JP2002217216A - 部品のボンディング方法および装置 - Google Patents
部品のボンディング方法および装置Info
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- JP2002217216A JP2002217216A JP2001013730A JP2001013730A JP2002217216A JP 2002217216 A JP2002217216 A JP 2002217216A JP 2001013730 A JP2001013730 A JP 2001013730A JP 2001013730 A JP2001013730 A JP 2001013730A JP 2002217216 A JP2002217216 A JP 2002217216A
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】簡単な工程および構成で、部品を装着対象物上
の所望の位置に高精度にボンディングすることを可能に
する。 【解決手段】LDチップ12をヒートシンク14のボン
ディング位置に対して配置する配置機構16と、前記L
Dチップ12の面12a、12bに配置される第1およ
び第2撮像手段18、22と、前記LDチップ12を挟
んで前記第1および第2撮像手段18、22に対向して
配置される第1および第2照明手段20、24と、前記
第1および第2撮像手段18、22を介して撮影される
画像を二値化処理し、平行度を算出する画像処理部26
と、前記算出された平行度が許容範囲内になるように、
前記ヒートシンク14の角度調整を行う傾き調整機構2
8とを備える。
の所望の位置に高精度にボンディングすることを可能に
する。 【解決手段】LDチップ12をヒートシンク14のボン
ディング位置に対して配置する配置機構16と、前記L
Dチップ12の面12a、12bに配置される第1およ
び第2撮像手段18、22と、前記LDチップ12を挟
んで前記第1および第2撮像手段18、22に対向して
配置される第1および第2照明手段20、24と、前記
第1および第2撮像手段18、22を介して撮影される
画像を二値化処理し、平行度を算出する画像処理部26
と、前記算出された平行度が許容範囲内になるように、
前記ヒートシンク14の角度調整を行う傾き調整機構2
8とを備える。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、部品を装着対象物
上の所定の位置にボンディングするための部品のボンデ
ィング方法および装置に関する。
上の所定の位置にボンディングするための部品のボンデ
ィング方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】部品、例えば、半導体レーザ素子(以
下、LDという)は、発光中の内部発熱が大きくなり、
この熱によって自己破壊が起こることを阻止するため
に、一般的に熱伝導性のよいヒートシンク(装着対象
物)上にろう付けによりボンディングされた状態で使用
されている。
下、LDという)は、発光中の内部発熱が大きくなり、
この熱によって自己破壊が起こることを阻止するため
に、一般的に熱伝導性のよいヒートシンク(装着対象
物)上にろう付けによりボンディングされた状態で使用
されている。
【0003】その際、LDの寿命低下の要因となる発光
中の内部発熱を有効に逃がすために、ボンディング時に
LDチップ先端とヒートシンクとをμmオーダの相対位
置精度に維持するとともに、前記LDチップと前記ヒー
トシンクのボンディング面同士を均一に接触させる必要
がある。このため、LDチップとヒートシンクのボンデ
ィング面同士の許容平行精度(平行度)は、±0.05
゜以下と非常に厳格なものになっている。しかも、ヒー
トシンクは、ボンディング面とは反対の加熱面にも平行
度が要求されており、このヒートシンク自体の平行度を
±0.05゜以下にする必要がある。これにより、製造
コストが相当に高くなるという不具合が指摘されてい
る。
中の内部発熱を有効に逃がすために、ボンディング時に
LDチップ先端とヒートシンクとをμmオーダの相対位
置精度に維持するとともに、前記LDチップと前記ヒー
トシンクのボンディング面同士を均一に接触させる必要
がある。このため、LDチップとヒートシンクのボンデ
ィング面同士の許容平行精度(平行度)は、±0.05
゜以下と非常に厳格なものになっている。しかも、ヒー
トシンクは、ボンディング面とは反対の加熱面にも平行
度が要求されており、このヒートシンク自体の平行度を
±0.05゜以下にする必要がある。これにより、製造
コストが相当に高くなるという不具合が指摘されてい
る。
【0004】そこで、例えば、特開平5−3223号公
報には、2つの部材の対向する平面同士を平行にする平
行出し機構において、2つの部材の両方またはいずれか
一方を球面滑動部を介して支持するとともに、球面滑動
部に高圧気体または真空を導く手段と、2つの部材の対
向する平面同士を相対的に押圧する手段とを設ける技術
が開示されている(以下、従来技術1という)。
報には、2つの部材の対向する平面同士を平行にする平
行出し機構において、2つの部材の両方またはいずれか
一方を球面滑動部を介して支持するとともに、球面滑動
部に高圧気体または真空を導く手段と、2つの部材の対
向する平面同士を相対的に押圧する手段とを設ける技術
が開示されている(以下、従来技術1という)。
【0005】また、特開平6−140467号公報に
は、加圧ステージに複数の静電容量センサを取り付けて
この加圧ステージに対するボンディングヘッドの傾きを
求め、この加圧ステージに対してこのボンディングヘッ
ドが平行となるように傾き修正手段を制御する技術が開
示されている(以下、従来技術2という)。
は、加圧ステージに複数の静電容量センサを取り付けて
この加圧ステージに対するボンディングヘッドの傾きを
求め、この加圧ステージに対してこのボンディングヘッ
ドが平行となるように傾き修正手段を制御する技術が開
示されている(以下、従来技術2という)。
【0006】さらにまた、特開平11−297764号
公報には、ボンディングツールに複数個の圧力センサが
設置され、圧力値のばらつきをヘッド面調整部を用いて
訂正することにより、半導体チップのフェース面と実装
基板表面との平行度を確保するとともに、前記半導体チ
ップのフェース面と前記実装基板の表面との間隔を検出
するレーザ変位計等の間隔測定器を用いる技術が開示さ
れている(以下、従来技術3という)。
公報には、ボンディングツールに複数個の圧力センサが
設置され、圧力値のばらつきをヘッド面調整部を用いて
訂正することにより、半導体チップのフェース面と実装
基板表面との平行度を確保するとともに、前記半導体チ
ップのフェース面と前記実装基板の表面との間隔を検出
するレーザ変位計等の間隔測定器を用いる技術が開示さ
れている(以下、従来技術3という)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術1では、LDチップと装着対象物とを加圧接触
させようとする際、相当に大きな、例えば、約100g
の加圧力が必要となり、前記LDチップが破損し易いと
いう問題がある。しかも、構造が複雑化し、設備コスト
が高騰するという不具合がある。
従来技術1では、LDチップと装着対象物とを加圧接触
させようとする際、相当に大きな、例えば、約100g
の加圧力が必要となり、前記LDチップが破損し易いと
いう問題がある。しかも、構造が複雑化し、設備コスト
が高騰するという不具合がある。
【0008】また、上記の従来技術2では、少なくとも
3つの静電容量センサを加圧ステージに埋め込むため、
設備費が相当に高くなるという問題がある。
3つの静電容量センサを加圧ステージに埋め込むため、
設備費が相当に高くなるという問題がある。
【0009】さらにまた、上記の従来技術3では、レー
ザ変位計等を高精度に走査する必要があり、設備費が高
騰するとともに、測定に時間がかかってしまうという問
題がある。
ザ変位計等を高精度に走査する必要があり、設備費が高
騰するとともに、測定に時間がかかってしまうという問
題がある。
【0010】本発明はこの種の問題を解決するものであ
り、部品を装着対象物上の所定の位置に正確に配置する
とともに、前記部品と前記装着対象物のボンディング面
を均一に接触させてボンディングを行うことが可能な部
品のボンディング方法および装置を提供することを目的
とする。
り、部品を装着対象物上の所定の位置に正確に配置する
とともに、前記部品と前記装着対象物のボンディング面
を均一に接触させてボンディングを行うことが可能な部
品のボンディング方法および装置を提供することを目的
とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る部品のボン
ディング方法および装置では、部品と装着対象物とが相
対的にボンディング位置に対して配置された後、この部
品の一方の面側に配置された第1撮像手段と、前記部品
を挟んで前記第1撮像手段に対向して配置された第1照
明手段とが駆動される。すなわち、第1撮像手段と第1
照明手段とが部品を挟んで互いに対向して配置されてお
り、この部品の撮影面とは反対側の面から照明光が照射
された状態で、該部品の撮影面が第1撮像手段を介して
撮影される。
ディング方法および装置では、部品と装着対象物とが相
対的にボンディング位置に対して配置された後、この部
品の一方の面側に配置された第1撮像手段と、前記部品
を挟んで前記第1撮像手段に対向して配置された第1照
明手段とが駆動される。すなわち、第1撮像手段と第1
照明手段とが部品を挟んで互いに対向して配置されてお
り、この部品の撮影面とは反対側の面から照明光が照射
された状態で、該部品の撮影面が第1撮像手段を介して
撮影される。
【0012】これにより、第1撮像手段には、部品と装
着対象物の平行度不良が発生した際、ボンディング面間
に形成される隙間の透過光による明暗部が撮影される。
ここで、第1撮像手段と第1照明手段とが部品に対して
同一の面側に配置されていると、ボンディング面間の平
行度が、例えば、±0.05゜以下である場合に生じる
前記ボンディング面間の数μmオーダの隙間を検出する
ことができない。
着対象物の平行度不良が発生した際、ボンディング面間
に形成される隙間の透過光による明暗部が撮影される。
ここで、第1撮像手段と第1照明手段とが部品に対して
同一の面側に配置されていると、ボンディング面間の平
行度が、例えば、±0.05゜以下である場合に生じる
前記ボンディング面間の数μmオーダの隙間を検出する
ことができない。
【0013】これに対して、本発明では、第1撮像手段
と第1照明手段とが互いに対向して配置されるため、ボ
ンディング面間の微少な隙間を透過する光を確実に撮影
することができ、特に、±0.05゜以下の傾きで生じ
る数μmオーダの隙間を有効に検出することが可能にな
る。
と第1照明手段とが互いに対向して配置されるため、ボ
ンディング面間の微少な隙間を透過する光を確実に撮影
することができ、特に、±0.05゜以下の傾きで生じ
る数μmオーダの隙間を有効に検出することが可能にな
る。
【0014】次いで、撮影された画像に二値化処理が施
され、第1撮影手段の光軸方向に交差する方向のボンデ
ィング面間の平行度が検出される。
され、第1撮影手段の光軸方向に交差する方向のボンデ
ィング面間の平行度が検出される。
【0015】同様に、部品の一方の面に交差する他方の
面側に配置された第2撮像手段と、前記部品を挟んで前
記第2撮像手段に対向して配置された第2照明手段とを
介し、前記部品と前記装着対象物のボンディング面間の
隙間が撮影される。そして、撮影された画像に二値化処
理が施され、第2撮影手段の光軸方向に交差する方向の
ボンディング面間の平行度が検出される。
面側に配置された第2撮像手段と、前記部品を挟んで前
記第2撮像手段に対向して配置された第2照明手段とを
介し、前記部品と前記装着対象物のボンディング面間の
隙間が撮影される。そして、撮影された画像に二値化処
理が施され、第2撮影手段の光軸方向に交差する方向の
ボンディング面間の平行度が検出される。
【0016】そして、検出されたそれぞれの平行度に応
じて部品と装着対象物の相対角度位置が調整され、前記
部品と前記装着対象物のボンディング面間の平行度が許
容範囲内に調整される。従って、第1および第2撮像手
段と第1および第2照明手段とを用いるだけでよく、部
品の破損等が惹起されることもない。しかも設備を安価
に抑えて経済的なものとなる。
じて部品と装着対象物の相対角度位置が調整され、前記
部品と前記装着対象物のボンディング面間の平行度が許
容範囲内に調整される。従って、第1および第2撮像手
段と第1および第2照明手段とを用いるだけでよく、部
品の破損等が惹起されることもない。しかも設備を安価
に抑えて経済的なものとなる。
【0017】また、部品を保持して昇降可能な部品保持
手段と、前記部品と装着対象物が接触したことを検知す
る接触検知手段とを備えており、部品のボンディング作
業が自動的かつ効率的に遂行可能になる。
手段と、前記部品と装着対象物が接触したことを検知す
る接触検知手段とを備えており、部品のボンディング作
業が自動的かつ効率的に遂行可能になる。
【0018】さらにまた、第1および第2撮像手段は、
CCDカメラを備えるとともに、第1および第2照明手
段は、前記CCDカメラに向かって照明光を照射する光
源を備えている。これにより、構成が有効に簡素化され
るとともに、部品と装着対象物のボンディング面間の隙
間を高精度かつ容易に検出することができ、前記部品と
前記装着対象物のボンディング作業が精度よく遂行され
る。
CCDカメラを備えるとともに、第1および第2照明手
段は、前記CCDカメラに向かって照明光を照射する光
源を備えている。これにより、構成が有効に簡素化され
るとともに、部品と装着対象物のボンディング面間の隙
間を高精度かつ容易に検出することができ、前記部品と
前記装着対象物のボンディング作業が精度よく遂行され
る。
【0019】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態に係る
部品のボンディング装置10の概略斜視説明図であり、
図2は、前記ボンディング装置10の側面図であり、図
3は、前記ボンディング装置10の正面図である。
部品のボンディング装置10の概略斜視説明図であり、
図2は、前記ボンディング装置10の側面図であり、図
3は、前記ボンディング装置10の正面図である。
【0020】ボンディング装置10は、部品であるLD
(レーザダイオード)チップ12と、装着対象物である
ヒートシンク14とを相対的にボンディング位置に対し
て配置する配置機構16と、前記LDチップ12の一方
の面12a側に配置される第1撮像手段18と、前記L
Dチップ12を挟んで前記第1撮像手段18に対向して
配置される第1照明手段20と、前記LDチップ12の
前記面12aに交差する他方の面12b側に配置される
第2撮像手段22と、前記LDチップ12を挟んで前記
第2撮像手段22に対向して配置される第2照明手段2
4と、前記LDチップ12および前記ヒートシンク14
のボンディング面12c、14cの平行度を検出する画
像処理部26と、検出されたそれぞれの平行度が許容範
囲内になるように前記LDチップ12と前記ヒートシン
ク14の相対角度位置を調整する傾き調整機構28とを
備える。
(レーザダイオード)チップ12と、装着対象物である
ヒートシンク14とを相対的にボンディング位置に対し
て配置する配置機構16と、前記LDチップ12の一方
の面12a側に配置される第1撮像手段18と、前記L
Dチップ12を挟んで前記第1撮像手段18に対向して
配置される第1照明手段20と、前記LDチップ12の
前記面12aに交差する他方の面12b側に配置される
第2撮像手段22と、前記LDチップ12を挟んで前記
第2撮像手段22に対向して配置される第2照明手段2
4と、前記LDチップ12および前記ヒートシンク14
のボンディング面12c、14cの平行度を検出する画
像処理部26と、検出されたそれぞれの平行度が許容範
囲内になるように前記LDチップ12と前記ヒートシン
ク14の相対角度位置を調整する傾き調整機構28とを
備える。
【0021】ボンディング装置10を構成するX−Y−
θステージ30には、図示しないボールねじ等の駆動手
段を介してX軸方向およびY軸方向に進退自在な可動台
32が設けられ、この可動台32上には、Z軸回りに回
転自在なθテーブルである回転テーブル34が配置され
る。
θステージ30には、図示しないボールねじ等の駆動手
段を介してX軸方向およびY軸方向に進退自在な可動台
32が設けられ、この可動台32上には、Z軸回りに回
転自在なθテーブルである回転テーブル34が配置され
る。
【0022】回転テーブル34上に傾き調整機構28を
構成するチップ長手方向(矢印Y方向)用第1角度調整
ステージ36と、チップ幅方向(矢印X方向)用第2角
度調整ステージ38とが積層して配置される。第2角度
調整ステージ38上に支持部材40が配置され、この支
持部材40上には、断熱層42を介してヒータ44が装
着される。支持部材40の上端部には、突き当て部材4
6が固着されている。
構成するチップ長手方向(矢印Y方向)用第1角度調整
ステージ36と、チップ幅方向(矢印X方向)用第2角
度調整ステージ38とが積層して配置される。第2角度
調整ステージ38上に支持部材40が配置され、この支
持部材40上には、断熱層42を介してヒータ44が装
着される。支持部材40の上端部には、突き当て部材4
6が固着されている。
【0023】ヒートシンク14の基準端面14aとは反
対側の端面14b側に保持板48が設けられ、この保持
板48と前記端面14bとの間にスプリング50が介装
されている。ヒータ44には、ヒートシンク14を吸着
保持するために、図示しない真空発生源に連通する吸引
孔52が形成されている。
対側の端面14b側に保持板48が設けられ、この保持
板48と前記端面14bとの間にスプリング50が介装
されている。ヒータ44には、ヒートシンク14を吸着
保持するために、図示しない真空発生源に連通する吸引
孔52が形成されている。
【0024】配置機構16を構成する部品保持手段54
は、コラム60に固定されてZ軸方向に延在するフレー
ム62を備え、このフレーム62の上端部にモータ64
が固定される。モータ64の出力軸に連結されてZ軸方
向に延在するボールねじ66は、Z軸可動テーブル68
に設けられた図示しないナット部材に螺合する。Z軸可
動テーブル68に加圧手段70が固定されるとともに、
この加圧手段70に保持部材72が装着される。保持部
材72は、中空状を有してその内部が図示しない負圧発
生源に連通している。加圧手段70には、LDチップ1
2がヒートシンク14に接触したことを検知するため
に、変位または圧力検出センサを備えた接触検知手段
(図示せず)が設けられている。
は、コラム60に固定されてZ軸方向に延在するフレー
ム62を備え、このフレーム62の上端部にモータ64
が固定される。モータ64の出力軸に連結されてZ軸方
向に延在するボールねじ66は、Z軸可動テーブル68
に設けられた図示しないナット部材に螺合する。Z軸可
動テーブル68に加圧手段70が固定されるとともに、
この加圧手段70に保持部材72が装着される。保持部
材72は、中空状を有してその内部が図示しない負圧発
生源に連通している。加圧手段70には、LDチップ1
2がヒートシンク14に接触したことを検知するため
に、変位または圧力検出センサを備えた接触検知手段
(図示せず)が設けられている。
【0025】コラム60の上部には、取り付け台74を
介して撮像部75が装着される。この撮像部75は、一
あるいは複数のCCDカメラ76と光学レンズ系78と
を備えている。図2および図3に示すように、CCDカ
メラ76は、画像処理部26に接続されており、この画
像処理部26は、前記CCDカメラ76により撮像され
たLDチップ12およびヒートシンク14の画像を画像
信号として取り込んでそれぞれの位置ずれ量を演算する
機能を有し、制御部80に演算結果を入力する。
介して撮像部75が装着される。この撮像部75は、一
あるいは複数のCCDカメラ76と光学レンズ系78と
を備えている。図2および図3に示すように、CCDカ
メラ76は、画像処理部26に接続されており、この画
像処理部26は、前記CCDカメラ76により撮像され
たLDチップ12およびヒートシンク14の画像を画像
信号として取り込んでそれぞれの位置ずれ量を演算する
機能を有し、制御部80に演算結果を入力する。
【0026】第1および第2撮像手段18、22は、第
1および第2CCDカメラ82、84を備えるととも
に、第1および第2照明手段22、24は、前記第1お
よび第2CCDカメラ82、84に向かって照明光を照
射する第1および第2光源86、88を備える。第1お
よび第2CCDカメラ82、84は、画像処理部26に
接続される一方、第1および第2光源86、88は、制
御部80に接続される。
1および第2CCDカメラ82、84を備えるととも
に、第1および第2照明手段22、24は、前記第1お
よび第2CCDカメラ82、84に向かって照明光を照
射する第1および第2光源86、88を備える。第1お
よび第2CCDカメラ82、84は、画像処理部26に
接続される一方、第1および第2光源86、88は、制
御部80に接続される。
【0027】画像処理部26は、LDチップ12とヒー
トシンク14のボンディング面12c、14c間の隙間
の画像に二値化処理を施し、前記ボンディング面12
c、14c間の平行度を検出するとともに、制御部80
は、前記画像処理部26からの演算結果に基づいて傾き
調整機構28を駆動して角度補正を行う機能を有する。
この画像処理部26にはモニタ90が接続されている。
トシンク14のボンディング面12c、14c間の隙間
の画像に二値化処理を施し、前記ボンディング面12
c、14c間の平行度を検出するとともに、制御部80
は、前記画像処理部26からの演算結果に基づいて傾き
調整機構28を駆動して角度補正を行う機能を有する。
この画像処理部26にはモニタ90が接続されている。
【0028】このように構成されるボンディング装置1
0の動作について、本実施形態に係るボンディング方法
との関連で、図4に示すフローチャートを参照しながら
以下に説明する。
0の動作について、本実施形態に係るボンディング方法
との関連で、図4に示すフローチャートを参照しながら
以下に説明する。
【0029】まず、ヒータ44上にヒートシンク14が
配置され、このヒータ44に設けられている吸引孔52
から吸引を行うことによって、前記ヒートシンク14が
前記ヒータ44上に吸着保持される。その際、ヒートシ
ンク14のLDチップ12を位置決めするための基準端
面14aが突き当て部材46に当接して位置決めされる
とともに、このヒートシンク14の端面14bにスプリ
ング50が当接している。
配置され、このヒータ44に設けられている吸引孔52
から吸引を行うことによって、前記ヒートシンク14が
前記ヒータ44上に吸着保持される。その際、ヒートシ
ンク14のLDチップ12を位置決めするための基準端
面14aが突き当て部材46に当接して位置決めされる
とともに、このヒートシンク14の端面14bにスプリ
ング50が当接している。
【0030】一方、部品保持手段54では、保持部材7
2の先端にLDチップ12が吸着保持されており(ステ
ップS1)、X−Y−θステージ30が制御部80を介
して駆動される。このため、ヒートシンク14のボンデ
ィング位置が撮像部75の光軸上に配置される。次い
で、モータ64の作用下にボールねじ66を介してZ軸
可動テーブル68が下降し、保持部材72に吸着保持さ
れているLDチップ12が下降する。LDチップ12が
ヒートシンク14のボンディング位置に対して配置され
たことが、図示しない接触検知手段により検知されると
(ステップS2中、YES)、制御部80を介してモー
タ64が停止される。
2の先端にLDチップ12が吸着保持されており(ステ
ップS1)、X−Y−θステージ30が制御部80を介
して駆動される。このため、ヒートシンク14のボンデ
ィング位置が撮像部75の光軸上に配置される。次い
で、モータ64の作用下にボールねじ66を介してZ軸
可動テーブル68が下降し、保持部材72に吸着保持さ
れているLDチップ12が下降する。LDチップ12が
ヒートシンク14のボンディング位置に対して配置され
たことが、図示しない接触検知手段により検知されると
(ステップS2中、YES)、制御部80を介してモー
タ64が停止される。
【0031】そこで、第1照明手段20を構成する第1
光源86が点灯され、この第1光源86に対向して配置
されている第1撮像手段18を構成する第1CCDカメ
ラ82により、LDチップ12とヒートシンク14のボ
ンディング面12c、14cが撮影される(ステップS
3)。
光源86が点灯され、この第1光源86に対向して配置
されている第1撮像手段18を構成する第1CCDカメ
ラ82により、LDチップ12とヒートシンク14のボ
ンディング面12c、14cが撮影される(ステップS
3)。
【0032】第1撮像手段18により撮影された画像
は、画像処理部26に送られ、モニタ90には、例え
ば、図5に示すように、LDチップ12のボンディング
面12cとヒートシンク14のボンディング面14cと
の間の隙間92が表示される。画像処理部26では、撮
影された画像に二値化処理が施され、LDチップ12と
ヒートシンク14のチップ幅方向(第1撮像手段18の
光軸方向に直交する方向)の平行度が算出される(ステ
ップS4)。
は、画像処理部26に送られ、モニタ90には、例え
ば、図5に示すように、LDチップ12のボンディング
面12cとヒートシンク14のボンディング面14cと
の間の隙間92が表示される。画像処理部26では、撮
影された画像に二値化処理が施され、LDチップ12と
ヒートシンク14のチップ幅方向(第1撮像手段18の
光軸方向に直交する方向)の平行度が算出される(ステ
ップS4)。
【0033】同様に、第2撮像手段22と第2照明手段
24とを介して、LDチップ12とヒートシンク14の
ボンディング面12c、14cのチップ長手方向(第2
撮像手段22の光軸方向に直交する方向)の撮影が行わ
れる(ステップS5)。第2撮像手段22により撮影さ
れた画像は、画像処理部26に送られて二値化処理が施
され、LDチップ12とヒートシンク14のチップ長手
方向の平行度が算出される(ステップS6)。
24とを介して、LDチップ12とヒートシンク14の
ボンディング面12c、14cのチップ長手方向(第2
撮像手段22の光軸方向に直交する方向)の撮影が行わ
れる(ステップS5)。第2撮像手段22により撮影さ
れた画像は、画像処理部26に送られて二値化処理が施
され、LDチップ12とヒートシンク14のチップ長手
方向の平行度が算出される(ステップS6)。
【0034】上記のように、チップ幅方向の平行度およ
びチップ長手方向の平行度が算出された後、部品保持手
段54を構成する保持部材72が所定の高さ位置まで上
昇され、LDチップ12がヒートシンク14に対して所
定の高さ位置に配置される(ステップS7)。そして、
算出されたそれぞれの平行度が許容範囲内にあるか否か
が判断され(ステップS8)、この平行度が許容範囲外
であると、ステップS9に進んで傾き調整機構28が駆
動される。
びチップ長手方向の平行度が算出された後、部品保持手
段54を構成する保持部材72が所定の高さ位置まで上
昇され、LDチップ12がヒートシンク14に対して所
定の高さ位置に配置される(ステップS7)。そして、
算出されたそれぞれの平行度が許容範囲内にあるか否か
が判断され(ステップS8)、この平行度が許容範囲外
であると、ステップS9に進んで傾き調整機構28が駆
動される。
【0035】この傾き調整機構28では、チップ幅方向
の平行度が許容範囲外である際に、第1角度調整ステー
ジ36が駆動されてステージ傾きが調整される一方、チ
ップ長手方向の平行度が許容範囲外である際に、第2角
度調整ステージ38が駆動されてステージ傾きが調整さ
れる。
の平行度が許容範囲外である際に、第1角度調整ステー
ジ36が駆動されてステージ傾きが調整される一方、チ
ップ長手方向の平行度が許容範囲外である際に、第2角
度調整ステージ38が駆動されてステージ傾きが調整さ
れる。
【0036】さらに、チップ幅方向およびチップ長手方
向の平行度が許容範囲内になるまで上記の動作が行わ
れ、これによりLDチップ12とヒートシンク14のボ
ンディング面12c、14cの平行度が調整されること
になる。
向の平行度が許容範囲内になるまで上記の動作が行わ
れ、これによりLDチップ12とヒートシンク14のボ
ンディング面12c、14cの平行度が調整されること
になる。
【0037】このように、本実施形態では、ボンディン
グ位置に配置されているLDチップ12の一方の面12
aと他方の面12bとにそれぞれ第1および第2撮像手
段18、22が配置されるとともに、前記第1および第
2撮像手段18、22に対向し、前記LDチップ12の
反対側に第1および第2照明手段20、24が設置され
ている。このため、第1撮像手段18を構成する第1C
CDカメラ82を介してLDチップ12のボンディング
面12cとヒートシンク14のボンディング面14cと
を撮影する際に、このLDチップ12の面12aとは反
対側の面12b側から第1照明手段20を構成する第1
光源86を介して照明光が照射される。
グ位置に配置されているLDチップ12の一方の面12
aと他方の面12bとにそれぞれ第1および第2撮像手
段18、22が配置されるとともに、前記第1および第
2撮像手段18、22に対向し、前記LDチップ12の
反対側に第1および第2照明手段20、24が設置され
ている。このため、第1撮像手段18を構成する第1C
CDカメラ82を介してLDチップ12のボンディング
面12cとヒートシンク14のボンディング面14cと
を撮影する際に、このLDチップ12の面12aとは反
対側の面12b側から第1照明手段20を構成する第1
光源86を介して照明光が照射される。
【0038】これにより、第1CCDカメラ82は、L
Dチップ12のボンディング面12cとヒートシンク1
4のボンディング面14cとの間の隙間92を透過した
透過光の明暗部を確実に撮影することができ、特に、前
記LDチップ12が前記ヒートシンク14に接触した瞬
間の±0.05゜以下の傾きにより生じる数μmオーダ
の隙間92を容易に検出することが可能になる。従っ
て、第1CCDカメラ82で撮影された画像を画像処理
部26で二値化処理することにより、LDチップ12と
ヒートシンク14のチップ幅方向平行度が高精度に得ら
れ、前記LED12のボンディング面12cと前記ヒー
トシンク14のボンディング面14cとを、全体にわた
り均一かつ確実に接触させた状態でボンディングするこ
とができるという効果が得られる。
Dチップ12のボンディング面12cとヒートシンク1
4のボンディング面14cとの間の隙間92を透過した
透過光の明暗部を確実に撮影することができ、特に、前
記LDチップ12が前記ヒートシンク14に接触した瞬
間の±0.05゜以下の傾きにより生じる数μmオーダ
の隙間92を容易に検出することが可能になる。従っ
て、第1CCDカメラ82で撮影された画像を画像処理
部26で二値化処理することにより、LDチップ12と
ヒートシンク14のチップ幅方向平行度が高精度に得ら
れ、前記LED12のボンディング面12cと前記ヒー
トシンク14のボンディング面14cとを、全体にわた
り均一かつ確実に接触させた状態でボンディングするこ
とができるという効果が得られる。
【0039】しかも、第1および第2撮像手段18、2
2と第1および第2照明手段20、24とを備えるだけ
でよく、従来の静電容量センサ等を用いるものに比べて
構成が有効に簡素化するとともに、設備費が高騰するこ
とがなく、経済的であるという利点がある。
2と第1および第2照明手段20、24とを備えるだけ
でよく、従来の静電容量センサ等を用いるものに比べて
構成が有効に簡素化するとともに、設備費が高騰するこ
とがなく、経済的であるという利点がある。
【0040】上記のように、LDチップ12とヒートシ
ンク14の平行度が許容範囲内に調整された後、前記L
Dチップ12が保持部材72と一体的に所定の高さ位置
まで上昇される。ここで、撮像部75が駆動されてLD
チップ12およびヒートシンク14が撮像される。撮像
部75を構成するCCDカメラ76により得られた画像
信号は、画像処理部26に送られて画像処理が施され、
LDチップ12とヒートシンク14との相対位置情報に
基づいてそのずれ量が演算される。このずれ量は、制御
部80に送られてLDチップ12とヒートシンク14と
の相対位置補正が一定の時間間隔毎にリアルタイムでフ
ィードバック制御される。
ンク14の平行度が許容範囲内に調整された後、前記L
Dチップ12が保持部材72と一体的に所定の高さ位置
まで上昇される。ここで、撮像部75が駆動されてLD
チップ12およびヒートシンク14が撮像される。撮像
部75を構成するCCDカメラ76により得られた画像
信号は、画像処理部26に送られて画像処理が施され、
LDチップ12とヒートシンク14との相対位置情報に
基づいてそのずれ量が演算される。このずれ量は、制御
部80に送られてLDチップ12とヒートシンク14と
の相対位置補正が一定の時間間隔毎にリアルタイムでフ
ィードバック制御される。
【0041】例えば、図6に示すように、LDチップ1
2のエッジがヒートシンク14の基準端面14aに対し
て補正量△θ(>基準値)だけずれていることが検出さ
れると、X−Y−θステージ30に設けられている回転
テーブル34が補正量△θに対応する角度だけ回転し、
ずれ量の補正が行われる。次いで、X軸方向およびY軸
方向のずれ量が基準値よりも大きい場合には、X−Y−
θステージ30が駆動制御されてヒートシンク14の基
準端面14aがLDチップ12のエッジ位置と一致する
までフィードバック制御が行われる。
2のエッジがヒートシンク14の基準端面14aに対し
て補正量△θ(>基準値)だけずれていることが検出さ
れると、X−Y−θステージ30に設けられている回転
テーブル34が補正量△θに対応する角度だけ回転し、
ずれ量の補正が行われる。次いで、X軸方向およびY軸
方向のずれ量が基準値よりも大きい場合には、X−Y−
θステージ30が駆動制御されてヒートシンク14の基
準端面14aがLDチップ12のエッジ位置と一致する
までフィードバック制御が行われる。
【0042】LDチップ12とヒートシンク14とのず
れ量が許容範囲内に入った後、ヒータ44が所定の温
度、本実施形態では、120℃まで昇温される。そし
て、モータ64が駆動されてZ軸可動テーブル68が下
降し、保持部材72に吸着保持されているLDチップ1
2がヒートシンク14上に当接する。さらに、加圧手段
70を介してLDチップ12をヒートシンク14上に一
定の荷重で加圧保持した状態で、ヒータ44が所定の温
度、本実施形態では、200℃まで昇温される。これに
より、ヒートシンク14の上面に予め設けられているろ
う材が溶融し、所定時間加熱後に冷却することによって
LDチップ12がヒートシンク14上にボンディングさ
れる。
れ量が許容範囲内に入った後、ヒータ44が所定の温
度、本実施形態では、120℃まで昇温される。そし
て、モータ64が駆動されてZ軸可動テーブル68が下
降し、保持部材72に吸着保持されているLDチップ1
2がヒートシンク14上に当接する。さらに、加圧手段
70を介してLDチップ12をヒートシンク14上に一
定の荷重で加圧保持した状態で、ヒータ44が所定の温
度、本実施形態では、200℃まで昇温される。これに
より、ヒートシンク14の上面に予め設けられているろ
う材が溶融し、所定時間加熱後に冷却することによって
LDチップ12がヒートシンク14上にボンディングさ
れる。
【0043】なお、本実施形態では、部品としてLDチ
ップ12を用い、装着対象物としてヒートシンク14を
用いているが、例えば、部品として半導体チップを用
い、装着対象物として基板を用いても、同様の効果が得
られることになる。また、ヒートシンク14をX−Y−
θステージ30に配置してこのヒートシンク14をX
軸、Y軸およびθ軸方向に移動可能に構成しているが、
LDチップ12を吸着保持する加圧手段70にX−Yス
テージを設ける一方、ヒートシンク14をθステージに
装着するように構成してもよい。
ップ12を用い、装着対象物としてヒートシンク14を
用いているが、例えば、部品として半導体チップを用
い、装着対象物として基板を用いても、同様の効果が得
られることになる。また、ヒートシンク14をX−Y−
θステージ30に配置してこのヒートシンク14をX
軸、Y軸およびθ軸方向に移動可能に構成しているが、
LDチップ12を吸着保持する加圧手段70にX−Yス
テージを設ける一方、ヒートシンク14をθステージに
装着するように構成してもよい。
【0044】さらにまた、ボンディング位置に対してL
Dチップ12とヒートシンク14とを配置する際に、保
持部材72の昇降作用下にこのLDチップ12を移動さ
せているが、前記ヒートシンク14側を移動させてもよ
い。さらに、接触検知手段を加圧手段70に設けられて
いるが、X−Y−θステージ30側に設けてもよく、傾
き調整機構28が前記X−Y−θステージ30側に設け
てられているが、配置機構16側に設けてもよい。
Dチップ12とヒートシンク14とを配置する際に、保
持部材72の昇降作用下にこのLDチップ12を移動さ
せているが、前記ヒートシンク14側を移動させてもよ
い。さらに、接触検知手段を加圧手段70に設けられて
いるが、X−Y−θステージ30側に設けてもよく、傾
き調整機構28が前記X−Y−θステージ30側に設け
てられているが、配置機構16側に設けてもよい。
【0045】
【発明の効果】本発明に係る部品のボンディング方法お
よび装置では、部品を挟んで互いに対向して配置される
第1および第2撮像手段と第1および第2照明手段とを
介し、前記部品と装着対象物のボンディング面間の隙間
が撮影され、この撮影された画像に二値化処理が施され
て、前記ボンディング面間の平行度が算出される。この
ため、簡単な工程および構成で、ボンディング面間の平
行度が高精度に算出され、部品を装着対象物上の所定の
位置に良好な状態でボンディングすることが可能にな
る。しかも、設備費が高騰することがなく、経済的なも
のとなる。
よび装置では、部品を挟んで互いに対向して配置される
第1および第2撮像手段と第1および第2照明手段とを
介し、前記部品と装着対象物のボンディング面間の隙間
が撮影され、この撮影された画像に二値化処理が施され
て、前記ボンディング面間の平行度が算出される。この
ため、簡単な工程および構成で、ボンディング面間の平
行度が高精度に算出され、部品を装着対象物上の所定の
位置に良好な状態でボンディングすることが可能にな
る。しかも、設備費が高騰することがなく、経済的なも
のとなる。
【図1】本発明の実施形態に係る部品のボンディング装
置の概略斜視説明図である。
置の概略斜視説明図である。
【図2】前記ボンディング装置の側面図である。
【図3】前記ボンディング装置の正面図である。
【図4】本発明の実施形態に係る部品のボンディング方
法を説明するフローチャートである。
法を説明するフローチャートである。
【図5】前記ボンディング装置を構成する第1撮像手段
による撮影状態の説明図である。
による撮影状態の説明図である。
【図6】前記ボンディング装置を構成する撮像部による
撮影状態の説明図である。
撮影状態の説明図である。
10…ボンディング装置 12…LDチップ 12c、14c…ボンディング面 14…ヒートシン
ク 16…配置機構 18、22…撮像
手段 20、24…照明手段 26…画像処理部 28…傾き調整機構 30…X−Y−θ
ステージ 36、38…角度調整ステージ 44…ヒータ 54…部品保持手段 70…加圧手段 72…保持部材 75…撮像部 80…制御部 82、84…CC
Dカメラ 86、88…光源 90…モニタ
ク 16…配置機構 18、22…撮像
手段 20、24…照明手段 26…画像処理部 28…傾き調整機構 30…X−Y−θ
ステージ 36、38…角度調整ステージ 44…ヒータ 54…部品保持手段 70…加圧手段 72…保持部材 75…撮像部 80…制御部 82、84…CC
Dカメラ 86、88…光源 90…モニタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 和弘 神奈川県南足柄市中沼210番地 富士写真 フイルム株式会社内 Fターム(参考) 2F065 AA16 AA22 AA32 CC27 FF04 HH15 JJ05 JJ26 PP12 QQ04 5F047 FA72 FA73 FA83
Claims (4)
- 【請求項1】部品を装着対象物上の所定の位置にボンデ
ィングするための部品のボンディング方法であって、 前記部品と前記装着対象物とを、相対的にボンディング
位置に対して配置する工程と、 前記部品の一方の面側に配置された第1撮像手段と、該
部品を挟んで前記第1撮像手段に対向して配置された第
1照明手段とを介し、前記部品と前記装着対象物のボン
ディング面間の隙間を撮影する工程と、 前記撮影された画像に二値化処理を施して、前記第1撮
像手段の光軸方向に交差する方向の前記ボンディング面
間の平行度を算出する工程と、 前記部品の前記一方の面に交差する他方の面側に配置さ
れた第2撮像手段と、該部品を挟んで前記第2撮像手段
に対向して配置された第2照明手段とを介し、前記部品
と前記装着対象物の前記ボンディング面間の隙間を撮影
する工程と、 前記撮影された画像に二値化処理を施して、前記第2撮
像手段の光軸方向に交差する方向の前記ボンディング面
間の平行度を算出する工程と、 前記算出されたそれぞれの平行度が許容範囲内になるよ
うに、前記部品と前記装着対象物の相対角度位置を調整
する工程と、 を有することを特徴とする部品のボンディング方法。 - 【請求項2】部品を装着対象物上の所定の位置にボンデ
ィングするための部品のボンディング装置であって、 前記部品と前記装着対象物とを、相対的にボンディング
位置に対して配置する配置機構と、 前記部品の一方の面側に配置される第1撮像手段と、 前記部品を挟んで前記第1撮像手段に対向して配置され
る第1照明手段と、 前記部品の前記一方の面に交差する他方の面側に配置さ
れる第2撮像手段と、 前記部品を挟んで前記第2撮像手段に対向して配置され
る第2照明手段と、 前記第1および第2撮像手段を介して撮影される前記部
品と前記装着対象物のボンディング面間の隙間の画像に
二値化処理を施して、前記第1および第2撮像手段の光
軸方向に交差する方向のそれぞれの前記ボンディング面
間の平行度を算出する画像処理部と、 前記算出されたそれぞれの平行度が許容範囲内になるよ
うに、前記部品と前記装着対象物の相対角度位置を調整
する傾き調整機構と、 を備えることを特徴とする部品のボンディング装置。 - 【請求項3】請求項2記載のボンディング装置におい
て、前記配置機構は、前記部品を保持して昇降可能な部
品保持手段と、 前記部品と前記装着対象物が接触したことを検知する接
触検知手段と、 を備えることを特徴とする部品のボンディング装置。 - 【請求項4】請求項2記載のボンディング装置におい
て、前記第1および第2撮像手段は、CCDカメラを備
えるとともに、 前記第1および第2照明手段は、前記CCDカメラに向
かって照明光を照射する光源を備えることを特徴とする
部品のボンディング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001013730A JP2002217216A (ja) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | 部品のボンディング方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001013730A JP2002217216A (ja) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | 部品のボンディング方法および装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002217216A true JP2002217216A (ja) | 2002-08-02 |
Family
ID=18880545
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001013730A Pending JP2002217216A (ja) | 2001-01-22 | 2001-01-22 | 部品のボンディング方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002217216A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006324599A (ja) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Canon Machinery Inc | ダイボンダ用撮像装置 |
JP2008300394A (ja) * | 2007-05-29 | 2008-12-11 | Nikon Corp | 基板接合装置および基板接合方法 |
JP2011117914A (ja) * | 2009-12-07 | 2011-06-16 | Cognex Corp | オブジェクト制御システム、オブジェクト制御方法、プログラム、及び回転中心位置特定装置 |
JP2014003312A (ja) * | 2013-08-05 | 2014-01-09 | Nikon Corp | 基板接合装置および基板接合方法 |
JP2014146807A (ja) * | 2014-02-26 | 2014-08-14 | Nikon Corp | 接合装置、接合方法、および、製造方法 |
US9247366B2 (en) | 2012-09-14 | 2016-01-26 | Robert Bosch Gmbh | Microphone test fixture |
JP2016136091A (ja) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | 株式会社東京精密 | 形状測定装置 |
JP2018020435A (ja) * | 2017-09-07 | 2018-02-08 | 株式会社小糸製作所 | 製造装置および製造方法 |
-
2001
- 2001-01-22 JP JP2001013730A patent/JP2002217216A/ja active Pending
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