JP3986196B2 - Manufacturing method of optical semiconductor device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光半導体装置の製造技術、特に、ペレットボンディング技術に関し、例えば、光半導体装置の製造工程において、レーザダイオードペレット(以下、LDという。)およびホトダイオードペレット(以下、PDという。)をサブストレートにボンディングするのに利用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
光半導体装置の製造工程において、LDおよびPDをサブストレートにボンディングする場合には、サブストレートの上面に形成されたアライメントマーク(以下、サブストレートのマークという。)と、LDおよびPDの下面に形成されたアライメントマーク(以下、LDおよびPDのマークという。)とを整合させてボンディングする必要がある。すなわち、このペレットボンディング作業においては、LDおよびPDのマークを認識して、サブストレートのマークに位置合わせする必要がある。ところが、LDおよびPDのマークはLDおよびPDの下面に形成されているため、LDおよびPDの上側からは認識することができない。サブストレートのマークはLDおよびPDによって覆われた状態になるため、これまた、LDおよびPDの上側から認識することができない。
【0003】
なお、光半導体装置を述べてある例としては、特開平8−166523号公報、がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、赤外線透過照明装置および赤外線カメラによってLDおよびPDを上から撮影することにより、LDおよびPDを透過してLDおよびPDのマークおよびサブストレートのマークを同時に認識してアライメントしボンディングする方法を採用することが、考えられる。
【0005】
しかし、赤外線透過照明装置および赤外線カメラを使用してLDおよびPDをサブストレートに自動的にボンディングするボンディング方法には、次のような問題点があることが、本発明者によって明らかにされた。
【0006】
赤外線透過照明装置および赤外線カメラを使用してLDおよびPDのマークとサブストレートのマークとを同時に認識する際には、赤外線カメラの焦点をLDおよびPDのマークとサブストレートのマークの両方に同時にフォーカスさせるために、LDおよびPDのマークとサブストレートのマークとを同じ高さに配置する必要がある。ところが、LDおよびPDのマークとサブストレートのマークとを接触させたまま位置合わせを実施すると、LDおよびPDとサブストレートとの合わせ面が損傷してしまうため、LDおよびPDとサブストレートとの間に隙間を持たせる必要がある。
【0007】
しかし、サブストレート、LDおよびPDには厚みのばらつきが±15μm程度宛あるため、予め一定の隙間を設定しただけでは、サブストレート、LDおよびPDの厚みのばらつきの影響で赤外線カメラの焦点が合わない状況が発生し、サブストレートとLDおよびPDとが接触してしまう事態が発生する。
【0008】
そこで、サブストレートのマークに赤外線カメラの焦点をフォーカスした状態で、安全な高さに配置したLDおよびPDを赤外線カメラで撮影して、モニタ画像を見ながら少しずつLDおよびPDをサブストレートに近づけて行き、LDおよびPDのマークとサブストレートのマークとが同一画面上に見えてきたところでボンディングする方法の採用が、考えられる。
【0009】
しかし、この方法によれば、次のような問題点があることが本発明者によって明らかにされた。第一に、ボンディング時間が長くなる。第二に、近づけ過ぎてLDおよびPDとサブストレートとを衝突させてしまう場合が発生する。第三に、サブストレートとLDおよびPDとの間隔が大きいため、ボンディング時の上下動作のストロークが大きくなり、LDおよびPDを移動させるための移動機構の機械的誤差が大きくなり、ボンディング前の位置とボンディング後の位置のずれが大きくなり、精度良くボンディングすることができない。
【0010】
本発明の目的は、互いに対向したアライメントマークを有する被ボンディング物同士を適正にボンディングすることができるペレットボンディング技術を提供することにある。
【0011】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通りである。
【0013】
すなわち、互いに対向したアライメントマークを有する一対の被ボンディング物同士の間隔が測定され、赤外線カメラの認識による前記アライメントマーク同士のアライメント時に前記被ボンディング物同士の間隔が前記測定結果によって制御されることを特徴とする。
【0014】
前記した手段によれば、被ボンディング物の厚さにばらつきがあったとしても、これからボンディングしようとする被ボンディング物同士の間隔が制御されることにより、アライメント中に被ボンディング物同士が衝突するのを防止することができる。その結果、被ボンディング物の厚さのばらつきにかかわらず、被ボンディング物同士を適正にボンディングすることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施形態であるペレットボンディング装置を示す斜視図である。図2は本発明の一実施形態である光半導体装置の製造方法のペレットボンディング方法を示す工程図である。図3〜図5はその作用を説明するための各説明図である。
【0016】
本実施形態において、ペレットボンディング装置は、図3に示されているファイバ付き光モジュールを製造する製造方法におけるペレットボンディング工程に使用されるものとして構成されている。
【0017】
図3に示されているように、光半導体装置としてのファイバ付き光モジュールMは、シリコン(Si)基板から長方形の平板形状に形成されたサブストレート1と、LD2およびPD3と、サブストレート1の保持溝に固定されてLD2に結合された光ファイバ4と、LD2およびPD3に電気配線5およびワイヤ6を介して電気的に接続された複数本のインナリード7と、各インナリード7にそれぞれ連結されたアウタリード8と、アウタリード8を除く部分を樹脂封止した樹脂封止体9とを備えている。
【0018】
サブストレート1の上面にはサブストレートのマーク(以下、第一マークという。)1aが、図4(a)に示されているように形成されている。LD2の下面にはLDのマーク(以下、第二マークという。)2aが図4(b)に示されているように形成されており、PD3の下面にはPDのマーク(以下、第三マークという。)3aが図4(c)に示されているように形成されている。そして、ペレットボンディング工程において、サブストレート1の上にLD2およびPD3が、第一マーク1aと第二マーク2aおよび第三マーク3aとを図4(d)に示されているように整合されてボンディングされる。
【0019】
図1に示されているように、ペレットボンディング装置にはサブストレート1を供給しボンディング後のサブストレート(以下、完成品という。)1Aを収納するサブストレート供給兼用完成品収納ステージ(以下、第一ステージという。)10と、LD2およびPD3を供給するLD・PD供給ステージ(以下、第二ステージという。)20と、ボンディングが実施されるボンディングステージ(以下、第三ステージという。)30とが設けられている。
【0020】
第一ステージ10には第一トレイ11をXY方向に移動させるための第一XYロボット12が設備されており、第一トレイ11はこれからボンディングするサブストレート1を収納しておくとともに、ボンディングされた完成品1Aを収納するようになっている。第一XYロボット12の真上には第一位置認識装置13が設備されており、第一位置認識装置13はサブストレート1および完成品1Aの位置を認識するように構成されている。
【0021】
第二ステージ20には第二トレイ21をXY方向に移動させるための第二XYロボット22設備されており、第二トレイ21にはこれからボンディングされるLD2およびPD3がそれぞれ収容されている。第二XYロボット22の真上には第二位置認識装置23が設備されており、第二位置認識装置23はLD2およびPD3の位置を認識するように構成されている。
【0022】
第三ステージ30にはΘテーブル31およびXYテーブル32が設備されており、Θテーブル31およびXYテーブル32はサブストレート1を保持した状態でΘ方向およびXY方向に移動させ得るようになっている。XYテーブル32の真上には赤外線透過照明装置34が付帯された赤外線カメラ33が設備されており、赤外線カメラ33は赤外線透過照明装置34によって照明された被写体を撮影するように構成されている。
【0023】
第一ステージ10と第三ステージ30との中間位置にはサブストレート1の厚さを測定するための第一測定ステージ14が設定されており、第一測定ステージ14には第一レーザ変位計41が設備されている。第二ステージ20と第三ステージ30との中間位置にはLD2およびPD3の厚さを測定するための第二測定ステージ24が設定されており、第二測定ステージ24には第二レーザ変位計42が設備されている。
【0024】
第一ステージ10と第三ステージ30との間の片脇(以下、後脇とする。)には第一Xロボット15が、第一ステージ10と第三ステージ30とにわたって左右方向(以下、X方向とする。)に敷設されており、第一Xロボット15はサブストレート用Zロボット16および完成品用Zロボット17をそれぞれX方向に移動させるように構成されている。サブストレート用Zロボット16は第一保持手段としてのサブストレート用コレット(以下、第一コレットという。)18および完成品用コレット(以下、第二コレットという。)19をそれぞれ垂直方向(以下、Z方向という。)に移動(昇降)させるように構成されている。第一コレット18はサブストレート1を真空吸着保持するように構成され、第二コレット19は完成品1Aを真空吸着保持するように構成されている。
【0025】
第二ステージ20と第三ステージ30との間の後脇には第二Xロボット25が、第一ステージ10と第三ステージ30とにわたってX方向に敷設されており、第二Xロボット25はYロボット26をX方向に移動させるように構成されている。Yロボット26はLD・PD用Zロボット27を前後方向(以下、Y方向とする。)に移動させるように構成されており、LD・PD用Zロボット27はΘロボット28をZ方向に移動(昇降)させるように構成されている。Θロボット28は第二保持手段としてのLD・PD用コレット(以下、第三コレットという。)29を、水平面内でΘ方向に回動させるように構成されている。第三コレット29はLD2およびPD3を真空吸着保持するように、かつ、赤外線を透過し得るように構成されている。
【0026】
次に、本発明の一実施形態である光モジュールの製造方法のペレットボンディング方法を、前記構成に係るペレットボンディング装置によるLDおよびPDのサブストレートへのボンディング方法について図2に沿って説明する。
【0027】
第一被ボンディング物としてのサブストレート1は第一XYロボット12によってXY方向に移動され、外形および位置が第一位置認識装置13によって認識される。認識されると、サブストレート1は第一コレット18によって真空吸着保持される。サブストレート1を保持した第一コレット18はサブストレート用Zロボット16によって上昇された後に、第一Xロボット15によって第一測定ステージ14に搬送される。なお、図2中、SSはサブストレートである。
【0028】
第一測定ステージ14において、サブストレート1の厚さt1 が図5(a)に示されているように測定される。すなわち、第一測定ステージ14に設備された第一レーザ変位計41によって測距用のレーザがサブストレート1および第一コレット18に照射され、サブストレート1までの距離と第一コレット18までの距離との差によってサブストレート1の厚さt1 が測定される。測定されたサブストレート1の厚さt1 はボンディングを実行するLD・PD用Zロボット27を制御するコントローラに送信される。
【0029】
厚さt1 が測定されたサブストレート1は第一コレット18によって真空吸着保持された状態で、第三ステージ30に搬送されてXYテーブル32の上に移載される。
【0030】
他方、第二被ボンディング物としてのLD2は第二XYロボット22によってXY方向に移動され、外形および位置が第二位置認識装置23によって認識されると、LD2は第三コレット29によって真空吸着保持される。LD2を保持した第三コレット29はLD・PD用Zロボット27によって上昇された後に、第二Xロボット25によって第二測定ステージ24に搬送される。
【0031】
第二測定ステージ24において、LD2の厚さt2 が図5(a)に示されているように測定される。すなわち、第二測定ステージ24に設備された第二レーザ変位計42によって測距用のレーザがLD2および第三コレット29に照射されて、LD2までの距離と第三コレット29までの距離との差によってLD2の厚さt2 が測定される。測定されたLD2の厚さt2 はボンディングを実行するLD・PD用Zロボット27を制御するコントローラに送信される。
【0032】
厚さを測定されたLD2は第三コレット29によって真空吸着保持された状態で、第三ステージ30に搬送されてXYテーブル32の上に保持されたサブストレート1に次の方法によってアライメントされてボンディングされる。
【0033】
まず、第三ステージ30に保持されたサブストレート1が赤外線透過照明装置34によって照明され、図5(b)に示されているように、赤外線カメラ33の焦点fがサブストレート1の上面にフォーカスされ、第一マーク1aが赤外線カメラ33によって認識される。そして、サブストレート1が第三ステージ30のΘテーブル31およびXYテーブル32によって操作されることにより、認識された第一マーク1aは赤外線カメラ33の基準位置にアライメントされる。
【0034】
第三ステージ30に搬送されて来たLD2は第三コレット29を透過する赤外線透過照明装置34の赤外線によって照明される。続いて、第三コレット29がLD・PD用Zロボット27によって下降されることにより、図5(b)に示されているように、サブストレート1とLD2との間隔Lが、赤外線カメラ33の焦点深度fd以下である10μmに設定される。この際、第一測定ステージ14において測定されたサブストレート1の厚さt1 と、第二測定ステージ24において測定されたLD2の厚さt2 とによって、LD・PD用Zロボット27の移動距離が補正される。この厚さt1 とt2 とを利用した補正により、サブストレート1とLD2との間隔Lは、10μmというきわめて小さい値に精密かつ自動的に調整することができる。
【0035】
そして、第三コレット29が第二Xロボット25、Yロボット26およびΘロボット28によって操作されることにより、認識された第二マーク2aは赤外線カメラ33の基準位置にアライメントされる。
【0036】
サブストレート1とLD2との間隔Lが赤外線カメラ33の焦点深度fd以下の値である10μmに調整された状態で、赤外線透過照明装置34の赤外線によって第三コレット29およびLD2を透過して照明されたサブストレート1の上面に赤外線カメラ33の焦点fがフォーカスされているため、図5(c)に示されているように、第一マーク1aと第二マーク2aとが同時に鮮明に認識される状態になる。この鮮明な認識状態で、サブストレート1とLD2とが相対的に操作されることにより、第一マーク1aと第二マーク2aとは、LD2がサブストレート1に接触するのを回避しつつ精密にアライメントされる。
【0037】
第一マーク1aと第二マーク2aとが精密にアライメントされると、図5(d)に示されているように、LD・PD用Zロボット27が予め設定された極短い距離である10μmだけ下降されることにより、LD2がサブストレート1にボンディングされる。この際、サブストレート1とLD2との間隔は極微小であることにより、LD・PD用Zロボット27の機械的誤差は小さく抑制されるため、LD2はサブストレート1に精密にボンディングすることができる。
【0038】
ボンディング作業が終了すると、第三コレット29はLD2の保持を解除しLD・PD用Zロボット27によって上昇された後に、第二Xロボット25によって第二ステージ20に戻される。
【0039】
LD2がサブストレート1にボンディングされている間に、第三被ボンディング物としてのPD3が第二XYロボット22によってXY方向に移動され、外形および位置が第二位置認識装置23によって認識されている。認識されたPD3は第三ステージ30から第二ステージ20に戻って来た第三コレット29によって真空吸着保持される。PD3を保持した第三コレット29はLD・PD用Zロボット27によって上昇された後に、第二Xロボット25によって第二測定ステージ24に移送される。
【0040】
第二測定ステージ24において、PD3の厚さがLD2の場合と同様に測定される。厚さを測定されたPD3は第三コレット29によって真空吸着保持された状態で、第三ステージ30に搬送されて、先にLD2がボンディングされたサブストレート1にLD2の場合と同様の前記した方法によってアライメントされてボンディングされる。
【0041】
ボンディング作業が終了すると、第三コレット29はPD3の保持を解除しLD・PD用Zロボット27によって上昇された後に、第二Xロボット25によって第二ステージ20に戻される。
【0042】
LD2およびPD3がサブストレート1にボンディングされた完成品1Aは、第二コレット19によって真空吸着保持され、サブストレート用Zロボット16によって上昇された後に、第一Xロボット15により第三ステージ30から第一ステージ10に搬送される。第一ステージ10においては、第一トレイ11の完成品1Aを収納すべき位置が第一位置認識装置13によって認識される。第三ステージ30から第一ステージ10に搬送されて来た完成品1Aは、第一トレイ11の認識された収納位置に第二コレット19の保持を解除されることにより収納される。
【0043】
以降、前記作動が繰り返えされることにより、LD2およびPD3のサブストレート1へのボンディング作業が順次実施されて行く。
【0044】
前記実施形態によれば次の効果が得られる。
【0045】
1) サブストレートとLDおよびPDとの厚さを予めそれぞれ測定し、その測定結果を使用してサブストレートとLDおよびPDとの衝突を回避しつつ、サブストレートとLDおよびPDとの間隔を赤外線カメラの焦点深度まで詰めることにより、LDおよびPDのサブストレートへのボンディングに際して、赤外線カメラによって第一マークと第二マークおよび第三マークとを同時かつ鮮明に認識することができるため、第一マークと第二マークおよび第三マークとを精密にアライメントすることができ、サブストレートにLDおよびPDを精密かつ自動的にボンディングすることができる。
【0046】
2) 前記1)により、サブストレート、LDおよびPDの厚さのばらつきにかかわらず、サブストレートにLDおよびPDを精密かつ自動的にボンディングすることができるため、サブストレート、LDおよびPDの厚さ寸法の厳格性を緩和することができ、その結果、光モジュールの全体としての生産性を高めることができる。
【0047】
3) 前記1)により、サブストレートとLDおよびPDとの衝突を防止することができるため、ペレットボンディングの歩留りを向上することができる。
【0048】
4) 赤外線カメラによってLDおよびPDを透過して第一マークと第二マークとを同時に認識してアライメントすることにより、サブストレートとLDおよびPDとのボンディング作業の自動化を一つの光学系によって合理的に実現することができるため、光モジュール全体としての生産性を高めることができる。
【0049】
5) サブストレートとLDおよびPDとのボンディング作業を自動化することにより、省力化、作業時間の短縮化、品質の均等化、信頼性の向上化等を実現させることができる。
【0050】
図6は本発明の実施形態2であるペレットボンディング装置の主要部を示す各正面図である。
【0051】
本実施形態が前記実施形態と異なる点は、サブストレート、LDおよびPDの厚さが測定される代わりに、サブストレートとLDおよびPDとの間隔が帯状レーザ変位計によって測定される点である。
【0052】
すなわち、図6に示されているように、第三ステージ30に保持されたサブストレート1にLD2が第三コレット29によってボンディングされる際に、サブストレート1とLD2との間隔Lが帯状レーザ変位計43によって測定されながら第三コレット29が下降されて行き、その間隔Lが赤外線カメラ33の焦点深度に対応した値(例えば、10μm)まで詰められる。
【0053】
本実施形態によれば、サブストレート、LDおよびPDの厚さを搬送途中でそれぞれ測定しなくて済むため、ボンディング時間を短縮することができる。また、サブストレートとLDおよびPDとの間隔を直接測定することにより、熱等による第三ステージの高さの変化の影響を回避することができるため、アライメント精度およびボンディング精度をより一層向上することができる。
【0054】
図7は本発明の実施形態3であるボンディング装置の主要部を示す各正面図である。
【0055】
本実施形態が前記実施形態と異なる点は、サブストレート、LDおよびPDの厚さが測定される代わりに、サブストレートとLDおよびPDとの間隔が反射型レーザ変位計によって測定される点である。
【0056】
すなわち、図7に示されているように、第三ステージ30に保持されたサブストレート1にLD2が第三コレット29によってボンディングされる際に、サブストレート1とLD2との間隔Lが反射型レーザ変位計44によって測定されながら第三コレット29が下降されて行き、その間隔Lが赤外線カメラ33の焦点深度に対応した値(例えば、10μm)まで詰められる。
【0057】
本実施形態によれば、サブストレート、LDおよびPDの厚さを搬送途中でそれぞれ測定しなくて済むため、ボンディング時間を短縮することができる。また、サブストレートとLDおよびPDとの間隔を直接測定することにより、熱等による第三ステージの高さの変化の影響を回避することができるため、アライメント精度およびボンディング精度をより一層向上することができる。
【0058】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0059】
例えば、第一ステージ、第二ステージ、第三ステージ、各搬送装置やコレット等は前記実施形態の構成に限らず、他の構成を使用してもよい。
【0060】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野である光モジュールの製造方法のペレットボンディング技術に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、他の光半導体装置の製造方法のペレットボンディング技術全般に適用することができる。
【0061】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りである。
【0062】
互いに対向したアライメントマークを有する被ボンディング物同士の間隔を測定し、その測定結果を被ボンディング物同士のアライメント時にフィードバックして互いのアライメントマーク間の間隔を制御することにより、アライメント中に被ボンディング物同士が衝突するのを防止することができるため、被ボンディング物の厚さの誤差にかかわらず、被ボンディング物同士を適正にボンディングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態であるペレットボンディング装置を示す斜視図である。
【図2】本発明の一実施形態である光半導体装置の製造方法のペレットボンディング方法を示す工程図である。
【図3】光モジュールを示しており、(a)は平面断面図、(b)は正面断面図、(c)は(b)のc−c線に沿う側面断面図である。
【図4】(a)はサブストレートを示す平面図、(b)はLDを示す底面図、(c)はPDを示す底面図、(d)はマークの位置関係を示すLDの平面図である。
【図5】ペレットボンディング方法を説明する各説明図である。
【図6】本発明の実施形態2であるペレットボンディング装置の主要部を示す各正面図である。
【図7】本発明の実施形態3であるペレットボンディング装置の主要部を示す各正面図である。
【符号の説明】
1…サブストレート(第一被ボンディング物)、1a…第一マーク(サブストレートのアライメントマーク)、1A…完成品(サブストレートとLDおよびPDのボンディング品)、2…LD(第二被ボンディング物)、2a…第二マーク(LDのアライメントマーク)、3…PD(第三被ボンディング物)、3a…第三マーク(PDのアライメントマーク)、4…光ファイバ、5…電気配線、6…ワイヤ、7…インナリード、8…アウタリード、9…樹脂封止体、10…第一ステージ(サブストレート供給兼用完成品収納ステージ)、11…第一トレイ、12…第一XYロボット、13…第一位置認識装置、14…第一測定ステージ、15…第一Xロボット、16…サブストレート用Zロボット、17…完成品用Zロボット、18…第一コレット(サブストレート用コレット、第一保持手段)、19…第二コレット(完成品用コレット)、20…第二ステージ(LD・PD供給ステージ)、21…第二トレイ、22…第二XYロボット、23…第二位置認識装置、24…第二測定ステージ、25…第二Xロボット、26…Yロボット、27…LD・PD用Zロボット、28…Θロボット、29…第三コレット(LD・PD用コレット、第二保持手段)、30…第三ステージ(ボンディングステージ)、31…Θテーブル、32…XYテーブル、33…赤外線カメラ、34…赤外線透過照明装置、41…第一レーザ変位計、42…第二レーザ変位計、43…帯状レーザ変位計、44…反射型レーザ変位計。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical semiconductor device manufacturing technique, particularly a pellet bonding technique. For example, in an optical semiconductor device manufacturing process, a laser diode pellet (hereinafter referred to as LD) and a photodiode pellet (hereinafter referred to as PD) are sub-subjected. The present invention relates to an effective technique that can be used for straight bonding.
[0002]
[Prior art]
In the manufacturing process of an optical semiconductor device, when LD and PD are bonded to a substrate, an alignment mark (hereinafter referred to as a substrate mark) formed on the upper surface of the substrate and a lower surface of the LD and PD are formed. It is necessary to align and bond the alignment marks (hereinafter referred to as LD and PD marks). That is, in this pellet bonding operation, it is necessary to recognize the LD and PD marks and align them with the substrate marks. However, since the LD and PD marks are formed on the lower surface of the LD and PD, they cannot be recognized from above the LD and PD. Since the mark on the substrate is covered with the LD and PD, it cannot be recognized from above the LD and PD.
[0003]
An example in which an optical semiconductor device is described is JP-A-8-166523.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, a method is adopted in which the LD and PD are photographed from above with an infrared transmission illumination device and an infrared camera, and the LD and PD marks and substrate marks are simultaneously recognized and aligned and bonded. It is possible to do.
[0005]
However, the present inventor has revealed that the bonding method for automatically bonding LD and PD to a substrate using an infrared transmission illumination device and an infrared camera has the following problems.
[0006]
When recognizing LD and PD marks and substrate marks at the same time using an infrared transmission illumination device and an infrared camera, the focus of the infrared camera is simultaneously focused on both the LD and PD marks and the substrate mark. Therefore, it is necessary to arrange the LD and PD marks and the substrate marks at the same height. However, if alignment is performed while the LD and PD marks and the substrate mark are in contact with each other, the alignment surface between the LD and PD and the substrate will be damaged. It is necessary to leave a gap.
[0007]
However, since the substrate, LD, and PD have a thickness variation of about ± 15 μm, the infrared camera is focused only by setting a certain gap in advance because of the variation in the thickness of the substrate, LD, and PD. A situation occurs in which the substrate contacts the LD and the PD.
[0008]
Therefore, with the focus of the infrared camera focused on the substrate mark, the LD and PD placed at a safe height are photographed with the infrared camera, and the LD and PD are gradually brought closer to the substrate while watching the monitor image. Adopting a bonding method when the LD and PD marks and the substrate mark are visible on the same screen is conceivable.
[0009]
However, according to this method, the present inventors have revealed that there are the following problems. First, the bonding time becomes longer. Secondly, there may be a case where the LD and PD collide with the substrate too close. Third, since the distance between the substrate and the LD and PD is large, the stroke of the vertical movement during bonding becomes large, the mechanical error of the moving mechanism for moving the LD and PD increases, and the position before bonding As a result, the positional deviation after bonding becomes large and bonding cannot be performed with high accuracy.
[0010]
An object of the present invention is to provide a pellet bonding technique capable of appropriately bonding objects to be bonded having alignment marks facing each other.
[0011]
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
An outline of typical inventions among inventions disclosed in the present application will be described as follows.
[0013]
That is, the distance between a pair of objects to be bonded having alignment marks facing each other is measured, and the distance between the objects to be bonded is controlled by the measurement result when the alignment marks are aligned by recognition by an infrared camera. Features.
[0014]
According to the above-described means, even if there are variations in the thickness of the objects to be bonded, the objects to be bonded collide during alignment by controlling the distance between the objects to be bonded. Can be prevented. As a result, the objects to be bonded can be appropriately bonded regardless of variations in the thickness of the objects to be bonded.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view showing a pellet bonding apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a process diagram showing a pellet bonding method of the method for manufacturing an optical semiconductor device according to one embodiment of the present invention. 3 to 5 are explanatory diagrams for explaining the operation.
[0016]
In this embodiment, the pellet bonding apparatus is configured to be used in a pellet bonding step in the manufacturing method for manufacturing the optical module with fiber shown in FIG.
[0017]
As shown in FIG. 3, an optical module M with a fiber as an optical semiconductor device includes a
[0018]
A substrate mark (hereinafter referred to as a first mark) 1a is formed on the upper surface of the
[0019]
As shown in FIG. 1, a substrate supply / finished product storage stage (hereinafter referred to as “first”) that supplies a
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
A
[0024]
On one side (hereinafter referred to as rear side) between the
[0025]
A
[0026]
Next, a pellet bonding method of an optical module manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0027]
The
[0028]
In the
[0029]
Thickness t 1 The
[0030]
On the other hand, the
[0031]
In the
[0032]
The
[0033]
First, the
[0034]
The
[0035]
Then, when the
[0036]
With the distance L between the
[0037]
When the first mark 1a and the
[0038]
When the bonding operation is completed, the
[0039]
While the
[0040]
In the
[0041]
When the bonding operation is completed, the
[0042]
The finished product 1A in which the LD2 and the PD3 are bonded to the
[0043]
Thereafter, by repeating the above operation, the bonding work of the
[0044]
According to the embodiment, the following effects can be obtained.
[0045]
1) Measure the thickness of the substrate and LD and PD in advance, and use the measurement results to avoid the collision between the substrate and LD and PD, and set the distance between the substrate and LD and PD to infrared. By narrowing down to the focal depth of the camera, the first mark, the second mark, and the third mark can be simultaneously and clearly recognized by the infrared camera when the LD and PD are bonded to the substrate. And the second mark and the third mark can be precisely aligned, and the LD and PD can be precisely and automatically bonded to the substrate.
[0046]
2) According to 1), since the LD and PD can be accurately and automatically bonded to the substrate regardless of variations in the thickness of the substrate, LD and PD, the thickness of the substrate, LD and PD The strictness of dimensions can be relaxed, and as a result, the productivity of the entire optical module can be increased.
[0047]
3) According to the above 1), the collision between the substrate and the LD and PD can be prevented, so that the yield of pellet bonding can be improved.
[0048]
4) By using the infrared camera to transmit LD and PD and simultaneously recognize and align the first mark and the second mark, it is possible to rationalize the bonding work between the substrate and LD and PD with a single optical system. Therefore, the productivity of the entire optical module can be increased.
[0049]
5) By automating the bonding work between the substrate and the LD and PD, it is possible to realize labor saving, shortening of working time, equalizing quality and improving reliability.
[0050]
FIG. 6 is a front view showing main parts of a pellet bonding apparatus according to
[0051]
This embodiment is different from the above embodiment in that, instead of measuring the thickness of the substrate, LD, and PD, the distance between the substrate, LD, and PD is measured by a strip laser displacement meter.
[0052]
That is, as shown in FIG. 6, when the
[0053]
According to this embodiment, since it is not necessary to measure the thickness of the substrate, LD, and PD in the middle of conveyance, the bonding time can be shortened. In addition, by directly measuring the distance between the substrate and the LD and PD, it is possible to avoid the effects of changes in the height of the third stage due to heat, etc., so that the alignment accuracy and bonding accuracy are further improved. Can do.
[0054]
FIG. 7 is a front view showing the main part of the bonding apparatus according to the third embodiment of the present invention.
[0055]
This embodiment is different from the above embodiment in that, instead of measuring the thickness of the substrate, LD, and PD, the distance between the substrate, LD, and PD is measured by a reflective laser displacement meter. .
[0056]
That is, as shown in FIG. 7, when the
[0057]
According to this embodiment, since it is not necessary to measure the thickness of the substrate, LD, and PD in the middle of conveyance, the bonding time can be shortened. In addition, by directly measuring the distance between the substrate and the LD and PD, it is possible to avoid the effects of changes in the height of the third stage due to heat, etc., so that the alignment accuracy and bonding accuracy are further improved. Can do.
[0058]
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Nor.
[0059]
For example, the first stage, the second stage, the third stage, each transport device, the collet, and the like are not limited to the configuration of the above embodiment, and other configurations may be used.
[0060]
In the above description, the case where the invention made mainly by the present inventor is applied to the pellet bonding technique of the optical module manufacturing method, which is the field of use behind it, has been described, but the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to the whole pellet bonding technique of the method for manufacturing an optical semiconductor device.
[0061]
【The invention's effect】
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
[0062]
The object to be bonded is measured during alignment by measuring the distance between objects to be bonded having alignment marks facing each other and feeding back the measurement result when aligning the objects to be bonded to control the distance between the alignment marks. Since collision between the objects can be prevented, the objects to be bonded can be appropriately bonded regardless of an error in the thickness of the objects to be bonded.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a pellet bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a process diagram showing a pellet bonding method of an optical semiconductor device manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 3A and 3B show an optical module, in which FIG. 3A is a plan sectional view, FIG. 3B is a front sectional view, and FIG. 3C is a side sectional view taken along line cc of FIG.
4A is a plan view showing a substrate, FIG. 4B is a bottom view showing the LD, FIG. 4C is a bottom view showing the PD, and FIG. 4D is a plan view of the LD showing the positional relationship of the marks. is there.
FIG. 5 is an explanatory view for explaining a pellet bonding method.
FIG. 6 is a front view showing main parts of a pellet bonding apparatus according to
FIG. 7 is a front view showing main parts of a pellet bonding apparatus according to
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記アライメント時の前記一対の被ボンディング物同士の間隔は、前記被ボンディング物のそれぞれの厚さと前記被ボンディング物のそれぞれの位置とにより、前記一対の被ボンディング物同士が互いに接触しない範囲内で前記赤外線カメラの焦点深度以下に制御され、前記被ボンディング物の厚さは、反射型レーザ変位計によって測定されることを特徴とする光半導体装置の製造方法。After measuring the thickness of each of the pair of objects to be bonded having alignment marks facing each other and recognizing one position of the pair of objects to be bonded by an infrared camera, the other position of the pair of objects to be bonded is determined. An optical semiconductor device manufacturing method for performing alignment between the alignment marks recognized by the infrared camera,
The distance between the pair of objects to be bonded at the time of alignment is within the range where the pair of objects to be bonded do not contact each other depending on the thickness of the object to be bonded and the position of the object to be bonded. is controlled to below the depth of focus of the infrared camera, the thickness of the bonding material is a method of manufacturing an optical semiconductor device according to claim Rukoto measured by the reflection type laser displacement meter.
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