JPH08279654A - 半導体レーザの外観検査方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安価な装置で複数項目の外観検査を短時間で
自動的に行って良否の分別をすることができる半導体レ
ーザの外観検査方法およびその装置を提供する。 【構成】 半導体レーザについて複数項目の外観検査を
行う半導体レーザの外観検査方法であって、半導体レー
ザをウォーキングビーム方式により搬送シュータ１上で
順次搬送し、該搬送シュータの上方に前記ウォーキング
ビームのピッチまたはその整数倍の間隔で設けられた複
数個の検査用カメラ５により前記半導体レーザを搬送さ
せながら複数項目の外観検査を行い、前記外観検査の結
果により前記半導体レーザの良否の分別をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザの外観検査
方法およびその装置に関する。さらに詳しくは、複数項
目の外観検査をすべて自動的に行え、省人化と検査レベ
ルの統一化を実現できる半導体レーザの外観検査方法お
よびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザは、たとえば図５にその断
面説明図が示されるように、レーザダイオード（以下、
ＬＤという）チップ２１がシリコン基板などからなるサ
ブマウント２２にボンディングされ、サブマウント２２
がステム２３に固着され、ＬＤチップ２１の一方の電極
はサブマウント２２を介してリード線２４に接続され、
他方の電極は金線などのワイヤ２６を介してリード線２
５に接続され、ＬＤチップ２１およびサブマウント２２
部全体が窓ガラス２７を有するキャップ２８により覆わ
れている。

【０００３】このような半導体レーザでは、たとえば窓
ガラス２７に傷がついているとレーザビームが曲げられ
たり、減衰したりするととにも、使用中にクラックが入
って気密性がなくなり信頼性が低下するため、電気的性
能試験のほかに外観検査が行われる。

【０００４】この種の半導体レーザの外観検査の項目と
しては、（１）窓ガラス２７のキズ、ワレ（図５のＡ参
照）、（２）ＬＤチップ２１の発光端面（図５のＢ参
照）の異物付着やワレ、（３）サブマウント２２の端面
（ＳＳ端面、図５のＣ参照）のＬＤチップ２１の下側に
おける異物付着、ワレ、キズ（異物付着やワレ、キズな
どがあると窓ガラス２７または外部からの入射光の反射
が不規則となりノイズの原因になる）、（４）キャップ
２８の上面（図５のＤ参照）の凹凸、キズ（変形がある
と窓ガラス２７に歪みがかかり、後に窓ガラス２７の割
れなどが発生し易く信頼性が低下する）、（５）ステム
２８の基準面（図５のＥ参照）の異物付着やキズ（異物
などが付着していると取付時の平面度が出ない）、
（６）ワイヤ２６のボンディング状態や高さ（図５のＦ
参照）（ボンディング状態が充分でないと後に剥れなど
が生じ、また高すぎると振動などによりキャップ２８に
接触するおそれがあり、また、低いとＬＤチップに接触
するおそれがあり、いずれも信頼性が低下する）などの
項目の検査が行われる。

【０００５】これらの外観検査は通常顕微鏡で行われる
が、キャップ２８の外径がたとえば３．５５ｍｍ程度、
高さがたとえば２．３７ｍｍ程度ある大きさのものの中
心部、外周部および上部、下部の種々の位置の検査を行
わなければならないため、従来は手動で図６に示される
ように、女性オペレータが検査用半導体レーザが収納さ
れたパレットを顕微鏡で観察しながら１項目ごと顕微鏡
の倍率を変えたり、焦点位置を調整しながら目視で検査
をしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の手動による検査
では、半導体レーザ１個あたりの検査時間が１．５秒程
度かかり、工数がかかりコストアップになるとともに、
検査員間の検査レベルのバラツキ、同じ検査員でも目の
疲労による検査レベルのバラツキなどにより検査レベル
が一定せず、信頼性がよくないという問題がある。

【０００７】一方、外観検査を自動化しようとしても複
数の検査項目でその場所、内容が異なるため、完全な自
動化のためには高価な装置になるという問題がある。

【０００８】本発明はこのような問題を解決し、安価な
装置で複数項目の外観検査を短時間で自動的に行って良
否の分別をすることができる半導体レーザの外観検査方
法およびその装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体レーザの
外観検査方法は、半導体レーザについて複数項目の外観
検査を行う方法であって、半導体レーザをウォーキング
ビーム方式により搬送シュータ上で順次搬送し、該搬送
シュータの上方に前記ウォーキングビームのピッチまた
はその整数倍の間隔で設けられた複数個の検査用カメラ
により前記半導体レーザを搬送させながら複数項目の外
観検査を行い、前記外観検査の結果により前記半導体レ
ーザの良否の分別をすることを特徴とする。

【００１０】前記外観検査による不良品の半導体レーザ
を前記搬送シュータから不良品収納用パレットに移送
し、良品の半導体レーザをウォーキングビーム方式によ
り搬送シュータ上をさらに搬送させて良品収納用パレッ
トに移送することが、良品と不良品の分別を簡単にする
ことができるため好ましい。

【００１１】前記外観検査後の良品の半導体レーザを搬
送させる駆動部と前記外観検査までの半導体レーザを搬
送させる駆動部とを異ならせることにより、前記外観検
査後の不良品の半導体レーザの移送により前記搬送シュ
ータに生じた欠落部を詰め、前記良品収納用パレットに
空欄なく整列させることが、そのままユーザなどに出荷
することができるため好ましい。

【００１２】本発明の半導体レーザの外観検査装置は、
半導体レーザを搬送する搬送シュータと、該搬送シュー
タ上で前記半導体レーザをウォーキングビーム方式で送
りレバーにより搬送する第１の搬送手段と、前記送りレ
バーの送りピッチと合わせて一定間隔で設けられ該送り
レバーとともに半導体レーザの位置決めをする位置決め
具と、該送りレバーおよび位置決め具により位置決めさ
れた半導体レーザの上部に位置するように一定間隔で複
数個設けられた検査用カメラと、検査後の不良品の半導
体レーザを不良品収納用パレットに移送する不良品ハン
ドリング手段と、検査後の良品の半導体レーザを良品収
納用パレットに移送する良品ハンドリング手段とを有す
る。

【００１３】前記検査後の良品の半導体レーザを前記搬
送シュータ上でウォーキングビーム方式によりさらに搬
送させる第２の搬送手段を有し、該第２の搬送手段が前
記第１の搬送手段と独立して駆動され、前記不良品ハン
ドリング手段により不良品が移送されて生じた前記搬送
シュータ上の欠落部が詰められうることが、最終の良品
の半導体レーザのみパレット内に空欄なく整列させるこ
とができるため、そのまま出荷することができて好まし
い。

【００１４】前記搬送シュータに被検査品収納用パレッ
トから半導体レーザをセッティングする第１のハンドリ
ング手段と、前記被検査品収納用パレットを複数個収納
する収納箱から該被検査品収納用パレットを１個ずつ取
り出すとともに空になった該被検査品収納用パレットを
前記収納箱に戻すパレット移送手段とをさらに有するこ
とにより、搬送シュータへの検査される半導体レーザの
セッティングが容易にできるため好ましい。

【００１５】

【作用】本発明によれば、搬送シュータ上をウォーキン
グビーム方式により一定ピッチで半導体レーザを搬送さ
せながら搬送シュータの上方に一定間隔で配設された複
数個の検査用カメラにより観察するため、各検査項目ご
とにカメラの倍率および焦点を合わせておくことがで
き、搬送シュータ上で半導体レーザを搬送させながら、
微調するだけで各カメラで必要な場所の観察をすること
ができる。それぞれのカメラで観察した画像は、たとえ
ば画像処理がなされ、検査項目であるキズなどの基準の
大きさと比較され良否の判断をコンピュータで直ちに判
定し、複数の検査項目であるいずれかのカメラにより観
察した画像により不良品であることが判明したばあいに
は、たとえば複数のカメラの下を通過し終わったところ
で不良品ハンドリング手段により不良品収納用パレット
に移送される。良品の半導体レーザは、たとえばそのま
ま搬送シュータで搬送され、ついで良品収納用パレット
に移送されることにより、半導体レーザの良否の分別が
行われる。

【００１６】前記検査後の良品である半導体レーザの第
２の搬送手段を検査が行われるまでの第１の搬送手段と
独立して駆動できるようにすることにより、検査後に不
良品の除去により生じた搬送シュータ上の欠落部を詰め
ることができ、良品収納用パレットに良品の半導体レー
ザを移送するとき、空欄なく整列させることができる。

【００１７】本発明の外観検査装置によれば、搬送シュ
ータ上で半導体レーザをウォーキングビーム方式で送り
レバーにより一定ピッチずつ搬送させ、該送りレバー
と、送りレバーの送りピッチと同じかまたはその整数倍
の一定間隔ごとに設けられた位置決め具により搬送シュ
ータ上で位置決めしてその上方のカメラで半導体レーザ
を観察できるため、常に一定の方向で一定の位置を正確
に観察することができる。

【００１８】

【実施例】つぎに、図面を参照しながら本発明の半導体
レーザの外観検査方法およびその装置について説明す
る。

【００１９】図１は本発明の半導体レーザの外観検査装
置の一実施例の上面説明図、図２は半導体レーザを整列
させたパレットを収納する収納箱の概略図、図３は半導
体レーザが整列されたパレットを示す図、図４は搬送シ
ュータ上で半導体レーザを搬送させながら位置決めをす
る送りレバーと位置決め具の説明図である。

【００２０】図１において、１は半導体レーザ（図示せ
ず）を搬送させる搬送シュータ、３は搬送シュータ上で
半導体レーザを一定ピッチでウォーキングビーム方式で
搬送させる第１の搬送手段、４は同じく第２の搬送手
段、５（５ａ、５ｂ、・・・５ｆ）は搬送シュータ１の
上方に設けられ、下側にきた半導体レーザを観察する検
査用カメラ、６は被検査品収納用パレット１５ａの載置
台、７は被検査品収納用パレット１５ａから検査される
半導体レーザを搬送シュータ１上に移送する、たとえば
真空吸着ハンドなどからなる第１のハンドリング手段、
８は不良品の半導体レーザを収納する不良品収納用パレ
ット１５ｂの載置台、９は不良品の半導体レーザを搬送
シュータ１から不良品収納用パレット１５ｂに移送する
不良品ハンドリング手段、１０は良品の半導体レーザを
載置する良品収納用パレット１５ｃの載置台、１１は搬
送シュータ１から良品収納用パレット１５ｃに移送する
良品ハンドリング手段、１２は図２に示されるような、
たとえば被検査品収納パレット１５ａがたとえば１５段
程度に収納される棚１４ａを有する収納箱１４が図１に
示されるように１５個程度２列に並置され、順次反時計
回りに回転するように配列された収納箱ロード、１３は
空の良品収納用パレットが収納された収納箱１４が同様
に配列された収納箱アンロードである。

【００２１】この装置で収納箱ロード１２には、図３に
示されるような検査される半導体レーザ２が満載された
被検査品収納パレット１５ａが挿入された収納箱１４が
収納箱ロード１２の上方に持ち上げられた状態で配列さ
れており、被検査品収納用パレット１５ａの載置台６に
一番近い収納箱１４１の最下段から被検査品収納用パレ
ット１５ａが、図示しないパレット移送手段により取り
出されて載置台６上に載置される。載置台６上に載置さ
れた被検査品収納用パレット１５ａから第１のハンドリ
ング手段７により、たとえば一列の１０個ごと搬送シュ
ータ１に移送し、すべての半導体レーザの移送が終った
ら、前述の図示しないパレット移送手段により元の収納
箱１４１に戻され、収納箱１４１がパレットの１段分降
下する。そののち同様に検査される半導体レーザが配列
された２段目の被検査品収納用パレット１５ａが載置台
６に移送され、空になったパレット１５ａが戻され、全
ての被検査品収納パレット１５ａが空になるまで繰り返
される。そののち収納箱１４が、反時計方向に１個分回
転して同様に次々と検査される半導体レーザが搬送シュ
ータ１に供給される。

【００２２】搬送シュータ１に供給された半導体レーザ
２は、図４に示されるような一定ピッチで設けられた送
りレバー１６により加えられ、図示しない駆動装置によ
りそのピッチ分だけ移動させて送りレバー１６はまた元
に戻り、つぎの半導体レーザ２をくわえて１ピッチ分移
動させるウォーキングビーム方式で搬送される。本発明
では１ピッチ分移動したところに位置決め具１７が設け
られており、図４（ｂ）に示されるように、送りレバー
１６の２点Ｇ、Ｈと位置決め具１７の位置決めプレート
１７ａの２点Ｉ、Ｊとにより半導体レーザ２の位置を正
確に位置決めできるようにされている。なお、位置決め
具１７は、位置決めプレート１７ａが板バネ１７ｂを介
してレバー１７ｃと固定されており、位置決めプレート
１７ａの突出部が半導体レーザ２の溝部と嵌合していな
いばあいには位置決めプレート１７ａがバネを利用して
逃げ、半導体レーザ２に傷をつけないようにされてい
る。１７ｄは回転軸で半導体レーザ２をさらに搬送する
とき、位置決めプレート１７ａが半導体レーザ２から解
除されるように図示しない駆動機構で回転される。

【００２３】位置決め具１７と送りレバー１６とで位置
決めされた半導体レーザ２の上方にはＣＣＤカメラなど
からなる検査用カメラ５が設置されている。検査用カメ
ラ５は図１に示されるように、搬送シュータ１に沿って
複数個並列して設けられ、各検査用カメラ５はそれぞれ
の検査項目に応じて倍率や焦点位置が調節されており、
検査用カメラ５の下側に位置決めされた半導体レーザ２
はそのカメラ５の検査項目に該当する部分が観察され、
その結果は画像信号として直ちに図示しないコンピュー
タに送られ、画像処理されて基準の画像データと比較さ
れ良否の判断がなされる。

【００２４】検査用カメラ５は、第１番目のカメラ５ａ
がたとえば前述の図５に示される窓ガラス２７のキズ、
ワレなどの検出用として用いられ、窓ガラス２７のＡ面
に焦点が合わされるとともに、下側のＬＤチップなどと
色差で区別するため、カラーで撮像し画像処理される。
倍率は約７５倍に設定されている。２番目のカメラ５ｂ
は、たとえばＬＤ端面の異物付着やワレの有無を検査す
るため図５のＢ部に焦点が合わされ、倍率は高くたとえ
ば約２１６倍程度に設定されている。さらに、３番目の
カメラ５ｃはＬＤチップ２１の下側のサブマウント２２
のワレや異物、キズの有無を検査するため、図５のＣ部
に焦点が合わされ、ＳＳ端面の検査がされる。なお、Ｓ
Ｓ端面はＬＤ端面より大きいため、倍率は２番目のカメ
ラより小さく、たとえば約１０８倍程度に設定されてい
る。さらに４番目のカメラ５ｄはキャップ２８の上面の
凹凸やキズなどを検査するため、図５のＤ部に焦点が合
わせられるとともに、広い範囲の検査であり、しかも細
かな凹凸やキズを検査する必要はなく、大きな凹凸やキ
ズのみを検査すればよいため、倍率はさらに小さく、た
とえば約２２倍程度に設定される。また、５番目のカメ
ラ５ｅはステム２３の基準面のキズや異物の付着を検査
するもので、図５のＥ部に焦点が合わされ、倍率も前述
のキャップ２８の上面と同様に広い範囲の検査で、倍率
はたとえば約１８倍程度に設定されている。さらに、６
番目のカメラ５ｆはワイヤのボンディング状態やボンデ
ィングされたワイヤの高さなどを測定するもので、開口
部斜め上方から照明をあて、ワイヤを白く写しだすこと
によりワイヤの高さを画像処理により知ることができ、
ＬＤからサブマウント間のワイヤが焦点を合わせられ、
たとえば約１６７倍程度の倍率に設定されている。

【００２５】以上のように本発明の検査用カメラ５は、
検査項目ごとにその目的に合わせて倍率や焦点位置など
が設定されているため、ウォーキングビーム方式により
カメラ５の下側に半導体レーザが搬送されるごとに微調
をするだけで直ちに表面状態などを観察することかで、
しかもその画像をコンピュータで画像処理することによ
り直ちに良否を判定することができる。そのため、半導
体レーザ２を搬送しながら外観検査をすることができ、
従来１個あたり１．５秒程度の検査時間を要していたも
のを人手を要することなく、０．５秒程度で検査するこ
とができる。

【００２６】各検査用カメラ５の下側を通過した半導体
レーザ２において、いずれかの検査項目で不良品と判定
されたものは、不良品ハンドリング手段９により不良品
収納用パレット１５ｂに移送され、良品とされたものは
そのまま搬送シュータ１上で第２の搬送手段４により順
次搬送される。不良品ハンドリング手段９は第１のハン
ドリング手段と同様に真空吸着ハンドなどで構成するこ
とができる。

【００２７】本実施例では第２の搬送手段４の駆動部を
第１の搬送手段３の駆動部と別に設けているため、不良
品ハンドリング手段９により不良品収納用パレット１５
ｂに半導体レーザ３を移送して搬送シュータ１上に欠落
部が生じたばあいに第２の搬送手段４を一旦停止させる
ことによりつぎの良品が搬送シュータ１上に連続して整
列し、良品収納用パレット１５ｃに良品ハンドリング手
段１１により移送する際に空欄なく詰まって整列される
ため、そのまま良品を出荷することができる。なお、良
品ハンドリング手段１１は第１のハンドリング手段７と
同様に構成される。また、前述の収納箱ロード１２から
被検査品収納用パレット１５ａを１個１個取り出して空
になったのを戻すのと同様に、図示しないパレット移送
手段により、収納箱アンロード１３から空の良品収納用
パレット１５ｃを取り出し、良品の半導体レーザ２が満
載された良品収納用パレット１５ｃが収納箱１４に戻さ
れる。収納箱アンロード１３内の収納箱の移動も収納箱
１２と同様に操作される。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、半導体レーザの複数項
目の外観検査を行うのに、複数個の検査用カメラをそれ
ぞれの検査項目に適合させて搬送シュータの上方に配設
しているため、ウォーキングビーム方式により搬送シュ
ータ上で半導体レーザを搬送させながら自動的に外観検
査をすることができる。その結果、省人化できるととも
に短時間で外観検査をすることができてコストダウンを
図れるとともに、主観的な判断となり基準が一定しにく
い外観検査のレベルを一定にすることができ検査レベル
の一定化を達成できる。そのため品質の一定した半導体
レーザが安価にえられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の外観検査装置の一実施例の概略説明図
である。

【図２】半導体レーザを載置したパレットを収納する収
納箱の一例の斜視図である。

【図３】パレットに半導体レーザを載置した状態を示す
説明図である。

【図４】図１の搬送手段の送りレバー部と位置決め具の
関係を説明する図である。

【図５】半導体レーザの一例の断面説明図である。

【図６】従来の半導体レーザの外観検査の方法を説明す
る図である。

【符号の説明】

１ 搬送シュータ ２ 半導体レーザ ３ 第１の搬送手段 ４ 第２の搬送手段 ５ 検査用カメラ ７ 第１のハンドリング手段 ９ 不良品ハンドリング手段 １１ 良品ハンドリング手段 １６ 送りレバー １７ 位置決め具

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザについて複数項目の外観検
   査を行う半導体レーザの外観検査方法であって、半導体
   レーザをウォーキングビーム方式により搬送シュータ上
   で順次搬送し、該搬送シュータの上方に前記ウォーキン
   グビームのピッチまたはその整数倍の間隔で設けられた
   複数個の検査用カメラにより前記半導体レーザを搬送さ
   せながら複数項目の外観検査を行い、前記外観検査の結
   果により前記半導体レーザの良否の分別をする半導体レ
   ーザの外観検査方法。
2. 【請求項２】 前記外観検査による不良品の半導体レー
   ザを前記搬送シュータから不良品収納用パレットに移送
   し、良品の半導体レーザをウォーキングビーム方式によ
   り搬送シュータ上をさらに搬送させて良品収納用パレッ
   トに移送する請求項１記載の外観検査方法。
3. 【請求項３】 前記外観検査後の良品の半導体レーザを
   搬送させる駆動部と前記外観検査までの半導体レーザを
   搬送させる駆動部とを異ならせることにより、前記外観
   検査後の不良品の半導体レーザの移送により前記搬送シ
   ュータに生じた欠落部を詰め、前記良品収納用パレット
   に空欄なく整列させる請求項２記載の外観検査方法。
4. 【請求項４】 半導体レーザを搬送する搬送シュータ
   と、該搬送シュータ上で前記半導体レーザをウォーキン
   グビーム方式で送りレバーにより搬送する第１の搬送手
   段と、前記送りレバーの送りピッチと合わせて一定間隔
   で設けられ該送りレバーとともに半導体レーザの位置決
   めをする位置決め具と、該送りレバーおよび位置決め具
   により位置決めされた半導体レーザの上部に位置するよ
   うに一定間隔で複数個設けられた検査用カメラと、検査
   後の不良品の半導体レーザを不良品収納用パレットに移
   送する不良品ハンドリング手段と、検査後の良品の半導
   体レーザを良品収納用パレットに移送する良品ハンドリ
   ング手段とを有する半導体レーザの外観検査装置。
5. 【請求項５】 前記検査後の良品の半導体レーザを前記
   搬送シュータ上でウォーキングビーム方式によりさらに
   搬送させる第２の搬送手段を有し、該第２の搬送手段が
   前記第１の搬送手段と独立して駆動され、前記不良品ハ
   ンドリング手段により不良品が移送されて生じた前記搬
   送シュータ上の欠落部が詰められうる請求項４記載の外
   観検査装置。
6. 【請求項６】 前記搬送シュータに被検査品収納用パレ
   ットから半導体レーザをセッティングする第１のハンド
   リング手段と、前記被検査品収納用パレットを複数個収
   納する収納箱から該被検査品収納用パレットを１個ずつ
   取り出すとともに空になった該被検査品収納用パレット
   を前記収納箱に戻すパレット移送手段とをさらに有する
   請求項４または５記載の外観検査装置。