JPS6142924A - 位置決め装置 - 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ダイボンディ
ングする際に両者の相対位置を位置決めする位置決め装
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、
その突出口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ｍ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を制郊して位置決めし
たのち前記チップ３をステム２を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、
作業性が悪く大量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、作業能率
の向上を図ることができる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、チップをマウ
ントベースに載置されたステムの上面ど離間した状態に
保持した状態で、チップとステムとに位置測定光を照射
して両者の相対位置を測定し、この測定結果に基づいて
マウントベースを微動させチップに対してステムを所定
位置に位置決めすることができるようにしたことにある
。　　゛〔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ＩＩとしてのＹ
θ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、
このヒータはと−タ制御ｌ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１
２には前記ステム２を位置決め載Ｕする載置８１１１４
が凹部によって形成されている。そして、この載置部１
４にはステム２の切欠部２ａ、２ａ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
準面に押し付は位置決めされるようになっている。一方
、１７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 て、これらチップ３・・・は前記予備位置決めステージ
１７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１８と前記載置部１４との間にはトレ
イ１８内のチップ３を［１部１４に搬送供給するチップ
供給数構２０が設けられている。このチップ供給機構２
０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！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２６ａ、２６ｂが設けられ、これら
モータ２６ａ、２６．ｂ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ａＳｂが離間して見える。

これは第６図に示すように、このずれ員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２９に送られる。

そし工、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精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σ）で説明する。

まず、ステムクランパ１５鳴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７４シユロツド１６によって載置部１４の基準面に
押付けられる。′したがりて、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ジュウムは溶融
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、予備位置決めされたチップ３
・・・はチップ供給機構２ｏ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、上下動渫構２３によってチップ保持具
２４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
１２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ｒＩ
ｔ１３によりヒータをオフにし、冷却用ガスをノズル４
１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、マウントベー
スに載置されたステムとこのステムの上面と離間した状
態で保持したチップの両者に位置測定光を照射して相対
位置を測定し、この測定結果に基づいてマウントベース
を微動するようにしたから、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。

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
給深溝、２７・・・位置測定装置、２９・・・コンピュ
ータ（制御装置）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マウントベースの所定位置に位置決めされて載置された
   ステム上の所定位置にチップをダイボンディングする際
   に、チップに対してステムを位置決めする位置決め装置
   において、予備位置決めされた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チップ供給機構と、前記チップと
   ステムとを離間した状態で両者に位置測定光を照射しチ
   ップとステムとの相対位置を測定する光切断光学系から
   なる位置測定装置と、この位置測定装置によつて測定さ
   れた検出信号に基づいて前記マウントベースを微動させ
   前記チップとステムとの相対位置を調整する制御装置と
   を具備したことを特徴とする位置決め装置。