JPH05152356A - Optical semiconductor element assembling device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide an optical semiconductor element assembling device which is able to discriminate the front from the rear of a chip mixedly housed in a chip tray when the chip is picked out from the chip tray. CONSTITUTION:A chip tray located at a pickup section A is a transparent case, and the image of the underside of a chip 1 is picked up by a CCD camera 5. It is discriminated by the output of the camera 5 that the underside of the chip 1 is the front side or the rear, and a chip whose front side faces upwards is sucked by a first collet 4 and transferred to a position adjusting section B. The chip is adjusted in position on a positioning stage 7, transferred to a die bonding section C with a second collet 11, and mounted on a base 10.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光半導体素子の組立装
置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for assembling an optical semiconductor device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】光半導体素子としては、ＬＤやＬＥＤな
どの発光素子や、ＰＩＮダイオードなどの受光素子が知
られている。図４は、従来の発光ダイオードの一例の断
面図である。図中、２１はベース、２２はリード、２３
はヒートシンク、２４はＬＥＤチップ、２５は球レン
ズ、２６はキャップ、２７は光ファイバである。ベース
２１に取り付けられたヒートシンク２３の上に、ＬＥＤ
チップ２４が固定され、リード２２との間に配線が施さ
れる。ＬＥＤチップ２４には球レンズ２５が光学的接着
剤により取り付けられ、キャップ２６に固定された光フ
ァイバ２７と光学的結合がなされる。キャップ２６には
レンズが取り付けられることもあるが、ベース２１に対
するＬＥＤチップ２４の取付位置は、光学的結合に直接
影響を与えるから、高精度が要求されている。2. Description of the Related Art Light emitting elements such as LDs and LEDs and light receiving elements such as PIN diodes are known as optical semiconductor elements. FIG. 4 is a sectional view of an example of a conventional light emitting diode. In the figure, 21 is a base, 22 is a lead, and 23
Is a heat sink, 24 is an LED chip, 25 is a spherical lens, 26 is a cap, and 27 is an optical fiber. LED on the heat sink 23 attached to the base 21
The chip 24 is fixed and wiring is provided between the chip 24 and the lead 22. A spherical lens 25 is attached to the LED chip 24 by an optical adhesive, and is optically coupled with an optical fiber 27 fixed to a cap 26. A lens may be attached to the cap 26, but the attachment position of the LED chip 24 with respect to the base 21 directly affects optical coupling, and thus high accuracy is required.

【０００３】図２は、従来の光半導体素子の組立装置の
一例の概略構成図である。図中、１はチップ、２はチッ
プトレイ、４は第１コレット、７は位置決めステージ、
８はＣＣＤカメラ、９はＴＶモニタ、１０はベース、１
１は第２コレットであり、全体として、ピックアップ部
Ａ、位置調整部Ｂ、ダイボンディング部Ｃに大別され
る。第１コレット４は、真空吸引手段を備えており、矢
印のように上下動するとともに、左右に示す矢印のよう
に、ピックアップ部Ａと位置調整部Ｂとの間を往復移動
する。第２コレット１１も、真空吸引手段を備えてお
り、矢印のように上下動するとともに、左右に移動方向
を示す矢印のように、位置調整部Ｂとダイボンディング
部Ｃとの間を往復移動する。ピックアップ部Ａにおい
て、チップ１はチップトレイ２に収納されており、第１
コレット４により、その１つがピックアップされ、位置
調整部Ｂに運ばれる。ここで、第１コレット４の吸引が
解除され、チップ１は、位置決めステージ７の上に載置
される。位置決めステージ７上のチップ１はＣＣＤカメ
ラ８により、そのパターンが撮像され、ＴＶモニタ９で
モニタされる。ＣＣＤカメラ８の出力は、図示しない制
御装置において、記憶されている基準データと比較され
て、制御信号が出力され、位置決めステージ７をＸ方
向、Ｙ方向の座標位置、ならびに、角度θの回転が制御
され、ベース１０に対する位置決めが行なわれ、所定の
位置、角度になるよう調整される。この時、チップ１の
表裏が判断され、裏返しの場合は、もとのチップトレイ
２に戻され、次のチップが同様にして位置決めステージ
７に載置される。位置決めステージ７における位置調整
の制御が完了すると、第２コレット１１が、位置決めス
テージ７上のチップ１を吸着し、ダイボンディング部Ｃ
に移動して、チップ１をベース１０の上にセットする。
第２コレット１１は、あらかじめ、位置決めステージ７
の中心位置とベース１０の中心位置との間を移動するよ
うに設定されているから、位置決めステージ７での位置
精度に基づく精度で、ベース１０上にチップ１を位置決
めすることができる。位置決めされたチップ１は、ダイ
ボンディングが行なわれる。これを繰り返して各チップ
をベース上に組み立てることができる。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an example of a conventional optical semiconductor device assembling apparatus. In the figure, 1 is a chip, 2 is a chip tray, 4 is a first collet, 7 is a positioning stage,
8 is a CCD camera, 9 is a TV monitor, 10 is a base, 1
Reference numeral 1 denotes a second collet, which is roughly divided into a pickup section A, a position adjusting section B, and a die bonding section C as a whole. The first collet 4 is provided with a vacuum suction means, moves up and down as shown by an arrow, and reciprocates between the pickup section A and the position adjusting section B as shown by arrows on the left and right. The second collet 11 is also provided with a vacuum suction means, moves up and down as shown by an arrow, and reciprocates between the position adjusting section B and the die bonding section C as shown by an arrow indicating a moving direction from side to side. .. In the pickup section A, the chips 1 are stored in the chip tray 2 and
One of them is picked up by the collet 4 and carried to the position adjusting section B. Here, the suction of the first collet 4 is released, and the chip 1 is placed on the positioning stage 7. The pattern of the chip 1 on the positioning stage 7 is picked up by the CCD camera 8 and monitored by the TV monitor 9. The output of the CCD camera 8 is compared with stored reference data in a control device (not shown) to output a control signal, and the positioning stage 7 is rotated by the coordinate positions in the X and Y directions and the angle θ. It is controlled and positioned with respect to the base 10 and adjusted to a predetermined position and angle. At this time, the front and back of the chip 1 are judged, and when the chip 1 is turned upside down, it is returned to the original chip tray 2 and the next chip is similarly placed on the positioning stage 7. When the control of the position adjustment in the positioning stage 7 is completed, the second collet 11 sucks the chip 1 on the positioning stage 7, and the die bonding portion C
Then, the chip 1 is set on the base 10.
The second collet 11 has the positioning stage 7 in advance.
Since it is set so as to move between the center position of and the center position of the base 10, the chip 1 can be positioned on the base 10 with accuracy based on the position accuracy of the positioning stage 7. The chip 1 thus positioned is die-bonded. By repeating this, each chip can be assembled on the base.

【０００４】しかしながら、従来技術の場合、表裏の判
定がシーケンスの中程に位置するため、チップトレイ２
に収納されたチップに裏返しのチップがあった場合、時
間的なロスが多くなってしまうという問題がある。However, in the case of the prior art, since the front and back determination is located in the middle of the sequence, the chip tray 2
There is a problem that if there is an inside-out chip in the chip stored in, the time loss will increase.

【０００５】光半導体素子のチップは、ウェハ上に多数
が同時に製作され、へき開によって個々のチップに分離
されるから、この分離されたチップを表が上となるよう
に自動的にチップトレイに収納させることは困難であ
る。表裏を顕微鏡あるいは目視によって判定し、すべて
のチップが表を上になるようにチップトレイにセットす
ることは手数がかかり、また、時間を要する。したがっ
て、表裏にかまわず、トレイに並べるのが一般的であ
り、上述した問題を解決することはできない。A large number of chips of optical semiconductor elements are simultaneously manufactured on a wafer and are separated into individual chips by cleavage, so the separated chips are automatically stored in a chip tray with the front side facing up. It is difficult to get it done. It is troublesome and time consuming to determine the front and back by a microscope or visually and set them all in the chip tray so that all the chips face up. Therefore, it is common to arrange them on the tray regardless of the front and back sides, and the above-mentioned problems cannot be solved.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するためになされたもので、表裏が混在して
収納されたチップトレイからチップをピックアップする
に際して、表裏を判別することができる光半導体素子組
立装置を提供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to discriminate between the front and back when picking up chips from a chip tray in which the front and back are mixed and stored. An object of the present invention is to provide an optical semiconductor device assembling apparatus that can be used.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、光半導体素子
の組立装置において、透明材料からなるチップトレイ
と、該チップトレイの上部に移動可能に配置されたコレ
ットと、前記チップトレイの底面を通してチップを撮像
する撮像手段と、前記撮像手段の出力に基づいてチップ
トレイ内のチップの表裏を判定する表裏判定手段を有す
ることを特徴とするものである。表裏判定手段によりチ
ップの表裏を判定し、その判定結果により裏返しになっ
たチップを除外して組立作業を行なうようにすることが
できる。According to the present invention, in an optical semiconductor device assembling apparatus, a chip tray made of a transparent material, a collet movably arranged above the chip tray, and a bottom surface of the chip tray are provided. It is characterized in that it has image pickup means for picking up an image of a chip, and front and back determination means for determining the front and back of the chip in the chip tray based on the output of the image pickup means. The front and back of the chip can be judged by the front and back judgment means, and the chip turned inside out can be excluded according to the judgment result to perform the assembly work.

【０００８】[0008]

【作用】本発明によれば、透明容器からなるチップトレ
イを具備し、その容器の底面からＣＣＤカメラ等の撮像
手段で観察して、チップの表裏を判定できるので、裏返
しのチップを除外してコレットに吸着させるようにした
り、裏返しのチップを反転させてコレットに吸着させる
ことができ、組立の時間を効率的にできる。According to the present invention, a chip tray made of a transparent container is provided, and it is possible to determine the front and back of the chip by observing from the bottom of the container with an image pickup means such as a CCD camera. The collet can be made to adsorb, or the inside-out chip can be inverted and made to be adsorbed to the collet, so that the assembling time can be made efficient.

【０００９】[0009]

【実施例】図１は、本発明の光半導体素子の組立装置の
一実施例の概略構成図である。図中、１はチップ、２は
チップトレイ、３は支持テーブル、４は第１コレット、
５はＣＣＤカメラ、６はＴＶモニタ、７は位置決めステ
ージ、８はＣＣＤカメラ、９はＴＶモニタ、１０はベー
ス、１１は第２コレットであり、全体として、ピックア
ップ部Ａ、位置調整部Ｂ、ダイボンディング部Ｃに大別
することができる。ピックアップ部Ａにおけるチップト
レイ２は、透明容器、例えば、石英で作られたトレイを
用い、チップトレイ２の底部が開口できる支持テーブル
３に設置される。したがって、支持テーブル３の下方の
開口から、チップトレイ２の底面を通して、チップトレ
イ２に収納されたチップ１の下側の面を観察することが
できる。観察は、ＣＣＤカメラ５で行ない、その出力は
ＴＶモニタ６でモニタされるとともに、図示しない表裏
判定手段に導入される。表裏判定手段は、ＣＣＤカメラ
５からのパターンデータを基準データと参照して表裏を
判定する。この時、観察領域においては、チップ１を取
り出す第１コレット４の移動とＣＣＤカメラ５の移動と
を連動させておく。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an apparatus for assembling an optical semiconductor device according to the present invention. In the figure, 1 is a chip, 2 is a chip tray, 3 is a support table, 4 is a first collet,
5 is a CCD camera, 6 is a TV monitor, 7 is a positioning stage, 8 is a CCD camera, 9 is a TV monitor, 10 is a base, and 11 is a second collet. As a whole, the pickup unit A, the position adjusting unit B, and the die. The bonding portion C can be roughly classified. The chip tray 2 in the pickup unit A uses a transparent container, for example, a tray made of quartz, and is installed on a support table 3 in which the bottom of the chip tray 2 can be opened. Therefore, the lower surface of the chip 1 accommodated in the chip tray 2 can be observed through the bottom surface of the chip tray 2 through the opening below the support table 3. The observation is performed by the CCD camera 5, the output of which is monitored by the TV monitor 6 and is also introduced into the front / back determination means (not shown). The front / back determination unit refers to the pattern data from the CCD camera 5 as reference data to determine the front / back. At this time, in the observation area, the movement of the first collet 4 for taking out the chip 1 and the movement of the CCD camera 5 are interlocked with each other.

【００１０】表裏判定手段により、表が上になっている
場合、すなわち、ＣＣＤカメラがチップ１の裏を認識し
た場合には、そのチップを第１コレット４で吸引する。
ついで、チップを吸引した第１コレット４は、位置調整
部Ｂに移動し、図２で説明したように、位置決めステー
ジ７で、チップ１を所定の位置、角度に位置調整した
後、第２コレット１１でダイボンディング部Ｃに移送し
て、ベース１０にマウントする。When the front and back are determined by the front / back determination means, that is, when the CCD camera recognizes the back of the chip 1, the chip is sucked by the first collet 4.
Then, the first collet 4 that has sucked the tip moves to the position adjusting section B, and as described with reference to FIG. 2, after the tip 1 is adjusted to a predetermined position and angle by the positioning stage 7, the second collet 4 is moved. It is transferred to the die bonding section C at 11 and mounted on the base 10.

【００１１】ピックアップ部Ａにおいて、裏返しになっ
ていると判定されたチップは、ピックアップされること
なく、次のチップの表裏判定が行なわれる。したがっ
て、そのチップトレイ２の最終のチップの判定、およ
び、それに伴うピックアップが完了すると、そのチップ
トレイ２の中には、裏返しになったチップのみが残され
ることになる。ここで、もう１つチップトレイを用意し
て、チップを裏返す形で移しかえれば、全てのチップが
表になるように収納できる。したがって、このトレイを
セットすれば全てのチップがボンディングできることに
なる。このチップトレイに関しては、表裏判定を行なう
必要はない。In the pickup section A, a chip determined to be turned inside out is not picked up, and the front / back determination of the next chip is performed. Therefore, when the determination of the final chip in the chip tray 2 and the pickup associated therewith are completed, only the flipped chips are left in the chip tray 2. If another chip tray is prepared and the chips are turned upside down, all the chips can be stored face up. Therefore, if this tray is set, all chips can be bonded. For this chip tray, it is not necessary to determine the front and back sides.

【００１２】なお、ＣＣＤカメラ５による表裏判定の際
に、第１コレット４とＣＣＤカメラ５とを連動させるよ
うにしたが、ＣＣＤカメラ５による観察時においては、
第１コレット４とＣＣＤカメラ５とを同じチップに対応
する位置に固定しておき、チップトレイ２を移動させる
ようにしてもよい。Although the first collet 4 and the CCD camera 5 are made to interlock with each other when the front and back of the CCD camera 5 are judged, during observation by the CCD camera 5,
The first collet 4 and the CCD camera 5 may be fixed at positions corresponding to the same chip, and the chip tray 2 may be moved.

【００１３】また、第１コレット４が、チップをピック
アップして位置調整部Ｂへの移送を行なうようにした
後、ＣＤＤカメラ５を次のチップの位置に移動させ、位
置調整部Ｂで位置決めが行なわれている期間に、次のチ
ップの表裏判定を行ない、表になったチップを認識した
場合に、ＣＣＤカメラ５の位置に第１コレット４を移動
させるようにしてもよい。この方法は、表裏判定のとき
にコレットがＣＣＤカメラ５の位置になくてよいから、
第１コレット４と第２コレット１１を共用する場合に
は、この方法が有利である。Further, after the first collet 4 picks up the chip and transfers it to the position adjusting section B, the CDD camera 5 is moved to the position of the next chip, and the position adjusting section B positions it. The first chip collet 4 may be moved to the position of the CCD camera 5 when the front side and the back side of the next chip are determined during the period in which it is being performed and the chip that has become the front side is recognized. In this method, the collet does not have to be at the position of the CCD camera 5 when determining the front and back sides,
This method is advantageous when the first collet 4 and the second collet 11 are shared.

【００１４】図３は、本発明の光半導体素子の組立装置
の他の実施例のピックアップ部の概略構成図である。位
置調整部とダイボンディング部は、上述した実施例と同
様でよい。この実施例では、回転コレット１２を用い
た。回転コレット１２も、真空吸引手段を備えており、
図示矢印のように、チップトレイ２の所定位置への移動
と、回転運動が可能に構成されている。ＣＣＤカメラ５
の観察により裏返しのチップと判定された場合に、図に
示すように、回転コレット１２がそのチップの位置に移
動して、チップ１を吸引し、１８０゜回転する。この回
転により吸引されたチップは、表が上になる。ついで、
回転コレット１２上のチップを第１コレット４で吸引し
て、図示しない位置調整部に移送する。表であると判定
されたチップに対しては、回転コレットを用いることな
く、そのまま、第１コレット４で吸引する。回転コレッ
トを用いたことにより、裏返しでチップトレイ２に収納
されたチップを飛ばすことなく、全てのチップを順次、
表の状態で位置調整部に移送することができる。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a pickup section of another embodiment of the optical semiconductor element assembling apparatus according to the present invention. The position adjusting section and the die bonding section may be the same as those in the above-mentioned embodiments. In this example, the rotary collet 12 was used. The rotary collet 12 also has a vacuum suction means,
As shown by the arrow in the figure, the chip tray 2 is configured to be movable and rotationally movable to a predetermined position. CCD camera 5
When it is determined that the chip is the inside-out chip by the observation, the rotary collet 12 moves to the position of the chip as shown in the figure, and the chip 1 is sucked and rotated by 180 °. The chip sucked by this rotation is turned upside down. Then,
The tip on the rotary collet 12 is sucked by the first collet 4 and transferred to a position adjusting unit (not shown). The chips determined to be the front side are sucked by the first collet 4 as they are without using the rotary collet. By using the rotating collet, all the chips can be sequentially flipped without flipping the chips stored in the chip tray 2 inside out.
It can be transferred to the position adjusting unit in the state of the table.

【００１５】[0015]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、チップトレイに並んだ状態でチップの表裏の
判定ができるため、動作のロスがなく、迅速な組立が可
能な光半導体素子組立装置を提供することができ、量産
装置に有効である。As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to determine the front and back of chips in a state where they are lined up in a chip tray, so that there is no loss in operation and quick assembly is possible. An element assembling device can be provided, which is effective for mass production devices.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の光半導体素子の組立装置の一実施例の
概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an apparatus for assembling an optical semiconductor element of the present invention.

【図２】従来の光半導体素子の組立装置の一例の概略構
成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an example of a conventional optical semiconductor device assembling apparatus.

【図３】本発明の光半導体素子の組立装置の他の実施例
のピックアップ部の概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a pickup section of another embodiment of the apparatus for assembling an optical semiconductor element of the present invention.

【図４】従来の発光ダイオードの一例の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of an example of a conventional light emitting diode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Ａ ピックアップ部 Ｂ 位置調整部 Ｃ ダイボンディング部 １ チップ ２ チップトレイ ３ 支持テーブル ４ 第１コレット ５ ＣＣＤカメラ ６ ＴＶモニタ ７ 位置決めステージ ８ ＣＣＤカメラ ９ ＴＶモニタ １０ ベース １１ 第２コレット １２ 回転コレット A pickup part B position adjusting part C die bonding part 1 chip 2 chip tray 3 support table 4 first collet 5 CCD camera 6 TV monitor 7 positioning stage 8 CCD camera 9 TV monitor 10 base 11 second collet 12 rotating collet

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 光半導体素子の組立装置において、透明
材料からなるチップトレイと、該チップトレイの上部に
移動可能に配置されたコレットと、前記チップトレイの
底面を通してチップを撮像する撮像手段と、前記撮像手
段の出力に基づいてチップトレイ内のチップの表裏を判
定する表裏判定手段を有することを特徴とする光半導体
素子組立装置。1. An apparatus for assembling an optical semiconductor device, comprising: a chip tray made of a transparent material; a collet movably arranged above the chip tray; and an image pickup means for picking up an image of the chip through a bottom surface of the chip tray. An optical semiconductor device assembling apparatus comprising front and back determining means for determining the front and back of a chip in a chip tray based on the output of the image pickup means.