JPH07105575B2 - 光素子のダイボンディング方法及びそのダイボンディング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光素子のダイボンディン
グ方法及びそのダイボンディング装置に係わり、特に半
導体レーザのダイボンディング方法及びそのダイボンデ
ィング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体レーザダイボンディング方
法及びその装置は特開昭６３−６７７９３号公報に開示
されている。

【０００３】この従来技術を図９及至図１３を参照して
説明する。

【０００４】図９は従来技術のダイボンディング装置の
全体を示す斜視図である。この装置は、複数のステム１
を一列に保持したステム集合体６４を供給部６５と排出
部６６の間で１ピッチずつ移送する移送装置と、その途
中位置のステムホルダ６７と、ステムホルダ６７上でス
テムを位置決めする位置決め装置６８と、Ｘ−Ｙテーブ
ル６９上に設置されたレーザチップ供給部７０と、Ｘ−
Ｙテーブル７１上に設置されたヒートシンク供給部７２
と、ヒートシンク供給部７２とステムホルダ６７の中間
位置にあり、ヒートシンクの位置を矯正する中間矯正部
７３と、Ｘ−Ｙテーブル上７４に昇降体７５を配設し、
その昇降体７５にステッピングモータ等により正確な回
転角で回転可能なピックアップ装置が配設されているレ
ーザチップ装着装置７６と、レーザチップの吸着位置を
光学的に認識する吸着位置認識装置７７と、トレー７８
からレーザチップを取り出す位置の上方にあるレーザチ
ップ認識装置７９と、ステムポストを両側から狭持する
ように配設され、ボンディング用の通電回路に接続され
ている一対の電極と、ヒートシンクの押えと、位置決め
板に向ってヒートシンクを押し当てる押圧片と、ステム
ポスト上にヒートシンクを介して積層されたレーザチッ
プに電通してレーザを発光させる直流電源と、切替スイ
ッチと、発光出力検出装置と、レーザチップからのレー
ザ光が投射されるスクリーン８６と、スクリーン上の像
から発光中心を検出する発光中心認識装置８７と、制御
ＣＰＵと、各作動装置ドライバと、モニターテレビ８８
を有している。

【０００５】上記構成のうち図１１に、ステム１のステ
ムポスト２上のヒートシンク押え８１、位置決め板８２
に向ってヒートシンク３を押し当てる押圧片８３を示
す。

【０００６】又、図１２に、ステムポスト２上にヒート
シンク３を介して積層されたレーザチップ４に通電して
レーザを発光させる直流電源８４、この直流電源８４に
切替スイッチ８５を介して接続されたレーザチップ装着
装置７６がレーザチップ４に当接している様子を示す。

【０００７】又、図１３に、ステムポスト２を両側から
挾持するように配設され、ボンディング用の通電回路に
接続される一対の電極８ａ，８ｂを示す。

【０００８】尚、上記構成のうち発光出力検出装置は図
示を省略している。

【０００９】次に上記従来技術の動作を図１０のフロー
チャートを参照して詳細に説明する。

【００１０】位置決め装置にてステム１を移送装置から
ステムホルダ６７上に位置決めするとともに、一対の電
極８０ａ、ｂでステムポスト２を挾持する（図１３）。
また、移載装置でヒートシンク供給部７２からヒートシ
ンク３を取り出すとともに、中間矯正部７３で位置矯正
されたヒートシンクをステムポスト２上に供給する。

【００１１】次にステムポスト２上に供給されたヒート
シンク３の位置決めを行なう。図１１に示すように、ま
ず工程１においてステムポスト２の装着面上にヒートシ
ンク３が供給されると、ヒートシンク押え８１でヒート
シンク３を上から押さえた後、移載装置を上昇させ、次
に工程２において、ヒートシンクの位置決めを行なうべ
く、位置決め板８２をシテム１の表面から所定距離のス
テムポスト前方位置に突出させるとともにヒートシンク
押え８１を上昇させた後、ヒートシンク後端を押圧片８
３で前方に押して、位置決め板８２に当接させる。続い
て工程３でヒートシンク押え８１か下降して位置決めさ
れたヒートシンク３を押圧固定する。その後、工程４で
レーザチップ４がヒートシンク３上の所定位置に供給積
層される。

【００１２】このレーザチップ４の供給に当っては、レ
ーザチップ供給部７０のトレー７８上のレーザチップ４
の中心位置と傾きをチップ認識装置７９で認識し、認識
できた場合は、レーザチップ装着装置７６の中心軸心に
対する正確な位置及び中心軸心まわりの回転姿勢等を検
出し、それらの位置ずれ及び姿勢の傾きを補正して、レ
ーザチップ４をヒートシンク３上の所定位置に積層す
る。

【００１３】次に図１２に示すように、レーザチップ装
着装置７６とステム１間に直流電源８４からの電圧を印
加してレーザチップ４を発光させ、発光出力検出装置に
て発光出力が適正かどうかを判断し、適正な場合はヒー
トシンク３及びレーザチップ４を捨てる。適正な場合に
は、発光中心認識装置８７及び発光中心認識回路で発光
中心がステムポスト２の軸心Ｏに対する発光角度方向θ
が許容誤差内であるかどうかを認識する。その時適正で
ない場合はレーザチップ４をレーザチップ装着装置で持
ち上げ、レーザチップ４の回転姿勢を補正して、再び発
光中心が適正であるかどうか認識する。

【００１４】その時適正でない場合は、上記動作をくり
返し、ｎ_O 回（通常４〜５回）くり返しても適正になら
ない場合は、ヒートシンク３及びレーザチップ４を捨
て、次のヒートシンク及びレーザチップ４を積層する。
レーザチップ４の発光角度方向が適正な場合、ステムポ
スト１とヒートシンク３とレーザチップ４のそれぞれの
接合面では金とスズが接触しているため、２９０℃で共
晶結合を生じ、これらステムポスト２とヒートシンク３
とレーザチップ４は同時に結合され、一度にボンディン
グされる。

【００１５】以上の動作をくり返すことにより、半導体
レーザを順次ボンディングする。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの方法
では、ダイボンディング位置精度等の品質及び作業実行
上種々の問題点を有する。以下に詳細を述べる。

【００１７】先ず、従来の方法では、ステムポスト２上
のヒートシンク３を位置決めする際、ステムポスト２前
方に突出させた位置決め板８２に、ヒートシンク３を後
端から押圧して接触させて所定位置で固定している為、
すべて機械に頼るもので、機構的に複雑となり保守性を
損うものである。

【００１８】次に、レーザチップ４の位置決めをする
際、従来の方法では予め供給トレー７８上でθ，Ｘ，Ｙ
方向の位置補正を行ない、その後にレーザチップをヒー
トシンク３上に積層し、ヒートシンク３上でレーザチッ
プ４を発光させそのレーザ光をスクリーンに映し出して
認識し、θ方向のみの補正を行なう為、Ｘ，Ｙ方向の位
置精度は、トレー上のレーザチップ認識装置の分解能に
依存し、角度θ方向の位置精度のみを発光中心認識装置
８７の分解能に依存するものである。従ってθ方向の位
置精度は高精度が望めるが、Ｘ，Ｙ方向の位置精度につ
いてはあくまでレーザチップ外形基準となり位置精度は
数１０μｍのレベルまでした追いこめない。

【００１９】又、この時に、発光中心認識装置８７によ
って認識したθズレ量か許容誤差内に入っていない場
合、その都度持ち上げて回転姿勢を補正していく方法
は、一度接触したヒートシンク３表面のスズとレーザチ
ップ４表面の金とが摩擦によって密着し、容易に持ち上
げられなかったり、持ち上げる際にレーザチップ４の姿
勢がずれる等の逆効果の要因となり、歩留向上の妨げに
なる。

【００２０】さらに、レーザチップ４を発光させる手段
としてレーザチップ密着装置７６を用いて通電用のコン
タクトとして兼用させている。したがって、接触抵抗の
影響を少なくして、確実にレーザチップ４を発光させる
為には加圧力を大きくしなければならない。しかしなが
らそれによってレーザチップ４表面に広く傷をつけた
り、さらには割れ、ヒビ等の素子破壊を引き起こす要因
となる。

【００２１】本発明は従来のこのような問題点を解消
し、処理能力を上げながら、位置精度を確実に向上さ
せ、歩留を向上させる半導体レーザのダイボンディング
方法及び装置を提供することを目的とするものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明の第１の特徴は、ステムのポスト上に直接
又はヒートシンクを介して、レーザチップを搭載し、ダ
イボンディングする際に、その前段階で中間ステージ上
にレーザチップを載置し、粗い位置決めの後、レーザチ
ップを発光させて、その発光方向にうちθ方向をレーザ
光強度分布の遠視野画像観測用カメラすなわちＦＦＰ観
測用カメラで、またたがいに直角のＸ，Ｙ方向をレーザ
強度分布の近視野画像観測用カメラすなわちＮＦＰ観測
用カメラで各々とらえて、計測を行ない、その計測値に
応じて発光方向を補正し、その後レーザチップをピック
アップ、搬送してダイボンディングする光素子のダイボ
ンディング方法にある。

【００２３】又、本発明の第２の特徴は、レーザチップ
をピックアップして、中間ステージに載置し、位置補正
した後ステムポスト上又はその上のヒートシンクの上に
供給するレーザチップ供給手段と、上記中間ステージ上
で、ＩＣチップ測定用プローブカード上のプローブ
（針）のようなプローブを用いたプローブコンタクトに
よってレーザチップを発光させるレーザ発光手段と、レ
ーザ光のθ・Ｘ・Ｙの発光方向の計測手段と、この計測
手段による計測値に基づいて位置補正命令を与える制御
手段と、ステムとステムポストを加熱してレーザチップ
をダイボンディングする、レーザチップダイボンディン
グ手段とを備えている光素子のダイボンディング装置に
ある。

【００２４】又、本発明の第３の特徴は、一定の角度毎
に回転して停止し、ステムの保持とダイボンディングの
為の加熱を行なう加熱ステージの停止各位置において、
ステムを供給するステム供給手段と、ヒートシンクを認
識し、ピックアップした後レーザチップを発光させその
方向を計測するレーザ発光・計測・制御手段と、レーザ
チップをステムポスト上又はヒートシンク上にダイボン
ディングするレーザチップ供給手段及びダイボンディン
グ手段と、ダイボンディング済のステムを収納するステ
ム収納手段を備え、これらの作業を併行に行なえる光素
子のダイボンディング装置にある。

【００２５】

【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。

【００２６】図１は本発明の実施例のダイボンディング
装置の全体を示す平面図である。装置中央部に回転運動
をし、一定の角度（９０度）毎に停止する加熱ステージ
５が設けられている。

【００２７】上記加熱ステージ５の停止位置４個所は、
各々ステム供給位置６と、ヒートシンク供給位置７と、
レーザチップ供給位置８と、ステム収納位置９で構成さ
れており、加熱ステージ５ですべてステムを位置決めす
る構造となっている。

【００２８】加熱ステージ５のステム供給位置６近傍に
は、複数のステム１を平面上に整列したステム供給トレ
ー１０からステム供給位置６迄搬送するステム供給装置
１１が設けられている。このステム供給トレー１０はＸ
−Ｙテーブル１２上に設置され、ステム１の整列ピッチ
毎移動し、停止する。

【００２９】加熱ステージ５のヒートシンク供給位置７
近傍には、複数のヒートシンク３を整列したヒートシン
ク供給トレー１３上でヒートシンク３を認識するヒート
シンク認識装置１４と、認識したヒートシンク３をピッ
クアップしてヒートシンク供給位置７迄搬送するヒート
シンク供給装置１５が設けられている。このヒートシン
ク供給トレー１３はＸ−Ｙテーブル１６上に設置され、
ヒートシンク認識装置１４によって検出される毎に移動
し位置補正され停止する。又、ヒートシンク供給位置７
の上方には、ヒートシンク３が載置されるステムポスト
２の位置を検出するステムポスト認識装置１７が設けら
れている。

【００３０】加熱ステージ５のレーザチップ供給位置８
の近傍には、複数のレーザチップ４を整列したレーザチ
ップ供給トレー１８上でレーザチップ４を認識するレー
ザチップ認識装置１９と、認識したレーザチップ４をピ
ックアップしてレーザチップ４に通電してレーザ発光さ
せ、そのレーザ光を基準にしてレーザチップ４の位置補
正を行なうレーザ光計測装置２０迄搬送し、補正終了後
レーサチップ供給位置８迄搬送し、ステムポスト２に既
に載置されているヒートシンク３上に載置するレーザチ
ップ供給装置２１が設けられている。このレーザチップ
供給トレー１８は、Ｘ−Ｙテーブル２２上に設置され、
レーザチップ認識装置１９によって検出される毎に移動
し、位置補正され停止する。

【００３１】図２は上記したレーザ光計測装置２０の詳
細側面図である。加熱ステージ５のレーザチップ供給位
置８と、レーザチップ供給トレー１８との間に、このレ
ーザ光計測装置２０が備えられている。

【００３２】このレーザ光計測装置２０は次のように構
成される。

【００３３】まず、レーザチップ供給トレー１８からピ
ックアップしたレーザチップを一度載置する中間ステー
ジ２３が備えられている。この中間ステージ２３はθテ
ーブル２４とＸテーブル２５とＹテーブル２６から成っ
ている。又、中間ステージ２３に載置したレーザチップ
４に通電する為に直流電源２７と、レーザチップ４上方
にＩＣチップの電気的測定を行なうプローブカードのプ
ローブ（針）と同様のプローブによるプローブコンタク
ト２８が備えられている。また通電前にレーザチップ４
の姿勢を粗調整するアライメント治具２９が中間ステー
ジ２３上に備えられている。

【００３４】レーザチップ４から発せられたレーザ光
を、２光路に分割する為に第１のハーフプリズム３０が
中間ステージ２２の前方に備えられている。２光路のう
ちの１光路はレーザ光強度分布の遠視野画像（ＦＦＰ）
観測カメラ３１（以下ＦＦＰと称す）でとらえられる。
もう１光路は集光レンズ３２で一度集光され第２のハー
フプリズム３３で再度２光路に分割される。そのうち１
光路は発光出力検査装置３４でとらえ、発光出力を確認
する。残りの１光路はレーザ光強度分布の近視野画像
（ＮＦＰ）観測カメラ３５（以下、ＮＥＰと称す）でと
らえられるよう備えられている。

【００３５】各々のカメラ３１，３５でとらえられたレ
ーザ光はレーザ光計測器３６で計測され、補正分だけ中
間ステージ制御装置３７によって中間ステージ２３が補
正動作をする。以上がレーザ光計測装置２０の構成であ
る。再び図１に戻って説明する。加熱ステージ５のステ
ム収納位置９の近傍に、ダイボンディング済のステム１
を平面上に整列するステム収納トレー３８と、ピックア
ップするステム収納装置３９と、整列ピッチ毎移動し、
停止するＸＹテーブル４０が備えられている。

【００３６】次に図３を用いてヒートシンクの接合につ
いて説明する。図３はヒートシンク供給位置７の詳細縦
断面図である。

【００３７】全表面に金メッキを施しステムポストが突
起しているステム１をステムホルダー４１が保持し、か
つ予備加熱できるよう備えられている。又、ステム１よ
り突起したステムポスト２の表面上にヒートシンク３を
載置するヒートシンク吸着コレット４２が備えられてい
る。このヒートシンクはシリコン、チッ化ボロン、チッ
化アルミ等の小板から成り、その上下両面には金スズメ
ッキが施されている。ステムポスト２は加熱ブロック４
３によって加熱し両者が接合される。ステムホルダー４
１の周囲には酸化防止の為のＮ₂ ガスカバー４４と、ガ
ス供給管４５と、ガス流量計４６とが備えられている。

【００３８】次に図６を用いてレーザチップの接合につ
いて説明する。図６はレーザチップ供給位置８の詳細縦
断面図てある。

【００３９】ヒートシンク３をダイボンディング済のス
テム１を、ステムホルダー４１が保持し、かつ予備加熱
できるよう備えられている。又、ステムポスト２上のヒ
ートシンク３の上にレーザチップ４をレーザチップ吸着
コレット４７が載置するよう備えられている。そしてス
テムポスト２は加熱ブロック４８によって加熱される。
一方、ステムホルダー４１の周囲には酸化防止の為のＮ
₂ ガスカバー４９と、ガス供給管５０とガス流量計５１
とが備えられている。

【００４０】次に図４に示すフローチャートによる本発
明の実施例の動作を図１，図２，図３，図６，図８を参
照して説明する。

【００４１】まず、ステム供給トレー１０からステム供
給装置１１がステム１をピップアップし、加熱ステージ
５のステム供給位置（第１ステーション）６に搬送す
る。ステム１はステムホルダー４１に保持され、位置決
めされる。

【００４２】ステム供給トレー１０はＸ−Ｙテーブル１
２によって次の位置に移動する。同時に加熱ステージ５
は回転し、ヒートシンク供給位置（第２ステーション）
７で停止する。

【００４３】この位置でステムポスト認識装置１７がス
テムポスト２を検出してステムの外径を基準としてダイ
ボンディング位置を決定する。一方ヒートシンク認識装
置１４がヒートシンク供給トレー１３上でヒートシンク
３を認識し、ヒートシンク３の中心位置を検出し位置補
正を行なう。

【００４４】その後ヒートシンク供給装置１５のヒート
シンク吸着コレット４２がヒートシンク３をピックアッ
プし、ヒートシンク供給位置７迄搬送し、ステムポスト
２上に載置する。

【００４５】次に加熱ブロック４３はステムポスト２に
接触する。ステムポスト２とヒートシンク３とで金スズ
の共晶が２８０℃〜２９０℃で生じることによって接合
され、ヒートシンク３のダイボンディングが完了する。
それと同時に加熱ステージ５は回転し、レーザチップ供
給位置（第３ステーション）８で停止する。又ヒートシ
ンク供給トレー１３は次の位置に移動する。ヒートシン
ク供給トレー１３は、Ｘ−Ｙテーブル１６によって次の
認識位置に移動する。この時のヒートシンク供給トレー
１３の形態はシリコンウェハーの場合の貼り付けテー
プ、又チッ化ボロン、チッ化アルミニウム等のトレー状
のもの、いずれの形態でもＸ−Ｙテーブル１６が対応で
きるようになっている。

【００４６】次に、レーザチップ認識装置１９がレーザ
チップ供給トレー１８上でレーザチプ４を認識し、レー
ザップ４の中心位置を検出し、位置補正を行なう。

【００４７】その後レーザチップ供給装置２１のレーザ
チップ吸着コレット４７がレーザチップ４をピックアッ
プし、レーザ光計測装置２０迄搬送し、中間ステージ２
３上に載置する。レーザチップ供給トレー１８は次の位
置に移動する。中間ステージ２３上のレーザチップ４
は、アライメント治具２９によって粗いＸ−Ｙ−θ方向
の姿勢補正された後、プローブコンタクト２８が接触
し、直流電源２７によって通電される。

【００４８】それによってレーザチップ４はレーザ光を
発する。この時レーザチップ４の発光出力を発光出力検
査装置３４がとらえ、適正でないレーザチップ４は廃棄
される。

【００４９】適正なレーザチップ４のレーザ光はハーフ
プリズム３０，３３で光路分割され、各々ＦＦＰ認識用
カメラ３１とＮＦＰ認識用カメラ３５でとらえられ、レ
ーザ光の発光中心の角度θ方向，Ｘ方向，Ｘ方向と直角
方向のズレ量がレーザ光計測器３６によりとり込まれ、
中間ステージ制御装置３７によって演算され、位置補正
命令が出される。尚、このθ方向，Ｘ方向，Ｙ方向の三
方向は同一平面上における方向である。この位置補正命
令に基づいて、中間ステージ２３のθテーブル２４，Ｘ
テーブル２５，Ｙテーブル２６の位置補正を行なう。再
度発光中心の三方向のズレ量を確認して、適正位置にな
った後、プローブコンタクト２８は上昇し、レーザチッ
プ吸着コレット４７が再びレーザチップ４をピックアッ
プし、レーザチップ供給位置８迄搬送して、ヒートシン
ク接合済のステム１上のヒートシンク３上に載置する。
図８に示すようにこのき基準６３はステム１の外径と上
面である。

【００５０】次に加熱ブロック４８がステムポスト２に
接触して加熱する。そしてヒートシンク３の表面の金ス
ズの共晶が２８０〜２９０℃で生じることによって接合
される。この時、既に接合していたステムポスト２とヒ
ートシンク３との金スズの共晶部分には、金が多く含有
されたことによって、融点が２９０〜３００℃の間に移
行する。従ってヒートシンク３とレーザチップ４との接
合時に、再融解が生じてステムポスト２上でヒートシン
ク３がずれることはない。

【００５１】このようにしてレーザチップ４のダイボン
ディングが完了する。

【００５２】それと同時に加熱ステージ５は回転し、ス
テム収納位置９で停止する。

【００５３】次にダイボンディング済のステム１がステ
ム収納装置３９にピックアップされ、ステム収納トレー
３８に整列される。そしてＸ−Ｙテーブル４０によっ
て、ステム収納トレー３８は次の収納位置で停止する。

【００５４】次にダイボンディング未了のステム、ヒー
トシンク、レーザチップが残っているか否かを確認し
て、ない場合はダイボンディングを終了する。又ある場
合は、このダイボンディング作業をくり返す。

【００５５】次に図７のフローチャートによるレーザチ
ップ４の位置補正方法の実施例を図２，図５を参照して
説明する。

【００５６】上記したように、レーザチップ４は中間ス
テージ２３上でレーザ光を発する。このレーザ光は第１
のハーフプリズム３０で分割され、まず、ＦＦＰ観測カ
メラ３１にとらえられ、レーザ光計測器３６で解析され
る。

【００５７】図５（ａ）に示したものがＦＦＰ観測カメ
ラ３１でとらえた光強度波形５２である。ＦＦＰ（ファ
ーフィールドパターン：Ｆａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｐａｔｔ
ｅｒｎ）はレーザチップ４の反射面の活性層から十分遠
方に放射されたレーザ光の強度分布像である。ＦＦＰ観
測カメラ３１にはＣＣＤ（固体撮像素子）カメラ又は撮
像管カメラを用いて、原画像５３を得る。これをレーザ
光計測器３６で光強度波形５２に解析する訳である。

【００５８】光強度波形５２は予め与えられた一定のス
ライスレベル５４でスライスされ、光強度波形５２との
交点座標をｌ，ｍとし、その中点のＸ座標が（ｌ＋ｍ）
／２＝θ_X となる、角度θ方向のズレ＝０°の基準線５
６との差がθズレ量５５はΔθ＝θ_O −θ_X となる。

【００５９】その演算を中間ステージ制御装置３７で実
行し、中間ステージ３７のθテーブル２４にパルス変換
値で補正命令を与え、その後再度確認を行なう。

【００６０】ＦＦＰは遠視野の画像である為、まずレー
ザ光をＦＦＰ観測カメラ３１の視野内に入れることによ
って、ＮＦＰ観測カメラ３５の視野に確実に入っている
ことになる。

【００６１】次に、図５（ｂ）に示したものがＮＦＰ観
測カメラ３５でとらえた光強度波形５７である。ＮＦＰ
（ニアーフィールドパターン：Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ
Ｐａｔｔｅｒｎ）はレーザチップ４の反射面上に現われ
るレーザ光の強度分布像であり、顕微鏡による拡大測定
が可能である。ＮＦＰ観測カメラ３５にはＣＣＤ（固体
撮像素子）カメラ又は、撮像管カメラを用いて、原画像
５８を得る。これをレーザ光計測器３６で光強度波形５
７に解析する。

【００６２】中間ステージ２３のＹテーブル２６がレー
ザチップ４の発光方向（Ｙ方向）に予め与えられ範囲内
の距離を走査して仮のピーク光強度５９を決定する。そ
の光強度に対して正、負、各々の方向で９０％ダウンす
る光強度６０の位置Ｏ，Ｐを求める。上記Ｙテーブル２
６におけるパルス量のＯ，Ｐの位置の中点Ｙ₀ が再ピー
ク光強度となる。

【００６３】その位置Ｙ₀ とステム基準面からの所定の
位置とが合うようＹテーブル２６に中間ステージ制御装
置３７からの補正命令を与え、その後、再確認を行な
う。

【００６４】次に、図５（ｃ）に示したものがＮＦＰ観
測カメラ３５でとらえた光強度波形５７であり、これは
原画像５８をレーザ光計測器３６で解析したものであ
る。この光強度波形５７の中の最もピークの位置がＸ_A
となり、予め与えられた方向のズレ量＝０の基準線６１
のＸ₀ との差がＸズレ量６１のΔＸ＝Ｘ₀ −Ｘ_A とな
る。この演算を中間ステージ制御装置３７で実行し、中
間ステージ３７のＸテーブル２５にパルス変換値で補正
命令を与え、その後再確認を行なう。そしてこれら一連
のθ，Ｙ，Ｘの位置補正が完了したら、再度Δθ、Δ
Ｙ，ΔＸの補正の再確認を行なう。この再確認のくり返
し回数は多くても４〜５回迄とし、それでも適正となら
ない場合はそのレーザチップ４を廃棄する。

【００６５】適正となったレーザチップ４はピックアッ
プＯＫ信号が発せられ、ステムポスト２上のヒートシン
ク３への載置の為にピックアップされる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように本発明でのヒートシ
ンクの位置決めは、ステムポストの認識とヒートシンク
の認識を行なって相対位置補正を行なうという技術を利
用して機構を単純にさせて処理能力を上げることが可能
となる。

【００６７】又、回転運動をし、一定の角度毎に停止す
る加熱ステージを使用しているので、各停止位置での作
業を同時に行なうことが可能である為、従来に対し約４
倍の処理能力を有する。

【００６８】次に本発明でのレーザチップの位置決め
は、θ，Ｘ，Ｙ方向すべてをレーザ光の発光中心基準に
行なうものであること、又、発光計測手段として、θ方
向をＦＦＰでＸ，Ｙ方向をＮＦＰでＣＣＤカメラ又は撮
像管カメラを使用する為、図８に示すステム１の外径を
基準とした、Δθ〈±１°，ΔＸ〈±１０μｍ，ステム
の表面を基準としたΔＹ〈±１０μｍという高精度を得
ることが可能となる。又、上記の発光中心を認識する為
の、発光中心計測、レーザチップ通電の手段として、本
発明では中間ステージを設け、ステムポスト上のヒート
シンク上に載置する前に、通電し発光計測をすること、
レーザチップへの通電にプローブコンタクトを使用する
ことにより、ヒートシンクとレーザチップとの粘り、
又、通電時の接触抵抗、過加圧による素子波壊を起こす
ことなく発光中心を認識することが無くなるという結果
を有し、約５％歩留を向上することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のダイボンディング装置の全体
を示す平面図である。

【図２】本発明の実施例のレーザ光計測装置を示す図で
ある。

【図３】本発明の実施例のヒートシンク供給位置を示す
縦断面図である。

【図４】本発明の実施例のダイボンディング方法の動作
を示すフローチャートである。

【図５】本発明の実施例おいて観測カメラでとらえた光
強度波形とズレを説明する図であり、（ａ）はＦＦＰ観
測カメラでとらえた光強度波形とθ方向のズレの説明
図、（ｂ）はＮＦＰ観測カメラでとらえた光強度波形と
Ｙ方向のズレの説明図、（ｃ）はＮＥＰ観測カメラでと
らえた光強度波形とＸ方向のズレの説明図である。

【図６】本発明の実施例のレーザチップ供給位置を示す
縦断面図である。

【図７】本発明の実施例のダイボンディング方法のレー
ザ発生基準での位置補正動作を示すフローチャートであ
る。

【図８】本発明の実施例のダイボンディング方法におけ
る効果を説明するための図である。

【図９】従来技術のダイボンディング装置の全体を示す
斜視図である。

【図１０】従来技術ダイボンディング方法の動作を示す
フローチャートである。

【図１１】従来技術のヒートシンク位置補正方法を説明
する図である。

【図１２】従来技術のレーザチップ通電から発光を説明
する図である。

【図１３】従来技術のレーザチップのマウント（接合）
を説明する図である。

【符号の説明】

１ ステム ２ ステムポスト ３ ヒートシンク ４ レーザチップ ５ 加熱ステージ ６ ステム供給位置 ７ ヒートシンク供給位置 ８ レーザチップ供給位置 ９ ステム収納位置 １０ ステム供給トレー １１ ステム供給位置 １２ Ｘ−Ｙテーブル １３ ヒートシンク供給トレー １４ ヒートシンク認識装置 １５ ヒートシンク供給位置 １６ Ｘ−Ｙテーブル １７ ステムポスト認識装置 １８ レーザチップ供給トレー １９ レーザチップ認識装置 ２０ レーザ光計測装置 ２１ レーザチップ供給装置 ２２ Ｘ−Ｙテーブル ２３ 中間ステージ ２４ θテーブル ２５ Ｘテーブル ２６ Ｙテーブル ２７ 直流電源 ２８ プローブコンタクト ２９ アライメント治具 ３０ 第１のハーフプリズム ３１ ＦＦＰ観測カメラ ３２ 集光レンズ ３３ 第２のハーフプリズム ３４ 発光出力検査装置 ３５ ＮＦＰ観測カメラ ３６ レーザ光計測器 ３７ 中間ステージ制御装置 ３８ ステム収納トレー ３９ ステム収納装置 ４０ Ｘ−Ｙテーブル ４１ ステムホルダー ４２ ヒートシンク吸着コレット ４３ 加熱ブロック ４４ Ｎ₂ ガスカバー ４５ ガス供給管 ４６ ガス流量計 ４７ レーザチップ吸着コレット ４８ 加熱ブロック ４９ Ｎ₂ ガスカバー ５０ ガス供給管 ５１ ガス流量計 ５２ 光強度波形 ５３ 原画像 ５４ スライスレベル ５５ θズレ量（Δθ） ５６ θ＝０基準線 ５７ 光強度波形 ５８ 原画像 ５９ ピーク光強度 ６０ ９０％光強度 ６１ Ｘズレ＝０基準線 ６２ Ｘズレ量（ΔＸ） ６３ 基準 ６４ ステム集合体 ６５ 供給部 ６６ 排出部 ６７ ステムホルダ ６８ ステム位置決め装置 ６９ Ｘ−Ｙテーブル ７０ レーザチップ供給部 ７１ Ｘ−Ｙテーブル ７２ ヒートシンク供給部 ７３ 中間矯正部 ７４ Ｘ−Ｙテーブル ７５ 昇降体 ７６ レーザチップ装着装置 ７７ 吸着位置認識装置 ７８ トレー ７９ レーザチップ認識装置 ８０ａ，ｂ 電極 ８１ ヒートシンク押え ８２ 位置決め板 ８３ 押圧片 ８４ 直流電源 ８５ 切替スイッチ ８６ スクリーン ８７ 発光中心認識装置 ８８ モニタテレビ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステムのポスト上に直接又はヒートシン
   クを介して、レーザチップを搭載し、ダイボンディング
   する際に、その前段階で中間ステージ上に前記レーザチ
   ップを載置し、粗い位置決めを行なった後、前記レーザ
   チップを発光させて、その発光方向のうち角度θ方向を
   レーザ光強度分布の遠視野画像観測用カメラで、たがい
   に直角方向のＸおよびＹ方向をレーザ強度分布の近視野
   画像観測用カメラで各々とらえて、計測を行ない、その
   計測値に応じて発光方向を補正し、しかる後に前記レー
   ザチップをピックアップ、搬送してダイボンディングを
   行うことを特徴とする光素子のダイボンディング方法。
2. 【請求項２】 レーザチップをピックアップして中間ス
   テージに載置し、位置補正した後ステムポスト上又はそ
   の上のヒートシンクの上に供給するレーザチップ供給手
   段と、前記中間ステージ上で、プローブコンタクトを用
   いて前記レーザチップを発光させるレーザ発光手段と、
   レーザ光のθ・Ｘ・Ｙの発光方向の計測手段と、前記計
   測手段による計測値に基づいて位置補正命令を中間ステ
   ージに与える制御手段と、ステムとステムポストを加熱
   して前記レーザチップをダイボンディングするレーザチ
   ップダイボンディング手段とを備えることを特徴とする
   光素子のダイボンディング装置。
3. 【請求項３】 一定の角度毎に回転して停止し、ステム
   の保持とダイボンディングの為の加熱を行なう加熱ステ
   ージと、前記加熱ステージの第１の停止位置においてス
   テムを供給するステム供給手段と、ヒートシンクを認識
   し、ピックアップした後、前記加熱ステージの第２の停
   止位置においてステムポスト上にダイボンディングする
   ヒートシンク供給手段及びヒートシンクダイボンディン
   グ手段と、レーザチップを認識し、ピックアップした後
   レーザチップを発光させその方向を計測するレーザ発光
   ・計測・制御手段と、前記加熱ステージの第３の停止位
   置において前記レーザチップをステムポスト上又はヒー
   トシンク上にダイボンディングするレーザチップ供給手
   段及びダイボンディング手段と、前記加熱ステージの第
   ４の停止位置においてダイボンディング済のステムを収
   納するステム収納手段を備え、これらの作業を併行に行
   なうことを特徴とする光素子のダイボンディング装置。