JP2983804B2 - 発光素子の発光点検出方法および位置決め装置 - Google Patents
発光素子の発光点検出方法および位置決め装置Info
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- JP2983804B2 JP2983804B2 JP5191065A JP19106593A JP2983804B2 JP 2983804 B2 JP2983804 B2 JP 2983804B2 JP 5191065 A JP5191065 A JP 5191065A JP 19106593 A JP19106593 A JP 19106593A JP 2983804 B2 JP2983804 B2 JP 2983804B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は半導体レーザチップな
どの発光素子をステムなどの取付位置に精度よく取り付
けるための発光点検出方法および位置決め装置に関す
る。
どの発光素子をステムなどの取付位置に精度よく取り付
けるための発光点検出方法および位置決め装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザは、ＣＤプレーヤなどの極
めて高精度な装置に用いられるため、チップの本体への
取り付け時には高精度の発光点位置決定が必要である。
このため、従来は、分割されたチップの形状をＣＣＤカ
メラなどによって画像認識し、これに基づいて搬送姿勢
を修正してダイボンディングしていた。
めて高精度な装置に用いられるため、チップの本体への
取り付け時には高精度の発光点位置決定が必要である。
このため、従来は、分割されたチップの形状をＣＣＤカ
メラなどによって画像認識し、これに基づいて搬送姿勢
を修正してダイボンディングしていた。
【０００３】上記位置決めのための装置を図８に示す。
この装置は、位置決め・修正のための中間ステーション
１０３を有している。この中間ステーション１０３には
分割された半導体レーザチップ１００が搬送されてく
る。この半導体レーザチップ１００は、トレイ１０１か
ら第１の吸着ノズル１０２によって搬送される。中間ス
テーション１０３の上方にはＣＣＤカメラ１０４が設け
られており、中間ステーション１０３上にセットされた
半導体レーザチップ１００の外形や電極パターンなどに
基づいてその位置を認識する。その位置がズレている場
合には、中間ステーション１０３の周囲に設けられた位
置修正用ツメ１０５を用いて半導体レーザチップ１００
の位置を修正する。修正ののち、第２の吸着ノズル１０
６を用いてこの半導体レーザチップ１００を吸着しダイ
ボンド装置へ搬送する。
この装置は、位置決め・修正のための中間ステーション
１０３を有している。この中間ステーション１０３には
分割された半導体レーザチップ１００が搬送されてく
る。この半導体レーザチップ１００は、トレイ１０１か
ら第１の吸着ノズル１０２によって搬送される。中間ス
テーション１０３の上方にはＣＣＤカメラ１０４が設け
られており、中間ステーション１０３上にセットされた
半導体レーザチップ１００の外形や電極パターンなどに
基づいてその位置を認識する。その位置がズレている場
合には、中間ステーション１０３の周囲に設けられた位
置修正用ツメ１０５を用いて半導体レーザチップ１００
の位置を修正する。修正ののち、第２の吸着ノズル１０
６を用いてこの半導体レーザチップ１００を吸着しダイ
ボンド装置へ搬送する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図８のような
位置決め装置では、以下のような欠点があった。
位置決め装置では、以下のような欠点があった。
【０００５】まず、半導体チップの外観形状や電極位置
などに基づいて位置決めを行っているが、半導体レーザ
チップの発光点はその外形に対して必ずしも同一場所に
あるわけではなく一定の範囲のばらつきがあり、チップ
の外形に基づいて位置決めしていたのではこのばらつき
を補償することができない。
などに基づいて位置決めを行っているが、半導体レーザ
チップの発光点はその外形に対して必ずしも同一場所に
あるわけではなく一定の範囲のばらつきがあり、チップ
の外形に基づいて位置決めしていたのではこのばらつき
を補償することができない。
【０００６】半導体レーザチップを中間ステーションに
セットして位置の修正を行いこれを再度吸着ノズルで吸
着してダイボンド装置に搬送するが、第２の吸着ノズル
で吸着する際に微小な位置ズレが生じる場合があり、位
置決め精度がいま一つ向上しない原因になっていた。
セットして位置の修正を行いこれを再度吸着ノズルで吸
着してダイボンド装置に搬送するが、第２の吸着ノズル
で吸着する際に微小な位置ズレが生じる場合があり、位
置決め精度がいま一つ向上しない原因になっていた。
【０００７】この発明は発光素子における発光点のばら
つきを解消でき、且つ、搬送時における位置ズレを防止
することのできる発光素子の発光点検出方法および位置
決め装置を提供することを目的とする。
つきを解消でき、且つ、搬送時における位置ズレを防止
することのできる発光素子の発光点検出方法および位置
決め装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この出願の請求項１の発
光点検出方法は、指向性を有する発光素子を発光させ、
この光をレンズで受光して、その像点から外れた位置に
設けられた受光面に投影し、投影された前記発光素子の
像に基づいて前記発光素子の発光点の前記レンズの光軸
からのズレと傾きを検出することを特徴とする。
光点検出方法は、指向性を有する発光素子を発光させ、
この光をレンズで受光して、その像点から外れた位置に
設けられた受光面に投影し、投影された前記発光素子の
像に基づいて前記発光素子の発光点の前記レンズの光軸
からのズレと傾きを検出することを特徴とする。
【０００９】この出願の請求項２の位置決め装置は、分
割された発光素子チップを吸着して取付位置まで搬送す
る搬送機構と、この搬送途中で前記発光素子チップを発
光させ、この光を受光することによって前記発光素子チ
ップの発光点の位置と向きとを検出する発光点検出手段
と、この発光点検出手段の検出結果に基づいて前記発光
素子チップの搬送姿勢を修正する修正手段と、を設けた
ことを特徴とする。
割された発光素子チップを吸着して取付位置まで搬送す
る搬送機構と、この搬送途中で前記発光素子チップを発
光させ、この光を受光することによって前記発光素子チ
ップの発光点の位置と向きとを検出する発光点検出手段
と、この発光点検出手段の検出結果に基づいて前記発光
素子チップの搬送姿勢を修正する修正手段と、を設けた
ことを特徴とする。
【００１０】この出願の請求項３の位置決め装置は、請
求項２の発明において、前記発光点検出手段を、前記発
光点の位置および向きを複数回検出してその平均値を検
出結果としたことを特徴とする。
求項２の発明において、前記発光点検出手段を、前記発
光点の位置および向きを複数回検出してその平均値を検
出結果としたことを特徴とする。
【００１１】この出願の請求項４の位置決め装置は、請
求項２，３の発明において、前記発光点検出手段の検出
結果が一定の範囲の値となるまで、前記修正手段および
前記発光点検出手段を繰り返し実行することを特徴とす
る。
求項２，３の発明において、前記発光点検出手段の検出
結果が一定の範囲の値となるまで、前記修正手段および
前記発光点検出手段を繰り返し実行することを特徴とす
る。
【００１２】
【作用】半導体レーザ等の指向性を有する発光素子は広
がりのない強い光（ビーム光）および広がりのある弱い
光（拡散光）を照射する。レンズでこれらの光を受光し
た場合、ビーム光は広がりがないため像点から外れた位
置で受光しても点として投影されるが、拡散光は、像点
においてはレンズによって集束され前記ビーム光と一致
する点として投影されるが、像点から外れた位置では、
収束せずレンズの形状（円形）に投影される。像点から
外れた位置において、レンズの光軸とこの拡散光の投影
像の中心位置およびビーム光の投影位置との関係は、発
光点の光軸からのズレや発光点の向き（ビーム光の向
き）の光軸からの傾きに対応している。したがって、レ
ンズの光軸，投影像の中心位置，ビーム光の投影位置間
の距離を計測し、発光素子−レンズ−受光面の距離に基
づいて所定の演算を行うことにより発光点のレンズの光
軸からのズレと傾きを検出することができる。
がりのない強い光（ビーム光）および広がりのある弱い
光（拡散光）を照射する。レンズでこれらの光を受光し
た場合、ビーム光は広がりがないため像点から外れた位
置で受光しても点として投影されるが、拡散光は、像点
においてはレンズによって集束され前記ビーム光と一致
する点として投影されるが、像点から外れた位置では、
収束せずレンズの形状（円形）に投影される。像点から
外れた位置において、レンズの光軸とこの拡散光の投影
像の中心位置およびビーム光の投影位置との関係は、発
光点の光軸からのズレや発光点の向き（ビーム光の向
き）の光軸からの傾きに対応している。したがって、レ
ンズの光軸，投影像の中心位置，ビーム光の投影位置間
の距離を計測し、発光素子−レンズ−受光面の距離に基
づいて所定の演算を行うことにより発光点のレンズの光
軸からのズレと傾きを検出することができる。
【００１３】また、請求項２の発明では、上記方法によ
り発光素子の発光点の位置および向きをレンズの光軸か
らのズレと傾きに基づいて検出する発光点検出手段を備
える。この作業を発光素子チップを吸着して取り付け位
置まで搬送する搬送機構の搬送途中で行う。さらに、検
出結果に基づいて搬送される発光素子チップの姿勢を修
正する。これにより、取付位置に搬送される搬送素子チ
ップは正確に位置決めされたものとなり、ダイボンドな
どの取り付け精度を高くすることができる。この場合に
おいて、位置決めが、発光点の位置そのものに基づいて
決定されるため外形と発光点とのズレが位置決め精度に
影響することはない。さらに、発光素子チップの位置を
修正した後搬送機構がこれを吸着しなおすことがないた
め、吸着値の位置ズレが生じる余地がない。
り発光素子の発光点の位置および向きをレンズの光軸か
らのズレと傾きに基づいて検出する発光点検出手段を備
える。この作業を発光素子チップを吸着して取り付け位
置まで搬送する搬送機構の搬送途中で行う。さらに、検
出結果に基づいて搬送される発光素子チップの姿勢を修
正する。これにより、取付位置に搬送される搬送素子チ
ップは正確に位置決めされたものとなり、ダイボンドな
どの取り付け精度を高くすることができる。この場合に
おいて、位置決めが、発光点の位置そのものに基づいて
決定されるため外形と発光点とのズレが位置決め精度に
影響することはない。さらに、発光素子チップの位置を
修正した後搬送機構がこれを吸着しなおすことがないた
め、吸着値の位置ズレが生じる余地がない。
【００１４】また、請求項３の発明では、前記発光点検
出手段を複数回行うことにより検出のばらつきを解消す
ることができる。
出手段を複数回行うことにより検出のばらつきを解消す
ることができる。
【００１５】さらに、請求項４の発明では、修正手段と
発光点検出手段を発光点検出手段の検出結果が一定の範
囲の値となるまで繰り返し実行することにより、位置決
め精度をより高めることができる。この場合において、
姿勢の修正を行うことによってノイズなどをキャンセル
し、検出精度を高めることもできる。
発光点検出手段を発光点検出手段の検出結果が一定の範
囲の値となるまで繰り返し実行することにより、位置決
め精度をより高めることができる。この場合において、
姿勢の修正を行うことによってノイズなどをキャンセル
し、検出精度を高めることもできる。
【００１６】
【実施例】図１は、この発明の実施例が適用される半導
体レーザ搬送装置を示す図である。この半導体レーザ搬
送装置は、半導体レーザデバイスの製造装置に組み込ま
れるものであり、半導体レーザチップ１をトレイ１０か
らダイボンド装置（図示せず）に搬送する装置である。
搬送途中（図示の位置）において、搬送姿勢を修正して
ダイボンド時の発光点を一定にする。
体レーザ搬送装置を示す図である。この半導体レーザ搬
送装置は、半導体レーザデバイスの製造装置に組み込ま
れるものであり、半導体レーザチップ１をトレイ１０か
らダイボンド装置（図示せず）に搬送する装置である。
搬送途中（図示の位置）において、搬送姿勢を修正して
ダイボンド時の発光点を一定にする。
【００１７】同図において、分割された半導体レーザチ
ップ１がトレイ１０の上に複数個配列して載置されてい
る。吸着ノズル２がそのうち１個を吸着してダイボンド
装置まで搬送する。その搬送経路の途中に図示のような
導体レーザの位置決め装置が設置されている。吸着ノズ
ル２は半導体レーザチップ１を吸着してこの位置決め装
置の位置に達すると、一旦停止する。停止した吸着ノズ
ル２の下方には可動電極端子４が設けられており、この
可動電極端子４が上方に移動して半導体レーザチップ１
に接触する。一方、吸着ノズル２は他方の電極端子を兼
ねており、制御部５から吸着ノズル２および可動電極端
子４を介して半導体レーザチップ１に対して電流が供給
される。これによって半導体レーザチップ１は発光す
る。また、半導体レーザチップ１の発光部に対向してＣ
ＣＤカメラ３が設けられている。このＣＣＤカメラ３は
半導体レーザチップ１の光を受光してその映像を制御部
５に入力する。制御部５はＣＣＤカメラ３の映像に基づ
いて半導体レーザチップ１の位置と向きを検出し、その
データに基づいて吸着ノズル２を制御して姿勢を修正す
る。なお、半導体レーザチップ１の発光点とＣＣＤカメ
ラ３のレンズとの距離はａである。
ップ１がトレイ１０の上に複数個配列して載置されてい
る。吸着ノズル２がそのうち１個を吸着してダイボンド
装置まで搬送する。その搬送経路の途中に図示のような
導体レーザの位置決め装置が設置されている。吸着ノズ
ル２は半導体レーザチップ１を吸着してこの位置決め装
置の位置に達すると、一旦停止する。停止した吸着ノズ
ル２の下方には可動電極端子４が設けられており、この
可動電極端子４が上方に移動して半導体レーザチップ１
に接触する。一方、吸着ノズル２は他方の電極端子を兼
ねており、制御部５から吸着ノズル２および可動電極端
子４を介して半導体レーザチップ１に対して電流が供給
される。これによって半導体レーザチップ１は発光す
る。また、半導体レーザチップ１の発光部に対向してＣ
ＣＤカメラ３が設けられている。このＣＣＤカメラ３は
半導体レーザチップ１の光を受光してその映像を制御部
５に入力する。制御部５はＣＣＤカメラ３の映像に基づ
いて半導体レーザチップ１の位置と向きを検出し、その
データに基づいて吸着ノズル２を制御して姿勢を修正す
る。なお、半導体レーザチップ１の発光点とＣＣＤカメ
ラ３のレンズとの距離はａである。
【００１８】ここで、ＣＣＤカメラ３はレンズ３０（図
２参照），鏡筒およびＣＣＤ撮像素子３１を備えている
が、ＣＣＤ撮像素子は半導体レーザチップ１の発光点
（以下この説明においては、単に「半導体レーザチップ
１」という。）の像点から外れた位置に設けられてい
る。ＣＣＤ撮像素子に投影される半導体レーザチップ１
の発光点の像を図２〜図５に示す。
２参照），鏡筒およびＣＣＤ撮像素子３１を備えている
が、ＣＣＤ撮像素子は半導体レーザチップ１の発光点
（以下この説明においては、単に「半導体レーザチップ
１」という。）の像点から外れた位置に設けられてい
る。ＣＣＤ撮像素子に投影される半導体レーザチップ１
の発光点の像を図２〜図５に示す。
【００１９】上述のように半導体レーザチップ１はレン
ズ３０に対してａの距離の位置に停止する。レンズ３０
の焦点距離はｆである。また、半導体レーザチップ１の
像点はレンズ３０からｂの距離である。さらに、ＣＣＤ
撮像素子３１はレンズ３０からＬの距離に設けられてい
る。このＬは、Ｌ＝ｂ＋ｃで表される。すなわち、ＣＣ
Ｄ撮像素子３１はｃだけ像点から外れて設けられてい
る。したがって、ＣＣＤ撮像素子３１に投影される像は
いわゆるピンボケ状態になっている。上述したように、
半導体レーザチップ１などの指向性を有する発光素子
は、ビーム光と拡散光を照射するが、ビーム光は広がり
のない光であるためＣＣＤ撮像素子３１が像点から外れ
て設けられていてもその像は点となって現れる。一方、
拡散光はレンズ３０の開口部全体に入光しそれらが像点
Ｂに集束するが、ＣＣＤ撮像素子３１が像点Ｂから外れ
て設けられているため、その像はレンズの開口と同じ円
形になる。
ズ３０に対してａの距離の位置に停止する。レンズ３０
の焦点距離はｆである。また、半導体レーザチップ１の
像点はレンズ３０からｂの距離である。さらに、ＣＣＤ
撮像素子３１はレンズ３０からＬの距離に設けられてい
る。このＬは、Ｌ＝ｂ＋ｃで表される。すなわち、ＣＣ
Ｄ撮像素子３１はｃだけ像点から外れて設けられてい
る。したがって、ＣＣＤ撮像素子３１に投影される像は
いわゆるピンボケ状態になっている。上述したように、
半導体レーザチップ１などの指向性を有する発光素子
は、ビーム光と拡散光を照射するが、ビーム光は広がり
のない光であるためＣＣＤ撮像素子３１が像点から外れ
て設けられていてもその像は点となって現れる。一方、
拡散光はレンズ３０の開口部全体に入光しそれらが像点
Ｂに集束するが、ＣＣＤ撮像素子３１が像点Ｂから外れ
て設けられているため、その像はレンズの開口と同じ円
形になる。
【００２０】図２は、半導体レーザチップ１がレンズ３
０の光軸上でその向きがレンズ３０の光軸に一致するよ
うにセットされた状態を示している。この状態ではレン
ズ３０の光軸とＣＣＤ撮像素子３１上に投影されたビー
ム光の像および拡散光による円形の像（円形像）の中心
がそれぞれ一致している。同図において、円形像の中心
に描かれた長楕円は半導体レーザチップ１の発光点から
照射されたビーム光の像を示している。半導体レーザチ
ップは活性層に幅があるためビーム光は横長となる。
０の光軸上でその向きがレンズ３０の光軸に一致するよ
うにセットされた状態を示している。この状態ではレン
ズ３０の光軸とＣＣＤ撮像素子３１上に投影されたビー
ム光の像および拡散光による円形の像（円形像）の中心
がそれぞれ一致している。同図において、円形像の中心
に描かれた長楕円は半導体レーザチップ１の発光点から
照射されたビーム光の像を示している。半導体レーザチ
ップは活性層に幅があるためビーム光は横長となる。
【００２１】図３は、半導体レーザチップ１がレンズ３
０の光軸上に置かれ、向きが光軸からθだけ傾いて状態
を示している。この状態でも拡散光は図２と同様に入光
するためＣＣＤ撮像素子３１に投影される円形像は図２
と同様である。しかし、ビーム光は斜めに入光されるた
め像点Ｂを通過して円形像の中心からｒだけ離れた位置
に投影される。このｒはビーム光の傾きθおよび半導体
レーザチップ１とレンズ３０との距離ａで決定される。
すなわち、レンズ３０におけるビーム光の光軸からのず
れｅは、 ｅ＝ａ tanθ で表されるが、このｅとｒとの関係は、 ｅ／ｂ＝ｒ／ｃ となる。したがって、ｒが求まれば、 ｅ＝ｒ・ｂ／ｃ となり、 tanθ＝（ｒ・ｂ）／（ｃ・ａ） と表される。したがって、半導体レーザチップ１の傾き
θは、 θ＝ tan-1((ｒ・ｂ) /(ｃ・ａ)) ‥‥ で求められる。このθだけ半導体レーザチップ１の向き
を回転修正してやれば半導体レーザチップは正しい姿勢
となる。
０の光軸上に置かれ、向きが光軸からθだけ傾いて状態
を示している。この状態でも拡散光は図２と同様に入光
するためＣＣＤ撮像素子３１に投影される円形像は図２
と同様である。しかし、ビーム光は斜めに入光されるた
め像点Ｂを通過して円形像の中心からｒだけ離れた位置
に投影される。このｒはビーム光の傾きθおよび半導体
レーザチップ１とレンズ３０との距離ａで決定される。
すなわち、レンズ３０におけるビーム光の光軸からのず
れｅは、 ｅ＝ａ tanθ で表されるが、このｅとｒとの関係は、 ｅ／ｂ＝ｒ／ｃ となる。したがって、ｒが求まれば、 ｅ＝ｒ・ｂ／ｃ となり、 tanθ＝（ｒ・ｂ）／（ｃ・ａ） と表される。したがって、半導体レーザチップ１の傾き
θは、 θ＝ tan-1((ｒ・ｂ) /(ｃ・ａ)) ‥‥ で求められる。このθだけ半導体レーザチップ１の向き
を回転修正してやれば半導体レーザチップは正しい姿勢
となる。
【００２２】ここで、吸着ノズル２はトレイ１０からダ
イボンド装置に半導体レーザチップを搬送する方向に動
作するのみならず、その垂直方向や回転方向に対しても
高精度に移動可能なものである（図１参照）。この吸着
ノズル２の姿勢制御は制御部置５によって行われる。
イボンド装置に半導体レーザチップを搬送する方向に動
作するのみならず、その垂直方向や回転方向に対しても
高精度に移動可能なものである（図１参照）。この吸着
ノズル２の姿勢制御は制御部置５によって行われる。
【００２３】図４は半導体レーザチップ１（ビーム光）
の向きはレンズ３０の光軸と平行であるが半導体レーザ
チップ１の位置が光軸からｂだけズレている場合の投影
像を示している。この場合、ＣＣＤ撮像素子３１に投影
される円形像は光軸からｓだけズレたものとなってい
る。このｓは、 ｓ＝（Ｌ／ａ）ｄ ：Ｌ＝ｂ＋ｃ であり、したがってｄは、 ｄ＝（ａ／Ｌ）ｓ ‥‥ で求められる。この場合には、半導体レーザチップ１を
ｄだけずらせれば正しい位置にすることができる。
の向きはレンズ３０の光軸と平行であるが半導体レーザ
チップ１の位置が光軸からｂだけズレている場合の投影
像を示している。この場合、ＣＣＤ撮像素子３１に投影
される円形像は光軸からｓだけズレたものとなってい
る。このｓは、 ｓ＝（Ｌ／ａ）ｄ ：Ｌ＝ｂ＋ｃ であり、したがってｄは、 ｄ＝（ａ／Ｌ）ｓ ‥‥ で求められる。この場合には、半導体レーザチップ１を
ｄだけずらせれば正しい位置にすることができる。
【００２４】さらに、この場合でも、ビーム光はレンズ
３０の中心に入光しないため円形像の中心よりもさらに
光軸からズレた位置に投影される。円形像の中心とビー
ム光の像とのズレｔは、 ｔ＝（ｃ／ｂ）ｄ で表され、上式を代入して、 ｔ＝（ｃ／ｂ）（ａ／Ｌ）ｓ ‥‥ となる。すなわち、ｓによってｄが求められこのｄとｔ
の関係が式のようになっていれば、半導体レーザチッ
プ１の向きは光軸に平行であることがわかる。
３０の中心に入光しないため円形像の中心よりもさらに
光軸からズレた位置に投影される。円形像の中心とビー
ム光の像とのズレｔは、 ｔ＝（ｃ／ｂ）ｄ で表され、上式を代入して、 ｔ＝（ｃ／ｂ）（ａ／Ｌ）ｓ ‥‥ となる。すなわち、ｓによってｄが求められこのｄとｔ
の関係が式のようになっていれば、半導体レーザチッ
プ１の向きは光軸に平行であることがわかる。
【００２５】図５は半導体レーザチップ１がレンズ３０
の光軸からずれてセットされており且つその向きも光軸
から傾いたものになっている場合の投影図を示す。半導
体レーザチップ１のズレはｄであり傾きはθであるとす
る。この場合、図４と同様の演算（式）を用いること
により、円形像の中心の光軸からのずれｓに基づいてｄ
を求めることができる。このようにして求められたｄに
基づき式を用いてｔが求められるが、このｔとこの図
における円形像の中心とビーム光の像のズレｕとは一致
しない。ｕ＝ｒ＋ｔとなっているからである。したがっ
て、ｕからｔを引いた値が半導体レーザチップ１の傾き
θによるズレｒである。この値ｒに基づき式を用いる
ことにより傾きθを求めることができる。
の光軸からずれてセットされており且つその向きも光軸
から傾いたものになっている場合の投影図を示す。半導
体レーザチップ１のズレはｄであり傾きはθであるとす
る。この場合、図４と同様の演算（式）を用いること
により、円形像の中心の光軸からのずれｓに基づいてｄ
を求めることができる。このようにして求められたｄに
基づき式を用いてｔが求められるが、このｔとこの図
における円形像の中心とビーム光の像のズレｕとは一致
しない。ｕ＝ｒ＋ｔとなっているからである。したがっ
て、ｕからｔを引いた値が半導体レーザチップ１の傾き
θによるズレｒである。この値ｒに基づき式を用いる
ことにより傾きθを求めることができる。
【００２６】以上の演算によって求められたｄおよびθ
だけ位置を修正することにより、ダイボンド装置に搬送
される半導体レーザチップ１の発光点の位置を常に同一
にすることができる。
だけ位置を修正することにより、ダイボンド装置に搬送
される半導体レーザチップ１の発光点の位置を常に同一
にすることができる。
【００２７】このようにこのＣＣＤカメラ３では、ＣＣ
Ｄ撮像素子３１を半導体レーザチップ１の像点Ｂから外
れた位置に設けたことによりビーム光の像と拡散光によ
る円形像とを別に投影することができ、それらの位置関
係に基づいてチップの位置と向きを同時に検出すること
が可能となっている。
Ｄ撮像素子３１を半導体レーザチップ１の像点Ｂから外
れた位置に設けたことによりビーム光の像と拡散光によ
る円形像とを別に投影することができ、それらの位置関
係に基づいてチップの位置と向きを同時に検出すること
が可能となっている。
【００２８】なお上記図２〜図５の説明においては、半
導体レーザチップ１とレンズ３０との距離ａは常に一定
であることを前提として説明しているが、これが一定で
ない場合にも投影像に基づいてａを算出し、上記演算を
行うことができる。すなわち、ａが変化した場合には像
点Ｂの位置が変化するためｂおよびｃの比率が変化す
る。このｂとｃの比率が変化すると円形像の大きさφ２
（図２参照）の大きさが変化する。φ２はレンズ３０の
開口φ１と、φ２＝（ｃ／ｂ）φ１の関係にあるため、
これに基づいてａを算出することができる。
導体レーザチップ１とレンズ３０との距離ａは常に一定
であることを前提として説明しているが、これが一定で
ない場合にも投影像に基づいてａを算出し、上記演算を
行うことができる。すなわち、ａが変化した場合には像
点Ｂの位置が変化するためｂおよびｃの比率が変化す
る。このｂとｃの比率が変化すると円形像の大きさφ２
（図２参照）の大きさが変化する。φ２はレンズ３０の
開口φ１と、φ２＝（ｃ／ｂ）φ１の関係にあるため、
これに基づいてａを算出することができる。
【００２９】図６は前記制御部５の動作を示すフローチ
ャートである。まず、吸着ノズル２を駆動してトレイ１
０から半導体レーザチップの１個をピックアップし、Ｃ
ＣＤカメラ３の位置まで搬送してくる（前半搬送：ｎ
１）。次に図２〜図５において説明した手法によって半
導体レーザチップ１の位置と向きとを検出する。この位
置と向きはＣＣＤカメラ３のレンズ３０の光軸に対する
ズレと傾きとして検出される。これをＮ回繰り返し行
う。繰り返し行うのは検出の際のばらつきをキャンセル
するためである。このＮ回の検出値を平均して検出結果
を得る。この検出結果により正しい姿勢であると判定さ
れれば、すなわち、半導体レーザチップ１の位置と向き
がレンズ３０の光軸に一致していれば、そのまま後半搬
送（ダイボンド装置までの搬送）を行う（ｎ４）。一
方、検出結果が光軸と不一致であった場合には姿勢を修
正したのち（ｎ６）、ｎ２の検出作業からやり直す。こ
のやり直しをＭ回行っても位置が正確に修正できない場
合には装置の故障であるかまたは半導体レーザチップが
不良であるか何れかであるため一旦装置を停止する（ｎ
５）。
ャートである。まず、吸着ノズル２を駆動してトレイ１
０から半導体レーザチップの１個をピックアップし、Ｃ
ＣＤカメラ３の位置まで搬送してくる（前半搬送：ｎ
１）。次に図２〜図５において説明した手法によって半
導体レーザチップ１の位置と向きとを検出する。この位
置と向きはＣＣＤカメラ３のレンズ３０の光軸に対する
ズレと傾きとして検出される。これをＮ回繰り返し行
う。繰り返し行うのは検出の際のばらつきをキャンセル
するためである。このＮ回の検出値を平均して検出結果
を得る。この検出結果により正しい姿勢であると判定さ
れれば、すなわち、半導体レーザチップ１の位置と向き
がレンズ３０の光軸に一致していれば、そのまま後半搬
送（ダイボンド装置までの搬送）を行う（ｎ４）。一
方、検出結果が光軸と不一致であった場合には姿勢を修
正したのち（ｎ６）、ｎ２の検出作業からやり直す。こ
のやり直しをＭ回行っても位置が正確に修正できない場
合には装置の故障であるかまたは半導体レーザチップが
不良であるか何れかであるため一旦装置を停止する（ｎ
５）。
【００３０】以上のように検出作業をＮ回繰り返し行
い、平均を算出することにより各回のばらつきをキャン
セルして正確な検出結果を得ることができる。さらに、
検出結果が光軸とズレていた場合にはその姿勢を修正し
て再度検出を行うようにしたことにより姿勢の修正を精
度よくすることができる。さらに、この修正によって撮
影の位置および向きが変わるため光軸により近づくた
め、ノイズによる撮影誤差がキャンセルされ、検出精度
をさらに高めることができる。
い、平均を算出することにより各回のばらつきをキャン
セルして正確な検出結果を得ることができる。さらに、
検出結果が光軸とズレていた場合にはその姿勢を修正し
て再度検出を行うようにしたことにより姿勢の修正を精
度よくすることができる。さらに、この修正によって撮
影の位置および向きが変わるため光軸により近づくた
め、ノイズによる撮影誤差がキャンセルされ、検出精度
をさらに高めることができる。
【００３１】また、上記実施例のＣＣＤカメラ３では、
ＣＣＤ撮像素子３１を像点Ｂよりもレンズ３０から離し
て設置したが、逆に、像点３１よりもレンズ３０に近い
位置に設置しても同様の効果を得ることができる。その
ように構成されたＣＣＤカメラの光伝搬状態を図７に示
す。この場合には、ビーム光の入光点がずれた場合の像
のずれる方向が図２〜図５の場合とは逆になる。
ＣＣＤ撮像素子３１を像点Ｂよりもレンズ３０から離し
て設置したが、逆に、像点３１よりもレンズ３０に近い
位置に設置しても同様の効果を得ることができる。その
ように構成されたＣＣＤカメラの光伝搬状態を図７に示
す。この場合には、ビーム光の入光点がずれた場合の像
のずれる方向が図２〜図５の場合とは逆になる。
【００３２】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、指向性
を有する半導体レーザなどの発光素子をレンズで受光
し、その像点から外れた位置で受光面に投影するように
したことにより、指向性の中心にある像とレンズの開口
部全体に入光した拡散光にる像とが識別可能に投影され
るため、これらとレンズの光軸との位置関係に発光素子
の位置と向きを同時に検出することができる。これによ
って、１回の工程で精度よく発光素子の発光点に基づく
位置精度が可能になる。
を有する半導体レーザなどの発光素子をレンズで受光
し、その像点から外れた位置で受光面に投影するように
したことにより、指向性の中心にある像とレンズの開口
部全体に入光した拡散光にる像とが識別可能に投影され
るため、これらとレンズの光軸との位置関係に発光素子
の位置と向きを同時に検出することができる。これによ
って、１回の工程で精度よく発光素子の発光点に基づく
位置精度が可能になる。
【００３３】また、上記方法を用いて発光素子チップの
発光点の位置と向きとを検出する場合において、それ
を、発光素子チップをトレイなどから取り付け位置まで
搬送する途中で行うようにしたことにより、発光素子チ
ップのセットの手間が省け、吸着時の位置ズレを起こす
おそれがなくなる。さらに、発光点の位置，向きの検出
を複数回行ってその平均値を算出するようにしたことに
より、各回の検出値のばらつきをキャンセルすることが
できる。またさらに、修正手段による発光素子チップの
姿勢の修正と発光点の位置および向きの検出を繰り返し
実行するようにしたことによりさらに精度の高い位置修
正が可能になる。
発光点の位置と向きとを検出する場合において、それ
を、発光素子チップをトレイなどから取り付け位置まで
搬送する途中で行うようにしたことにより、発光素子チ
ップのセットの手間が省け、吸着時の位置ズレを起こす
おそれがなくなる。さらに、発光点の位置，向きの検出
を複数回行ってその平均値を算出するようにしたことに
より、各回の検出値のばらつきをキャンセルすることが
できる。またさらに、修正手段による発光素子チップの
姿勢の修正と発光点の位置および向きの検出を繰り返し
実行するようにしたことによりさらに精度の高い位置修
正が可能になる。
【図１】この発明の実施例である半導体レーザ搬送装置
の構成図
の構成図
【図２】同半導体レーザ搬送装置のＣＣＤカメラ３に入
光する光の状態を示す図
光する光の状態を示す図
【図３】同半導体レーザ搬送装置のＣＣＤカメラ３に入
光する光の状態を示す図
光する光の状態を示す図
【図４】同半導体レーザ搬送装置のＣＣＤカメラ３に入
光する光の状態を示す図
光する光の状態を示す図
【図５】同半導体レーザ搬送装置のＣＣＤカメラ３に入
光する光の状態を示す図
光する光の状態を示す図
【図６】同半導体レーザ搬送装置の制御部の動作を示す
フローチャート
フローチャート
【図７】同半導体レーザ搬送装置に用いられるＣＣＤカ
メラ３の他の実施例を示す図
メラ３の他の実施例を示す図
【図８】従来の半導体レーザの位置決め装置の構成を示
す図
す図
１−半導体レーザチップ ２−吸着ノズル ３−ＣＣＤカメラ ４−可動電極端子 ３０−レンズ ３１−ＣＣＤ撮像素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鳥松 文夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−169509（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−34320（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−209125（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 H05K 13/00 - 13/08
Claims (4)
- 【請求項１】 指向性を有する発光素子を発光させ、こ
の光をレンズで受光して、その像点から外れた位置に設
けられた受光面に投影し、投影された前記発光素子の像
に基づいて前記発光素子の発光点の前記レンズの光軸か
らのズレと傾きを検出することを特徴とする発光素子の
発光点検出方法。 - 【請求項２】 分割された発光素子チップを吸着して取
付位置まで搬送する搬送機構と、この搬送途中で前記発
光素子チップを発光させ、この光を受光することによっ
て前記発光素子チップの発光点の位置と向きとを検出す
る発光点検出手段と、この発光点検出手段の検出結果に
基づいて前記発光素子チップの搬送姿勢を修正する修正
手段と、を設けたことを特徴とする発光素子の位置決め
装置。 - 【請求項３】 前記発光点検出手段は、前記発光点の位
置および向きを複数回検出してその平均値を検出結果と
することを特徴とする請求項２記載の発光素子の位置決
め装置。 - 【請求項４】 前記発光点検出手段の検出結果が一定の
範囲の値となるまで、前記修正手段および前記発光点検
出手段を繰り返し実行する請求項２または請求項３記載
の発光素子の位置決め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5191065A JP2983804B2 (ja) | 1993-08-02 | 1993-08-02 | 発光素子の発光点検出方法および位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5191065A JP2983804B2 (ja) | 1993-08-02 | 1993-08-02 | 発光素子の発光点検出方法および位置決め装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0743112A JPH0743112A (ja) | 1995-02-10 |
| JP2983804B2 true JP2983804B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=16268296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5191065A Expired - Lifetime JP2983804B2 (ja) | 1993-08-02 | 1993-08-02 | 発光素子の発光点検出方法および位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2983804B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6208419B1 (en) | 1998-11-18 | 2001-03-27 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Method of and apparatus for bonding light-emitting element |
| JP3812827B2 (ja) * | 2001-08-23 | 2006-08-23 | ソニー株式会社 | 発光素子の取り付け方法 |
| JP7178541B2 (ja) * | 2018-02-07 | 2022-11-28 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 発光部品実装装置および発光部品実装方法 |
-
1993
- 1993-08-02 JP JP5191065A patent/JP2983804B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0743112A (ja) | 1995-02-10 |
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