(57)【要約】【課題】発光素子の位置決めが、高精度かつ短時間で行うことができる発光素子の位置決め方法、および発光素子の位置決め装置を提供する。【解決手段】コンタクト部３４は、中間ステージ３２に設けられているので、中間ステージ３４が第２駆動部３３によって変位されると、コンタクト部３４も中間ステージと一緒に変位する。これによってコンタクト部３４は、中間ステージ３２が変位しても、中間ステージ３２に載置される発光素子２４を発光させ続けることができる。第２制御部３６は、発光認識カメラ３５による発光素子２４の画像の解析結果に基づいて、第２駆動部３３を制御する。したがって、発光素子の位置決め装置２１は、中間ステージ３２に載置される発光素子２４を、予め定める目標位置に高精度かつ短時間で配置することができる。【選択図】      図１
2005005613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を予め定める目標位置に配置するための位置決め方法であって、
相互に異なる２方向にスライド変位可能であり、かつ前記２方向に垂直な軸線まわりに角変位可能な載置台に発光素子を載置する工程と、
発光素子を発光させて撮像した画像の解析しながら、その解析結果に基づいて、発光素子が予め定める目標位置に配置されるように載置台を変位させる工程とを含むことを特徴とする発光素子の位置決め方法。
【請求項２】
請求項１記載の発光素子の位置決め方法によって、発光素子を予め定める目標位置に配置した後、発光素子に対して予め定める処理をして、発光素子を用いた装置を製造する発光素子利用装置の製造方法。
【請求項３】
発光素子を予め定める目標位置に配置するための位置決め装置であって、
相互に異なる２方向へスライド変位可能であり、かつ前記２方向に垂直な角変位軸線まわりに角変位可能であり、発光素子が載置される載置台と、
載置台を前記２方向へスライド変位駆動するとともに、前記角変位軸線まわりに角変位駆動する駆動手段と、
載置台に設けられ、発光素子に駆動電力を与えて発光させる発光動作手段と、
発光素子を撮像する撮像手段と、
撮像手段による発光素子の画像の解析結果に基づいて、駆動手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする発光素子の位置決め装置。
【請求項４】
請求項３記載の発光素子の位置決め装置と、
発光素子の位置決め装置によって予め定める目標位置に配置された発光素子に予め定める処理をする処理装置とを含むことを特徴とする発光素子利用装置の製造装置。
【請求項５】
前記処理装置は、発光素子を予め定める搭載対象物に搭載するダイボンド処理をする装置であることを特徴とする請求項４記載の発光素子利用装置の製造装置。
【請求項６】
前記処理装置は、
発光素子を着脱可能に保持し、搭載対象物まで搬送する搬送手段と、
搬送手段によって搬送される発光素子を搭載対象物に接続する接続手段とを含むことを特徴とする請求項５記載の発光素子利用装置の製造装置。
【請求項７】
発光素子は、サブマウントに搭載されて設けられ、
搬送手段は、サブマウントを保持することを特徴とする請求項６記載の発光素子利用装置の製造装置。
【請求項８】
前記搬送手段は、サブマウントを真空吸着して保持する手段であり、予め定める基準点に関して対称となる位置で、サブマウントを吸着することを特徴とする請求項７記載の発光素子利用装置の製造装置。
【請求項９】
前記搬送手段は、発光素子が緩やかに嵌まり込む凹所が形成されることを特徴とする請求項７または８記載の発光素子利用装置の製造装置。
【請求項１０】
発光素子は、サブマウントにワイヤボンディングされて設けられることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の発光素子利用装置の製造装置。
【請求項１１】
発光素子は、半導体レーザ素子であることを特徴とする請求項４〜１０のいずれかに記載の発光素子利用装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子を予め定める目標位置に配置するための発光素子の位置決め方法および装置ならびに発光素子利用装置の製造方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は、従来の技術の半導体レーザ素子の製造装置１を簡略化して示す斜視図である。チップシート部２は、複数のチップ体９が配置されている。チップ体９は、発光素子である半導体レーザ素子１７がサブマウント１８にダイボンドされて構成される。中間ステージ３は、チップシート部２から搬送されて配置されたチップ体９の位置決めを行う。発光認識カメラ４は、チップ体９を撮像し、チップ体９の発光点および発光光軸の解析を行う。コンタクト部６は、一対の接触端子１１を有する。接触端子１１は、中間ステージ３に配置されるチップ体９に電圧を印可して、発光させる。
【０００３】
図１１は、コレット１２を拡大して示す断面図である。コレット１２は、軸線方向一端部に、軸線方向に貫通する真空吸着孔１３が形成される。この真空吸着孔１３は、チップ体９を真空吸着するために形成される。コレット１２は、チップ体９の近傍に移動され、その軸線方向一端部が、半導体レーザ素子１７の外周部に当接する。これによってコレット１２は、半導体レーザ素子１７を真空吸着して、着脱可能に保持する。
【０００４】
図１２は、半導体レーザ素子の製造装置１を構成する位置決め装置７によって半導体レーザ素子を予め定める位置に配置する手順を示すフローチャートである。まずステップａ０では、一方のコレット１２が、チップシート部２に配置されているチップ体９を真空吸着し、ステップａ１に進む。
【０００５】
ステップａ１では、一方のコレット１２は、中間ステージ３に移動し、チップ体９を中間ステージ３に配置し、ステップａ２に進む。ステップａ２では、接触端子１１が、チップ体９に電圧を与えることが可能な位置に変位し、ステップａ３に進む。
【０００６】
ステップａ３では、接触端子１１が、チップ体９に電圧を与え、チップ体９を発光させ、ステップａ４に進む。ステップａ４では、発光認識カメラ４が、チップ体９の発光点および発光光軸を解析し、ステップａ５に進む。ステップａ５では、接触端子１１が、チップ体９への電圧の印可を停止し、発光を停止させ、ステップａ６に進む。ステップａ６では、接触端子１１が、チップ体９から離反し、ステップａ７に進む。ステップａ７では、発光認識カメラ４から与えられた情報に基づいて、チップ体９の発光点および発光光軸が予め定める位置に配置されるように中間ステージ３の位置を変位させ、ステップａ８に進む。
【０００７】
ステップａ８では、前述のステップａ２と同様に、接触端子１１が、チップ体９に電圧を印可するように変位し、ステップａ９に進む。ステップａ９では、前述のステップａ３と同様に、接触端子１１が、チップ体９に電圧を印可し、チップ体９を発光させ、ステップａ１０に進む。ステップａ１０では、前述のステップａ４と同様に、発光認識カメラ４が、チップ体９の発光点および発光光軸を解析し、ステップａ１１に進む。
【０００８】
ステップａ１１では、発光認識カメラ４は、チップ体９の発光点および発光光軸が予め定める位置に配置されているか否かを判断する。チップ体９が予め定める位置に配置されている場合、ステップａ１２に進み、予め定める位置に配置されていない場合、ステップａ５に戻る。ステップａ１２にて本フローチャートを終了する。（たとえば特許文献１参照）。
【０００９】
図１３は、他の従来の技術の半導体レーザ装置の製造装置１５を簡略化して示す斜視図である。半導体レーザ装置の製造装置１５は、前述の図９に示す半導体レーザ装置の製造装置１と類似しており、半導体レーザ装置の製造装置１５の構成には、前述の半導体レーザ装置の製造装置１における対応する構成と同一の参照符号を付し、異なる構成についてだけ説明し、同様の構成については説明を省略する。半導体レーザ装置の製造装置１５は、前述の半導体レーザ装置の製造装置１に対して、コレット１２とコンタクト部６とが一体に構成される。これによってコレット１２が移動すると、接触端子１１がコレット１２と同様に移動する。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−２８３８１９号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術である製造装置１，１５は、接触端子１１と中間ステージ３とが個別に変位駆動されるように構成されている。チップ体９を中間ステージ３にて位置合わせするにあたっては、接触端子１１を進出させてチップ体９を発光させて位置を解析する。次に接触端子１１を一端退避させてチップ体９の発光を停止させ、解析結果に基づいて中間ステージ３を変位させる。中間ステージ３を変位させた後、再び接触端子１１を進出させてチップ体９を発光させて位置を解析し、予め定める位置に配置されているかどうか確認する必要がある。このように接触端子１１を繰返し進退させなければならず位置決めに時間を要する。また再度の解析の結果、位置がずれている場合があり、再び中間ステージ３を変位させて、位置を補正する必要がある。この補正時にも接触端子１１を繰返し進退させなければならない。したがってチップ体９を予め定める位置に配置する時間が長くなり、生産性が低下する。
【００１２】
また図１０に示すように、コレット１２は、チップ体９の一部である半導体レーザ素子１７しか真空吸着していないので、搬送しているときに落下するおそれがある。またコレット１２は、半導体レーザ素子１７に当接するので、高精度に制御しなければ、半導体レーザ素子１７を損傷させてしまう。半導体レーザ素子１７を損傷させないように、コレット１２の位置を高精度に制御しようとすると、時間を要してしまい、作業効率が低下する。
【００１３】
したがって本発明の目的は、発光素子を高精度にかつ短時間で位置決めすることができ、作業効率を高くする発光素子の位置決め方法、および発光素子の位置決め装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、発光素子を予め定める目標位置に配置するための位置決め方法であって、
相互に異なる２方向にスライド変位可能であり、かつ前記２方向に垂直な軸線まわりに角変位可能な載置台に発光素子を載置する工程と、
発光素子を発光させて撮像した画像の解析しながら、その解析結果に基づいて、発光素子が予め定める目標位置に配置されるように載置台を変位させる工程とを含むことを特徴とする発光素子の位置決め方法である。
【００１５】
本発明に従えば、相互に異なる２方向にスライド変位可能であり、かつ前記２方向に垂直な軸線まわりに角変位可能な載置台に発光素子を載置する。この載置台を変位させることによって発光素子を、相互に異なる２方向にスライド変位することができ、かつ前記２方向に垂直な軸線まわりに角変位することができる。この発光素子を発光させて画像を解析しながらその解析結果に基づいて、発光素子が予め定める目標位置に配置されるように載置台を変位させる。このように発光素子を発光させ、その画像を解析しながら、発光素子の位置を変位させるので、予め定める目標位置に、高精度に位置決めすることができる。しかも発光素子の発光および発光の停止を制御しないので、この発光および発行停止の制御の手間をなくすことができる。したがって発光素子の位置決め作業の作業効率を高くし、発光素子を予め定める目標位置に短時間で配置することができる。
【００１６】
また本発明は、前記発光素子の位置決め方法によって、発光素子を予め定める目標位置に配置した後、発光素子に対して予め定める処理をして、発光素子を用いた装置を製造する発光素子利用装置の製造方法である。
【００１７】
本発明に従えば、前述の発光素子の位置決め方法によって、発光素子を予め定める目標位置に配置し、発光素子に対して予め定める処理をして、発光素子を用いた装置を製造する。これによって発光素子を用いた装置を高精度かつ短時間で製造することができる。したがって発光素子を用いた装置の生産性を向上することができる。
【００１８】
また本発明は、発光素子を予め定める目標位置に配置するための位置決め装置であって、
相互に異なる２方向へスライド変位可能であり、かつ前記２方向に垂直な角変位軸線まわりに角変位可能であり、発光素子が載置される載置台と、
載置台を前記２方向へスライド変位駆動するとともに、前記角変位軸線まわりに角変位駆動する駆動手段と、
載置台に設けられ、発光素子に駆動電力を与えて発光させる発光動作手段と、
発光素子を撮像する撮像手段と、
撮像手段による発光素子の画像の解析結果に基づいて、駆動手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする発光素子の位置決め装置である。
【００１９】
本発明に従えば、載置台は、相互に異なる２方向へスライド変位可能であり、かつ前記２方向に垂直な角変位軸線まわりに角変位可能であり、駆動手段によって、前記２方向へスライド変位駆動されるとともに、前記角変位軸線まわりに角変位駆動される。したがって載置台には発光素子を載置し、載置台を変位駆動することによって、予め定める目標位置に変位させることができる。
【００２０】
発光動作手段は、発光素子に駆動電力を与えて、発光素子を発光させることができる。この発光動作手段は、載置台に設けられており、載置台が変位駆動されると、発光素子とともに載置台に追従して変位する。これによって載置台を変位させるにあたって、発光動作手段を発光素子から退避させておく必要がなく、発光素子を発光させたまま変位させることが可能になる。したがって発光素子を発光させて撮像手段で撮像し、制御手段によって画像を解析しながら駆動手段を制御して発光素子を変位させることができる。
【００２１】
このように画像を解析しながら発光素子を変位させることができるので、発光素子を高精度にかつ容易に目標位置に変位させることができる。しかも発光素子を発光させて位置を確認した後、発光動作手段を退避させることなくそのままの状態で、発光素子を変位させることができるので、手間を少なくし、作業効率を高くすることができる。したがって発光素子を短時間で目標位置に変位させることができる。
【００２２】
また本発明は、前記発光素子の位置決め装置と、
発光素子の位置決め装置によって予め定める目標位置に配置された発光素子に予め定める処理をする処理装置とを含むことを特徴とする発光素子利用装置の製造装置である。
【００２３】
本発明に従えば、発光素子の位置決め装置によって予め定める目標位置に配置された発光素子に予め定める処理をする。これによって発光素子利用装置を高精度かつ短時間で製造することができる。したがって発光素子利用装置の生産性を向上することができる。
【００２４】
また本発明は、前記処理装置は、発光素子を予め定める搭載対象物に搭載するダイボンド処理をする装置であることを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、発光素子が予め定める搭載対象物にダイボンド処理されて構成される。発光素子は、前述の発光素子の位置決め装置によって、目標位置に高精度に配置されているので、ダイボンド処理によって発光素子を予め定める搭載対象物に高精度に搭載することができる。したがって品質の高い発光素子利用装置を得ることができる。
【００２６】
また本発明は、前記処理装置は、
発光素子を着脱可能に保持し、搭載対象物まで搬送する搬送手段と、
搬送手段によって搬送される発光素子を搭載対象物に接続する接続手段とを含むことを特徴とする。
【００２７】
本発明に従えば、前記処理装置は、発光素子を載置台から搬送し、搭載対象物に接続する前記ダイボンド処理を実現することができる。
【００２８】
また本発明は、発光素子は、サブマウントに搭載されて設けられ、
搬送手段は、サブマウントを保持することを特徴とする。
【００２９】
本発明に従えば、発光素子がサブマウントに搭載されて設けられ、搬送手段はサブマウントを保持する。搬送手段は、前述のように発光素子を直接保持することなく、発光素子を搬送することができる。これによって搬送手段は、発光素子を搬送中に損傷させることがない。また搬送手段は、サブマウントを保持するので、発光素子を保持する場合に比べて高速で当接させることができる。したがって搬送手段の高精度な制御が不要であり、この制御のための手間を少なくし、搬送効率を高くして、短時間で搬送することができる。
【００３０】
また本発明は、前記搬送手段は、サブマウントを真空吸着して保持する手段であり、予め定める基準点に関して対称となる位置で、サブマウントを吸着することを特徴とする。
【００３１】
本発明に従えば、前記搬送手段は、サブマウントを真空吸着して保持する手段であり、予め定める基準点に関して対称となる位置で、サブマウントを吸着する。これによってサブマウントを一点で真空吸着するよりも、安定してサブマウントを保持することができる。またサブマウントを一点で真空吸着するよりも、サブマントが搬送手段から落下するのを防ぐことができる。
【００３２】
また本発明は、前記搬送手段は、発光素子が緩やかに嵌まり込む凹所が形成されることを特徴とする。
【００３３】
本発明に従えば、前記搬送手段は、発光素子が緩やかに嵌まり込む凹所が形成される。したがって搬送手段は、発光素子がサブマウントに搭載されていても、凹所に発光素子が嵌まり込むことによって、サブマウントに当接することができる。これによって搬送手段は、発光素子に当接することなく、サブマウントを搬送することができる。
【００３４】
また本発明は、発光素子は、サブマウントにワイヤボンディングされて設けられることを特徴とする。
【００３５】
本発明に従えば、発光素子は、サブマウントにワイヤボンディングされて設けられる。発光素子にワイヤのような突起物が形成されていても、搬送手段が、サブマウントを保持することによって、搬送することができる。
【００３６】
また本発明は、発光素子は、半導体レーザ素子であることを特徴とする。
本発明に従えば、発光素子は、半導体レーザ素子である。このような発光素子にも好適に用いることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の発光素子利用装置の製造装置（以下、単に「製造装置」ということがある）２０を簡略化して示す斜視図である。製造装置２０は、発光素子の位置決め装置（以下、単に「位置決め装置」ということがある）２１、処理装置２２および供給装置２３を含んで構成される。発光素子２４は、駆動電力を与えることによって発光し、たとえば半導体レーザ素子によって実現される。また発光素子２４は、サブマウント２５に搭載されてチップ体２６として各装置２１，２２，２３に与えられる。各装置２１，２２，２３は、予め定める搬送方向下流に向かって、順次、供給装置２３、位置決め装置２１を介して処理装置２２が配置される。
【００３８】
供給装置２３は、チップシート部２７、第１駆動部２８、第１制御部２９、第１コレット３０および第１外形認識カメラ３１を含んで構成される。チップシート部２７は、複数のチップ体２６が予め載置されている。チップシート部は、相互に異なるｘ方向およびｙ方向１０１へスライド変位可能である。ｘ方向１００は、第１コレットの前記搬送方向に平行に設定され、ｙ方向１０１は、ｘ方向１００に垂直であって、水平な方向に設定される。またｘ方向１００およびｙ方向１０１に垂直な方向をｚ方向１０２とする。
【００３９】
第１駆動部２８は、チップステージ部２７をｘ方向１００およびｙ方向１０１へスライド変位駆動する。第１外形認識カメラ３１は、チップシート部２７に載置されているチップ体２６をｚ方向１０２一方から撮像する。第１制御部２９は、第１外形認識カメラ３１によるチップ体２６の画像の解析結果に基づいて、第１駆動部２８を制御する。第１コレット３０は、チップステージ部２７のチップ体２６を着脱可能に保持し、位置決め装置２１の予め定める位置まで搬送する。
【００４０】
このような構成の供給装置２３では、第１駆動部２８は、チップステージ部２７に対するチップ体２６の位置情報に基づいて、第１コレット３０がチップ体２６を保持できる位置にチップステージ部２７を変位させる。第１コレット３０は、ｚ方向１０２一方に向かって変位し、チップステージ部２７に載置されているチップ体２６を保持し、ｚ方向１０２他方に向かって変位する。その後、第１コレット３０は、ｘ方向１００一方、換言すると搬送方向下流側に向かって変位し、チップ体２６を位置決め装置２１に供給する。
【００４１】
位置決め装置２１は、中間ステージ３２、第２駆動部３３、コンタクト部３４、発光認識カメラ３５、第２制御部３６および第２外形認識カメラ３７を含んで構成される。中間ステージ３２は、載置台であって、相互に異なる２方向へスライド変位可能であり、かつ前記２方向に垂直な角変位軸線Ｌまわりに角変位可能であり、チップ体２６が載置される。前記２方向の内の一方の方向は、たとえば前記ｘ方向１００に設定され、他方の方向は、たとえば前記ｙ方向１０１に設定される。したがってｚ方向１０２と角変位軸線方向とは平行である。
【００４２】
第２駆動部３３は、駆動手段であって、中間ステージ３２を前記２方向であるｘ方向１００およびｙ方向１０１へスライド変位駆動するとともに、前記角変位軸線Ｌまわりに角変位駆動する。コンタクト部３４は、発光動作手段であって、中間ステージ３２に設けられ、発光素子２４に駆動電力を与えて発光させる。コンタクト部３４は、接触端子５２を有する。接触端子５２は、発光素子２４に当接して、駆動電力を与えて発光させる。発光認識カメラ３５は、撮像手段であって、発光素子２４を撮像する。発光認識カメラ３５は、中間ステージ３２からｙ方向一方にずれた位置に設けられ、中間ステージ３２に配置される発光素子２４を撮像する。第２外形認識カメラ３７は、中間ステージ３２に載置されているチップ体２６を撮像する。第２外形認識カメラ３７は、ｚ方向一方にずれた位置に設けられ、中間ステージ３２に配置される発光素子２４を撮像する。第２制御部３６は、発光認識カメラ３５および第２外形認識カメラ３７による発光素子２４の画像の解析結果に基づいて、第２駆動部３３を制御する。
【００４３】
図２は、位置決め装置２１を拡大して示す斜視図である。中間ステージ３２は、基体部５５および載置部５１を含んで構成される。基体部５５は、第２駆動部３３のｚ方向一端面部に設けられる。載置部５１は、基体部５５からｚ方向１０２に突出し延びるように形成される。載置部５１は、軸線方向であるｚ方向１０２の一端部に、チップ体２６を載置可能な平坦状の載置面５０が形成される。載置面５０は、ｘ方向１００およびｙ方向１０１を含む仮想平面に略平行に形成される。したがって角変位軸線Ｌは、載置面５０に対して垂直に延びるよう設定される。
【００４４】
コンタクト部３４は、支持体５３、可動部５４および駆動源をさらに含んで構成される。支持体５３は、基体部５５に載置部５１からｙ方向他方にずれた位置に設けられ、載置面５０よりもｚ方向一方に延びるように形成される。換言すると、支持体５３は、載置部５１に関して発光認識カメラ３５とは反対側に設けられる。したがって支持体５３は、発光認識カメラ３５が発光素子２４を撮像することを妨げることがない。コンタクト部３４は、コンタクト部３４が角変位軸線Ｌに関して発光認識カメラ３５とは反対側に配置されている位置を中心にして、その両側に発光認識カメラ３５による撮像を妨げない角度範囲で角変位する。
【００４５】
可動部５４は、支持体５３の軸線方向であるｚ方向１０２の一端部に、ｙ方向１０１一方に突出するように設けられる。また可動部５４は、載置面５０を臨むように、載置部５１からｚ方向１０２にずれた位置に設けられる。可動部５４は、支持体５３に対して、ｙ方向１０１およびｚ方向１０２にスライド変位可能に構成される。換言すると、可動部５４は、載置面５０に対して、ｙ方向１０１およびｚ方向１０２にスライド変位可能に構成される。駆動源は、可動部５４をｙ方向１０１およびｚ方向１０２にスライド変位駆動する。接触端子５２は、可動部５４にｚ方向他方に突出して設けられ、接触端子５２の先端部は、載置面５０に臨むように形成される。したがって接触端子５２は、可動部５４が駆動源によって変位駆動され、変位することによって、載置面５０に対して変位することができる。したがって接触端子５２は、載置面５０に載置されるチップ体２６に当接して、駆動電圧を与えることができる。
【００４６】
このような構成の位置決め装置２１では、供給装置２１から第１コレット３０によって搬送されるチップ体２６が、中間ステージ３２に載置される。このチップ体２６を、第２外形認識カメラ３７が撮像した画像に基づいて、中間ステージ３２を変位させ、予め定める目標位置近傍に配置する。接触端子５２は、ｚ方向１０２およびｙ方向１０１にスライド変位し、発光素子２４に当接し、発光素子２４を発光させる。発光認識カメラ３５は、この発光素子２４を撮像する。第２制御部３６は、チップ体２６の画像に解析結果に基づいて、チップ体２６を予め定める目標位置に配置されるように、第２駆動部３３を制御する。
【００４７】
コンタクト部３４は、中間ステージ３２に設けられており、中間ステージ３２が変位駆動されると、発光素子２４とともに中間ステージ３２に追従して変位する。これによって中間ステージ３２を変位させるにあたって、接触端子５２を発光素子２４から退避させておく必要がなく、発光素子２４を発光させたまま変位させることが可能になる。したがって発光素子２４を発光させて発光認識カメラ３５で撮像し、第２制御部３６によって画像を解析しながら第２駆動部３３を制御して発光素子２４を変位させることができる。
【００４８】
このように画像を解析しながら発光素子２４を変位させることができるので、発光素子２４を高精度にかつ容易に目標位置に変位させることができる。しかも発光素子２４を発光させて位置を確認した後、接触端子５２を退避させることなくそのままの状態で、発光素子２４を変位させることができるので、手間を少なくし、作業効率を高くすることができる。したがって発光素子２４を短時間で目標位置に変位させることができる。
【００４９】
再び図１を参照して、処理装置２２は、第２コレット３８および図示しない接続手段を含んで構成される。第２コレット３８は、搬送手段であって、発光素子２４を着脱可能に保持し、搭載対象物まで搬送する。接続手段は、第２コレット３８によって搬送されるチップ体２６を搭載対象物に接続する。搭載対象物は、発光素子利用装置を構成するステム４３である。このような構成の処理装置２２では、チップ体２６をステム４３に搭載するダイボンド処理をし、発光素子利用装置を製造する。
【００５０】
このような構成の処理装置２２では、位置決め装置２１によって予め定める目標位置に配置された発光素子２４に予め定める処理をする。これによって処理装置２２は、発光素子利用装置を高精度かつ短時間で製造することができる。したがって製造装置２０の生産性を向上することができる。
【００５１】
また処理装置２２は、発光素子２４をステム４３に搭載するダイボンド処理をする装置である。発光素子２４は、位置決め装置２１によって、予め定める目標位置に高精度に配置されているので、ダイボンド処理によって発光素子２４をステム４３に高精度に搭載することができる。したがって品質の高い発光素子利用装置を得ることができる。
【００５２】
図３は、第１コレット３０を拡大して示す断面図である。図４は、第１コレット３０の軸線方向一端部を拡大して示す正面図である。第２コレット３８は、第１コレット３０と同様の構成であるので、第１コレット３０についてだけ説明し、第２コレット３８に関しては説明を省略する。
【００５３】
第１コレット３０は、チップ体２６を構成するサブマウント２５を、真空吸着して保持する。第１コレット３０は、軸線方向一端部に発光素子２４が緩やかに嵌まり込む凹所３９が形成される。第１コレット３０は、軸線方向一端部の凹所３９を除く残余の部分に、軸線方向に貫通する真空吸着孔４０が形成される。したがって第１コレット３０は、軸線方向に変位させて、凹所３９に発光素子２４が嵌り込むようにすると、発光素子２４に当接せずに、凹所３９を除く残余の部分はサブマウント２５に当接する。これによって第１コレット３０は、サブマウント２５を真空吸着して、チップ体２６を保持する。
【００５４】
図５は、第１コレット３０の軸線方向一端部を拡大して示す斜視図である。チップ体２６は、たとえば発光素子２４がサブマウント２５にワイヤボンディングされて設けられる。したがってチップ体２６は、ワイヤ４２が厚み方向に突出して設けられる。第１コレット３０は、前述のように凹所３９が形成されるので、この凹所３９に発光素子２４およびワイヤ４２が嵌まり込むよう変位させる。これによって第１コレット３０は、発光素子２４およびワイヤ４２に当接せずに、凹所３９を除く残余の部分はサブマウント２５に当接する。これによって第１コレット３０は、サブマウント２５を真空吸着して、チップ体２６を保持する。
【００５５】
第１コレット３０は、発光素子２４を直接保持することなく、発光素子２４を搬送することができる。発光素子２４は、サブマウント２５よりも精密に構成さているので、損傷する可能性が高いが、第１コレット３０は、発光素子２４を搬送中に損傷させることがない。
【００５６】
サブマウント２５は、発光素子２４よりも負荷によって不具合が生じる可能性が少ない。第１コレット３０は、サブマウント２５を保持するので、発光素子２４を保持する場合に比べて高速で当接させることができる。したがって搬送手段の高精度な制御が不要であり、この制御のための手間を小さくし、搬送効率を高くして、短時間で搬送することができる。
【００５７】
また第１コレット３０は、発光素子２４よりサブマウント２５が大きいので、発光素子２４を保持する領域より、サブマウント２５を保持する領域を広くすることができる。これによって第１コレット３０は、サブマウント２５を安定して保持することができる。また第１コレット３０は、保持する領域を広くすることができるので、発光素子２４を落下させることなく、搬送することができる。
【００５８】
図６は、第１コレット３０を軸線方向一方に見て示す平面図である。図６（ａ）および図６（ｂ）は、真空吸着孔４０の構成が互いに異なる。第１コレット３０は、予め定める基準点に関して対象となる位置で、サブマウントを吸着する。予め定める基準点は、たとえば軸線方向一方に見て凹所３９の中心点に設定される。したがって真空吸着孔４０は、予め定める基準点に関して対象となるように形成される。真空吸着孔４０は、図６（ａ）に示すように、たとえば軸線方向に垂直な形状が略円形状に４つ形成される。また真空吸着孔４０は、図６（ｂ）に示すように、たとえば軸線方向に垂直な形状が略小判形状に２つ形成される。このように各真空吸着孔４０は、前述のように予め定める基準点に関して対象となるように配置される。
【００５９】
このように第１コレット３０は、従来技術のように一点で真空吸着するよりも、複数の領域で真空吸着した方が、安定してサブマウント２５を保持することができる。またサブマウント２５を一点で真空吸着するよりも、サブマント２５が第１コレット３０から落下するのを防ぐことができる。
【００６０】
図７は、コンタクト部３４の一部を拡大して示す斜視図である。コンタクト部３４は、２つの接触端子５２を有する。各接触端子５２は、たとえば略円柱状に形成され、互いに半径方向に間隔を開けて配置される。一方の接触端子５２は、発光素子２４に当接し、他方の接触端子５２は、サブマウント２５に設けられる電極に当接する。これによってコンタクト部３４は、発光素子２４に駆動電力を与えて発光させる。
【００６１】
図８は、コンタクト部３４の一部を拡大して示す斜視図である。チップ体２６は、たとえば発光素子２４がサブマウント２５にワイヤボンディングされて設けられる。コンタクト部３４は、各接触端子５２が、互いに半径方向に間隔を開けて配置されるので、接触端子５２をワイヤ４２に当接させることなく、発光素子２４に駆動電圧を与え、発光させることができる。したがってコンタクト部３４は、サブマウント２５にワイヤボンディングされる発光素子２４でも、不具合なく用いることができる。
【００６２】
図９は、位置決め装置２１によって発光素子２４を予め定める位置に配置する発光素子の位置決め方法を示すフローチャートである。まずステップｂ０では、第１コレット３０が、チップシート部２７に配置されているチップ体２６を真空吸着し、ステップｂ１に進む。ステップｂ１では、第１コレット３０は、ｘ方向１００一方に変位し、チップ体２６を中間ステージ３２付近に搬送する。さらに第１コレット３０は、ｚ方向１０２一方に変位し、チップ体２６を中間ステージ３２に載置し、ステップｂ２に進む。
【００６３】
ステップｂ２では、第２外形認識カメラ３７が、中間ステージ３２に配置されたチップ体２６を撮像し、撮像した画像を示す情報を第２制御部３６に与える。第２制御部３６は、第２外形認識カメラ３７による発光素子２４の画像の解析結果に基づいて、第２駆動部３３を制御する。第２駆動部３３は、接触端子５２がｚ方向１０２に変位すると、チップ体９に電圧を印可することができる位置に中間ステージ３２を変位駆動し、ステップｂ３に進む。
【００６４】
ステップｂ３では、接触端子５２をｚ方向１０２一方に変位させ、発光素子２４に駆動電圧を与えて発光させ、ステップｂ４に進む。ステップｂ４では、発光認識カメラ３５は、発光素子２４を撮像し、撮像した画像を示す情報を第２制御部３６に与え、ステップｂ５に進む。ステップｂ５では、第２制御部３６は、発光認識カメラ３５による発光素子２４の画像の解析結果に基づいて、第２駆動部３３を制御する。具体的には、第２制御部３６は、発光素子２４が発する光の発光点の位置および発光光軸の方向を解析する。第２制御部３６は、予め定める目標位置と、解析結果に基づく発光素子２４の位置とを比較する。第２制御部３６は、比較した情報に基づいて、発光素子２４が予め定める目標位置に配置されるように、第２駆動部３３を制御する。第２駆動部３３は、第２制御部３６に与えられた情報に基づいて、中間ステージ３２を変位駆動し、ステップｂ６に進む。
【００６５】
ステップｂ６では、発光認識カメラ３５は、中間ステージ３２が変位している間も、発光素子２４を撮像し、撮像した画像を示す情報を第２制御部３６に与える。第２制御部３６は、撮像した画像を解析し、解析結果に基づいて、第２駆動部３３を随時制御する。第２制御部３６が、発光素子２４が予め定める目標位置に配置されたこと確認すると、ステップｂ７に進み、本フローチャートを終了する。
【００６６】
位置決め装置２１は、このような発光素子の位置決め方法によって、発光素子２４を予め定める目標位置に配置する。発光素子２４を発光させて画像を解析しながらその解析結果に基づいて、発光素子２４が予め定める目標位置に配置されるように載置台を変位させる。このように発光素子２４を発光させ、その画像を解析しながら、発光素子２４の位置を変位させるので、予め定める目標位置に、高精度に位置決めすることができる。しかも発光素子２４の発光および発光の停止を制御しないので、この発光および発行停止の制御の手間をなくすことができる。したがって発光素子２４の位置決め作業の作業効率を高くし、発光素子２４を予め定める目標位置に短時間で配置することができる。
【００６７】
発光素子利用装置の製造方法（以下、単に「製造方法」ということがある）は、処理装置２２を用いて、発光素子利用装置を製造する方法である。この製造方法は、先ず、前述の発光素子の位置決め方法によって、発光素子２４を予め定める目標位置に配置する。これによって発光素子２４を用いた装置を高精度かつ短時間で製造することができる。したがって発光素子２４を用いた装置の生産性を向上することができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、発光素子を発光させ、その画像を解析しながら、発光素子の位置を変位させるので、予め定める目標位置に、高精度に位置決めすることができる。しかも発光素子の発光および発光の停止を制御しないので、この発光および発行停止の制御の手間をなくすことができる。したがって発光素子の位置決め作業の作業効率を高くし、発光素子を予め定める目標位置に短時間で配置することができる。
【００６９】
また本発明によれば、発光素子を用いた装置を高精度かつ短時間で製造することができる。したがって発光素子を用いた装置の生産性を向上することができる。
【００７０】
また本発明によれば、発光動作手段は、載置台に設けられており、載置台が変位駆動されると、発光素子とともに載置台に追従して変位する。これによって載置台を変位させるにあたって、発光動作手段を発光素子から退避させておく必要がなく、発光素子を発光させたまま変位させることが可能になる。したがって発光素子を発光させて撮像手段で撮像し、制御手段によって画像を解析しながら駆動手段を制御して発光素子を変位させることができる。
【００７１】
このように画像を解析しながら発光素子を変位させることができるので、発光素子を高精度にかつ容易に目標位置に変位させることができる。しかも発光素子を発光させて位置を確認した後、発光動作手段を退避させることなくそのままの状態で、発光素子を変位させることができるので、手間を少なくし、作業効率を高くすることができる。したがって発光素子を短時間で目標位置に変位させることができる。
【００７２】
また本発明によれば、発光素子利用装置を高精度かつ短時間で製造することができる。したがって発光素子利用装置の生産性を向上することができる。
【００７３】
また本発明によれば、ダイボンド処理によって発光素子を予め定める搭載対象物に高精度に搭載することができる。したがって品質の高い発光素子利用装置を得ることができる。
【００７４】
また本発明によれば、処理装置は、発光素子を載置台から搬送し、搭載対象物に接続する前記ダイボンド処理を実現することができる。
【００７５】
また本発明によれば、搬送手段は、発光素子を搬送中に損傷させることがない。また搬送手段は、サブマウントを保持するので、発光素子を保持する場合に比べて高速で当接させることができる。したがって搬送手段の高精度な制御が不要であり、この制御のための手間を少なくし、搬送効率を高くして、短時間で搬送することができる。
【００７６】
また本発明によれば、サブマウントを一点で真空吸着するよりも、安定してサブマウントを保持することができる。またサブマウントを一点で真空吸着するよりも、サブマントが搬送手段から落下するのを防ぐことができる。
【００７７】
また本発明によれば、搬送手段は、発光素子がサブマウントに搭載されていても、凹所に発光素子が嵌まり込むことによって、サブマウントに当接することができる。これによって搬送手段は、発光素子に当接することなく、サブマウントを搬送することができる。
【００７８】
また本発明によれば、発光素子にワイヤのような突起物が形成されていても、搬送手段が、サブマウントを保持することによって、搬送することができる。
【００７９】
また本発明によれば、発光素子は、半導体レーザ素子である。このような発光素子にも好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である発光素子利用装置の製造装置２０を簡略化して示す斜視図である。
【図２】発光素子の位置決め装置２１を拡大して示す斜視図である。
【図３】第１コレット３０を拡大して示す断面図である。
【図４】第１コレット３０の軸線方向一端部を拡大して示す正面図である。
【図５】第１コレット３０の軸線方向一端部を拡大して示す斜視図である。
【図６】第１コレット３０を軸線方向一方に見て示す平面図である。
【図７】コンタクト部３４の一部を拡大して示す斜視図である。
【図８】コンタクト部３４の一部を拡大して示す斜視図である。
【図９】位置決め装置２１によって発光素子２４を予め定める位置に配置する発光素子の位置決め方法を示すフローチャートである。
【図１０】従来の技術である半導体レーザ装置の製造装置１を簡略化して示す斜視図である。
【図１１】半導体レーザ装置の製造装置１を構成するコレット１２を拡大して示す断面図である。
【図１２】半導体レーザ装置の製造装置１によって半導体レーザ装置を製造する手順を示すフローチャートである。
【図１３】他の従来の技術の半導体レーザ装置の製造装置１５を簡略化して示す斜視図である。
【符号の説明】
２０  発光素子利用装置の製造装置
２１  発光素子の位置決め装置
２２  処理装置
２４  発光素子
２５  サブマウント
３２  中間ステージ
３３  第２駆動部
３４  コンタクト部
３５  発光認識カメラ
３６  第２制御部
３８  第２コレット
３９  凹所
【図１】
2005005613.tif 000003
【図２】
2005005613.tif 000004
【図３】
2005005613.tif 000005
【図４】
2005005613.tif 000006
【図５】
2005005613.tif 000007
【図６】
2005005613.tif 000008
【図７】
2005005613.tif 000009
【図８】
2005005613.tif 000010
【図９】
2005005613.tif 000011
【図１０】
2005005613.tif 000012
【図１１】
2005005613.tif 000013
【図１２】
2005005613.tif 000014
【図１３】
2005005613.tif 000015