JPH10335752A - 光軸傾き検出方法及びその装置並びにボンディング方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、光軸の傾きを正確に検出する。 【解決手段】レーザダイオード１から出力される発光パ
ターンをＣＣＤカメラ６により撮像してその発光パター
ンの中心位置ｘ₁ を求め、レーザダイオード１とＣＣＤ
カメラ６との相対距離を距離変化機構７により変化させ
た後、再びレーザダイオード１から出力される発光パタ
ーンをＣＣＤカメラ６により撮像してその発光パターン
の中心位置ｘ₂ を求め、これら発光パターンの中心位置
ｘ₁ 、ｘ₂及びレーザダイオード１とＣＣＤカメラ６と
の距離変化量Ｌに基づいてレーザダイオード１の光軸傾
きθを求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光素子として例
えばダイオードレーザ（ＬＤ）から出力されるレーザ光
の光軸傾き検出方法及びその装置、並びにこのレーザ光
の光軸傾き検出方法を適用したボンディング方法及びそ
の装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザダイオードのダイボンディングで
は、レーザダイオードをダイボンディングすべき例えば
パッケージに対してＸ方向、Ｙ方向の位置合わせ及び角
度合わせの作業が必要である。

【０００３】このような作業を行うボンディング装置と
しては、例えば特開昭６１−６３０７５号公報及び特公
平７−４６７４７号公報に記載されている技術がある。
このうち前者の技術には、レーザダイオードをピックア
ップに吸着し、このレーザダイオードの発光面に光学装
置から光を照射し、ニードルを回転させながらレーザダ
イオードの発光面からの反射光を検知し、この発光面の
向きが正規の向きになったときにピックアップの回転を
停止することで、角度合わせを行うことか記載されてい
る。

【０００４】又、前者の技術には、ピックアップをＹ方
向駆動モータによりＹ方向に駆動し、レーザダイオード
の発光面と光検知装置との距離が所定距離になったとき
の光電変換された信号によりＹ方向駆動モータを停止す
ることで、Ｙ方向の位置合わせを行うことが記載されて
いる。

【０００５】後者の技術には、パッケージ上に直接又は
サブマウントを介してレーザダイオードを積層した状態
で、レーザダイオードを発光させてその発光方向を計測
して発光方向を補正し、その後、ボンディングすること
によりレーザダイオードからの発光方向を一定の誤差範
囲内に規制することが記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
技術では、レーザダイオードの発光面とレーザダイオー
ドの光軸が直角であることが前提であるが、レーザダイ
オードの発光面とレーザダイオードの光軸とは必ずしも
直角でなく、レーザダイオードの光軸を正確に合わせる
ことはできない。

【０００７】又、Ｘ方向、Ｙ方向の位置合わせのうち、
Ｙ方向のみが自動化されているにすぎず、人手による作
業が不可欠である。従って、生産性はそれ程改善され
ず、Ｘ方向にはオペレータによる程度のばらつきが残り
安定した精度を得ることは困難である。

【０００８】後者の技術では、ピックアップでレーザダ
イオードを加圧した状態で角度補正をするために、ピッ
クアップとレーザダイオードとの間、レーザダイオード
とサブマウントの間、又はサブマウントとパッケージと
の間で擦れることになり、これらの部材を傷付ける虞が
ある。

【０００９】又、ピックアップとレーザダイオードとの
間に滑りが生じると、ピックアップの回転角とレーザダ
イオードの回転角が一致せず、正しい角度補正を行うこ
とが困難である。

【００１０】そこで本発明は、上述した従来技術の問題
点を勘案してなされたもので、光軸の傾きを正確に検出
できる光軸傾き検出方法及びその装置を提供することを
目的とする。

【００１１】又、本発明は、光軸の傾きを正確に検出し
て、自動的に、精度高くしかも傷付けることなく位置合
わせ及び角度合わせしてボンディングできるボンディン
グ方法及びその装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、発光
素子から出力される光の光軸傾きを検出する光軸傾き検
出方法において、発光素子から出力される発光パターン
を撮像手段により撮像して、この発光パターンの中心位
置を求める第１の発光パターン撮像工程と、発光素子と
撮像手段との相対距離を変化させる距離変化工程と、こ
の距離変化工程による発光素子と撮像手段との相対距離
の変化後に、発光素子から出力される発光パターンを撮
像手段により撮像して、この発光パターンの中心位置を
求める第２の発光パターン撮像工程と、第１及び第２の
発光パターン撮像工程によりそれぞれ求められた各発光
パターンの中心位置及び距離変化工程による発光素子と
撮像手段との距離変化量に基づいて発光素子から出力さ
れる光の光軸傾きを求める光軸傾き算出工程と、を有す
る光軸傾き検出方法である。

【００１３】請求項２によれば、請求項１記載の光軸傾
き検出方法において、発光素子としてレーザダイオード
の光軸傾きを検出する。請求項３において、発光素子か
ら出力される光の光軸傾きを検出する光軸傾き検出装置
において、発光素子から出力される発光パターンを撮像
する撮像手段と、発光素子と撮像手段との相対距離を変
化させる距離変化手段と、この距離変化手段により発光
素子と撮像手段との相対距離を変化させる前後に撮像さ
れた第１及び第２の発光パターンの各中心位置を求め、
かつこれら発光パターンの各中心位置及び距離変化手段
による発光素子と撮像手段との距離変化量に基づいて発
光素子から出力される光の光軸傾きを求める光軸傾き算
出手段と、を備えた光軸傾き検出装置である。

【００１４】請求項４によれば、請求項３記載の光軸傾
き検出装置において、発光素子は、レーザダイオードで
ある。請求項５によれば、発光素子の光軸傾きを補正し
てボンディング位置にてボンディングするボンディング
方法において、発光素子から出力される発光パターンを
撮像手段により撮像して、この発光パターンの中心位置
を求める第１の発光パターン撮像工程と、発光素子と撮
像手段との相対距離を変化させる距離変化工程と、この
距離変化工程による発光素子と撮像手段との相対距離の
変化後に、発光素子から出力される発光パターンを撮像
手段により撮像して、この発光パターンの中心位置を求
める第２の発光パターン撮像工程と、第１及び第２の発
光パターン撮像工程によりそれぞれ求められた各発光パ
ターンの中心位置及び距離変化工程による発光素子と撮
像手段との距離変化量に基づいて発光素子から出力され
る光の光軸傾きを求める光軸傾き算出工程と、この光軸
傾き算出工程により求められた発光素子の光軸傾きに基
づいて発光素子の姿勢を修正する姿勢修正工程と、この
姿勢修正された発光素子の発光点の位置情報を得る位置
情報取得工程と、この位置情報取得工程により得られた
発光素子の発光点の位置情報に基づいて発光素子をボン
ディング位置に搭載してボンディングするボンディング
工程と、を有するボンディング方法である。

【００１５】請求項６によれば、発光素子の光軸傾きを
補正してボンディング位置にてボンディングするボンデ
ィング装置において、発光素子から出力される発光パタ
ーンを撮像する第１の撮像手段と、発光素子と撮像手段
との相対距離を変化させる距離変化手段と、この距離変
化手段により発光素子と撮像手段との相対距離を変化さ
せる前後に撮像された第１及び第２の発光パターンの各
中心位置を求め、かつこれら発光パターンの各中心位置
及び距離変化手段による発光素子と撮像手段との距離変
化量に基づいて発光素子から出力される光の光軸傾きを
求める光軸傾き算出手段と、この光軸傾き算出手段によ
り求められた発光素子の光軸傾きに基づいて発光素子の
姿勢を修正する姿勢修正手段と、発光素子に対向して配
置され、かつ発光素子に対して対向方向に移動自在な自
動焦点機能を有する第２の撮像手段と、この第２の撮像
手段を発光素子に対して対向方向に移動させて姿勢修正
された発光素子の発光点を撮像して発光素子の発光点の
位置情報を得る位置情報取得手段と、発光素子を所定位
置にボンディングするためのボンディング機構と、位置
情報取得手段により得られた発光素子の発光点の位置情
報に基づいてボンディング機構を駆動制御し、発光素子
をボンディング位置に搭載してボンディングするボンデ
ィング制御手段と、を備えたボンディング装置である。

【００１６】

【発明の実施の形態】

(1) 以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参
照して説明する。図１は発光素子としてレーザダイオー
ドの光軸傾きを検出する光軸傾き検出方法を適用した光
軸傾き検出装置の構成図である。

【００１７】レーザダイオード１は、サブマウント２上
に接合されている。このサブマウント２は、その上面及
び下面がともにメタライズされているか又はサブマウン
ト全体が導電体で形成されている。

【００１８】これらレーザダイオード１及びサブマウン
ト２のうちレーザダイオード１の上面には第１のプロー
ブ３が押えられ、サブマウント２の上面には第２のプロ
ーブ４が押えられ、かつこれら第１と第２のプローブ
３、４との間には、電源５が接続されている。このよう
に第１と第２のプローブ３、４とを通してレーザダイオ
ード１とサブマウント２との間に電圧を加えると、レー
ザダイオード１の発光面１ａからレーザ光Ｑが出力され
るものとなっている。

【００１９】このレーザダイオード１の発光向１ａと対
向する位置には、撮像手段としてのＣＣＤカメラ６が配
置されている。このＣＣＤカメラ６の撮像面６ａには、
レーザダイオード１から出力されたレーザ光Ｑの発光パ
ターンが映し出され、かつこのＣＣＤカメラ６は、かか
る発光パターンを撮像してその画像信号を出力する機能
を有している。

【００２０】距離変化機構７は、レーザダイオード１と
ＣＣＤカメラ６との相対距離を、レーザダイオード１か
ら出力されるレーザ光Ｑの光軸方向に変化させる機能を
有している。

【００２１】画像処理装置８は、ＣＣＤカメラ６から出
力された画像信号を入力し、この画像信号からレーザ光
Ｑの発光パターンの中心位置を求め、この発光パターン
の中心位置を演算装置９に渡す機能を有している。

【００２２】演算装置９は、レーザダイオード１とＣＣ
Ｄカメラ６との相対距離が距離変化機構７によって変化
された前後において、画像処理装置８により求められた
レーザ光Ｑの発光パターンの中心位置を取り込み、これ
ら発光パターンの中心位置に基づいてレーザダイオード
１から出力されるレーザ光Ｑの光軸傾きを検出する光軸
傾き算出手段としての機能を有している。

【００２３】具体的には、レーザダイオード１とＣＣＤ
カメラ６との相対距離をＬだけ変化させたときの距離変
化前の発光パターンの中心位置をｘ₁ 、距離変化後の発
光パターンの中心位置をｘ₂ とすると、レーザ光Ｑの光
軸傾きθは、 θ＝ tan^-1｛（ｘ₂ −ｘ₁ ）／Ｌ｝ …(1) により演算し求められる。

【００２４】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて図２に示す光軸傾き検出フローチャートに従って説
明する。先ず、第１の発光パターン撮像工程において、
レーザダイオード１から出力される発光パターンをＣＣ
Ｄカメラ６により撮像して、この発光パターンの中心位
置ｘ₁ を求める。

【００２５】すなわち、ステップ＃１において、第１の
プローブ３がレーザダイオード１の上面に押え付けら
れ、第２のプローブ４がサブマウント２の上面に押え付
けられる。そうして、レーザダイオード１とサブマウン
ト２との間にこれら第１と第２のプローブ３、４とを通
して電源５から電圧が印加される。

【００２６】これにより、レーザダイオード１に電流が
流れ、レーザダイオード１の発光面１ａから断面形状が
楕円のレーザ光Ｑが出力される。次にステップ＃２にお
いて、ＣＣＤカメラ６は、レーザダイオード１の発光面
１ａから出力されたレーザ光Ｑの発光パターンを撮像
し、その画像信号を出力する。

【００２７】次にステップ＃３において、画像処理装置
８は、ＣＣＤカメラ６から出力された画像信号を入力
し、この画像信号からレーザ光Ｑの発光パターンの中心
位置ｘ₁ を求める。例えば、ＣＣＤカメラ６から出力さ
れた画像信号からレーザ光Ｑの発光パターンが例えば図
３に示す通りの楕円形状であれば、この発光パターンの
ｘｙ方向の各強度分布から発光パターンの中心位置ｘ₁
を求める。

【００２８】そして、画像処理装置８は、求めた発光パ
ターンの中心位置ｘ₁ を演算装置９に渡す。次に、距離
変化工程において、レーザダイオードとＣＣＤカメラと
の相対距離を変化させる。すなわち、距離変化機構７
は、ステップ＃４において、レーザダイオード１とＣＣ
Ｄカメラ６との距離を、レーザダイオード１から出力さ
れるレーザ光Ｑの光軸方向に移動距離Ｌ、例えばＣＣＤ
カメラ６をレーザダイオード１から５ｍｍだけ離す。

【００２９】次に、第２の発光パターン撮像工程におい
て、レーザダイオード１とＣＣＤカメラ６との相対距離
を変化させ、この後にレーザダイオード１から出力され
る発光パターンをＣＣＤカメラ６により撮像して、この
発光パターンの中心位置ｘ₂を求める。

【００３０】すなわち、ステップ＃５において、ＣＣＤ
カメラ６は、レーザダイオード１の発光面１ａから出力
されたレーザ光Ｑの発光パターンを撮像し、その画像信
号を出力する。

【００３１】次に、ステップ＃６において、画像処理装
置８は、ＣＣＤカメラ６から出力された画像信号を入力
し、この画像信号から上記同様にレーザ光Ｑの発光パタ
ーンの中心位置ｘ₂ を求める。

【００３２】次に、光軸傾き算出工程において、上記第
１及び第２の発光パターン撮像工程によりそれぞれ求め
られた各発光パターンの中心位置ｘ₁ 、ｘ₂ 及び上記距
離変化工程によるレーザダイオード１とＣＣＤカメラ６
との距離変化量Ｌに基づいてレーザダイオード１の光軸
傾きθを求める。

【００３３】すなわち、ステップ＃７において、演算装
置９は、レーザダイオード１とＣＣＤカメラ６との相対
距離を変化させる前後のレーザ光Ｑの各発光パターンの
中心位置ｘ₁ 、ｘ₂ を取り込んでいる。

【００３４】従って、演算装置９は、これら発光パター
ンの中心位置ｘ₁ 、ｘ₂ 及びレーザダイオード１とＣＣ
Ｄカメラ６との距離変化量Ｌを読み出し、これら発光パ
ターンの中心位置ｘ₁ 、ｘ₂ 及び距離変化量Ｌに基づい
て上記式(1) を演算し、レーザダイオード１から出力さ
れるレーザ光Ｑの光軸傾きθを求める。

【００３５】このように上記第１の実施の形態において
は、レーザダイオード１から出力される発光パターンを
ＣＣＤカメラ６により撮像してその発光パターンの中心
位置ｘ₁ を求め、レーザダイオード１とＣＣＤカメラ６
との相対距離を変化させた後に再びレーザダイオード１
から出力される発光パターンをＣＣＤカメラ６により撮
像してその発光パターンの中心位置ｘ₂ を求め、これら
発光パターンの中心位置ｘ₁ 、ｘ₂ 及びレーザダイオー
ド１とＣＣＤカメラ６との距離変化量Ｌに基づいてレー
ザダイオード１の光軸傾きθを求めるようにしたので、
レーザダイオード１の光軸傾きθを正確に検出できる。 (2) 次に本発明の第２の実施の形態について説明する。
なお、図１と同一部分には同一符号を付してある。

【００３６】図４はレーザダイオードの光軸傾き検出方
法を適用したレーザダイオードボンディング装置の構成
図である。チップトレイ１０上には、予めサブマウント
２に接合されたレーザダイオード１が複数収納されてい
る。

【００３７】このチップトレイ１０は、ＸＹθテーブル
１１上に載置され、かつチップトレイ１０の上方には、
第１のＣＣＤカメラ１２が配置されている。この第１の
ＣＣＤカメラ１２は、チップトレイ１０を撮像し、その
画像信号を画像処理装置１３に送るものとなっている。

【００３８】この画像処理装置１３は、第１のＣＣＤカ
メラ１２から出力された画像信号を入力し、この画像信
号を処理してチップトレイ１０から取り出すべきレーザ
ダイオード１を、予め設定された取り出し位置Ｐ₁ に位
置決めする信号をＸＹθテーブル１１に送出する機能を
有している。

【００３９】移載アーム１４は、取り出し位置Ｐ₁ に位
置決めされたチップトレイ１０上にレーザダイオード１
を吸着又は把持し、θテーブル１５上の光軸検出位置Ｐ
₂ に移載する機能を有している。

【００４０】この光軸検出位置Ｐ₂ に移載されたレーザ
ダイオード１及びサブマウント２のうちレーザダイオー
ド１の上面には、上記同様に、第１のプローブ３が押え
られ、サブマウント２の上面には第２のプローブ４が押
えられるようになっている。そして、これら第１と第２
のプローブ３、４との間には、電源５（図１参照）が接
続されている。

【００４１】このレーザダイオード１の発光向１ａと対
向する位置には、撮像手段としてのＣＣＤカメラ（以
下、第２のＣＣＤカメラと称する）６が配置されてい
る。この第２のＣＣＤカメラ６の撮像面６ａには、レー
ザダイオード１から出力されたレーザ光Ｑの発光パター
ンが映し出され、かつこの第２のＣＣＤカメラ６は、か
かる発光パターンを撮像してその画像信号を出力する機
能を有している。

【００４２】この第２のＣＣＤカメラ６は、距離変化機
構としての移動テーブル１６上に設けられている。この
移動テーブル１６は、レーザダイオード１とＣＣＤカメ
ラ６との相対距離を、レーザダイオード１から出力され
るレーザ光Ｑの光軸方向に変化させる機能を有してい
る。

【００４３】又、第２のＣＣＤカメラ６の出力端子に
は、画像処理装置８が接続されている。この画像処理装
置８は、ＣＣＤカメラ６から出力された画像信号を入力
し、この画像信号からレーザ光Ｑの発光パターンの中心
位置を求め、この発光パターンの中心位置を演算装置９
に渡す機能を有している。

【００４４】この演算装置９は、レーザダイオード１と
ＣＣＤカメラ６との相対距離が同テーブル１６によって
変化された前後において、画像処理装置８により求めら
れたレーザ光Ｑの発光パターンの中心位置を取り込み、
これら発光パターンの中心位置に基づいてレーザダイオ
ード１から出力されるレーザ光Ｑの光軸傾きを検出する
光軸傾き算出手段としての機能を有している。

【００４５】具体的には、レーザダイオード１とＣＣＤ
カメラ６との相対距離をＬだけ変化させたときの距離変
化前の発光パターンの中心位置をｘ₁ 、距離変化後の発
光パターンの中心位置をｘ₂ とすると、レーザ光Ｑの光
軸傾きθは、上記式(1) と同様に、 θ＝ tan^-1｛（ｘ₂ −ｘ₁ ）／Ｌ｝ により演算し求められる。

【００４６】又、演算装置９は、レーザ光Ｑの光軸傾き
θを求めると、この光軸傾きθに基づいてθテーブル１
５を回転制御し、レーザダイオード１の姿勢を修正する
姿勢修正手段としての機能を有している。

【００４７】一方、ボンディング機構１７は、ボンディ
ングヘッド１８をＸ軸方向モータ１９、Ｙ軸方向モータ
２０及びＺ軸方向モータ２１の各駆動により移動させ、
かつボンディングヘッド１８により光軸検出位置Ｐ₂ の
レーザダイオード１を吸着保持し、発光点検出位置Ｐ₃
に位置決めし、この後、図５に示すパッケージ２２上の
所定位置に搭載しダイボンディングする機能を有してい
る。

【００４８】ここで、発光点検出位置Ｐ₃ において、オ
ートフォーカスＣＣＤカメラ２３がＹ軸方向に移動自在
に配置されている。このオートフォーカスＣＣＤカメラ
２３の出力端子には、画像処理装置２４が接続されてい
る。

【００４９】この画像処理装置２４は、オートフォーカ
スＣＣＤカメラ２３から出力される画像信号を入力し、
レーザダイオード１の発光面１ａ（図１参照）に対して
フォーカスするようにオートフォーカスＣＣＤカメラ２
３をＹ軸方向に位置決めし、このオートフォーカス動作
によりＹ軸方向に対するレーザダイオード１の発光点の
位置情報を得る位置情報取得手段としての機能を有して
いる。

【００５０】又、画像処理装置２４は、オートフォーカ
スＣＣＤカメラ２３から出力される画像信号を入力し、
レーザダイオード１の発光面１ａにある発光点の位置検
出を行い、この位置をＸ軸方向に対するレーザダイオー
ド１の発光点の位置情報とする位置情報取得手段として
の機能を有している。

【００５１】又、画像処理装置２４は、Ｙ軸方向に対す
るレーザダイオード１の発光点の位置情報及びＸ軸方向
に対するレーザダイオード１の発光点の位置情報に基づ
いてボンディング機構１７を駆動制御し、レーザダイオ
ード１をパッケージ２２上の所定位置に搭載しダイボン
ディングさせる機能を有している。

【００５２】なお、パッケージ２２は、ヒータ２５によ
って例えば２００℃に加熱されている。半田トレイ２６
上には、予めボンディングに用いる半田が収納されてい
る。

【００５３】この半田トレイ２６は、ＸＹθテーブル２
７上に載置され、かつ半田トレイ２６の上方には、第３
のＣＣＤカメラ２８が配置されている。この第３のＣＣ
Ｄカメラ２８は、半田トレイ２６を撮像し、その画像信
号を図示しない画像処理装置に送るものとなっている。

【００５４】この画像処理装置は、第３のＣＣＤカメラ
２８から出力された画像信号を入力し、この画像信号を
処理して半田トレイ２６から取り出すべき半田を、予め
設定された半田取り出し位置に位置決めする信号をＸＹ
θテーブル２７に送出する機能を有している。

【００５５】接合材供給装置２９は、半田取り出し位置
に位置決めされた半田トレイ２６上の半田を吸着し、発
光点検出位置Ｐ₃ に移載する機能を有している。次に上
記の如く構成された装置の作用について図６に示すボン
ディングフローチャートに従って説明する。

【００５６】チップトレイ１０上には、予めサブマウン
ト２に接合されたレーザダイオード１が複数収納されて
いる。第１のＣＣＤカメラ１２は、チップトレイ１０を
撮像し、その画像信号を画像処理装置１３に送る。

【００５７】この画像処理装置１３は、ステップ＃１０
において、第１のＣＣＤカメラ１２から出力された画像
信号を入力し、この画像信号を処理してチップトレイ１
０から取り出すべきレーザダイオード１を、予め設定さ
れた取り出し位置Ｐ₁ に位置決めする信号をＸＹθテー
ブル１１に送出する。

【００５８】これによりＸＹθテーブル１１は、Ｘ軸、
Ｙ軸及びθ軸方向に移動し、チップトレイ１０から取り
出すべきレーザダイオード１が取り出し位置Ｐ₁ に位置
決めされる。

【００５９】次に、移載アーム１４は、ステップ＃１１
において、取り出し位置Ｐ₁ に位置決めされたチップト
レイ１０上にレーザダイオード１を吸着又は把持し、θ
テーブル１５上の光軸検出位置Ｐ₂ に移載する。

【００６０】次に、ステップ＃１２において、第１のプ
ローブ３がレーザダイオード１の上面に押え付けられる
とともに、第２のプローブ４がサブマウント２の上面に
押え付けら、レーザダイオード１とサブマウント２との
間にこれら第１と第２のプローブ３、４とを通して電源
５から電圧が印加される。

【００６１】これにより、レーザダイオード１に電流が
流れ、レーザダイオード１の発光面１ａから断面形状が
楕円のレーザ光Ｑが出力される。次に、第２のＣＣＤカ
メラ６は、レーザダイオード１の発光面１ａから出力さ
れたレーザ光Ｑの発光パターンを撮像し、その画像信号
を出力する。

【００６２】次に、画像処理装置８は、上記同様に、Ｃ
ＣＤカメラ６から出力された画像信号を入力し、この画
像信号からレーザ光Ｑの発光パターンの中心位置ｘ₁ を
求める。そして、画像処理装置８は、求めた発光パター
ンの中心位置ｘ₁ を演算装置９に渡す。

【００６３】次に、移動テーブル１６は、レーザダイオ
ード１とＣＣＤカメラ６との距離を、レーザダイオード
１から出力されるレーザ光Ｑの光軸方向に移動距離Ｌ、
例えば第２のＣＣＤカメラ６をレーザダイオード１から
５ｍｍだけ離す。

【００６４】次に、第２のＣＣＤカメラ６は、再びレー
ザダイオード１の発光面１ａから出力されたレーザ光Ｑ
の発光パターンを撮像し、その画像信号を出力する。次
に、画像処理装置８は、第２のＣＣＤカメラ６から出力
された画像信号を入力し、この画像信号から上記同様に
レーザ光Ｑの発光パターンの中心位置ｘ₂ を求める。

【００６５】次に、演算装置９は、レーザダイオード１
と第２のＣＣＤカメラ６との相対距離を変化させる前後
のレーザ光Ｑの各発光パターンの中心位置ｘ₁ 、ｘ₂ を
取り込んでいるので、これら発光パターンの中心位置ｘ
₁ 、ｘ₂ 及びレーザダイオード１とＣＣＤカメラ６との
距離変化量Ｌを読み出し、これら発光パターンの中心位
置ｘ₁ 、ｘ₂ 及び距離変化量Ｌに基づいて上記式(1) を
演算し、レーザダイオード１から出力されるレーザ光Ｑ
の光軸傾きθを求める。

【００６６】このようにレーザダイオード１の光軸傾き
θが求められると、演算装置９は、ステップ＃１３にお
いて、この光軸傾きθに基づいてθテーブル１５を回転
制御し、レーザダイオード１が所定の方向を向くように
姿勢を修正する。

【００６７】この後、レーザダイオード１の上面に押え
付けられている第１のプローブ３及びサブマウント２の
上面に押え付けらている第２のプローブ４は、共に開放
される。

【００６８】次に、ボンディング機構１７は、ステップ
＃１４において、ボンディングヘッド１８をＸ軸方向モ
ータ１９、Ｙ軸方向モータ２０及びＺ軸方向モータ２１
の各駆動により移動させ、このボンディングヘッド１８
により光軸検出位置Ｐ₂ のレーザダイオード１を吸着保
持し、発光点検出位置Ｐ₃ に位置決めする。

【００６９】次に、オートフォーカスＣＣＤカメラ２３
は、レーザダイオード１の発光面１ａを撮像してその画
像信号を画像処理装置２４へ出力する。この画像処理装
置２４は、ステップ＃１５において、オートフォーカス
ＣＣＤカメラ２３から出力される画像信号を入力し、レ
ーザダイオード１の発光面１ａに対してフォーカスする
ようにオートフォーカスＣＣＤカメラ２３をＹ軸方向に
位置決めし、ステップ＃１６において、このオートフォ
ーカス動作によりＹ軸方向に対するレーザダイオード１
の発光点の位置情報を得る。

【００７０】これと共に画像処理装置２４は、同じくス
テップ＃１６において、オートフォーカスＣＣＤカメラ
２３から出力される画像信号を入力し、レーザダイオー
ド１の発光面１ａにある発光点の位置検出を行い、この
位置をＸ軸方向に対するレーザダイオード１の発光点の
位置情報を得る。

【００７１】次に、画像処理装置２４は、ステップ＃１
７において、Ｙ軸方向に対するレーザダイオード１の発
光点の位置情報及びＸ軸方向に対するレーザダイオード
１の発光点の位置情報に基づいてボンディング機構１７
を駆動制御し、レーザダイオード１をパッケージ２２上
の所定位置に搭載する。

【００７２】このとき、接合材供給装置２９は、ステッ
プ＃１８において、半田取り出し位置に位置決めされた
半田トレイ２６上の半田を吸着し、発光点検出位置Ｐ₃
に移載する。

【００７３】そして、ボンディング機構１７は、ステッ
プ＃１９において、ヒータ２５によって例えば２００℃
に加熱されたパッケージ２２上に、レーザダイオード１
をダイボンディングする。

【００７４】このように上記第２の実施の形態において
は、レーザダイオード１の発光パターンの中心位置ｘ₁
を求め、レーザダイオード１とＣＣＤカメラ６との相対
距離を変化させた後に再びレーザダイオード１の発光パ
ターンの中心位置ｘ₂ を求め、これら発光パターンの中
心位置ｘ₁ 、ｘ₂ 及びレーザダイオード１とＣＣＤカメ
ラ６との距離変化量Ｌに基づいてレーザダイオード１の
光軸傾きθを求め、この光軸傾きθに基づいてレーザダ
イオード１の姿勢を修正し、この姿勢修正されたレーザ
ダイオード１の発光点の位置情報を得、この後にこの位
置情報に基づいてレーザダイオード１をパッケージ２２
上に搭載してダイボンディングするようにしたので、レ
ーザダイオード１の光軸傾きθを正確に検出でき、この
光軸傾きθに基づいて自動的に、精度高くしかも傷付け
ることなくＸ軸方向及びＹ軸方向の位置合わせ及び角度
合わせができてダイボンディングができる。

【００７５】なお、本発明は、上記第１及び第２の実施
の形態に限定されるものでなく種々変形してもよい。例
えば、発光素子としてはレーザダイオード１に限ること
なく、他の発光素子の光軸傾きの検出、ボンディングに
も適用してもよい。

【００７６】

【発明の効果】以上詳記したように本発明の請求項１及
び２によれば、光軸の傾きを正確に検出できる光軸傾き
検出方法を提供できる。又、本発明の請求項３及び４に
よれば、光軸の傾きを正確に検出できる光軸傾き検出装
置を提供できる。

【００７７】又、本発明の請求項５によれば、光軸の傾
きを正確に検出して、自動的に、精度高くしかも傷付け
ることなく位置合わせ及び角度合わせしてボンディング
できるボンディング方法を提供できる。

【００７８】又、本発明の請求項６によれば、光軸の傾
きを正確に検出して、自動的に、精度高くしかも傷付け
ることなく位置合わせ及び角度合わせしてボンディング
できるボンディング装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるレーザダイオードの光軸傾き検
出方法の第１の実施の形態を示す構成図。

【図２】同装置の光軸傾き検出フローチャート。

【図３】同装置のレーザ光の発光パターンの中心位置を
求める作用を示す図。

【図４】本発明に係わるレーザダイオードの光軸傾き検
出方法を適用した第２の実施の形態であるレーサダイオ
ードボンディング装置の構成図。

【図５】レーザダイオードを搭載するパッケージの外観
図。

【図６】同装置のボンディングフローチャート。

【符号の説明】

１…レーザダイオード、 ２…サブマウント、 ３…第１のプローブ、 ４…第２のプローブ、 ６…ＣＣＤカメラ、 ７…距離変化機構、 ８…画像処理装置、 ９…演算装置、 １０…チップトレイ、 １１…ＸＹθテーブル、 １２…第１のＣＣＤカメラ、 １３，２４…画像処理装置、 １４…移載アーム、 １５…θテーブル、 １６…移動テーブル、 １７…ボンディング機構、 ２２…パッケージ、 ２３…オートフォーカスＣＣＤカメラ、 ２９…接合材供給装置。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子から出力される光の光軸傾きを
   検出する光軸傾き検出方法において、 前記発光素子から出力される発光パターンを撮像手段に
   より撮像して、この発光パターンの中心位置を求める第
   １の発光パターン撮像工程と、 前記発光素子と前記撮像手段との相対距離を変化させる
   距離変化工程と、 この距離変化工程による前記発光素子と前記撮像手段と
   の相対距離の変化後に、前記発光素子から出力される発
   光パターンを前記撮像手段により撮像して、この発光パ
   ターンの中心位置を求める第２の発光パターン撮像工程
   と、 前記第１及び第２の発光パターン撮像工程によりそれぞ
   れ求められた各発光パターンの各中心位置及び前記距離
   変化工程による前記発光素子と前記撮像手段との距離変
   化量に基づいて前記発光素子から出力される光の光軸傾
   きを求める光軸傾き算出工程と、を有することを特徴と
   する光軸傾き検出方法。
2. 【請求項２】 前記発光素子としてレーザダイオードの
   光軸傾きを検出することを特徴とする請求項１記載の光
   軸傾き検出方法。
3. 【請求項３】 発光素子から出力される光の光軸傾きを
   検出する光軸傾き検出装置において、 前記発光素子から出力される発光パターンを撮像する撮
   像手段と、 前記発光素子と前記撮像手段との相対距離を変化させる
   距離変化手段と、 この距離変化手段により前記発光素子と前記撮像手段と
   の相対距離を変化させる前後に撮像された第１及び第２
   の発光パターンの各中心位置を求め、かつこれら発光パ
   ターンの各中心位置及び前記距離変化手段による前記発
   光素子と前記撮像手段との距離変化量に基づいて前記発
   光素子から出力される光の光軸傾きを求める光軸傾き算
   出手段と、を具備したことを特徴とする光軸傾き検出装
   置。
4. 【請求項４】 前記発光素子は、レーザダイオードであ
   ることを特徴とする請求項３記載の光軸傾き検出装置。
5. 【請求項５】 発光素子の光軸傾きを補正してボンディ
   ング位置にてボンディングするボンディング方法におい
   て、 前記発光素子から出力される発光パターンを撮像手段に
   より撮像して、この発光パターンの中心位置を求める第
   １の発光パターン撮像工程と、 前記発光素子と前記撮像手段との相対距離を変化させる
   距離変化工程と、 この距離変化工程による前記発光素子と前記撮像手段と
   の相対距離の変化後に、前記発光素子から出力される発
   光パターンを前記撮像手段により撮像して、この発光パ
   ターンの中心位置を求める第２の発光パターン撮像工程
   と、 前記第１及び第２の発光パターン撮像工程によりそれぞ
   れ求められた各発光パターンの各中心位置及び前記距離
   変化工程による前記発光素子と前記撮像手段との距離変
   化量に基づいて前記発光素子から出力される光の光軸傾
   きを求める光軸傾き算出工程と、 この光軸傾き算出工程により求められた前記発光素子の
   光軸傾きに基づいて前記発光素子の姿勢を修正する姿勢
   修正工程と、 この姿勢修正された前記発光素子の発光点の位置情報を
   得る位置情報取得工程と、 この位置情報取得工程により得られた前記発光素子の発
   光点の位置情報に基づいて前記発光素子を前記ボンディ
   ング位置に搭載してボンディングするボンディング工程
   と、を有することを特徴とするボンディング方法。
6. 【請求項６】 発光素子の光軸傾きを補正してボンディ
   ング位置にてボンディングするボンディング装置におい
   て、 前記発光素子から出力される発光パターンを撮像する第
   １の撮像手段と、 前記発光素子と前記撮像手段との相対距離を変化させる
   距離変化手段と、 この距離変化手段により前記発光素子と前記撮像手段と
   の相対距離を変化させる前後に撮像された第１及び第２
   の発光パターンの各中心位置を求め、かつこれら発光パ
   ターンの各中心位置及び前記距離変化手段による前記発
   光素子と前記撮像手段との距離変化量に基づいて前記発
   光素子から出力される光の光軸傾きを求める光軸傾き算
   出手段と、 この光軸傾き算出手段により求められた前記発光素子の
   光軸傾きに基づいて前記発光素子の姿勢を修正する姿勢
   修正手段と、 前記発光素子に対向して配置され、かつ前記発光素子に
   対して対向方向に移動自在な自動焦点機能を有する第２
   の撮像手段と、 この第２の撮像手段を前記発光素子に対して対向方向に
   移動させて姿勢修正された前記発光素子の発光点を撮像
   して前記発光素子の発光点の位置情報を得る位置情報取
   得手段と、 前記発光素子を所定位置にボンディングするためのボン
   ディング機構と、 前記位置情報取得手段により得られた前記発光素子の発
   光点の位置情報に基づいて前記ボンディング機構を駆動
   制御し、前記発光素子を前記ボンディング位置に搭載し
   てボンディングするボンディング制御手段と、を具備し
   たことを特徴とするボンディング装置。