JP2007080964A - Die bonding apparatus of semiconductor laser element and method of die bonding of semiconductor laser element - Google Patents

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Ryuichi Miyoshi
隆一 三好
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a die bonding apparatus of semiconductor laser element to conduct die bonding through high precision positioning of semiconductor laser element with a simplified and compact structure. <P>SOLUTION: The die bonding apparatus 20 for die-bonding a semiconductor laser element 26 to a step by adjusting the axial direction of the light emitted from the semiconductor laser element 26 comprises a CCD (Charge-Coupled Device) camera 21 for measuring position of the light emitting point of the semiconductor laser element 26, a first light receiving element 22 for measuring optical output by receiving the radiated light, and a second light receiving element 23 for receiving the radiated light via a slit 49 and measuring the peak location of the maximum optical output. The first light receiving element 22 and the second light receiving element 23 constitute an integrated member through loading together to a supporting arm member 44. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体レーザ素子のダイボンド装置およびダイボンド方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor laser element die bonding apparatus and a die bonding method.

たとえば光記録媒体に対して情報を記録/再生する装置などの光源として用いられる半導体レーザ装置は、レーザ光を放射する半導体レーザ素子がステムにダイボンドされて作製される。一般的に半導体レーザ素子から放射される光は、広がり角である放射角を有する。たとえば光情報記録再生装置の光源として半導体レーザ装置を用いる場合、情報の記録再生には出力強度が大きい光を利用することが好ましいので、半導体レーザ素子は、半導体レーザ素子から放射される光の出力強度が最も大きくなるピーク位置である光軸部分が、光学系に入射することができるように位置決めされて、ステムにダイボンドされる。   For example, a semiconductor laser device used as a light source such as an apparatus for recording / reproducing information with respect to an optical recording medium is manufactured by die-bonding a semiconductor laser element that emits laser light to a stem. In general, light emitted from a semiconductor laser element has an emission angle that is a spread angle. For example, when a semiconductor laser device is used as a light source of an optical information recording / reproducing apparatus, it is preferable to use light having a high output intensity for recording / reproducing information. Therefore, the semiconductor laser element outputs light emitted from the semiconductor laser element. The optical axis portion, which is the peak position where the intensity is maximum, is positioned so as to be incident on the optical system and die-bonded to the stem.

従来、半導体レーザ素子をステムにボンディングする際の位置決め手段として、半導体レーザ素子の外形を検出し、その外形に基づいて位置決めを行う方法が採られている。図9は、半導体レーザ素子の発光状態を示す図である。半導体レーザ素子1は、通常対向する2面2,3から光を放射し、その2面2,3の光反射率と光透過率とをそれぞれ調整することによって、一方の面2から放射される光出力の方が、他方の面3から放射される光出力よりも大きくなるように構成される。出力が大きい一方の面2から放射される光が情報の記録再生に利用され、出力が小さい他方の面3から放射される光は、半導体レーザ素子1の光出力モニタなどに利用される。半導体レーザ素子1は、一方の面2と他方の面3との両方から光を放射するけれども、ここでは出力が大きく情報の記録再生に利用される光を放射する一方の面2を発光面と呼ぶことにする。   Conventionally, as a positioning means for bonding a semiconductor laser element to a stem, a method of detecting the outer shape of the semiconductor laser element and performing positioning based on the outer shape has been adopted. FIG. 9 is a diagram showing a light emission state of the semiconductor laser element. The semiconductor laser element 1 usually emits light from the two opposite surfaces 2 and 3, and is emitted from one surface 2 by adjusting the light reflectance and light transmittance of the two surfaces 2 and 3, respectively. The light output is configured to be larger than the light output emitted from the other surface 3. Light emitted from one surface 2 having a large output is used for recording and reproducing information, and light emitted from the other surface 3 having a small output is used for an optical output monitor of the semiconductor laser device 1 and the like. The semiconductor laser element 1 emits light from both the one surface 2 and the other surface 3, but here, the one surface 2 that emits light that has a large output and is used for recording and reproducing information is defined as a light emitting surface. I will call it.

半導体レーザ素子1の外形に基づいて位置決めを行う場合、たとえば上面図上における発光面2の辺の中央部を発光点4とし、発光点4を通り発光面2に対して垂直な方向を仮想光軸5と定めて位置決めを行う。しかしながら、図9に示すように、半導体レーザ素子1では、発光面2から放射される光6の真の光軸7が、発光面2に対して垂直であるとは限らない。すなわち、真の光軸7が外形から得られる仮想光軸5と一致しない。したがって、半導体レーザ素子1の外形に基づいて位置決めを行うと精度低下を誘発するという問題がある。また、半導体レーザ素子1に割れ、欠け、汚れ等が存在する場合、検出される外形がいびつになるので、一層位置決め精度が悪くなるおそれが生じる。   When positioning is performed based on the outer shape of the semiconductor laser element 1, for example, the central portion of the side of the light emitting surface 2 on the top view is the light emitting point 4, and the direction perpendicular to the light emitting surface 2 through the light emitting point 4 is the virtual light. Positioning is performed with the axis 5 defined. However, as shown in FIG. 9, in the semiconductor laser element 1, the true optical axis 7 of the light 6 emitted from the light emitting surface 2 is not necessarily perpendicular to the light emitting surface 2. That is, the true optical axis 7 does not coincide with the virtual optical axis 5 obtained from the outer shape. Therefore, if positioning is performed based on the outer shape of the semiconductor laser element 1, there is a problem that a decrease in accuracy is induced. In addition, when the semiconductor laser element 1 is cracked, chipped, soiled, or the like, the detected outer shape becomes distorted, which may further deteriorate the positioning accuracy.

また半導体レーザ素子1の位置決めに用いられる従来方法として、任意の出力でレーザ光を放射させ、CCDカメラ等の光学的画像装置によって、該光学的画像装置の画像データの輝度値が飽和しない範囲での発光近視野像および遠視野像を撮像し、その重心のずれから発光点位置および放射角を決定し位置決めが行われている(たとえば、特許文献1〜3参照)。   Further, as a conventional method used for positioning of the semiconductor laser element 1, laser light is emitted at an arbitrary output, and the brightness value of the image data of the optical image device is not saturated by an optical image device such as a CCD camera. The light emission near-field image and the far-field image are taken, and the light emission point position and the radiation angle are determined from the shift of the center of gravity, and positioning is performed (for example, see Patent Documents 1 to 3).

図10は半導体レーザ素子1の発光出力の相違に伴う発光パターンの相違を示す図である。半導体レーザ素子1では、図10に示すように発光出力の違いによる放射角遷移(ビームシフト)という現象が発生する。すなわち、発光出力の変化に伴って放射角が変化するので、位置決め精度向上を図るには、半導体レーザ素子1を実使用の出力に近い出力で発光させ、実使用に近い出力時の放射角から得られる光軸が所定の方向になるように調整することが求められる。   FIG. 10 is a diagram showing the difference in the light emission pattern accompanying the difference in the light emission output of the semiconductor laser element 1. In the semiconductor laser element 1, as shown in FIG. 10, a phenomenon called radiation angle transition (beam shift) due to a difference in light emission output occurs. That is, since the radiation angle changes with the change in the light emission output, in order to improve the positioning accuracy, the semiconductor laser element 1 is caused to emit light with an output close to the actual use output, and from the radiation angle at the output close to the actual use. It is required to adjust so that the obtained optical axis is in a predetermined direction.

しかしながら、情報処理速度向上に伴って、半導体レーザ素子1に要求される実使用の光出力が増大しているので、実使用に近い光出力を、そのままCCD等の受光素子に入力させると受光素子の出力が飽和してしまう。図11は、受光素子に入力される半導体レーザ素子1の遠視野像と輝度分布とを示す図である。図11(a)が遠視野像を示し、中央部付近に出力飽和領域8が形成される。図11(b)中のライン9は遠視野像を横断する輝度分布を示すものであり、出力飽和領域8に対応する部分においてライン9が平坦になり出力が飽和している。   However, as the information processing speed increases, the light output for actual use required for the semiconductor laser element 1 increases. Therefore, if the light output close to actual use is directly input to the light receiving element such as a CCD, the light receiving element. Will be saturated. FIG. 11 is a diagram showing a far-field image and luminance distribution of the semiconductor laser element 1 input to the light receiving element. FIG. 11A shows a far-field image, and an output saturation region 8 is formed near the center. A line 9 in FIG. 11B shows a luminance distribution across the far-field image, and the line 9 is flat in a portion corresponding to the output saturation region 8 and the output is saturated.

また、位置決めの際、半導体レーザ素子1はステムに装着される前の放熱の悪い状態で発光されるので、発光による発熱昇温を抑制するために、デューティが小さい(発光時間がパルス周期の1/1000程度)パルス駆動を行う必要がある。半導体レーザ素子1をパルス発光させる場合、不要の光が受光素子に入射するのを防止するために機械的または電子的シャッタを用いて、パルス光を受光素子に取込むことが行われる。   Further, since the semiconductor laser device 1 emits light in a state of poor heat dissipation before being mounted on the stem at the time of positioning, the duty is small (light emission time is 1 of the pulse period) in order to suppress the heat generation temperature rise due to light emission. It is necessary to perform pulse driving. When the semiconductor laser device 1 emits pulses, the pulsed light is taken into the light receiving device using a mechanical or electronic shutter to prevent unnecessary light from entering the light receiving device.

図12は、パルス発光のタイミングとシャッタ開放のタイミングとを示すタイミングチャートである。図12中、ライン10が半導体レーザ素子1から放射されるパルス光を示し、ライン11がシャッタの開放されるタイミングを示す。ライン10,11ともに立上がり部分が発光、開放を示す。図12に示すように、デューティが小さいパルス駆動に合わせてシャッタの開放時間を短くすると、デューティが合わずに、図12(a)に示すように光が入ったり、図12(b)に示すように光が入らなかったりして正確な発光測定ができないという問題がある。   FIG. 12 is a timing chart showing pulse emission timing and shutter opening timing. In FIG. 12, the line 10 indicates the pulsed light emitted from the semiconductor laser element 1, and the line 11 indicates the timing when the shutter is opened. The rising portions of both lines 10 and 11 indicate light emission and release. As shown in FIG. 12, when the shutter opening time is shortened in accordance with pulse driving with a small duty, the duty does not match and light enters as shown in FIG. 12 (a), or as shown in FIG. 12 (b). Thus, there is a problem that accurate light emission measurement cannot be performed due to the absence of light.

半導体レーザ素子1を連続発光させる代わりに、過剰な光が受光素子に入射しないようにNDフィルタ(減衰フィルタ)を光路に入れることが考えられる。しかしながら、減衰フィルタを入れると、半導体レーザ素子1の放射光の出力強度分布が変化するので、正しい光軸を測定できなくなるという問題がある。   Instead of causing the semiconductor laser element 1 to emit light continuously, an ND filter (attenuation filter) may be placed in the optical path so that excessive light does not enter the light receiving element. However, when an attenuation filter is inserted, the output intensity distribution of the radiated light of the semiconductor laser device 1 changes, so that there is a problem that a correct optical axis cannot be measured.

また、位置決めをする装置をダイボンド装置に組込むためには、位置決めをする装置が小型であることが望ましい。また、従来、半導体レーザ素子のダイボンド装置では、半導体レーザ素子を位置決めし、ステムにボンディングした後、最終的な検査工程まで流さないと半導体レーザ素子の特性良否を判定することができないので、半導体レーザ素子が不良である場合、ボンディングまで実行することによる部材ロスおよび作業工程が無駄になることによる作業効率低下を生じている。   In order to incorporate the positioning device into the die-bonding device, it is desirable that the positioning device is small. Conventionally, in a semiconductor laser element die-bonding apparatus, since the semiconductor laser element is positioned and bonded to the stem and then passed through the final inspection process, the quality of the semiconductor laser element cannot be determined. When the element is defective, there is a member loss due to execution up to bonding and a reduction in work efficiency due to waste of work processes.

特開平7−43112号公報JP-A-7-43112 特開2003−188451号公報JP 2003-188451 A 特開2005−5613号公報JP 2005-5613 A

本発明の目的は、簡易かつコンパクトな構成で高精度に半導体レーザ素子を位置決めしダイボンドすることができる半導体レーザ素子のダイボンド装置およびダイボンド方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a die-bonding apparatus and a die-bonding method for a semiconductor laser element that can position and die-bond a semiconductor laser element with high accuracy with a simple and compact configuration.

本発明は、半導体レーザ素子から放射される光の軸である光軸の方向を調整して半導体レーザ素子をステムにダイボンドする半導体レーザ素子のダイボンド装置において、
半導体レーザ素子から光が放射される位置である発光点の位置を測定する発光点位置測定手段と、
半導体レーザ素子から放射される光を受光して光出力を測定する第1受光素子と、
半導体レーザ素子から放射される光を、スリットを通して受光し、光の出力が最大となるピーク位置を測定する第2受光素子とを含み、
第1受光素子と第2受光素子とが、一体的な部材を構成することを特徴とする半導体レーザ素子のダイボンド装置である。
The present invention relates to a die bonding apparatus for a semiconductor laser element that adjusts the direction of the optical axis that is the axis of light emitted from the semiconductor laser element and die-bonds the semiconductor laser element to the stem.
A light emitting point position measuring means for measuring a position of a light emitting point which is a position where light is emitted from the semiconductor laser element;
A first light receiving element that receives light emitted from the semiconductor laser element and measures a light output;
A second light receiving element that receives light emitted from the semiconductor laser element through a slit and measures a peak position at which the light output is maximized;
The first light receiving element and the second light receiving element constitute an integral member, which is a die bonding apparatus for a semiconductor laser element.

また本発明は、一体的に構成される第1受光素子と第2受光素子とを、光軸に対して垂直な方向に移動させる受光素子駆動手段を含むことを特徴とする。   In addition, the present invention includes a light receiving element driving unit that moves the first light receiving element and the second light receiving element that are integrally formed in a direction perpendicular to the optical axis.

また本発明は、第1受光素子は、半導体レーザ素子から放射される光を受光する受光面が、光軸の垂線に対して傾斜角を有するように配置されることを特徴とする。   In the invention, it is preferable that the first light receiving element is arranged such that a light receiving surface that receives light emitted from the semiconductor laser element has an inclination angle with respect to a perpendicular to the optical axis.

また本発明は、第1受光素子および第2受光素子から出力される信号の強度を可変に調整する受光素子信号調整手段を含むことを特徴とする。   In addition, the present invention includes a light receiving element signal adjusting unit that variably adjusts the intensity of signals output from the first light receiving element and the second light receiving element.

また本発明は、半導体レーザ素子に電圧を印加して電流を通電させる素子通電手段と、
素子通電手段によって半導体レーザ素子に印加される電圧と通電される電流とを測定する電圧電流測定手段とを含むことを特徴とする。
The present invention also includes an element energizing means for applying a voltage to the semiconductor laser element to energize the current,
Voltage current measuring means for measuring a voltage applied to the semiconductor laser element by the element energizing means and a current to be energized.

また本発明は、半導体レーザ素子から放射される光の出力を第1受光素子で測定するとき、半導体レーザ素子に通電される電流が徐々に大きくなるように素子通電手段の動作を制御し、
第1受光素子によって検知される光出力が予め定める値に達するとき、半導体レーザ素子に対する通電を停止するように素子通電手段の動作を制御する制御手段とを含むことを特徴とする。
Further, the present invention controls the operation of the element energizing means so that the current energized to the semiconductor laser element gradually increases when the output of light emitted from the semiconductor laser element is measured by the first light receiving element,
Control means for controlling the operation of the element energizing means to stop energization of the semiconductor laser element when the light output detected by the first light receiving element reaches a predetermined value.

また本発明は、制御手段は、電圧電流測定手段の測定出力に基づいて、半導体レーザ素子の良否を判定することを特徴とする。   According to the present invention, the control means determines the quality of the semiconductor laser element based on the measurement output of the voltage / current measurement means.

本発明は、半導体レーザ素子から放射される光の軸である光軸の方向を調整して半導体レーザ素子をステムにダイボンドする半導体レーザ素子のダイボンド方法において、
半導体レーザ素子から光が放射される位置である発光点の位置を測定する工程と、
測定された発光点の位置が予め定める原点位置になるように半導体レーザ素子を移動させる工程と、
半導体レーザ素子から放射される光の出力を予め定める出力値になるように調整する工程と、
半導体レーザ素子から放射される光の出力が最大となるピーク位置を測定する工程と、
ピーク位置の原点位置に対するずれ量を求め、ずれ量に基づいて半導体レーザ素子から放射される光の光軸方向を調整する工程とを含むことを特徴とする半導体レーザ素子のダイボンド方法である。
The present invention relates to a die bonding method for a semiconductor laser element in which the direction of the optical axis, which is the axis of light emitted from the semiconductor laser element, is adjusted and die bonded to the stem.
Measuring a position of a light emitting point that is a position where light is emitted from the semiconductor laser element;
Moving the semiconductor laser element so that the position of the measured light emitting point is a predetermined origin position;
Adjusting the output of light emitted from the semiconductor laser element to a predetermined output value;
Measuring a peak position at which the output of light emitted from the semiconductor laser element is maximized;
A die bonding method for a semiconductor laser device, comprising: obtaining a deviation amount of the peak position with respect to the origin position and adjusting an optical axis direction of light emitted from the semiconductor laser element based on the deviation amount.

また本発明は、半導体レーザ素子から放射される光の出力を測定する際に、半導体レーザ素子に印加される電圧と、半導体レーザ素子に通電される電流とを測定する工程と、
測定される電圧と電流とに基づいて半導体レーザ素子の良否を判定する工程とを含むことを特徴とする。
The present invention also includes a step of measuring a voltage applied to the semiconductor laser element and a current supplied to the semiconductor laser element when measuring the output of light emitted from the semiconductor laser element;
And determining whether the semiconductor laser device is good or bad based on the measured voltage and current.

また本発明は、半導体レーザ素子から光が放射される位置である発光点の位置を測定する工程では、
半導体レーザ素子に閾値以下の電流を通電して発光させ発光点画像の重心を検出することによって発光点の位置を定めることを特徴とする。
Further, the present invention includes a step of measuring the position of a light emitting point, which is a position where light is emitted from a semiconductor laser element.
The position of the light emitting point is determined by energizing the semiconductor laser element with a current of a threshold value or less to emit light and detecting the center of gravity of the light emitting point image.

また本発明は、発光点画像の重心の検出は、
半導体レーザ素子を撮像するカメラを用いて行われることを特徴とする。
In the present invention, the detection of the center of gravity of the light emission point image
It is performed using a camera for imaging a semiconductor laser element.

本発明によれば、半導体レーザ素子から光が放射される位置である発光点の位置を測定する発光点位置測定手段と、半導体レーザ素子から放射される光の出力を測定する第1受光素子と、半導体レーザ素子からの放射光をスリットを通して受光しピーク位置を測定する第2受光素子とを含み、さらに第1受光素子と第2受光素子とが一体的部材として構成されるので、位置決め機構を簡易かつコンパクト化することができる。   According to the present invention, the light emitting point position measuring means for measuring the position of the light emitting point that is the position where the light is emitted from the semiconductor laser element, the first light receiving element for measuring the output of the light emitted from the semiconductor laser element, A second light receiving element that receives the radiated light from the semiconductor laser element through the slit and measures the peak position, and the first light receiving element and the second light receiving element are configured as an integral member. Simple and compact.

また、測定される発光点位置と、放射光のピーク位置とから、発光点位置に対する光軸のずれを容易に求めることができるので、高い精度で半導体レーザ素子を位置決めし、その後ダイボンドすることのできる半導体レーザ素子のダイボンド装置が実現される。   In addition, since the deviation of the optical axis with respect to the light emitting point position can be easily obtained from the measured light emitting point position and the peak position of the emitted light, the semiconductor laser element can be positioned with high accuracy and then die bonded. A die bonding apparatus for a semiconductor laser element that can be realized is realized.

また本発明によれば、受光素子駆動手段によって一体的に構成される第1受光素子と第2受光素子とを光軸に対して垂直な方向に移動させることができるので、半導体レーザ素子に対する第1受光素子と第2受光素子との相対位置を変化させることが可能であり、第1受光素子による光出力の測定と、第2受光素子によるピーク位置の測定とを容易に実現することができるとともに、その測定の切換えも容易である。   Further, according to the present invention, the first light receiving element and the second light receiving element which are integrally formed by the light receiving element driving means can be moved in the direction perpendicular to the optical axis. The relative position between the first light receiving element and the second light receiving element can be changed, and the measurement of the light output by the first light receiving element and the measurement of the peak position by the second light receiving element can be easily realized. At the same time, the measurement can be easily switched.

また本発明によれば、第1受光素子は、半導体レーザ素子から放射される光を受光する受光面が光軸の垂線に対して傾斜角を有するように配置されるので、放射光が第1受光素子で反射されて半導体レーザ素子の発光面へ入射することが防止される。このことによって、半導体レーザ素子は外乱光の影響を受けることがなくなるので、光出力を正確に測定することができる。   According to the invention, the first light receiving element is arranged such that the light receiving surface for receiving the light emitted from the semiconductor laser element has an inclination angle with respect to the normal of the optical axis, so that the emitted light is the first light receiving element. It is prevented from being reflected by the light receiving element and entering the light emitting surface of the semiconductor laser element. As a result, the semiconductor laser element is not affected by disturbance light, so that the light output can be accurately measured.

また本発明によれば、第1受光素子および第2受光素子から出力される信号の強度を可変に調整する受光素子信号調整手段を含むので、第1および第2受光素子から出力される信号強度の大きさに関らず、制御部へ入力される信号の強度を任意の大きさに調整することができる。このことによって、低出力のタイプから高出力のタイプまで広範な半導体レーザ素子の位置決め測定を行うことが可能になる。   Further, according to the present invention, since the light receiving element signal adjusting means for variably adjusting the intensity of the signal output from the first light receiving element and the second light receiving element is included, the signal intensity output from the first and second light receiving elements. Regardless of the magnitude, the intensity of the signal input to the control unit can be adjusted to an arbitrary magnitude. This makes it possible to perform positioning measurement of a wide range of semiconductor laser elements from a low output type to a high output type.

また本発明によれば、半導体レーザ素子に電圧を印加して電流を通電させる素子通電手段と、素子通電手段によって半導体レーザ素子に印加される電圧と通電される電流とを測定する電圧電流測定手段とを含むので、電圧および電流の測定結果を半導体レーザ素子の品質判定に利用することができる。   Further, according to the present invention, element energizing means for energizing the semiconductor laser element by applying a voltage, and voltage current measuring means for measuring the voltage applied to the semiconductor laser element by the element energizing means and the energized current. Therefore, the voltage and current measurement results can be used for quality determination of the semiconductor laser device.

また本発明によれば、制御手段が、半導体レーザ素子から放射される光の出力を第1受光素子で測定するとき、半導体レーザ素子に通電される電流が徐々に大きくなるように素子通電手段の動作を制御し、第1受光素子によって検知される光出力が予め定める値に達するとき、半導体レーザ素子に対する通電を停止するように素子通電手段の動作を制御する。このことによって、半導体レーザ素子に不要に大きな負荷を掛けることがなくなるので、位置決め時における半導体レーザ素子の損傷を防止することができる。   According to the invention, when the control means measures the output of light emitted from the semiconductor laser element with the first light receiving element, the element energizing means is configured so that the current energized to the semiconductor laser element gradually increases. The operation of the element energizing means is controlled so that the energization of the semiconductor laser element is stopped when the light output detected by the first light receiving element reaches a predetermined value. As a result, an unnecessary large load is not applied to the semiconductor laser element, so that damage to the semiconductor laser element during positioning can be prevented.

また本発明によれば、制御手段は、電圧電流測定手段の測定出力に基づいて、半導体レーザ素子の良否を判定することができる。したがって、位置決めの段階で半導体レーザ素子の品質判定することができ、半導体レーザ素子が品質不良のときには、ダイボンディングを実行しないようにすることができる。このことによって、部材ロスの発生を防止し、作業効率を向上することができる。   Further, according to the present invention, the control means can determine the quality of the semiconductor laser element based on the measurement output of the voltage / current measurement means. Accordingly, the quality of the semiconductor laser element can be determined at the positioning stage, and when the quality of the semiconductor laser element is poor, die bonding can be prevented from being executed. As a result, the occurrence of member loss can be prevented and the working efficiency can be improved.

本発明の半導体レーザ素子のダイボンド方法によれば、高精度で半導体レーザ素子を位置決めし、その後ダイボンディングすることが可能になる。   According to the die bonding method of the semiconductor laser device of the present invention, it is possible to position the semiconductor laser device with high accuracy and then perform die bonding.

また本発明によれば、半導体レーザ素子の電圧/電流に基づいて半導体レーザ素子の良否を判定する工程を含むので、位置決め以降の工程への不良品流出を防止でき、部材ロスの発生防止と作業効率の向上とが実現される。   In addition, according to the present invention, since it includes the step of judging the quality of the semiconductor laser element based on the voltage / current of the semiconductor laser element, it is possible to prevent the outflow of defective products to the steps after the positioning and prevent the occurrence of member loss and work. Improved efficiency is achieved.

また本発明によれば、半導体レーザ素子の発光点の位置を測定する工程では、半導体レーザ素子に閾値以下の電流を通電して発光させ発光点画像の重心を検出することによって発光点の位置が定められる。このことによって、半導体レーザ素子に過負荷を掛けることなく正確に発光点の位置を求めることができる。   According to the invention, in the step of measuring the position of the light emitting point of the semiconductor laser element, the position of the light emitting point is determined by detecting the center of gravity of the light emitting point image by applying a current below the threshold value to the semiconductor laser element to emit light. Determined. Thus, the position of the light emitting point can be accurately obtained without overloading the semiconductor laser element.

また本発明によれば、発光点画像の重心の検出は、半導体レーザ素子を撮像するカメラを用いて行われるので、簡単な構成で正確に発光点位置を求めることができる。   Further, according to the present invention, since the center of gravity of the light emission point image is detected using the camera that images the semiconductor laser element, the light emission point position can be accurately obtained with a simple configuration.

図1は本発明の実施の一形態の半導体レーザ素子のダイボンド装置20の構成を簡略化して示す系統図であり、図2は図1に示す半導体レーザ素子のダイボンド装置20における制御動作に係る電気的構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a system diagram schematically showing a configuration of a semiconductor laser element die bonding apparatus 20 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an electrical diagram related to a control operation in the semiconductor laser element die bonding apparatus 20 shown in FIG. It is a block diagram which shows a typical structure.

半導体レーザ素子のダイボンド装置20(以後、ダイボンド装置20と略称する)は、大略、発光点位置測定手段であるCCDカメラ21と、第1受光素子22と、第2受光素子23と、第1および第2受光素子22,23を移動させる受光素子駆動手段24と、第1および第2受光素子22,23で検知される信号の強度を調整する受光素子信号調整手段25と、半導体レーザ素子26を載置する位置決めステージ27と、位置決めステージ27を駆動させる位置決めステージ駆動部28と、半導体レーザ素子26に電圧を印加して電流を通電させる素子通電手段33と、半導体レーザ素子26に印加される電圧と通電される電流とを測定する電圧電流測定手段31と、上記の各部の動作制御を通じてダイボンド装置20の全体動作を制御する制御手段である制御部32とを含んで構成される。   A semiconductor laser element die bonding apparatus 20 (hereinafter abbreviated as a die bonding apparatus 20) is roughly composed of a CCD camera 21, which is a light emitting point position measuring means, a first light receiving element 22, a second light receiving element 23, a first and a second light receiving element. The light receiving element driving means 24 for moving the second light receiving elements 22 and 23, the light receiving element signal adjusting means 25 for adjusting the intensity of the signal detected by the first and second light receiving elements 22 and 23, and the semiconductor laser element 26 Positioning stage 27 to be mounted, positioning stage drive unit 28 for driving positioning stage 27, element energizing means 33 for applying a voltage to semiconductor laser element 26 and energizing the current, and voltage applied to semiconductor laser element 26 And the voltage / current measuring means 31 for measuring the energized current and the overall operation of the die-bonding apparatus 20 through the operation control of each of the above parts. Configured to include a control unit 32 is that the control means.

このダイボンド装置20は、半導体レーザ素子26から放射される光の軸である光軸の方向を調整して半導体レーザ素子26を不図示のステムにダイボンドすることに用いられる。なお、図1(a)ではダイボンド装置20の構成に係る系統を上面図にて示すが、CCDカメラ21および制御系については図示を省略し、図1(b)の側面図において全体構成を示す。   The die bonding apparatus 20 is used to die bond the semiconductor laser element 26 to a stem (not shown) by adjusting the direction of the optical axis that is the axis of light emitted from the semiconductor laser element 26. In FIG. 1A, a system related to the configuration of the die bonding apparatus 20 is shown in a top view, but the CCD camera 21 and the control system are not shown, and the overall configuration is shown in the side view of FIG. .

半導体レーザ素子26が載置される位置決めステージ27は、本実施形態ではXYθテーブルで構成される。ここでXYθテーブルとは、水平面に平行なX−Y平面内においてX−Y軸の2次元方向に移動可能であるとともに、X−Y座標系において選択される任意の位置を中心にして回転移動することが可能に構成されるテーブルを意味する。位置決めステージ駆動部28は、精度高く回転量を制御することができるたとえばステッピングモータとステッピングモータに接続される歯車列などから構成され、制御部32からの動作指令に従って駆動して位置決めステージ27を移動させ、位置決めステージ27上に載置される半導体レーザ素子26を所望に位置へと移動させることができる。   In this embodiment, the positioning stage 27 on which the semiconductor laser element 26 is placed is constituted by an XYθ table. Here, the XYθ table is movable in the two-dimensional direction of the XY axis in the XY plane parallel to the horizontal plane, and is rotated around any position selected in the XY coordinate system. It means a table that can be configured. The positioning stage drive unit 28 is configured by, for example, a stepping motor and a gear train connected to the stepping motor capable of controlling the rotation amount with high accuracy, and is driven according to an operation command from the control unit 32 to move the positioning stage 27. The semiconductor laser element 26 placed on the positioning stage 27 can be moved to a desired position.

半導体レーザ素子26に電圧を印加し電流を通電させる素子通電手段33は、一対の電気的接触端子を備えるプローブ29と、プローブ電源30と、不図示のプローブ移動手段とを含む。プローブ29は、プローブ移動手段に装着され、位置決めステージ27上に載置される半導体レーザ素子26に対して近接離反できるように構成され、半導体レーザ素子26に近づいて半導体レーザ素子26に形成される通電端子に対して接触し、また半導体レーザ素子26から離反することによって通電端子から離脱することができる。   The element energizing means 33 that applies a voltage to the semiconductor laser element 26 and energizes the current includes a probe 29 having a pair of electrical contact terminals, a probe power supply 30, and a probe moving means (not shown). The probe 29 is attached to the probe moving means and is configured to be close to and away from the semiconductor laser element 26 placed on the positioning stage 27, and is formed in the semiconductor laser element 26 by approaching the semiconductor laser element 26. It can be detached from the energizing terminal by coming into contact with the energizing terminal and separating from the semiconductor laser element 26.

プローブ29には、プローブ電源30から電力が供給される。したがって、プローブ29が半導体レーザ素子26の通電端子に接触することによって、半導体レーザ素子26に電圧を印加し電流を流すことができる。この半導体レーザ素子26に対して印加される電圧および電流の大きさは、制御部32がプローブ電源30の動作を制御することによって調整され得る。   Electric power is supplied to the probe 29 from the probe power supply 30. Therefore, when the probe 29 is in contact with the energization terminal of the semiconductor laser element 26, a voltage can be applied to the semiconductor laser element 26 and a current can flow. The magnitude of the voltage and current applied to the semiconductor laser element 26 can be adjusted by the control unit 32 controlling the operation of the probe power supply 30.

半導体レーザ素子26は、プローブ29を介して供給される電力によって発振し、発光面からレーザ光を放射する。半導体レーザ素子26から放射される光の放射形状をここでは発光パターンと定義する。発光点位置測定手段であるCCDカメラ21は、位置決めステージ27の上方、すなわち位置決めステージ27に載置される半導体レーザ素子26の上方に配置され、通電されて光を放射している状態の半導体レーザ素子26を撮像する。発光点の位置は、撮影された画像から検出される発光点画像の重心に基づいて定められる。   The semiconductor laser element 26 oscillates with electric power supplied via the probe 29 and emits laser light from the light emitting surface. Here, the radiation shape of the light emitted from the semiconductor laser element 26 is defined as a light emission pattern. The CCD camera 21, which is a light emitting point position measuring means, is disposed above the positioning stage 27, that is, above the semiconductor laser element 26 mounted on the positioning stage 27, and is a semiconductor laser that is energized and emits light. The element 26 is imaged. The position of the light emission point is determined based on the center of gravity of the light emission point image detected from the captured image.

ここで、発光点画像の重心とは、CCDカメラ21で撮像した画像信号の出力レベル(強度)×CCDカメラ21による取込画像の座標の平均値を言う。   Here, the center of gravity of the light emission point image means an output level (intensity) of an image signal captured by the CCD camera 21 × an average value of coordinates of an image captured by the CCD camera 21.

図3は、CCDカメラ21による半導体レーザ素子26の撮像例を示す図である。CCDカメラ21により半導体レーザ素子26を撮像するに際し、すなわち発光パターン42を検出するに際しては、半導体レーザ素子26に閾値以下の電流を通電して光を放射させるようにすることが好ましい。ここで閾値とは、ダイボンドされた半導体レーザ素子が実用に供されるとき、レーザ発振を開始する電流値を意味する。閾値以下の電流値で発光させることによって、半導体レーザ素子に対して過負荷の掛かることが防止されるので、損傷を防止できる。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of imaging of the semiconductor laser element 26 by the CCD camera 21. When the semiconductor laser element 26 is imaged by the CCD camera 21, that is, when the light emission pattern 42 is detected, it is preferable that a current equal to or less than a threshold is supplied to the semiconductor laser element 26 to emit light. Here, the threshold means a current value at which laser oscillation starts when the die-bonded semiconductor laser element is put into practical use. By emitting light with a current value equal to or less than the threshold value, it is possible to prevent the semiconductor laser element from being overloaded, so that damage can be prevented.

またCCDカメラ21で撮影される半導体レーザ素子26の画像は、半導体レーザ素子26の全形を撮影視野に取込む必要がなく、発光点41の位置と発光点画像とを視野に取込むことができる程度の高い倍率が選択されることが望ましい。撮影画像の倍率を高くすることによって、発光点41の位置決め精度を高くすることができる。   The image of the semiconductor laser element 26 taken by the CCD camera 21 does not need to capture the entire shape of the semiconductor laser element 26 in the field of view, and can capture the position of the light emitting point 41 and the light emitting point image in the field of view. It is desirable to select a magnification that is as high as possible. By increasing the magnification of the photographed image, the positioning accuracy of the light emitting point 41 can be increased.

発光点41の位置は、検出された発光点画像の重心を発光点41と定める。このような、CCDカメラ21の画像情報に基づく発光点41の位置を求める動作は制御部32によって実現される。   The position of the light emission point 41 determines the center of gravity of the detected light emission point image as the light emission point 41. Such an operation for obtaining the position of the light emitting point 41 based on the image information of the CCD camera 21 is realized by the control unit 32.

この発光点41の位置は、前述の位置決めステージ27が移動する平面であるX−Y平面上に予め定められるX−Y座標位置として制御部32で認識される。半導体レーザ素子26は、この発光点41と後述する光軸の位置および方向が所定の位置および方向になるように調整されてステムにダイボンドされる。半導体レーザ素子26は、ステムにダイボンドされた状態で、たとえば光ピックアップ装置の光源などとして使用されるので、半導体レーザ素子26の発光点41および光軸を光ピックアップ装置の光学系の光軸と一致させるべく、位置決めが必要とされる。   The position of the light emitting point 41 is recognized by the control unit 32 as a predetermined XY coordinate position on the XY plane that is the plane on which the positioning stage 27 moves. The semiconductor laser element 26 is die-bonded to the stem after being adjusted so that the position and direction of the light emitting point 41 and the optical axis, which will be described later, become a predetermined position and direction. Since the semiconductor laser element 26 is die-bonded to the stem and is used as, for example, a light source of an optical pickup device, the light emitting point 41 and the optical axis of the semiconductor laser element 26 coincide with the optical axis of the optical system of the optical pickup device. In order to do so, positioning is required.

まず発光点41に関する所定の位置について説明する。発光点41に関する所定の位置は、CCDカメラ21で撮像する視野に関する視野情報として制御部32に併設される記憶部であるメモリ34に予めストアされる。   First, a predetermined position related to the light emitting point 41 will be described. The predetermined position related to the light emitting point 41 is stored in advance in a memory 34 which is a storage unit provided along with the control unit 32 as visual field information regarding the visual field captured by the CCD camera 21.

本実施の形態では、撮像視野を位置決めステージ27の移動平面の座標であるX−Y座標系で規定し、その原点(参照符号43で表す)を所定の位置として定める。前述の発光点画像重心から求めた発光点41が原点43とは異なる座標位置にあるとき、CCDカメラ21による撮像情報に基づいて、制御部32は、位置決め駆動部28に動作指令を出力し、発光点41が原点43に一致するように位置決めステージ27を移動させる。なお、この発光点41の原点43までの移動は、プローブ29が半導体レーザ素子26の通電端子から離脱された状態で行われる。   In the present embodiment, the imaging field is defined by an XY coordinate system that is the coordinates of the moving plane of the positioning stage 27, and the origin (represented by reference numeral 43) is defined as a predetermined position. When the light emitting point 41 obtained from the light emitting point image center of gravity is at a coordinate position different from the origin 43, the control unit 32 outputs an operation command to the positioning drive unit 28 based on the imaging information by the CCD camera 21, and The positioning stage 27 is moved so that the light emitting point 41 coincides with the origin 43. The movement of the light emitting point 41 to the origin 43 is performed in a state where the probe 29 is detached from the energization terminal of the semiconductor laser element 26.

制御部32は、処理回路であり、たとえば中央処理装置(CPU)を備えるマイクロコンピュータなどによって実現される。制御部32には、記憶部であるメモリ34が設けられる。メモリ34としては、ハードディスクドライブ(HDD)、リードオンリィメモリ(ROM)およびランダムアクセスメモリ(RAM)などの公知の記憶装置を用いることができる。制御部32は、メモリ34に予めストアされる動作制御プログラムに従って、ダイボンド装置20全般の動作制御を行う。   The control unit 32 is a processing circuit, and is realized by, for example, a microcomputer including a central processing unit (CPU). The control unit 32 is provided with a memory 34 that is a storage unit. As the memory 34, a known storage device such as a hard disk drive (HDD), a read only memory (ROM), and a random access memory (RAM) can be used. The control unit 32 performs overall operation control of the die bonding apparatus 20 according to an operation control program stored in advance in the memory 34.

次に第1および第2受光素子22,23について説明する。第1および第2受光素子22,23は、いずれもたとえばフォトダイオード(PD)などの光電変換素子で構成される。第1受光素子22と第2受光素子23とは、平面図形が略裏L字状の支持アーム部材44に、いずれもその受光面が半導体レーザ素子26の発光面26aに対向することができるようにして装着される。本実施の形態では、裏L字を成す支持アーム部材44の、半導体レーザ素子26に向って突出する突出部材44aの端部付近に第1受光素子22が装着され、半導体レーザ素子26の発光面26aと平行に延びる平行部材44bの端部付近に第2受光素子23が装着される。このように、第1および第2受光素子22,23は支持アーム部材44に装着されるので、第1および第2受光素子22,23と支持アーム部材44とが一体的な部材を構成する。   Next, the first and second light receiving elements 22 and 23 will be described. Each of the first and second light receiving elements 22 and 23 is configured by a photoelectric conversion element such as a photodiode (PD). The first light receiving element 22 and the second light receiving element 23 can be opposed to the support arm member 44 whose plan view is substantially L-shaped, and the light receiving surface thereof can face the light emitting surface 26 a of the semiconductor laser element 26. It is put on. In the present embodiment, the first light receiving element 22 is mounted in the vicinity of the end of the protruding member 44 a that protrudes toward the semiconductor laser element 26 of the support arm member 44 that forms the back L-shape, and the light emitting surface of the semiconductor laser element 26 The second light receiving element 23 is mounted in the vicinity of the end of the parallel member 44b extending in parallel with 26a. Thus, since the first and second light receiving elements 22 and 23 are attached to the support arm member 44, the first and second light receiving elements 22 and 23 and the support arm member 44 constitute an integral member.

受光素子駆動部24は、たとえば電動機と電動機の出力軸に装着されるピニオンと、支持アーム部材44に装着されるラックとを含んで構成される駆動機構であり、支持アーム部材44を、半導体レーザ素子26の受光面26aに平行な方向である矢符45方向に進退自在に移動させる。支持アーム部材44が矢符45方向に移動されることによって、支持アーム部材44に装着される第1および第2受光素子22,23が矢符45方向に移動して半導体レーザ素子26に対する相対位置を変化させることができる。   The light receiving element drive unit 24 is a drive mechanism including, for example, an electric motor, a pinion attached to the output shaft of the electric motor, and a rack attached to the support arm member 44. The support arm member 44 is connected to the semiconductor laser. The element 26 is moved in the direction of the arrow 45, which is parallel to the light receiving surface 26a of the element 26, so as to freely advance and retract. When the support arm member 44 is moved in the direction of the arrow 45, the first and second light receiving elements 22 and 23 attached to the support arm member 44 are moved in the direction of the arrow 45 and are relative to the semiconductor laser element 26. Can be changed.

第1受光素子22は、半導体レーザ素子26の発光面26aに対向する位置にあるとき、半導体レーザ素子26から放射される光を受光して、その光出力を測定することに用いられる。したがって、第1受光素子22をパワー測定用受光素子と呼ぶことがある。   The first light receiving element 22 is used to receive light emitted from the semiconductor laser element 26 and measure the light output when the first light receiving element 22 is at a position facing the light emitting surface 26 a of the semiconductor laser element 26. Therefore, the first light receiving element 22 may be referred to as a power measuring light receiving element.

図4は、第1受光素子22による光出力の測定方法を説明する図である。第1受光素子22は、支持アーム部材44に装着されるに際し、半導体レーザ素子26から放射される光46を受光する受光面22aが、光軸47の垂線48に対して傾斜角αを有するように配置される。このことによって、放射光46が第1受光素子22の受光面22aで反射されて、半導体レーザ素子26の発光面26aへ入射することが防止され、半導体レーザ素子26は外乱光の影響を受けることがなくなるので、光出力を正確に測定することが可能になる。なお、光出力の測定は、発光点41を原点43に一致するように移動させた後、再びプローブ29を半導体レーザ素子26の通電端子に接触させて発光させた状態で行われる。   FIG. 4 is a diagram for explaining a method of measuring light output by the first light receiving element 22. When the first light receiving element 22 is attached to the support arm member 44, the light receiving surface 22 a that receives the light 46 emitted from the semiconductor laser element 26 has an inclination angle α with respect to the perpendicular 48 of the optical axis 47. Placed in. As a result, the radiation light 46 is prevented from being reflected by the light receiving surface 22a of the first light receiving element 22 and entering the light emitting surface 26a of the semiconductor laser element 26, and the semiconductor laser element 26 is affected by disturbance light. Therefore, it is possible to accurately measure the light output. The light output is measured in a state where the light emission point 41 is moved so as to coincide with the origin 43 and then the probe 29 is again brought into contact with the energization terminal of the semiconductor laser element 26 to emit light.

半導体レーザ素子26から放射される光46の出力を第1受光素子22で測定するとき、制御部32は、プローブ電源30の動作を制御することによって、半導体ーザ素子26に通電される電流が徐々に大きくなるようにする。また制御部32は、半導体レーザ素子26に対する通電電流を大きくして、第1受光素子22によって検知される光出力が予め定める値に達するとき、半導体レーザ素子26に対する通電を停止するようにプローブ電源30の動作を制御することができる。   When the output of the light 46 emitted from the semiconductor laser element 26 is measured by the first light receiving element 22, the control unit 32 controls the operation of the probe power supply 30, so that the current supplied to the semiconductor-the-element 26 is changed. Increase gradually. Further, the control unit 32 increases the energization current to the semiconductor laser element 26 so that when the light output detected by the first light receiving element 22 reaches a predetermined value, the probe power supply is stopped so that the energization to the semiconductor laser element 26 is stopped. 30 operations can be controlled.

ダイボンド装置20においては、第1受光素子22によって放射光46の光出力を測定するのと併行して、プローブ29間の電圧(印加電圧)と、プローブ29間に流れる電流、換言すれば半導体レーザ素子26に印加される電圧値と通電される電流値とを、電圧電流測定手段31である電圧電流モニタ回路で測定する。電圧電流モニタ回路31による測定結果は制御部32に入力され、制御部32は、電圧電流モニタ回路31の出力に基づいて、半導体レーザ素子26の良否を判定する。   In the die bonding apparatus 20, the voltage between the probes 29 (applied voltage) and the current flowing between the probes 29, in other words, the semiconductor laser, are measured in parallel with the measurement of the light output of the radiated light 46 by the first light receiving element 22. The voltage value applied to the element 26 and the energized current value are measured by a voltage / current monitor circuit which is the voltage / current measuring means 31. The measurement result by the voltage / current monitor circuit 31 is input to the control unit 32, and the control unit 32 determines the quality of the semiconductor laser element 26 based on the output of the voltage / current monitor circuit 31.

また、本発明のダイボンド装置20においては、半導体レーザ素子26の品質良否は、電圧電流モニタ回路31の測定出力とともに、第1受光素子22で検出される光出力値によっても判定される。   Further, in the die bonding apparatus 20 of the present invention, the quality of the semiconductor laser element 26 is determined by the light output value detected by the first light receiving element 22 together with the measurement output of the voltage / current monitor circuit 31.

光出力値による半導体レーザ素子26の良否判定は、次のように行われる。第1受光素子22で受光検知されて制御部32へ入力された光出力値が、半導体レーザ素子26の機種ごとに予め定められてメモリ34にストアされている規定出力値に達していない場合、制御部32は、プローブ電源30を動作制御して、半導体レーザ素子26に印加する電圧を増加させ、得られる光出力値が規定出力値に達するか否かを比較する動作を繰返す。半導体レーザ素子26に印加する電圧を、半導体レーザ素子26の機種ごとに予め定められてメモリ34にストアされる最大印加電圧まで増加させても、半導体レーザ素子26の光出力が上記規定値まで上昇しない場合、発光不良すなわち品質不良と判定する。   The quality determination of the semiconductor laser element 26 based on the light output value is performed as follows. When the light output value detected and received by the first light receiving element 22 and input to the control unit 32 does not reach the specified output value that is predetermined for each model of the semiconductor laser element 26 and stored in the memory 34, The control unit 32 controls the probe power supply 30 to increase the voltage applied to the semiconductor laser element 26 and repeats the operation of comparing whether or not the obtained optical output value reaches the specified output value. Even if the voltage applied to the semiconductor laser element 26 is increased to the maximum applied voltage that is predetermined for each model of the semiconductor laser element 26 and stored in the memory 34, the optical output of the semiconductor laser element 26 rises to the specified value. If not, it is determined that the light emission is defective, that is, the quality is poor.

また、印加電圧が大きく、光出力が小さいときには、半導体レーザ素子26の発光不良が考えられる。また、印加電圧が小さいにも関らず通電電流が大きく、光出力が0付近であれば、プローブ29同士がショートしていることが考えられる。さらに、印加電圧に対する通電電流の関係から、半導体レーザ素子26の重要特性である発振閾値電流値、発振微分効率などのデータを求めることができる。   Further, when the applied voltage is large and the light output is small, a light emission failure of the semiconductor laser element 26 is considered. In addition, if the applied current is large and the optical output is near 0 even though the applied voltage is small, it is conceivable that the probes 29 are short-circuited. Furthermore, data such as the oscillation threshold current value and the oscillation differential efficiency, which are important characteristics of the semiconductor laser element 26, can be obtained from the relationship of the energization current with respect to the applied voltage.

このように、半導体レーザ素子26の良否判定および装置の不具合判定を、位置決めと併行して行うことができるので、不良品をダイボンド以降の工程に流すことを防止でき、また異常状態の装置で位置決めしてダイボンドすることを防止できる。このことによって、装置の不具合を早期フィードバックすることによる稼働率の向上を実現し、不良品の後工程への流出防止によって後工程で消費される部材のロスを低減するとともに、作業効率を向上することが可能になる。   As described above, the quality determination of the semiconductor laser element 26 and the failure determination of the apparatus can be performed in parallel with the positioning, so that it is possible to prevent a defective product from flowing into the processes after the die bonding and the positioning with the apparatus in an abnormal state. Thus, die bonding can be prevented. As a result, it is possible to improve the operating rate by feeding back the malfunction of the device at an early stage, and to reduce the loss of components consumed in the post-process by preventing the outflow of defective products to the post-process, and to improve the work efficiency. It becomes possible.

半導体レーザ素子の光出力測定に用いられる印加開始電圧、印加電圧の増加ステップ値、光出力の規定値、最大印加電圧等の測定条件は、半導体レーザ素子の機種に依存する。したがって、半導体レーザ素子の機種ごとに光出力の測定に用いる条件をテーブルデータとして予めメモリ34にストアしておき、ダイボンドする半導体レーザ素子の機種が定まれば、その機種に対応するテーブルデータをメモリ34から読出して利用できるようにしておくことによって、容易に測定条件を変更することが可能になる。   Measurement conditions such as an application start voltage, an increase step value of the applied voltage, a specified value of optical output, a maximum applied voltage, and the like used for optical output measurement of the semiconductor laser element depend on the type of the semiconductor laser element. Accordingly, the conditions used for measuring the optical output for each model of the semiconductor laser element are stored in advance in the memory 34 as table data. If the model of the semiconductor laser element to be die-bonded is determined, the table data corresponding to the model is stored in the memory. It is possible to easily change the measurement conditions by reading from 34 and making it available.

第2受光素子23には、その受光面23a上に、矢符45で示す支持アーム部材44の移動方向に対して直交する方向に細長く延びるスリット49の形成されたスリット部材50が装着される。したがって、第2受光素子23は、半導体レーザ素子26から放射されスリット49を通過することによって、スリット49で細分された状態の光を受光する。   On the second light receiving element 23, a slit member 50 having a slit 49 extending in a direction orthogonal to the moving direction of the support arm member 44 indicated by an arrow 45 is mounted on the light receiving surface 23a. Therefore, the second light receiving element 23 receives the light subdivided by the slit 49 by being emitted from the semiconductor laser element 26 and passing through the slit 49.

この第2受光素子23は、矢符45方向に移動されながらスリット49で細分される光を受光することによって、半導体レーザ素子26から放射される光46の出力が最大となるピーク位置を測定するとともに、放射光46の広がり角度である放射角を測定することができるので、この第2受光素子23を放射角測定用受光素子と呼ぶことがある。   The second light receiving element 23 receives the light subdivided by the slit 49 while moving in the direction of the arrow 45, thereby measuring the peak position where the output of the light 46 emitted from the semiconductor laser element 26 is maximized. At the same time, since the radiation angle that is the spread angle of the radiation light 46 can be measured, the second light receiving element 23 may be referred to as a radiation angle measuring light receiving element.

以下、第2受光素子23によるピーク位置および放射角の測定について説明する。図5および図6は、第2受光素子23によるピーク位置および放射角の測定方法を説明する図である。図5は、半導体レーザ26に電圧を印加して電流を流し、光出力が規定出力値になるように調整された放射状態を示す。   Hereinafter, measurement of the peak position and the radiation angle by the second light receiving element 23 will be described. 5 and 6 are diagrams illustrating a method for measuring the peak position and the radiation angle by the second light receiving element 23. FIG. FIG. 5 shows a radiation state adjusted so that a current is applied by applying a voltage to the semiconductor laser 26 and an optical output becomes a specified output value.

図5(a)では、一体的に構成される第1および第2受光素子22,23と支持アーム部材44とが、放射光46の発光パターンの放射角を成す一方の辺を構成する光46aがスリット49を通過して第2受光素子23に入射することのできる位置にある。この位置を便宜上放射角測定開始位置と呼ぶ。   In FIG. 5A, the first and second light receiving elements 22, 23 and the support arm member 44 that are integrally configured have a light 46 a that forms one side that forms a radiation angle of the light emission pattern of the radiation light 46. Is in a position where it can enter the second light receiving element 23 through the slit 49. This position is called a radiation angle measurement start position for convenience.

図5(b)では、一体的に構成される第1および第2受光素子22,23と支持アーム部材44とが、先に示した矢符45方向のうち第1受光素子22が半導体レーザ素子26から離反する方向である矢符51方向に移動した状態を示す。すなわち、一体的に構成される第1および第2受光素子22,23と支持アーム部材44とが、放射光46の発光パターンの放射角を成す他方の辺を構成する光46bがスリット49を通過して第2受光素子23に入射することのできる位置にある。この位置を便宜上放射角測定終了位置と呼ぶ。   In FIG. 5B, the first and second light receiving elements 22 and 23 and the supporting arm member 44 which are integrally formed are configured such that the first light receiving element 22 is the semiconductor laser element in the direction of the arrow 45 shown above. The state which moved to the arrow 51 direction which is a direction away from 26 is shown. That is, the first and second light receiving elements 22, 23 and the support arm member 44 that are integrally formed, the light 46 b that forms the other side forming the emission angle of the emission pattern of the emitted light 46 passes through the slit 49. Thus, the light can enter the second light receiving element 23. This position is called a radiation angle measurement end position for convenience.

図6では、第2受光素子23の移動軌跡を説明する。第2受光素子23は放射角を測定するので、その放射角測定開始位置から放射角測定終了位置までの移動動軌跡は、図6(a)に示すように、半導体レーザ素子26の発光点41を中心とする円弧52であることが好ましい。しかしながら、第2受光素子23を円弧52状に移動させると、移動させるための装置構成が複雑になるとともに、他のメカユニットとの干渉を避けるためにその移動に要する排他的占有領域53が大きくなるので、装置を大型化する。一方、図6(b)に示す本発明の実施形態のように、第2受光素子23を直線的に移動させることによって、排他的占有面積54を小さくすることができるので、装置の小型化に有利である。   In FIG. 6, the movement trajectory of the second light receiving element 23 will be described. Since the second light receiving element 23 measures the radiation angle, the movement movement locus from the radiation angle measurement start position to the radiation angle measurement end position is the light emission point 41 of the semiconductor laser element 26 as shown in FIG. It is preferable that the arc 52 is centered on the arc. However, when the second light receiving element 23 is moved in the shape of the arc 52, the apparatus configuration for moving the movement becomes complicated, and the exclusive occupation area 53 required for the movement to avoid interference with other mechanical units becomes large. Therefore, the size of the apparatus is increased. On the other hand, since the exclusive occupation area 54 can be reduced by linearly moving the second light receiving element 23 as in the embodiment of the present invention shown in FIG. 6B, the apparatus can be downsized. It is advantageous.

第2受光素子23を半導体レーザ素子26の発光面26aに平行に直線移動させながら、スリット49を通して細分化された光を第2受光素子23で受光する。このとき、第2受光素子23の位置情報と光出力強度との関係から発光パターンの光出力強度分布を求めることができる。第2受光素子23の位置情報は、受光素子駆動部24による支持アーム部材44の位置または移動距離をたとえば位置センサで検出して制御部32へ入力することによって得ることができる。   While the second light receiving element 23 is linearly moved parallel to the light emitting surface 26 a of the semiconductor laser element 26, the subdivided light is received by the second light receiving element 23 through the slit 49. At this time, the light output intensity distribution of the light emission pattern can be obtained from the relationship between the position information of the second light receiving element 23 and the light output intensity. The position information of the second light receiving element 23 can be obtained by detecting the position or moving distance of the support arm member 44 by the light receiving element driving unit 24 with a position sensor, for example, and inputting it to the control unit 32.

図5(c)のライン55が光出力強度分布を示す。第2受光素子23の放射角測定開始位置から放射角測定終了位置までの直線移動距離wと、第2受光素子23の受光面23aが半導体レーザ素子26の発光面26aに正対するときの両者の距離Lとから、放射角θrは、式(1)で与えられる。この放射角θrを求める演算は、制御部32によって行われる。
θr=tan−1(w/L) …(1)
A line 55 in FIG. 5C shows the light output intensity distribution. The linear movement distance w from the radiation angle measurement start position to the radiation angle measurement end position of the second light receiving element 23 and both when the light receiving surface 23a of the second light receiving element 23 faces the light emitting surface 26a of the semiconductor laser element 26 From the distance L, the radiation angle θr is given by equation (1). The calculation for obtaining the radiation angle θr is performed by the control unit 32.
θr = tan −1 (w / L) (1)

次に発光軸ずれ量θを求める。図7は、発行軸ずれ量θを求める方法の概要を説明する図である。ここで、発光軸ずれ量θは、次のように定義される。光出力強度分布55から求められる光出力強度が最も大きいピーク位置56と、半導体レーザ素子26の発光点41を通り発光面26aに垂直な仮想発光軸57との、第2受光素子23が移動する方向における離隔距離をdとするとき、前述の距離L、すなわち発光面26aから受光面23aまでの仮想発光軸57上における距離Lとによって、式(2)で与えられる角度である。この発光軸ずれ量θを求める演算も制御部32によって行われる。
θ=tan−1(d/L) …(2)
Next, the emission axis deviation amount θ is obtained. FIG. 7 is a diagram illustrating an outline of a method for obtaining the issue axis deviation amount θ. Here, the emission axis deviation amount θ is defined as follows. The second light receiving element 23 moves between the peak position 56 where the light output intensity obtained from the light output intensity distribution 55 is maximum and the virtual light emitting axis 57 passing through the light emitting point 41 of the semiconductor laser element 26 and perpendicular to the light emitting surface 26a. When the separation distance in the direction is d, the angle is given by Expression (2) by the above-described distance L, that is, the distance L on the virtual light emitting axis 57 from the light emitting surface 26a to the light receiving surface 23a. The control unit 32 also calculates the light emission axis deviation amount θ.
θ = tan −1 (d / L) (2)

制御部32による式(1)、式(2)の演算が終了、すなわち放射角θr、ピーク位置56および発光軸ずれ量θの測定が終了すると、制御部32は、半導体レーザ素子26に対する電圧印加を停止し、プローブ29を半導体レーザ素子26の通電端子から離脱させる。   When the calculation of the expressions (1) and (2) by the control unit 32 is completed, that is, when the measurement of the radiation angle θr, the peak position 56, and the emission axis deviation amount θ is completed, the control unit 32 applies the voltage to the semiconductor laser element 26 Is stopped, and the probe 29 is detached from the energization terminal of the semiconductor laser element 26.

次に制御部32は、位置決めステージ駆動部28に対して動作指令を出力し、位置決めステージ27を移動させて発光軸ずれ量θを補正する。このとき、制御部32は、予めX−Y座標系における回転中心座標を発光点41に決定しておき、発光点41の座標位置を中心として回転移動後の座標を計算し、その移動量を加味してX−Y−θ補正することによって、発光点41の位置をX−Y座標上でずれさせることなく、発光軸ずれ量θを補正することができる。   Next, the control unit 32 outputs an operation command to the positioning stage driving unit 28 and moves the positioning stage 27 to correct the light emission axis deviation amount θ. At this time, the control unit 32 determines the rotation center coordinate in the XY coordinate system in advance as the light emitting point 41, calculates the coordinate after the rotational movement around the coordinate position of the light emitting point 41, and determines the movement amount. By taking the XY-θ correction into consideration, the emission axis deviation amount θ can be corrected without shifting the position of the light emitting point 41 on the XY coordinates.

なお、第1および第2受光素子22,23からの光出力は、半導体レーザ素子26の機種によって大きく変動する。したがって、第1および第2受光素子22,23からの光出力の信号をそのまま制御部32へ入力させると、半導体レーザ素子26が高出力機種の場合、制御部32の動作許容信号強度を超えるおそれがあり、逆に半導体レーザ素子26が低出力機種の場合、出力が低いためにS/N比が悪化して正常に動作しなくなるおそれがある。   The light output from the first and second light receiving elements 22 and 23 varies greatly depending on the model of the semiconductor laser element 26. Therefore, if the optical output signals from the first and second light receiving elements 22 and 23 are directly input to the control unit 32, the operation allowable signal intensity of the control unit 32 may be exceeded if the semiconductor laser element 26 is a high output model. On the contrary, when the semiconductor laser element 26 is a low-output model, the output is low, so that the S / N ratio may be deteriorated and the semiconductor laser element 26 may not operate normally.

本実施形態のダイボンド装置20では、このような問題を解決するため、第1および第2受光素子22,23と制御部32との間に受光素子信号調整手段25を設ける。   In the die bonding apparatus 20 of the present embodiment, the light receiving element signal adjusting means 25 is provided between the first and second light receiving elements 22 and 23 and the control unit 32 in order to solve such a problem.

受光素子信号調整手段25は、たとえば受光素子22,23が受光して光信号を変換した電気信号を増幅する回路である。受光素子信号調整手段25は、半導体レーザ素子26が低出力機種の場合、大きい増幅ゲインで信号強度を強めて制御部32へ入力し、半導体レーザ素子26が高出力機種の場合、小さい増幅ゲインまたは逆に信号強度を弱めて制御部32へ入力する。このことによって、ダイボンド装置20では、半導体レーザ素子の出力タイプに関らず、第1および第2受光素子22,23からの出力信号の強度を、制御部32の動作にとって常に適正な状態にして入力することが可能になる。   The light receiving element signal adjusting means 25 is, for example, a circuit that amplifies an electric signal that is received by the light receiving elements 22 and 23 and converted into an optical signal. When the semiconductor laser element 26 is a low output model, the light receiving element signal adjustment means 25 increases the signal intensity with a large amplification gain and inputs it to the control unit 32. When the semiconductor laser element 26 is a high output model, the light receiving element signal adjustment means 25 Conversely, the signal intensity is weakened and input to the control unit 32. Thus, in the die bonding apparatus 20, the intensity of the output signal from the first and second light receiving elements 22 and 23 is always in an appropriate state for the operation of the control unit 32 regardless of the output type of the semiconductor laser element. It becomes possible to input.

この受光素子信号調整手段25による増幅ゲインについても、半導体レーザ素子の機種ごとに適正ゲインをテーブルデータとして予めメモリ34にストアしておき、ダイボンドする半導体レーザ素子の機種に応じて、その機種に対応するテーブルデータをメモリ34から読出して利用できるようにしておくことによって、容易にゲインを適正に変更することが可能になる。   As for the amplification gain by the light receiving element signal adjustment means 25, an appropriate gain is stored as table data in advance in the memory 34 for each model of the semiconductor laser element, and it corresponds to that model according to the model of the semiconductor laser element to be die-bonded. By making the table data to be read out from the memory 34 and making it available, the gain can be easily changed appropriately.

図8は、本発明の実施の一態様である半導体レーザ素子のダイボンド方法を説明するフローチャートである。以下図8を参照し、半導体レーザ素子のダイボンド方法について説明する。なお、フローチャートの動作は、特に断りのない限り、制御部32から出力される動作指令に従って、ダイボンド装置20の各部が実行するものである。   FIG. 8 is a flowchart for explaining a die bonding method for a semiconductor laser device according to one embodiment of the present invention. Hereinafter, a die bonding method of the semiconductor laser element will be described with reference to FIG. Note that the operations of the flowchart are executed by each unit of the die bonding apparatus 20 in accordance with an operation command output from the control unit 32 unless otherwise specified.

フローチャートのスタートでは、ダイボンド装置20の操作電源が操作者によってonにされて動作可能であり、半導体レーザ素子を位置決めステージ27上に載置し、また除去することができる搬送装置も動作可能な状態にある。   At the start of the flowchart, the operation power supply of the die bonding apparatus 20 is turned on by the operator and can be operated, and the transport apparatus capable of mounting and removing the semiconductor laser element on the positioning stage 27 is also operable. It is in.

ステップs1では、搬送装置によって半導体レーザ素子26が位置決めステージ27上に載置される。ステップs2では、素子通電手段33のプローブ29が移動されて半導体レーザ素子26の通電端子に当接される。次いで、素子通電手段33のプローブ電源30からプローブ29を介して半導体レーザ素子26に電圧を印加し、電流を流して、半導体レーザ素子26を発光させる。このとき、プローブ電源30を動作制御して半導体レーザ素子26に流れる電流が、閾値電流以下になるように発光させる。   In step s1, the semiconductor laser element 26 is placed on the positioning stage 27 by the transport device. In step s2, the probe 29 of the element energization means 33 is moved and brought into contact with the energization terminal of the semiconductor laser element 26. Next, a voltage is applied to the semiconductor laser element 26 from the probe power supply 30 of the element energizing means 33 via the probe 29, and a current is applied to cause the semiconductor laser element 26 to emit light. At this time, the probe power supply 30 is controlled to emit light so that the current flowing through the semiconductor laser element 26 is less than or equal to the threshold current.

ステップs3では、CCDカメラ21による撮像データに基づいて発光点画像重心位置から発光点41の位置を測定する。ステップs4では、半導体レーザ素子26への電力供給を停止して、発光を停止する。ステップs5では、測定した発光点41の位置情報に基づいて、位置決めステージ駆動部28を動作制御して位置決めステージ27を移動し、発光点41が原点位置43になるように補正する。   In step s3, the position of the light emitting point 41 is measured from the light emitting point image barycentric position based on the image data taken by the CCD camera 21. In step s4, power supply to the semiconductor laser element 26 is stopped, and light emission is stopped. In step s 5, based on the measured position information of the light emission point 41, the operation of the positioning stage drive unit 28 is controlled to move the positioning stage 27, and the light emission point 41 is corrected to the origin position 43.

ステップs6では、プローブ電源30からプローブ29を介して半導体レーザ素子26に再び電力供給し、発光させる。このとき、プローブ電源30の動作を制御し、半導体レーザ素子26が規定出力値よりも小さい光出力で放射するような電流値で通電する。ステップs7では、受光素子駆動部24を動作させて第1受光素子22を半導体レーザ素子26に対向する位置になるように移動し、第1受光素子22の受光信号によって半導体レーザ素子26の光出力を測定する。さらにステップs8では、電圧電流モニタ回路31を通じて、半導体レーザ素子26に印加される電圧と、流れる電流とを測定する。   In step s 6, power is again supplied from the probe power supply 30 to the semiconductor laser element 26 via the probe 29 to emit light. At this time, the operation of the probe power supply 30 is controlled, and the semiconductor laser element 26 is energized with a current value that radiates with an optical output smaller than the specified output value. In step s 7, the light receiving element driving unit 24 is operated to move the first light receiving element 22 to a position facing the semiconductor laser element 26, and the optical output of the semiconductor laser element 26 is received by the light reception signal of the first light receiving element 22. Measure. In step s8, the voltage applied to the semiconductor laser element 26 and the flowing current are measured through the voltage / current monitor circuit 31.

ステップs9では、測定した光出力を、メモリ34から読出した規定出力と比較し、規定出力に達したか否かを判定する。ここで、規定出力とは、半導体レーザ素子26を実用機器に搭載する際、当該機器の用途における実用上必要とされる出力であり、設計上予め定められてメモリ34にストアされる。光出力が規定出力に達していないとき、ステップs10に進む。ステップs10では、プローブ電源30を動作制御し、半導体レーザ素子26に印加する電圧と、通電する電流とを増加させる。このとき、電流を大きな幅で一気に増加させるのではなく、通電電流を徐々に増加させるべく、小さな増加幅になるようにプローブ電源30を動作制御する。電圧/電流を増加後、ステップs7に戻り以降のステップに進む。   In step s9, the measured light output is compared with the specified output read from the memory 34 to determine whether or not the specified output has been reached. Here, the prescribed output is an output that is practically required for use of the semiconductor laser element 26 when mounted on a practical device, and is predetermined in design and stored in the memory 34. When the light output does not reach the specified output, the process proceeds to step s10. In step s10, the probe power supply 30 is controlled to increase the voltage applied to the semiconductor laser element 26 and the current to be applied. At this time, the probe power supply 30 is controlled to have a small increase width so as to gradually increase the energization current instead of increasing the current at a stretch with a large width. After increasing the voltage / current, the process returns to step s7 and proceeds to the subsequent steps.

ステップs11では、測定した光出力以外に、電圧電流モニタ回路31を通じて測定した電圧値および電流値を、メモリ34から読出した品質基準値として予め定める電圧/電流値と比較し、半導体レーザ素子26が良品であるか否かを判定する。   In step s11, in addition to the measured optical output, the voltage value and the current value measured through the voltage / current monitor circuit 31 are compared with a voltage / current value predetermined as a quality reference value read from the memory 34, and the semiconductor laser device 26 It is determined whether or not it is a non-defective product.

半導体レーザ素子26が不良品であるとき、ステップs17へ進み、半導体レーザ素子26への電力供給を停止して、発光を停止する。ステップs18では、搬送装置を動作させて半導体レーザ素子26を位置決めステージ27から除去し、ステップs1へ戻る。すなわち、新たな半導体レーザ素子を抽出し、搬送装置で位置決めステージ27上に載置し、以降のステップを実行する。   When the semiconductor laser element 26 is a defective product, the process proceeds to step s17, the power supply to the semiconductor laser element 26 is stopped, and light emission is stopped. In step s18, the transport device is operated to remove the semiconductor laser element 26 from the positioning stage 27, and the process returns to step s1. That is, a new semiconductor laser element is extracted and placed on the positioning stage 27 by the transfer device, and the subsequent steps are executed.

一方、半導体レーザ素子26が良品であるとき、ステップs12へ進む。ステップs12では、半導体レーザ素子26の光出力が規定出力値で安定するように、プローブ電源30からの供給電力を調整する。なお、ステップs12では、光出力が規定出力値に達したとき一旦発光を停止し、再度発光を開始して規定出力値になるように調整するようにしてもよい。ステップs13では、受光素子駆動部24を動作制御して第2受光素子23を放射角測定開始位置へ移動し、その後一定速度で放射角測定終了位置まで走査し、発光パターンの放射角θr、ピーク位置および発光軸ずれ量θを測定する。ステップs14では、半導体レーザ素子26への電力供給を停止して、発光を停止する。   On the other hand, when the semiconductor laser element 26 is a good product, the process proceeds to step s12. In step s12, the power supplied from the probe power supply 30 is adjusted so that the optical output of the semiconductor laser element 26 is stabilized at the specified output value. In step s12, the light emission may be temporarily stopped when the light output reaches the specified output value, and the light emission may be started again and adjusted so as to reach the specified output value. In step s13, the operation of the light receiving element driving unit 24 is controlled to move the second light receiving element 23 to the radiation angle measurement start position, and then scanned to the radiation angle measurement end position at a constant speed. The position and emission axis deviation amount θ are measured. In step s14, power supply to the semiconductor laser element 26 is stopped, and light emission is stopped.

ステップs15では、位置決めステージ駆動部28を動作制御して位置決めステージ27を移動し、発光軸ずれを補正する。その後、ステップs16へ進み、発光点位置、発光軸ずれを補正し、位置決めした半導体レーザ素子26を、ピックアップコレットでピックアップし、ダイボンディングする。次に、さらに位置決めしてダイボンディングする半導体レーザ素子が無いとき、エンドへ進み、ダイボンド作業が完了する。   In step s15, the operation of the positioning stage drive unit 28 is controlled to move the positioning stage 27, and the light emission axis deviation is corrected. Thereafter, the process proceeds to step s16, the light emitting point position and the light emitting axis deviation are corrected, and the positioned semiconductor laser element 26 is picked up by a pickup collet and die-bonded. Next, when there is no semiconductor laser element for further positioning and die bonding, the process proceeds to the end, and the die bonding operation is completed.

新たに位置決めする半導体レーザ素子があるとき、ステップs1へ戻り、搬送装置によって新たな半導体レーザ素子が位置決めステージ27上に載置されて以降のステップが実行される。   When there is a semiconductor laser element to be newly positioned, the process returns to step s1, a new semiconductor laser element is placed on the positioning stage 27 by the transport device, and the subsequent steps are executed.

本発明の実施の一形態の半導体レーザ素子のダイボンド装置20の構成を簡略化して示す系統図である。1 is a system diagram schematically showing a configuration of a die bonding apparatus 20 for a semiconductor laser device according to an embodiment of the present invention. 図1に示す半導体レーザ素子のダイボンド装置20における制御動作に係る電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electrical structure which concerns on the control action in the die-bonding apparatus 20 of the semiconductor laser element shown in FIG. CCDカメラ21による半導体レーザ素子26の撮像例を示す図である。2 is a diagram illustrating an example of imaging of a semiconductor laser element 26 by a CCD camera 21. FIG. 第1受光素子22による光出力の測定方法を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a method for measuring light output by a first light receiving element 22; 第2受光素子23によるピーク位置および放射角の測定方法を説明する図である。It is a figure explaining the measuring method of the peak position and radiation angle by the 2nd light receiving element. 第2受光素子23によるピーク位置および放射角の測定方法を説明する図である。It is a figure explaining the measuring method of the peak position and radiation angle by the 2nd light receiving element. 発行軸ずれ量θを求める方法の概要を説明する図である。It is a figure explaining the outline | summary of the method of calculating | requiring the issue axis deviation | shift amount (theta). 本発明の実施の一態様である半導体レーザ素子のダイボンド方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the die-bonding method of the semiconductor laser element which is 1 aspect of this invention. 半導体レーザ素子の発光状態を示す図である。It is a figure which shows the light emission state of a semiconductor laser element. 半導体レーザ素子1の発光出力の相違に伴う発光パターンの相違を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a difference in light emission pattern due to a difference in light emission output of the semiconductor laser element 1. 受光素子に入力される半導体レーザ素子1の遠視野像と輝度分布とを示す図である。It is a figure which shows the far-field image and luminance distribution of the semiconductor laser element 1 input into a light receiving element. パルス発光のタイミングとシャッタ開放のタイミングとを示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the timing of pulse light emission, and the timing of shutter opening.

符号の説明Explanation of symbols

20 ダイボンド装置
21 CCDカメラ
22 第1受光素子
23 第2受光素子
24 受光素子駆動手段
25 受光素子信号調整手段
26 半導体レーザ素子
27 位置決めステージ
28 位置決めステージ駆動部
29 プローブ
30 プローブ電源
31 電圧電流モニタ回路
32 制御部
33 素子通電手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Die bonding apparatus 21 CCD camera 22 1st light receiving element 23 2nd light receiving element 24 Light receiving element drive means 25 Light receiving element signal adjustment means 26 Semiconductor laser element 27 Positioning stage 28 Positioning stage drive part 29 Probe 30 Probe power supply 31 Voltage current monitor circuit 32 Control unit 33 Element energizing means

Claims (11)

半導体レーザ素子から放射される光の軸である光軸の方向を調整して半導体レーザ素子をステムにダイボンドする半導体レーザ素子のダイボンド装置において、
半導体レーザ素子から光が放射される位置である発光点の位置を測定する発光点位置測定手段と、
半導体レーザ素子から放射される光を受光して光出力を測定する第1受光素子と、
半導体レーザ素子から放射される光を、スリットを通して受光し、光の出力が最大となるピーク位置を測定する第2受光素子とを含み、
第1受光素子と第2受光素子とが、一体的な部材を構成することを特徴とする半導体レーザ素子のダイボンド装置。
In a die-bonding apparatus for a semiconductor laser element that adjusts the direction of the optical axis that is the axis of light emitted from the semiconductor laser element and die-bonds the semiconductor laser element to the stem,
A light emitting point position measuring means for measuring a position of a light emitting point which is a position where light is emitted from the semiconductor laser element;
A first light receiving element that receives light emitted from the semiconductor laser element and measures a light output;
A second light receiving element that receives light emitted from the semiconductor laser element through a slit and measures a peak position at which the light output is maximized;
A die bonding apparatus for a semiconductor laser element, wherein the first light receiving element and the second light receiving element constitute an integral member.
一体的に構成される第1受光素子と第2受光素子とを、光軸に対して垂直な方向に移動させる受光素子駆動手段を含むことを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ素子のダイボンド装置。   2. A die bond for a semiconductor laser device according to claim 1, further comprising: a light receiving element driving means for moving the first light receiving element and the second light receiving element which are integrally formed in a direction perpendicular to the optical axis. apparatus. 第1受光素子は、
半導体レーザ素子から放射される光を受光する受光面が、光軸の垂線に対して傾斜角を有するように配置されることを特徴とする請求項1または2記載の半導体レーザ素子のダイボンド装置。
The first light receiving element is
3. The die bonding apparatus for a semiconductor laser device according to claim 1, wherein the light receiving surface for receiving the light emitted from the semiconductor laser device is disposed so as to have an inclination angle with respect to the normal of the optical axis.
第1受光素子および第2受光素子から出力される信号の強度を可変に調整する受光素子信号調整手段を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の半導体レーザ素子のダイボンド装置。   4. The semiconductor laser device according to claim 1, further comprising: a light receiving element signal adjusting unit that variably adjusts the intensity of a signal output from the first light receiving element and the second light receiving element. Die bond equipment. 半導体レーザ素子に電圧を印加して電流を通電させる素子通電手段と、
素子通電手段によって半導体レーザ素子に印加される電圧と通電される電流とを測定する電圧電流測定手段とを含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の半導体レーザ素子のダイボンド装置。
An element energization means for energizing the semiconductor laser element by applying a voltage;
5. A voltage / current measuring means for measuring a voltage applied to the semiconductor laser element by the element energizing means and a current to be energized, and a semiconductor laser element according to claim 1, Die bond equipment.
半導体レーザ素子から放射される光の出力を第1受光素子で測定するとき、半導体レーザ素子に通電される電流が徐々に大きくなるように素子通電手段の動作を制御し、
第1受光素子によって検知される光出力が予め定める値に達するとき、半導体レーザ素子に対する通電を停止するように素子通電手段の動作を制御する制御手段とを含むことを特徴とする請求項5記載の半導体レーザ素子のダイボンド装置。
When measuring the output of light emitted from the semiconductor laser element with the first light receiving element, the operation of the element energizing means is controlled so that the current energized to the semiconductor laser element gradually increases,
6. A control means for controlling the operation of the element energization means to stop energization of the semiconductor laser element when the light output detected by the first light receiving element reaches a predetermined value. Die bonding apparatus for semiconductor laser devices.
制御手段は、
電圧電流測定手段の測定出力に基づいて、半導体レーザ素子の良否を判定することを特徴とする請求項6記載の半導体レーザ素子のダイボンド装置。
The control means
7. The die bonding apparatus for a semiconductor laser device according to claim 6, wherein the quality of the semiconductor laser device is determined based on a measurement output of the voltage / current measuring means.
半導体レーザ素子から放射される光の軸である光軸の方向を調整して半導体レーザ素子をステムにダイボンドする半導体レーザ素子のダイボンド方法において、
半導体レーザ素子から光が放射される位置である発光点の位置を測定する工程と、
測定された発光点の位置が予め定める原点位置になるように半導体レーザ素子を移動させる工程と、
半導体レーザ素子から放射される光の出力を予め定める出力値になるように調整する工程と、
半導体レーザ素子から放射される光の出力が最大となるピーク位置を測定する工程と、
ピーク位置の原点位置に対するずれ量を求め、ずれ量に基づいて半導体レーザ素子から放射される光の光軸方向を調整する工程とを含むことを特徴とする半導体レーザ素子のダイボンド方法。
In a die-bonding method of a semiconductor laser element, in which the direction of the optical axis that is the axis of light emitted from the semiconductor laser element is adjusted and the semiconductor laser element is die-bonded to the stem,
Measuring a position of a light emitting point that is a position where light is emitted from the semiconductor laser element;
Moving the semiconductor laser element so that the position of the measured light emitting point is a predetermined origin position;
Adjusting the output of light emitted from the semiconductor laser element to a predetermined output value;
Measuring a peak position at which the output of light emitted from the semiconductor laser element is maximized;
A die bonding method for a semiconductor laser element, comprising: obtaining a deviation amount of the peak position with respect to the origin position and adjusting an optical axis direction of light emitted from the semiconductor laser element based on the deviation amount.
半導体レーザ素子から放射される光の出力を測定する際に、半導体レーザ素子に印加される電圧と、半導体レーザ素子に通電される電流とを測定する工程と、
測定される電圧と電流とに基づいて半導体レーザ素子の良否を判定する工程とを含むことを特徴とする請求項8記載の半導体レーザ素子のダイボンド方法。
A step of measuring a voltage applied to the semiconductor laser element and a current supplied to the semiconductor laser element when measuring the output of light emitted from the semiconductor laser element;
9. The die bonding method for a semiconductor laser device according to claim 8, further comprising a step of determining the quality of the semiconductor laser device based on the measured voltage and current.
半導体レーザ素子から光が放射される位置である発光点の位置を測定する工程では、
半導体レーザ素子に閾値以下の電流を通電して発光させ発光点画像の重心を検出することによって発光点の位置を定めることを特徴とする請求項9記載の半導体レーザ素子のダイボンド方法。
In the step of measuring the position of the emission point, which is the position where light is emitted from the semiconductor laser element,
10. The die bonding method for a semiconductor laser device according to claim 9, wherein the position of the light emitting point is determined by applying a current below a threshold value to the semiconductor laser device to emit light and detecting the center of gravity of the light emitting point image.
発光点画像の重心の検出は、
半導体レーザ素子を撮像するカメラを用いて行われることを特徴とする請求項10記載の半導体レーザ素子のダイボンド方法。
The detection of the center of gravity of the luminous point image
11. The die bonding method for a semiconductor laser device according to claim 10, wherein the die bonding method is performed using a camera for imaging the semiconductor laser device.
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JP2015087732A (en) * 2013-11-01 2015-05-07 富士通株式会社 Optical axis adjustment method

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