專利名稱：半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝方法和安裝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將半導(dǎo)體發(fā)光元件安裝到安裝基板上的安裝方法和安裝裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著半導(dǎo)體發(fā)光元件的高亮度化、高效率化，半導(dǎo)體發(fā)光元件更加薄型化、脆弱化。另外，作為將半導(dǎo)體發(fā)光元件的裸芯片安裝到安裝基板上的技術(shù)，可以利用倒裝芯片安裝。所謂倒裝芯片安裝，是指在半導(dǎo)體發(fā)光元件的電極部上形成金屬電極、將半導(dǎo)體發(fā)光元件與安裝基板上的金屬電極進(jìn)行電接合的技術(shù)。倒裝芯片安裝的工藝復(fù)雜，不能直接觀察接合面。因此，在專利文獻(xiàn)1中，提出有以下技術(shù)即，通過(guò)使探針直接與倒裝芯片安裝前的半導(dǎo)體發(fā)光元件相接觸，從而能夠?qū)Π惭b前的狀態(tài)下的半導(dǎo)體發(fā)光元件的光學(xué)特性、電學(xué)特性進(jìn)行評(píng)價(jià)。另外，在專利文獻(xiàn)2中，揭示了以下技術(shù)即，使用X射線攝像裝置或紅外線顯微鏡對(duì)進(jìn)行了倒裝芯片安裝后的半導(dǎo)體元件和安裝基板進(jìn)行評(píng)價(jià)。該檢測(cè)裝置如圖10所示那樣構(gòu)成。在圖10中，從X射線發(fā)生器100照射出的X射線透射過(guò)電路基板102和倒裝芯片 103，在X射線傳感器104的傳感器面轉(zhuǎn)換為光而形成圖像。此處，倒裝芯片103是通過(guò)倒裝芯片而接合于電路基板102上的芯片。在倒裝芯片接合的接合部中使用對(duì)X射線的吸收率較高的鉛或金等重金屬材料。因此，在X射線圖像中，倒裝芯片接合的接合部比周邊要黑， 能夠容易地確定其位置。接著，利用激光聚焦位移計(jì)105對(duì)倒裝芯片103的背面位于接合部的上部的位置的高度進(jìn)行測(cè)定。激光聚焦位移計(jì)105采用以下結(jié)構(gòu)即，能夠經(jīng)由透射過(guò) X射線的反射鏡106從橫向進(jìn)行測(cè)定，使得不對(duì)X射線攝像產(chǎn)生影響。在專利文獻(xiàn)3中，記載了以下芯片焊接方法S卩，在光學(xué)頭部組裝時(shí)，在組裝中對(duì)發(fā)光元件通電，來(lái)校正發(fā)光元件的位置偏移。在專利文獻(xiàn)4中，記載了以下技術(shù)即，將安裝前的發(fā)光元件進(jìn)行吸附保持，對(duì)所保持的發(fā)光元件通電，通過(guò)測(cè)定亮度來(lái)進(jìn)行分選。在專利文獻(xiàn)5中記載了以下技術(shù)即，對(duì)于利用焊接工具吸附保持的半導(dǎo)體元件， 一邊檢測(cè)利用焊接工具產(chǎn)生的按壓力，一邊將半導(dǎo)體元件安裝到印刷基板上。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1專利文獻(xiàn)2專利文獻(xiàn)3專利文獻(xiàn)4專利文獻(xiàn)
發(fā)明內(nèi)容
4日本國(guó)專利特開(kāi)2005-158932號(hào)公報(bào) 日本國(guó)專利特開(kāi)平11-183406號(hào)公報(bào) 日本國(guó)專利特開(kāi)平6-45652號(hào)公報(bào) 日本國(guó)專利特開(kāi)平9-擬699號(hào)公報(bào) 日本國(guó)專利特開(kāi)平7-161770號(hào)公報(bào)
然而，在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，只能保證安裝前的半導(dǎo)體發(fā)光元件的特性。另外，在專利文獻(xiàn)2的技術(shù)中，只能保證安裝后的半導(dǎo)體發(fā)光元件的最終的接合可靠性。即，在專利文獻(xiàn)2的技術(shù)中，無(wú)法保證光學(xué)特性，在光學(xué)特性不好的情況下，需要更換半導(dǎo)體發(fā)光元件。因此，可能會(huì)產(chǎn)生額外的損失。另外，由于一般的安裝技術(shù)是開(kāi)環(huán)控制，因此，盡管接合已結(jié)束，但可能會(huì)對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光元件施加接合能量。另外，由于是開(kāi)環(huán)控制，因此，可能會(huì)在接合不充分的狀態(tài)下就結(jié)束半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝工序。其結(jié)果是，可能會(huì)發(fā)生因半導(dǎo)體發(fā)光元件的破裂、半導(dǎo)體發(fā)光元件的內(nèi)部的發(fā)光層的損壞而引起的不合格。本發(fā)明的目的在于提供一種以更高可靠性將半導(dǎo)體發(fā)光元件安裝到安裝基板上的技術(shù)。本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝方法的特征在于，在使半導(dǎo)體發(fā)光元件的電極部與安裝基板的電極部進(jìn)行接合的過(guò)程中，向上述安裝基板的電極部供電，來(lái)使上述半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)光，對(duì)發(fā)光的上述半導(dǎo)體發(fā)光元件的光學(xué)特性進(jìn)行檢測(cè)，基于檢測(cè)出的上述光學(xué)特性來(lái)控制上述半導(dǎo)體發(fā)光元件的電極部和上述安裝基板的電極部的接合。另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝方法的特征在于，在使半導(dǎo)體發(fā)光元件的電極部與安裝基板的電極部進(jìn)行接合的過(guò)程中，向上述安裝基板的電極部供電，來(lái)使上述半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)光，對(duì)發(fā)光的上述半導(dǎo)體發(fā)光元件的光學(xué)特性進(jìn)行檢測(cè)，在基于檢測(cè)出的上述光學(xué)特性來(lái)控制上述半導(dǎo)體發(fā)光元件的電極部和上述安裝基板的電極部的接合時(shí)， 利用按壓力對(duì)上述接合進(jìn)行控制，之后，利用超聲波對(duì)上述接合進(jìn)行控制。另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝方法的特征在于，在使半導(dǎo)體發(fā)光元件的電極部與安裝基板的電極部進(jìn)行接合的過(guò)程中，向上述安裝基板的電極部供電，來(lái)使上述半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)光，對(duì)發(fā)光的上述半導(dǎo)體發(fā)光元件的光學(xué)特性進(jìn)行檢測(cè)，在檢測(cè)出上述光學(xué)特性的色度在規(guī)定色度范圍內(nèi)、且上述光學(xué)特性的亮度在規(guī)定亮度以上時(shí)，結(jié)束接合。本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝裝置的特征在于，設(shè)置有按壓機(jī)構(gòu)，該按壓機(jī)構(gòu)在其內(nèi)部形成有用于吸附半導(dǎo)體發(fā)光元件的吸附孔，將所吸附的半導(dǎo)體發(fā)光元件進(jìn)行按壓；平臺(tái)，該平臺(tái)保持住安裝基板；供電部，該供電部向保持于上述平臺(tái)的上述安裝基板的電極部供電；光學(xué)特性檢測(cè)器，該光學(xué)特性檢測(cè)器對(duì)來(lái)自上述吸附孔的光的光學(xué)特性進(jìn)行檢測(cè)；以及處理控制部，該處理控制部基于上述光學(xué)特性檢測(cè)器的檢測(cè)值來(lái)控制上述按壓機(jī)構(gòu)施加的按壓。另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝裝置的特征在于，設(shè)置有按壓機(jī)構(gòu)，該按壓機(jī)構(gòu)在其內(nèi)部形成有用于吸附半導(dǎo)體發(fā)光元件的吸附孔，將所吸附的半導(dǎo)體發(fā)光元件進(jìn)行按壓；超聲波施加機(jī)構(gòu)，該超聲波施加機(jī)構(gòu)對(duì)上述半導(dǎo)體發(fā)光元件施加超聲波；平臺(tái)，該平臺(tái)保持住安裝基板；供電部，該供電部向保持于上述平臺(tái)的上述安裝基板的電極部供電； 光學(xué)特性檢測(cè)器，該光學(xué)特性檢測(cè)器對(duì)來(lái)自上述吸附孔的光的光學(xué)特性進(jìn)行檢測(cè)；以及處理控制部，該處理控制部基于上述光學(xué)特性檢測(cè)器的檢測(cè)值來(lái)控制上述按壓機(jī)構(gòu)施加的按壓或上述超聲波施加機(jī)構(gòu)施加的超聲波。另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝裝置的特征在于，設(shè)置有按壓機(jī)構(gòu)，該按壓機(jī)構(gòu)在其內(nèi)部形成有用于吸附半導(dǎo)體發(fā)光元件的吸附孔，并沿著上述吸附孔的內(nèi)周配置有光波導(dǎo)，將所吸附的半導(dǎo)體發(fā)光元件進(jìn)行按壓；平臺(tái)，該平臺(tái)保持住安裝基板；供電部，該供電部向保持于上述平臺(tái)的上述安裝基板的電極部供電；第一光學(xué)特性檢測(cè)器，該第一光學(xué)特性檢測(cè)器對(duì)來(lái)自上述吸附孔的光的光學(xué)特性進(jìn)行檢測(cè)；第二光學(xué)特性檢測(cè)器，該第二光學(xué)特性檢測(cè)器對(duì)來(lái)自上述光波導(dǎo)的光的光學(xué)特性進(jìn)行檢測(cè)；以及處理控制部，該處理控制部基于上述第一光學(xué)特性檢測(cè)器及上述第二光學(xué)特性檢測(cè)器的檢測(cè)值來(lái)控制上述按壓機(jī)構(gòu)施加的按壓。根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得半導(dǎo)體發(fā)光元件的電極和安裝基板的電極部之間的穩(wěn)定且良好的接合，能夠以更高可靠性將半導(dǎo)體發(fā)光元件安裝到安裝基板上。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式1的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2是實(shí)施方式1的頭部和其周邊的主要部分剖視圖。圖3(a)是本實(shí)施方式1的第一工序圖，(b)是本實(shí)施方式1的第二工序圖，(c)是本實(shí)施方式1的第三工序圖，(d)是本實(shí)施方式的1第四工序圖，(e)是本實(shí)施方式1的第五工序圖。圖4是本實(shí)施方式1的處理控制的流程圖。圖5是檢測(cè)光學(xué)特性值和安裝狀態(tài)的關(guān)系圖。圖6是示出本實(shí)施方式1的按壓力的控制例的圖。圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式2的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝裝置的主要部分結(jié)構(gòu)圖。圖8是本發(fā)明的實(shí)施方式3的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖9是本發(fā)明的實(shí)施方式3的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝裝置的主要部分的檢測(cè)信號(hào)波形圖。圖10是現(xiàn)有的安裝裝置的結(jié)構(gòu)圖。附圖標(biāo)記1安裝裝置2半導(dǎo)體發(fā)光元件3安裝基板4 頭部5 平臺(tái)6供電部7光學(xué)特性測(cè)定部8處理控制
9按壓機(jī)構(gòu)10、18移動(dòng)機(jī)構(gòu)11吸附孔12負(fù)壓源13吸引用通路14光學(xué)特性檢測(cè)器15處理部16涂布材料
17安裝基板保持部19直流電源20電壓測(cè)定器21電極部22、23 探頭24按壓控制部25存儲(chǔ)器26凸點(diǎn)電極33 光纖34第二光學(xué)特性檢測(cè)器35超聲波施加機(jī)構(gòu)
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。(實(shí)施方式1)圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式1的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2是實(shí)施方式1的頭部和其周邊的放大主要部分剖視圖。圖3(a) (e)是本實(shí)施方式1的第1 第5工序圖。圖2是在頭部4中、僅表示按壓機(jī)構(gòu)9及移動(dòng)機(jī)構(gòu)10的剖面的圖。在圖3(a) 中，對(duì)于從上下夾持住安裝基板3及半導(dǎo)體發(fā)光元件2的周邊部分，在上下空開(kāi)間隔進(jìn)行圖
7J\ ο圖1所示的安裝裝置1包括頭部4、平臺(tái)5、供電部6、光學(xué)特性測(cè)定部7、及處理控制部8。頭部4將包括作為電極部的凸點(diǎn)電極沈的半導(dǎo)體發(fā)光元件2如圖3(b)那樣進(jìn)行保持并進(jìn)行安裝。平臺(tái)5上載放有安裝半導(dǎo)體發(fā)光元件2的安裝基板3。供電部6對(duì)安裝中的半導(dǎo)體發(fā)光元件2供電。光學(xué)特性測(cè)定部7對(duì)安裝中的半導(dǎo)體發(fā)光元件2的光學(xué)特性值進(jìn)行測(cè)定。處理控制部8對(duì)安裝裝置1的動(dòng)作進(jìn)行控制。如圖2所示，頭部4包括按壓機(jī)構(gòu)9、移動(dòng)機(jī)構(gòu)10。按壓機(jī)構(gòu)9將所保持的半導(dǎo)體發(fā)光元件2向下方按壓。移動(dòng)機(jī)構(gòu)10使按壓機(jī)構(gòu)9移動(dòng)到安裝基板3的規(guī)定的安裝位置。 按壓機(jī)構(gòu)9的整體形狀是在其內(nèi)部形成有吸附孔11的筒狀。按壓機(jī)構(gòu)9的直徑是半導(dǎo)體發(fā)光元件2的對(duì)角直徑的1. 0倍以上1. 5倍以下。吸附孔11的直徑是0. 05mm以上，且是半導(dǎo)體發(fā)光元件2的對(duì)角直徑的0. 2倍以下。此外，一般的半導(dǎo)體發(fā)光元件2的對(duì)角直徑為0. 3mm 1. Omm左右。吸附孔11與連通負(fù)壓源12的吸引用通路13相連接。通過(guò)吸附孔11及吸引用通路13，利用由負(fù)壓源12產(chǎn)生的吸附動(dòng)作來(lái)保持半導(dǎo)體發(fā)光元件2。在按壓機(jī)構(gòu)9的前端開(kāi)口的吸附孔11的終端，如圖2所示那樣設(shè)置有光學(xué)特性檢測(cè)器(第一光學(xué)特性檢測(cè)器)14。光學(xué)特性檢測(cè)器14對(duì)進(jìn)入吸附孔11的光進(jìn)行檢測(cè)。然后，光學(xué)特性檢測(cè)器14通過(guò)光學(xué)特性測(cè)定部7，向處理控制部8的處理部15發(fā)送對(duì)應(yīng)于所檢測(cè)出的光的波長(zhǎng)單位的強(qiáng)度信息。此外，在吸附孔11的內(nèi)周面(表面)，利用能高效地反射光或傳送光的物質(zhì)、且低折射率的涂布材料16進(jìn)行涂布。該涂布材料16使進(jìn)入的光以低衰減率有效地傳導(dǎo)至光學(xué)特性檢測(cè)器14。利用該涂布材料16，即使在僅有微弱的光進(jìn)
7入吸附孔11的情況下，也能用光學(xué)特性檢測(cè)器14檢測(cè)出光。優(yōu)選涂布材料16使用折射率 1.5左右的Si02、MgF2。另外，還可對(duì)吸附孔11的內(nèi)周面(表面)進(jìn)行加工，使其成為鏡面狀。在將吸附孔11的內(nèi)周面(光波導(dǎo)的表面)加工成鏡面狀的情況下，盡管反射率會(huì)稍微下降，但是能易于形成反射面。平臺(tái)5包括安裝基板保持部17和移動(dòng)機(jī)構(gòu)18。安裝基板保持部17吸引吸附所載放的安裝基板3。移動(dòng)機(jī)構(gòu)18使安裝基板保持部17在水平面內(nèi)移動(dòng)。供電部6包括供電的直流電源19、探頭22、用于測(cè)定電壓的電壓測(cè)定器20、及探頭23。探頭22與安裝基板3的電極部21相接觸，將直流電源19和電極部21進(jìn)行電連接。 探頭23與安裝基板3的電極部21相接觸，與電壓測(cè)定器20進(jìn)行電連接。光學(xué)特性測(cè)定部7對(duì)光學(xué)特性檢測(cè)器14的輸出進(jìn)行處理，并輸出到處理控制部8 的處理部15。處理控制部8具有進(jìn)行運(yùn)算處理的電路及各種驅(qū)動(dòng)電路。處理控制部8對(duì)頭部4、 平臺(tái)5、供電部6、及光學(xué)特性測(cè)定部7進(jìn)行控制。在圖1中，作為處理控制部8的主要部分的構(gòu)成要素，僅圖示了處理部15、按壓控制部M、及存儲(chǔ)器25。處理部15對(duì)來(lái)自光學(xué)特性測(cè)定部7的測(cè)定值進(jìn)行處理。按壓控制部M對(duì)按壓機(jī)構(gòu)9進(jìn)行力控制。存儲(chǔ)器25中存儲(chǔ)有用于閾值ΦΛ判定的數(shù)據(jù)等。接著，參考圖4的流程圖，來(lái)說(shuō)明處理控制部8的具體結(jié)構(gòu)。在步驟Sl中，如圖3(b)所示，用頭部4的按壓機(jī)構(gòu)9吸附保持住半導(dǎo)體發(fā)光元件 2。另外，將安裝基板3載放于安裝基板保持部17上，并被吸附保持。即，裝入半導(dǎo)體發(fā)光元件、安裝基板。在步驟S2中，如圖3(c)所示，利用移動(dòng)機(jī)構(gòu)10、18將半導(dǎo)體發(fā)光元件2和安裝基板3移動(dòng)到安裝規(guī)定位置，對(duì)它們進(jìn)行位置對(duì)準(zhǔn)。在步驟S3中，如圖2所示，探頭22、23與安裝基板3的電極部21相接觸，利用直流電源19、電壓測(cè)定器20對(duì)安裝基板3的電學(xué)特性值進(jìn)行測(cè)量。此處，所謂電學(xué)特性值，是指阻抗值、電容量等物理量。在步驟S4中，基于步驟S3的測(cè)定結(jié)果，對(duì)安裝基板3中是否存在電極短路等異常進(jìn)行判定。在步驟S4的判定結(jié)果為檢測(cè)出異常的情況下(步驟S4中的無(wú)異常為“否”的情況下)，前進(jìn)至后述的步驟Sl 1。在確認(rèn)步驟S4中不存在異常的情況下(步驟S4中的無(wú)異常為“是”的情況下)， 重復(fù)執(zhí)行步驟S5 步驟S8的程序，直至在步驟S7中判定為接合結(jié)束。在步驟S5中，按壓控制部M對(duì)按壓機(jī)構(gòu)9進(jìn)行控制，將半導(dǎo)體發(fā)光元件2對(duì)安裝基板3進(jìn)行按壓。在步驟S6中，在持續(xù)對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光元件2進(jìn)行按壓的期間(步驟S5的按壓工序的期間)，利用供電部6對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光元件2進(jìn)行供電，使半導(dǎo)體發(fā)光元件2發(fā)光。然后，在步驟S6中，在半導(dǎo)體發(fā)光元件2進(jìn)行發(fā)光的同時(shí)，利用光學(xué)特性檢測(cè)器14來(lái)測(cè)定安裝基板 3的光學(xué)特性值。此處，所謂光學(xué)特性，是指發(fā)光亮度、色度等物理量。在步驟S7中，基于步驟S6的測(cè)定結(jié)果，處理部15對(duì)接合是否結(jié)束進(jìn)行判定。具體而言，處理部15比較由光學(xué)特性測(cè)定部7測(cè)定的光學(xué)特性值和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器 25中的閾值Φ ，在測(cè)定結(jié)果大于閾值Φ 的情況下，判定為接合結(jié)束。根據(jù)圖5，詳細(xì)說(shuō)明該閾值oth。圖5表示以一定壓力將半導(dǎo)體發(fā)光元件2的凸點(diǎn)電極沈?qū)Π惭b基板3的電極部 21進(jìn)行持續(xù)按壓的情況下的光學(xué)特性值的轉(zhuǎn)變。此處，將半導(dǎo)體發(fā)光元件2的凸點(diǎn)電極沈與安裝基板3的電極部21相接觸的時(shí)間設(shè)為T(mén)l。基于該圖5可知，在Tl之后的一定期間中，半導(dǎo)體發(fā)光元件2的發(fā)光部的光學(xué)特性值上升，之后，大致成為一個(gè)定值。所謂半導(dǎo)體發(fā)光元件2的發(fā)光部的光學(xué)特性值在上升后大致成為一個(gè)定值的情況，無(wú)論是在接合正常的情況下、還是在接合異常的情況下都會(huì)發(fā)生。即使在接合正常時(shí)(圖5的30的情況)，在以一定壓力持續(xù)按壓的情況下，之后， 因多余的能量會(huì)引起半導(dǎo)體發(fā)光元件2的發(fā)光部的損壞、凸點(diǎn)電極沈的短路或斷路，有時(shí)還會(huì)發(fā)生發(fā)光部的破裂。此處，圖5的30a的時(shí)刻表示發(fā)光部發(fā)生破裂的狀態(tài)。在接合異常的情況下(圖5的31、32的情況)，即使以一定壓力將半導(dǎo)體發(fā)光元件2的凸點(diǎn)電極沈?qū)Π惭b基板3的電極部21進(jìn)行持續(xù)按壓，安裝中的半導(dǎo)體發(fā)光元件2的光學(xué)特性值也不會(huì)到達(dá)閾值。th。由于在正常安裝時(shí)光學(xué)特性值會(huì)上升到一個(gè)定值(圖5的Φ )以上，因此，通過(guò)以閾值Φ th為基準(zhǔn)對(duì)安裝中的半導(dǎo)體發(fā)光元件2的光學(xué)特性值進(jìn)行判定，從而能夠不進(jìn)行破壞就判定安裝中的接合狀態(tài)。若在步驟S7中判定為接合未結(jié)束(步驟S7中的接合結(jié)束為“否”)，則前進(jìn)至步驟S8。然后，在步驟S8中處理部15對(duì)接合中是否存在異常進(jìn)行判定，若判定為無(wú)異常(在步驟S8中的無(wú)異常為“是”)，則返回步驟S5，執(zhí)行步驟S5 S7。在步驟S7中判定為接合結(jié)束的情況下(步驟S7中的接合結(jié)束為“是”的情況)， 執(zhí)行步驟S9。 在步驟S9中，處理部15將接合結(jié)束通知信號(hào)發(fā)送到按壓控制部M，接收到該信號(hào)的按壓控制部M停止按壓機(jī)構(gòu)9對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光元件2的按壓。接下來(lái)，在步驟SlO中，在解除了安裝基板保持部17所產(chǎn)生的吸附保持的狀態(tài)下， 頭部4如圖3(d)所示那樣上升，卸載帶有半導(dǎo)體發(fā)光元件2的安裝基板3。通過(guò)卸載安裝基板3，解除按壓機(jī)構(gòu)9對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光元件2的吸附保持，從而能夠如圖3(e)所示的那樣， 結(jié)束半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝處理。在步驟S8中，例如，即使進(jìn)行了一定時(shí)間的按壓處理，但半導(dǎo)體發(fā)光元件2的光學(xué)特性值也不會(huì)上升到閾值ΦΛ的情況下(步驟S8中的無(wú)異常為“否”的情況下)，前進(jìn)至步驟S11。此時(shí)，作為步驟S8的無(wú)異?！胺瘛?，判定半導(dǎo)體發(fā)光元件2的發(fā)光部中具有裂紋、 損壞、凸點(diǎn)電極26中具有短路、斷路等異常。在步驟Sll中，將異常通知信號(hào)發(fā)送到按壓控制部M。接收到步驟Sll中的異常通知信號(hào)的按壓控制部M，在步驟S9中，停止按壓機(jī)構(gòu) 9對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光元件2的按壓。由此，在本實(shí)施方式1的安裝裝置中，在將半導(dǎo)體發(fā)光元件2與安裝基板3進(jìn)行接合的按壓工序中，利用光學(xué)特性測(cè)定部7來(lái)測(cè)定半導(dǎo)體發(fā)光元件2的光學(xué)特性值。然后，基于該光學(xué)特性值的測(cè)定結(jié)果，對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光元件2和安裝基板3的接合是否結(jié)束進(jìn)行判定。 由此，能夠防止即使光學(xué)特性值不達(dá)到要求也結(jié)束接合動(dòng)作的情況，能夠獲得更穩(wěn)定的接合強(qiáng)度及光學(xué)特性。另外，還能夠防止在光學(xué)特性值已足夠的情況下仍進(jìn)行過(guò)度的接合動(dòng)作。因此，能
9夠抑制半導(dǎo)體發(fā)光元件2的發(fā)光部的裂紋、損壞、凸點(diǎn)電極沈的損傷(短路、斷路等)。此外，在本實(shí)施方式1中，是根據(jù)所檢測(cè)出的光學(xué)特性值來(lái)控制按壓工序的結(jié)束時(shí)刻，但是本發(fā)明并不限于此。即，也可以并不僅控制按壓工序的結(jié)束時(shí)刻，還能根據(jù)所檢測(cè)出的光學(xué)特性值來(lái)對(duì)按壓工序所涉及的任意的參數(shù)實(shí)時(shí)地進(jìn)行控制。作為控制對(duì)象參數(shù)的一個(gè)例子，能列舉出按壓工序中的按壓力。圖6示出了對(duì)應(yīng)于所檢測(cè)出的光學(xué)特性值的按壓力的控制例。圖6是舉例示出了在所檢測(cè)出的光學(xué)特性值較低的期間增大按壓力、隨著所檢測(cè)出的光學(xué)特性值的上升而減小按壓力的圖。在這種情況下，將表示圖6所示的光學(xué)特性值和按壓力的關(guān)系的數(shù)據(jù)作為判定用數(shù)據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器25中。然后，只需基于該判定用數(shù)據(jù)來(lái)將對(duì)應(yīng)于按壓力的控制信號(hào)從處理部15發(fā)送到按壓控制部24。當(dāng)然，圖6 的控制例只不過(guò)是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，能夠采用對(duì)應(yīng)于實(shí)際的安裝條件的適當(dāng)?shù)目刂?。另外，在本?shí)施方式1中，為了使裝置小型化，在按壓機(jī)構(gòu)9中設(shè)置有光學(xué)特性檢測(cè)器14。但是，本發(fā)明并不限于此，還能采用以下結(jié)構(gòu)即，例如，在按壓機(jī)構(gòu)9的外部設(shè)置光學(xué)特性檢測(cè)器14，利用光纖等將入射到吸附孔11的光導(dǎo)入光學(xué)特性檢測(cè)器14。(實(shí)施方式2)圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式2的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝裝置的主要部分結(jié)構(gòu)圖。在上述實(shí)施方式1中，吸附孔11是空氣通路，利用光學(xué)特性檢測(cè)器14對(duì)由吸附孔11傳送的光進(jìn)行檢測(cè)，處理控制部8通過(guò)光學(xué)特性測(cè)定部7對(duì)接合的按壓力進(jìn)行控制。但是，由于吸附孔11的傳送頻率特性受涂布材料16的反射特性的影響，因此，處理控制部8為了測(cè)定大范圍的色度的亮度來(lái)控制接合的按壓力，優(yōu)選使檢測(cè)光的傳送頻率特性更為平坦化。因此，在本實(shí)施方式2中，將多根光纖33沿吸附孔11的內(nèi)周面呈環(huán)狀配置。該光纖33是具有芯材的光波導(dǎo)，該芯材的前端位于吸附孔11的半導(dǎo)體發(fā)光元件2的一側(cè)，其另一端位于光學(xué)特性檢測(cè)器14的一側(cè)。另外，在本實(shí)施方式2中，除了光學(xué)特性檢測(cè)器14之外，還設(shè)置有第二光學(xué)特性檢測(cè)器34。利用第二光學(xué)特性檢測(cè)器34對(duì)由多根光纖33的芯材中傳送的光進(jìn)行檢測(cè)。在這種情況下，光學(xué)特性檢測(cè)器14僅對(duì)由配置成環(huán)狀的光纖33 包圍的空氣通路中傳送的光進(jìn)行檢測(cè)。還可考慮利用涂布材料16對(duì)光纖33的外周面進(jìn)行涂布。由光學(xué)特性檢測(cè)器14檢測(cè)出的輸出(以下，作為第一檢測(cè)輸出)和由第二光學(xué)特性檢測(cè)器34檢測(cè)出的輸出(以下，作為第二檢測(cè)輸出)分別通過(guò)光學(xué)特性測(cè)定部7輸入到處理控制部8。具體而言，光學(xué)特性測(cè)定部7是分光器，對(duì)光的每一頻率的強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定并輸出。對(duì)于通過(guò)光學(xué)特性測(cè)定部7輸入到處理控制部8的第一檢測(cè)輸出和第二檢測(cè)輸出，在處理部15中進(jìn)行加權(quán)，使得即使光學(xué)特性檢測(cè)器14和第二光學(xué)特性檢測(cè)器34的入射面積不同，但每單位面積的比例也相同。由此，進(jìn)行加權(quán)，使得每單位面積的比例相同，之后，將第一檢測(cè)輸出和第二檢測(cè)輸出相加，輸出到按壓控制部對(duì)。詳細(xì)說(shuō)明處理部15的加權(quán)。設(shè)第一檢測(cè)輸出為Al，設(shè)光學(xué)特性檢測(cè)器14的入射面積為Ni，設(shè)第二檢測(cè)輸出為A2，設(shè)第二光學(xué)特性檢測(cè)器34的入射面積為N2。在上述情況下，將處理部15的輸出設(shè)為例如Al · N2+A2 · Nl來(lái)進(jìn)行輸出。在本實(shí)施方式2中，由于其他數(shù)值和計(jì)算都與實(shí)施方式1相同，因此省略其說(shuō)明。在本實(shí)施方式2中，通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)，能夠使通過(guò)光學(xué)特性測(cè)定部7輸入到處理控制部8的檢測(cè)信號(hào)的頻率特性比實(shí)施方式1的情況更平坦。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)減少亮度和色度的偏差的安裝狀態(tài)。(實(shí)施方式3)圖8和圖9表示本發(fā)明的實(shí)施方式3的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝裝置。此處，說(shuō)明半導(dǎo)體發(fā)光元件的一個(gè)例子，即舉出從背面對(duì)液晶顯示屏進(jìn)行照明的背光源的情況的例子進(jìn)行說(shuō)明。在背光源的情況下，需要將發(fā)光色為白色的多個(gè)發(fā)光元件在縱向和橫向上隔開(kāi)規(guī)定間隔進(jìn)行安裝。而且，在背光源的情況下，除此之外，在相鄰的發(fā)光元件之間，要求亮度的偏差較小，且發(fā)光色的偏差較小。對(duì)發(fā)生亮度和發(fā)光色的偏差的原因進(jìn)行探討。通過(guò)將形成于發(fā)光元件的電極部的凸點(diǎn)電極對(duì)安裝基板3的電極部21進(jìn)行按壓來(lái)進(jìn)行安裝。此處，即使通過(guò)按壓進(jìn)行安裝前的發(fā)光元件的亮度和發(fā)光色不存在偏差，但若按壓力產(chǎn)生偏差，則對(duì)凸點(diǎn)電極沈的擠壓也產(chǎn)生偏差，作為結(jié)果，凸點(diǎn)電極沈的與電極部 21的接觸面積也產(chǎn)生偏差。具體而言，在凸點(diǎn)電極沈的與電極部21的接觸面積較大的情況下，伴隨著通電所產(chǎn)生的發(fā)光元件的發(fā)熱會(huì)通過(guò)凸點(diǎn)電極沈很好地向電極部21散熱。與之相反，在凸點(diǎn)電極26的與電極部21的接觸面積較小的情況下，伴隨著通電所產(chǎn)生的發(fā)光元件的發(fā)熱不易通過(guò)凸點(diǎn)電極26向電極部21散熱。因此，在接觸面積較小的情況下，發(fā)光元件的溫度上升， 隨著通電時(shí)間增加而亮度降低。而且，即使凸點(diǎn)電極沈的與電極部21的接觸面積相同，但根據(jù)凸點(diǎn)電極沈與電極部21的界面狀態(tài)，發(fā)光色的色度也會(huì)發(fā)生稍許變動(dòng)。因此，在該實(shí)施方式3中，不僅使亮度接近目標(biāo)亮度，還使色度接近目標(biāo)色度。為此，在本實(shí)施方式3中，在安裝基板3的正下方、且在安裝基板保持部17和移動(dòng)機(jī)構(gòu)18之間，安裝有超聲波施加機(jī)構(gòu)35。而且，處理控制部8采用能夠執(zhí)行圖9(a)所示的控制的結(jié)構(gòu)。由于其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式2相同，因此省略說(shuō)明。圖9 (a)的橫軸表示時(shí)間，左側(cè)的縱軸表示由按壓控制部M控制的、按壓機(jī)構(gòu)9將半導(dǎo)體發(fā)光元件2對(duì)安裝基板3進(jìn)行按壓的載荷，右側(cè)的縱軸表示使半導(dǎo)體發(fā)光元件2在與安裝基板3的基板面平行的方向即橫向進(jìn)行振動(dòng)的超聲波的強(qiáng)度。另外，圖9(b)的橫軸表示時(shí)間，縱軸表示安裝中的半導(dǎo)體發(fā)光元件2的檢測(cè)亮度。另外，圖9(c)的橫軸表示時(shí)間，縱軸表示安裝中的半導(dǎo)體發(fā)光元件2的檢測(cè)色度。此外，圖9(a) (c)中分別表示時(shí)間t0、tl、t2，明確時(shí)刻的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如圖9(a)所示，實(shí)施方式3的處理控制部8利用按壓機(jī)構(gòu)9將半導(dǎo)體發(fā)光元件2 對(duì)安裝基板3進(jìn)行按壓，直至所檢測(cè)出的亮度成為圖9(b)所示的目標(biāo)亮度值k。檢測(cè)出檢測(cè)亮度成為圖9(b)所示的目標(biāo)亮度值k的處理控制部8，如圖9(a)所示，維持此時(shí)的按壓機(jī)構(gòu)9所施加的載荷。另外，檢測(cè)出檢測(cè)的亮度(以下，作為檢測(cè)亮度) 成為圖9 (b)所示的目標(biāo)亮度值Xs的處理控制部8，利用超聲波施加機(jī)構(gòu)35產(chǎn)生如圖9 (a) 所示那樣的超聲波的振動(dòng)，并對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光元件2施加該橫向振動(dòng)。對(duì)于利用該超聲波產(chǎn)生的橫向振動(dòng)進(jìn)行的接合，凸點(diǎn)電極沈的與電極部21的接觸面積不會(huì)發(fā)生顯著的變化，半導(dǎo)體發(fā)光元件2的散熱特性的變化也較少。因此，如圖9 (b) 所示，與達(dá)到目標(biāo)亮度值k之前的由載荷所引起的變化率相比，檢測(cè)亮度的變動(dòng)極小。但是，如圖9(c)所示，所檢測(cè)出的色度(以下，作為檢測(cè)色度)因超聲波振動(dòng)產(chǎn)生的橫向振動(dòng)而呈單方向變化。若處理控制部8檢測(cè)出檢測(cè)亮度成為目標(biāo)亮度值k以上、并檢測(cè)出檢測(cè)色度成為目標(biāo)色度Cs，則判定為接合結(jié)束。然后，處理控制部8指示超聲波施加機(jī)構(gòu)35不輸出超聲波，指示按壓機(jī)構(gòu)9不施加載荷。根據(jù)本實(shí)施方式3的結(jié)構(gòu)，能夠使檢測(cè)亮度為目標(biāo)亮度以上，并使檢測(cè)色度也接近目標(biāo)色度。因此，在制造從背面對(duì)液晶顯示屏進(jìn)行照明的背光源時(shí)特別有效。工業(yè)中的應(yīng)用本發(fā)明能夠應(yīng)用于需要將半導(dǎo)體發(fā)光元件安裝到基板上的各種電子設(shè)備的制造
直ο
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝方法，其特征在于，在使半導(dǎo)體發(fā)光元件的電極部與安裝基板的電極部進(jìn)行接合的過(guò)程中，向所述安裝基板的電極部供電，來(lái)使所述半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)光，對(duì)發(fā)光的所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的光學(xué)特性進(jìn)行檢測(cè)，基于檢測(cè)出的所述光學(xué)特性來(lái)控制所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的電極部和所述安裝基板的電極部的接合。
2.一種半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝方法，其特征在于，在使半導(dǎo)體發(fā)光元件的電極部與安裝基板的電極部進(jìn)行接合的過(guò)程中，向所述安裝基板的電極部供電，來(lái)使所述半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)光，對(duì)發(fā)光的所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的光學(xué)特性進(jìn)行檢測(cè)，在基于檢測(cè)出的所述光學(xué)特性來(lái)控制所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的電極部和所述安裝基板的電極部的接合時(shí)， 利用按壓對(duì)所述接合進(jìn)行控制，之后，利用超聲波對(duì)所述接合進(jìn)行控制。
3.一種半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝方法，其特征在于，在使半導(dǎo)體發(fā)光元件的電極部與安裝基板的電極部進(jìn)行接合的過(guò)程中，向所述安裝基板的電極部供電，來(lái)使所述半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)光，對(duì)發(fā)光的所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的光學(xué)特性進(jìn)行檢測(cè)，在檢測(cè)出所述光學(xué)特性的色度在規(guī)定色度范圍內(nèi)、且所述光學(xué)特性的亮度在規(guī)定亮度以上時(shí)，結(jié)束接合。
4.如權(quán)利要求1 3的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝方法，其特征在于， 通過(guò)形成于將所述半導(dǎo)體發(fā)光元件對(duì)所述安裝基板進(jìn)行按壓的按壓機(jī)構(gòu)的內(nèi)部的吸附孔來(lái)將所述半導(dǎo)體發(fā)光元件進(jìn)行吸附保持，通過(guò)所述吸附孔來(lái)檢測(cè)所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的光學(xué)特性。
5.如權(quán)利要求1 3的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝方法，其特征在于， 通過(guò)形成于將所述半導(dǎo)體發(fā)光元件對(duì)所述安裝基板進(jìn)行按壓的按壓機(jī)構(gòu)的內(nèi)部的吸附孔來(lái)將所述半導(dǎo)體發(fā)光元件進(jìn)行吸附保持，基于受光面積之比對(duì)所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的第一光學(xué)特性和所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的第二光學(xué)特性進(jìn)行加權(quán)處理，基于進(jìn)行了加權(quán)處理后獲得的加法計(jì)算值來(lái)控制所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的電極部和所述安裝基板的電極部的接合，所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的第一光學(xué)特性是通過(guò)所述吸附孔而檢測(cè)出的，所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的第二光學(xué)特性是通過(guò)沿所述吸附孔的內(nèi)周而配置有透光性芯材的光波導(dǎo)而檢測(cè)出的。
6.如權(quán)利要求1 3、5的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝方法，其特征在于， 在所檢測(cè)出的所述光學(xué)特性超過(guò)預(yù)先輸入的閾值的情況下，判定為接合結(jié)束。
7.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝方法，其特征在于，在所檢測(cè)出的所述光學(xué)特性超過(guò)預(yù)先輸入的閾值一次后、又下降到所述閾值以下的情況下，判定為接合過(guò)度。
8.一種半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝裝置，其特征在于，設(shè)置有按壓機(jī)構(gòu)，該按壓機(jī)構(gòu)在其內(nèi)部形成有用于吸附半導(dǎo)體發(fā)光元件的吸附孔，將所吸附的半導(dǎo)體發(fā)光元件進(jìn)行按壓；平臺(tái)，該平臺(tái)保持住安裝基板；供電部，該供電部向保持于所述平臺(tái)的所述安裝基板的電極部供電； 光學(xué)特性檢測(cè)器，該光學(xué)特性檢測(cè)器對(duì)來(lái)自所述吸附孔的光的光學(xué)特性進(jìn)行檢測(cè)；以及處理控制部，該處理控制部基于所述光學(xué)特性檢測(cè)器的檢測(cè)值來(lái)控制所述按壓機(jī)構(gòu)施加的按壓。
9.一種半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝裝置，其特征在于，設(shè)置有按壓機(jī)構(gòu)，該按壓機(jī)構(gòu)在其內(nèi)部形成有用于吸附半導(dǎo)體發(fā)光元件的吸附孔，將所吸附的半導(dǎo)體發(fā)光元件進(jìn)行按壓；超聲波施加機(jī)構(gòu)，該超聲波施加機(jī)構(gòu)對(duì)所述半導(dǎo)體發(fā)光元件施加超聲波； 平臺(tái)，該平臺(tái)保持住安裝基板；供電部，該供電部向保持于所述平臺(tái)的所述安裝基板的電極部供電；光學(xué)特性檢測(cè)器，該光學(xué)特性檢測(cè)器對(duì)來(lái)自所述吸附孔的光的光學(xué)特性進(jìn)行檢測(cè)；以及處理控制部，該處理控制部基于所述光學(xué)特性檢測(cè)器的檢測(cè)值來(lái)控制所述按壓機(jī)構(gòu)施加的按壓或所述超聲波施加機(jī)構(gòu)施加的超聲波。
10.一種半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝裝置，其特征在于，設(shè)置有按壓機(jī)構(gòu)，該按壓機(jī)構(gòu)在其內(nèi)部形成有用于吸附半導(dǎo)體發(fā)光元件的吸附孔，并沿著所述吸附孔的內(nèi)周配置有光波導(dǎo)，將所吸附的半導(dǎo)體發(fā)光元件進(jìn)行按壓； 平臺(tái)，該平臺(tái)保持住安裝基板；供電部，該供電部向保持于所述平臺(tái)的所述安裝基板的電極部供電； 第一光學(xué)特性檢測(cè)器，該第一光學(xué)特性檢測(cè)器對(duì)來(lái)自所述吸附孔的光的光學(xué)特性進(jìn)行檢測(cè)；第二光學(xué)特性檢測(cè)器，該第二光學(xué)特性檢測(cè)器對(duì)來(lái)自所述光波導(dǎo)的光的光學(xué)特性進(jìn)行檢測(cè)；以及處理控制部，該處理控制部基于所述第一光學(xué)特性檢測(cè)器及所述第二光學(xué)特性檢測(cè)器的檢測(cè)值來(lái)控制所述按壓機(jī)構(gòu)施加的按壓。
11.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝裝置，其特征在于，所述處理控制部基于受光面積之比對(duì)由所述第一光學(xué)特性檢測(cè)器檢測(cè)出的檢測(cè)值和由所述第二光學(xué)特性檢測(cè)器檢測(cè)出的檢測(cè)值進(jìn)行加權(quán)處理，并基于進(jìn)行了加權(quán)處理后獲得的加法計(jì)算值，來(lái)控制所述按壓機(jī)構(gòu)施加的按壓。
12.如權(quán)利要求8 10的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝裝置，其特征在于， 所述吸附孔的直徑為0. 05mm以上。
13.如權(quán)利要求8 10的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝裝置，其特征在于， 所述吸附孔的直徑為所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的對(duì)角直徑的0. 2倍以下。
14.如權(quán)利要求8 10的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝裝置，其特征在于， 對(duì)所述吸附孔的表面用涂布材料進(jìn)行了涂布。
15.如權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝裝置，其特征在于， 所述涂布材料為SiO2或MgF2。
16.如權(quán)利要求8 10的任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝裝置，其特征在于， 將所述吸附孔的表面加工成鏡面狀。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體發(fā)光元件的安裝方法和安裝裝置。在使半導(dǎo)體發(fā)光元件(2)的凸點(diǎn)電極(26)與安裝基板(3)的電極部(21)進(jìn)行接合時(shí)，由于在使半導(dǎo)體發(fā)光元件(2)的凸點(diǎn)電極(26)與安裝基板(3)的電極部(21)進(jìn)行接合時(shí)向安裝基板(3)的電極部(21)供電，使半導(dǎo)體發(fā)光元件(2)以其功率發(fā)光，對(duì)發(fā)光的半導(dǎo)體發(fā)光元件(2)的光學(xué)特性進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)該光學(xué)特性的檢測(cè)值進(jìn)行處理，獲取半導(dǎo)體發(fā)光元件(2)的凸點(diǎn)電極(26)和安裝基板(3)的電極部(21)的接合狀態(tài)，來(lái)對(duì)接合是否結(jié)束進(jìn)行判定，因此，能夠通過(guò)形成于半導(dǎo)體發(fā)光元件上的金屬電極來(lái)將半導(dǎo)體發(fā)光元件很好地與安裝基板上的電極部進(jìn)行接合。
文檔編號(hào)H01L21/60GK102449787SQ20118000227
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者豐田香, 伊藤知規(guī), 川端毅, 池內(nèi)宏樹(shù) 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社