリコーン、フェニルシリコーンが好ましい。
レンズ１４０の原材料である透明樹脂は、耐光性の観点からシリコーン樹脂であるとよい。シリコーン樹脂として、例えば、有機変性シリコーン、フェニルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、メチルシリコーン、フッ化シラン系樹脂が挙げられる。ソルダーレジスト層１１３とレンズ１４０との間の接触角を大きくするために、滴下するシリコーン樹脂の表面自由エネルギーが大きいほどよい。表面自由エネルギーは、エポキシ、有機変性シリコーン、フェニルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、メチルシリコーン、フッ化シラン系樹脂の順に高い。このため、レンズ１４０の透明樹脂として、有機変性シリコーン、フェニルシリコーンが好ましい。
【0035】
４－２．滴下工程
原材料である透明樹脂を溶融状態で基板１１０に向かって吐出する。吐出する箇所は、発光素子１３０の上である。透明樹脂は発光素子１３０の周囲を覆う。滴下された透明樹脂は、ドーム状である。透明樹脂の表面張力により透明樹脂は球形に近い形状をとろうとする。また、透明樹脂を吐出する間際まで透明樹脂をある程度加熱しておくとよい。その際の透明樹脂の温度はもちろん、硬化温度未満の温度である。例えば、透明樹脂の硬化温度が７０℃以上１００℃以下の場合には、吐出する際の透明樹脂の温度は４０℃以上６０℃以下である。基板１１０に供給されてから透明樹脂が硬化するまでの時間が短縮されるからである。
原材料である透明樹脂を溶融状態で基板１１０に向かって吐出する。吐出する箇所は、発光素子１３０の上である。透明樹脂は発光素子１３０の周囲を覆う。滴下された透明樹脂は、ドーム状である。透明樹脂の表面張力により透明樹脂は球形に近い形状をとろうとする。また、透明樹脂を吐出する間際まで透明樹脂をある程度加熱しておくとよい。その際の透明樹脂の温度はもちろん、硬化温度未満の温度である。例えば、透明樹脂の硬化温度が７０℃以上１００℃以下の場合には、吐出する際の透明樹脂の温度は４０℃以上６０℃以下である。基板１１０に供給されてから透明樹脂が硬化するまでの時間が短縮されるからである。
【0036】
４－３．硬化工程
基板１１０は透明樹脂の硬化温度以上に加熱されている。このため、滴下された透明樹脂は基板１１０により加熱されて硬化する。これにより、回転放物面またはそれに近い形状を有するレンズ１４０が形成される。
基板１１０は透明樹脂の硬化温度以上に加熱されている。このため、滴下された透明樹脂は基板１１０により加熱されて硬化する。これにより、回転放物面またはそれに近い形状を有するレンズ１４０が形成される。
【0037】
５．発光装置の製造方法
５－１．基板準備工程
基材１１１の上に回路パターン１１２およびソルダーレジスト層１１３が形成された基板１１０を準備する。または、基材１１１の上に、所望の回路パターン１１２およびソルダーレジスト層１１３を形成してもよい。
５－１．基板準備工程
基材１１１の上に回路パターン１１２およびソルダーレジスト層１１３が形成された基板１１０を準備する。または、基材１１１の上に、所望の回路パターン１１２およびソルダーレジスト層１１３を形成してもよい。
【0038】
５－２．発光素子実装工程
発光素子１３０を基板１１０に実装する。例えば、リフローにより発光素子１３０を基板１１０に半田接合する。
発光素子１３０を基板１１０に実装する。例えば、リフローにより発光素子１３０を基板１１０に半田接合する。
【0039】
５－３．レンズ形成工程
前述したレンズの形成方法により、基板１１０の上に透明樹脂を吐出しレンズ１４０を形成する。レンズ１４０は発光素子１３０の周囲を覆う。
前述したレンズの形成方法により、基板１１０の上に透明樹脂を吐出しレンズ１４０を形成する。レンズ１４０は発光素子１３０の周囲を覆う。
【0040】
６．第１の実施形態の効果
第１の実施形態の発光装置１００においては、レンズ１４０の外周部１４２の全周にわたってほとんど段差がない。このため、滴下法により形成されるレンズ１４０の形状は安定しており、発光装置１００に実装される発光素子１３０ごとの配光のばらつきが小さい。
第１の実施形態の発光装置１００においては、レンズ１４０の外周部１４２の全周にわたってほとんど段差がない。このため、滴下法により形成されるレンズ１４０の形状は安定しており、発光装置１００に実装される発光素子１３０ごとの配光のばらつきが小さい。
【0041】
７．変形例
７－１．回路パターン
図５は、第１の実施形態の変形例における回路パターンを示す図（その１）である。回路パターンは、金属層ＰＴ１と金属層ＰＴ２と金属層ＰＴ３とを有する。金属層ＰＴ１は、実際の回路となる回路領域である。金属層ＰＴ２、ＰＴ３は、回路とならない非回路領域である。非回路領域は、発光素子１３０の点灯時であっても電流が流れない領域である。すなわち、外部電源と導通していない領域である。回路領域と非回路領域とは接触していない。金属層ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３は、同一工程により形成された層である。このため、これらの金属層ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３の積層構造は、同じである。金属層ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３は別工程により形成してもよいが、同一工程により形成することで工程数を削減できる。金属層ＰＴ２、ＰＴ３は、レンズ１４０の外周部１４２の段差を小さくするために配置されている。この場合であっても、レンズ１４０の外周部１４２の段差を小さくすることができる。
７－１．回路パターン
図５は、第１の実施形態の変形例における回路パターンを示す図（その１）である。回路パターンは、金属層ＰＴ１と金属層ＰＴ２と金属層ＰＴ３とを有する。金属層ＰＴ１は、実際の回路となる回路領域である。金属層ＰＴ２、ＰＴ３は、回路とならない非回路領域である。非回路領域は、発光素子１３０の点灯時であっても電流が流れない領域である。すなわち、外部電源と導通していない領域である。回路領域と非回路領域とは接触していない。金属層ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３は、同一工程により形成された層である。このため、これらの金属層ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３の積層構造は、同じである。金属層ＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３は別工程により形成してもよいが、同一工程により形成することで工程数を削減できる。金属層ＰＴ２、ＰＴ３は、レンズ１４０の外周部１４２の段差を小さくするために配置されている。この場合であっても、レンズ１４０の外周部１４２の段差を小さくすることができる。
【0042】
このように、非回路領域の金属層ＰＴ２、ＰＴ３が、回路領域の金属層ＰＴ１を両側から挟むように配置されている。非回路領域の金属層ＰＴ２、ＰＴ３は、扇形に近い形状をしている。もちろん、矩形形状であってもよい。レンズ１４０の外周部１４２を含む形状であれば、その他の形状であってもよい。
【0043】
７－２．ベタパターン
図６は、第１の実施形態の変形例における回路パターンを示す図（その２）である。回路パターンは、基材１１１の第２面１１１ｂのほぼ全面に形成されている。回路パターンは、ベタパターンから絶縁部分を選択的に絶縁したパターンである。つまり、絶縁する必要がある領域のみ絶縁し、その他の金属層は互いにつながっている。この場合に、レンズ１４０の外周部１４２の周囲の段差はほとんどない。このように、レンズ１４０の外周部１４２の周囲の段差をほとんどなくすために、ベタパターンを用いるとよい。
図６は、第１の実施形態の変形例における回路パターンを示す図（その２）である。回路パターンは、基材１１１の第２面１１１ｂのほぼ全面に形成されている。回路パターンは、ベタパターンから絶縁部分を選択的に絶縁したパターンである。つまり、絶縁する必要がある領域のみ絶縁し、その他の金属層は互いにつながっている。この場合に、レンズ１４０の外周部１４２の周囲の段差はほとんどない。このように、レンズ１４０の外周部１４２の周囲の段差をほとんどなくすために、ベタパターンを用いるとよい。
【0044】
図６においては、絶縁領域Ｉ１、Ｉ２が、金属層ＰＴ４、ＰＴ５を区画している。絶縁領域Ｉ１、Ｉ２は、金属層を形成されていない領域である。素子配置領域ＣＨ１は、発光素子１３０を実装する領域である。
【0045】
７－３．面積比
図６のように、ベタパターンに近い形状にしなくても、回路パターン１１２に占める金属層の面積を広くとることにより同様の効果を得ることができる。前述のように、回路パターン１１２は、金属層を有する。基材１１１の第２面１１１ｂの面積に対する回路パターン１１２の金属層が占める面積の比が５０％以上であるとよい。この面積比は、好ましくは、７０％以上である。より好ましくは８０％以上である。面積比は、現実的には、９９％以下である。
図６のように、ベタパターンに近い形状にしなくても、回路パターン１１２に占める金属層の面積を広くとることにより同様の効果を得ることができる。前述のように、回路パターン１１２は、金属層を有する。基材１１１の第２面１１１ｂの面積に対する回路パターン１１２の金属層が占める面積の比が５０％以上であるとよい。この面積比は、好ましくは、７０％以上である。より好ましくは８０％以上である。面積比は、現実的には、９９％以下である。
【0046】
７－４．検査工程
発光素子１３０を実装してからレンズ１４０を形成するまでの間に、基板１１０に実装された発光素子１３０が通電により点灯するか否かを検査してもよい。
発光素子１３０を実装してからレンズ１４０を形成するまでの間に、基板１１０に実装された発光素子１３０が通電により点灯するか否かを検査してもよい。
【0047】
７－５．組み合わせ
上記の変形例を自由に組み合わせてもよい。
上記の変形例を自由に組み合わせてもよい。
【0048】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態の発光装置２００の概略構成図である。発光装置２００は、基板１１０と、半田層１２０と、発光素子１３０と、レンズ１４０と、アンダーフィル２５０と、を有する。
図７は、第２の実施形態の発光装置２００の概略構成図である。発光装置２００は、基板１１０と、半田層１２０と、発光素子１３０と、レンズ１４０と、アンダーフィル２５０と、を有する。
【0049】
アンダーフィル２５０は、レンズ１４０の透明樹脂と同じ材料である。ただし、アンダーフィル２５０の硬化前の樹脂の粘度はレンズ１４０の効果前の樹脂の粘度よりも低い。アンダーフィル２５０の材料として、例えば、有機変性シリコーン、フェニルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、メチルシリコーン、フッ化シラン系樹脂が挙げられる。
【0050】
２．発光装置の製造方法
第２の実施形態の発光装置の製造方法は、アンダーフィル２５０を基板１１０に供給するアンダーフィル供給工程を有する。それ以外の工程は第１の実施形態と同様である。したがって、アンダーフィル供給工程を中心に説明する。
第２の実施形態の発光装置の製造方法は、アンダーフィル２５０を基板１１０に供給するアンダーフィル供給工程を有する。それ以外の工程は第１の実施形態と同様である。したがって、アンダーフィル供給工程を中心に説明する。
【0051】
２－１．発光素子実装工程
基板１１０を準備する。準備した基板１１０に発光素子１３０を実装する。
基板１１０を準備する。準備した基板１１０に発光素子１３０を実装する。
【0052】
２－２．アンダーフィル供給工程
原材料である透明樹脂を凹部Ｕ１の上であって発光素子１３０が存在しない領域に滴下する（図１参照）。このとき基板１１０は加熱されている。アンダーフィル２５０となる透明樹脂は基材１１１または回路パターン１１２の上に滴下して基板１１０から加熱されながら広がる。これにより、アンダーフィル２５０が発光素子１３０と基板１１０との間の隙間を埋める。
原材料である透明樹脂を凹部Ｕ１の上であって発光素子１３０が存在しない領域に滴下する（図１参照）。このとき基板１１０は加熱されている。アンダーフィル２５０となる透明樹脂は基材１１１または回路パターン１１２の上に滴下して基板１１０から加熱されながら広がる。これにより、アンダーフィル２５０が発光素子１３０と基板１１０との間の隙間を埋める。
【0053】
２－３．レンズ形成工程
アンダーフィル２５０が基板１１０と発光素子１３０との間の隙間を埋めてから、発光素子１３０の上にレンズ１４０を形成する。その際には滴下法を用いればよい。
アンダーフィル２５０が基板１１０と発光素子１３０との間の隙間を埋めてから、発光素子１３０の上にレンズ１４０を形成する。その際には滴下法を用いればよい。
【0054】
２－４．その他の工程
また、その他の工程を実施してもよい。
また、その他の工程を実施してもよい。
【0055】
３．第２の実施形態の効果
第２の実施形態では、アンダーフィル２５０が発光素子１３０と基板１１０との間の隙間を好適に埋める。このため、発光素子１３０と基板１１０との間に気泡がほとんど発生しない。これにより、発光装置２００の光学特性は改善されている。
第２の実施形態では、アンダーフィル２５０が発光素子１３０と基板１１０との間の隙間を好適に埋める。このため、発光素子１３０と基板１１０との間に気泡がほとんど発生しない。これにより、発光装置２００の光学特性は改善されている。
【0056】
４．変形例
４－１．アンダーフィルの材料
アンダーフィル２５０の材料はレンズ１４０の材料と異なっていてもよい。ただし、アンダーフィル２５０の硬化前の樹脂の粘度はレンズ１４０の効果前の樹脂の粘度よりも低いことが好ましい。
４－１．アンダーフィルの材料
アンダーフィル２５０の材料はレンズ１４０の材料と異なっていてもよい。ただし、アンダーフィル２５０の硬化前の樹脂の粘度はレンズ１４０の効果前の樹脂の粘度よりも低いことが好ましい。
【0057】
４－２．基板加熱工程
アンダーフィル２５０の材料である透明樹脂を基板１１０に滴下する際に、基板１１０を加熱しなくてもよい。アンダーフィル２５０を形成するすべての箇所に透明樹脂を供給し終わった後に、基板１１０を加熱する基板加熱工程を一度に実施してもよい。これにより、凹部Ｕ１に供給した透明樹脂はほぼ同時に硬化されてアンダーフィル２５０となる。透明樹脂の粘性および凹部Ｕ１の広さに応じて透明樹脂を硬化させるタイミングを使い分けることができる。
アンダーフィル２５０の材料である透明樹脂を基板１１０に滴下する際に、基板１１０を加熱しなくてもよい。アンダーフィル２５０を形成するすべての箇所に透明樹脂を供給し終わった後に、基板１１０を加熱する基板加熱工程を一度に実施してもよい。これにより、凹部Ｕ１に供給した透明樹脂はほぼ同時に硬化されてアンダーフィル２５０となる。透明樹脂の粘性および凹部Ｕ１の広さに応じて透明樹脂を硬化させるタイミングを使い分けることができる。
【0058】
４－３．組み合わせ
上記の変形例を自由に組み合わせてもよい。
上記の変形例を自由に組み合わせてもよい。
【0059】
（第３の実施形態）
図８は、第３の実施形態の発光装置３００の概略構成図である。発光装置３００は、基板３１０と、半田層１２０と、発光素子１３０と、レンズ１４０と、を有する。
図８は、第３の実施形態の発光装置３００の概略構成図である。発光装置３００は、基板３１０と、半田層１２０と、発光素子１３０と、レンズ１４０と、を有する。
【0060】
基板３１０は、基材１１１と、回路パターン１１２と、ソルダーレジスト層３１３と、を有する。ソルダーレジスト層３１３は、第１層３１３ａと第２層３１３ｂとを有する。第１層３１３ａは回路パターン１１２の上に配置されている。第２層３１３ｂは第１層３１３ａの上に配置されている。
【0061】
レンズ１４０は第２層３１３ｂの上に接触して形成されている。レンズ１４０の外周部１４２は、第２層３１３ｂと接触しており、第１層３１３ａとは接触していない。
【0062】
第１層３１３ａの材質は、第１の実施形態のソルダーレジスト層１１３と同様である。ただし、レンズ１４０の外周部１４２は第１層３１３ａとは接触しないので、レンズ１４０と第１層３１３ａとの間の接触角については考慮しなくてよい。第１層３１３ａの材質は、例えば、エポキシ、有機変性シリコーン、フェニルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、メチルシリコーン、フッ化シラン系樹脂である。
【0063】
第２層３１３ｂは、レンズ１４０と接触している。もちろん、第２層３１３ｂは、レンズ１４０の外周部１４２と接触している。第２層３１３ｂの材質は、例えば、メチルシリコーンである。
【0064】
第２層３１３ｂは、レンズ１４０から剥離させやすい材質である。このため、後述するように、実装済みの不良の発光素子１３０を選択的に取り外して、新たな良品の発光素子１３０を取り付けることができる。
【0065】
２．素子交換装置（リワーク装置）
図９は、第３の実施形態の素子交換装置１０００の概略構成図である。素子交換装置１０００は、ベース１１００と、筐体１２００と、基板移動部１３００と、ヒーター１４００と、ヘッド部１５００と、交換部１６００と、を有する。
図９は、第３の実施形態の素子交換装置１０００の概略構成図である。素子交換装置１０００は、ベース１１００と、筐体１２００と、基板移動部１３００と、ヒーター１４００と、ヘッド部１５００と、交換部１６００と、を有する。
【0066】
基板移動部１３００は、基板保持部１３１０を有する。基板保持部１３１０は、基板１１０を保持することができる。基板移動部１３００は、基板１１０を保持しつつ基板１１０の板面に平行な方向（ＸＹ平面）を移動することができるようになっている。
【0067】
ヒーター１４００は、基板保持部１３１０に保持されている基板１１０を加熱する。これにより半田が溶融し、発光素子１３０を取り外すことができる。
【0068】
ヘッド部１５００は、基板１１０の板面に垂直な方向（Ｚ軸方向）に移動することができる。ヘッド部１５００は、交換部１６００を連結する連結部１５１０を有する。
【0069】
図１０は、第３の実施形態の素子交換装置１０００の交換部１６００の概略構成図である。交換部１６００は、基体１６１０と爪１６２０と固定部１６３０とを有する。爪１６２０は先端部１６２１を有する把持部である。爪１６２０は、２つある。２つの爪１６２０は内側に折れ曲がっている。つまり、２つの爪１６２０は、基体１６１０から離れるにしたがって近づく形状を有する。
【0070】
交換部１６００は基板１１０に向かって移動する。爪１６２０が基板１１０に押し付けられると、爪１６２０は基板１１０から内側に向かう力を受けて内側に折れ曲がる。これにより、爪１６２０は発光素子１３０を把持することができる。すなわち、交換部１６００はレンズ１４０および発光素子１３０をつまんで基板１１０から取り外すことができる。
【0071】
３．素子交換方法
第３の実施形態では、実装後に点灯不良等が判明した発光素子１３０を基板１１０から取り外し、新たな発光素子１３０を基板１１０に実装する。
第３の実施形態では、実装後に点灯不良等が判明した発光素子１３０を基板１１０から取り外し、新たな発光素子１３０を基板１１０に実装する。
【0072】
【0073】
次に、図１１（ｂ）に示すように、爪１６２０を内側に摺動させることにより爪１６２０の先端部１６２１をレンズ１４０および発光素子１３０と基板１１０との間に差し入れる。そして、交換部１６００がレンズ１４０および発光素子１３０を取り外す。すなわち、爪１６２０によりレンズ１４０および発光素子１３０を把持して第２層３１３ｂの上からレンズ１４０および発光素子１３０を剥がす。
【0074】
図１１（ｃ）は、発光素子１３０を除去後の基板１１０を示している。この段階では、レンズ１４０の残渣Ｒ１ａ、Ｒ１ｂが基板１１０の上に残留している。
【0075】
図１１（ｄ）に示すように、基板１１０の上面を吸引等することにより、レンズ１４０の残渣Ｒ１ａ、Ｒ１ｂを除去することができる。その際に、半田を溶融させるとよい。
【0076】
図１２（ａ）に示すように、半田を供給する。
【0077】
図１２（ｂ）に示すように、半田の上に新たな発光素子１３０を載置する。そして、例えば、リフローにより発光素子１３０を基板１１０に半田付けする。
【0078】
図１２（ｃ）に示すように、発光素子１３０を覆うようにレンズ１４０を形成する。この際に滴下法を用いればよい。
【0079】
４．発光装置の製造方法
この発光装置３００の製造方法は、基板の上にソルダーレジスト層を形成する工程と、基板の上に発光素子を実装する工程と、発光素子の上にレンズの材料を滴下してレンズを形成する工程と、発光素子を通電させることにより発光素子の発光状態を検査する工程と、発光状態の光出力が予め定めた閾値に満たない場合にレンズおよび発光素子を基板から除去する工程と、を有する。
この発光装置３００の製造方法は、基板の上にソルダーレジスト層を形成する工程と、基板の上に発光素子を実装する工程と、発光素子の上にレンズの材料を滴下してレンズを形成する工程と、発光素子を通電させることにより発光素子の発光状態を検査する工程と、発光状態の光出力が予め定めた閾値に満たない場合にレンズおよび発光素子を基板から除去する工程と、を有する。
【0080】
ソルダーレジスト層を形成する工程では、メチルシリコーン層を形成する。
【0081】
レンズを形成する工程では、メチルシリコーン層の上にレンズの材料を滴下する。
【0082】
５．第３の実施形態の効果
ソルダーレジスト層３１３の第２層３１３ｂの材質が、メチルシリコーンである。第２層３１３ｂは、レンズ１４０と接触している。このため、レンズ１４０と第２層３１３ｂとの間の接触角は十分に大きい。また、爪１６２０によりレンズ１４０と基板１１０とを剥がす際に、レンズ１４０および発光素子１３０が剥がれやすい。このため、レンズ１４０と基板１１０とを剥がした後に、レンズ１４０の材料が第２層３１３ｂの上に残留しにくい。
ソルダーレジスト層３１３の第２層３１３ｂの材質が、メチルシリコーンである。第２層３１３ｂは、レンズ１４０と接触している。このため、レンズ１４０と第２層３１３ｂとの間の接触角は十分に大きい。また、爪１６２０によりレンズ１４０と基板１１０とを剥がす際に、レンズ１４０および発光素子１３０が剥がれやすい。このため、レンズ１４０と基板１１０とを剥がした後に、レンズ１４０の材料が第２層３１３ｂの上に残留しにくい。
【0083】
６．変形例
６－１．半田の溶融
素子交換装置１０００の爪１６２０がレンズ１４０および発光素子１３０を挟みこむ前に半田を溶融させてもよい。レンズ１４０および発光素子１３０を好適に除去できることに変わりないからである。
６－１．半田の溶融
素子交換装置１０００の爪１６２０がレンズ１４０および発光素子１３０を挟みこむ前に半田を溶融させてもよい。レンズ１４０および発光素子１３０を好適に除去できることに変わりないからである。
【0084】
６－２．第２層
ソルダーレジスト層３１３の第２層３１３ｂの材質は、メチルシリコーンの代わりにジメチルシリコーン、酸化チタン、アルミナ、アルミナまたはジルコニア等が含まれた白色材料であってもよい。
ソルダーレジスト層３１３の第２層３１３ｂの材質は、メチルシリコーンの代わりにジメチルシリコーン、酸化チタン、アルミナ、アルミナまたはジルコニア等が含まれた白色材料であってもよい。
【0085】
６－３．組み合わせ
上記の変形例を自由に組み合わせてもよい。
上記の変形例を自由に組み合わせてもよい。
【0086】
（実施形態の組み合わせ）
第１の実施形態から第３の実施形態までを変形例を含めて互いに組み合わせてよい場合がある。
第１の実施形態から第３の実施形態までを変形例を含めて互いに組み合わせてよい場合がある。
【0087】
（付記）
第１の態様における発光装置は、基板と、基板に実装された発光素子と、発光素子の上のレンズと、を有する。基板は、第１面と第１面の反対側の第２面とを有する基材と、基材の第２面の上の回路パターンと、回路パターンを部分的に覆うソルダーレジスト層と、を有する。レンズは、ソルダーレジスト層と対面する領域の境界の少なくとも一部を構成する外周部を有する。レンズの外周部における基材の第１面から最も遠い位置までの第１距離とレンズの外周部における基材の第１面から最も近い位置までの第２距離との差は０μｍ以上１００μｍ以下である。
第１の態様における発光装置は、基板と、基板に実装された発光素子と、発光素子の上のレンズと、を有する。基板は、第１面と第１面の反対側の第２面とを有する基材と、基材の第２面の上の回路パターンと、回路パターンを部分的に覆うソルダーレジスト層と、を有する。レンズは、ソルダーレジスト層と対面する領域の境界の少なくとも一部を構成する外周部を有する。レンズの外周部における基材の第１面から最も遠い位置までの第１距離とレンズの外周部における基材の第１面から最も近い位置までの第２距離との差は０μｍ以上１００μｍ以下である。
【0088】
第２の態様における発光装置においては、回路パターンは、金属層を有する。基材の第２面の面積に対する回路パターンの金属層が占める面積の比が５０％以上である。
【0089】
第３の態様における発光装置においては、回路パターンは、ベタパターンから絶縁部分を選択的に絶縁したパターンである。
【0090】
第４の態様における発光装置においては、回路パターンは、金属層を有する。金属層は、回路となる回路領域と回路とならない非回路領域とを有する。非回路領域は、回路領域を挟むように配置されている。
【0091】
第５の態様における発光装置においては、ソルダーレジスト層は、メチルシリコーン層を有する。メチルシリコーン層はレンズと接触している。
【0092】
第６の態様における発光装置の製造方法は、基板の上にソルダーレジスト層を形成する工程と、基板の上に発光素子を実装する工程と、発光素子の上にレンズの材料を滴下してレンズを形成する工程と、発光素子を通電させることにより発光素子の発光状態を検査する工程と、発光状態の光出力が予め定めた閾値に満たない場合にレンズおよび発光素子を基板から除去する工程と、を有する。ソルダーレジスト層を形成する工程では、メチルシリコーン層を形成する。レンズを形成する工程では、メチルシリコーン層の上にレンズの材料を滴下する。
【0093】
第７の態様における発光装置の製造方法においては、レンズおよび発光素子を除去する工程では、把持部によりレンズおよび発光素子を把持してメチルシリコーン層の上からレンズおよび発光素子を剥がす。
【符号の説明】
【0094】
１００…発光装置
１１０…基板
１２０…半田層
１３０…発光素子
１４０…レンズ
１０００…素子交換装置
１１００…ベース
１２００…筐体
１３００…基板移動部
１４００…ヒーター
１５００…ヘッド部
１６００…交換部
１１０…基板
１２０…半田層
１３０…発光素子
１４０…レンズ
１０００…素子交換装置
１１００…ベース
１２００…筐体
１３００…基板移動部
１４００…ヒーター
１５００…ヘッド部
１６００…交換部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】