JPH069215B2 - 位置決め装置 - Google Patents
位置決め装置Info
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- JPH069215B2 JPH069215B2 JP59164418A JP16441884A JPH069215B2 JP H069215 B2 JPH069215 B2 JP H069215B2 JP 59164418 A JP59164418 A JP 59164418A JP 16441884 A JP16441884 A JP 16441884A JP H069215 B2 JPH069215 B2 JP H069215B2
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- JP
- Japan
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- stem
- chip
- tip
- mount base
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、たとえば半導体レーザの製造工程におい
て、その半導体レーザのチップとステムとダイボンディ
ングする際に両者の相対位置を位置決めする位置決め装
置に関する。
て、その半導体レーザのチップとステムとダイボンディ
ングする際に両者の相対位置を位置決めする位置決め装
置に関する。
最近、コンパクトディスクプレーヤ用、光情報処理器用
として半導体レーザが多く導入されている。この半導体
レーザは、第８図に示すようにリード１…を有するステ
ムに半導体レーザのチップ３が取付けられている。そし
て、このチップ３は前記ステム２に嵌着されるキャップ
（図示しない）によって包容されている。
として半導体レーザが多く導入されている。この半導体
レーザは、第８図に示すようにリード１…を有するステ
ムに半導体レーザのチップ３が取付けられている。そし
て、このチップ３は前記ステム２に嵌着されるキャップ
（図示しない）によって包容されている。
この種の半導体レーザの製造工程においては、ステム２
に対してチップ３を結合する場合には従来ダイボンデイ
ング装置によって行われているが、そのステム２に対し
てチップ３をマウントする場合に高精度のマウントが要
求されている。すなわち、一般にステム２に対してその
端面よりチップ３は数μ突出して結合されるが、このチ
ップ３は励起時に約２００℃に加熱されるために、その
突出量が大きいと熱伝導が少ないために耐久性が落ち
る。また、逆に突出量が少ないと光が遮断されるという
不都合がある。そこで、従来においては、ＸＹθテーブ
ル４に支持されたマウントベース５に前記ステム２を載
置し、チップ３を真空吸着した状態で、前記ステム２上
に供給し、ステム２に対してチップ３を離間した状態で
両者の位置合せを行なう。この場合、顕微鏡を用い作業
者がステム２とチップとの相対位置を目視によって監視
し、前記ＸＹθテーブル４を制御して位置決めしたのち
前記チップ３をステム２をボンディングしていた。
に対してチップ３を結合する場合には従来ダイボンデイ
ング装置によって行われているが、そのステム２に対し
てチップ３をマウントする場合に高精度のマウントが要
求されている。すなわち、一般にステム２に対してその
端面よりチップ３は数μ突出して結合されるが、このチ
ップ３は励起時に約２００℃に加熱されるために、その
突出量が大きいと熱伝導が少ないために耐久性が落ち
る。また、逆に突出量が少ないと光が遮断されるという
不都合がある。そこで、従来においては、ＸＹθテーブ
ル４に支持されたマウントベース５に前記ステム２を載
置し、チップ３を真空吸着した状態で、前記ステム２上
に供給し、ステム２に対してチップ３を離間した状態で
両者の位置合せを行なう。この場合、顕微鏡を用い作業
者がステム２とチップとの相対位置を目視によって監視
し、前記ＸＹθテーブル４を制御して位置決めしたのち
前記チップ３をステム２をボンディングしていた。
しかしながら、前述したように、顕微鏡を用い作業者が
目視で監視しながら位置決めすることは、精度に限度が
あり、また作業者によってバラツキがある。したがっ
て、半導体レーザの品質にもバラツキができるととも
に、作業性が悪く大量生産には適していない。
目視で監視しながら位置決めすることは、精度に限度が
あり、また作業者によってバラツキがある。したがっ
て、半導体レーザの品質にもバラツキができるととも
に、作業性が悪く大量生産には適していない。
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その
目的とするところは、チップに対するステムの位置決め
が高精度にしかも自動的に行なうことができ、作業能率
の向上を図ることができる位置決め装置を提供しようと
するものである。
目的とするところは、チップに対するステムの位置決め
が高精度にしかも自動的に行なうことができ、作業能率
の向上を図ることができる位置決め装置を提供しようと
するものである。
この発明は、前記目的を達成するために、チップをマウ
ントベースに載置されたステムの上面と離間した状態に
保持した状態で、チップとステムとに位置測定光を照射
してステムからのチップの突出量を測定し、この測定結
果に基づいてマウントベースを微動させチップに対して
ステムを所定位置に位置決めすることができるようにし
たことにある。
ントベースに載置されたステムの上面と離間した状態に
保持した状態で、チップとステムとに位置測定光を照射
してステムからのチップの突出量を測定し、この測定結
果に基づいてマウントベースを微動させチップに対して
ステムを所定位置に位置決めすることができるようにし
たことにある。
以下、この発明を図面に示す一実施例に基づいて説明す
る。
る。
第１図ないし第３図は、半導体レーザのダイボンデイン
グ装置も示すもので、１１は、位置補正機構としてのＹ
θテーブルである。このＹθテーブル１１の上面のマウ
ントベース１２にはヒータ（図示しない）が内蔵され、
このヒータはヒータ制御装置１３によって温度コントロ
ールされるようになっている。前記マウントベース１２
には前記ステム２を位置決め載置する載置部１４が凹部
によって形成されている。そして、この載置部１４には
ステム２の切欠部２ａ，２ａに係合するステムクランパ
１５によってステム２が供給され、同時に、プッシュロ
ッド１６によってステム２は前記載置部１４に基準面に
押し付け位置決めされるようになっている。一方、１７
はＸＹθテーブルからなる予備位置決めステージであっ
て、この上面にはトレイ１８が設けられている。このト
レイ１８には多数個のチップ３…が整列した状態で収容
されてい て、これらチップ３…は前記予備位置決めステージ１７
によってＸＹθ方向に予備位置決めされている。そし
て、このトレイ１８と前記載置部１４との間にはトレイ
１８内のチップ３を載置部１４に搬送供給するチップ供
給機構２０が設けられている。このチップ供給機構２０
について説明すると、２１はガイドレールであり、この
ガイドレール２１には搬送部材２２が往復運動自在に支
持されている。この搬送部材２２には上下動機構２３を
介してチップ保持具２４が取付けられ、このチップ保持
具２４にはバキュームピン２５が設けられている。そし
て、このバキュームピン２５によって前記トレイ１８内
のチップ３を真空吸着して前記マウントベース１２の載
置部１４に供給するように構成されている。また、前記
マウントベース１２の近傍にはステム２とチップ３との
結合部に冷却用ガスを吹付けるノズル４１が設けられて
いる。
グ装置も示すもので、１１は、位置補正機構としてのＹ
θテーブルである。このＹθテーブル１１の上面のマウ
ントベース１２にはヒータ（図示しない）が内蔵され、
このヒータはヒータ制御装置１３によって温度コントロ
ールされるようになっている。前記マウントベース１２
には前記ステム２を位置決め載置する載置部１４が凹部
によって形成されている。そして、この載置部１４には
ステム２の切欠部２ａ，２ａに係合するステムクランパ
１５によってステム２が供給され、同時に、プッシュロ
ッド１６によってステム２は前記載置部１４に基準面に
押し付け位置決めされるようになっている。一方、１７
はＸＹθテーブルからなる予備位置決めステージであっ
て、この上面にはトレイ１８が設けられている。このト
レイ１８には多数個のチップ３…が整列した状態で収容
されてい て、これらチップ３…は前記予備位置決めステージ１７
によってＸＹθ方向に予備位置決めされている。そし
て、このトレイ１８と前記載置部１４との間にはトレイ
１８内のチップ３を載置部１４に搬送供給するチップ供
給機構２０が設けられている。このチップ供給機構２０
について説明すると、２１はガイドレールであり、この
ガイドレール２１には搬送部材２２が往復運動自在に支
持されている。この搬送部材２２には上下動機構２３を
介してチップ保持具２４が取付けられ、このチップ保持
具２４にはバキュームピン２５が設けられている。そし
て、このバキュームピン２５によって前記トレイ１８内
のチップ３を真空吸着して前記マウントベース１２の載
置部１４に供給するように構成されている。また、前記
マウントベース１２の近傍にはステム２とチップ３との
結合部に冷却用ガスを吹付けるノズル４１が設けられて
いる。
また、前記Ｙθテーブル１１の側部に設けたＸＹテーブ
ル２６にはマウントベース１２に対向して光切断法に基
づく位置測定装置２７が設置されている。そして、前記
バキュームピン２５によって吸着されたチップ３と載置
部１４に載置されたステム２の相対位置を光学的に測定
し、その測定信号に基づいて前記Ｙθテーブル１１を制
御してステム２とチップ３とを所定の位置に位置決めす
るようになっている。
ル２６にはマウントベース１２に対向して光切断法に基
づく位置測定装置２７が設置されている。そして、前記
バキュームピン２５によって吸着されたチップ３と載置
部１４に載置されたステム２の相対位置を光学的に測定
し、その測定信号に基づいて前記Ｙθテーブル１１を制
御してステム２とチップ３とを所定の位置に位置決めす
るようになっている。
つぎに、前記Ｙθテーブル１１およびＸＹテーブル２６
の制御系について説明する。まず、Ｙθテーブル１１の
各テーブルにはこれを駆動するモータ１１ａ、１１ｂが
設けられ、これら各モータ１１ａ、１１ｂはドライバ２
８を介して制御装置としてのコンピュータ２９に接続さ
れている。また、ＸＹテーブル２６の各テーブルにはこ
れを駆動するモータ２６ａ、２６ｂが設けられ、これら
モータ２６ａ，２６ｂはドライバ３０を介して前記コン
ピュータ２９に接続されている。さらに、前記位置測定
装置２７は第４図乃至第６図で示すように構成されてい
る。すなわち、３１は光源で、この光源３１から位置測
定光を集光レンズ３２を介してスリット３３に通してリ
ボン状のスリット光とする。このスリット光を前記ステ
ム２とチップ３に照射し、投射部位Ａ、Ｂの光学像をレ
ンズ３４により焦点板３５に結像させると、第５図に示
すように２本の映像ａ、ｂが離間して見える。これは第
６図に示すように、このずれ量Δｄはステム２とチップ
３の相対的位置ずれ量Δｔに比例するので、映像Ａ、Ｂ
のずれ量Δｄから相対的位置ずれ量Δｔは求まる。この
ように、光切断法を用いれば、ステム２とチップ３との
相対位置（Ｙ方向）を測定できる。ステム２とチップ３
とのθ方向の傾きは、光切断法による測定を２か所以上
行なうことにより３角法で求められる。
の制御系について説明する。まず、Ｙθテーブル１１の
各テーブルにはこれを駆動するモータ１１ａ、１１ｂが
設けられ、これら各モータ１１ａ、１１ｂはドライバ２
８を介して制御装置としてのコンピュータ２９に接続さ
れている。また、ＸＹテーブル２６の各テーブルにはこ
れを駆動するモータ２６ａ、２６ｂが設けられ、これら
モータ２６ａ，２６ｂはドライバ３０を介して前記コン
ピュータ２９に接続されている。さらに、前記位置測定
装置２７は第４図乃至第６図で示すように構成されてい
る。すなわち、３１は光源で、この光源３１から位置測
定光を集光レンズ３２を介してスリット３３に通してリ
ボン状のスリット光とする。このスリット光を前記ステ
ム２とチップ３に照射し、投射部位Ａ、Ｂの光学像をレ
ンズ３４により焦点板３５に結像させると、第５図に示
すように２本の映像ａ、ｂが離間して見える。これは第
６図に示すように、このずれ量Δｄはステム２とチップ
３の相対的位置ずれ量Δｔに比例するので、映像Ａ、Ｂ
のずれ量Δｄから相対的位置ずれ量Δｔは求まる。この
ように、光切断法を用いれば、ステム２とチップ３との
相対位置（Ｙ方向）を測定できる。ステム２とチップ３
とのθ方向の傾きは、光切断法による測定を２か所以上
行なうことにより３角法で求められる。
また、前記映像ａ、ｂをＩＴＶカメラ３７によって撮像
し、この像は電気信号としてＡ／Ｄ変換器３８、フレー
ムメモリ３９およびインターフェイス４０を介して前記
コンピュータ２９に送られる。そして、このコンピュー
タ２９によって相対位置ずれ量Δｔが算出され、この制
御信号にもとづいて前記Ｙθテーブル１１が駆動されて
Δｔの補正が行われる。すなわち、第４図に示すよう
に、ＩＴＶカメラ画像の取込みによってスリット光を認
識し、このスリット光の位置測定を行なう。そして、チ
ップ３とステム３のスリット光位置により相対的位置を
計算する。ここで、前記位置が設定値で有るか否かを判
定し、ＹＥＳの場合にはＥＮＤとなり、ＮＯの場合には
Ｙθテーブル１１のフィードバック量を求める。そし
て、Ｙθテーブル１１を駆動して再び前記操作を繰返し
行なう。なお、この場合、Ｘ方向の相対位置はマウント
精度として許容値が大きいため予備位置決めのみで特に
補正は行なわない。
し、この像は電気信号としてＡ／Ｄ変換器３８、フレー
ムメモリ３９およびインターフェイス４０を介して前記
コンピュータ２９に送られる。そして、このコンピュー
タ２９によって相対位置ずれ量Δｔが算出され、この制
御信号にもとづいて前記Ｙθテーブル１１が駆動されて
Δｔの補正が行われる。すなわち、第４図に示すよう
に、ＩＴＶカメラ画像の取込みによってスリット光を認
識し、このスリット光の位置測定を行なう。そして、チ
ップ３とステム３のスリット光位置により相対的位置を
計算する。ここで、前記位置が設定値で有るか否かを判
定し、ＹＥＳの場合にはＥＮＤとなり、ＮＯの場合には
Ｙθテーブル１１のフィードバック量を求める。そし
て、Ｙθテーブル１１を駆動して再び前記操作を繰返し
行なう。なお、この場合、Ｘ方向の相対位置はマウント
精度として許容値が大きいため予備位置決めのみで特に
補正は行なわない。
つぎに、前述のように構成されたダイボンディング装置
を用いて半導体レーザのチップ３をステム２に対してダ
イボンディングする方法について説明する。
を用いて半導体レーザのチップ３をステム２に対してダ
イボンディングする方法について説明する。
まず、ステムクランパ１５によってクランプされたステ
ム２はマウントベース１２の載置部１４に載置され、同
時にプッシュロッドによって装置部１４の基準面に押付
けられる。したがって、ステム２は載置部１４の所定位
置にセットされる。一方、このときマウントベース１２
はヒータによってある程度加熱されているため、ステム
２は加熱され、チップ取付け部の表面の溶融剤たとえば
インジュウムは溶融される。この状態で、前記予備位置
決めステージ１７のトレイ１８に収容され、予備位置決
めされたチップ３…はチップ供給機構２０のチップ保持
具２４に設けたバキュームピン２５によって１個づつ真
空吸着される。そして、このチップ保持具２４はガイド
レール２１に沿って搬送され、バキュームピン２５に吸
着されたチップ３がマウントベース１２上のステム２に
対向すると停止する。つぎに、上下動機構２３によって
チップ保持具２４が下降し、チップ３がステム２の上面
と僅かに離間した状態で保持される。ここで、位置測定
装置２７による前述した光切断法によってステム２とチ
ツプ３とをマウント時に要求される位置になるようにマ
ウントベース１２を微動して自動的に位置合せを行な
う。このようにしてステム２とチツプ３とを所定位置に
位置決めしたのち、前記上下動機構２３によってチツプ
保持具２４を下降させると、バキュームピン２５に吸着
されたチツプ３はステム２に載置される。このとき、ス
テム２の表面のインジュウムは溶融されているためチッ
プ３はステム２上に融着される。この状態で、一定時間
保持したのち、ヒータ制御装置１３によりヒータをオフ
にし、冷却用ガスをノズル４１から噴出し、ステム２と
チップ３との結合部へ吹付けると、溶融状態のインジュ
ウムは冷却固化されてボンディングが完了する。
ム２はマウントベース１２の載置部１４に載置され、同
時にプッシュロッドによって装置部１４の基準面に押付
けられる。したがって、ステム２は載置部１４の所定位
置にセットされる。一方、このときマウントベース１２
はヒータによってある程度加熱されているため、ステム
２は加熱され、チップ取付け部の表面の溶融剤たとえば
インジュウムは溶融される。この状態で、前記予備位置
決めステージ１７のトレイ１８に収容され、予備位置決
めされたチップ３…はチップ供給機構２０のチップ保持
具２４に設けたバキュームピン２５によって１個づつ真
空吸着される。そして、このチップ保持具２４はガイド
レール２１に沿って搬送され、バキュームピン２５に吸
着されたチップ３がマウントベース１２上のステム２に
対向すると停止する。つぎに、上下動機構２３によって
チップ保持具２４が下降し、チップ３がステム２の上面
と僅かに離間した状態で保持される。ここで、位置測定
装置２７による前述した光切断法によってステム２とチ
ツプ３とをマウント時に要求される位置になるようにマ
ウントベース１２を微動して自動的に位置合せを行な
う。このようにしてステム２とチツプ３とを所定位置に
位置決めしたのち、前記上下動機構２３によってチツプ
保持具２４を下降させると、バキュームピン２５に吸着
されたチツプ３はステム２に載置される。このとき、ス
テム２の表面のインジュウムは溶融されているためチッ
プ３はステム２上に融着される。この状態で、一定時間
保持したのち、ヒータ制御装置１３によりヒータをオフ
にし、冷却用ガスをノズル４１から噴出し、ステム２と
チップ３との結合部へ吹付けると、溶融状態のインジュ
ウムは冷却固化されてボンディングが完了する。
以上説明したように、この発明によれば、マウントベー
スに載置されたステムとこのステムの上面と離間した状
態で保持したチップの両者に位置測定光を照射してステ
ムからのチップの突出量を測定し、この測定結果に基づ
いてマウントベースを微動するようにしたから、チップ
に対するステムの位置決めが高精度にしかも自動的に行
なうことができる。したがって、作業能率の向上と品質
の向上を図ることができるという効果を奏する。
スに載置されたステムとこのステムの上面と離間した状
態で保持したチップの両者に位置測定光を照射してステ
ムからのチップの突出量を測定し、この測定結果に基づ
いてマウントベースを微動するようにしたから、チップ
に対するステムの位置決めが高精度にしかも自動的に行
なうことができる。したがって、作業能率の向上と品質
の向上を図ることができるという効果を奏する。
第１図はこの発明の一実施例を示すダイボンディング装
置の概略的正面図、第２図は同じく平面図、第３図は同
じくステムとチップとの関係を示す斜視図、第４図乃至
第６図は同じく位置測定装置の作用説明図、第７図は位
置測定方法のフローチャート図、第８図は一般的な半導
体レーザを示す側面図である。 ２…ステム、３…チップ、１１…Ｙθテーブル、１２…
マウントベース、２０…チツプ供給機構、２７…位置測
定装置、２９…コンピュータ（制御装置）。
置の概略的正面図、第２図は同じく平面図、第３図は同
じくステムとチップとの関係を示す斜視図、第４図乃至
第６図は同じく位置測定装置の作用説明図、第７図は位
置測定方法のフローチャート図、第８図は一般的な半導
体レーザを示す側面図である。 ２…ステム、３…チップ、１１…Ｙθテーブル、１２…
マウントベース、２０…チツプ供給機構、２７…位置測
定装置、２９…コンピュータ（制御装置）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−123787（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−36730（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−144404（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】マウントベースの所定位置に位置決めされ
て載置されたステム上の所定位置にチップをダイボンデ
ィングする際に、チップに対してステムを位置決めする
位置決め装置において、予備位置決めされた前記チップ
を吸着し前記ステム上に供給するとともにステムの上面
と離間した状態にチップを保持するチップ供給機構と、
前記チップとステムとを離間した状態で両者に位置測定
光を照射し、ステムからのチップの突出量を測定する光
切断光学系からなる位置測定装置と、この位置測定装置
によって測定された検出信号に基づいて前記マウントベ
ースを微動させ前記ステムからのチップの突出量を調整
する制御装置とを具備したこと特徴とする位置決め装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59164418A JPH069215B2 (ja) | 1984-08-06 | 1984-08-06 | 位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59164418A JPH069215B2 (ja) | 1984-08-06 | 1984-08-06 | 位置決め装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6142924A JPS6142924A (ja) | 1986-03-01 |
| JPH069215B2 true JPH069215B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=15792768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59164418A Expired - Lifetime JPH069215B2 (ja) | 1984-08-06 | 1984-08-06 | 位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069215B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2651685B2 (ja) * | 1987-12-28 | 1997-09-10 | 東芝メカトロニクス株式会社 | ボンディング装置 |
| JP2001338935A (ja) * | 2000-05-26 | 2001-12-07 | Nidec Copal Corp | ダイボンディング装置 |
| KR100758811B1 (ko) * | 2003-09-22 | 2007-09-13 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 발광소자의 장착방법 및 장착장치 |
| JP4903470B2 (ja) * | 2005-06-28 | 2012-03-28 | 京セラ株式会社 | 光半導体素子収納用パッケージおよび光半導体装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5536730A (en) * | 1978-09-06 | 1980-03-14 | Toshiba Corp | Displaced position detector |
| JPS58123787A (ja) * | 1982-01-18 | 1983-07-23 | Fujitsu Ltd | 半導体レ−ザチツプの自動ダイボンデング装置 |
-
1984
- 1984-08-06 JP JP59164418A patent/JPH069215B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6142924A (ja) | 1986-03-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |