JPS62165991A - Semiconductor laser element inspecting apparatus - Google Patents
Semiconductor laser element inspecting apparatusInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
この発明は、半導体レーザ素子において、レーザダイオ
ードチップが正しい位置にボンディングされたか否かを
検査する半導体レーザ素子検査装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (A) Field of Industrial Application The present invention relates to a semiconductor laser device testing device for testing whether a laser diode chip is bonded at the correct position in a semiconductor laser device.
（ロ）従来の技術
半４体レーザ素子の一例としては、第２図に示すような
素子が知られている。この半導体レーザ素子２０は、２
本の端子棒２２ａ、２２ｂが絶縁体を介して挿通され、
かつ他の端子棒２２ｃが背面に突設されるステム２１前
面にボスト２３を突設し、このボスト２３にレーザダイ
オードチップ（以下ＬＤチップという）２４をインジウ
ム等の螺材によりボンディングし、このＬＤチップ２４
と前記端子棒２２ａ先端とを金線ワイヤ２６ａで結線し
てなるものである。さらに、ステム２１前面には、ＬＤ
チップ２４よりのレーザ光をモニタするための受光素子
２７がボンディングされ、前記端子棒２２ｂ先端と金線
ワイヤ２６ｂで結線されている。(b) Prior Art As an example of a semi-four-piece laser device, a device as shown in FIG. 2 is known. This semiconductor laser device 20 has two
The terminal rods 22a and 22b are inserted through the insulator,
A post 23 is provided protruding from the front surface of the stem 21 from which another terminal bar 22c is provided protruding from the back surface, and a laser diode chip (hereinafter referred to as LD chip) 24 is bonded to this post 23 with a screw material such as indium. chip 24
and the tip of the terminal bar 22a are connected with a gold wire 26a. Furthermore, on the front of the stem 21, an LD
A light receiving element 27 for monitoring the laser beam from the chip 24 is bonded and connected to the tip of the terminal bar 22b with a gold wire 26b.
ＬＤチップ２４は、シリコン等よりなるサブマウンｌ−
２４ｂ上面前部に、その両筒開面が前後に向くようにレ
ーザチップ２４ａを固着したものである。レーザ光は、
このレーザチップ２４ａの両筒開面より出射し、後の臂
開面より出射したレーザ光は、受光素子２７でモニタさ
れ、前側の臂開面より出射した光は、第２図中２正軸方
向へ向かうビーム光となる。なお、ステム２１前面は、
透適意を設けた図示しないケースで被蓋され、ＬＤ千ノ
ブ２４、受光素子２７等が不活性ガスで封止されている
。The LD chip 24 is a sub-mount made of silicon or the like.
A laser chip 24a is fixed to the front part of the upper surface of 24b so that the opening surfaces of both cylinders face forward and backward. The laser light is
The laser beam emitted from both cylinder openings of the laser chip 24a and the rear arm opening are monitored by the light receiving element 27, and the light emitted from the front arm opening is radiated from the 2 positive axis in FIG. It becomes a beam of light that goes in the direction. In addition, the front of the stem 21 is
It is covered with a transparent case (not shown), and the LD knob 24, light receiving element 27, etc. are sealed with inert gas.
上記半導体レーザ素子２０において、ＬＤチップ２４は
、正確なボンディング位置に対して位置ずれが数１０μ
ｍ以内になるようにボンディングされなければ、レーザ
素子２ｏの前方に設けられるコリメートレンズを含む光
学システムをおいて、コリメートレンズ通過後のレーザ
光のビームが光軸に対し傾き、かつ収差を生じる。そこ
で、ＬＤチップ２４がポスト２３上面の正確な位置にボ
ンディングされたかを検査しなければならないが、その
ための検査装置としては、第５図に示す装置が知られて
いる。In the semiconductor laser device 20, the LD chip 24 has a positional deviation of several tens of microns from the correct bonding position.
If bonding is not performed within m, the laser beam after passing through the collimating lens will be tilted with respect to the optical axis and aberrations will occur in an optical system including a collimating lens provided in front of the laser element 2o. Therefore, it is necessary to inspect whether the LD chip 24 is bonded to the correct position on the upper surface of the post 23, and the apparatus shown in FIG. 5 is known as an inspection apparatus for this purpose.
半導体レーザ素子２０は、図示しない治具で位置決めさ
れると共に支持され、端子棒２２ａ、２２ｃが自動出力
制御（Ａ Ｐ Ｃ）電源３１に接続されることによりド
ライブされ、レーザチップ２４ａが発光する。発光状態
のレーザチップ２４ａの像は光学顕微鏡３２で拡大され
、ＴＶ右カメラ３の固体撮像素子３４上に結ばれる。こ
の固体撮像素子３４の出力信号は、画像処理回路３５で
処理され、ＣＲＴ３６に画像として表示される。この画
像処理回路３５の出力信号に基づいて、ＬＤチップ２４
の位置ずれ（第２図中Ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向の位置ずれ
）を検査し、位置ずれ量が大きい場合、例えば５０μｍ
以上である場合には、その半導体レーザ素子２０は不良
品であるとして排除されていた。The semiconductor laser element 20 is positioned and supported by a jig (not shown), and is driven by connecting the terminal bars 22a, 22c to an automatic output control (APC) power supply 31, so that the laser chip 24a emits light. The image of the laser chip 24a in the light emitting state is magnified by an optical microscope 32 and focused on the solid-state image sensor 34 of the TV right camera 3. The output signal of this solid-state image sensor 34 is processed by an image processing circuit 35 and displayed as an image on a CRT 36. Based on the output signal of the image processing circuit 35, the LD chip 24
Inspect the positional deviation (positional deviation in the X-axis, y-axis, and z-axis directions in Figure 2), and if the amount of positional deviation is large, for example, 50 μm.
If this is the case, the semiconductor laser device 20 is rejected as a defective product.
（ハ）発明が解決しようとする問題点
上記従来の半導体レーザ素子検査装置においては、Ｘ軸
、ｙ軸方向の位置ずれは、単にＴＶ右カメラ３で捉えら
れるレーザチップ２４ａ前面の発光部の像のＴＶ右カメ
ラ３の視野内の変位として表されるため、その判断は容
易であった。しがし、Ｚ軸方向のずれは、レーザチップ
２４ａ前面の発光部Ｅの像のコントラストにより判断さ
れていたが、この発光部Ｅは、第４図ＦＩｎ）に示すよ
うな略ひし形の形状であり、個々のレーザチップ２４ａ
について微妙に形状が異なること、また、発光部Ｅ内の
レーザ光の強度Ｉの分布は、例えば第４図（ａ）中Ｘ−
Ｘ上においては、第４図（ｂ）に示すようなガウス型の
強度分布であるため、画像処理回路３５が高価となり、
また画像処理に長時間を要し、検査作業の能率が低下す
る不都合があった。(c) Problems to be Solved by the Invention In the conventional semiconductor laser device inspection apparatus described above, the positional deviation in the This was easy to judge because it was expressed as a displacement within the field of view of the TV right camera 3. However, the deviation in the Z-axis direction was determined by the contrast of the image of the light emitting part E on the front surface of the laser chip 24a, but this light emitting part E has a substantially rhombic shape as shown in FIG. Yes, individual laser chip 24a
4(a), and the distribution of the intensity I of the laser light within the light emitting part E is, for example,
Since the intensity distribution on X is Gaussian as shown in FIG. 4(b), the image processing circuit 35 is expensive.
In addition, image processing takes a long time, which reduces the efficiency of inspection work.
この発明は、上記不都合に鑑みなされたもので、安価で
かつ迅速に検査作業を行える半導体レーザ素子検査装置
の提供を目的としている。The present invention has been made in view of the above-mentioned disadvantages, and an object of the present invention is to provide a semiconductor laser device testing apparatus that can perform testing work inexpensively and quickly.
（ニ）問題点を解決するための手段
上記不都合を解決するための手段として、この発明の半
導体レーザ素子検査装置は、以下に列記する構成を採用
してなるものである。(d) Means for Solving the Problems As a means for solving the above-mentioned disadvantages, the semiconductor laser device testing apparatus of the present invention employs the configurations listed below.
（ａｌ半導体レーザ素子を位置決めする治具、（ｂｌこ
の冶具に位置決めされた半導体レーザ素子をドライブす
る電源、
（Ｃ）この半導体レーザ素子よりのレーザ光を収束する
光学系、
（ｄ）前記光学系により収束されたレーザ光がその端面
より入射される光ファイバ、
（ｅ）この光ファイバの他つ：ｉに接続される光パワメ
ータ。(al) A jig for positioning the semiconductor laser element, (bl) A power source for driving the semiconductor laser element positioned in this jig, (C) An optical system for converging the laser light from this semiconductor laser element, (d) The optical system (e) an optical power meter connected to this optical fiber, i.
（ホ）作用
この発明の半導体レーザ素子検査装置においては、ボス
ト２３に取付けられるＬＤチップ２４の位置がずれてい
る場合、ＬＤチップ２４よりのレーザ光が前記光学系に
よって収束される収束点の位置がずれ、光フアイバ端面
に入射するレーザ光の光量が減少するのを光パワメータ
で検出し、ＬＤチップ２４の位置ずれを検査する。(E) Function In the semiconductor laser device inspection apparatus of the present invention, when the position of the LD chip 24 attached to the post 23 is shifted, the position of the convergence point where the laser light from the LD chip 24 is converged by the optical system is determined. LD chip 24 is shifted and the amount of laser light incident on the end face of the optical fiber decreases, which is detected by an optical power meter, and the positional shift of the LD chip 24 is inspected.
（へ）実施例
この発明の一実施例を、第１図乃至第３図に基づいて以
下に説明する。(F) Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3.
第１図は、この発明の実施例に係る半導体レーザ素子検
査装置１の全体を示す図である。基台Ｂには、半導体レ
ーザ素子２ｏを位置決めし、支持する治具２が立設され
る。この冶具２は、第２図に示すように、上面中央に突
起Ｇを突設すると共に、突起Ｇの両側にステム２１の外
周が嵌る凹部２ａ、２ａを設けたブロックである。突起
Ｇには、ステム２１外周部に設けられた凹部２１ａが嵌
合される。FIG. 1 is a diagram showing the entire semiconductor laser device testing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. A jig 2 for positioning and supporting the semiconductor laser element 2o is erected on the base B. As shown in FIG. 2, this jig 2 is a block having a protrusion G protruding from the center of its upper surface, and recesses 2a, 2a into which the outer periphery of the stem 21 fits on both sides of the protrusion G. A recess 21a provided on the outer circumference of the stem 21 is fitted into the projection G.
前記冶具２上方には、上下動可能に他の冶具３が設けら
れている。この冶具３下面には、ステム２１外周部と嵌
合する凹部３ａが設けられており、この冶具３と前記治
具２にステム２１が挟持されることにより、半導体レー
ザ素子２ｏが位置決めされる。Above the jig 2, another jig 3 is provided so as to be movable up and down. The lower surface of this jig 3 is provided with a recess 3a that fits into the outer peripheral portion of the stem 21, and the semiconductor laser element 2o is positioned by holding the stem 21 between this jig 3 and the jig 2.
治具２．３によって支持された半導体レーザ素子２０の
端子棒２２ａ、２２ｃ後端は、ソヶ・７ト４又は他の接
続手段によってＡＰＣ電源１１に接続され、ＬＤチップ
２４のレーザチップ２４ａが一定の出力でドライブされ
る。The rear ends of the terminal bars 22a and 22c of the semiconductor laser element 20 supported by the jig 2.3 are connected to the APC power supply 11 by a socket 4 or other connecting means, and the laser chip 24a of the LD chip 24 is Driven with constant output.
前記治具２前方（第１図中２軸方向）には、その中心軸
が光軸Ａ−Ａに一致するように、収束レンズ５が取付け
られたレンズマウント６が、基台Ｂより立設される。In front of the jig 2 (in the 2-axis direction in FIG. 1), a lens mount 6 to which a converging lens 5 is attached is erected from the base B so that its central axis coincides with the optical axis A-A. be done.
この収束レンズ５よりさらに前方には、ファイバマウン
ト７が基台Ｂ上に立設される。このファイバマウント７
には、光コネクタ８を挿通ずる挿通孔７ｂが穿設されて
いる。光コネクタ８は、光ケーブル１０の一端に設けら
れ、その先端には光ファイバであるコア９の端面がファ
イバマウント７の後面７ａに露出している。この時、コ
ア９の中心軸は光軸Ａ−Ａと−敗し、前記収束レンズ５
によって収束されたレーザ光が入射できるように構成さ
れている。光ケーブル１０としては、マルチモードファ
イバケーブル（コア径５０μｍ）でもシングルモードフ
ァイバケーブル（コア径６μｍ）のどちらでも使用でき
るが、コア径の小さいシングルモードファイバケーブル
の方が好ましい結果が得られる。Further forward of the converging lens 5, a fiber mount 7 is erected on the base B. This fiber mount 7
An insertion hole 7b through which the optical connector 8 is inserted is bored in the. The optical connector 8 is provided at one end of the optical cable 10, and the end surface of a core 9, which is an optical fiber, is exposed at the rear surface 7a of the fiber mount 7 at its tip. At this time, the central axis of the core 9 intersects with the optical axis A-A, and the converging lens 5
It is configured so that laser light focused by can be incident thereon. As the optical cable 10, either a multimode fiber cable (core diameter of 50 μm) or a single mode fiber cable (core diameter of 6 μm) can be used, but a single mode fiber cable with a smaller core diameter provides more preferable results.
前記光ケーブル１０の他端は、光パワメータ１２に接続
されて、コア９に入射するレーザ光の強度が算出され、
ＬＥＤ等よりなる表示部１２ａにデジタル表示される（
なお、第１図において自動出力制御電源１１及び光パワ
メータ１２は、半導体レーザ素子２０等に比して小さく
描いである）。The other end of the optical cable 10 is connected to an optical power meter 12 to calculate the intensity of the laser beam incident on the core 9,
Digitally displayed on the display section 12a consisting of LED etc.
Note that in FIG. 1, the automatic output control power supply 11 and the optical power meter 12 are drawn smaller than the semiconductor laser element 20, etc.).
次に、この半導体レーザ素子検査装置１の動作を、第３
図（ａｌ、第３図（ｂｌ及び第３図（Ｃ１を参照しなが
ら以下に説明する。Next, the operation of this semiconductor laser device inspection apparatus 1 will be explained in a third step.
The following description will be made with reference to FIG. 3 (al), FIG. 3 (bl), and FIG. 3 (C1).
冶具２及び３によって位置決めかつ支持された半導体レ
ーザ素子２０は、ソケット４によりＡＰＣ電ａ１１に接
続され、ドライブされる。レーザチップ２４ａより前方
に出射したレーザ光のビームは〔但し第３図（ａ）、第
３図（ｂｌ及び第３図（Ｃ１では、ビームの拡がりは誇
張して描かれている〕、収束レンズ５を透過し、ファイ
バマウント７の後面７ａ上に収束される。The semiconductor laser element 20, positioned and supported by the jigs 2 and 3, is connected to the APC electric circuit a11 through the socket 4 and driven. The beam of laser light emitted forward from the laser chip 24a (however, the beam spread is exaggerated in FIGS. 3(a), 3(bl) and 3(C1)) is passed through a converging lens. 5 and is focused on the rear surface 7a of the fiber mount 7.
この時に、ＬＤチップ２４がボスト２３上に正しく位置
決めされてボンディングされている場合には、第３図（
ａｌに示すように、レーザ光の収束点Ｃはコア９端面に
位置し、レーザ光の大半がコア９に入射する。しかし、
例えばｙ軸道方向にΔｙだけずれている場合には、レー
ザ光の収束点ｃｙがファイバマウントフ後面７ａ上でｙ
軸下方向にずれる結果、コア９に入射するレーザ光の光
量が減少する。このことは、Ｘ軸方向の位置ずれに対し
ても同様である。一方、Ｚ軸方向については、例えば２
軸逆方向にΔＺ位置ずれしている場合にシよ、収束点Ｃ
ｚが２軸方向に手多動する結果、ファイバマウントフ後
面７ａにおいてレーザ光の光束はある程度の拡がりを持
つため、やはりコア９に入射するレーザ光の光量は減少
する。At this time, if the LD chip 24 is correctly positioned and bonded on the boss 23, the LD chip 24 shown in FIG.
As shown in al, the convergence point C of the laser beam is located at the end face of the core 9, and most of the laser beam enters the core 9. but,
For example, if the laser beam is shifted by Δy in the y-axis direction, the convergence point cy of the laser beam will be y on the rear surface 7a of the fiber mount.
As a result of the shift in the down-axis direction, the amount of laser light incident on the core 9 decreases. This also applies to positional deviation in the X-axis direction. On the other hand, in the Z-axis direction, for example, 2
If the position is shifted by ΔZ in the opposite direction of the axis, the convergence point C
As a result of the manual movement of z in the two-axis directions, the light beam of the laser beam has a certain degree of spread at the rear surface 7a of the fiber mount, so that the amount of laser light incident on the core 9 also decreases.
従って、光パワメータ１２の表示部１２ａに表示される
コア９に入射するレーザ光の強度が所定値以下（例えば
５０μＷ以下）である場合には、その半導体レーザ素子
２０のＬＤチップ２４は、位置ずれの量及び方向は判別
できないが、ボスト２３の正しい位置にボンディングさ
れていないと判断することができる。Therefore, if the intensity of the laser light incident on the core 9 displayed on the display section 12a of the optical power meter 12 is below a predetermined value (for example, 50 μW or below), the LD chip 24 of the semiconductor laser element 20 will be misaligned. Although the amount and direction of the bond cannot be determined, it can be determined that the post 23 is not bonded at the correct position.
なお、光パワメータ１２の外部出力端子（図示せず）よ
りの出力信号に基づいて作動する治具３の上下駆動機構
及び半導体レーザ素子２０を冶具２．３に装填・取外し
を行う機構を付設すれば、この半導体レーザ素子検査装
置１は、容易に自Ｏｊ化することができ、高速で多数の
半導体レーザ素子の検査を行うことが可能である。Note that a vertical drive mechanism for the jig 3 that operates based on an output signal from an external output terminal (not shown) of the optical power meter 12 and a mechanism for loading and unloading the semiconductor laser element 20 on the jig 2.3 are attached. For example, this semiconductor laser device testing apparatus 1 can be easily converted into an automatic Oj, and can test a large number of semiconductor laser devices at high speed.
また、上記実施例においては、冶具２．３、レンズマウ
ント６及びファイバマウント７を同一の基台Ｂ上に設け
ているが、適宜設計変更可１１ヒである。Further, in the above embodiment, the jig 2.3, the lens mount 6, and the fiber mount 7 are provided on the same base B, but the design can be changed as appropriate.
さらに、上記実施例において、光学系として収束レンズ
５を採用しているが、屈折率分布型レンズ、ボールレン
ズ、凹面鏡等、適宜変更可能である。Further, in the above embodiments, the converging lens 5 is used as the optical system, but it can be changed to a gradient index lens, a ball lens, a concave mirror, etc. as appropriate.
（ト）発明の効果
この発明の半導体レーザ素子検査装置は、半導体レーザ
素子を位置決めする治具と、この冶具に位置決めされた
半導体レーザ素子をドライブする電源と、前記半導体レ
ーザ素子よりのレーザ光を収束する光学系と、この光学
系により収束されたレーザ光がその一端に入射する光フ
ァイバと、この光ファイバの他端に接続される光パワメ
ータとからなるものであるから、複雑な画像処理が不要
となるため、装置が安価になると共に、迅速に検査作業
が行える利点を有する。また、自動化が容易である利点
をも有している。(G) Effects of the Invention The semiconductor laser device inspection apparatus of the present invention includes a jig for positioning a semiconductor laser device, a power source for driving the semiconductor laser device positioned in this jig, and a laser beam from the semiconductor laser device. It consists of a converging optical system, an optical fiber into which the laser beam converged by this optical system enters at one end, and an optical power meter connected to the other end of this optical fiber, so complex image processing is not possible. Since this is not necessary, the device has the advantage of being cheaper and the inspection work can be carried out quickly. It also has the advantage of being easy to automate.
第１図は、この発明の一実施例に係る半導体レーザ素子
検査装置の全体図、第２図は、同半可体レーザ素子検査
装置の治具及び半導体レーザ素子の拡大斜視図、第３図
（ａｌ、第３図（ｂｌ及び第３図（Ｃ）は、同半導体レ
ーザ素子検査装置の動作を説明する図、第４図（ａｌ及
び第４図（ｂ）は、半導体レーザ素子の発光状態を説明
する図、第５図は、従来の半導体レーザ素子検査装置の
概略図である。
２・３：冶具、 ５：収束レンズ、１０：光ケーブ
ル、１１：自動出力制御電源、１２：光パワメータ、
２０：半導体レーザ素子。
特許出願人 ローム株式会社代理人
弁理士 中 村 茂 信第２図
ン
２、冶具
Δ２FIG. 1 is an overall view of a semiconductor laser device testing device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged perspective view of a jig and a semiconductor laser device of the semi-solid laser device testing device, and FIG. 3 is an enlarged perspective view of a semiconductor laser device testing device. (al, FIG. 3(bl) and FIG. 3(C) are diagrams explaining the operation of the semiconductor laser device inspection apparatus, FIG. 4(al) and FIG. 4(b) are diagrams showing the light emitting state of the semiconductor laser device. FIG. 5 is a schematic diagram of a conventional semiconductor laser device inspection apparatus. 2 and 3: jig, 5: converging lens, 10: optical cable, 11: automatic output control power supply, 12: optical power meter, 20: Semiconductor laser device. Patent applicant: ROHM Co., Ltd. agent
Patent Attorney Shigeru Nakamura Figure 2 N2, Jig Δ2
Claims (1)
具に位置決めされた半導体レーザ素子をドライブする電
源と、前記半導体レーザ素子よりのレーザ光を収束する
光学系と、この光学系により収束されたレーザ光がその
一端に入射する光ファイバと、この光ファイバの他端に
接続される光パワメータとからなる半導体レーザ素子検
査装置。(1) A jig for positioning a semiconductor laser element, a power source for driving the semiconductor laser element positioned in this jig, an optical system for converging laser light from the semiconductor laser element, and a laser beam converged by this optical system. A semiconductor laser device testing device comprises an optical fiber into which a laser beam is incident at one end, and an optical power meter connected to the other end of the optical fiber.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP873786A JPS62165991A (en) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | Semiconductor laser element inspecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP873786A JPS62165991A (en) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | Semiconductor laser element inspecting apparatus |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62165991A true JPS62165991A (en) | 1987-07-22 |
Family
ID=11701262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP873786A Pending JPS62165991A (en) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | Semiconductor laser element inspecting apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62165991A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03502416A (en) * | 1988-01-21 | 1991-06-06 | マサチユセツツ・インスチチユート・オブ・テクノロジー | Diagnostic device and tissue transport device for molecules using electroporation |
| US6996150B1 (en) | 1994-09-14 | 2006-02-07 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and manufacturing method therefor |
-
1986
- 1986-01-17 JP JP873786A patent/JPS62165991A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03502416A (en) * | 1988-01-21 | 1991-06-06 | マサチユセツツ・インスチチユート・オブ・テクノロジー | Diagnostic device and tissue transport device for molecules using electroporation |
| US6996150B1 (en) | 1994-09-14 | 2006-02-07 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and manufacturing method therefor |
| US8934513B2 (en) | 1994-09-14 | 2015-01-13 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and manufacturing method therefor |
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