JPH06268336A - 位置修正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 位置合わせ作業を良好に行うことができ、か
つ、被位置合わせ体を損傷させることも回避できる位置
修正装置を提供する。 【構成】 空気圧源４０に第１、第２電磁弁４１、４２
を接続し、両電磁弁に第１、第２ノズル４３、４４をそ
れぞれ接続する。ノズルは支持治具２０上に配置された
ステム１の外周に形成されている切欠部１８を目掛けて
空気が吹き出される位置に配置し、第１ノズル４３の開
口はステム１を反時計方向に回転する方向に、第２ノズ
ル４４の開口はステム１を時計方向に回転する方向に配
置している。両電磁弁４１、４２は両ノズル４３、４４
から交互に空気を吹き出させる。 【効果】 第１、第２ノズル４３、４４から交互に吹き
出された空気によってステム１が回転し、ステムの切欠
部１８が周方向に移動することにより、支持治具に設け
られている位置決め凸部２８に損傷なく挿入される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、位置修正装置、特に、
被位置合わせ体を治具上等の所定位置に位置合わせする
際に使用する位置修正装置に関し、例えば光電子装置の
ステムの外周に形成されている凹部を治具上の凸部に位
置合わせする際に利用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信用光源あるいはディジタルオーデ
ィオディスク、ビデオディスク等の情報処理装置用光源
として、各種構造の半導体レーザ装置が開発されてい
る。例えば、ディジタルオーディオディスク、ビデオデ
ィスク等の情報処理装置用光源としては、日経マグロウ
ヒル社発行「日経エレクトロニクス」１９８１年９月１
４日号、Ｐ１３８〜Ｐ１５２に記載されているような半
導体レーザ装置が知られている。

【０００３】一般に、この種の半導体レーザ装置は、ス
テムの主面中央に設けたヒートシンクにサブマウントを
介して半導体レーザ素子（レーザチップ）を固定すると
ともに、ステムの主面に取り付けられた受光素子でレー
ザ光の光強度をモニタリングするようになっている。そ
して、使用に供されるレーザ光はステム主面に取り付け
られたキャップの天井部分の透明体が嵌め込まれている
窓からパッケージ外に発光するようになっている。

【０００４】ところで、このような半導体レーザ装置の
組立て時には、半導体レーザ装置の製造途中における組
立体を治具上の所定位置に配列することが行われる。こ
の際、組立体におけるステムの外周に形成されている凹
部が治具上に形成されている凸部に挿入されることによ
って、組立体の治具上における位置決めが行われるよう
になっている。

【０００５】なお、半導体レーザ装置を述べてある例と
しては、特開昭５５−１４８４８３号公報がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記治具に組立体が配
置された際に、治具の凸部に対して組立体の凹部の位置
がずれており、組立体の一部分が治具の凸部に載ってい
る場合、従来は、機械駆動のプッシャーによって組立体
を水平に押すことによって、組立体の凹部を治具の凸部
に挿入する位置合わせ作業が行われていた。

【０００７】しかし、上記位置合わせ作業では、プッシ
ャーは組立体を半径方向に押すため、組立体を回転させ
るのが難しく、回転方向における位置ずれの位置修正に
は不利であり、プッシャーによる押圧時に組立体が損傷
する問題もあった。

【０００８】本発明の目的は、位置合わせ作業を良好に
行うことができ、かつ、被位置合わせ体を損傷させるの
を回避することができる位置修正装置を提供することに
ある。

【０００９】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、次の通り
である。

【００１１】すなわち、被位置合わせ体の周面に形成さ
れている位置決め部の位置ずれを修正する位置修正装置
であって、被位置合わせ体の周面に形成されている位置
決め部を目掛けて空気が噴射される一対のノズルを備え
ており、これらのノズルの開口は前記被位置合わせ体を
互いに反対方向に回転する方向に配置されているととも
に、空気が交互に噴射されるように構成されていること
を特徴とする。

【００１２】

【作用】前記した手段によれば、ノズルから被位置合わ
せ体の周面に形成されている位置決め部を目掛けて交互
に噴射される空気によって、被位置合わせ体が時計方向
および反時計方向に回転される。

【００１３】したがって、被位置合わせ体の位置決め部
が相手方の位置決め部に対して時計方向に僅かにずれて
いた場合には、被位置合わせ体が上記ノズルから噴射さ
れた空気によって反時計方向に回転された際に、被位置
合わせ体の位置決め部が反時計方向に回転して相手方の
位置決め部の位置に移動することによって、相手方の位
置決め部に被位置合わせ体の位置決め部が挿入される。

【００１４】また、被位置合わせ体の位置決め部が相手
方の位置決め部に対して反時計方向に僅かにずれていた
場合には、被位置合わせ体が上記ノズルから噴射された
空気によって時計方向に回転された際に、被位置合わせ
体の位置決め部が時計方向に回転して相手方の位置決め
部位置に移動することによって、相手方の位置決め部に
被位置合わせ体の位置決め部が挿入される。

【００１５】以上のように、被位置合わせ体は空気圧に
よって回転されて位置合わせが行われるため、位置合わ
せ作業時に、被位置合わせ体は損傷することなく、位置
合わせが良好に行われる。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の一実施例である位置修正装置
を支持治具等とともに示す平面図である。図２の（ａ）
は支持治具を示す平面図、（ｂ）はその一部分を示す拡
大図、（ｃ）は組立体が挿入されている状態を示す
（ｂ）のｃ−ｃ線断面図である。図３は半導体レーザ装
置を示す一部切断斜視図である。

【００１７】この実施例においては、本発明に係る位置
修正装置は、コンパクトディスク用光源となる半導体レ
ーザ装置の組立時にステムを支持治具に適正に取り付け
るものとして構成されている。

【００１８】半導体レーザ装置は図３に示されているよ
うに、それぞれアセンブリの主体部品となる板状のステ
ム１およびこのステム１の主面側に気密固定されたキャ
ップ２とを備えている。ステム１は数ｍｍの厚さの円形
の金属板となっていて、その主面（上面）の中央部には
銅製のヒートシンク３が蝋材等で固定されている。この
ヒートシンク３の側面にはサブマウント４を介して半導
体レーザ素子（レーザチップ）５が固定されている。レ
ーザチップ５は、例えば、幅が４００μｍ、長さが３０
０μｍ、高さが１００μｍとなっていて、レーザ光６を
発光する共振器は、レーザチップ５の表面から３〜５μ
ｍ程度の深さに位置している。

【００１９】一方、ステム１の主面にはレーザチップ５
の下端から発光されるレーザ光６を受光し、レーザ光６
の光出力をモニタリングする受光素子７が固定されてい
る。この受光素子７はステム１の主面にコイニングされ
た傾斜面、例えば、７度の角度を有する傾斜面８に図示
しない接合材を介して固定されている。受光素子７が傾
斜されている理由は、レーザチップ５から発光されたレ
ーザ光６の受光素子７の受光面における反射光が、後述
するキャップの窓内に入らないようにすることによっ
て、遠視野像の乱れを生じさせなくするためである。

【００２０】他方、ステム１には３本のリード９、１０
および１１が固定されている。１本のリード９はステム
１の裏面に電気的および機械的に固定され、他の２本の
リード１０、１１はステム１を貫通されるとともに、絶
縁性を有する封着材としてのガラス１２を介してステム
１に対し電気的に絶縁されて固定されている。ステム１
の主面に突出する２本のリード１０、１１の上端はそれ
ぞれワイヤ１３、１４を介してレーザチップ５および受
光素子７の各電極に接続されている。

【００２１】本実施例において、受光素子７に電気的に
接続されているリード１１の先端部には円錐形状部１５
が傘形状に一体成形されており、円錐形状部１５はその
傾斜面が前記受光素子７の傾斜と平行になるようにその
頂角を設定されている。ちなみに、この円錐形状部１５
は丸棒材を切断された後、一端部をすり鉢形状の雌型に
相対的に押圧させるプレス加工により一体的に成形され
る。そして、この円錐形状部１５の傾斜面上に前記ワイ
ヤ１４の一端部がワイヤボンディング作業によりボンデ
ィングされている。

【００２２】また、ステム１の主面には窓１６を有する
金属製のキャップ２が気密的に固定されており、キャッ
プ２はレーザチップ５およびヒートシンク３を気密封止
している。窓１６はキャップ２の天井部に設けた円形孔
を透明なガラス板１６ａで気密的に塞ぐことによって形
成されている。したがって、レーザチップ５の上端から
出射したレーザ光６は、この透明なガラス板１６ａを透
過してステム１とキャップ２とによって形成されたパッ
ケージ外に放射される。

【００２３】ステム１の外周部分には、相互に対峙して
設けられる一対のＶ字状切欠部１７と、矩形状切欠部１
８が設けられ、組立時の位置決めに使用されるようにな
っている。そして、矩形状の切欠部１８は後述する支持
治具２０に対する位置決めのために使用されるようにな
っている。

【００２４】以下、レーザチップ５の組付作業について
説明する。このレーザチップ５の組付作業には図２に示
されている支持治具２０が使用される。この支持治具２
０は短冊形状の金属製のフレーム２１と、このフレーム
２１の中央に沿って等間隔に穿たれた取付孔２２に挿嵌
された保持部２３とを備えている。保持部２３は略段付
円盤形状に形成されており、その下部の小径部２４が前
記取付孔２２内に挿入される。取付孔２２は半円形状の
孔に形成されているとともに、前記小径部２４の断面形
状もこれに対応した形状に形成されている。小径部２４
が取付孔２２に挿入された場合、小径部２４は回転せ
ず、保持部２３は高精度に位置決めがなされるようにな
っている。取付孔２２から下方に突出した小径部２４部
分はＥ形止め輪２５が取り付けられており、フレーム２
１に保持部２３が固定されるようになっている。

【００２５】保持部２３の上面における外周端部には円
弧形状の突起２６、２７が一対、保持部２３の外周に沿
って対向する位置にそれぞれ形成されており、一方の突
起２６の中央部の内周には、ステム位置決め部としての
位置決め凸部２８が内方に突出して形成されている。一
対の突起２６、２７の内周面は同一円上に配置されてお
り、その径寸法はステム１の外径よりも少し大きい寸法
を備えている。また、一方の突起２６の位置決め凸部２
８は周方向および径方向においてステム１の矩形状切欠
部１８が嵌合する大きさに形成されている。

【００２６】一方、保持部２３には半円形状の収容部２
９が軸方向に貫通して形成されている。また、保持部２
３における収容部２９の近傍部分の上面には凹部３０が
形成されており、この凹部３０には永久磁石３１が挿入
されて固定されている。したがって、収容部２９にリー
ド９、１０、１１が挿入されるとともに、裏面が保持部
２３上に載置されたステム１は、永久磁石３１の磁力に
よって保持部２３上に磁着される。この永久磁石３１の
磁力は強く、ステム１が垂直方向に延在する姿勢となっ
た場合でも保持部２３に対してその位置が変わったり、
あるいは脱落したりしない。また、永久磁石３１の磁力
によって保持部２３に固定されているステム１は、人手
によりあるいは自動機によって、ステム１等を損傷させ
ることなく、かつ簡単に引き抜くことができる。

【００２７】フレーム２０の両側部分に取付孔２２に対
応してガイド孔３２が形成されており、これらのガイド
孔３２は搬送路等を移動する際の送りおよび位置決め用
のガイド孔として使用されるものである。

【００２８】レーザチップ５がボンディングされるレー
ザ半導体装置の中間製品である組立体３３は図２（ａ）
に示されている支持治具２０にセットされ（図２（ｃ）
参照）、ボンディング装置におけるローダ部の実カート
リッジ（図示せず）に収納される。

【００２９】レーザチップのボンディング作業のワーク
としてのレーザ半導体装置の組立体３３が支持治具２０
にセットされた状態では、レーザ半導体装置の組立体３
３におけるステム１の外周に形成されている矩形状切欠
部１８が支持治具２０の保持部２３に設けられている位
置決め凸部２８に挿入されることによって、位置決めさ
れた状態でセットされている。

【００３０】次に、支持治具２０にレーザ半導体装置の
組立体３３を位置合わせして収納する作業を説明する。
この位置合わせ収納作業には図１に示されている位置合
わせ装置が使用される。

【００３１】位置合わせ装置は空気圧源４０を備えてい
る。空気圧源４０には第１電磁弁４１および第２電磁弁
４２がそれぞれ接続されており、これらの電磁弁４１、
４２には第１ノズル４３および第２ノズル４４がそれぞ
れ接続されている。第１ノズル４３および第２ノズル４
４は、支持治具２０上に配置されたステム１の矩形状切
欠部１８を目掛けて空気を吹き出させる位置にそれぞれ
配置されて固定されている。第１ノズル４３の開口は支
持治具２０上のステム１を反時計方向に回転する方向に
配置され、第２ノズル４４の開口は支持治具２０上のス
テム１を時計方向に回転する方向に配置されている。

【００３２】そして、第１電磁弁４１と第２電磁弁４２
とは、第１ノズル４３および第２ノズル４４への流通を
交互に開閉されるようにそれぞれ構成されている。例え
ば、まず、第１電磁弁４１が開放されて第１ノズル４３
から空気が吹き出され、次に、第１電磁弁４１が閉じる
と同時に、第２電磁弁４２が開放されて第２ノズル４４
から空気が吹き出されるように構成されている。

【００３３】位置合わせ収納作業におけるワークとして
の組立体３３は、支持治具２０の保持部２３における収
容部２９にリード９、１０、１１が挿入されるととも
に、ステム１の裏面が保持部２３上に載せられる。

【００３４】この際、ステム１の外周の矩形状切欠部１
８が支持治具２０の保持部２３の上面に設けられている
位置決め凸部２８に挿入されていない状態になった場
合、例えば、図１に示されているように、ステム１の切
欠部１８が支持治具２０の保持部２３における位置決め
凸部２８に対して少し時計方向にずれている状態になっ
た場合には、ステム１の一部分は保持部２３の位置決め
凸部２８の上に載せられた状態で保持部２３上に支持さ
れた状態になってしまう。

【００３５】この状態において、組立体３３は位置合わ
せ装置によってその位置を修正されて支持治具２０上の
所定位置にセットされる。すなわち、まず、位置合わせ
装置における第１ノズル４３から空気が吹き出される。
すると、第１ノズル４３から吹き出された空気がステム
１の切欠部１８に当たり、ステム１が収容部２９を中心
にして反時計方向に回転される。ステム１が反時計方向
に回転され、ステム１の切欠部１８が保持部２３の位置
決め凸部２８の位置に移動されると、その位置で、ステ
ム１の切欠部１８が保持部２３の位置決め凸部２８に挿
入されて位置決めされるとともに、ステム１は永久磁石
３１の磁力によって保持部２３上に固定される。

【００３６】ステム１の切欠部１８が支持治具２０の保
持部２３における位置決め凸部２８に対して少し反時計
方向にずれている場合には、まず、第１ノズル４３から
空気が吹き出され、ステム１が反時計方向に回転され
る。次に、第２ノズル４４から空気が吹き出されること
により、ステム１は収納部２９を中心にして時計方向に
回転され、ステム１の切欠部１８が保持部２３の位置決
め凸部２８の位置に移動される。すると、その位置で、
ステム１の切欠部１８が保持部２３の位置決め凸部２８
に挿入されて位置決めされるとともに、ステム１は永久
磁石３１の磁力によって保持部２３上に固定される。

【００３７】ステム１が永久磁石２３の磁力によって保
持部２３上に固定されると、ステム１に第１ノズル４３
および第２ノズル４４によって空気が吹き付けられて
も、ステム１が保持部２３上で移動することはない。以
上のようにして、支持治具２０上に組立体３３が位置決
めされて保持される。

【００３８】そして、保持部２３に組立体３３が位置決
めされて保持された支持治具２０は実カートリッジに収
納され、ボンディング装置におけるローディング装置に
送給される。ローディング装置において、プッシャによ
って実カートリッジから１枚宛送り出された支持治具２
０は移送機構によりボンディングステージ上に間欠移送
されて、レーザチップ５のボンディングが支持治具２０
上の全ての組立体３３に対して実施される（図示せ
ず）。

【００３９】以上説明した前記実施例によれば、次の効
果が得られる。 ステム１の外周に形成されている切欠部１８を目掛
けて空気が噴射される一対のノズル４３、４４が設けら
れており、これらのノズルはその開口がステム１が互い
に反対方向に回転される方向に配置されているととも
に、空気が交互に噴射されるように構成されることによ
り、空気圧によってステム１が回転されて支持治具２０
上の位置決め凸部２８にステム１の切欠部１８が位置合
わせされるため、位置合わせ時にステム１等が損傷する
ことなく、かつ、支持治具に対するステムの位置合わせ
作業を適正に行うことができる。

【００４０】 ステム１が支持治具２０の保持部２３
に正確に位置決めされた状態で保持されているため、支
持治具２０を介してのステム１に対するボンディング作
業を高精度に適正にて実施することができる。

【００４１】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。

【００４２】例えば、被位置合わせ体に形成されている
位置決め部は、凹部に形成するに限らず、凸部に形成し
てもよい。また、位置決め部は外周に限らず内周に配設
されていてもよい。

【００４３】上記実施例では、レーザチップのボンディ
ング作業時におけるステムの位置合わせ作業に本発明を
使用した例を説明したが、他の組立作業時における位置
合わせ作業、例えば、ワイヤボンディング作業等におい
ても、上記位置合わせ装置を使用することができること
は勿論である。

【００４４】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野である半導体
レーザ装置の組立作業時に適用した場合について説明し
たが、それに限定されるものではなく、他の電子装置に
おける位置合わせ作業やその他の半導体装置や電子部品
における位置合わせ作業に適用することができる。

【００４５】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次
の通りである。

【００４６】被位置合わせ体の周面に形成されている位
置決め部を目掛けて空気が噴射される一対のノズルを備
えており、これらのノズルはその開口が前記被位置合わ
せ体が互いに反対方向に回転される方向に配置されてい
るとともに、空気が交互に噴射されるように構成されて
いることにより、被位置合わせ体の位置合わせが空気圧
によって行われるため、位置合わせ時に被位置合わせ体
を損傷することなく、かつ適正に位置合わせを行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である位置修正装置を支持治
具等とともに示す平面図である。

【図２】支持治具が示されており、（ａ）は平面図、
（ｂ）はその一部分を示す拡大平面図、（ｃ）は組立体
が挿入されている状態を示す（ｂ）のｃ−ｃ線断面図で
ある。

【図３】半導体レーザ装置を示す一部切断斜視図であ
る。

【符号の説明】

１…ステム（被位置合わせ体）、２…キャップ、３…ヒ
ートシンク、４…サブマウント、５…半導体レーザ素子
（レーザチップ）、６…レーザ光、７…受光素子、８…
傾斜面、９、１０、１１…リード、１２…リード封着用
ガラス、１３、１４…ワイヤ、１５…円錐形状部、１６
…窓、１６ａ…ガラス板、１７…Ｖ字状切欠部、１８…
矩形状切欠部（位置決め部）、２０…支持治具、２１…
フレーム、２２…取付孔、２３…保持部、２４…小径
部、２５…Ｅ型止め輪、２６、２７…突起、２８…位置
決め凸部（相手方位置決め部）、２９…収容部、３０…
凹部、３１…永久磁石、３２…ガイド孔、３３…組立
体、４０…空気圧源、４１、４２…電磁弁、４３、４４
…ノズル。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被位置合わせ体の周面に形成されている
   位置決め部の位置ずれを修正する位置修正装置であっ
   て、被位置合わせ体の周面に形成されている位置決め部
   を目掛けて空気が噴射される一対のノズルを備えてお
   り、これらのノズルの開口は前記被位置合わせ体を互い
   に反対方向に回転する方向に配置されているとともに、
   空気が交互に噴射されるように構成されていることを特
   徴とする位置修正装置。
2. 【請求項２】 被位置合わせ体が支持治具に、この支持
   治具に形成された収容部を中心にして回転自在に支持さ
   れるとともに、位置決め部が支持治具に形成された相手
   方の位置決め部に係合するように形成されていることを
   特徴とする請求項１に記載の位置修正装置。
3. 【請求項３】 被位置合わせ体が円板形状に形成された
   ステムであり、位置決め部がこのステムの外周に没設さ
   れている切欠部であり、ステムが支持治具に、その一部
   がこの支持治具に形成された収容部に回転自在に挿入さ
   れて回転自在に支持されるとともに、切欠部が支持治具
   の収容部周りに形成された位置決め凸部に係合するよう
   に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の位
   置修正装置。