JPS6142923A - ダイボンデイング方法 - 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】 〔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位置決めした
のち結合するダイボンディング方法に関する。

（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、従来ダイポンデ
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２〜３μ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、その突出足が大きいと熱伝導が少ないために耐久
性が落ちる。また、逆に突出口が少ないと光が′ａ断さ
れるという不都合がある。そこで、従来においては、Ｘ
Ｙθ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、
作業性が悪く大当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ちので、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るととも
に、サイクルタイムを短縮することができるダイボンデ
ィング方法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、チップをステ
ムの上面と離間した状態にチップを保持した状態で、チ
ップと前記ステムと位置合せを行ないチップに対してス
テムを所定位置に位置決めする一方、この位置合せ中に
前記ステムを加熱し、前記チップとステムを位置決めし
たのちチップをステム上に載置して融着してボンディン
グすることにある。

〔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、半導体レーザのダイボンディン
グ装置を示すもので、１１は位置補正機構としての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ｎ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を借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１ｔｌｆｊ部１４
にはステム２の切欠部２ａ１２ａ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、ブツシ
ュロッド１６によってステム２は前記載置部１４に基準
面に押付は位置決めされるようになっている。一方、１
７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内のデツプ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２
２には上下動ＦＭ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２
５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
バキュームビン２５によって吸着されたチップ３と載置
部１４に載ｉ己（シ１こステム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−プル２６
のＩＩ　ｍ系について説明する。まず、Ｙθテーブル１
１の各テーブルにはこれを駆動するモータ１１ａ、１１
ｂが設けられ、これら各モータ１１ａ、１１ｂはドライ
バ２８を介してコンピュータ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２
９に接続されている。さらに、前記位置測定装置２７は
第４因乃至第６図で示すように樹成されている。すなわ
ち、３１は光源で、この先［３１からの光を集光レンズ
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］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ｍΔｄから
相対的位置ずれ瓜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によりて撮像し、この像
は電気信号としてＡ／Ｄ変換器３８、フレームメモリ３
９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側　　　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めフィードバック量
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
対位置はマウント覆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、前述のように溝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、同
時にブツシュロッド１６によって載置部１４の基準面に
押付けられる。したがって、ステム２は載置１ｓ１４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
る程度の温度、例えば１００°Ｃで加熱される。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
容されたチップ３・・・はチップ供給憬構２０のチップ
保持具２４に設けたバキュームビン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、バキュームビン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。位置測定前から本加熱を開始する
。この本加熱温度は例えば４００”　Ｃで数十秒間加熱
する。

すなわち、この加熱期間にに位置測定およびボンディン
グが終了することになる。ここで、位置測定装＠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４１２３に
よってチップ保持具２／ｌを下降させろと、パヤ１−ム
ピン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、右融状
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。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、チップに対す
るステムの位置決めがａｒｍ度にしかも自動的に行なう
ことができる。さらに、ステムの加熱と位置合せを平行
して行なうためサイクルタイムを短縮することができる
とともにステムの加熱による熱膨張による位置ずれの影
響がなく轟精度のボンディングができ、またボンディン
グ後は冷却用ガスによって冷却することにより冷却時間
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、１１・・・Ｙθテー
ブル、１２・・・マウントベース、２０・・・チップ供
給様構、２７・・・位置測定装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定位置に位置決めされて載置されたステムを加熱し、
   このステム上の所定位置にチップを結合するダイボンデ
   ィング方法において、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
   プを保持する供給手段と、前記チップを供給後前記ステ
   ムと位置合せを行ないチップに対してステムを所定位置
   に位置決めする位置決め手段と、前記位置合せ前から前
   記ステムを加熱する加熱手段と、前記チップとステムを
   位置決めしたのちチップをステム上に載置して融着する
   融着手段と、チップをステム上に融着後その結合部へ冷
   却用ガスを吹付ける冷却手段とを具備したことを特徴と
   するダイボンディング方法。