レンズアレイシート及びそれのダイシング方法
【課題】寸法安定性が良く正確にダイシングできる構造を有し、ダイシングすべき位置が正確に表示されており、ダイシングした個別片毎に光源の中央へレンズを均一に配設することができ、均質なレンズの個別片が歩留まり良く簡便に製造できるレンズアレイシート、及びそれからレンズの個別片を得るダイシング方法を提供する。
【解決手段】レンズアレイシート１は、縦横夫々に列をなして等間隔に並んだ複数のレンズ４が、透明樹脂基材２の少なくとも何れかの面側に設けられており、複数のレンズ４よりなる列の横列同士間と縦列同士間とを各々の中央でダイシングすべき格子状のライン８上に、その端部を明示するマーカー３ａ〜ｄが、形成されている。レンズアレイのダイシング方法は、レンズアレイ１を作製する工程、それを固定する工程、マーカー３ａ〜ｄを認識しそれを基準にして、ライン８の上をダイシングする工程、レンズの個別片７を取り上げる工程を有する。
【解決手段】レンズアレイシート１は、縦横夫々に列をなして等間隔に並んだ複数のレンズ４が、透明樹脂基材２の少なくとも何れかの面側に設けられており、複数のレンズ４よりなる列の横列同士間と縦列同士間とを各々の中央でダイシングすべき格子状のライン８上に、その端部を明示するマーカー３ａ〜ｄが、形成されている。レンズアレイのダイシング方法は、レンズアレイ１を作製する工程、それを固定する工程、マーカー３ａ〜ｄを認識しそれを基準にして、ライン８の上をダイシングする工程、レンズの個別片７を取り上げる工程を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）に装着されるレンズを一挙に多数製造する際に用いられるレンズアレイシート、及びそれからレンズを得るためにダイシングする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードは、電圧を印加すると発光する半導体素子の一種である。その発光ダイオードからの光を集束又は拡散させるレンズが、発光ダイオードやそれをパッケージングしたデバイスの出射方向の前面に、装着される。
【０００３】
数ｍｍ程度の発光ダイオードに装着されるこのレンズは、極めて小さく個別に成形し難い。そのため、図８のように、透明樹脂基材３２上で縦横夫々に列をなして等間隔に多数並んだレンズ３４が設けられた四角いレンズアレイシート３１を用いて、製造される。通常、金型内で成形したレンズアレイシート３１の隣り合う端辺３９ａ・３９ｂを、Ｌ字型のガイド４２に押し当てて位置決めしてから、スリッター３５で、所定の位置からダイシングを開始し、等間隔の格子状にダイシングして、レンズの個別片３７の多数を、一挙に得る。
【０００４】
この場合、ダイシングの位置をプログラムして、何回かダイシングを繰り返す過程で、一回ごとのダイシングのずれが段々大きくなることがある。また、レンズアレイシート３１は、成形時の温度のばらつきによる膨張・収縮の不均一や、形状に由来する厚さ又は成分、濃度のばらつきによる不均質のせいで、ロット間でわずかにシートの端面の形状に違いが生じ、折角正確に位置決めできても、所期の間隔でダイシングを繰り返すと、ダイシングすべきライン３８上から次第に外れてダイシングされてしまう結果、ロット間で、また同一ロットでも得られた個別片３７はレンズ３４が不均一にずれて形成されてしまう。
【０００５】
また、レンズアレイシート３１は、片面にレンズを有する表裏非対称面のシートであるので、成形時の温度の加熱・冷却の過程で、内部歪みが発生し、それが原因で、成形後に反り返りが生じる。その結果、その端辺３９ａ・３９ｂが真直ぐにならず、端辺３９ａ・３９ｂ近傍での歪み４０ａ・４０ｂを生じたり、中央が椀状に反ってしまったりする。そのため、正確に位置決めできず、レンズアレイシート３１とガイド４２との間に隙間４１を生じ、所期間隔でダイシングしても、ダイシングすべきライン３８上から外れてしまったり、シート面に対し切断面が直角にダイシングできなかったりする。その結果、得られた個別片３７は、その中央からレンズ３４がずれて形成されたり、端面に直角が形成されなかったりする。
【０００６】
特許文献１に、複数の光学レンズが一体的に設けられ、光学レンズを設置する鏡筒の軸心と光学レンズの光軸との相対位置が把握されたマークが付されたレンズ成形体を、マークから演算される切断線に沿って、各光学レンズ毎にダイシングされて、複数の光学レンズを得る光学レンズの製造方法が開示されている。このような製造方法は、マークを基準に、ダイシングラインを演算するので、上記のごとくシート端面を基準にするよりは幾分かは正確である。しかしながら、基準のマークとダイシングすべき位置は演算によるものなので、演算されたラインと、実際にダイシングするラインとの間で公差を生じさせてしまう。また、同文献には、ダイシング前の成形体が、片面にのみレンズを設けた表裏非対称な成形体であることによる反りなどの変形を取り除いてダイシング加工に適したレンズアレイシートとすることについて、記載がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１９５１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、寸法安定性が良く正確にダイシングできる構造を有するレンズアレイシートであって、ダイシングすべき位置が正確に表示されており、ダイシングしたときに得られた個別片毎にＬＥＤなどの光源の中央へレンズを均一に配設することができ、均質な個別片のレンズが歩留まり良く簡便に製造できるレンズアレイシート、及びそれをダイシングして個別のレンズを精度よく高い歩留りで得るためのダイシング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に記載されたレンズアレイシートは、縦横夫々に列をなして等間隔に並んだ複数のレンズが、透明樹脂基材の少なくとも何れかの面側に設けられており、該複数のレンズよりなる列の横列同士間と縦列同士間とを各々の中央でダイシングすべき格子状のライン上に、該ラインの端部を明示するマーカーが、形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載されたレンズアレイシートは、請求項１に記載されたもので、前記透明樹脂基材の少なくとも何れかの面側で、肉厚部が、前記透明樹脂基材の縁に沿い及び／又は前記基材の面を横切りつつ線状に、前記複数のレンズよりなる列とずれて、形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載されたレンズアレイシートは、請求項１に記載されたもので、前記透明樹脂基材の片面側に、粘着シートが貼付されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載されたレンズアレイシートは、請求項１に記載されたもので、前記ライン上に、ダイシングされる溝が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載されたレンズアレイシートは、請求項１に記載されたもので、前記ダイシングすべき格子状のライン上のうち、前記透明樹脂基材の各縁の端側の少なくとも２箇所に、前記マーカーが形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載されたレンズアレイシートは、請求項１に記載されたもので、前記透明樹脂基材のうら面側で、複数の発光ダイオードデバイスが、前記複数のレンズ毎に重なり合って接合されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載されたレンズアレイのダイシング方法は、縦横に夫々、列をなして等間隔に並んだ複数のレンズを、透明樹脂基材の少なくとも何れか一面側に設け、隣り合うその横列同士間と縦列同士間とを各々の中央でダイシングすべき格子状のライン上にその端部を明示するマーカーを形成して、レンズアレイシートを作製する工程、前記レンズアレイシートを、固定する工程、前記マーカーを認識し、それを基準にして、前記マーカーより前記ラインの上を前記格子状にダイシングする工程、前記レンズの個別片を取り上げる工程を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載されたレンズアレイのダイシング方法は、請求項７に記載されたもので、一方向から前記マーカーへ向けて投光し、前記マーカーの形状を画像撮影することにより、又は光透過、屈折若しくは光反射による前記マーカーとその周囲との輝度の違いを受光することにより、そのマーカーを前記認識することを特徴とする。
【００１７】
請求項９に記載されたレンズアレイのダイシング方法は、請求項７に記載されたもので、前記透明樹脂基材の少なくとも何れかの面側で肉厚部が前記透明樹脂基材の縁に沿いつつ及び／又はその面を横切りつつ前記複数のレンズよりなる列とずれて線状に形成されているレンズアレイシートを、前記格子状にダイシングした後に、該肉厚部を切断分離することを特徴とする。
【００１８】
請求項１０に記載されたレンズアレイのダイシング方法は、請求項７に記載されたもので、前記レンズアレイシートを作製した後、ダイシングすべき面のうら面側へ、そのレンズアレイシートに粘着シートを貼付してから、前記レンズアレイシートを前記固定し、該粘着シートを切断分離せずに前記ダイシングすることを特徴とする。
【００１９】
請求項１１に記載されたレンズアレイのダイシング方法は、請求項１０に記載されたもので、前記粘着シートが、熱又は光で硬化して粘着性を低下させるものであり、前記ダイシングし、前記個別片を形成してから、前記粘着シートを硬化させた後、前記個別片を取り上げることを特徴とする。
【００２０】
請求項１２に記載されたレンズアレイのダイシング方法は、請求項７に記載されたもので、前記複数のレンズに夫々対応して一体化される複数の発光ダイオードデバイスを、単一基板上に載置し、前記レンズアレイシートに接着して前記固定してから、該発光ダイオードデバイスの夫々と共に前記レンズアレイシートをダイシングして、独立したレンズ付き半導体発光装置となる前記個別片にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のレンズアレイシートは、ダイシングすべき格子状のライン上に、その端部を正確に示すマーカーが形成されている。そのため、レンズアレイシートは、成形時のシートの大きさ、バリや歪みの存在などの外形、周縁の歪み具合、レンズ列間隔が、幾分不揃いであっても、ダイシングすべきラインと実際にダイシングしたラインとの間で公差を生じないから、所期通りにずれることなくダイシングすることが可能なものである。
【００２２】
このレンズアレイシートを用いれば、マーカーに従いそれによって正確に特定されたダイシングすべきライン通りに、簡易な操作でダイシングできるから、レンズの生産効率が向上し、その歩留まりが良い。
【００２３】
このレンズアレイシートは、透明樹脂基材の縁に沿ったりその面を横切ったりしてその一部が厚くなっている肉厚部が形成されていると、そのシート周縁の歪みやシート全体の歪みによる反り返りが抑制されるので、ダイシングの際に、より一層、公差を生じない。
【００２４】
このレンズアレイシートは、そのうら面側に、硬化によって粘着性が低下する粘着シートが着脱可能に貼付されていると、安定してダイシングでき、その後に、この粘着シート６を硬化すると、その粘着力が低下し、僅かな外力でレンズの個別片が、剥がれるようになる。その後、個々のレンズを確実に取り上げて、発光ダイオードやそれをパッケージングしたデバイスの前面に、着実に装着することができる。
【００２５】
このレンズアレイシートは、ライン上にダイシングされる脆弱な溝を有すると、極めて弱い力で、溝に沿って効率良く確実にダイシングすることができ、それに用いるスリッターのようなダイシング刃を長持ちさせることができる。また、ダイシング刃が溝をガイドにして真直ぐにダイシングして行くので、多少の機械振動によっても全くぶれることなく、綺麗かつ正確にダイシングが行われる。
【００２６】
さらに、このレンズアレイシートは、そのうら面側で、複数の発光ダイオードデバイスがその出射方向側に配置される各レンズに重なり合いつつ接合されていると、ダイシングによって、レンズと発光ダイオードデバイスとを一体形成したレンズ付き半導体発光装置の多数を、効率的に、一挙に製造することができるものである。
【００２７】
本発明のレンズアレイシートのダイシング方法によれば、このシートの大きさや外形や周縁の歪み具合がロット毎に不揃いであったり、レンズ列間隔が同一ロット内で又は異なるロット間で不揃いであったりしても、各々のマーカーを基準にして、レンズアレイシートを所期通りにダイシングして、多数のレンズの個別片を一挙に製造できるから、生産性が高く、レンズアレイシートが大型であるか小型であるかに関わらず、個別片の形状が均一でその中央にレンズが確実に配設されるから、歩留まりが良い。
【００２８】
このレンズアレイシートのダイシング方法は、マーカー自体を撮影したりマーカーの輝点を受光したりして光学的に簡易にマーカーを確実に認識して、ダイシングすべき場所を、正確に位置決めすることができる。
【００２９】
このレンズアレイシートのダイシング方法は、レンズアレイシートに肉厚部を設けておくことによって、レンズアレイシートの成形時やダイシング時の反り返りを防ぐことができ、ダイシング面をレンズアレイシートの表裏面に対して常に垂直に維持することができる。
【００３０】
このレンズアレイシートのダイシング方法は、ダイシングすべき面のうら面側へ、そのレンズアレイシートに着脱可能な粘着シートを貼付し、固定させておくことによって、位置決めした後に、ずれることなく、正確かつ確実にダイシングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を適用するレンズアレイシートを用いたダイシング方法の実施途中を示す斜視図である。
【図２】本発明を適用する別なレンズアレイシートの一部切り欠き斜視図である。
【図３】本発明を適用する別なレンズアレイシートの一部切り欠き斜視図である。
【図４】本発明を適用する別なレンズアレイシートの一部側面図である。
【図５】本発明を適用する別なレンズアレイシートの一部切り欠き斜視図である。
【図６】本発明を適用する別なレンズアレイシートの製造途中を示す一部切り欠き斜視図である。
【図７】本発明を適用する別なレンズアレイシートの製造途中を示す一部切り欠き斜視図である。
【図８】本発明を適用外とする従来のレンズアレイシートを用いたダイシング方法の実施途中を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。
【００３３】
本発明のレンズアレイシートの好ましい形態について、図１を参照しながら説明する。
【００３４】
本発明のレンズアレイシート１は、略正方形の薄いシート状であって、シリコーン樹脂製の熱硬化性透明樹脂基材２のおもて面に、同質の凸レンズ４が縦横夫々に列をなして等間隔に並んで一体成形されたものである。凸レンズ４の数は、縦横とも一列当たり１２個である。隣り合うその横列同士間の中心線と縦列同士間の中心線とそれらに平行して各最外列の外枠線とが、ダイシングすべき格子状のライン８となっている。その格子の各枡目の丁度中央に夫々、凸レンズ４が、位置している。
【００３５】
格子状の全ライン８上で、それの各ラインの両方の端部に、透明樹脂基材２のおもて面からうら面を貫通する鋭角のくさび形の切れ込みであるマーカー３として、個々のマーカー３ａ１,３ａ２・・・、３ｂ１,３ｂ２・・・、３ｃ１,３ｃ２・・・、３ｄ１,３ｄ２・・・からなる一群のマーカー３ａ〜ｄが設けられている。３ａ１と３ｂ１とのような各ラインの両方の端部のマーカーは、夫々の鋭角同士が互いに向かい合うように、対称になっている。このマーカー３は、レンズアレイシート１をダイシングする際の基準となるもので、マーカー３ａ１−３ｂ１，３ａ２−３ｂ２，・・・と、３ｃ１−３ｄ１，３ｃ２−３ｄ２，・・・とのような各鋭角の頂点同士を結ぶ直線は、ダイシングすべき格子状のライン８を示している。
【００３６】
透明樹脂基材２のうら面には、それより幾分大きな(メタ)アクリロイル基含有ウレタン樹脂製の紫外線硬化型粘着シート６が、貼付されている。紫外線硬化性粘着シート６は、貼付時には適度な粘着性を示すが、紫外線で硬化させると、再粘着しない程度であってレンズアレイシートからダイシングされた個別片を容易く取り上げることができる程度の微粘着性を示すものである。
【００３７】
なお、このマーカー３は、透明樹脂基材２のおもて面に形成されていてもよく、うら面に形成されていてもよい。
【００３８】
レンズアレイシート１の材質は、射出成形や金型プレス成形等の各種成形方法でレンズ成形が可能な樹脂であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂であってもよく、熱可塑性樹脂であってもよい。熱硬化性樹脂として、シリコーン樹脂の例を挙げたが、その他の熱硬化性樹脂、例えばシリコーンゴム、フッ素ゴム、エポキシ樹脂であってもよい。熱可塑性樹脂として、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルが、挙げられる。これらの中でも、硬質のシリコーン樹脂や軟質のシリコーンゴムのような転写性に特に優れたシリコーンであると、金型通りに精密に転写されるので、小型で、レンズの光軸を成形段階で正確に調整できるため、特に好ましい。レンズアレイシート１の硬度は、ＪＩＳ Ｋ ７２１５（プラスチックのデュロメーター硬さ試験方法）の方法により測定されるショアＤ硬度で、１０°以上とすることが好ましく、２０°〜９０°であると一層好ましい。
【００３９】
このレンズアレイシート１は、ダイシング可能な形状であれば特に限定されず、正方形以外の多角形であってもよく、円形であってもよい。
【００４０】
紫外線硬化性粘着シート６は、硬化前にはその粘性によりレンズアレイシートのうら面に貼付して、ダイシングのようにずれ応力がかかっても、個別片がずれてばらばらになってしまうのを防止し、硬化後には、粘性を低下させて、容易く個別片を取り上げることを可能にするものである。紫外線硬化性粘着シート６を始めとする活性エネルギー線硬化性粘着シートは、例えば、紫外線等の光線で硬化するアクリル基含有ポリウレタン樹脂や不飽和オレフィン含有ポリウレタン樹脂製の光硬化性樹脂シート、熱で硬化するエポキシ樹脂製の熱硬化性粘着シートが挙げられる。
【００４１】
別な態様であるレンズアレイシート１は、図２に示すように、レンズアレイシートの反り返りを防止するための肉厚部９が、透明樹脂基材２の縁に沿って、又は透明樹脂基材２を横切って、この透明樹脂基材２の一部を厚くしつつ、レンズアレイシート１の凸レンズ４とずれて、形成されていてもよい。縁に沿っている肉厚部９に、マーカー３として、切れ込みである個々のマーカー３ａ１,３ａ２・・・からなる一群のマーカー３ａ・・・が形成されている。この肉厚部９、及びマーカー３ａ１,３ａ２・・・からなる一群のマーカー３ａ・・・は、凸レンズ４とずれて、透明樹脂基材２のおもて面側で形成されていてもよく、図３に示すようにうら面側で形成されていてもよい。
【００４２】
別な態様であるレンズアレイシート１は、図４(ａ)に示すように、マーカー３ａや３ｃを基準にして、透明樹脂基材２のおもて面からうら面までフルカットのダイシングができ、さらに粘着シート６の厚さの中程までのハーフカットのダイシングができる程度の厚みを有するものであってもよい。
【００４３】
レンズアレイシート１は、図４(ｂ)に示すように、格子状のライン８（図１参照）上に、断面が台形乃至Ｖ字形又はＵ字型の溝２２を有していてもよい。この溝２２は、硬いレンズアレイシート１の格子状のライン８を脆弱にして、容易くダイシングできるように、透明樹脂基材２の厚さの中程まで達していることが好ましい。この溝２２に沿って、ダイシング刃がぶれることなく、走行できる。
【００４４】
このレンズアレイシート１に設けられている凸レンズ４に代えて、図４(ｃ)に示すように、フレネルレンズであってもよい。レンズアレイシート１の縁に、マーカー３ａや３ｃを有する肉厚部９を有していると、凸レンズよりも薄いフレネルレンズ４が歪まないので、好ましい。図４(ｄ)に示すように、格子状のライン８（図１参照）上に、断面が台形乃至Ｖ字形又はＵ字型の溝２２を有していてもよい。フレネルレンズ４は、フレネルレンズ４が、透明樹脂基材２上で盛り上がって形成されていてもよいが、図４(ｅ)に示すように、めり込むようにして形成されて、透明樹脂基材２の厚みによって保護されて傷つき難くなっていてもよい。レンズは、凹レンズ（不図示）であってもよい。
【００４５】
レンズアレイシート１は、図５(ａ)に示すように、溝２２の端で盛り上がった三角錐状のマーカー３ｂ・３ｃ・・・を有していてもよい。レンズアレイシート１は、図５(ｂ)に示すように、溝２２の端で、溝方向へ略くさび形に切れ込んだマーカー３ｂ・３ｃ・・・を有していてもよい。レンズアレイシート１は、図５(ｃ)に示すように、溝２２の端で、透明樹脂基材２の縁の肉厚部にまで延びて切れ込んだ略くさび形のマーカー３ｂ・・・を有していてもよい。
【００４６】
別なレンズアレイシート１は、図６に示すように、セラミックス製立方体の上面側の窪み部分の底部に、基板２３上で縦横に密着しつつ配列している複数の発光ダイオード１０が配置され、その窪み部分が透明樹脂で充填され、発光ダイオード１０から延びたリード線１２が下面側に導出されている発光ダイオードデバイス１１が、その上面側で、透明樹脂基材２のうら側へ、凸レンズ４をおもて面にしたまま、接合されていてもよい。レンズ４の径は、透明樹脂で充填されたその窪み部分の開口径の同径以上となっている。その窪みをレンズ４が丁度、覆い被さるように、複数の発光ダイオード１０上に、透明樹脂基材２が載置されている。各発光ダイオード１０の境界面は丁度、透明樹脂基材２上のダイシングすべきライン８(図１参照)に重なり合っている。
【００４７】
別なレンズアレイシート１は、図７に示すように、セラミックス製立方体の上面側の窪み部分の底部に、基板２３上で等間隔に離れつつ配列している複数の発光ダイオード１０が配置されてその窪みより上方に突出しており、その窪み部分が透明樹脂で充填されている同様な発光ダイオードデバイス１１が、その上面側で、透明樹脂基材２のうら側に、凸レンズ４をおもて側にして、接合されているものであってもよい。透明樹脂基材２は、レンズ４の発光ダイオード１０側で、突出した発光ダイオード１０が嵌まる略半円状凹み２４を有している。さらに透明樹脂基材２は、発光ダイオード１０側で、略半円状凹み２４と、発光ダイオードデバイス１１が嵌まる略直方体状の凹み２５とを、その中心軸が発光ダイオード１０との光軸と一致するようにして、有している。レンズ４の径は、透明樹脂で充填されたその窪み部分の開口径の同径以上となっている。発光ダイオードデバイス１１が略直方体状の凹み２５に嵌まるように、複数の発光ダイオードデバイス１１上を、透明樹脂基材２が覆い被されている。透明樹脂基材２のダイシングすべきライン（図１参照）上に溝２２が形成されていることが好ましい。溝２２は、丁度、複数の発光ダイオード１０間の隙間２６に重なり合うように形成され、その端部に、マーカー３ｂ・３ｃ・・・を有している。
【００４８】
このレンズアレイシート１は、以下のようにして製造される。
【００４９】
図１に示されるレンズアレイシート１の透明樹脂基材２のおもて面側で縦横に複数列並ぶ凸レンズ４に対応する凹部と、それが格子状の各枡目の中央に位置するようにその格子状のラインを示すように透明樹脂基材２の表裏を貫通して切れ込んだくさび形のマーカー３に対応する凸部とを、雌金型に予め設ける。その凹凸部を予め研磨しておき、ダイシングの後に凸レンズ４の光軸と発光ダイオードデバイスの中心軸とを一致させる心取りしなくて済むように、金型の内壁面を精密に調整しておく。
【００５０】
その金型に、熱硬化性樹脂原料であるシリコーン樹脂原料を注入し、圧縮成形機で加圧しながら加熱して硬化させて、凸レンズ４及びマーカー３ごと透明樹脂基材２を、成形により一挙に形成する。金型から透明樹脂基材２を離型させた後、その透明樹脂基材２のうら面に、その四方端部よりも幾分はみ出すように、(メタ)アクリル系ウレタン樹脂製の紫外線硬化性粘着シート６を貼付すると、このレンズアレイシート１が得られる。
【００５１】
このレンズアレイシート１のまま、各レンズ４の光学特性について検査しておき、欠陥のあるレンズ４の位置を、マークしたり記録したりして、識別できるようにしておくことが好ましい。これにより、ダイシングの際に、欠陥のあるレンズ４だけを峻別して除外することができる。
【００５２】
このレンズアレイシート１を用いたダイシング方法は、以下の通りである。
【００５３】
このレンズアレイシート１のおもて面側を上に向け、うら面側の紫外線硬化性粘着シート６を介して、ダイシング装置の水平なダイシング用台座上の略中央の所定位置、例えば台座（不図示）上でレンズアレイシート１の四隅が配置されるべき位置を示す標示２１の枠内に、レンズアレイシート１を、見当で合わせ、減圧吸引によって、固定する。一群のマーカー３ａと３ｂとの間隔及び一群のマーカー３ｃと３ｄとの間隔に対応する距離だけ離れた二台のカメラ２０(1)及び２０(2)を、台座の上部に、台座へ向けて配置する。一群のマーカー３ａのうち最もカメラ２０(1)寄りのマーカー３ａ１がカメラ２０(1)の視野に、一方、一群のマーカー３ｂのうち最もカメラ２０(2)寄りのマーカー３ｂ１がカメラ２０(2)の視野に、夫々入るように、台座をレンズアレイシート１ごと、相対的に移動させる。
【００５４】
各カメラ２０(1)・２０(2)で、夫々マーカー３ａ１及び３ｂ１を、定倍率に拡大して、デジタル画像撮影する。その画像データを画像解析器へ送信し、その画像データによる撮影画像を基にして、透明樹脂基材２部分とそこから欠けたくさび形のマーカー３ａ１及び３ｂ１部分との透過率の違いによる明暗を検知して、マーカー３ａ１及び３ｂ１の各くさび形に交差する２辺を、演算処理して求め、それらマーカー３ａ１及び３ｂ１の両鋭角の頂点に対応する画像上での相対座標を、演算処理して求める。次いで、それら画像上での各マーカー３ａ１及び３ｂ１の鋭角の頂点と、画像上での各カメラ２０(1)・２０(2)の視野の中心との相対的なずれを、算出する。
【００５５】
その画像上での相対的なずれの大きさ及びずれの方向と、カメラ２０(1)・２０(2)による撮影画像の倍率とを勘案して、台座上での各マーカー３ａ１及び３ｂ１の鋭角の頂点の絶対座標を算出する。この絶対座標を基にして、台座上での各マーカー３ａ１及び３ｂ１の鋭角の頂点が、丁度、カメラ２０(1)・２０(2)の視野の中心となるように、台座をレンズアレイシート１ごと相対的に移動させ、この絶対座標のずれを補償する。必要に応じ、画像撮影して、画像上で、各マーカー３ａ１・３ｂ１の鋭角の頂点と各カメラ２０(1)・２０(2)の視野の中心とのずれが無いことを確認する。
【００５６】
台座に対して鉛直に配置されたカメラ２０(1)及び２０(2)のその鉛直方向と、円盤状のスリッター５の円盤面とが、同一面上となるように、スリッター５を、配設しておく。スリッター５は、当初、台座上方の待機位置に、配置されている。スリッター５を、回転させながら、マーカー３ａ１の鋭角の頂点に向けて降下させ、レンズアレイシート１の粘着シート６を切断せずに透明樹脂基材２だけを、フルカットするように、切断し始める。スリッター５を、回転させながら、水平に、マーカー３ｂ１の鋭角の頂点へ向け、移動させると、ダイシングすべき格子状のライン８に沿って、ダイシングが施される。マーカー３ｂ１の鋭角の頂点までダイシングされたら、スリッター５を上昇させ、待機位置に、戻す。
【００５７】
レンズアレイシート１ごと台座を、隣り合うマーカー３ａ１と３ａ２との幅だけ、カメラ２０(1)及び２０(2)の方向へ、動かす。それによって、一群のマーカー３ａのうちマーカー３ａ１に隣り合うマーカー３ａ２がカメラ２０(1)の視野に、一方、一群のマーカー３ｂのうちマーカー３ｂ１に隣り合うマーカー３ｂ２がカメラ２０(2)の視野に、夫々入るように、レンズアレイシート１が、相対的に移動する。
【００５８】
マーカー３ｂ１・・・とマーカー３ｂ２・・・とを基準に、順次、これらの一連の動作を、繰り返す。一群のマーカー３ａ及び３ｂでの繰り返しの動作が終わったら、台座を左周りに９０度回転させる。次いで、一群のマーカー３ｃのうち最もカメラ２０(1)寄りのマーカー３ｃ１がカメラ２０(1)の視野に、一方、一群のマーカー３ｄのうち最もカメラ２０(2)寄りのマーカー３ｄ１がカメラ２０(2)の視野に、夫々入るように、台座をレンズアレイシート１ごと相対的に移動させる。マーカー３ｃ１・３ｃ２・・・とマーカー３ｄ１・３ｄ２・・・との夫々について順次、これらの一連の動作を、繰り返す。一群のマーカー３ｃ及び３ｄでの繰り返しの動作が終わると、レンズアレイシート１は、格子状にダイシングされている。この際、格子状の各枡目の中央に、レンズ２が均一に、位置している。
【００５９】
このダイシング後、レンズアレイシート１を紫外線硬化性粘着シート６ごと台座から外し、純水で超音波洗浄し、レンズを画像処理などにより光学検査し、不具合のあるレンズをマークしておく。その後、粘着シート６の表裏何れかの面側から紫外線を照射して、粘着シート６を硬化させたあと、紫外線硬化性粘着シート６を、３ａ及び３ｂ方向と、３ｃ及び３ｄ方向とに、夫々引き離すように、水平に引き伸ばす。あるいは、うら面側から突き捧で軽く押すことにより、またはその両方の組合せにより隣り合う個別片７が個々に分離する状態になる。レンズアレイシート１への粘着シートとの貼着、洗浄、光学検査操作は、適宜工程順を入れ替えてもよい。
【００６０】
マウンター機で吸引しているマウンターノズルで、うら面側から突き捧で軽く押した個別片７を吸い付けると、個別片７が容易く粘着シート６から剥がれる。個別片７を、必要に応じて発光ダイオードやそれをパッケージングしたデバイスに、接着して実装する。（不図示）
【００６１】
レンズアレイシート１上のダイシングすべき格子状のライン８毎にその両端でマーカー３ａ〜３ｄが形成されライン８毎に単数のスリッター５でダイシングする例を示したが、ダイシングすべき格子状のライン８の数本おき毎にその両端でマーカーが形成されその数本分を纏めて複数のスリッターでダイシングしてもよい。レンズアレイシート１上のダイシングすべき格子状のラインのうち平行な最遠のライン同士の両端でマーカーが形成されそれらを基準にレンズアレイシート１を均等にダイシングしてもよく、その斜交い同士だけでマーカーが形成されそれらを基準にレンズアレイシート１を均等にダイシングしてもよい。
【００６２】
マーカー３の鋭角の頂点は、マーカー３の画像から明暗によって認識される例を示したが、光透過性や光反射性によって認識されてもよい。例えば、一方向からマーカーへ向けて投光し、光透過、屈折若しくは光反射により、マーカー３、特にマーカーの突き出たり窪んだりしている尖端とその周囲とを受光したときの輝度の違いを識別することにより、認識することができる。
【００６３】
マーカー３は、表裏に貫通したくさび形のものの例を示したが、カメラ２０(1)・２０(2)の撮影によって認識できるものであれば、特に形状や形態を限定されず、レンズアレイシート１と一体成形されたものであってもよく、レンズアレイシート１の成形後に印刷又は切削されたものであってもよい。マーカー３は、印刷されたものでカメラの撮影画像から接線を基に中心を基準点として求めることができる円形状、交点を基準点として求めることができるＸ印状、そのまま基準点となる点状であってもよい。
【００６４】
ダイシングは、スリッターの他、カッター刃、ダイヤモンドブレードのようなダイシング刃を用いて行われてもよく、レーザーダイシング、特にレーザーを、透明樹脂基材の中部に焦点合わせして、照射して、改質させ外部応力を加えて亀裂を生じさせることによってカットできるというステルスダイシングによって行われてもよい。
【００６５】
ダイシングは、レンズアレイシート１の透明樹脂基材２のみをフルカットする例を示したが、柔軟で破断し易いゴム製のレンズアレイシート１をハーフカットするものであってもよい。
【００６６】
図２〜７のレンズアレイシート１でも同様にして、ダイシングすることができる。ダイシングの際に、予め検査し欠陥であることが分かっていたレンズ４の個別片を、除外しつつ、欠陥のないレンズ４の個別片のみを、マウント機により、取り上げてもよい。
【実施例】
【００６７】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００６８】
（実施例１）
先ず、図２に示すような形状のレンズアレイシートを以下のようにして調製した。レンズアレイシートの成形には、ＬＥＤレンズ用シリコーンレジン「LPS−L500」（信越化学工業株式会社製；商品名）を用いて、射出成形機により、行った。このシリコーンレジンを、レンズアレイシート金型に定量充填し、１８０℃×１０分間の条件で成形した。成形されたシリコーンレジン製レンズアレイシートは、１０列×１０行の１００個のレンズがベース厚み０．３ｍｍの透明樹脂基材上に並べられたものである。レンズアレイシートの反りを防止するため、シート全周に幅２ｍｍで高さ１ｍｍの厚肉部が設けられ、さらに、ベース外周部には精度よくダイシングするためにくさび形の切れ込みであるダイシングマーカーも縦横列毎に同時に成形されている。
【００６９】
次いで、得られたシリコーンレジン製レンズアレイシートのうら面側に、粘着シートとして「スミライト FSL-N4000シリーズ ＵＶダイシングテープ 帯電防止グレード」（住友ベークライト株式会社製；商品名）を、貼り付けた。レンズ面を上にして、そのレンズアレイシートを、減圧吸引により、ダイシング用台座に吸引密着してセッティングした。画像撮影によりマーカーを検出し、それらマーカーを基準にして、切溝幅２００μｍのダイヤモンドブレードで、シリコーンレジン製レンズアレイシートのみを５ｍｍ×５ｍｍにダイシングした。この際、ＵＶダイシングテープは、切断されておらず、シリコーンレジン製レンズアレイシートからレンズの個別片がばらばらになるのを防いでいる。
【００７０】
次に、純水中での超音波処理によるダスト除去工程を経て、シリコーンレジン製レンズアレイシートの画像処理による光学検査を行い、気泡、異物などの不具合があった箇所をマーキングして、実装の際に除去すべき不良レンズを特定した。
【００７１】
最後に、ダイシングカットしたシリコーンレジン製レンズアレイシートのＵＶダイシングテープに、紫外線を照射し、その粘着材を硬化させて、粘着力を低下させ、ＵＶダイシングテープをエキスパンドすると、レンズの個別片が、ＵＶダイシングテープに極弱く張り付いたまま、得られた。発光ダイオードデバイスであるＬＥＤケースとして、その外周部に、レンズの位置決めの為に、高さ０．５ｍｍで幅０．５ｍｍの壁が設けられているものを用いた。実装装置のマウントアームにより、レンズをひとつずつＬＥＤケースへ、実装した。この際、ＬＥＤケースには、発光素子の保護としてシリコーンゴム製の封止材が未硬化で充填されており、ダイシングカットされたシリコーンレジンレンズ単品が封止材上に載せられ、封止材の硬化時にレンズと接着した。
【００７２】
一方、実装操作の際に、マーキングされ特定された不良レンズは、不良を示すマーキングを画像で検出して、除外され、実装されること無く廃棄された。
【００７３】
（実施例２）
先ず、図５(ｃ)に示すような形状のレンズアレイシートを以下のようにして調製した。レンズアレイシートの成形には、ＬＥＤレンズ用シリコーンレジン「LPS−L500」（信越化学工業株式会社製；商品名）を用いて、射出成形機により、行った。このシリコーンレジンを、レンズアレイシート金型に定量充填し、１８０℃×１０分間の条件で成形した。成形されたシリコーンレジン製レンズアレイシートは、１０列×１０行の１００個のレンズがベース厚み０．３ｍｍの透明樹脂基材上に並べられたものである。レンズアレイシートの反りを防止するため、シート全周に幅２ｍｍで高さ１ｍｍの厚肉部が設けられ、さらに、基板には精度よくダイシングするため、ダイシングすべきライン上がＶ字形の溝となって、格子状に成形されている。
【００７４】
次いで、得られたシリコーンレジン製レンズアレイシートのうら面側に、粘着シートとして「スミライト FSL-N4000シリーズ ＵＶダイシングテープ 帯電防止グレード」（住友ベークライト株式会社製；商品名）を、貼り付けた。レンズ面を上にして、そのレンズアレイシートを、減圧吸引により、ダイシング用台座に吸引密着してセッティングした。画像撮影によりマーカーを検出し、それらマーカーを基準にして、切溝幅２００μｍのダイヤモンドブレードで、シリコーンレジン製レンズアレイシートのみを５ｍｍ×５ｍｍにダイシングした。この際、ＵＶダイシングテープは、切断されておらず、シリコーンレジン製レンズアレイシートからレンズの個別片がばらばらになるのを防いでいる。
【００７５】
次に、純水中での超音波処理によるダスト除去工程を経て、シリコーンレジン製レンズアレイシートの画像処理による光学検査を行い、気泡、異物などの不具合があった箇所をマーキングして、実装の際に除去すべきレンズを特定した。
【００７６】
最後に、ダイシングカットしたシリコーンレジン製レンズアレイシートのＵＶダイシングテープに、紫外線を照射し、その粘着材を硬化させて、粘着力を低下させ、ＵＶダイシングテープをエキスパンドすると、レンズの個別片が、ＵＶダイシングテープに極弱く張り付いたまま、得られた。発光ダイオードデバイスであるＬＥＤケースとして、その外周部に、レンズの位置決めの為に、高さ０．５ｍｍで幅０．５ｍｍの壁が設けられているものを用いた。実装装置のマウントアームにより、レンズをひとつずつＬＥＤケースへ、実装した。この際、ＬＥＤケースには、発光素子の保護としてシリコーンゴム製の封止材が未硬化で充填されており、ダイシングカットされたシリコーンレジンレンズ単品が封止材上に載せられ、封止材の硬化時にレンズと接着した。
【００７７】
一方、実装操作の際に、マーキングされ特定された不良レンズは、不良を示すマーキングを画像で検出して、除外され、実装されること無く廃棄された。
【００７８】
（実施例３）
先ず、図７に示すような形状のレンズアレイシートを以下のようにして調製した。レンズアレイシートの成形には、ＬＥＤレンズ用シリコーンレジン「LPS−L500」（信越化学工業株式会社製；商品名）を用いて、射出成形機により、行った。このシリコーンレジンを、レンズアレイシート金型に定量充填し、１８０℃×１０分間の条件で成形した。成形されたシリコーンレジン製レンズアレイシートは、１０列×１０行の１００個のレンズがベース厚み０．３ｍｍの透明樹脂基材上に並べられたものである。レンズアレイシートの反りを防止するため、シート全周に幅２ｍｍで高さ１ｍｍの厚肉部が設けられ、さらに、基板には精度よくダイシングするため、ダイシングすべきライン上がＶ字形の溝となって、格子状に成形されている。
【００７９】
次に、純水中での超音波処理によるダスト除去工程を経て、シリコーンレジン製レンズアレイシートの画像処理による光学検査を行い、気泡、異物などの不具合があった箇所をマーキングして、実装の際に除去すべきレンズを特定した。
【００８０】
シリコーンレジン製レンズアレイシートは、ＬＥＤ集合基板のＬＥＤ素子と同ピッチで配列されている。そのＬＥＤ集合基板は、ＬＥＤ素子が１０列×１０行で１００個並べられている。反射ケースがＬＥＤ素子毎に各々備え付けられて、発光ダイオードデバイスとなっている。
【００８１】
レンズとＬＥＤ素子との位置合わせとして、ＬＥＤ集合基板外周には、位置決めのために幅０．５ｍｍで高さ１ｍｍの壁が設けられている。これにより、シリコーンレジン製レンズアレイシートがずれないように位置決めを行なうことができるようになっている。シリコーンレジン製レンズアレイシートと、ＬＥＤ集合基板とを重ね合わせた。
【００８２】
反射ケースの中には、シリコーンゲル製ＬＥＤ封止材が、未硬化のまま充填されている。気泡が巻き込まれないように、反射ケースとシリコーンレジン製レンズアレイシートが互いに嵌め合いつつ、シリコーンレジン製レンズアレイシートを、端から徐々にＬＥＤ集合基板上へ載置して、それらを一体化させた。
【００８３】
次いで、得られたシリコーンレジン製レンズアレイシートと一体化したＬＥＤ集合基板のうら面側に、粘着シートとして「スミライト FSL-N4000シリーズ ＵＶダイシングテープ 帯電防止グレード」（住友ベークライト株式会社製；商品名）を、貼り付けた。レンズ面を上にして、これを、減圧吸引により、ダイシング用台座に貼り付けてセッティングした。画像撮影によりマーカーを検出し、それらマーカーを基準にして、切溝幅２００μｍのダイヤモンドブレードで、シリコーンレジン製レンズアレイシートとＬＥＤとを同時にダイシングした。この際、ＵＶダイシングテープは、切断されておらず、レンズ付きＬＥＤの個別片がばらばらになるのを防いでいる。その後、エアノズルにより空気を吹き付けてエア洗浄した。
【００８４】
最後に、ダイシングカットしたシリコーンレジン製レンズアレイシートのＵＶダイシングテープに、紫外線を照射し、その粘着材を硬化させて、粘着力を低下させ、ＵＶダイシングテープを、うら面側から突き捧で押すと、レンズ付きＬＥＤパッケージである個別片が、ＵＶダイシングテープに極弱く張り付いたまま、得られた。そのひとつずつを、実装装置のマウントアームにより、取り上げ、回路基板へ、実装した。
【００８５】
一方、実装操作の際に、マーキングされ特定された不良レンズは、不良を示すマーキングを画像で検出して、除外され、実装されること無く廃棄された。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明のレンズアレイシートを用いたダイシング方法は、発光ダイオードから発する光を集束したり拡散したりするレンズを、一挙に多数製造するのに、有用である。
【符号の説明】
【００８７】
１はレンズアレイシート、２は透明樹脂基材、３，３ａ，３ａ１・３ａ２・・・，３ｂ，３ｂ１・３ｂ２・・・，３ｃ，３ｃ１・３ｃ２・・・，３ｄ，３ｄ１・３ｄ２・・・はマーカー、４は凸レンズ、５はスリッター、６は紫外線硬化性粘着シート、７は個別片、８はダイシングすべき格子状のライン、９は肉厚部、１０は発光ダイオード、１１は発光ダイオードデバイス、１２はリード線、２０(1)，２０(2)はカメラ、２１は標示、２２は溝、２３は基板、２４・２５は凹み、２６は間隙、３１はレンズアレイシート、３２は透明樹脂基材、３４は凸レンズ、３５はスリッター、３７は個別片、３８はダイシングすべき格子状のライン、３９ａ，３９ｂは端辺、４０ａ，４０ｂは歪み、４１は隙間、４２はガイドである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）に装着されるレンズを一挙に多数製造する際に用いられるレンズアレイシート、及びそれからレンズを得るためにダイシングする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードは、電圧を印加すると発光する半導体素子の一種である。その発光ダイオードからの光を集束又は拡散させるレンズが、発光ダイオードやそれをパッケージングしたデバイスの出射方向の前面に、装着される。
【０００３】
数ｍｍ程度の発光ダイオードに装着されるこのレンズは、極めて小さく個別に成形し難い。そのため、図８のように、透明樹脂基材３２上で縦横夫々に列をなして等間隔に多数並んだレンズ３４が設けられた四角いレンズアレイシート３１を用いて、製造される。通常、金型内で成形したレンズアレイシート３１の隣り合う端辺３９ａ・３９ｂを、Ｌ字型のガイド４２に押し当てて位置決めしてから、スリッター３５で、所定の位置からダイシングを開始し、等間隔の格子状にダイシングして、レンズの個別片３７の多数を、一挙に得る。
【０００４】
この場合、ダイシングの位置をプログラムして、何回かダイシングを繰り返す過程で、一回ごとのダイシングのずれが段々大きくなることがある。また、レンズアレイシート３１は、成形時の温度のばらつきによる膨張・収縮の不均一や、形状に由来する厚さ又は成分、濃度のばらつきによる不均質のせいで、ロット間でわずかにシートの端面の形状に違いが生じ、折角正確に位置決めできても、所期の間隔でダイシングを繰り返すと、ダイシングすべきライン３８上から次第に外れてダイシングされてしまう結果、ロット間で、また同一ロットでも得られた個別片３７はレンズ３４が不均一にずれて形成されてしまう。
【０００５】
また、レンズアレイシート３１は、片面にレンズを有する表裏非対称面のシートであるので、成形時の温度の加熱・冷却の過程で、内部歪みが発生し、それが原因で、成形後に反り返りが生じる。その結果、その端辺３９ａ・３９ｂが真直ぐにならず、端辺３９ａ・３９ｂ近傍での歪み４０ａ・４０ｂを生じたり、中央が椀状に反ってしまったりする。そのため、正確に位置決めできず、レンズアレイシート３１とガイド４２との間に隙間４１を生じ、所期間隔でダイシングしても、ダイシングすべきライン３８上から外れてしまったり、シート面に対し切断面が直角にダイシングできなかったりする。その結果、得られた個別片３７は、その中央からレンズ３４がずれて形成されたり、端面に直角が形成されなかったりする。
【０００６】
特許文献１に、複数の光学レンズが一体的に設けられ、光学レンズを設置する鏡筒の軸心と光学レンズの光軸との相対位置が把握されたマークが付されたレンズ成形体を、マークから演算される切断線に沿って、各光学レンズ毎にダイシングされて、複数の光学レンズを得る光学レンズの製造方法が開示されている。このような製造方法は、マークを基準に、ダイシングラインを演算するので、上記のごとくシート端面を基準にするよりは幾分かは正確である。しかしながら、基準のマークとダイシングすべき位置は演算によるものなので、演算されたラインと、実際にダイシングするラインとの間で公差を生じさせてしまう。また、同文献には、ダイシング前の成形体が、片面にのみレンズを設けた表裏非対称な成形体であることによる反りなどの変形を取り除いてダイシング加工に適したレンズアレイシートとすることについて、記載がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１９５１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、寸法安定性が良く正確にダイシングできる構造を有するレンズアレイシートであって、ダイシングすべき位置が正確に表示されており、ダイシングしたときに得られた個別片毎にＬＥＤなどの光源の中央へレンズを均一に配設することができ、均質な個別片のレンズが歩留まり良く簡便に製造できるレンズアレイシート、及びそれをダイシングして個別のレンズを精度よく高い歩留りで得るためのダイシング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に記載されたレンズアレイシートは、縦横夫々に列をなして等間隔に並んだ複数のレンズが、透明樹脂基材の少なくとも何れかの面側に設けられており、該複数のレンズよりなる列の横列同士間と縦列同士間とを各々の中央でダイシングすべき格子状のライン上に、該ラインの端部を明示するマーカーが、形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載されたレンズアレイシートは、請求項１に記載されたもので、前記透明樹脂基材の少なくとも何れかの面側で、肉厚部が、前記透明樹脂基材の縁に沿い及び／又は前記基材の面を横切りつつ線状に、前記複数のレンズよりなる列とずれて、形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載されたレンズアレイシートは、請求項１に記載されたもので、前記透明樹脂基材の片面側に、粘着シートが貼付されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載されたレンズアレイシートは、請求項１に記載されたもので、前記ライン上に、ダイシングされる溝が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載されたレンズアレイシートは、請求項１に記載されたもので、前記ダイシングすべき格子状のライン上のうち、前記透明樹脂基材の各縁の端側の少なくとも２箇所に、前記マーカーが形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載されたレンズアレイシートは、請求項１に記載されたもので、前記透明樹脂基材のうら面側で、複数の発光ダイオードデバイスが、前記複数のレンズ毎に重なり合って接合されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載されたレンズアレイのダイシング方法は、縦横に夫々、列をなして等間隔に並んだ複数のレンズを、透明樹脂基材の少なくとも何れか一面側に設け、隣り合うその横列同士間と縦列同士間とを各々の中央でダイシングすべき格子状のライン上にその端部を明示するマーカーを形成して、レンズアレイシートを作製する工程、前記レンズアレイシートを、固定する工程、前記マーカーを認識し、それを基準にして、前記マーカーより前記ラインの上を前記格子状にダイシングする工程、前記レンズの個別片を取り上げる工程を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項８に記載されたレンズアレイのダイシング方法は、請求項７に記載されたもので、一方向から前記マーカーへ向けて投光し、前記マーカーの形状を画像撮影することにより、又は光透過、屈折若しくは光反射による前記マーカーとその周囲との輝度の違いを受光することにより、そのマーカーを前記認識することを特徴とする。
【００１７】
請求項９に記載されたレンズアレイのダイシング方法は、請求項７に記載されたもので、前記透明樹脂基材の少なくとも何れかの面側で肉厚部が前記透明樹脂基材の縁に沿いつつ及び／又はその面を横切りつつ前記複数のレンズよりなる列とずれて線状に形成されているレンズアレイシートを、前記格子状にダイシングした後に、該肉厚部を切断分離することを特徴とする。
【００１８】
請求項１０に記載されたレンズアレイのダイシング方法は、請求項７に記載されたもので、前記レンズアレイシートを作製した後、ダイシングすべき面のうら面側へ、そのレンズアレイシートに粘着シートを貼付してから、前記レンズアレイシートを前記固定し、該粘着シートを切断分離せずに前記ダイシングすることを特徴とする。
【００１９】
請求項１１に記載されたレンズアレイのダイシング方法は、請求項１０に記載されたもので、前記粘着シートが、熱又は光で硬化して粘着性を低下させるものであり、前記ダイシングし、前記個別片を形成してから、前記粘着シートを硬化させた後、前記個別片を取り上げることを特徴とする。
【００２０】
請求項１２に記載されたレンズアレイのダイシング方法は、請求項７に記載されたもので、前記複数のレンズに夫々対応して一体化される複数の発光ダイオードデバイスを、単一基板上に載置し、前記レンズアレイシートに接着して前記固定してから、該発光ダイオードデバイスの夫々と共に前記レンズアレイシートをダイシングして、独立したレンズ付き半導体発光装置となる前記個別片にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のレンズアレイシートは、ダイシングすべき格子状のライン上に、その端部を正確に示すマーカーが形成されている。そのため、レンズアレイシートは、成形時のシートの大きさ、バリや歪みの存在などの外形、周縁の歪み具合、レンズ列間隔が、幾分不揃いであっても、ダイシングすべきラインと実際にダイシングしたラインとの間で公差を生じないから、所期通りにずれることなくダイシングすることが可能なものである。
【００２２】
このレンズアレイシートを用いれば、マーカーに従いそれによって正確に特定されたダイシングすべきライン通りに、簡易な操作でダイシングできるから、レンズの生産効率が向上し、その歩留まりが良い。
【００２３】
このレンズアレイシートは、透明樹脂基材の縁に沿ったりその面を横切ったりしてその一部が厚くなっている肉厚部が形成されていると、そのシート周縁の歪みやシート全体の歪みによる反り返りが抑制されるので、ダイシングの際に、より一層、公差を生じない。
【００２４】
このレンズアレイシートは、そのうら面側に、硬化によって粘着性が低下する粘着シートが着脱可能に貼付されていると、安定してダイシングでき、その後に、この粘着シート６を硬化すると、その粘着力が低下し、僅かな外力でレンズの個別片が、剥がれるようになる。その後、個々のレンズを確実に取り上げて、発光ダイオードやそれをパッケージングしたデバイスの前面に、着実に装着することができる。
【００２５】
このレンズアレイシートは、ライン上にダイシングされる脆弱な溝を有すると、極めて弱い力で、溝に沿って効率良く確実にダイシングすることができ、それに用いるスリッターのようなダイシング刃を長持ちさせることができる。また、ダイシング刃が溝をガイドにして真直ぐにダイシングして行くので、多少の機械振動によっても全くぶれることなく、綺麗かつ正確にダイシングが行われる。
【００２６】
さらに、このレンズアレイシートは、そのうら面側で、複数の発光ダイオードデバイスがその出射方向側に配置される各レンズに重なり合いつつ接合されていると、ダイシングによって、レンズと発光ダイオードデバイスとを一体形成したレンズ付き半導体発光装置の多数を、効率的に、一挙に製造することができるものである。
【００２７】
本発明のレンズアレイシートのダイシング方法によれば、このシートの大きさや外形や周縁の歪み具合がロット毎に不揃いであったり、レンズ列間隔が同一ロット内で又は異なるロット間で不揃いであったりしても、各々のマーカーを基準にして、レンズアレイシートを所期通りにダイシングして、多数のレンズの個別片を一挙に製造できるから、生産性が高く、レンズアレイシートが大型であるか小型であるかに関わらず、個別片の形状が均一でその中央にレンズが確実に配設されるから、歩留まりが良い。
【００２８】
このレンズアレイシートのダイシング方法は、マーカー自体を撮影したりマーカーの輝点を受光したりして光学的に簡易にマーカーを確実に認識して、ダイシングすべき場所を、正確に位置決めすることができる。
【００２９】
このレンズアレイシートのダイシング方法は、レンズアレイシートに肉厚部を設けておくことによって、レンズアレイシートの成形時やダイシング時の反り返りを防ぐことができ、ダイシング面をレンズアレイシートの表裏面に対して常に垂直に維持することができる。
【００３０】
このレンズアレイシートのダイシング方法は、ダイシングすべき面のうら面側へ、そのレンズアレイシートに着脱可能な粘着シートを貼付し、固定させておくことによって、位置決めした後に、ずれることなく、正確かつ確実にダイシングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を適用するレンズアレイシートを用いたダイシング方法の実施途中を示す斜視図である。
【図２】本発明を適用する別なレンズアレイシートの一部切り欠き斜視図である。
【図３】本発明を適用する別なレンズアレイシートの一部切り欠き斜視図である。
【図４】本発明を適用する別なレンズアレイシートの一部側面図である。
【図５】本発明を適用する別なレンズアレイシートの一部切り欠き斜視図である。
【図６】本発明を適用する別なレンズアレイシートの製造途中を示す一部切り欠き斜視図である。
【図７】本発明を適用する別なレンズアレイシートの製造途中を示す一部切り欠き斜視図である。
【図８】本発明を適用外とする従来のレンズアレイシートを用いたダイシング方法の実施途中を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。
【００３３】
本発明のレンズアレイシートの好ましい形態について、図１を参照しながら説明する。
【００３４】
本発明のレンズアレイシート１は、略正方形の薄いシート状であって、シリコーン樹脂製の熱硬化性透明樹脂基材２のおもて面に、同質の凸レンズ４が縦横夫々に列をなして等間隔に並んで一体成形されたものである。凸レンズ４の数は、縦横とも一列当たり１２個である。隣り合うその横列同士間の中心線と縦列同士間の中心線とそれらに平行して各最外列の外枠線とが、ダイシングすべき格子状のライン８となっている。その格子の各枡目の丁度中央に夫々、凸レンズ４が、位置している。
【００３５】
格子状の全ライン８上で、それの各ラインの両方の端部に、透明樹脂基材２のおもて面からうら面を貫通する鋭角のくさび形の切れ込みであるマーカー３として、個々のマーカー３ａ１,３ａ２・・・、３ｂ１,３ｂ２・・・、３ｃ１,３ｃ２・・・、３ｄ１,３ｄ２・・・からなる一群のマーカー３ａ〜ｄが設けられている。３ａ１と３ｂ１とのような各ラインの両方の端部のマーカーは、夫々の鋭角同士が互いに向かい合うように、対称になっている。このマーカー３は、レンズアレイシート１をダイシングする際の基準となるもので、マーカー３ａ１−３ｂ１，３ａ２−３ｂ２，・・・と、３ｃ１−３ｄ１，３ｃ２−３ｄ２，・・・とのような各鋭角の頂点同士を結ぶ直線は、ダイシングすべき格子状のライン８を示している。
【００３６】
透明樹脂基材２のうら面には、それより幾分大きな(メタ)アクリロイル基含有ウレタン樹脂製の紫外線硬化型粘着シート６が、貼付されている。紫外線硬化性粘着シート６は、貼付時には適度な粘着性を示すが、紫外線で硬化させると、再粘着しない程度であってレンズアレイシートからダイシングされた個別片を容易く取り上げることができる程度の微粘着性を示すものである。
【００３７】
なお、このマーカー３は、透明樹脂基材２のおもて面に形成されていてもよく、うら面に形成されていてもよい。
【００３８】
レンズアレイシート１の材質は、射出成形や金型プレス成形等の各種成形方法でレンズ成形が可能な樹脂であれば特に限定されず、熱硬化性樹脂であってもよく、熱可塑性樹脂であってもよい。熱硬化性樹脂として、シリコーン樹脂の例を挙げたが、その他の熱硬化性樹脂、例えばシリコーンゴム、フッ素ゴム、エポキシ樹脂であってもよい。熱可塑性樹脂として、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルが、挙げられる。これらの中でも、硬質のシリコーン樹脂や軟質のシリコーンゴムのような転写性に特に優れたシリコーンであると、金型通りに精密に転写されるので、小型で、レンズの光軸を成形段階で正確に調整できるため、特に好ましい。レンズアレイシート１の硬度は、ＪＩＳ Ｋ ７２１５（プラスチックのデュロメーター硬さ試験方法）の方法により測定されるショアＤ硬度で、１０°以上とすることが好ましく、２０°〜９０°であると一層好ましい。
【００３９】
このレンズアレイシート１は、ダイシング可能な形状であれば特に限定されず、正方形以外の多角形であってもよく、円形であってもよい。
【００４０】
紫外線硬化性粘着シート６は、硬化前にはその粘性によりレンズアレイシートのうら面に貼付して、ダイシングのようにずれ応力がかかっても、個別片がずれてばらばらになってしまうのを防止し、硬化後には、粘性を低下させて、容易く個別片を取り上げることを可能にするものである。紫外線硬化性粘着シート６を始めとする活性エネルギー線硬化性粘着シートは、例えば、紫外線等の光線で硬化するアクリル基含有ポリウレタン樹脂や不飽和オレフィン含有ポリウレタン樹脂製の光硬化性樹脂シート、熱で硬化するエポキシ樹脂製の熱硬化性粘着シートが挙げられる。
【００４１】
別な態様であるレンズアレイシート１は、図２に示すように、レンズアレイシートの反り返りを防止するための肉厚部９が、透明樹脂基材２の縁に沿って、又は透明樹脂基材２を横切って、この透明樹脂基材２の一部を厚くしつつ、レンズアレイシート１の凸レンズ４とずれて、形成されていてもよい。縁に沿っている肉厚部９に、マーカー３として、切れ込みである個々のマーカー３ａ１,３ａ２・・・からなる一群のマーカー３ａ・・・が形成されている。この肉厚部９、及びマーカー３ａ１,３ａ２・・・からなる一群のマーカー３ａ・・・は、凸レンズ４とずれて、透明樹脂基材２のおもて面側で形成されていてもよく、図３に示すようにうら面側で形成されていてもよい。
【００４２】
別な態様であるレンズアレイシート１は、図４(ａ)に示すように、マーカー３ａや３ｃを基準にして、透明樹脂基材２のおもて面からうら面までフルカットのダイシングができ、さらに粘着シート６の厚さの中程までのハーフカットのダイシングができる程度の厚みを有するものであってもよい。
【００４３】
レンズアレイシート１は、図４(ｂ)に示すように、格子状のライン８（図１参照）上に、断面が台形乃至Ｖ字形又はＵ字型の溝２２を有していてもよい。この溝２２は、硬いレンズアレイシート１の格子状のライン８を脆弱にして、容易くダイシングできるように、透明樹脂基材２の厚さの中程まで達していることが好ましい。この溝２２に沿って、ダイシング刃がぶれることなく、走行できる。
【００４４】
このレンズアレイシート１に設けられている凸レンズ４に代えて、図４(ｃ)に示すように、フレネルレンズであってもよい。レンズアレイシート１の縁に、マーカー３ａや３ｃを有する肉厚部９を有していると、凸レンズよりも薄いフレネルレンズ４が歪まないので、好ましい。図４(ｄ)に示すように、格子状のライン８（図１参照）上に、断面が台形乃至Ｖ字形又はＵ字型の溝２２を有していてもよい。フレネルレンズ４は、フレネルレンズ４が、透明樹脂基材２上で盛り上がって形成されていてもよいが、図４(ｅ)に示すように、めり込むようにして形成されて、透明樹脂基材２の厚みによって保護されて傷つき難くなっていてもよい。レンズは、凹レンズ（不図示）であってもよい。
【００４５】
レンズアレイシート１は、図５(ａ)に示すように、溝２２の端で盛り上がった三角錐状のマーカー３ｂ・３ｃ・・・を有していてもよい。レンズアレイシート１は、図５(ｂ)に示すように、溝２２の端で、溝方向へ略くさび形に切れ込んだマーカー３ｂ・３ｃ・・・を有していてもよい。レンズアレイシート１は、図５(ｃ)に示すように、溝２２の端で、透明樹脂基材２の縁の肉厚部にまで延びて切れ込んだ略くさび形のマーカー３ｂ・・・を有していてもよい。
【００４６】
別なレンズアレイシート１は、図６に示すように、セラミックス製立方体の上面側の窪み部分の底部に、基板２３上で縦横に密着しつつ配列している複数の発光ダイオード１０が配置され、その窪み部分が透明樹脂で充填され、発光ダイオード１０から延びたリード線１２が下面側に導出されている発光ダイオードデバイス１１が、その上面側で、透明樹脂基材２のうら側へ、凸レンズ４をおもて面にしたまま、接合されていてもよい。レンズ４の径は、透明樹脂で充填されたその窪み部分の開口径の同径以上となっている。その窪みをレンズ４が丁度、覆い被さるように、複数の発光ダイオード１０上に、透明樹脂基材２が載置されている。各発光ダイオード１０の境界面は丁度、透明樹脂基材２上のダイシングすべきライン８(図１参照)に重なり合っている。
【００４７】
別なレンズアレイシート１は、図７に示すように、セラミックス製立方体の上面側の窪み部分の底部に、基板２３上で等間隔に離れつつ配列している複数の発光ダイオード１０が配置されてその窪みより上方に突出しており、その窪み部分が透明樹脂で充填されている同様な発光ダイオードデバイス１１が、その上面側で、透明樹脂基材２のうら側に、凸レンズ４をおもて側にして、接合されているものであってもよい。透明樹脂基材２は、レンズ４の発光ダイオード１０側で、突出した発光ダイオード１０が嵌まる略半円状凹み２４を有している。さらに透明樹脂基材２は、発光ダイオード１０側で、略半円状凹み２４と、発光ダイオードデバイス１１が嵌まる略直方体状の凹み２５とを、その中心軸が発光ダイオード１０との光軸と一致するようにして、有している。レンズ４の径は、透明樹脂で充填されたその窪み部分の開口径の同径以上となっている。発光ダイオードデバイス１１が略直方体状の凹み２５に嵌まるように、複数の発光ダイオードデバイス１１上を、透明樹脂基材２が覆い被されている。透明樹脂基材２のダイシングすべきライン（図１参照）上に溝２２が形成されていることが好ましい。溝２２は、丁度、複数の発光ダイオード１０間の隙間２６に重なり合うように形成され、その端部に、マーカー３ｂ・３ｃ・・・を有している。
【００４８】
このレンズアレイシート１は、以下のようにして製造される。
【００４９】
図１に示されるレンズアレイシート１の透明樹脂基材２のおもて面側で縦横に複数列並ぶ凸レンズ４に対応する凹部と、それが格子状の各枡目の中央に位置するようにその格子状のラインを示すように透明樹脂基材２の表裏を貫通して切れ込んだくさび形のマーカー３に対応する凸部とを、雌金型に予め設ける。その凹凸部を予め研磨しておき、ダイシングの後に凸レンズ４の光軸と発光ダイオードデバイスの中心軸とを一致させる心取りしなくて済むように、金型の内壁面を精密に調整しておく。
【００５０】
その金型に、熱硬化性樹脂原料であるシリコーン樹脂原料を注入し、圧縮成形機で加圧しながら加熱して硬化させて、凸レンズ４及びマーカー３ごと透明樹脂基材２を、成形により一挙に形成する。金型から透明樹脂基材２を離型させた後、その透明樹脂基材２のうら面に、その四方端部よりも幾分はみ出すように、(メタ)アクリル系ウレタン樹脂製の紫外線硬化性粘着シート６を貼付すると、このレンズアレイシート１が得られる。
【００５１】
このレンズアレイシート１のまま、各レンズ４の光学特性について検査しておき、欠陥のあるレンズ４の位置を、マークしたり記録したりして、識別できるようにしておくことが好ましい。これにより、ダイシングの際に、欠陥のあるレンズ４だけを峻別して除外することができる。
【００５２】
このレンズアレイシート１を用いたダイシング方法は、以下の通りである。
【００５３】
このレンズアレイシート１のおもて面側を上に向け、うら面側の紫外線硬化性粘着シート６を介して、ダイシング装置の水平なダイシング用台座上の略中央の所定位置、例えば台座（不図示）上でレンズアレイシート１の四隅が配置されるべき位置を示す標示２１の枠内に、レンズアレイシート１を、見当で合わせ、減圧吸引によって、固定する。一群のマーカー３ａと３ｂとの間隔及び一群のマーカー３ｃと３ｄとの間隔に対応する距離だけ離れた二台のカメラ２０(1)及び２０(2)を、台座の上部に、台座へ向けて配置する。一群のマーカー３ａのうち最もカメラ２０(1)寄りのマーカー３ａ１がカメラ２０(1)の視野に、一方、一群のマーカー３ｂのうち最もカメラ２０(2)寄りのマーカー３ｂ１がカメラ２０(2)の視野に、夫々入るように、台座をレンズアレイシート１ごと、相対的に移動させる。
【００５４】
各カメラ２０(1)・２０(2)で、夫々マーカー３ａ１及び３ｂ１を、定倍率に拡大して、デジタル画像撮影する。その画像データを画像解析器へ送信し、その画像データによる撮影画像を基にして、透明樹脂基材２部分とそこから欠けたくさび形のマーカー３ａ１及び３ｂ１部分との透過率の違いによる明暗を検知して、マーカー３ａ１及び３ｂ１の各くさび形に交差する２辺を、演算処理して求め、それらマーカー３ａ１及び３ｂ１の両鋭角の頂点に対応する画像上での相対座標を、演算処理して求める。次いで、それら画像上での各マーカー３ａ１及び３ｂ１の鋭角の頂点と、画像上での各カメラ２０(1)・２０(2)の視野の中心との相対的なずれを、算出する。
【００５５】
その画像上での相対的なずれの大きさ及びずれの方向と、カメラ２０(1)・２０(2)による撮影画像の倍率とを勘案して、台座上での各マーカー３ａ１及び３ｂ１の鋭角の頂点の絶対座標を算出する。この絶対座標を基にして、台座上での各マーカー３ａ１及び３ｂ１の鋭角の頂点が、丁度、カメラ２０(1)・２０(2)の視野の中心となるように、台座をレンズアレイシート１ごと相対的に移動させ、この絶対座標のずれを補償する。必要に応じ、画像撮影して、画像上で、各マーカー３ａ１・３ｂ１の鋭角の頂点と各カメラ２０(1)・２０(2)の視野の中心とのずれが無いことを確認する。
【００５６】
台座に対して鉛直に配置されたカメラ２０(1)及び２０(2)のその鉛直方向と、円盤状のスリッター５の円盤面とが、同一面上となるように、スリッター５を、配設しておく。スリッター５は、当初、台座上方の待機位置に、配置されている。スリッター５を、回転させながら、マーカー３ａ１の鋭角の頂点に向けて降下させ、レンズアレイシート１の粘着シート６を切断せずに透明樹脂基材２だけを、フルカットするように、切断し始める。スリッター５を、回転させながら、水平に、マーカー３ｂ１の鋭角の頂点へ向け、移動させると、ダイシングすべき格子状のライン８に沿って、ダイシングが施される。マーカー３ｂ１の鋭角の頂点までダイシングされたら、スリッター５を上昇させ、待機位置に、戻す。
【００５７】
レンズアレイシート１ごと台座を、隣り合うマーカー３ａ１と３ａ２との幅だけ、カメラ２０(1)及び２０(2)の方向へ、動かす。それによって、一群のマーカー３ａのうちマーカー３ａ１に隣り合うマーカー３ａ２がカメラ２０(1)の視野に、一方、一群のマーカー３ｂのうちマーカー３ｂ１に隣り合うマーカー３ｂ２がカメラ２０(2)の視野に、夫々入るように、レンズアレイシート１が、相対的に移動する。
【００５８】
マーカー３ｂ１・・・とマーカー３ｂ２・・・とを基準に、順次、これらの一連の動作を、繰り返す。一群のマーカー３ａ及び３ｂでの繰り返しの動作が終わったら、台座を左周りに９０度回転させる。次いで、一群のマーカー３ｃのうち最もカメラ２０(1)寄りのマーカー３ｃ１がカメラ２０(1)の視野に、一方、一群のマーカー３ｄのうち最もカメラ２０(2)寄りのマーカー３ｄ１がカメラ２０(2)の視野に、夫々入るように、台座をレンズアレイシート１ごと相対的に移動させる。マーカー３ｃ１・３ｃ２・・・とマーカー３ｄ１・３ｄ２・・・との夫々について順次、これらの一連の動作を、繰り返す。一群のマーカー３ｃ及び３ｄでの繰り返しの動作が終わると、レンズアレイシート１は、格子状にダイシングされている。この際、格子状の各枡目の中央に、レンズ２が均一に、位置している。
【００５９】
このダイシング後、レンズアレイシート１を紫外線硬化性粘着シート６ごと台座から外し、純水で超音波洗浄し、レンズを画像処理などにより光学検査し、不具合のあるレンズをマークしておく。その後、粘着シート６の表裏何れかの面側から紫外線を照射して、粘着シート６を硬化させたあと、紫外線硬化性粘着シート６を、３ａ及び３ｂ方向と、３ｃ及び３ｄ方向とに、夫々引き離すように、水平に引き伸ばす。あるいは、うら面側から突き捧で軽く押すことにより、またはその両方の組合せにより隣り合う個別片７が個々に分離する状態になる。レンズアレイシート１への粘着シートとの貼着、洗浄、光学検査操作は、適宜工程順を入れ替えてもよい。
【００６０】
マウンター機で吸引しているマウンターノズルで、うら面側から突き捧で軽く押した個別片７を吸い付けると、個別片７が容易く粘着シート６から剥がれる。個別片７を、必要に応じて発光ダイオードやそれをパッケージングしたデバイスに、接着して実装する。（不図示）
【００６１】
レンズアレイシート１上のダイシングすべき格子状のライン８毎にその両端でマーカー３ａ〜３ｄが形成されライン８毎に単数のスリッター５でダイシングする例を示したが、ダイシングすべき格子状のライン８の数本おき毎にその両端でマーカーが形成されその数本分を纏めて複数のスリッターでダイシングしてもよい。レンズアレイシート１上のダイシングすべき格子状のラインのうち平行な最遠のライン同士の両端でマーカーが形成されそれらを基準にレンズアレイシート１を均等にダイシングしてもよく、その斜交い同士だけでマーカーが形成されそれらを基準にレンズアレイシート１を均等にダイシングしてもよい。
【００６２】
マーカー３の鋭角の頂点は、マーカー３の画像から明暗によって認識される例を示したが、光透過性や光反射性によって認識されてもよい。例えば、一方向からマーカーへ向けて投光し、光透過、屈折若しくは光反射により、マーカー３、特にマーカーの突き出たり窪んだりしている尖端とその周囲とを受光したときの輝度の違いを識別することにより、認識することができる。
【００６３】
マーカー３は、表裏に貫通したくさび形のものの例を示したが、カメラ２０(1)・２０(2)の撮影によって認識できるものであれば、特に形状や形態を限定されず、レンズアレイシート１と一体成形されたものであってもよく、レンズアレイシート１の成形後に印刷又は切削されたものであってもよい。マーカー３は、印刷されたものでカメラの撮影画像から接線を基に中心を基準点として求めることができる円形状、交点を基準点として求めることができるＸ印状、そのまま基準点となる点状であってもよい。
【００６４】
ダイシングは、スリッターの他、カッター刃、ダイヤモンドブレードのようなダイシング刃を用いて行われてもよく、レーザーダイシング、特にレーザーを、透明樹脂基材の中部に焦点合わせして、照射して、改質させ外部応力を加えて亀裂を生じさせることによってカットできるというステルスダイシングによって行われてもよい。
【００６５】
ダイシングは、レンズアレイシート１の透明樹脂基材２のみをフルカットする例を示したが、柔軟で破断し易いゴム製のレンズアレイシート１をハーフカットするものであってもよい。
【００６６】
図２〜７のレンズアレイシート１でも同様にして、ダイシングすることができる。ダイシングの際に、予め検査し欠陥であることが分かっていたレンズ４の個別片を、除外しつつ、欠陥のないレンズ４の個別片のみを、マウント機により、取り上げてもよい。
【実施例】
【００６７】
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００６８】
（実施例１）
先ず、図２に示すような形状のレンズアレイシートを以下のようにして調製した。レンズアレイシートの成形には、ＬＥＤレンズ用シリコーンレジン「LPS−L500」（信越化学工業株式会社製；商品名）を用いて、射出成形機により、行った。このシリコーンレジンを、レンズアレイシート金型に定量充填し、１８０℃×１０分間の条件で成形した。成形されたシリコーンレジン製レンズアレイシートは、１０列×１０行の１００個のレンズがベース厚み０．３ｍｍの透明樹脂基材上に並べられたものである。レンズアレイシートの反りを防止するため、シート全周に幅２ｍｍで高さ１ｍｍの厚肉部が設けられ、さらに、ベース外周部には精度よくダイシングするためにくさび形の切れ込みであるダイシングマーカーも縦横列毎に同時に成形されている。
【００６９】
次いで、得られたシリコーンレジン製レンズアレイシートのうら面側に、粘着シートとして「スミライト FSL-N4000シリーズ ＵＶダイシングテープ 帯電防止グレード」（住友ベークライト株式会社製；商品名）を、貼り付けた。レンズ面を上にして、そのレンズアレイシートを、減圧吸引により、ダイシング用台座に吸引密着してセッティングした。画像撮影によりマーカーを検出し、それらマーカーを基準にして、切溝幅２００μｍのダイヤモンドブレードで、シリコーンレジン製レンズアレイシートのみを５ｍｍ×５ｍｍにダイシングした。この際、ＵＶダイシングテープは、切断されておらず、シリコーンレジン製レンズアレイシートからレンズの個別片がばらばらになるのを防いでいる。
【００７０】
次に、純水中での超音波処理によるダスト除去工程を経て、シリコーンレジン製レンズアレイシートの画像処理による光学検査を行い、気泡、異物などの不具合があった箇所をマーキングして、実装の際に除去すべき不良レンズを特定した。
【００７１】
最後に、ダイシングカットしたシリコーンレジン製レンズアレイシートのＵＶダイシングテープに、紫外線を照射し、その粘着材を硬化させて、粘着力を低下させ、ＵＶダイシングテープをエキスパンドすると、レンズの個別片が、ＵＶダイシングテープに極弱く張り付いたまま、得られた。発光ダイオードデバイスであるＬＥＤケースとして、その外周部に、レンズの位置決めの為に、高さ０．５ｍｍで幅０．５ｍｍの壁が設けられているものを用いた。実装装置のマウントアームにより、レンズをひとつずつＬＥＤケースへ、実装した。この際、ＬＥＤケースには、発光素子の保護としてシリコーンゴム製の封止材が未硬化で充填されており、ダイシングカットされたシリコーンレジンレンズ単品が封止材上に載せられ、封止材の硬化時にレンズと接着した。
【００７２】
一方、実装操作の際に、マーキングされ特定された不良レンズは、不良を示すマーキングを画像で検出して、除外され、実装されること無く廃棄された。
【００７３】
（実施例２）
先ず、図５(ｃ)に示すような形状のレンズアレイシートを以下のようにして調製した。レンズアレイシートの成形には、ＬＥＤレンズ用シリコーンレジン「LPS−L500」（信越化学工業株式会社製；商品名）を用いて、射出成形機により、行った。このシリコーンレジンを、レンズアレイシート金型に定量充填し、１８０℃×１０分間の条件で成形した。成形されたシリコーンレジン製レンズアレイシートは、１０列×１０行の１００個のレンズがベース厚み０．３ｍｍの透明樹脂基材上に並べられたものである。レンズアレイシートの反りを防止するため、シート全周に幅２ｍｍで高さ１ｍｍの厚肉部が設けられ、さらに、基板には精度よくダイシングするため、ダイシングすべきライン上がＶ字形の溝となって、格子状に成形されている。
【００７４】
次いで、得られたシリコーンレジン製レンズアレイシートのうら面側に、粘着シートとして「スミライト FSL-N4000シリーズ ＵＶダイシングテープ 帯電防止グレード」（住友ベークライト株式会社製；商品名）を、貼り付けた。レンズ面を上にして、そのレンズアレイシートを、減圧吸引により、ダイシング用台座に吸引密着してセッティングした。画像撮影によりマーカーを検出し、それらマーカーを基準にして、切溝幅２００μｍのダイヤモンドブレードで、シリコーンレジン製レンズアレイシートのみを５ｍｍ×５ｍｍにダイシングした。この際、ＵＶダイシングテープは、切断されておらず、シリコーンレジン製レンズアレイシートからレンズの個別片がばらばらになるのを防いでいる。
【００７５】
次に、純水中での超音波処理によるダスト除去工程を経て、シリコーンレジン製レンズアレイシートの画像処理による光学検査を行い、気泡、異物などの不具合があった箇所をマーキングして、実装の際に除去すべきレンズを特定した。
【００７６】
最後に、ダイシングカットしたシリコーンレジン製レンズアレイシートのＵＶダイシングテープに、紫外線を照射し、その粘着材を硬化させて、粘着力を低下させ、ＵＶダイシングテープをエキスパンドすると、レンズの個別片が、ＵＶダイシングテープに極弱く張り付いたまま、得られた。発光ダイオードデバイスであるＬＥＤケースとして、その外周部に、レンズの位置決めの為に、高さ０．５ｍｍで幅０．５ｍｍの壁が設けられているものを用いた。実装装置のマウントアームにより、レンズをひとつずつＬＥＤケースへ、実装した。この際、ＬＥＤケースには、発光素子の保護としてシリコーンゴム製の封止材が未硬化で充填されており、ダイシングカットされたシリコーンレジンレンズ単品が封止材上に載せられ、封止材の硬化時にレンズと接着した。
【００７７】
一方、実装操作の際に、マーキングされ特定された不良レンズは、不良を示すマーキングを画像で検出して、除外され、実装されること無く廃棄された。
【００７８】
（実施例３）
先ず、図７に示すような形状のレンズアレイシートを以下のようにして調製した。レンズアレイシートの成形には、ＬＥＤレンズ用シリコーンレジン「LPS−L500」（信越化学工業株式会社製；商品名）を用いて、射出成形機により、行った。このシリコーンレジンを、レンズアレイシート金型に定量充填し、１８０℃×１０分間の条件で成形した。成形されたシリコーンレジン製レンズアレイシートは、１０列×１０行の１００個のレンズがベース厚み０．３ｍｍの透明樹脂基材上に並べられたものである。レンズアレイシートの反りを防止するため、シート全周に幅２ｍｍで高さ１ｍｍの厚肉部が設けられ、さらに、基板には精度よくダイシングするため、ダイシングすべきライン上がＶ字形の溝となって、格子状に成形されている。
【００７９】
次に、純水中での超音波処理によるダスト除去工程を経て、シリコーンレジン製レンズアレイシートの画像処理による光学検査を行い、気泡、異物などの不具合があった箇所をマーキングして、実装の際に除去すべきレンズを特定した。
【００８０】
シリコーンレジン製レンズアレイシートは、ＬＥＤ集合基板のＬＥＤ素子と同ピッチで配列されている。そのＬＥＤ集合基板は、ＬＥＤ素子が１０列×１０行で１００個並べられている。反射ケースがＬＥＤ素子毎に各々備え付けられて、発光ダイオードデバイスとなっている。
【００８１】
レンズとＬＥＤ素子との位置合わせとして、ＬＥＤ集合基板外周には、位置決めのために幅０．５ｍｍで高さ１ｍｍの壁が設けられている。これにより、シリコーンレジン製レンズアレイシートがずれないように位置決めを行なうことができるようになっている。シリコーンレジン製レンズアレイシートと、ＬＥＤ集合基板とを重ね合わせた。
【００８２】
反射ケースの中には、シリコーンゲル製ＬＥＤ封止材が、未硬化のまま充填されている。気泡が巻き込まれないように、反射ケースとシリコーンレジン製レンズアレイシートが互いに嵌め合いつつ、シリコーンレジン製レンズアレイシートを、端から徐々にＬＥＤ集合基板上へ載置して、それらを一体化させた。
【００８３】
次いで、得られたシリコーンレジン製レンズアレイシートと一体化したＬＥＤ集合基板のうら面側に、粘着シートとして「スミライト FSL-N4000シリーズ ＵＶダイシングテープ 帯電防止グレード」（住友ベークライト株式会社製；商品名）を、貼り付けた。レンズ面を上にして、これを、減圧吸引により、ダイシング用台座に貼り付けてセッティングした。画像撮影によりマーカーを検出し、それらマーカーを基準にして、切溝幅２００μｍのダイヤモンドブレードで、シリコーンレジン製レンズアレイシートとＬＥＤとを同時にダイシングした。この際、ＵＶダイシングテープは、切断されておらず、レンズ付きＬＥＤの個別片がばらばらになるのを防いでいる。その後、エアノズルにより空気を吹き付けてエア洗浄した。
【００８４】
最後に、ダイシングカットしたシリコーンレジン製レンズアレイシートのＵＶダイシングテープに、紫外線を照射し、その粘着材を硬化させて、粘着力を低下させ、ＵＶダイシングテープを、うら面側から突き捧で押すと、レンズ付きＬＥＤパッケージである個別片が、ＵＶダイシングテープに極弱く張り付いたまま、得られた。そのひとつずつを、実装装置のマウントアームにより、取り上げ、回路基板へ、実装した。
【００８５】
一方、実装操作の際に、マーキングされ特定された不良レンズは、不良を示すマーキングを画像で検出して、除外され、実装されること無く廃棄された。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明のレンズアレイシートを用いたダイシング方法は、発光ダイオードから発する光を集束したり拡散したりするレンズを、一挙に多数製造するのに、有用である。
【符号の説明】
【００８７】
１はレンズアレイシート、２は透明樹脂基材、３，３ａ，３ａ１・３ａ２・・・，３ｂ，３ｂ１・３ｂ２・・・，３ｃ，３ｃ１・３ｃ２・・・，３ｄ，３ｄ１・３ｄ２・・・はマーカー、４は凸レンズ、５はスリッター、６は紫外線硬化性粘着シート、７は個別片、８はダイシングすべき格子状のライン、９は肉厚部、１０は発光ダイオード、１１は発光ダイオードデバイス、１２はリード線、２０(1)，２０(2)はカメラ、２１は標示、２２は溝、２３は基板、２４・２５は凹み、２６は間隙、３１はレンズアレイシート、３２は透明樹脂基材、３４は凸レンズ、３５はスリッター、３７は個別片、３８はダイシングすべき格子状のライン、３９ａ，３９ｂは端辺、４０ａ，４０ｂは歪み、４１は隙間、４２はガイドである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦横夫々に列をなして等間隔に並んだ複数のレンズが、透明樹脂基材の少なくとも何れかの面側に設けられており、該複数のレンズよりなる列の横列同士間と縦列同士間とを各々の中央でダイシングすべき格子状のライン上に、該ラインの端部を明示するマーカーが、形成されていることを特徴とするレンズアレイシート。
【請求項２】
前記透明樹脂基材の少なくとも何れかの面側で、肉厚部が、前記透明樹脂基材の縁に沿い及び／又は前記基材の面を横切りつつ線状に、前記複数のレンズよりなる列とずれて、形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズアレイシート。
【請求項３】
前記透明樹脂基材の片面側に、粘着シートが貼付されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズアレイシート。
【請求項４】
前記ライン上に、ダイシングされる溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズアレイシート。
【請求項５】
前記ダイシングすべき格子状のライン上のうち、前記透明樹脂基材の各縁の端側の少なくとも２箇所に、前記マーカーが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズアレイシート。
【請求項６】
前記透明樹脂基材のうら面側で、複数の発光ダイオードデバイスが、前記複数のレンズ毎に重なり合って接合されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズアレイシート。
【請求項７】
縦横に夫々、列をなして等間隔に並んだ複数のレンズを、透明樹脂基材の少なくとも何れか一面側に設け、隣り合うその横列同士間と縦列同士間とを各々の中央でダイシングすべき格子状のライン上にその端部を明示するマーカーを形成して、レンズアレイシートを作製する工程、
前記レンズアレイシートを、固定する工程、
前記マーカーを認識し、それを基準にして、前記マーカーより前記ラインの上を前記格子状にダイシングする工程、
前記レンズの個別片を取り上げる工程、
を有することを特徴とするレンズアレイのダイシング方法。
【請求項８】
一方向から前記マーカーへ向けて投光し、前記マーカーの形状を画像撮影することにより、又は光透過、屈折若しくは光反射による前記マーカーとその周囲との輝度の違いを受光することにより、そのマーカーを前記認識することを特徴とする請求項７に記載のレンズアレイのダイシング方法。
【請求項９】
前記透明樹脂基材の少なくとも何れかの面側で肉厚部が前記透明樹脂基材の縁に沿いつつ及び／又はその面を横切りつつ前記複数のレンズよりなる列とずれて線状に形成されているレンズアレイシートを、前記格子状にダイシングした後に、該肉厚部を切断分離することを特徴とする請求項７に記載のレンズアレイのダイシング方法。
【請求項１０】
前記レンズアレイシートを作製した後、ダイシングすべき面のうら面側へ、そのレンズアレイシートに粘着シートを貼付してから、前記レンズアレイシートを前記固定し、該粘着シートを切断分離せずに前記ダイシングすることを特徴とする請求項７に記載のレンズアレイのダイシング方法。
【請求項１１】
前記粘着シートが、熱又は光で硬化して粘着性を低下させるものであり、前記ダイシングし、前記個別片を形成してから、前記粘着シートを硬化させた後、前記個別片を取り上げることを特徴とする請求項１０に記載のレンズアレイのダイシング方法。
【請求項１２】
前記複数のレンズに夫々対応して一体化される複数の発光ダイオードデバイスを、単一基板上に載置し、前記レンズアレイシートに接着して前記固定してから、該発光ダイオードデバイスの夫々と共に前記レンズアレイシートをダイシングして、独立したレンズ付き半導体発光装置となる前記個別片にすることを特徴とする請求項７に記載のレンズアレイのダイシング方法。
【請求項１】
縦横夫々に列をなして等間隔に並んだ複数のレンズが、透明樹脂基材の少なくとも何れかの面側に設けられており、該複数のレンズよりなる列の横列同士間と縦列同士間とを各々の中央でダイシングすべき格子状のライン上に、該ラインの端部を明示するマーカーが、形成されていることを特徴とするレンズアレイシート。
【請求項２】
前記透明樹脂基材の少なくとも何れかの面側で、肉厚部が、前記透明樹脂基材の縁に沿い及び／又は前記基材の面を横切りつつ線状に、前記複数のレンズよりなる列とずれて、形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズアレイシート。
【請求項３】
前記透明樹脂基材の片面側に、粘着シートが貼付されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズアレイシート。
【請求項４】
前記ライン上に、ダイシングされる溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズアレイシート。
【請求項５】
前記ダイシングすべき格子状のライン上のうち、前記透明樹脂基材の各縁の端側の少なくとも２箇所に、前記マーカーが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズアレイシート。
【請求項６】
前記透明樹脂基材のうら面側で、複数の発光ダイオードデバイスが、前記複数のレンズ毎に重なり合って接合されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズアレイシート。
【請求項７】
縦横に夫々、列をなして等間隔に並んだ複数のレンズを、透明樹脂基材の少なくとも何れか一面側に設け、隣り合うその横列同士間と縦列同士間とを各々の中央でダイシングすべき格子状のライン上にその端部を明示するマーカーを形成して、レンズアレイシートを作製する工程、
前記レンズアレイシートを、固定する工程、
前記マーカーを認識し、それを基準にして、前記マーカーより前記ラインの上を前記格子状にダイシングする工程、
前記レンズの個別片を取り上げる工程、
を有することを特徴とするレンズアレイのダイシング方法。
【請求項８】
一方向から前記マーカーへ向けて投光し、前記マーカーの形状を画像撮影することにより、又は光透過、屈折若しくは光反射による前記マーカーとその周囲との輝度の違いを受光することにより、そのマーカーを前記認識することを特徴とする請求項７に記載のレンズアレイのダイシング方法。
【請求項９】
前記透明樹脂基材の少なくとも何れかの面側で肉厚部が前記透明樹脂基材の縁に沿いつつ及び／又はその面を横切りつつ前記複数のレンズよりなる列とずれて線状に形成されているレンズアレイシートを、前記格子状にダイシングした後に、該肉厚部を切断分離することを特徴とする請求項７に記載のレンズアレイのダイシング方法。
【請求項１０】
前記レンズアレイシートを作製した後、ダイシングすべき面のうら面側へ、そのレンズアレイシートに粘着シートを貼付してから、前記レンズアレイシートを前記固定し、該粘着シートを切断分離せずに前記ダイシングすることを特徴とする請求項７に記載のレンズアレイのダイシング方法。
【請求項１１】
前記粘着シートが、熱又は光で硬化して粘着性を低下させるものであり、前記ダイシングし、前記個別片を形成してから、前記粘着シートを硬化させた後、前記個別片を取り上げることを特徴とする請求項１０に記載のレンズアレイのダイシング方法。
【請求項１２】
前記複数のレンズに夫々対応して一体化される複数の発光ダイオードデバイスを、単一基板上に載置し、前記レンズアレイシートに接着して前記固定してから、該発光ダイオードデバイスの夫々と共に前記レンズアレイシートをダイシングして、独立したレンズ付き半導体発光装置となる前記個別片にすることを特徴とする請求項７に記載のレンズアレイのダイシング方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１３７８９６（Ｐ２０１１−１３７８９６Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９６５３１（Ｐ２００９−２９６５３１）
【出願日】平成２１年１２月２６日（２００９．１２．２６）
【出願人】（５９７０９６１６１）株式会社朝日ラバー (74)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２６日（２００９．１２．２６）
【出願人】（５９７０９６１６１）株式会社朝日ラバー (74)
【Ｆターム（参考）】
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