(57)【要約】【課題】高価な画像処理システムを使用することなく簡単な装置構成で二つの電子部品の相対位置を保持した状態でベースに実装可能とする電子部品のダイボンディング方法を提供する。【解決手段】マウント側に設けられたベース２２を位置出した後、アライメント側に設けられたチップ位置出し機構部１のそれぞれの位置決めブロック７、８上に半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６を載置する。そして、チップ位置出し機構部１により半導体レーザチップ５を位置出しした後、この半導体レーザチップ５を基準としてフォトディテクタチップ６を、該チップ位置出し機構部１により所定の相対位置となるように位置出しを行い、位置出しされた両チップを同時に吸着して、アライメント側からマウント側へ移送し、これら二つの半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６を同時に前記ベース２２に実装させる。【選択図】  図５
2004363399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二つの電子部品をそれぞれの位置に実装させるチップ実装面を有したベースを、マウント側のベース位置出し機構部上にセットし、このベース位置出し機構部によって前記ベースを位置出しする工程と、
前記各チップ実装面に前記電子部品を固定させるボンディング用ペーストを塗布する工程と、
前記マウント側と離れた位置のアライメント側に設けられた、前記二つの電子部品の相対位置を位置出しするチップ位置出し機構部のそれぞれの位置決めブロック上に各電子部品を載置する工程と、
前記チップ位置出し機構部により前記一方の電子部品を位置出しした後、この電子部品を基準として他方の電子部品を、該チップ位置出し機構部により前記位置出しされた一方の電子部品に対して所定の相対位置となるように位置出しをする工程と、
これら二つの電子部品の相対位置が出された状態を保持させた状態で前記各位置決めブロック上の二つの電子部品を同時に吸着する工程と、
吸着保持した二つの前記電子部品を、チップの位置出しを行うアライメント側からチップの実装を行うマウント側へ移送し、これら二つの電子部品を同時に前記ベースの各チップ実装面に実装する工程とを備えた
ことを特徴とする電子部品のダイボンディング方法。
【請求項２】
電子部品の位置出しを行うアライメント側に設けられ、少なくとも二つの電子部品をそれぞれの位置決めブロック上に載置し、その載置位置を第１の撮像手段で撮影して画像表示手段に表示させながらこれら二つの電子部品の相対位置を、各チップ位置出し手段によって位置出しをするチップ位置出し機構部と、
前記チップ位置出し機構部により相対位置が出された二つの電子部品を同時に吸着して前記各位置決めブロックから取り出す吸着ヘッドと、
前記電子部品をそれぞれの位置に実装させるチップ実装面を有したベースを、前記アライメント側と離れた位置のマウント側に設けられたベース位置出し手段上に載置し、そのチップ実装面を第２の撮像手段で撮影して前記画像表示手段に表示させながら該ベース位置出し手段によって前記ベースを位置出しするベース位置出し機構部と、
前記電子部品を吸着させた前記吸着ヘッドを、少なくともアライメント側からマウント側へ移送させて前記ベースへと下降させ、該吸着ヘッドに吸着させた二つの前記電子部品を同時に前記各チップ実装面に実装させる移送機構部とを備えた
ことを特徴とするダイボンディング装置。
【請求項３】
請求項２記載のダイボンディング装置であって、
前記吸着ヘッドは、各電子部品を吸着させるそれぞれのヘッドと、各ヘッドを所定の力で前記位置決めブロック上又は前記チップ実装面に押し付ける押圧手段と、各ヘッドの高さ位置を調整可能とする高さ調整手段とからなる
ことを特徴とするダイボンディング装置。
【請求項４】
請求項２記載のダイボンディング装置であって、
前記第１の撮像手段及び第２の撮像手段には、前記二つの電子部品の相対位置に応じてこの第１の撮像手段及び第２の撮像手段を移動自在とする位置出し手段が設けられている
ことを特徴とするダイボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子部品のダイボンディング方法及びダイボンディング装置に関する。詳しくは、高価な画像処理システムなどを使用することなく、二つの電子部品の位置関係を高精度に保って簡単な方法で実装可能とする実装技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、光学ピックアップ装置を製造するに際しては、半導体レーザチップとフォトディテクタチップとはそれらの相対位置関係が非常に重要であり、これらの相対位置を高精度に位置決めしてベースにダイボンディングする高度な実装技術が要求される。
【０００３】
図６は従来のダイボンディング方法の一例を示すフローチャートであり、図７はそのダイボンディング方法で使用されるダイボンディング装置の一例を示す装置構成図である。
【０００４】
ダイボンディング装置は、図７に示すように、ベースに実装する前に半導体チップの位置調整を行うアライメント側の第１実装機１０１と、位置調整された半導体チップをベースに実装するマウント側の第２実装機１０２と、アライメント側とマウント側との間を移動し且つ上下方向に移動自在なバキュームヘッド１０３とから構成される。
【０００５】
第１実装機１０１は、Ｘ方向及びＹ方向に移動自在で且つ面内方向（水平方向）に回転自在なＸＹθステージ１０４と、このＸＹθステージ１０４上に配置されたチップセット部１０５と、このチップセット部１０５上に載置された半導体レーザチップ又はフォトディテクタチップである半導体チップ１０６の載置位置を撮影する第１ＣＣＤカメラ１０７とから構成される。
【０００６】
第２実装機１０２もほぼ同様の構成であり、Ｘ方向及びＹ方向に移動自在で且つ面内方向に回転自在なＸＹθステージ１０８と、このＸＹθステージ１０８上に配置されたベース１０９と、このベース１０９のチップ実装面に塗布された銀ペースト１１０上に置かれた半導体チップ１０６の載置位置を撮影する第２ＣＣＤカメラ１１１とから構成される。
【０００７】
バキュームヘッド１０３は、アライメント側の第１実装機１０１とマウント側の第２実装機１０２との間を移動し且つ上下方向に昇降動自在とされている。かかるバキュームヘッド１０３は、真空吸着によって半導体チップ１０６をその先端面に吸引保持し、該半導体チップ１０６をチップセット部１０５の載置面に置くと共に、位置決めされた半導体チップ１０６を再び吸着させてマウント側に移送（移載）させ、該半導体チップ１０６をベース１０９のチップ実装面に載置させる。そして、このバキュームヘッド１０３は、半導体チップ１０６の位置合わせが終了したら、ベース１０９毎吸引してこのベース１０９をキュア工程に移送させるように動作する。
【０００８】
前記したダイボンディング装置を用いて半導体レーザチップとフォトディテクタチップを同一のベース１０９上に所定の相対位置として実装するには、図６のフローチャートに示すように、先ずステップＳ１の工程で、第２実装機１０２のＸＹθステージ１０８上にベース１０９をセットする。次に、ステップＳ２の工程で、ベース１０９をＸＹθステージ１０８によって所定状態となるように位置出しを行う。
【０００９】
次に、ステップＳ３の工程で、半導体チップ１０６を実装させるベース１０９のチップ実装面上に銀ペースト１１０を塗布する。続いて、ステップＳ４の工程で、第１実装機１０１のチップセット部１０５上に例えば半導体レーザチップ（図６ではチップ１と表記してある）である半導体チップ１０６を載せる。そして、次のステップＳ５の工程では、第１ＣＣＤカメラ１０７によって半導体チップ１０６の前記チップセット部１０５に対する実装位置を撮影し、その実装位置をモニターで確認しながら当該半導体チップ１０６が所定の状態となるようにＸＹθステージ１０４を使用して位置出しを行う。
【００１０】
次に、ステップＳ６の工程では、位置出しが終了した半導体チップ１０６をバキュームヘッド１０３で吸引保持させる。そして、次のステップＳ７の工程では、バキュームヘッド１０３に吸引保持した半導体チップ１０６をマウント側まで移送させた後、第２ＣＣＤカメラ１１１により半導体チップ１０６のチップ実装面に対する実装位置を撮影してその実装位置をモニターで確認しながら当該半導体チップ１０６が所定の状態となるようにＸＹθステージ１０８を使用して位置出しを行う。
【００１１】
次に、ステップＳ８の工程では、バキュームヘッド１０３によってＸＹθステージ１０８からベース１０９毎吸引させて、このベース１０９をキュア工程へと移送させる。そして、ステップＳ９の工程で、取り出したベース１０９の銀ペースト１１０を熱処理して半導体チップ１０６をベース１０９のチップ実装面に固定させる。
【００１２】
次に、ステップＳ１０の工程において、半導体レーザチップを実装させたベース１０９を再び第２実装機１０２のＸＹθステージ１０８上にセットする。そして、次のステップＳ１１の工程では、前記ベース１０９に実装させた半導体チップ１０６を基準として、当該ベース１０９をＸＹθステージ１０８により所定状態となるように位置出しを行う。
【００１３】
次に、ステップＳ１２の工程で、フォトディテクタチップを実装させるベース１０９のチップ実装面上に銀ペースト１１０を塗布する。続いて、ステップＳ１３の工程で、チップセット部１０５上にフォトディテクタチップ（図６ではチップ２と表記してある）である半導体チップ１０６を載せる。そして、次のステップＳ１４の工程では、第１ＣＣＤカメラ１０７によって半導体チップ１０６の前記チップセット部１０５に対する実装位置を撮影し、その実装位置をモニターで確認しながら当該半導体チップ１０６が所定の状態となるようにＸＹθステージ１０４を使用して位置出しを行う。
【００１４】
次に、ステップＳ１５の工程では、位置出しが終了した半導体チップ１０６をバキュームヘッド１０３で吸引保持させる。そして、次のステップＳ１６の工程では、バキュームヘッド１０３に吸引保持した半導体チップ１０６をマウント側まで移送させた後、第２ＣＣＤカメラ１１１により半導体チップ１０６のチップ実装面に対する実装位置を撮影してその実装位置をモニターで確認しながら先に実装した半導体チップ１０６に対して所定の相対的位置となるように前記半導体チップ１０６をＸＹθステージ１０８によって位置出しする。
【００１５】
次に、ステップＳ１７の工程では、バキュームヘッド１０３によってＸＹθステージ１０８からベース１０９毎吸引させて、このベース１０９をキュア工程へ移送させる。そして、ステップＳ１８の工程で、取り出したベース１０９上の銀ペースト１１０を熱処理して半導体チップ１０６をベース１０９のチップ実装面に固定させる。これで、半導体レーザチップとフォトディテクタチップの二つの半導体チップ１０６のベース１０９に対するダイボンディングが終了する。
【００１６】
この他、半導体チップを位置決めして所定の位置に実装させる技術としては、例えば、寸法形状の異なる数種類の半導体チップを制御部で判断して所望の半導体チップを移送機構部にてチップ位置決め部に移送し、そのチップ位置決め部に設けた逆多角錐形状の窪みに半導体チップを挿入させ、この窪みに半導体チップを収容させることによって該半導体チップの位置決めを行い、さらにボンディングツールでこの窪みから半導体チップを取り出し、搭載部に設けた基板の所定位置に実装させる技術が知られている（例えば、特許文献１など参照）。
【００１７】
また、この他、半導体ウエハからベアチップを取り出し、該ベアチップを検査台上に移送させて検査機構にてチップ状態を検査した後、ボンディングヘッドでベアチップを吸着して検査位置から実装基板上へと移動させ、実装部でベアチップをボンディングさせるために、半導体ウエハを複数配置させた数台の載置台と、実装基板上にベアチップを実装させる実装機構を複数台設けた装置が知られている（例えば、特許文献２など参照）。
【００１８】
さらに、この他、リードフレーム供給部からリードフレームを搬送部へと供給し、該搬送部で寸法形状の異なる半導体素子に対応した複数個の半田供給装置の中からその大きさに応じた半田供給装置を使用して半田材を供給させた後、その半田材の上に、同様に寸法形状の異なる半導体素子に対応して設けた数種類のチャックの中から適切なチャックを使用して半導体素子を位置決め部に搬送させ、位置決めを行った後、半導体素子を接合部に搬送してリードフレーム上に実装させる半導体製造装置が知られている（例えば、特許文献３など参照）。
【００１９】
【特許文献１】
特開平３−２１９６４７号公報（第５頁及び第６頁、図１〜図４）
【特許文献２】
特開２００１−１５０２５５号公報（第３頁及び第４頁、図１及び図２）
【特許文献１】
特開平４−７６９２６号公報（第４頁〜第６頁、図１〜図４）
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した図６のフローチャートで示すチップ実装方法では、半導体レーザチップとフォトディテクタチップは、それぞれ別工程で１個づつ位置決めを行った後にベース１０９にダイボンディングされている。このため、半導体レーザチップとフォトディテクタチップの相対位置関係を高精度にするためには、それぞれの実装工程にて高価な画像処理システムや高精度位置決め機構や高精度移送機構が必要となる。その結果、ダイボンディング装置が複雑な構造となり、また価格も非常に高くなってしまい、ダイボンディング装置の運営、維持、管理も面倒なものとなる。
【００２１】
特に、図６のフローチャートで示す各工程にて半導体チップ１０６を実装する場合は、半導体レーザチップとフォトディテクタチップのダイボンディング工程が分かれているため、それぞれのダイボンディング工程の後に銀ペースト１１０などの接着剤を恒温槽にて硬化させる必要があり、リードタイムが長くなり、また、それぞれの工程が増えるので作業時間が長くなるという課題がある。
【００２２】
そこで、本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、高価な画像処理システムを使用することなく簡単な装置構成で二つの電子部品の相対位置を高精度に保持した状態で実装可能とし、さらには、電子部品実装後のキュア工程を１回で行うことができ、リードタイムの短縮を図ることのできる電子部品のダイボンディング方法及びダイボンディング装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品のダイボンディング方法は、二つの電子部品の相対位置が出された状態を保持させた状態で、各位置決めブロック上の二つの電子部品を同時に吸着する工程と、吸着保持した二つの電子部品を、チップの位置出しを行うアライメント側からチップの実装を行うマウント側へ移送し、これら二つの電子部品を同時にベースに形成した各チップ実装面に実装する工程とを備えている。
【００２４】
本発明の電子部品のダイボンディング方法によれば、二つの電子部品の相対位置を位置出しした後に、その相対位置を保持させた状態でこれら二つの電子部品を同時に吸着してアライメント側からマウント側に移送させ、これら電子部品を同時にベースの各チップ実装面に実装させていることから、二つの電子部品の相対位置を精度良く保った状態での実装が行え、しかも１回の実装工程で済むことになり、製造工程が大幅に短縮される。
【００２５】
また、本発明のダイボンディング装置は、チップの位置出しを行うアライメント側に設けられた、二つの電子部品の相対位置を位置出しするチップ位置出し機構部と、相対位置が出された二つの電子部品を同時に吸着する吸着ヘッドと、電子部品をそれぞれの位置に実装させるチップ実装面を有したベースを、前記アライメント側と離れたマウント側に設けられたベース位置出し手段上に載置し、チップ実装面がマウント基準位置となるように該ベース位置出し手段によって前記ベースを位置出しするベース位置出し機構部と、電子部品を吸着させた吸着ヘッドを、アライメント側からマウント側へ移送させて前記ベースへと下降させ、当該吸着ヘッドに吸着させた二つの前記電子部品を同時に各チップ実装面に載置させる移送機構部とを備える。
【００２６】
本発明のダイボンディング装置によれば、チップ位置出し機構部によって相対位置を出した二つの電子部品を、吸着ヘッドで同時に吸着し、その相対位置関係を保持させた状態でアライメント側からマウント側へ移送機構部によって移送し、これら二つの電子部品を同時にベース位置出し機構部上に設けたベースの各チップ実装面に載置させると、その精度が保持されたままの状態でベースに電子部品が実装されることなる。このため、二つの電子部品を１回の実装工程で実装し得ることが可能となりる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態は、光学ピックアップ装置を構成する、二つの電子部品である半導体レーザチップとフォトディテクタチップの相対位置を高精度なものとしてチップ実装基台であるベースに実装可能とするダイボンディング方法と、その方法を実現するダイボンディング装置に、本発明を適用したものである。
【００２８】
［ダイボンディング装置の構成］
先ず、ダイボンディング装置の構成を図面を参照して説明する。図１はダイボンディング装置の全体を示す正面図であり、図２はチップ位置出し機構部に設けられたチップ位置出し手段を示し、（ａ）は位置決めブロック上に電子部品が載置された状態を示す平面図、（ｂ）はチップ位置出し手段を示す平面図である。
【００２９】
本実施の形態のダイボンディング装置は、半導体レーザチップとフォトディテクタチップの相対位置を位置出しするチップ位置出し機構部１と、このチップ位置出し機構部１により相対位置が出された、これら二つの半導体レーザチップとフォトディテクタチップを同時に吸着する吸着ヘッド２と、半導体レーザチップとフォトディテクタチップをそれぞれの位置に実装させるベースを位置出しするベース位置出し機構部３と、吸着ヘッド２をアライメント側からチップ実装を行うマウント側へ移送させて吸着ヘッド２に吸着させた二つの半導体レーザチップとフォトディテクタチップを同時にベースに載置させるチップ移送機構部４とを備えている。
【００３０】
「チップ位置出し機構部」
チップ位置出し機構部１は、図１に示すように、半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６を載置させるそれぞれの位置決めブロック７、８と、各位置決めブロック７、８上に載置させた半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６を所定の方向に位置調整可能とするチップ位置出し手段である第１のＸＹθステージ９及び第２のＸＹθステージ１０と、各位置決めブロック７、８上に載置させた半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６の載置位置を撮影する第１の撮像手段であるチップ位置決め用カメラ１１と、このチップ位置決め用カメラ１１の位置を調整可能とする位置出し手段である第１のカメラ調整ステージ１２とから構成される。
【００３１】
位置決めブロック７、８は、図２に示すように、半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６を載置させる載置面７ａ、８ａを有し、それぞれの第１のＸＹθステージ９及び第２のＸＹθステージ１０上に設けられた支持台１３、１４の上に固定されている。載置面７ａ、８ａには、半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６をそれぞれ位置決めさせる突き当て突起部１５、１６が設けられている。
【００３２】
突き当て突起部１５、１６は、例えば図２（ａ）中矢印で示すＸ方向と、このＸ方向と直交するＹ方向の２方向にそれぞれ延びる突き当て部１５Ａ，１５Ｂ、１６Ａ，１６Ｂを有した平面略逆Ｌ字状のブロックとして形成されている。半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６は、一つの角部を挟む二つの側壁をそれぞれの突き当て部１５Ａ，１５Ｂ、１６Ａ，１６Ｂに突き当てることにより載置面７ａ、８ａに対する位置が決まる。
【００３３】
この位置決めブロック７、８には、前記した載置面７ａ、８ａに載置させた半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６を吸着保持させるための図示しない吸着手段が設けられている。したがって、半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６は、それぞれの位置決めブロック７、８に載置されることによって、ある程度位置決めされた状態で前記載置面７ａ、８ａに固定されることになる。
【００３４】
第１のＸＹθステージ９及び第２のＸＹθステージ１０は、図２に示すように、Ｘ方向に移動自在なＸステージ９ａ、１０ａと、このＸ方向と直交するＹ方向に移動自在なＹステージ９ｂ、１０ｂと、面内方向（θ方向）に回転自在なθステージ９ｃ、１０ｃとからなる。半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６は、それぞれのチップ中心がＸ方向で何ミリ、Ｙ方向で何ミリ、θ方向は零度というようにその相対位置が決まっており、予め決められた所定の位置関係となるように、前記第１のＸＹθステージ９及び第２のＸＹθステージ１０を使用して位置出しがなされる。
【００３５】
チップ位置決め用カメラ１１は、図１に示すように、各位置決めブロック７、８の上に載置された半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６の載置位置を撮影するためのもので、当該位置決めブロック７、８の真上に設けられている。このチップ位置決め用カメラ１１には、各位置決めブロック７、８上に載置された半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６の載置位置を表示させる画像表示手段であるモニター１７が接続されている。そして、このモニター１７には、予め決められた半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６の相対位置（実装位置）を示すＸＹ方向のラインを該モニター１７に表示させるライン発生器１８が接続されている。
【００３６】
第１のカメラ調整ステージ１２は、図１に示すように、チップ位置決め用カメラ１１を移動自在とする位置出し手段であり、前記第１のＸＹθステージ９及び第２のＸＹθステージ１０を固定させる架台１９に立設した支柱２０の先端に設けられた天板２１上に固定されている。この第１のカメラ調整ステージ１２は、半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６の相対位置が規定位置に対して長い場合や高さに差がある場合などはチップ位置決め用カメラ１１をこれらチップ間で位置合わせする必要があるため、これに応じてチップ位置決め用カメラ１１をスライド調整するのに使用される。かかる第１のカメラ調整ステージ１２は、図１において左右方向であるＸ方向と、前後方向であるＹ方向と、上下方向（位置決めブロック７、８に近接又は離間する方向）であるＺ方向にそれぞれ移動自在となっている。
【００３７】
ライン発生器１８は、モニター１７の画面上に、ＸＹ方向の直交するラインをいくつか表示させるように構成されている。そして、このモニター１７の画面上に表示されたラインを目標にして、チップ位置決め用カメラ１１で各位置決めブロック７、８上に載置された半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６の載置位置を確認しながら前記した第１のＸＹθステージ９及び第２のＸＹθステージ１０によって、これら半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６をそれぞれのラインに合わせる。つまり、チップ位置決め用カメラ１１で捕らえたチップ画像の基準面を、モニター１７の画面上に表示されたラインに一致させるべく、第１のＸＹθステージ９及び第２のＸＹθステージ１０を使用して調整する。
【００３８】
「ベース位置出し機構部」
ベース位置出し機構部３は、図１に示すように、半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６を実装させるチップ実装面２２ａ、２２ｂ（図５参照）を有したベース２２と、このベース２２を移動自在とするベース位置出し手段である第３のＸＹθステージ２３と、チップ実装面２２ａ、２２ｂを撮影する第２の撮影手段であるベース位置決め用カメラ２４と、このベース位置決め用カメラ２４の位置を調整可能とする位置出し手段である第２のカメラ調整ステージ２５とから構成される。
【００３９】
ベース２２は、図５に示すように、光学ピックアップ装置のチップ実装基台からなり、半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６をそれぞれの位置に実装させるチップ実装面２２ａ、２２ｂを有している。このベース２２は、後述する第３のＸＹθステージ２３上に配置される。
【００４０】
第３のＸＹθステージ２３は、図５に示すように、Ｘ方向に移動自在なＸステージ２３ａと、このＸ方向と直交するＹ方向に移動自在なＹステージ２３ｂと、面内方向（θ方向）に回転自在なθステージ２３ｃとからなる。この第３のＸＹθステージ２３では、Ｘステージ２３ａ、Ｙステージ２３ｂ及びθステージ２３ｃをそれぞれ動かして、前記チップ実装面２２ａ、２２ｂがマウント基準位置となるように調整される。ここで定義するマウント基準位置とは、各チップ実装面２２ａ、２２ｂに半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６をそれぞれ実装するに際しての該ベース２２に対する各チップの実装すべき基準となる位置を意味する。
【００４１】
ベース位置決め用カメラ２４は、図１に示すように、前記したベース２２のチップ実装面２２ａ、２２ｂを撮影するもので、第３のＸＹθステージ２３上に設けられている。このベース位置決め用カメラ２４には、前記各チップ実装面２２ａ、２２ｂを表示画面上に映し出すモニター１７が接続されている。
【００４２】
第２のカメラ調整ステージ２５は、図１に示すように、ベース位置決め用カメラ２４を移動自在とする位置出し手段であり、前記第１のカメラ調整ステージ１２と同じく前記した天板２１上に固定されている。この第２のカメラ調整ステージ２５は、第１のカメラ調整ステージ１２と同様に、図１中矢印Ｘ方向と、Ｙ方向と、Ｚ方向にそれぞれ移動自在となっており、チップ実装面２２ａ、２２ｂをモニター１７に映し出して位置調整をする際に使用される。
【００４３】
「吸着ヘッド」
吸着ヘッド２は、図３に示すように、チップ位置出し機構部１によって相対位置が出された二つの半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６を同時に吸着するヘッドである第１吸着ヘッド２６と第２吸着ヘッド２７と、半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６の位置決めブロック７、８からの取り出し時または各チップ実装面２２ａ、２２ｂへの実装時に、第１吸着ヘッド２６及び第２吸着ヘッド２７を上方向へ逃がすためのヘッド上下動機構部と、第１吸着ヘッド２６と第２吸着ヘッド２７の高さ位置を調整するヘッド高さ位置調整機構部と、ヘッド押圧機構部とから構成されている。
【００４４】
第１吸着ヘッド２６及び第２吸着ヘッド２７は、図示を省略する真空吸引手段からのバキュームによって、その先端部に半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６を吸着させるようになっている。この第１吸着ヘッド２６及び第２吸着ヘッド２７には、半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６を吸着させる先端部に通じるバキューム通路２８が形成されている。
【００４５】
ヘッド上下動機構部は、ヘッドベース基板２９に設けられたスライドレール３０、３１を有し、このスライドレール３０、３１に前記第１吸着ヘッド２６及び第２吸着ヘッド２７をスライド自在に取り付けることにより、これら第１吸着ヘッド２６と第２吸着ヘッド２７とを上下動させる。
【００４６】
ヘッド高さ位置調整機構部は、ヘッドベース基板２９に固定された突き当てブロック３２、３３と、この突き当てブロック３２、３３に当接するストッパ部３４、３５と、このストッパ部３４、３５の高さ位置を調整する調整部材３６、３７とから構成され、半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６の高さの差ｈを調整自在とする。
【００４７】
ストッパ部３４、３５は、周面にねじ部を有したストレートピン形状として形成され、そのねじ部と螺合する例えばナットからなる調整部材３６、３７によって、前記第１吸着ヘッド２６及び第２吸着ヘッド２７の基端側に設けられたストッパ取付アーム３８、３９にそれぞれ取り付けられている。
【００４８】
突き当てブロック３２、３３は、ヘッドベース基板２９に固定されており、前記ストッパ部３４、３５の先端部がこの突き当てブロック３２、３３に当接することで、前記第１吸着ヘッド２６及び第２吸着ヘッド２７の高さ位置を位置決めさせる。
【００４９】
ヘッド押圧機構部は、一対のバネ４０，４１、４２，４３と、これらバネ４０，４１、４２，４３の一端側を固定させるバネ固定部材４４，４５、４６，４７とから構成されている。一方のバネ４０、４２は、第１吸着ヘッド２６及び第２吸着ヘッド２７を下方へ付勢するように、ストッパ取付アーム３８、３９の上面とヘッドベース基板２９の上方角部近傍に固定されたバネ固定部材４４、４６との間に設けられている。他方のバネ４１、４３は、ストッパ取付アーム３８、３９の下面とヘッドベース基板２９の下方角部近傍に固定されたバネ固定部材４５、４７との間に設けられている。
【００５０】
このヘッド押圧機構部は、アライメント側に相対位置が出された半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６を位置決めブロック７、８上から取り出す時、及び吸着ヘッド２に吸着させた半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６をベース２２上に実装させる時に、所定の押圧力を持って押し付けるのに使用される。
【００５１】
このヘッド押圧機構部では、下方より数グラムの荷重が吸着ヘッド２に掛かると、この吸着ヘッド２を上方向に可動させるように前記したバネ４０，４１、４２，４３のばね力が決められている。これにより、半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６の位置決めブロック７、８からの取り出し時、及びベース２２への実装時に、誤って半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６を押し潰すことを防止できる。
【００５２】
「チップ移送機構部」
チップ移送機構部４は、図１に示すように、吸着ヘッド２をアライメント側からマウント側に移動自在とするスライドレール４８と、このスライドレール４８にスライド自在とされる移送機構本体部４９と、この移送機構本体部４９をスライドレール４８に沿って移動自在とするスライド駆動部（図示は省略する）と、移送機構本体部４９を上下方向に昇降動させる昇降動機構部（図示は省略する）とからなる。
【００５３】
吸着ヘッド２は、移送機構本体部４９に固定され、スライド駆動部によって前記スライドレール４８に沿ってアライメント側とマウント側との間を移動自在とされている。また、この吸着ヘッド２は、昇降動機構部によって上下方向であるＺ方向に昇降動自在とされている。
【００５４】
［ダイボンディング方法］
次に、本実施の形態のダイボンディング方法を図面を参照しながら説明する。図４は半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６をベース２２に実装する工程を示すフローチャートであり、図５は半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６をベース２２に実装させる一連の工程を示す図である。
【００５５】
図４のフローチャートに示すように、先ず、ステップ５１の工程で、ベース２２を第３のＸＹθステージ２３上にセットする。次に、ステップ５２の工程では、ベース２２のチップ実装面２２ａ、２２ｂをベース位置決め用カメラ２４で撮影し、そのチップ実装面２２ａ、２２ｂの位置をモニター１７に表示させる。そして、作業者は、モニター１７に映し出されたチップ実装面２２ａ、２２ｂの位置を確認しながら、第３のＸＹθステージ２３を操作して、前記チップ実装面２２ａ、２２ｂがマウント基準位置となるようにベース２２を位置出しする。
【００５６】
次に、ステップＳ５３の工程では、図５に示すように、各チップ実装面２２ａ、２２ｂに半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６を固定させるための銀ペースト５０をそれぞれ塗布する。次いで、ステップＳ５４の工程では、図２に示すように、半導体レーザチップ１（図４ではチップ１と表記してある）を一方の位置決めブロック７にセットすると共に、フォトディテクタチップ６（図４ではチップ２と表記してある）を他方の位置決めブロック８にセットする。
【００５７】
半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６を各位置決めブロック７、８上にセットするには、前記した吸着手段によってこれら半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６を吸着させながらＸ方向及びＹ方向にそれぞれ延在する突き当て部１５Ａ，１５Ｂ、１６Ａ，１６Ｂに、半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６の１つの角部を挟む２つの側面をそれぞれ面接触させて突き当てる。これにより、半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６の位置決めブロック７、８に対する位置が決まる。
【００５８】
次に、ステップＳ５５の工程では、ライン発生器１８でモニター１７に表示させたＸＹ方向のラインを、予め半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６とが所定の相対位置となるように設定しておき、このラインにチップ位置決め用カメラ１１で撮影した半導体レーザチップ５の画像を合わせる。位置合わせをするには、モニター１７上で半導体レーザチップ５自身のＸ方向、Ｙ方向及びθ方向の位置を確認しながら、この半導体レーザチップ５を第１のＸＹθステージ９を使用して位置出しをする。
【００５９】
次に、ステップＳ５６の工程では、先のステップＳ５５の工程と同じく、モニター１７上でフォトディテクタチップ６自身のＸ方向、Ｙ方向及びθ方向の位置を確認しながら、このフォトディテクタチップ６をモニター１７上のラインに合わせて第２のＸＹθステージ１０を使用して位置出しをする。
【００６０】
これら半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６の位置合わせ時において、二つのチップの相対位置が規定位置よりも長い場合や高さに差がある場合には、第１のカメラ調整ステージ１２を使用してチップ位置決め用カメラ１１の位置をチップ間で合わせ直す。
【００６１】
次に、ステップＳ５７の工程では、吸着ヘッド２を位置決めブロック７、８へと下降させ、相対位置が出された半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６に対して吸着ヘッド２を前記したバネ４０，４１、４２，４３にて数グラムの加圧をしてその先端部に吸着させる。そして、半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６を吸着ヘッド２に吸着させた後、これら半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６の前記位置決めブロック７、８への吸着を終了させる。そして、半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６を位置決めブロック７、８から同時に取り出す。
【００６２】
次に、ステップＳ５８の工程では、チップ移送機構部４によって吸着ヘッド２を上昇させた後、スライドレール４８に沿ってアライメント側からマウント側に吸着ヘッド２を移動（移載）させる。そして、この吸着ヘッド２を第３のＸＹθステージ２３上にセットしたベース２２へと下降させた後、これら半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６をベース２２上の各チップ実装面２２ａ、２２ｂに所定の押圧力を持って実装させる。
【００６３】
このとき、半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６は予めそれらの相対位置が出されているので、ここでは、単に各チップ実装面２２ａ、２２ｂにチップを実装させるだけで、二つのチップ間の相対位置精度を高精度に維持させることができる。そして、吸着ヘッド２による吸着を終了し、この吸着ヘッド２をチップ移送機構部４によって上昇させる。
【００６４】
次に、ステップＳ５９の工程では、二つの半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６が実装されたベース２２を、第３のＸＹθステージ２３から取り外し恒温槽へ移送させてキュアを行う。そして、ベース２２上の銀ペースト５０を恒温槽にて熱処理することにより、半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６をそれぞれのチップ実装面２２ａ、２２ｂに固定させる。
【００６５】
このように、本実施の形態のダイボンディング方法によれば、相対位置が非常に厳しく管理される半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６の二つの半導体チップを、チップ位置出し機構部１にて予めそれらの相対位置を出しておき、それらチップを同時に吸着してベース２２上に実装させるため、これら二つの半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６を１回の実装工程で、その相対位置関係を精度良く保つことができる。したがって、高価な画像処理システムや高精度位置決め機構或いは高精度移送機構が不要となる。
【００６６】
また、本実施の形態のダイボンディング方法では、半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６を同時に位置決めブロック７、８から取り出すと共に同時にベース２２に実装させており、また、半導体レーザチップ５及びフォトディテクタチップ６を同時にキュアしているため、リードタイムを大幅に短縮させることができると共に、製造プロセスも大幅に簡略化することができる。
【００６７】
以上、本発明を適用した具体的な実施の形態について説明したが、本発明は、上述の実施の形態に制限されることなく種々の変更が可能である。
【００６８】
上述した実施の形態では、半導体レーザチップ５とフォトディテクタチップ６の二つの半導体チップを同時にベース２２に実装させる例として説明したが、３つ以上の半導体チップの相対位置を予め出しておき、それら相対位置が出された３つ以上の半導体チップを同時にベース２２に実装させるようにしてもよい。
【００６９】
【発明の効果】
本発明の電子部品のダイボンディング方法によれば、予め少なくとも二つの電子部品の相対位置を出しておいて、その相対位置が出された電子部品を同時にベース上の各チップ実装面に実装させているので、高価な画像処理システムや高精度位置決め機構或いは高精度移送機構を使用することなく、簡単に電子部品の相対位置を高精度に維持させることができる。
【００７０】
また、本発明の電子部品のダイボンディング方法によれば、二つの電子部品を１回の実装で実装させることが出来ると共に電子部品実装後に行うキュア工程が１回で済むことから、リードタイムを大幅に短縮させることができると共に製造工程数も減らすことができる。また、半導体レーザチップなどのような熱サイクルを何度もかけたくないチップも１度のキュアで済むため、電子部品の性能を損なうようなことはない。
【００７１】
本発明のダイボンディング装置によれば、チップ位置出し機構部によって相対位置を出した二つの電子部品を、吸着ヘッドで同時に吸着し、その相対位置関係を保持させた状態でアライメント側からマウント側へ移送機構部によって移送し、これら二つの電子部品を同時にベース位置出し手段上に設けたベースの各チップ実装面に実装させる装置構成としているので、高価な画像処理システムなどの特別な装置を必要とすることなく、簡単な構造でその相対位置を精度良く保った状態とすることができ、設備投資、加工コスト、メンテナンスコスト、設備設置スペースを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を適用したダイボンディング装置の全体を示す正面図である。
【図２】図２は、チップ位置出し機構部に設けられたチップ位置出し手段を示し、（ａ）は位置決めブロック上に電子部品が載置された状態を示す平面図、（ｂ）はチップ位置出し手段を示す平面図である。
【図３】図３は、吸着ヘッドの構造を示す正面図である。
【図４】図４は、半導体レーザチップ及びフォトディテクタチップをベースに実装する工程を示すフローチャートである。
【図５】図５は、半導体レーザチップ及びフォトディテクタチップをベースに実装するまでの一連の工程を示す図である。
【図６】図６は、従来のダイボンディング方法の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、従来のダイボンディング方法で使用されるダイボンディング装置の一例を示す装置構成図である。
【符号の説明】
１…チップ位置出し機構部
２…吸着ヘッド
３…ベース位置出し機構部
４…チップ移送機構部
５…半導体レーザチップ
６…フォトディテクタチップ
７、８…位置決めブロック
９…第１のＸＹθステージ
１０…第２のＸＹθステージ
１１…チップ位置決め用カメラ
１２…第１のカメラ調整ステージ
１７…モニター
１８…ライン発生器
２２…ベース
２３…第３のＸＹθステージ
２４…ベース位置決め用カメラ
２５…第２のカメラ調整ステージ
２６…第１吸着ヘッド
２７…第２吸着ヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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