JPS61174689A - 電子部品用半導体チツプのダイボンデング位置設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発光性半導体チップを用いてレーザ光を発生
させる半導体レーザ又はＩＣ等の電子部品において、そ
の半導体チップをリードフレーム又はステム等にダイボ
ンデングする場合に、そのダイボンデング位置を設定す
る方法に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、発光性半導体チップを用いてレーザ光を発生さ
せるモニタ用フォートダイオード内蔵型半４体レーザに
おいて、第５図に示すようにこのモニタ用フォトダイオ
ード内蔵型半導体レーザ１を電気機器に取付けるための
ステム２から突出するブロック３の上面に、発光性半導
体チップ４を当該発光性半導体チップからのレーザ光が
矢印（Ａ）方向に発信されるようにサブマウント５を介
してダイボンデングする場合、前記電気機器への取付は
用ステム２から発光性半導体チップ４の発光端面までの
距離（Ｌ）は、製品半導体レーザに互換性を持たせる意
味から各製品半導体レーザにつぃてのハラ付きを少なく
するようにしなけばならない（なお、この半導体レーザ
１における発光性半導体チップ４付きブロック３の外側
は、二点鎖線で示すようにガラス窓６付きキャップ７に
てカバーされ、また、前記ステム２の他側面からは、Ｐ
Ｎ端子１ａ、ｌｂが突出すると共に、モニタ用フォトダ
イオード８に対する端子１ｃが突出している）。

そこで、従来は、ブロック３の上面に発光性半導体チッ
プをダイボンデングする場合において、前記距離（Ｌ）
を設定するには次のような方法を採用していた。

すなわち第６図に示すように前記ブロック３付きのステ
ム２を保持治具９に固定する一方、前記ブロック３の上
面に載置した半導体チップ４の発光端面を、作業者が顕
微鏡１０で拡大して観測し、半導体チップ４の発光端面
のピントが合う位置まで半導体チップ４を矢印（Ｂ）で
示すように真空チャックキャピラリー１１にて前後動す
ることによって、半導体チップ４のステム２に対する距
離が所定距離（Ｌ）になるようにしていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、前記顕微鏡１０には、約５０ミクロン程度の焦
点深度が存在し、半導体チップ４の発光端面のピントは
、この焦点深度の範囲内においてはどこでも合うことに
なるから、前記従来のように作業者が見て半導体チ・ノ
ブ４の発光端面のピントが合う位置をもって所定距離（
Ｌ）とすることは、そのダイボンデング位置の設定には
作業者のか帖 個人差が入ることになって、可成りのバラ付き生△ じることになり、しかも、その操作に可成りの時間を要
して非能率的であった。

本発明は、このように半導体チップのダイボンデング位
置を所定位置に設定する場合において、半導体チップの
端面に、位置設定用半導体レーザから出射されるレーザ
光を収束レンズを介して照射したとき、半導体チップの
端面からレーザ光が反射されることを利用して、半導体
チップの位置を正確に、且つ迅速に設定できる方法を提
供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

このため本発明は、リードフレーム又はステム等にダイ
ボンデングされる半導体チップの端面に、位置設定用半
導体レーザから出射されるレーザ光を収束レンズを介し
て所定の基準位置に焦点を結ばせるように照射し、前記
半導体チップと位置設定用半導体レーザとの間に、前記
レーザ光を断続させるための光チョッパーを介挿する一
方、前記位置設定用半導体レーザにおけるＰＮ端子間又
はモニタ用フォトダイオード端子の出力を、ピークツウ
ピーク検出回路を経て出力検出器に入力させ、前記半導
体チップを、前記出力検出器における出力が最大となる
位置まで移動させるようにしたものである。

〔発明の作用・効果〕

このようにリードフレーム又はステム等にダイボンデン
グされる半導体チップの端面に、位置設定用半導体レー
ザから出射されるレーザ光を収束レンズを介して所定の
基準位置に焦点を結ばせるように照射し、この状態で、
半導体チップを位置設定用半導体レーザに対して前後動
すると、当該半導体チップの端面が、前記収束レンズの
焦点に合った位置に来たとき、半導体チップの端面から
反射するレーザ光が前記収束レンズを介して位置設定用
半導体レーザに戻ることになる。

このように半導体チップの端面から反射するレーザ光が
位置設定用半導体レーザに戻ると、当該位置設定用半導
体レーザにおける端子間又はモニタ用フォトダイオード
端子の出力は、位置設定用半導体レーザにおける自己結
合効果によって、反射レーザ光の戻りがないときの状態
、つまり半導体チップの端面が、前記収束レンズの焦点
に合った位置に来ていないときの値よりも変動する。

一方、位置設定用半導体レーザに戻る反射レーザ光は、
光チョッパーによって断続されることにより、前記位置
設定用半導体レーザにおけるＰＮ端子間又はモニタ用フ
ォトダイオード端子の出力は、光チョッパーによる断続
周期のパルスに変調され、そのパルスのピーク値がピー
クツウピーク検出回路にてピックアップされたのち、出
力検出器に表れることになるから、この出力検出器に表
れる値が、最大となるところまで、半導体チップを移動
させることにより、半導体チップのダイボンデング位置
を所定の位置に設定することができるのである。

以上の通り本発明は、位置設定用半導体レーザにおける
Ｐ：Ｊ端子間又はモニタ用フォトダイオード端子にピー
クツウピーク検出回路を介して接続した出力検出器に表
れる最高値をもって、半導体チップのダイボンデング位
置を設定するものであるから、この位置設定には前記収
束レンズの焦点誤差が入るのみで、前記従来のように焦
点深度による作業者の個人差が入ることはないから、半
導体チップのダイボンデング位置のバラ付きを、数ミク
ロンの範囲内に向上できると共に、出力検出器に表れる
最高値は瞬間的に判断できるから、設定に要する時間を
短縮できる効果を有する。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を、電子部品としてのモニタ用フォ
トダイオード内蔵型半導体レーザにおいてそのステムに
発光性半導体チップをダイボンデングする場合における
位置設定に通用したときの図面（第１図及び第２図）に
ついて説明する。

第１図において２は、モニタ用フォトダイオード内蔵型
半導体レーザ１を電気機器に対して取付けるための金属
製のステムで、該ステム２は、保持用治具９に取付いて
おり、且つその前面には発光性半導体チップ４をダイボ
ンデングするための金属製のブロック３が突出し、該ブ
ロック３の上面には、シリコン製のサブマウント５を介
して発光性半導体チップ４が載置されている。

１２は、前記半導体チップ４の前端面に対向した部位に
設置した位置設定用半導体レーザを示し、該位置設定用
半導体レーザ１２と前記半導体チップ４との間には、位
置設定用半導体レーザ１２から出射されるレーザ光を、
一点に収束するための一対の収束レンズ１３．１４が配
設され、この場合、一対の収束レンズ１３．１４の焦点
Ｆは、前記半導体レーザ１におけるフレーム２から所定
距離（Ｌ）の所に位置するように設定されている。

１５は、前記位置設定用半導体レーザ１２におけるＰＮ
端子１２ａ、１２ｂに電流を印加し、一定光出力で駆動
し、且つ、前記位置設定用半導体レーザ１２におけるモ
ニタ用フォトダイオードの端子１２ｃからの出力（電圧
又は電流）を、従来周知のピークツウピーク検出回路１
６に伝達するためのＡＰＣ電源回路であり、このピーク
ツウピーク検出回路１６の出力端には、電圧計又は電流
針等の出力検出器１７が接続されている。

また、前記位置設定用半導体レーザ１２と一対の収束レ
ンズ１３．１４との間、又は一対の収束レンズ１３．１
４と半導体チップ４との間には、レーザ光を断続させる
ための光チヨツパ−１８が設けられている。この光チヨ
ツパ−１８は、第２図に示すように円周に沿って適宜間
隔（Ｐ）で複数個のスリット孔２０を有する円板１９を
モータ２１にて矢印方向に一定の速度で回転したものに
構成されている。

前記位置設定用半導体レーザ１２から収束レンズ１３．
１４に向かうように出射されたレーザ光は、収束レンズ
１３．１４を介して前記ブロック３上面における半導体
チップ４の発光端面に向かって、前記光チコフパ−１８
による断続間隔で照射される。この場合、前記半導体チ
ップ４の発光端面が前記収束レンズ１３．１４の焦点Ｆ
よりずれた位置にあるときには、当該半導体チップ４の
発光端面からの反射レーザ光が、位置設定用半導体レー
ザ１２に戻ることはないし、また、位置設定用半導体レ
ーザ１２から半導体チップ４に向かって発信されるレー
ザ光カミ光チヨツパ−１８によって遮られているときに
も、位置設定用半導体レーザ１２には反射レーザ光が戻
ることはない。

従って、この状態では、位置設定用半導体レーザ１２に
おけるしきい値電流と光出力との関係は第３図に直折れ
線（Ｃ）で示すように、当該位置設定用半導体レーザ１
２における固有の特性値の通りであるが、位置設定用半
導体レーザ１２に反射レーザ光が戻ると、位置設定用半
導体レーザ１２におけるしきい値電流と光出力との関係
はその自己結合効果により第３図に二点鎖線の直折れ線
（Ｄ）で示すように変化することになる。

そこで前記ブロック３上面における半導体チップ４を、
真空チャックキャピラリー１１により吸着して位置設定
用半導体レーザ１２方向に前後動すると、当該半導体チ
ップ４の発光端面が、収束レンズ１３．１４の焦点Ｆに
近接すると、当該発光端面からの反射レーザ光が位置設
定用半導体レーザ１２に戻り、これにより位置設定用半
導体レーザ１２におけるモニタ用フォトダイオード端子
１２Ｃの出力（電圧又は電流）は、位置設定用半導体レ
ーザ１２への反射レーザ光の戻りがない場合よりも変動
することになる。

一方、位置設定用半導体レーザ１２に戻る反射レーザ光
は、光チヨツパ−１８によって断続されることにより、
前記位置設定用半導体レーザ１２におけるモニタ用フォ
トダイオード端子１２ｃの出力（電圧又は電流）は、第
４図に線（Ｅ）で示すように光チヨツパ−１８による断
続周期（Ｔ）の間隔のパルス状に変調され、そのパルス
のピーク値がピークツウピーク検出回路１６にてビック
アンプされたのち、出力検出器１７に表れることになる
から、この出力検出器１７に表れる出力（電圧又は電流
）が、最大となるところまで、半導体チップ４を移動さ
せることにより、半導体チップ４のダイボンデング位置
を所定距離（Ｌ）の位置に設定することができ、この位
置おいて半導体チップ４をブロック３にダイボンデング
すれば良いのである。

なお、前記実施例は、位置設定用半導体レーザ１２にお
けるモニタ用フォトダイオード端子１２Ｃの出力（電圧
又は電流）が、当該位置設定用半導体レーザ１２への反
射レーザ光の戻りによって変動することを利用した場合
であったが、位置設定用半導体レーザ１２に反射レーザ
光が戻ると、そのＰＮ端子１２ａ、１２ｂ間の出力（電
圧又は電流）も変動することから、このＰＮ端子１２ａ
。

１２ｂ間の出力（電圧又は電流）の変動を利用すること
もできるのであり、また、本発明は、前記実施例のよう
にモニタ用フォトダイオード内蔵型半導体レーザにおけ
る発光製半導体チップのダイボンデング位置を設定する
場合に限らず、モニタ用フォトダイオード外付は型半導
体レーザにおける半導体チップのダイボンデングにも適
用することができ、更に、ＩＣ又はトランジスター等の
他の電子部品における半導体チップをリードフレームに
ダイボンデングする場合の位置設定にも使用できること
は言うまでもなく、位置設定用の半導体レーザとしては
シングルモード型のものが好ましいが、マルチモード型
のものでも良く、また、収束レンズは一枚でも良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は第１図のｎ
−ｎ視断面図、第３図は半導体レーザの電流と光出力と
の関係を示す図、第４図は位置設定用半導体レーザの出
力が光チョッパーによって変調された状態を示す図、第
５図はモニタ用フォトダイオード内蔵型半導体レーザの
拡大縦断正面図、第６図は従来の方法を示す図である。 ｌ・・・・モニタ用フォトダイオード内蔵型半導体レー
ザ、２・・・・ステム、３・・・・ブロック、４・・・
・半導体チップ、９・・・・保持用治具、１２・・・・
位置設定用半導体レーザ、１３．１４・・・・収束レン
ズ、１５・・・・ＡＰＣ電源回路、１６・・・・ピーク
ツウピーク検出回路、１７・・・・出力検出器、１８・
・・・光チョッパー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、リードフレーム又はステム等にダイボンデング
   される半導体チップの端面に対し、位置設定用半導体レ
   ーザから出射されるレーザ光を収束レンズを介して所定
   の基準位置に焦点を結ばせるように照射し、前記半導体
   チップと位置設定用半導体レーザとの間に、前記レーザ
   光を断続させるための光チョッパーを介挿する一方、前
   記位置設定用半導体レーザにおけるＰＮ端子間又はモニ
   タ用フォトダイオード端子の出力を、ピークツウピーク
   検出回路を経て出力検出器に入力させ、前記半導体チッ
   プを、前記出力検出器における出力が最大となる位置ま
   で移動させることを特徴とする電子部品用半導体チップ
   のダイボンデング位置設定方法。