JPS6142922A

JPS6142922A - ステムの位置決め装置

Info

Publication number: JPS6142922A
Application number: JP16441684A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Inoue; 広井上; Nobushi Suzuki; 鈴木　悦四; Kiyoshi Chiyoda; 千代田　浄
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1984-08-06
Filing date: 1984-08-06
Publication date: 1986-03-01

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】〔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をダイボンディ
ングする際に、ステムを所定位置に位置決めするステム
の位置決め装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

最近、コンパクトディスクプレーヤ用、光情報処理機器
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ト・・を有する
ステム２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め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
ィ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″Ｃに加熱されるために、
その突出層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ｇｌｖｔを用い
作業者がステム２とチップ３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にボンディングしていた
。

しかしながら、前述したボンディングの前工程として前
記ステム２をマウントベース５の所定位置に正確に位置
決めする必要があるが、従来においては、作業者の手作
業によって行なっている。

したがって、精度に限度があり、また作業者によってバ
ラツキがあるため半導体レーザの品質にもバラツキがで
きるとともに、作業性が悪く大組生産には適していない
。

〔発明の目的〕

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、マウントベースの載置部に対する
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ステムの位
置決め装置を提供しようとするものである。

〔発明の概要〕

この発明は、前記目的を達成するために、マウントベー
スの載置部に載置されたステムの所定位置にチップをダ
イボンディングする際に、前記載置部にＸＹｚの３方向
の基準面を設け、これら３つの基準面に対向して進退自
在に設けたプッシュロッドによって前記ステムの上面、
側面および背面を押圧してステムを前記基準面に押付け
て位置決めすることにある。

〔発明の実施例〕

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。

第１図ないし第３図は、半導体レーザのグイボンディン
グ装置を示すもので、１１は位置補正殴構としてのＹθ
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Ｌ字状に切欠され前記ステム２を位置決め載置する載
置部１４が設けられている。そして、このｖ、ｗ部１４
の側面、下面および背面にはそれぞれＸＹＺの３方向の
基準面１４ａ、１４ｂ、１４ｃが設けられている。そし
て、これら基準面１４ａ、１４ｂ、１４ｃに対向して３
本のプッシュロッド１５ａ、１５ｂ、１５ｃが設置され
ている。これらプッシュロッド１５ａ、１５ｂ、１５ｃ
はたとえばエヤシリンダ１６・・・によって進退自在に
設けられ、先端面で前記ステム２の上面、側面および背
面を押圧するようになっている。また、前記載置部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１７によってステム２が供給されるようになってい
る。一方、１８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１９が設けられ
ている。このトレイ１９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１８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１９と前
記載置部１４との間にはトレイ１９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、２
１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にはバキュームビ
ン２５が設けられている。そして、このバキュームビン
２５によって前記トレイ１９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との枯合郡にｍ　ｆＡｊ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
バキュームビン２５によつ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Ｉ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２６ａ１２６ｂ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１１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４２９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社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。

ねれる。すなわち、第７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１
１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じ−で許容
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。

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に載置される。

載置部１４にステム２が載置されると、ステムクランパ
１７は一旦、開となり、３本のプッシュロッド１５ａ、
１５ｂ、１５ｃがエヤシリンダ１６・・・によって前進
する。したがって、ステム２はＸＹＺの３方向の基準面
１４ａ、１４ｂ、１４Ｇ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はヒータによっである程
度加熱されているため、ステム２は加熱され、チップ取
付は部の表面の溶融剤たとえばインシュ゛　ラムは溶融
される。この状態で、前記予備位置決めステージ１８の
トレイ１９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２
４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とチップ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１
２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とチップ３とを所定位置に位置決めしたのち
、前記上下動機構２３によってチップ保持具２４を下降
させると、バキュームビン２５に吸着されたチップ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Ｈｌｌｌ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Ｗ同
化されてボンディングが完了する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、マウントベー
スの載置部に載置されたステムの所定位置にチップをダ
イボンディングする際に、前記載置部にＸＹＺの３方向
の基準面を設け、これら３つの基準面に対向して進退自
在に設けたプッシュロッドによって前記ステムの上面、
側面および背面を押圧してステムを前記基準面に押付け
て位置決めするようにしたから、載置部に対するステム
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
とができるとともに、ステム加熱の際のマウントベース
からの熱伝導がよく、サイクルタイムを短縮できるとい
う効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

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、１２・・・マウント
ベース、１４・・・載置部、１４ａ〜１４ｃ・・・基準
面、１５ａ〜１５Ｃ・・・プッシュロッド。

Claims

【特許請求の範囲】

マウントベースの載置部に載置されたステムの所定位置
にチップをダイボンディングする際に、ステムを位置決
めする位置決め装置において、前記載置部に設けられた
ＸＹＺの３方向の基準面と、これら３つの基準面に対向
して進退自在に設けられ前記ステムの上面、側面および
背面を押圧してステムを前記基準面に押付けて位置決め
する複数本のプッシュロッドとを具備したことを特徴と
するステムの位置決め装置。