JP2640954B2 - サブマウントに対するチップの位置決め方法および装置 - Google Patents
サブマウントに対するチップの位置決め方法および装置Info
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- JP2640954B2 JP2640954B2 JP1533288A JP1533288A JP2640954B2 JP 2640954 B2 JP2640954 B2 JP 2640954B2 JP 1533288 A JP1533288 A JP 1533288A JP 1533288 A JP1533288 A JP 1533288A JP 2640954 B2 JP2640954 B2 JP 2640954B2
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
この発明は、レーザダイオードの製造過程において、
サブマウントに対するレーザダイオードチップの位置決
めをより効率よく行える方法および装置に関する。
サブマウントに対するレーザダイオードチップの位置決
めをより効率よく行える方法および装置に関する。
レーザダイオードは、レーザダイオードチップ（以
下、単にレーザチップという。）を担持するシリコーン
製のサブマウントを、チップのへき開面が上下方向を向
くようにしてステム上にマウントし、モニタ素子の装
着、ワイヤボンディングを行なった後、頂部に透明窓部
を有する円筒キャップ状のケースによってステム上の部
品をカンシールして作製される。 ところで、レーザチップａは、サブマウントｂに対し
て第５図および第６図に示すように一方のへき開面がサ
ブマウントｂの端面から若干オーバハングするようにし
てボンディングされる。サブマウントｂは、レーザチッ
プａがきわめて小さいことから、その取り扱いを容易に
するためと、チップからの放熱を効率よく行わせるため
に使用される。ステムに対するレーザチップａの位置、
とくにへき開面上の発光点の位置は、利用機器における
対象に正確に焦点を結ばせる必要から、通常、数μｍオ
ーダの精度が要求されるが、サブマウントｂに対するレ
ーザチップａの位置、とくに第６図上のＸの寸法も、同
様にきわめて厳しい精度が要求される。 従来、上記のようなサブマウントｂに対するレーザチ
ップａの位置決めは、高倍率の認識カメラによってサブ
マウントの映像をとらえながら、チップａを保持するコ
レットを高精度テーブルによって手動で移動させて行な
われていた。 このような位置決め方法は、手動であることから非常
に効率が悪いことはあきらかである。また、一方向から
サブマウントｂおよびコレットに保持されたレーザチッ
プａの映像をとらえながらの位置決めにおいては、サブ
マウントｂのボンディング面と直交する軸線回りについ
てのチップａの位置決めを正確に行なうことが困難であ
り、位置決め精度を一定化することも難しい。 この発明は、上述の事情のもとで考え出されたもので
あって、従来の問題を解決し、簡単な構成により、サブ
マウントに対するレーザチップの位置決めを、効率よ
く、かつ正確に行なえる方法および装置を提供すること
をその目的とする。
下、単にレーザチップという。）を担持するシリコーン
製のサブマウントを、チップのへき開面が上下方向を向
くようにしてステム上にマウントし、モニタ素子の装
着、ワイヤボンディングを行なった後、頂部に透明窓部
を有する円筒キャップ状のケースによってステム上の部
品をカンシールして作製される。 ところで、レーザチップａは、サブマウントｂに対し
て第５図および第６図に示すように一方のへき開面がサ
ブマウントｂの端面から若干オーバハングするようにし
てボンディングされる。サブマウントｂは、レーザチッ
プａがきわめて小さいことから、その取り扱いを容易に
するためと、チップからの放熱を効率よく行わせるため
に使用される。ステムに対するレーザチップａの位置、
とくにへき開面上の発光点の位置は、利用機器における
対象に正確に焦点を結ばせる必要から、通常、数μｍオ
ーダの精度が要求されるが、サブマウントｂに対するレ
ーザチップａの位置、とくに第６図上のＸの寸法も、同
様にきわめて厳しい精度が要求される。 従来、上記のようなサブマウントｂに対するレーザチ
ップａの位置決めは、高倍率の認識カメラによってサブ
マウントの映像をとらえながら、チップａを保持するコ
レットを高精度テーブルによって手動で移動させて行な
われていた。 このような位置決め方法は、手動であることから非常
に効率が悪いことはあきらかである。また、一方向から
サブマウントｂおよびコレットに保持されたレーザチッ
プａの映像をとらえながらの位置決めにおいては、サブ
マウントｂのボンディング面と直交する軸線回りについ
てのチップａの位置決めを正確に行なうことが困難であ
り、位置決め精度を一定化することも難しい。 この発明は、上述の事情のもとで考え出されたもので
あって、従来の問題を解決し、簡単な構成により、サブ
マウントに対するレーザチップの位置決めを、効率よ
く、かつ正確に行なえる方法および装置を提供すること
をその目的とする。
上記の問題を解決するために、この発明では、次の技
術的手段を講じている。 本願発明のサブマウントに対するレーザチップの位置
決め方法は、放熱板上にチップボンディング面が上面を
向くサブマウントを載置するとともに、このサブマウン
トの一端面に当接する基準当接面と、この基準当接面に
対して水平方向に一定の位置関係にあるチップ当接面
と、上記基準当接面に対して水平方向に一定の位置関係
にあるコレットガイドとを備えるヒータブロックを、水
平方向に移動させて上記基準当接面を上記サブマウント
の一端面に当接させ、レーザチップを保持するコレット
を、レーザチップのへき開面をチップ当接面に当接させ
ながらコレットガイドの案内をうけて下動させ、上記レ
ーザチップをサブマウントのボンディング面にボンディ
ングするようにしたことを特徴とする。 そうして、本願発明のサブマウントに対するレーザチ
ップの位置決め装置は、サブマウントを載置する放熱
板、および、水平方向に移動可能であり、かつ、放熱板
上のサブマウントの一端面に当接しうる基準当接面と、
この基準当接面に対して水平方向に一定の位置関係にあ
り、かつレーザチップを搬送するコレットを上下方向に
案内するコレットガイドと、上記基準当接面に対して水
平方向に一定の位置関係にあり、かつ上記コレットに保
持されるレーザチップのへき開面に当接するチップ当接
面とを一体的に備えるヒータブロック、を備えて構成さ
れている。
術的手段を講じている。 本願発明のサブマウントに対するレーザチップの位置
決め方法は、放熱板上にチップボンディング面が上面を
向くサブマウントを載置するとともに、このサブマウン
トの一端面に当接する基準当接面と、この基準当接面に
対して水平方向に一定の位置関係にあるチップ当接面
と、上記基準当接面に対して水平方向に一定の位置関係
にあるコレットガイドとを備えるヒータブロックを、水
平方向に移動させて上記基準当接面を上記サブマウント
の一端面に当接させ、レーザチップを保持するコレット
を、レーザチップのへき開面をチップ当接面に当接させ
ながらコレットガイドの案内をうけて下動させ、上記レ
ーザチップをサブマウントのボンディング面にボンディ
ングするようにしたことを特徴とする。 そうして、本願発明のサブマウントに対するレーザチ
ップの位置決め装置は、サブマウントを載置する放熱
板、および、水平方向に移動可能であり、かつ、放熱板
上のサブマウントの一端面に当接しうる基準当接面と、
この基準当接面に対して水平方向に一定の位置関係にあ
り、かつレーザチップを搬送するコレットを上下方向に
案内するコレットガイドと、上記基準当接面に対して水
平方向に一定の位置関係にあり、かつ上記コレットに保
持されるレーザチップのへき開面に当接するチップ当接
面とを一体的に備えるヒータブロック、を備えて構成さ
れている。
本願発明において最も特徴的な点は、サブマウントの
一端面に対して当接する基準当接面と、レーザチップに
当接するチップ当接面と、コレットを案内するコレット
ガイドとが一体的に形成されたヒータブロックを用いて
サブマウントに対するレーザチップの位置決めを行なう
ようにしている点である。 放熱板上に載置されたサブマウントに対し、ヒータブ
ロックが水平方向に移動してその基準当接面がサブマウ
ントの一端面に当接する。そうして、この状態において
レーザチップを保持するコレットが下動するのである
が、このとき、コレットそれ自体がヒータブロック上の
コレットガイドに案内されながら、サブマウントに対し
て一定の位置関係を維持しつつ下動する。コレットの下
動時、レーザチップは、ヒータブロック上のチップ当接
面に案内されながら、サブマウントに対して所定の水平
位置関係を保持されながら下動し、最終的に、サブマウ
ントのボンディング面に、これに対して正確に位置決め
されながらボンディングされる。 このように、本願発明によれば、ヒータブロックに、
サブマウントに当接する基準当接面と、チップ当接面と
が一体に形成されているから、コレットによるチップボ
ンディング時に、ボンディング後のレーザチップとサブ
マウントとの水平方向の位置関係が、上記基準当接面と
チップ当接面との位置関係によって定まる一定の関係に
保持される。また、本願発明においては、ヒータブロッ
クに、基準当接面に対して水平方向に一定の位置関係に
あるコレットガイドをも形成してあるので、まず、コレ
ットの水平方向の位置を規制しつつチップの位置をチッ
プ当接面で修正することとなる。したがって、チップ当
接面によるチップの位置の修正量が少なくなり、コレッ
トによるレーザチップのハンドリングミスを回避するこ
とができる。このことは、チップの位置決めを問題なく
ほぼ完全自動としうることを意味する。 さらに、本願発明では、ヒータブロックに基準当接面
とチップ当接面を一体的に形成しているので、熱膨脹に
よる位置決め精度への悪影響を完全に排除することがで
きる。
一端面に対して当接する基準当接面と、レーザチップに
当接するチップ当接面と、コレットを案内するコレット
ガイドとが一体的に形成されたヒータブロックを用いて
サブマウントに対するレーザチップの位置決めを行なう
ようにしている点である。 放熱板上に載置されたサブマウントに対し、ヒータブ
ロックが水平方向に移動してその基準当接面がサブマウ
ントの一端面に当接する。そうして、この状態において
レーザチップを保持するコレットが下動するのである
が、このとき、コレットそれ自体がヒータブロック上の
コレットガイドに案内されながら、サブマウントに対し
て一定の位置関係を維持しつつ下動する。コレットの下
動時、レーザチップは、ヒータブロック上のチップ当接
面に案内されながら、サブマウントに対して所定の水平
位置関係を保持されながら下動し、最終的に、サブマウ
ントのボンディング面に、これに対して正確に位置決め
されながらボンディングされる。 このように、本願発明によれば、ヒータブロックに、
サブマウントに当接する基準当接面と、チップ当接面と
が一体に形成されているから、コレットによるチップボ
ンディング時に、ボンディング後のレーザチップとサブ
マウントとの水平方向の位置関係が、上記基準当接面と
チップ当接面との位置関係によって定まる一定の関係に
保持される。また、本願発明においては、ヒータブロッ
クに、基準当接面に対して水平方向に一定の位置関係に
あるコレットガイドをも形成してあるので、まず、コレ
ットの水平方向の位置を規制しつつチップの位置をチッ
プ当接面で修正することとなる。したがって、チップ当
接面によるチップの位置の修正量が少なくなり、コレッ
トによるレーザチップのハンドリングミスを回避するこ
とができる。このことは、チップの位置決めを問題なく
ほぼ完全自動としうることを意味する。 さらに、本願発明では、ヒータブロックに基準当接面
とチップ当接面を一体的に形成しているので、熱膨脹に
よる位置決め精度への悪影響を完全に排除することがで
きる。
以下、本願発明の実施例を図面を参照しつつ具体的に
説明する。 まず、図におてい符号１は、サブマウントキャリヤと
しての放熱板を示し、この上面の一縁には、第１図に示
すように、シリコーンでできたサブマウント２…が、そ
の一端面2a…が放熱板の側縁面から若干オーバハングす
るようにして、インジウムなどの低融点ろう材によって
等ピッチで取付けられている。 上記の放熱板１は、第１図において紙面と直交する方
向にピッチ送りされるように搬送路Ｃ上に指示されてい
る。搬送路ないし放熱板１の側方には、放熱板１の搬送
方向と直交する方向に水平に移動しうるヒータブロック
３が配置されている。このヒータブロック３には、放熱
板１上の各サブマウント２の一端面2aに当接する垂直平
面状の基準当接面４と、これの上方において、基準当接
面４から一定距離（Ｘ）退避するようにして、後記する
コレット５によって搬送されるレーザチップ６のへき開
面に当接するチップ当接面７が垂直平面状に形成され
る。このチップ当接面７は、コレットとともに下動する
チップ６の位置決め作用をなすものであり、その上下長
さは、チップ６の上下高さより長くしてある。さらに、
チップ当接面７の上方には、コレット５の側面に当接し
てこれを案内するコレットガイド８が設けてある。本例
においてこのコレットガイド８は、上記搬送路Ｃの送り
方向の示軸９回りに回転支持された高精度ベアリング8a
によって構成されている。 なお、チップ当接面７は、第３図に詳示するように、
チップのへき開面のうち、発光点を保護するために、幅
方向中央部に凹陥部10を形成してある。また、ヒータブ
ロック３は、サブマウント２に対してレーザチップ８を
接着するためのろう材である、たとえば金・錫共晶合金
の融点よりやや高い温度にまで加熱されている。 放熱板１が搬送路Ｃ上をピッチ送りされてチップボン
ディング前のサブマウントが第１図紙面直交方向の所定
の位置まで送られると、まず、仮想線で示すように、サ
ブマウント２の他端面2aをバックアップする押えロッド
11が進出する。この押えロッド11は、ヒータブロック３
と連動し、このヒータブロック３との間に各サブマウン
ト２を挟圧するようにして、サブマウント２に対するヒ
ータブロック３のずれを回避するものである。 ついで、図示しないチップ供給部からレーザチップ６
を受け取り、かつこれを真空吸着するコレット５が、ほ
ぼチップ６がサブマウント上のボンディング位置の上方
に位置するように水平移動してくる。このとき、チップ
６の高さは、ヒータブロック３のチップ当接面７の高さ
範囲にあるようにする。 そして、第２図に示すように、ヒータブロック３が、
その基準当接面４がサブマウント２の一端面2aに当接す
るまで進出する。このとき、コレットガイド８がコレッ
ト５の側面に当接してその水平方向位置を修正するとと
もに、チップ当接面７がレーザチップ６のへき開面に当
接して、このへき開面のサブマウント２の一端からのオ
ーバハング量をＸに規定する。 ついで、コレット５が下動させられ、上述のように水
平方向の位置規定がなされたレーザチップ６がサブマウ
ント２上のボンディング位置にボンディングされる。 なお、チップの裏面には金メッキが、サブマウントの
ボンディング面には金・錫メッキがあらかじめ施されて
おり、ヒータが組み込まれた搬送路Ｃないしはヒータブ
ロック３による加熱により、チップのボンディング時、
これらが共晶合金を形成してサブマウント２に対してレ
ーザチップ６を装着する。 一のサブマウント２に対するレーザチップ６のボンデ
ィングが終了すると、ヒータブロック３、押えロッド11
およびコレット５が退避し、放熱板１が１ピッチ進めら
れて、上記と同様の動作を繰り返す。 このようにして、放熱板１上に等ピッチで取付けられ
た各サブマウント２…に対し、レーザチップ６…が正確
に位置決めされながら、しかも効率良くボンディングさ
れる。そうして、チップ６を担持するサブマウント２を
ステムにボンディングする際には、サブマウント２に対
してチップ６を保持しているインジウムの融点である約
160℃まで放熱板を加熱し、各サブマウント２をチャッ
クして対ステムボンディングに供すればよい。この場
合、サブマウント２に対してチップ６を接着する金・錫
共晶合金の融点はインジウムの融点より高いので、上記
の加熱がサブマウントに対するチップ６のボンディング
状態になんら悪影響を及ぼさない。 なお、上述のように本願発明の実施に際して複数のサ
ブマウント２を担持する放熱板１を導入すると、これが
次工程である対ステムボンディングにおいてサブマウン
トキャリヤとして機能するため、レーザダイオードの製
造工程が自動化に適するように簡略化され、全体とし
て、レーザダイオードの製造効率の飛躍的な向上に貢献
する。 以上のように、本願発明によれば、サブマウントに対
するレーザチップの高精度ボンディングが、効率よく行
なえる。
説明する。 まず、図におてい符号１は、サブマウントキャリヤと
しての放熱板を示し、この上面の一縁には、第１図に示
すように、シリコーンでできたサブマウント２…が、そ
の一端面2a…が放熱板の側縁面から若干オーバハングす
るようにして、インジウムなどの低融点ろう材によって
等ピッチで取付けられている。 上記の放熱板１は、第１図において紙面と直交する方
向にピッチ送りされるように搬送路Ｃ上に指示されてい
る。搬送路ないし放熱板１の側方には、放熱板１の搬送
方向と直交する方向に水平に移動しうるヒータブロック
３が配置されている。このヒータブロック３には、放熱
板１上の各サブマウント２の一端面2aに当接する垂直平
面状の基準当接面４と、これの上方において、基準当接
面４から一定距離（Ｘ）退避するようにして、後記する
コレット５によって搬送されるレーザチップ６のへき開
面に当接するチップ当接面７が垂直平面状に形成され
る。このチップ当接面７は、コレットとともに下動する
チップ６の位置決め作用をなすものであり、その上下長
さは、チップ６の上下高さより長くしてある。さらに、
チップ当接面７の上方には、コレット５の側面に当接し
てこれを案内するコレットガイド８が設けてある。本例
においてこのコレットガイド８は、上記搬送路Ｃの送り
方向の示軸９回りに回転支持された高精度ベアリング8a
によって構成されている。 なお、チップ当接面７は、第３図に詳示するように、
チップのへき開面のうち、発光点を保護するために、幅
方向中央部に凹陥部10を形成してある。また、ヒータブ
ロック３は、サブマウント２に対してレーザチップ８を
接着するためのろう材である、たとえば金・錫共晶合金
の融点よりやや高い温度にまで加熱されている。 放熱板１が搬送路Ｃ上をピッチ送りされてチップボン
ディング前のサブマウントが第１図紙面直交方向の所定
の位置まで送られると、まず、仮想線で示すように、サ
ブマウント２の他端面2aをバックアップする押えロッド
11が進出する。この押えロッド11は、ヒータブロック３
と連動し、このヒータブロック３との間に各サブマウン
ト２を挟圧するようにして、サブマウント２に対するヒ
ータブロック３のずれを回避するものである。 ついで、図示しないチップ供給部からレーザチップ６
を受け取り、かつこれを真空吸着するコレット５が、ほ
ぼチップ６がサブマウント上のボンディング位置の上方
に位置するように水平移動してくる。このとき、チップ
６の高さは、ヒータブロック３のチップ当接面７の高さ
範囲にあるようにする。 そして、第２図に示すように、ヒータブロック３が、
その基準当接面４がサブマウント２の一端面2aに当接す
るまで進出する。このとき、コレットガイド８がコレッ
ト５の側面に当接してその水平方向位置を修正するとと
もに、チップ当接面７がレーザチップ６のへき開面に当
接して、このへき開面のサブマウント２の一端からのオ
ーバハング量をＸに規定する。 ついで、コレット５が下動させられ、上述のように水
平方向の位置規定がなされたレーザチップ６がサブマウ
ント２上のボンディング位置にボンディングされる。 なお、チップの裏面には金メッキが、サブマウントの
ボンディング面には金・錫メッキがあらかじめ施されて
おり、ヒータが組み込まれた搬送路Ｃないしはヒータブ
ロック３による加熱により、チップのボンディング時、
これらが共晶合金を形成してサブマウント２に対してレ
ーザチップ６を装着する。 一のサブマウント２に対するレーザチップ６のボンデ
ィングが終了すると、ヒータブロック３、押えロッド11
およびコレット５が退避し、放熱板１が１ピッチ進めら
れて、上記と同様の動作を繰り返す。 このようにして、放熱板１上に等ピッチで取付けられ
た各サブマウント２…に対し、レーザチップ６…が正確
に位置決めされながら、しかも効率良くボンディングさ
れる。そうして、チップ６を担持するサブマウント２を
ステムにボンディングする際には、サブマウント２に対
してチップ６を保持しているインジウムの融点である約
160℃まで放熱板を加熱し、各サブマウント２をチャッ
クして対ステムボンディングに供すればよい。この場
合、サブマウント２に対してチップ６を接着する金・錫
共晶合金の融点はインジウムの融点より高いので、上記
の加熱がサブマウントに対するチップ６のボンディング
状態になんら悪影響を及ぼさない。 なお、上述のように本願発明の実施に際して複数のサ
ブマウント２を担持する放熱板１を導入すると、これが
次工程である対ステムボンディングにおいてサブマウン
トキャリヤとして機能するため、レーザダイオードの製
造工程が自動化に適するように簡略化され、全体とし
て、レーザダイオードの製造効率の飛躍的な向上に貢献
する。 以上のように、本願発明によれば、サブマウントに対
するレーザチップの高精度ボンディングが、効率よく行
なえる。
第１図は本願発明の一実施例の断面図、第２図は作用説
明図、第３図は第１図のIII−III線に沿う断面図、第４
図は本願発明方法の一実施例において使用される放熱板
の斜視図、第５図および第６図は従来例の説明図であ
る。 １……放熱板、２……サブマウント、３……ヒータブロ
ック、４……基準当接面、５……コレット、６……レー
ザチップ、７……チップ当接面、８……コレットガイ
ド。
明図、第３図は第１図のIII−III線に沿う断面図、第４
図は本願発明方法の一実施例において使用される放熱板
の斜視図、第５図および第６図は従来例の説明図であ
る。 １……放熱板、２……サブマウント、３……ヒータブロ
ック、４……基準当接面、５……コレット、６……レー
ザチップ、７……チップ当接面、８……コレットガイ
ド。
Claims (2)
- 【請求項１】放熱板上にチップボンディング面が上面を
向くサブマウントを載置するとともに、このサブマウン
トの一端面に当接する基準当接面と、この基準当接面に
対して水平方向に一定の位置関係にあるチップ当接面
と、上記基準当接面に対して水平方向に一定の位置関係
にあるコレットガイドとを備えるヒータブロックを、水
平方向に移動させて上記基準当接面を上記サブマウント
の一端面に当接させ、レーザチップを保持するコレット
を、レーザチップのへき開面をチップ当接面に当接させ
ながらコレットガイドの案内をうけて下動させ、上記レ
ーザチップをサブマウントのボンディング面にボンディ
ングするようにしたことを特徴とする、サブマウントに
対するチップの位置決め方法。 - 【請求項２】サブマウントを載置する放熱板、および、
水平方向に移動可能であり、かつ、放熱板上のサブマウ
ントの一端面に当接しうる基準当接面と、この基準当接
面に対して水平方向に一定の位置関係にあり、かつレー
ザチップを搬送するコレットを上下方向に案内するコレ
ットガイドと、上記基準当接面に対して水平方向に一定
の位置関係にあり、かつ上記コレットに保持されるレー
ザチップのへき開面に当接するチップ当接面とを一体的
に備えるヒータブロック、 を備えることを特徴とする、サブマウントに対するチッ
プの位置決め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1533288A JP2640954B2 (ja) | 1988-01-26 | 1988-01-26 | サブマウントに対するチップの位置決め方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1533288A JP2640954B2 (ja) | 1988-01-26 | 1988-01-26 | サブマウントに対するチップの位置決め方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01189981A JPH01189981A (ja) | 1989-07-31 |
| JP2640954B2 true JP2640954B2 (ja) | 1997-08-13 |
Family
ID=11885829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1533288A Expired - Lifetime JP2640954B2 (ja) | 1988-01-26 | 1988-01-26 | サブマウントに対するチップの位置決め方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2640954B2 (ja) |
-
1988
- 1988-01-26 JP JP1533288A patent/JP2640954B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01189981A (ja) | 1989-07-31 |
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