JP4592894B2 - 位置決め装置および位置決め方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の対象物を内包し得る大きさの穴部を有する位置規制板を、平らな作業面上に載置した半導体ベアチップ等の対象物が穴部の中に入りかつ作業面と平行で当該作業面との隙間が対象物の厚みより少なくなる位置に設定した後、位置規制板を作業面に対して平行移動させることで位置規制板の有する穴部の内周縁で対象物を押し動かして位置決めする位置決め装置および位置決め方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体チップ等の検査体を正規の位置に位置決めする装置としては、矩形の半導体チップをその前後左右から４つの爪で挟み込みその位置を規制するものや、矩形の半導体チップの有する４つの角のうち対向する２つの角を２本の爪で挟み込むものがあった。この位置決め装置では、センター位置出しが難しいとともに、半導体チップ等の検査体の形状や大きさの変更に柔軟に対応することができず、さらには前後左右の４箇所あるいは対角線上の２箇所から検査体を挟み込むので、検査体に過大な力がかかり、その破損を招く恐れがある等の問題があった。
【０００３】
そこで本出願人は、自己の出願である特願平１０−１５９０１２において、矩形の穴部を有する位置規制板を用いて半導体のベアチップを位置決めする検査体位置決め装置および検査体位置決め方法を提案した。
【０００４】
この装置では、図２２に示すように、まず、半導体レーザのベアチップなどの検査体４１０を平らな検査台の上に適当に載置する。次に、矩形の穴部４２１を有する位置規制板４２０を、その穴部４２１中に先の検査体４１０が収まるように降ろし（図２３）、位置規制板４２０を前後左右に動かして穴部４２１の向きおよび位置を規制し（図２４）、所望の位置に位置決めする。その後、位置規制板４２０を上昇させ退避させてから（図２５）、前下がりに傾いた探針４３０を垂直に降ろしてその先端を検査体４１０の上面に接触させて、駆動試験等を行っていた。
【０００５】
このように、本装置では位置規制板４２０に設けた穴部４２１の内周縁によって検査体４１０を押し動かして位置決めを行うので、検査体４１０に加わるストレスが少なくなり、半導体チップ等の検査体４１０に損傷を与えることなく位置決めを行うことが可能になっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、探針４３０は、ある程度の撓み性を有するので、探針４３０を検査体４１０の上面に当接させた際に、検査体４１０が、わずかに（数μｍ〜数十μｍ）前方へ押し出されたり（図２７）、検査体４１０と作業台との摩擦の不均一や探針４３０の接触位置が検査体４１０の中心からずれること等により、検査体４１０の向きが数度程度曲がること（図２８）があった。
【０００７】
特に、半導体レーザのベアチップの発光状態を試験するような場合には、受光素子に対する正確な位置決めが必要になるので、上述したようなわずかな位置ずれにより、的確な検査ができなくなるという問題があった。
【０００８】
このほか、各種の大きさのチップへの対応や大量検査に対する位置決め作業の効率化等が求められていた。
【０００９】
本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、探針を降ろした後も位置ずれを起こさない位置決め装置および位置決め方法を提供すること、および各種大きさの位置決め対象物への対応と大量処理を効率化することのできる位置決め装置および位置決め方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］所定の対象物（１０）を内包し得る大きさの穴部（２８１、２８２）を有する位置規制板（２８０）を、平らな作業面（１０１）上に載置した前記対象物（１０）が前記穴部（２８１、２８２）の中に入りかつ前記作業面（１０１）と平行で当該作業面（１０１）との隙間が前記対象物（１０）の厚みより少なくなる位置に設定した後、前記位置規制板（２８０）を前記作業面（１０１）に対して平行移動させることで前記位置規制板（２８０）の有する前記穴部（２８１、２８２）の内周縁で前記対象物（１０）を押し動かして位置決めする位置決め装置（１００）において、
前記位置規制板（２８０）に、大きさの異なる穴部（２８１、２８２）を複数設けたことを特徴とする位置決め装置（１００）。
【００１１】
［２］平らな作業面（１０１）上に載置された所定の対象物（１０）の位置決めを行う位置決め装置（１００）において、
前記対象物（１０）を内包し得る大きさの穴部（１１１）を有する位置規制板（１１０）と、前記位置規制板（１１０）を移動させる位置規制板移動手段（１２０）とを備え、
前記位置規制板（１１０）は、前記穴部（１１１）の内周縁の一部から当該位置規制板（１１０）の外周縁に至る退避溝（１１２）を有し、
前記位置規制板移動手段（１２０）は、前記位置規制板（１１０）を、平らな作業面（１０１）上に載置した前記対象物（１０）が前記穴部（１１１）の中に入りかつ前記作業面（１０１）と平行で当該作業面（１０１）との隙間が前記対象物（１０）の厚みより少なくなる位置に設定した後、前記位置規制板（１１０）を前記作業面（１０１）に対して平行移動させ、もって前記位置規制板（１１０）の有する前記穴部（１１１）の内周縁で前記対象物（１０）を押し動かして位置決めし、その後、前記穴部（１１１）の内周縁で前記対象物（１０）を位置規制したままの状態で当該対象物（１０）の上面に所定の当接部材（４０）が接触するのを待ってから前記当接部材（４０）およびまたは前記対象物（１０）が前記退避溝（１１２）を通るように前記位置規制板（１１０）を移動して退避させるものであることを特徴とする位置決め装置（１００）。
【００１２】
［３］前記位置規制板移動手段（１２０）は、前記対象物（１０）を位置決めした後、前記穴部（１１１）の内周縁で前記対象物（１０）を位置規制したままの状態で当該対象物（１０）の上面に前記当接部材（４０）が接触するのを待ってから前記位置規制板（１１０）を前記作業面（１０１）との隙間が少なくとも前記対象物（１０）の厚みより大きくなるまで上昇させかつ前記当接部材（４０）が前記退避溝（１１２）を通るように前記位置規制板（１１０）を移動して退避させるものであることを特徴とする［２］に記載の位置決め装置（１００）。
【００１３】
［４］前記退避溝（１１２）は、前記当接部材（４０）およびまたは前記対象物（１０）が前記穴部（１１１）の内周縁から前記位置規制板（１１０）の外周縁まで直線状に相対移動し得る形状を成していることを特徴とする［２］または［３］に記載の位置決め装置（１００）。
【００１４】
［５］前記退避溝（２４２、２５２）は、前記穴部（２４１、２５１）の内周縁近傍部分の幅よりも他の部分の幅が広く形成されていることを特徴とする［２］、［３］または［４］に記載の位置決め装置（１００）。
【００１５】
［６］前記位置規制板（１１０）に、大きさの異なる穴部を複数設け、各穴部に前記退避溝を設けたことを特徴とする［２］、［３］、［４］または［５］に記載の位置決め装置（１００）。
【００１６】
［７］１つの穴部（２６１）から延びる退避溝（２６２）の途中に大きさの異なる穴部（２６３）を設けたことを特徴とする［２］、［３］、［４］または［５］に記載の位置決め装置（１００）。
【００１７】
［８］１つの退避溝（２７２）とこれに通じる１または２以上の穴部（２７１）とを１組の位置規制部（２７３）とし、１つの位置規制板（２７０）に同一の位置規制部（２７３）を同じ向きで複数形成したことを特徴とする［２］、［３］、［４］、［５］または［７］に記載の位置決め装置（１００）。
【００１８】
［９］前記対象物（１０）が半導体のベアチップであり、
前記当接部材（４０）が探針であることを特徴とする［２］、［３］、［４］、［５］、［６］、［７］または［８］に記載の位置決め装置（１００）。
【００１９】
［１０］半導体のベアチップたる位置決めの対象物（１０）を平らな作業面（１０１）上に載置し、
前記対象物（１０）を内包し得る大きさの穴部（１１１）を有する位置規制板（１１０）であって前記穴部（１１１）の内周縁の一部から当該位置規制板（１１０）の外周縁に至る退避溝（１１２）を備えたものを前記対象物（１０）が前記穴部（１１１）の中に入りかつ前記作業面（１０１）と平行で当該作業面（１０１）との隙間が前記対象物（１０）の厚みより少なくなる位置に設定し、
前記位置規制板（１１０）を前記作業面（１０１）に対して平行移動させ、もって前記位置規制板（１１０）の有する前記穴部（１１１）の内周縁で前記対象物（１０）を押し動かして位置決めし、
その後、前記穴部（１１１）の内周縁で前記対象物（１０）を位置規制したままの状態で当該対象物（１０）の上面に所定の当接部材（４０）を接触させてから前記当接部材（４０）およびまたは前記対象物（１０）が前記退避溝（１１２）を通るように前記位置規制板（１１０）を移動して退避させることを特徴とする位置決め方法。
【００２０】
［１１］前記穴部（１１１）の内周縁で前記対象物（１０）を位置規制したままの状態で当該対象物（１０）の上面に前記当接部材（４０）を接触させてから前記位置規制板（１１０）を前記作業面（１０１）との隙間が少なくとも前記対象物（１０）の厚みより大きくなるまで上昇させかつ前記当接部材（４０）が前記退避溝（１１２）を通るように前記位置規制板（１１０）を移動して退避させることを特徴とする［１０］に記載の位置決め方法。
【００２１】
前記本発明は次のように作用する。
位置決めの対象物を内包し得る大きさの穴部（１１１）を有する位置規制板（１１０）を、平らな作業面（１０１）上に載置した対象物（１０）が穴部（１１１）の中に入りかつ作業面（１０１）と平行で当該作業面（１０１）との隙間が対象物（１０）の厚みより少なくなる位置に設定した後、位置規制板（１１０）を作業面（１０１）に対して平行移動させると、位置規制板（１１０）の有する穴部（１１１）の内周縁で対象物（１０）が押し動かされて移動し、位置決めされる。
【００２２】
ここで、位置規制板（２８０）に、大きさの異なる穴部（２８１、２８２）を複数設けたものでは、対象物（１０）の大きさに適した穴部を選択することができるので、位置決めに要する作業時間を短縮することができる。たとえば、小さい対象物を大きな穴部（２８１）で位置決めする場合には、穴部（２８１）の内周縁に対象物が当接するまでに要する位置規制板（２８０）の移動距離が長くなるが、対象物の大きさに見合った穴部（２８２）を選択すれば、位置規制板（２８０）の移動距離が少なくなり、もって位置決め作業に要する時間を短縮することができる。
【００２３】
穴部（１１１）の内周縁の一部から位置規制板（１１０）の外周縁に至る退避溝（１１２）を位置規制板（１１０）に設けたものでは、半導体レーザのベアチップ等の位置決め対象物（１０）を位置規制板（１１０）で位置決めし、当該位置に対象物（１０）を穴部（１１１）の内周縁で位置規制した状態のままで当該対象物（１０）の上面に探針など所定の当接部材（４０）を接触させる。その後、位置規制板（１１０）を当接部材（４０）およびまたは対象物（１０）が退避溝（１１２）を通るように位置規制板（１１０）を移動して退避させる。
【００２４】
このように位置規制板（１１０）で対象物（１０）を位置規制した状態のままで探針等の当接部材（４０）を対象物（１０）に接触させるので、接触の際に対象物（１０）が位置ずれすることがない。また退避溝（１１２）を設けたので、当接部材（４０）を対象物（１０）に接触させた状態のままで位置規制板（１１０）を退避することができる。これにより、たとえば半導体レーザのベアチップを位置決めして検査する際に、位置規制板（１１０）が障害になることなく、レーザを受光素子に向けて出射することができる。
【００２５】
なお、位置規制板（１１０）を退避させる際に、位置規制板（１１０）を作業面（１０１）との隙間が少なくとも対象物（１０）の厚みより大きくなるまで上昇させてから、探針等の当接部材（４０）が退避溝（１１２）を通るようにして位置規制板（１１０）を移動して退避させてもよい。これにより退避溝（１１２）の開口間口による穴部内周縁の欠落範囲が少なくなり、小さな対象物についても位置決めし易くなる。
【００２６】
退避溝（１１２）が、穴部（１１１）の内周縁から位置規制板（１１０）の外周縁まで直線状に当接部材（４０）を相対移動し得る形状を成しているものでは、当接部材（４０）が穴部（１１１）に入ってからは一定方向に位置規制板（１１０）を移動させるだけで、位置規制板（１１０）を退避させることができるので、退避時の移動を容易に行うことができる。
【００２７】
穴部（２４１、２５１）の内周縁近傍部分における退避溝（２４２、２５２）の幅よりも他の部分における退避溝（２４２、２５２）の幅を広く形成したものでは、穴部（２４１、２５１）の内周縁の欠落範囲が少ないので退避溝（２４２、２５２）を設けても位置規制の能力への支障を少なく抑えられる。さらに内周縁近傍以外の部分における退避溝（２４２、２５２）の幅を広くしたことにより、当該部分では、探針等の当接部材（４０）が位置規制板（２４０、２５０）に接触し難くなり、位置規制板（２４０、２５０）の移動を精度で良く行う必要がないので、位置規制板（２４０、２５０）を高速に移動させて迅速に退避することができる。
【００２８】
また位置規制板に、大きさの異なる穴部を複数設け、それぞれの穴部に退避溝を設けたものでは、対象物の大きさに見合った穴部を選択することができるので、位置決め作業に要する時間を短縮することができる。
【００２９】
穴部ごとに退避溝を設ける代りに、１つの穴部（２６１）から延びる退避溝（２６２）の途中に大きさの異なる穴部（２６３）を設けるようにし、１つの退避溝（２６２）を複数の穴部（２６１、２６２）で兼用するように構成してもよい。
【００３０】
さらに、１つの退避溝（２７２）とこれに通じる１または２以上の穴部（２７１）とを１組の位置規制部（２７３）とし、１つの位置規制板（２７０）に同一の位置規制部（２７３）を同じ向きで複数形成したものでは、１つの位置規制板（２７０）を移動させることにより同時に複数の対象物（１０）を位置決めすることができる。すなわち、各位置規制部（２７３）は、同一形状の穴部（２７１）および退避溝（２７２）で形成され、しかもこれらを同じ向きで形成するので、各穴部（２７１）内の対象物（１０）をすべて同時に位置決めできる。さらに各穴部（２７１）内における退避溝（２７２）の開口位置および退避溝（２７２）の向きも揃っているので、１つの当接部材（４０）が退避溝（２７２）をうまく通るように位置規制板（２７０）を移動させれば、他のすべての当接部材（４０）も対応する退避溝（２７２）をうまく通り、位置規制板（２７０）を適切に退避することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
各図は、本発明の一実施の形態を示している。
図１は、本実施の形態にかかる位置決め装置１００をその上方から見た様子を示している。なお、本実施の形態に示す位置決め装置１００は、位置決めの対象物である矩形の半導体レーザのベアチップ１０に探針（プローブ）を当てて発光させて検査する際に、当接部材たる探針が正しく接触しかつ、半導体レーザのベアチップ１０が受光素子と所定の位置関係になるように半導体レーザのベアチップ１０を正規の位置に位置決めするものである。
【００３２】
位置決め装置１００は、平らな作業面１０１と、位置規制板１１０と、位置規制板１１０を移動させる位置規制板移動手段１２０とを備えている。
【００３３】
位置規制板１１０は、位置決めの対象物たる半導体レーザのベアチップ１０よりも大きな穴部１１１と、この穴部１１１の内周縁の一部から当該位置規制板１１０の外周縁まで直線状に延びる退避溝１１２を有している。穴部１１１は、位置決めの対象物である半導体レーザのベアチップ１０よりもある程度大きく、退避溝１１２の幅は、探針の径よりもやや大きく設定してある。
【００３４】
位置規制板移動手段１２０は、位置規制板１１０を支持するとともに、位置規制板１１０を作業面１０１と平行な状態を保持したまま、前後、左右、上下の３次元に移動可能になっている。すなわち、位置規制板移動手段１２０は、位置規制板１１０を図１の矢印２１で示すＸ軸方向と、矢印２２で示すＹ軸方向と、図２の矢印２３で示すＺ軸方向に作業面１０１との平行を保持したまま自在に移動させ得る駆動装置である。
【００３５】
図２に示すように、位置規制板１１０を作業面１０１に最も近づけた状態でも位置規制板１１０と作業面１０１との間には、わずかな隙間が残るようになっている。このときの隙間は、各種の半導体レーザのベアチップ１０の厚みより小さくなるように設定されている。
【００３６】
位置規制板移動手段１２０は、位置規制板１１０をＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向にそれぞれ独立に移動させることも、２軸、あるいは３軸すべての方向へ同時に移動させることも可能になっている。なお図１の一点破線３２はＸ軸方向の移動行程の中心位置に対応するＹ軸を示しており、一点破線３１はＹ軸方向の移動行程の中心位置に対応するＸ軸を示している。
【００３７】
位置規制板移動手段１２０は、オペレータの手動操作に従って位置規制板１１０を移動させることが可能であるとともに、予め定めた順序に従って位置規制板１１０の移動を自動制御し得るようになっている。自動制御により位置規制板１１０を移動させる際の移動量は、図示しない入力装置から入力した位置決め対象物たる半導体レーザのベアチップ１０の幅および長さと穴部１２の幅および長さとを基にして決定するようになっている。
【００３８】
次に作用を説明する。
図３〜図１１は、位置決めの対象物たる半導体レーザのベアチップ１０を正規の位置に位置決めして探針を当てて検査可能な状態にするまでの行程を示している。まず半導体レーザのベアチップ１０を作業面１０１の原点３５の近傍に適当に配置し、次に、作業面１０１が位置規制板１１０の中に収まるように、位置規制板１１０を図２あるいは図３に示すような状態にまで降下させる。すなわち、位置規制板１１０と作業面１０１との隙間が半導体レーザのベアチップ１０の厚みよりも小さくなるまで位置規制板１１０を降下させる。
【００３９】
この状態で図３に示すように、位置規制板１１０をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させることで穴部１１１の内周縁で半導体レーザのベアチップ１０を押し動かし、半導体レーザのベアチップ１０を希望の位置に位置決めする。たとえば、半導体レーザのベアチップ１０のＸ軸方向における中心位置が原点３５と一致するように位置決めするには、位置規制板１１０を図４に示す位置から大きく右に移動させて、半導体レーザのベアチップ１０のＸ軸方向中心位置が原点３５よりも右にずれた位置まで一旦移動させる（図５）。その後、位置規制板１１０のＸ軸方向における中心位置が、穴部１１１の幅と半導体レーザのベアチップ１０の幅との差の絶対値の２分の１だけ原点３５から左方向にずれる位置まで移動させれば、半導体レーザのベアチップ１０のＸ軸方向の中心位置を原点３５に合わせることができる（図６）。Ｙ軸方向についても同様である。
【００４０】
Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方について位置決めが終了すると、図７に示すように半導体レーザのベアチップ１０は、矩形の穴部１１１の１つの角に位置し、この角を挟む半導体レーザのベアチップ１０のＸ軸方向の１辺とＹ軸方向の１辺とが共に穴部１１１の内周縁に接した状態にある。このとき半導体レーザのベアチップ１０は、穴部１１１の内周縁に接している２辺の方向には移動することができず、位置規制された状態になる。
【００４１】
このように位置決め対象物たる半導体レーザのベアチップ１０が位置規制板１１０によって位置規制された状態のまま、探針４０を降下させ、その先端をベアチップ１０の上面に接触させる（図８）。探針４０は、ベアチップ１０が接している穴部１１１の内周縁の側に向けて下向きに傾斜しており、当該傾斜した状態のまま垂直に降下するようになっている。したがって、探針４０の先端が半導体レーザのベアチップ１０の上面に当接した際に、探針４０のもつ撓み性によりベアチップ１０を前方に押し動かす力が働くが、その方向への移動が位置規制板１１０によって規制されているのでベアチップ１０は移動せず、探針４０の先端がベアチップ１０の表面ですべる等して撓みが吸収されることになる。
【００４２】
こうして探針４０を接触し終えた後、穴部１１１の内周縁が半導体レーザのベアチップ１０から離れるように位置規制板１１０をＸ軸あるいはＹ軸方向にわずかに移動させてから、位置規制板１１０を上昇させ、作業面１０１との隙間をベアチップ１０の厚みよりも大きくする（図９）。そして、探針４０が退避溝１１２を通るように位置規制板１１０を移動して退避させる（図１０）。図１１は、位置規制板１１０の退避が完了した状態を示している。
【００４３】
このように、位置規制板１１０で位置規制した状態で探針４０を位置決めの対象物たる半導体レーザのベアチップ１０の上面に当接させるので、探針４０が接触する際に半導体レーザのベアチップ１０が位置ずれせず、受光素子に対応する正確な位置にベアチップ１０を配置して検査することができる。また退避溝１１２を設けたことにより探針４０を当てたままで位置規制板１１０を退避することができるので、位置規制板１１０が障害になることなく、レーザを受光素子に向けて出射することができる。
【００４４】
図１２、図１３、図１４は、１つの穴部を有する位置規制板の各種バリエーションを示している。図１２に示す位置規制板２１０は、穴部２１１の１辺の中央部分から退避溝２１２を設けたものである。図１３に示す位置規制板２２０は、横方向に退避溝２２２を設けたものである。図１４に示す位置規制板２３０は、穴部２３１の隅の部分から退避溝２３２を設けたものである。
【００４５】
これまで示したものは、退避溝が穴部の内周縁から位置規制板の外周縁に至るまで一定の幅であったが、図１５、図１６に示すものは、穴部の内周縁近傍部分での幅よりもそれ以外の部分で退避溝の幅を広くしてある。図１５に示す位置規制板２４０は、穴部２４１から退避溝２４２の幅を位置規制板２４０の外周縁側に向けて次第に幅を広げた例であり、図１６に示す位置規制板２５０は、穴部２５１の内周縁からわずかに離れた箇所で一気に退避溝２５２の幅を広げた例を示している。
【００４６】
このように退避溝２４２、２５２の幅を広くすることで、探針４０が位置規制板と接触し難くなるので、位置規制板の移動に精度が要求されなくなり、位置規制板を退避する際の移動速度を高めることができる。
【００４７】
図１７に示す位置規制板２６０では、大きな穴部２６１のほかに、小さい穴部２６３を備えており、退避溝２６２が穴部２６１と穴部２６３の双方を通っている。このように大きさの異なる穴部２６１、２６３を設けることにより、対象物１０の大きさに応じた適切な穴部を選択して位置決めすることが可能になり、位置決めに要する作業時間を短縮することができる。
【００４８】
たとえば、小さい対象物を大きな穴部２６１を用いて位置決めする場合には、穴部の内周縁に対象物が当接するまでに要する位置規制板２６０の移動距離が長くなるが、対象物の大きさに見合った小さい穴部２６３を用いれば、位置規制板２６０の移動距離が短くなり、もって位置決め作業に要する時間を短縮することができる。
【００４９】
図１８に示す位置規制板２７０では、１つの退避溝２７２とこれに通じる穴部２７１とを組にした位置規制部２７３を、１つの位置規制板に同じ向きで複数形成してある。この位置規制板２７０では、同時に複数の対象物１０を位置決めすることができ、多数のチップを検査する際の作業時間を短縮することができる。
【００５０】
すなわち、各位置規制部２７３は、同一形状の穴部２７１および退避溝２７２を有し、しかもこれらを同じ向きで形成してあるので、各穴部の対象物をすべて同時に位置決めすることができる。さらに各穴部の内周縁における退避溝の開口位置および退避溝の延びる向きが揃っているので、１つの探針が退避溝をうまく通るように位置規制板２７０を移動させれば、他のすべての探針も対応する退避溝をうまく通るので、複数の探針があっても位置規制板２７０を適切に退避することができる。
【００５１】
以上説明した実施の形態は、半導体レーザのベアチップのように受光素子との関係で厳しい位置決め精度の要求される対象物に対応するために、退避溝を備えた位置規制板を用い、位置規制した状態で探針を当ててから位置規制板を退避するようにしたが、探針がチップ上面に当接するだけで良いものの場合には、従来通り、退避溝を設けなくてもよい。この場合、図１９から図２１に示すように、大きさの異なる複数の穴部２８１、２８２を設けておけば、位置決め対象物の大きさに適した穴部を選択することができるので、位置決めに要する作業時間を短縮することができる。
【００５２】
なお、穴部は、大小２つに限定されず、大きさの異なる多数の穴部を１つの位置規制板に設けてもよい。
【００５３】
また図１７に示すものでは、１つの退避溝２６２が穴部２６１と穴部２６３の双方を通るようにしたが、たとえば、穴部２６３には縦方向に延びる退避溝を形成し、穴部２６１には横に延びる退避溝を形成する等すれば、それぞれに独立の退避溝を設けることができる。
【００５４】
さらに図１７に示したもののように大きさの異なる複数の穴部とこれらを通る退避溝とを１組の位置規制部とし、これを図１８に示したもののごとく複数、同じ向きに配置するように構成してもよい。
【００５５】
また実施の形態では、位置規制板を退避する際に、対象物の厚みよりも作業面との隙間が大きくなるまで位置規制板を上昇させてから、探針が退避溝を通るようにして位置規制板を移動させたが、退避溝の幅が位置決めの対象物の幅よりも大きい場合には、対象物が退避溝を通るようにして位置規制板を退避させてもよい。すなわち、作業面との隙間を対象物の厚みよりも狭くした状態のままで対象物が退避溝を通るようにして位置規制板を移動させ退避させてもよい。
【００５６】
このほか、実施の形態では、半導体レーザのベアチップの検査時に位置決めする例を示したが、検査以外の目的で位置決めするものであってもよい。たとえば、位置決めして接着する等の加工を施す場合にも適用可能である。また、穴部は、矩形のものに限定されず、たとえば、三角形や六角形等であってもよい。また穴部内周縁の各辺が波状あるいはぎざぎざになっているもの等であってもよく、内周縁で対象物を押し動かすことができる形状であればよい。
【００５７】
【発明の効果】
本発明にかかる位置決め装置および位置決め方法によれば、位置規制板に退避溝を設け、位置規制板の穴部で半導体レーザのベアチップ等の対象物を位置決めした状態のままで探針などの当接部材を対象物の上面に接触させてから、探針およびまたは対象物が退避溝を通るように位置規制板を移動して退避させるので、探針等を接触させる際に対象物の位置ずれが起こらない。また探針等を対象物に接触させたまま、位置規制板を退避することができるので、たとえば半導体レーザのベアチップを検査する場合でも、位置規制板が障害にならず、受光素子に向けてレーザを出射することができる。
【００５８】
退避溝が、探針およびまたは対象物を穴部の内周縁から位置規制板の外周縁まで直線状に相対移動させ得る形状を成しているものでは、探針等が穴部に入ってからは一定方向に位置規制板を移動させるだけで、位置規制板を退避させることができるので、退避時の移動を容易に行うことができる。
【００５９】
さらに穴部の内周縁近傍部分における退避溝の幅よりも他の部分における退避溝の幅を広く形成したものでは、穴部の内周縁の欠落範囲が少ないので退避溝を設けても位置規制の能力への支障が少ないとともに、内周縁近傍以外の部分における退避溝の幅が広いので、探針等が位置規制板に接触し難くなり、位置規制板の移動に精度が要求されず、その分、位置規制板を高速に移動させて迅速に退避することができる。
【００６０】
また位置規制板に、大きさの異なる穴部を複数設けたものでは、対象物の大きさに適した穴部を選択することができるので、位置決めに要する作業時間を短縮することができる。
【００６１】
さらに、１つの退避溝とこれに通じる１または２以上の穴部とを１組の位置規制部とし、１つの位置規制板に同一の位置規制部を同じ向きで複数形成したものでは、１つの位置規制板を移動させることにより同時に複数の対象物を位置決めし、それぞれに探針等を当てたのち位置規制板を退避することができるので、大量処理を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置を示す上面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置を示す側面図である
【図３】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置が位置規制板を作業面に対して平行移動させて位置決めする様子を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置が対象物の位置決めを行う際における初期位置の一例を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置が対象物のＸ軸方向の位置決め準備を終えた状態の一例を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置が対象物のＸ軸方向における位置決めを終了した状態の一例を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置が対象物の位置決めを終了した状態を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置が対象物の位置決め終了後に探針が降下する様子を示す説明図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置が探針降下後に位置規制板を上昇させる様子を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置が位置規制板を探針が退避溝を通るようにして退避する様子を示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置が位置規制板を退避し終えた状態を示す説明図である。
【図１２】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置で用いる位置規制板であって退避溝が穴部の１辺の中央部分に通じるものの一例を示す説明図である。
【図１３】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置で用いる位置規制板であって退避溝が穴部から横方向に延びるものの一例を示す説明図である。
【図１４】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置で用いる位置規制板であって退避溝が穴部の角部分に通じるものの一例を示す説明図である。
【図１５】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置で用いる位置規制板であって退避溝の幅が次第に広がるものの一例を示す説明図である。
【図１６】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置で用いる位置規制板であって退避溝の幅が一気に広がるものの一例を示す説明図である。
【図１７】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置で用いる位置規制板であって大きな穴部に通じる退避溝の途中に小さい穴部を設けたものの一例を示す説明図である。
【図１８】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置で用いる位置規制板であって複数の対象物を同時に位置決めし得るものの一例を示す説明図である。
【図１９】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置で用いる位置規制板であって大きさの異なる複数の穴部を有するものの一例を示す説明図である。
【図２０】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置で用いる位置規制板であって大きさの異なる複数の穴部を有するものの他の一例を示す説明図である。
【図２１】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置で用いる位置規制板であって大きさの異なる複数の穴部を有するものの他の一例を示す説明図である。
【図２２】従来の位置決め装置で検査体を位置決めする際の第１工程として作業面上に検査体を載置した状態を示す説明図である。
【図２３】従来の位置決め装置で検査体を位置決めする際の第２工程として位置規制板を降下する様子を示す説明図である。
【図２４】従来の位置決め装置で検査体を位置決めする際の第３工程として位置規制板を作業面に対して平行移動させて検査体の位置決めをする様子を示す説明図である。
【図２５】従来の位置決め装置で検査体を位置決めする際の第４工程として位置規制板を退避させる様子を示す説明図である。
【図２６】従来の位置決め装置での位置決め完了後に検査体の上面に探針を降ろす様子を示す説明図である。
【図２７】従来の位置決め装置での位置決め完了後に検査体の上面に探針を降ろした際に検査体が前方に位置ずれする様子を示す説明図である。
【図２８】従来の位置決め装置での位置決め完了後に検査体の上面に探針を降ろした際に検査体の向きが変わってしまう様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…半導体レーザのベアチップ
４０…探針
１００…位置決め装置
１０１…作業面
１１０、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０…位置規制板
１１１、２１１、２２１、２３１、２４１、２５１、２６１、２６３、２７１、２８１２８２…穴部
１１２、２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２、２７２…退避溝
１２０…位置規制板移動手段
２７３…位置規制部
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の対象物を内包し得る大きさの穴部を有する位置規制板を、平らな作業面上に載置した半導体ベアチップ等の対象物が穴部の中に入りかつ作業面と平行で当該作業面との隙間が対象物の厚みより少なくなる位置に設定した後、位置規制板を作業面に対して平行移動させることで位置規制板の有する穴部の内周縁で対象物を押し動かして位置決めする位置決め装置および位置決め方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体チップ等の検査体を正規の位置に位置決めする装置としては、矩形の半導体チップをその前後左右から４つの爪で挟み込みその位置を規制するものや、矩形の半導体チップの有する４つの角のうち対向する２つの角を２本の爪で挟み込むものがあった。この位置決め装置では、センター位置出しが難しいとともに、半導体チップ等の検査体の形状や大きさの変更に柔軟に対応することができず、さらには前後左右の４箇所あるいは対角線上の２箇所から検査体を挟み込むので、検査体に過大な力がかかり、その破損を招く恐れがある等の問題があった。
【０００３】
そこで本出願人は、自己の出願である特願平１０−１５９０１２において、矩形の穴部を有する位置規制板を用いて半導体のベアチップを位置決めする検査体位置決め装置および検査体位置決め方法を提案した。
【０００４】
この装置では、図２２に示すように、まず、半導体レーザのベアチップなどの検査体４１０を平らな検査台の上に適当に載置する。次に、矩形の穴部４２１を有する位置規制板４２０を、その穴部４２１中に先の検査体４１０が収まるように降ろし（図２３）、位置規制板４２０を前後左右に動かして穴部４２１の向きおよび位置を規制し（図２４）、所望の位置に位置決めする。その後、位置規制板４２０を上昇させ退避させてから（図２５）、前下がりに傾いた探針４３０を垂直に降ろしてその先端を検査体４１０の上面に接触させて、駆動試験等を行っていた。
【０００５】
このように、本装置では位置規制板４２０に設けた穴部４２１の内周縁によって検査体４１０を押し動かして位置決めを行うので、検査体４１０に加わるストレスが少なくなり、半導体チップ等の検査体４１０に損傷を与えることなく位置決めを行うことが可能になっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、探針４３０は、ある程度の撓み性を有するので、探針４３０を検査体４１０の上面に当接させた際に、検査体４１０が、わずかに（数μｍ〜数十μｍ）前方へ押し出されたり（図２７）、検査体４１０と作業台との摩擦の不均一や探針４３０の接触位置が検査体４１０の中心からずれること等により、検査体４１０の向きが数度程度曲がること（図２８）があった。
【０００７】
特に、半導体レーザのベアチップの発光状態を試験するような場合には、受光素子に対する正確な位置決めが必要になるので、上述したようなわずかな位置ずれにより、的確な検査ができなくなるという問題があった。
【０００８】
このほか、各種の大きさのチップへの対応や大量検査に対する位置決め作業の効率化等が求められていた。
【０００９】
本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、探針を降ろした後も位置ずれを起こさない位置決め装置および位置決め方法を提供すること、および各種大きさの位置決め対象物への対応と大量処理を効率化することのできる位置決め装置および位置決め方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］所定の対象物（１０）を内包し得る大きさの穴部（２８１、２８２）を有する位置規制板（２８０）を、平らな作業面（１０１）上に載置した前記対象物（１０）が前記穴部（２８１、２８２）の中に入りかつ前記作業面（１０１）と平行で当該作業面（１０１）との隙間が前記対象物（１０）の厚みより少なくなる位置に設定した後、前記位置規制板（２８０）を前記作業面（１０１）に対して平行移動させることで前記位置規制板（２８０）の有する前記穴部（２８１、２８２）の内周縁で前記対象物（１０）を押し動かして位置決めする位置決め装置（１００）において、
前記位置規制板（２８０）に、大きさの異なる穴部（２８１、２８２）を複数設けたことを特徴とする位置決め装置（１００）。
【００１１】
［２］平らな作業面（１０１）上に載置された所定の対象物（１０）の位置決めを行う位置決め装置（１００）において、
前記対象物（１０）を内包し得る大きさの穴部（１１１）を有する位置規制板（１１０）と、前記位置規制板（１１０）を移動させる位置規制板移動手段（１２０）とを備え、
前記位置規制板（１１０）は、前記穴部（１１１）の内周縁の一部から当該位置規制板（１１０）の外周縁に至る退避溝（１１２）を有し、
前記位置規制板移動手段（１２０）は、前記位置規制板（１１０）を、平らな作業面（１０１）上に載置した前記対象物（１０）が前記穴部（１１１）の中に入りかつ前記作業面（１０１）と平行で当該作業面（１０１）との隙間が前記対象物（１０）の厚みより少なくなる位置に設定した後、前記位置規制板（１１０）を前記作業面（１０１）に対して平行移動させ、もって前記位置規制板（１１０）の有する前記穴部（１１１）の内周縁で前記対象物（１０）を押し動かして位置決めし、その後、前記穴部（１１１）の内周縁で前記対象物（１０）を位置規制したままの状態で当該対象物（１０）の上面に所定の当接部材（４０）が接触するのを待ってから前記当接部材（４０）およびまたは前記対象物（１０）が前記退避溝（１１２）を通るように前記位置規制板（１１０）を移動して退避させるものであることを特徴とする位置決め装置（１００）。
【００１２】
［３］前記位置規制板移動手段（１２０）は、前記対象物（１０）を位置決めした後、前記穴部（１１１）の内周縁で前記対象物（１０）を位置規制したままの状態で当該対象物（１０）の上面に前記当接部材（４０）が接触するのを待ってから前記位置規制板（１１０）を前記作業面（１０１）との隙間が少なくとも前記対象物（１０）の厚みより大きくなるまで上昇させかつ前記当接部材（４０）が前記退避溝（１１２）を通るように前記位置規制板（１１０）を移動して退避させるものであることを特徴とする［２］に記載の位置決め装置（１００）。
【００１３】
［４］前記退避溝（１１２）は、前記当接部材（４０）およびまたは前記対象物（１０）が前記穴部（１１１）の内周縁から前記位置規制板（１１０）の外周縁まで直線状に相対移動し得る形状を成していることを特徴とする［２］または［３］に記載の位置決め装置（１００）。
【００１４】
［５］前記退避溝（２４２、２５２）は、前記穴部（２４１、２５１）の内周縁近傍部分の幅よりも他の部分の幅が広く形成されていることを特徴とする［２］、［３］または［４］に記載の位置決め装置（１００）。
【００１５】
［６］前記位置規制板（１１０）に、大きさの異なる穴部を複数設け、各穴部に前記退避溝を設けたことを特徴とする［２］、［３］、［４］または［５］に記載の位置決め装置（１００）。
【００１６】
［７］１つの穴部（２６１）から延びる退避溝（２６２）の途中に大きさの異なる穴部（２６３）を設けたことを特徴とする［２］、［３］、［４］または［５］に記載の位置決め装置（１００）。
【００１７】
［８］１つの退避溝（２７２）とこれに通じる１または２以上の穴部（２７１）とを１組の位置規制部（２７３）とし、１つの位置規制板（２７０）に同一の位置規制部（２７３）を同じ向きで複数形成したことを特徴とする［２］、［３］、［４］、［５］または［７］に記載の位置決め装置（１００）。
【００１８】
［９］前記対象物（１０）が半導体のベアチップであり、
前記当接部材（４０）が探針であることを特徴とする［２］、［３］、［４］、［５］、［６］、［７］または［８］に記載の位置決め装置（１００）。
【００１９】
［１０］半導体のベアチップたる位置決めの対象物（１０）を平らな作業面（１０１）上に載置し、
前記対象物（１０）を内包し得る大きさの穴部（１１１）を有する位置規制板（１１０）であって前記穴部（１１１）の内周縁の一部から当該位置規制板（１１０）の外周縁に至る退避溝（１１２）を備えたものを前記対象物（１０）が前記穴部（１１１）の中に入りかつ前記作業面（１０１）と平行で当該作業面（１０１）との隙間が前記対象物（１０）の厚みより少なくなる位置に設定し、
前記位置規制板（１１０）を前記作業面（１０１）に対して平行移動させ、もって前記位置規制板（１１０）の有する前記穴部（１１１）の内周縁で前記対象物（１０）を押し動かして位置決めし、
その後、前記穴部（１１１）の内周縁で前記対象物（１０）を位置規制したままの状態で当該対象物（１０）の上面に所定の当接部材（４０）を接触させてから前記当接部材（４０）およびまたは前記対象物（１０）が前記退避溝（１１２）を通るように前記位置規制板（１１０）を移動して退避させることを特徴とする位置決め方法。
【００２０】
［１１］前記穴部（１１１）の内周縁で前記対象物（１０）を位置規制したままの状態で当該対象物（１０）の上面に前記当接部材（４０）を接触させてから前記位置規制板（１１０）を前記作業面（１０１）との隙間が少なくとも前記対象物（１０）の厚みより大きくなるまで上昇させかつ前記当接部材（４０）が前記退避溝（１１２）を通るように前記位置規制板（１１０）を移動して退避させることを特徴とする［１０］に記載の位置決め方法。
【００２１】
前記本発明は次のように作用する。
位置決めの対象物を内包し得る大きさの穴部（１１１）を有する位置規制板（１１０）を、平らな作業面（１０１）上に載置した対象物（１０）が穴部（１１１）の中に入りかつ作業面（１０１）と平行で当該作業面（１０１）との隙間が対象物（１０）の厚みより少なくなる位置に設定した後、位置規制板（１１０）を作業面（１０１）に対して平行移動させると、位置規制板（１１０）の有する穴部（１１１）の内周縁で対象物（１０）が押し動かされて移動し、位置決めされる。
【００２２】
ここで、位置規制板（２８０）に、大きさの異なる穴部（２８１、２８２）を複数設けたものでは、対象物（１０）の大きさに適した穴部を選択することができるので、位置決めに要する作業時間を短縮することができる。たとえば、小さい対象物を大きな穴部（２８１）で位置決めする場合には、穴部（２８１）の内周縁に対象物が当接するまでに要する位置規制板（２８０）の移動距離が長くなるが、対象物の大きさに見合った穴部（２８２）を選択すれば、位置規制板（２８０）の移動距離が少なくなり、もって位置決め作業に要する時間を短縮することができる。
【００２３】
穴部（１１１）の内周縁の一部から位置規制板（１１０）の外周縁に至る退避溝（１１２）を位置規制板（１１０）に設けたものでは、半導体レーザのベアチップ等の位置決め対象物（１０）を位置規制板（１１０）で位置決めし、当該位置に対象物（１０）を穴部（１１１）の内周縁で位置規制した状態のままで当該対象物（１０）の上面に探針など所定の当接部材（４０）を接触させる。その後、位置規制板（１１０）を当接部材（４０）およびまたは対象物（１０）が退避溝（１１２）を通るように位置規制板（１１０）を移動して退避させる。
【００２４】
このように位置規制板（１１０）で対象物（１０）を位置規制した状態のままで探針等の当接部材（４０）を対象物（１０）に接触させるので、接触の際に対象物（１０）が位置ずれすることがない。また退避溝（１１２）を設けたので、当接部材（４０）を対象物（１０）に接触させた状態のままで位置規制板（１１０）を退避することができる。これにより、たとえば半導体レーザのベアチップを位置決めして検査する際に、位置規制板（１１０）が障害になることなく、レーザを受光素子に向けて出射することができる。
【００２５】
なお、位置規制板（１１０）を退避させる際に、位置規制板（１１０）を作業面（１０１）との隙間が少なくとも対象物（１０）の厚みより大きくなるまで上昇させてから、探針等の当接部材（４０）が退避溝（１１２）を通るようにして位置規制板（１１０）を移動して退避させてもよい。これにより退避溝（１１２）の開口間口による穴部内周縁の欠落範囲が少なくなり、小さな対象物についても位置決めし易くなる。
【００２６】
退避溝（１１２）が、穴部（１１１）の内周縁から位置規制板（１１０）の外周縁まで直線状に当接部材（４０）を相対移動し得る形状を成しているものでは、当接部材（４０）が穴部（１１１）に入ってからは一定方向に位置規制板（１１０）を移動させるだけで、位置規制板（１１０）を退避させることができるので、退避時の移動を容易に行うことができる。
【００２７】
穴部（２４１、２５１）の内周縁近傍部分における退避溝（２４２、２５２）の幅よりも他の部分における退避溝（２４２、２５２）の幅を広く形成したものでは、穴部（２４１、２５１）の内周縁の欠落範囲が少ないので退避溝（２４２、２５２）を設けても位置規制の能力への支障を少なく抑えられる。さらに内周縁近傍以外の部分における退避溝（２４２、２５２）の幅を広くしたことにより、当該部分では、探針等の当接部材（４０）が位置規制板（２４０、２５０）に接触し難くなり、位置規制板（２４０、２５０）の移動を精度で良く行う必要がないので、位置規制板（２４０、２５０）を高速に移動させて迅速に退避することができる。
【００２８】
また位置規制板に、大きさの異なる穴部を複数設け、それぞれの穴部に退避溝を設けたものでは、対象物の大きさに見合った穴部を選択することができるので、位置決め作業に要する時間を短縮することができる。
【００２９】
穴部ごとに退避溝を設ける代りに、１つの穴部（２６１）から延びる退避溝（２６２）の途中に大きさの異なる穴部（２６３）を設けるようにし、１つの退避溝（２６２）を複数の穴部（２６１、２６２）で兼用するように構成してもよい。
【００３０】
さらに、１つの退避溝（２７２）とこれに通じる１または２以上の穴部（２７１）とを１組の位置規制部（２７３）とし、１つの位置規制板（２７０）に同一の位置規制部（２７３）を同じ向きで複数形成したものでは、１つの位置規制板（２７０）を移動させることにより同時に複数の対象物（１０）を位置決めすることができる。すなわち、各位置規制部（２７３）は、同一形状の穴部（２７１）および退避溝（２７２）で形成され、しかもこれらを同じ向きで形成するので、各穴部（２７１）内の対象物（１０）をすべて同時に位置決めできる。さらに各穴部（２７１）内における退避溝（２７２）の開口位置および退避溝（２７２）の向きも揃っているので、１つの当接部材（４０）が退避溝（２７２）をうまく通るように位置規制板（２７０）を移動させれば、他のすべての当接部材（４０）も対応する退避溝（２７２）をうまく通り、位置規制板（２７０）を適切に退避することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
各図は、本発明の一実施の形態を示している。
図１は、本実施の形態にかかる位置決め装置１００をその上方から見た様子を示している。なお、本実施の形態に示す位置決め装置１００は、位置決めの対象物である矩形の半導体レーザのベアチップ１０に探針（プローブ）を当てて発光させて検査する際に、当接部材たる探針が正しく接触しかつ、半導体レーザのベアチップ１０が受光素子と所定の位置関係になるように半導体レーザのベアチップ１０を正規の位置に位置決めするものである。
【００３２】
位置決め装置１００は、平らな作業面１０１と、位置規制板１１０と、位置規制板１１０を移動させる位置規制板移動手段１２０とを備えている。
【００３３】
位置規制板１１０は、位置決めの対象物たる半導体レーザのベアチップ１０よりも大きな穴部１１１と、この穴部１１１の内周縁の一部から当該位置規制板１１０の外周縁まで直線状に延びる退避溝１１２を有している。穴部１１１は、位置決めの対象物である半導体レーザのベアチップ１０よりもある程度大きく、退避溝１１２の幅は、探針の径よりもやや大きく設定してある。
【００３４】
位置規制板移動手段１２０は、位置規制板１１０を支持するとともに、位置規制板１１０を作業面１０１と平行な状態を保持したまま、前後、左右、上下の３次元に移動可能になっている。すなわち、位置規制板移動手段１２０は、位置規制板１１０を図１の矢印２１で示すＸ軸方向と、矢印２２で示すＹ軸方向と、図２の矢印２３で示すＺ軸方向に作業面１０１との平行を保持したまま自在に移動させ得る駆動装置である。
【００３５】
図２に示すように、位置規制板１１０を作業面１０１に最も近づけた状態でも位置規制板１１０と作業面１０１との間には、わずかな隙間が残るようになっている。このときの隙間は、各種の半導体レーザのベアチップ１０の厚みより小さくなるように設定されている。
【００３６】
位置規制板移動手段１２０は、位置規制板１１０をＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向にそれぞれ独立に移動させることも、２軸、あるいは３軸すべての方向へ同時に移動させることも可能になっている。なお図１の一点破線３２はＸ軸方向の移動行程の中心位置に対応するＹ軸を示しており、一点破線３１はＹ軸方向の移動行程の中心位置に対応するＸ軸を示している。
【００３７】
位置規制板移動手段１２０は、オペレータの手動操作に従って位置規制板１１０を移動させることが可能であるとともに、予め定めた順序に従って位置規制板１１０の移動を自動制御し得るようになっている。自動制御により位置規制板１１０を移動させる際の移動量は、図示しない入力装置から入力した位置決め対象物たる半導体レーザのベアチップ１０の幅および長さと穴部１２の幅および長さとを基にして決定するようになっている。
【００３８】
次に作用を説明する。
図３〜図１１は、位置決めの対象物たる半導体レーザのベアチップ１０を正規の位置に位置決めして探針を当てて検査可能な状態にするまでの行程を示している。まず半導体レーザのベアチップ１０を作業面１０１の原点３５の近傍に適当に配置し、次に、作業面１０１が位置規制板１１０の中に収まるように、位置規制板１１０を図２あるいは図３に示すような状態にまで降下させる。すなわち、位置規制板１１０と作業面１０１との隙間が半導体レーザのベアチップ１０の厚みよりも小さくなるまで位置規制板１１０を降下させる。
【００３９】
この状態で図３に示すように、位置規制板１１０をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させることで穴部１１１の内周縁で半導体レーザのベアチップ１０を押し動かし、半導体レーザのベアチップ１０を希望の位置に位置決めする。たとえば、半導体レーザのベアチップ１０のＸ軸方向における中心位置が原点３５と一致するように位置決めするには、位置規制板１１０を図４に示す位置から大きく右に移動させて、半導体レーザのベアチップ１０のＸ軸方向中心位置が原点３５よりも右にずれた位置まで一旦移動させる（図５）。その後、位置規制板１１０のＸ軸方向における中心位置が、穴部１１１の幅と半導体レーザのベアチップ１０の幅との差の絶対値の２分の１だけ原点３５から左方向にずれる位置まで移動させれば、半導体レーザのベアチップ１０のＸ軸方向の中心位置を原点３５に合わせることができる（図６）。Ｙ軸方向についても同様である。
【００４０】
Ｘ軸方向およびＹ軸方向の双方について位置決めが終了すると、図７に示すように半導体レーザのベアチップ１０は、矩形の穴部１１１の１つの角に位置し、この角を挟む半導体レーザのベアチップ１０のＸ軸方向の１辺とＹ軸方向の１辺とが共に穴部１１１の内周縁に接した状態にある。このとき半導体レーザのベアチップ１０は、穴部１１１の内周縁に接している２辺の方向には移動することができず、位置規制された状態になる。
【００４１】
このように位置決め対象物たる半導体レーザのベアチップ１０が位置規制板１１０によって位置規制された状態のまま、探針４０を降下させ、その先端をベアチップ１０の上面に接触させる（図８）。探針４０は、ベアチップ１０が接している穴部１１１の内周縁の側に向けて下向きに傾斜しており、当該傾斜した状態のまま垂直に降下するようになっている。したがって、探針４０の先端が半導体レーザのベアチップ１０の上面に当接した際に、探針４０のもつ撓み性によりベアチップ１０を前方に押し動かす力が働くが、その方向への移動が位置規制板１１０によって規制されているのでベアチップ１０は移動せず、探針４０の先端がベアチップ１０の表面ですべる等して撓みが吸収されることになる。
【００４２】
こうして探針４０を接触し終えた後、穴部１１１の内周縁が半導体レーザのベアチップ１０から離れるように位置規制板１１０をＸ軸あるいはＹ軸方向にわずかに移動させてから、位置規制板１１０を上昇させ、作業面１０１との隙間をベアチップ１０の厚みよりも大きくする（図９）。そして、探針４０が退避溝１１２を通るように位置規制板１１０を移動して退避させる（図１０）。図１１は、位置規制板１１０の退避が完了した状態を示している。
【００４３】
このように、位置規制板１１０で位置規制した状態で探針４０を位置決めの対象物たる半導体レーザのベアチップ１０の上面に当接させるので、探針４０が接触する際に半導体レーザのベアチップ１０が位置ずれせず、受光素子に対応する正確な位置にベアチップ１０を配置して検査することができる。また退避溝１１２を設けたことにより探針４０を当てたままで位置規制板１１０を退避することができるので、位置規制板１１０が障害になることなく、レーザを受光素子に向けて出射することができる。
【００４４】
図１２、図１３、図１４は、１つの穴部を有する位置規制板の各種バリエーションを示している。図１２に示す位置規制板２１０は、穴部２１１の１辺の中央部分から退避溝２１２を設けたものである。図１３に示す位置規制板２２０は、横方向に退避溝２２２を設けたものである。図１４に示す位置規制板２３０は、穴部２３１の隅の部分から退避溝２３２を設けたものである。
【００４５】
これまで示したものは、退避溝が穴部の内周縁から位置規制板の外周縁に至るまで一定の幅であったが、図１５、図１６に示すものは、穴部の内周縁近傍部分での幅よりもそれ以外の部分で退避溝の幅を広くしてある。図１５に示す位置規制板２４０は、穴部２４１から退避溝２４２の幅を位置規制板２４０の外周縁側に向けて次第に幅を広げた例であり、図１６に示す位置規制板２５０は、穴部２５１の内周縁からわずかに離れた箇所で一気に退避溝２５２の幅を広げた例を示している。
【００４６】
このように退避溝２４２、２５２の幅を広くすることで、探針４０が位置規制板と接触し難くなるので、位置規制板の移動に精度が要求されなくなり、位置規制板を退避する際の移動速度を高めることができる。
【００４７】
図１７に示す位置規制板２６０では、大きな穴部２６１のほかに、小さい穴部２６３を備えており、退避溝２６２が穴部２６１と穴部２６３の双方を通っている。このように大きさの異なる穴部２６１、２６３を設けることにより、対象物１０の大きさに応じた適切な穴部を選択して位置決めすることが可能になり、位置決めに要する作業時間を短縮することができる。
【００４８】
たとえば、小さい対象物を大きな穴部２６１を用いて位置決めする場合には、穴部の内周縁に対象物が当接するまでに要する位置規制板２６０の移動距離が長くなるが、対象物の大きさに見合った小さい穴部２６３を用いれば、位置規制板２６０の移動距離が短くなり、もって位置決め作業に要する時間を短縮することができる。
【００４９】
図１８に示す位置規制板２７０では、１つの退避溝２７２とこれに通じる穴部２７１とを組にした位置規制部２７３を、１つの位置規制板に同じ向きで複数形成してある。この位置規制板２７０では、同時に複数の対象物１０を位置決めすることができ、多数のチップを検査する際の作業時間を短縮することができる。
【００５０】
すなわち、各位置規制部２７３は、同一形状の穴部２７１および退避溝２７２を有し、しかもこれらを同じ向きで形成してあるので、各穴部の対象物をすべて同時に位置決めすることができる。さらに各穴部の内周縁における退避溝の開口位置および退避溝の延びる向きが揃っているので、１つの探針が退避溝をうまく通るように位置規制板２７０を移動させれば、他のすべての探針も対応する退避溝をうまく通るので、複数の探針があっても位置規制板２７０を適切に退避することができる。
【００５１】
以上説明した実施の形態は、半導体レーザのベアチップのように受光素子との関係で厳しい位置決め精度の要求される対象物に対応するために、退避溝を備えた位置規制板を用い、位置規制した状態で探針を当ててから位置規制板を退避するようにしたが、探針がチップ上面に当接するだけで良いものの場合には、従来通り、退避溝を設けなくてもよい。この場合、図１９から図２１に示すように、大きさの異なる複数の穴部２８１、２８２を設けておけば、位置決め対象物の大きさに適した穴部を選択することができるので、位置決めに要する作業時間を短縮することができる。
【００５２】
なお、穴部は、大小２つに限定されず、大きさの異なる多数の穴部を１つの位置規制板に設けてもよい。
【００５３】
また図１７に示すものでは、１つの退避溝２６２が穴部２６１と穴部２６３の双方を通るようにしたが、たとえば、穴部２６３には縦方向に延びる退避溝を形成し、穴部２６１には横に延びる退避溝を形成する等すれば、それぞれに独立の退避溝を設けることができる。
【００５４】
さらに図１７に示したもののように大きさの異なる複数の穴部とこれらを通る退避溝とを１組の位置規制部とし、これを図１８に示したもののごとく複数、同じ向きに配置するように構成してもよい。
【００５５】
また実施の形態では、位置規制板を退避する際に、対象物の厚みよりも作業面との隙間が大きくなるまで位置規制板を上昇させてから、探針が退避溝を通るようにして位置規制板を移動させたが、退避溝の幅が位置決めの対象物の幅よりも大きい場合には、対象物が退避溝を通るようにして位置規制板を退避させてもよい。すなわち、作業面との隙間を対象物の厚みよりも狭くした状態のままで対象物が退避溝を通るようにして位置規制板を移動させ退避させてもよい。
【００５６】
このほか、実施の形態では、半導体レーザのベアチップの検査時に位置決めする例を示したが、検査以外の目的で位置決めするものであってもよい。たとえば、位置決めして接着する等の加工を施す場合にも適用可能である。また、穴部は、矩形のものに限定されず、たとえば、三角形や六角形等であってもよい。また穴部内周縁の各辺が波状あるいはぎざぎざになっているもの等であってもよく、内周縁で対象物を押し動かすことができる形状であればよい。
【００５７】
【発明の効果】
本発明にかかる位置決め装置および位置決め方法によれば、位置規制板に退避溝を設け、位置規制板の穴部で半導体レーザのベアチップ等の対象物を位置決めした状態のままで探針などの当接部材を対象物の上面に接触させてから、探針およびまたは対象物が退避溝を通るように位置規制板を移動して退避させるので、探針等を接触させる際に対象物の位置ずれが起こらない。また探針等を対象物に接触させたまま、位置規制板を退避することができるので、たとえば半導体レーザのベアチップを検査する場合でも、位置規制板が障害にならず、受光素子に向けてレーザを出射することができる。
【００５８】
退避溝が、探針およびまたは対象物を穴部の内周縁から位置規制板の外周縁まで直線状に相対移動させ得る形状を成しているものでは、探針等が穴部に入ってからは一定方向に位置規制板を移動させるだけで、位置規制板を退避させることができるので、退避時の移動を容易に行うことができる。
【００５９】
さらに穴部の内周縁近傍部分における退避溝の幅よりも他の部分における退避溝の幅を広く形成したものでは、穴部の内周縁の欠落範囲が少ないので退避溝を設けても位置規制の能力への支障が少ないとともに、内周縁近傍以外の部分における退避溝の幅が広いので、探針等が位置規制板に接触し難くなり、位置規制板の移動に精度が要求されず、その分、位置規制板を高速に移動させて迅速に退避することができる。
【００６０】
また位置規制板に、大きさの異なる穴部を複数設けたものでは、対象物の大きさに適した穴部を選択することができるので、位置決めに要する作業時間を短縮することができる。
【００６１】
さらに、１つの退避溝とこれに通じる１または２以上の穴部とを１組の位置規制部とし、１つの位置規制板に同一の位置規制部を同じ向きで複数形成したものでは、１つの位置規制板を移動させることにより同時に複数の対象物を位置決めし、それぞれに探針等を当てたのち位置規制板を退避することができるので、大量処理を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置を示す上面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置を示す側面図である
【図３】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置が位置規制板を作業面に対して平行移動させて位置決めする様子を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置が対象物の位置決めを行う際における初期位置の一例を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置が対象物のＸ軸方向の位置決め準備を終えた状態の一例を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置が対象物のＸ軸方向における位置決めを終了した状態の一例を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置が対象物の位置決めを終了した状態を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置が対象物の位置決め終了後に探針が降下する様子を示す説明図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置が探針降下後に位置規制板を上昇させる様子を示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置が位置規制板を探針が退避溝を通るようにして退避する様子を示す説明図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置が位置規制板を退避し終えた状態を示す説明図である。
【図１２】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置で用いる位置規制板であって退避溝が穴部の１辺の中央部分に通じるものの一例を示す説明図である。
【図１３】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置で用いる位置規制板であって退避溝が穴部から横方向に延びるものの一例を示す説明図である。
【図１４】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置で用いる位置規制板であって退避溝が穴部の角部分に通じるものの一例を示す説明図である。
【図１５】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置で用いる位置規制板であって退避溝の幅が次第に広がるものの一例を示す説明図である。
【図１６】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置で用いる位置規制板であって退避溝の幅が一気に広がるものの一例を示す説明図である。
【図１７】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置で用いる位置規制板であって大きな穴部に通じる退避溝の途中に小さい穴部を設けたものの一例を示す説明図である。
【図１８】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置で用いる位置規制板であって複数の対象物を同時に位置決めし得るものの一例を示す説明図である。
【図１９】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置で用いる位置規制板であって大きさの異なる複数の穴部を有するものの一例を示す説明図である。
【図２０】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置で用いる位置規制板であって大きさの異なる複数の穴部を有するものの他の一例を示す説明図である。
【図２１】本発明の一実施の形態に係る位置決め装置で用いる位置規制板であって大きさの異なる複数の穴部を有するものの他の一例を示す説明図である。
【図２２】従来の位置決め装置で検査体を位置決めする際の第１工程として作業面上に検査体を載置した状態を示す説明図である。
【図２３】従来の位置決め装置で検査体を位置決めする際の第２工程として位置規制板を降下する様子を示す説明図である。
【図２４】従来の位置決め装置で検査体を位置決めする際の第３工程として位置規制板を作業面に対して平行移動させて検査体の位置決めをする様子を示す説明図である。
【図２５】従来の位置決め装置で検査体を位置決めする際の第４工程として位置規制板を退避させる様子を示す説明図である。
【図２６】従来の位置決め装置での位置決め完了後に検査体の上面に探針を降ろす様子を示す説明図である。
【図２７】従来の位置決め装置での位置決め完了後に検査体の上面に探針を降ろした際に検査体が前方に位置ずれする様子を示す説明図である。
【図２８】従来の位置決め装置での位置決め完了後に検査体の上面に探針を降ろした際に検査体の向きが変わってしまう様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…半導体レーザのベアチップ
４０…探針
１００…位置決め装置
１０１…作業面
１１０、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０…位置規制板
１１１、２１１、２２１、２３１、２４１、２５１、２６１、２６３、２７１、２８１２８２…穴部
１１２、２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２、２７２…退避溝
１２０…位置規制板移動手段
２７３…位置規制部
Claims (11)
- 所定の対象物を内包し得る大きさの穴部を有する位置規制板を、平らな作業面上に載置した前記対象物が前記穴部の中に入りかつ前記作業面と平行で当該作業面との隙間が前記対象物の厚みより少なくなる位置に設定した後、前記位置規制板を前記作業面に対して平行移動させることで前記位置規制板の有する前記穴部の内周縁で前記対象物を押し動かして位置決めする位置決め装置において、
前記位置規制板に、大きさの異なる穴部を複数設けたことを特徴とする位置決め装置。 - 平らな作業面上に載置された所定の対象物の位置決めを行う位置決め装置において、
前記対象物を内包し得る大きさの穴部を有する位置規制板と、前記位置規制板を移動させる位置規制板移動手段とを備え、
前記位置規制板は、前記穴部の内周縁の一部から当該位置規制板の外周縁に至る退避溝を有し、
前記位置規制板移動手段は、前記位置規制板を、平らな作業面上に載置した前記対象物が前記穴部の中に入りかつ前記作業面と平行で当該作業面との隙間が前記対象物の厚みより少なくなる位置に設定した後、前記位置規制板を前記作業面に対して平行移動させ、もって前記位置規制板の有する前記穴部の内周縁で前記対象物を押し動かして位置決めし、その後、前記穴部の内周縁で前記対象物を位置規制したままの状態で当該対象物の上面に所定の当接部材が接触するのを待ってから前記当接部材およびまたは前記対象物が前記退避溝を通るように前記位置規制板を移動して退避させるものであることを特徴とする位置決め装置。 - 前記位置規制板移動手段は、前記対象物を位置決めした後、前記穴部の内周縁で前記対象物を位置規制したままの状態で当該対象物の上面に前記当接部材が接触するのを待ってから前記位置規制板を前記作業面との隙間が少なくとも前記対象物の厚みより大きくなるまで上昇させかつ前記当接部材が前記退避溝を通るように前記位置規制板を移動して退避させるものであることを特徴とする請求項２に記載の位置決め装置。
- 前記退避溝は、前記当接部材およびまたは前記対象物が前記穴部の内周縁から前記位置規制板の外周縁まで直線状に相対移動し得る形状を成していることを特徴とする請求項２または３に記載の位置決め装置。
- 前記退避溝は、前記穴部の内周縁近傍部分の幅よりも他の部分の幅が広く形成されていることを特徴とする請求項２、３または４に記載の位置決め装置。
- 前記位置規制板に、大きさの異なる穴部を複数設け、各穴部に前記退避溝を設けたことを特徴とする請求項２、３、４または５に記載の位置決め装置。
- １つの穴部から延びる退避溝の途中に大きさの異なる穴部を設けたことを特徴とする請求項２、３、４または５に記載の位置決め装置。
- １つの退避溝とこれに通じる１または２以上の穴部とを１組の位置規制部とし、１つの位置規制板に同一の位置規制部を同じ向きで複数形成したことを特徴とする請求項２、３、４、５または７に記載の位置決め装置。
- 前記対象物が半導体のベアチップであり、
前記当接部材が探針であることを特徴とする請求項２、３、４、５、６、７または８に記載の位置決め装置。 - 半導体のベアチップたる位置決めの対象物を平らな作業面上に載置し、
前記対象物を内包し得る大きさの穴部を有する位置規制板であって前記穴部の内周縁の一部から当該位置規制板の外周縁に至る退避溝を備えたものを前記対象物が前記穴部の中に入りかつ前記作業面と平行で当該作業面との隙間が前記対象物の厚みより少なくなる位置に設定し、
前記位置規制板を前記作業面に対して平行移動させ、もって前記位置規制板の有する前記穴部の内周縁で前記対象物を押し動かして位置決めし、
その後、前記穴部の内周縁で前記対象物を位置規制したままの状態で当該対象物の上面に所定の当接部材を接触させてから前記当接部材およびまたは前記対象物が前記退避溝を通るように前記位置規制板を移動して退避させることを特徴とする位置決め方法。 - 前記穴部の内周縁で前記対象物を位置規制したままの状態で当該対象物の上面に前記当接部材を接触させてから前記位置規制板を前記作業面との隙間が少なくとも前記対象物の厚みより大きくなるまで上昇させかつ前記当接部材が前記退避溝を通るように前記位置規制板を移動して退避させることを特徴とする請求項１０に記載の位置決め方法。
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